JP2004286450A

JP2004286450A - 含水率の判定方法及び減水処理装置

Info

Publication number: JP2004286450A
Application number: JP2003075449A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Ichise; 英則市瀬
Original assignee: Chiyuuritsu Denki Kk; CHURITSU DENKI
Current assignee: Chiyuuritsu Denki Kk; CHURITSU DENKI
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】生ゴミ等の被処理材を減水処理するときに、含水率の適切な判定を可能とする。
【解決手段】水分センサ６０は、処理タンク１４の側板１６Ａに取り付けられる。また、この処理タンク内には、回転することにより被処理材を攪拌するパドル４２Ａが設けられており、パドル４２Ａの攪拌フィン４６が回転途中で水分センサに対向するようにしている。これにより、攪拌フィンが水分センサに対向したときに、この攪拌フィンによって被処理材が水分センサに押し付けられるようにしている。被処理材の含水率を判定するときには、攪拌フィンが対向したときの水分センサの出力電圧が予め設定した電圧に達したか否かから判定する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ゴミ等の被処理材を攪拌しながら減水処理するときの含水率の判定方法及び減水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
野菜クズ等の生ゴミを処理する時には、微生物等を用いて有機物分解及び水分除去を図ることにより無害化及び減量化を行うようにしている。
【０００３】
このような生ゴミ処理に用いられる生ゴミ処理装置には、被処理材として生ゴミを処理タンク内に投入し、処理タンク内に設けている攪拌棒を回転することにより、処理タンク内の被処理材を均一に攪拌して、被処理材の発酵ないし加熱を促進するようにしている。
【０００４】
ところで、このような生ゴミ処理装置においては、水分量の減少が進まずに水分過多の状態が続くと、被処理材である生ゴミが粘土状となってしまう。粘土状となった高含水率の生ゴミは、攪拌棒を回転するときに大きな負荷となってしまい、攪拌棒が折れてしまうなどの損傷を発生させてしまうことがある。また、このような状態では、被処理材である生ゴミの腐敗が生じ易く、悪臭を発生させる原因となってしまう。
【０００５】
一方、含水率が極めて低くなってしまった所謂過乾燥状態となると、生ゴミが紛体状となって排気用のフィルタに目詰まりを生じさせたり、粉塵となて機外に飛散してしまうなどの問題が生じてしまう。また、フィルタに目詰まりが生じた状態では、乾燥効率に低下が生じてしまい、次に生ゴミを処理するときに水分過多を生じさせてしまう。
【０００６】
このために、生ゴミ処理装置においては、処理タンク内に投入して攪拌処理している生ゴミの含水率の適正な測定ないし判定が要求される。
【０００７】
しかし、攪拌棒によって攪拌しながら生ゴミ等の被処理材の含水率を正確に検出するのは困難であり、ここから、発熱手段と温度センサを用い、発熱手段による生ゴミの加熱時間と温度センサの検出温度の変化から含水率を求める方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、加熱装置と温度検出装置を一体にした検出ブロックを用い、加熱装置を作動させたときに温度検出装置が検出する温度を用いて、生ゴミの含水率を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
さらに、測定対象の含水率と相関をもつ含水率となる保水性電気絶縁素材を用い、この保水性電気絶縁素材を加熱したときの乾燥時間から測定対象の含水率を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１９５９６９号公報
【特許文献２】
特開平８−１０３７５９号公報
【特許文献３】
特開２０００−２５８３７０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの提案では、含水率の測定に時間がかかったり、あるいは、含水率の測定を行うために所要測定時間中、被処理物とセンサー部とを静止させて接触させておく必要があり、そのために、例えば連続攪拌ができないなどの攪拌条件の制限が生じたりするという問題がある。
【００１２】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、被処理材の攪拌を継続しながら、被処理材が所定の含水率に達したか否かを的確に判定する含水率の判定方法及び被処理材の含水率を効率的にかつ適正に減少させることができる減水処理装置を提案することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の含水率の判定方法は、処理タンク内に投入した流動性の被処理材を、軸方向に沿って所定間隔で攪拌棒が設けられたシャフトを回転駆動することにより、攪拌棒によって攪拌しながら減水処理するときに、前記被処理材の含水率が所定の含水率に達したか否かを判定する含水率の判定方法であって、処理タンクの槽壁で前記攪拌棒に所定間隔で対向する位置に、前記被処理材のインピーダンスに応じた電圧を出力する検出手段を配置し、前記検出手段に前記攪拌棒が対向したときの検出手段の出力電圧から、前記被処理材の含水率が所定の含水率に達したか否かを判定することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、攪拌棒が検出手段に対向したときに検出手段から出力される電圧から、被処理材の含水率を判定する。処理タンク内の被処理材を攪拌手段によって攪拌しているときには、検出手段から出力される電圧が不安定となっているが、攪拌棒が検出手段に対向したときには、攪拌棒によって被処理材が検出手段に押し付けられるので、検出手段の出力は、含水率に応じた略一定の値となる。
【００１５】
ここから、予め被処理材の含水率に応じた検出手段の出力電圧又は、被処理材が目標含水率となっているときの検出手段の出力電圧を基準値として設定しておくことにより、この基準値と実際の検出手段の出力電圧から、被処理材の含水率を的確に判定することができる。
【００１６】
一方、本発明の減水処理装置は、処理タンク内に投入された流動性の被処理材を攪拌しながら加熱ないし発熱を促進して水分を蒸発させることにより減水処理する減水処理装置であって、攪拌棒を前記処理タンク内に配置されたシャフトの軸方向に沿って所定間隔で取り付け、シャフトを所定周期で回転駆動することにより処理タンク内の被処理材を攪拌する攪拌手段と、前記処理タンクの壁面で前記攪拌棒が回転移動中に所定間隔で対向する位置に配置されて前記被処理材のインピーダンスに応じた電圧を出力する検出手段と、前記攪拌フィンが前記検出手段に対向したときに検出手段から出力される電圧を読み込んで、該電圧が予め設定している所定値に達した否かから前記被処理材の含水率を判定する判定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、処理タンクに投入した生ゴミ等の被処理材を、攪拌手段によって攪拌する。攪拌手段には、シャフトに設けている攪拌棒が、シャフトを回転駆動することにより回転移動して、処理タンク内の被処理材を均一に攪拌する。
【００１８】
一方、処理タンクの槽壁には、検出手段が設けられており、回転移動する攪拌棒が検出手段に対向したときに、被処理材を検出手段へ押し付ける。
【００１９】
判定手段は、攪拌棒が検出手段に対向したときに、検出手段から出力する電圧に基づいて、処理タンク内の被処理材の含水率を判定する。
【００２０】
攪拌棒が検出手段に対向したとき、処理タンク内を流動している被処理材が、攪拌棒によって検出手段に押し付けられるため、インピーダンスが含水率に応じた略一定の値となる。
【００２１】
判定手段は、この検出手段の出力する電圧に基づいて被処理材の含水量を判定するので、処理タンク内の被処理材の含水率を的確に判定することができ、これにより、含水率が高いときには減水を促進させ、減水率が低いときには減水を押えるように制御して、減水処理を行うことができる。
【００２２】
したがって、被処理材の減水不足による攪拌棒の損傷等を生じさせたり、被処理材を過乾燥状態とすることなく適正に減水処理を行うことができる。
【００２３】
このような本発明の減水処理装置では、前記所定値を前記被処理材の目標含水率に基づいて設定し、前記判定手段の判定結果に基づいて前記被処理材の減水処理を制御する制御手段を含むことができる。
【００２４】
これにより、処理タンク内の被処理材が所望の含水率となるように減水処理を行うことができる。
【００２５】
さらに、本発明の減水処理装置では、前記処理タンク内に前記被処理材を投入して処理タンク内の被処理材の量を増加させるときに、前記被処理材の増加量に応じて前記目標含水率を低くすることができる。
【００２６】
被処理材の量が少なければ、減水処理が進行しすぎて過乾燥状態になりやすいので、減水処理を押えるようにすることが好ましい、被処理材の量が多いときには、減水処理に遅れが生じ易いと共に、攪拌手段に大きな負荷がかかり易い。
【００２７】
ここから、被処理材の量が少ないときには、目標減水率が高くなるように基準値を設定し、被処理材の量が多いときには、攪拌手段の負荷を抑えるために目標含水率が低くなるように基準値を設定する。
【００２８】
これにより、より確実に攪拌手段の損傷や過乾燥を防止しながら被処理材の減水処理を行うことができる。
【００２９】
一方、処理タンク内には、微生物が処理タンク内で生息可能となるようにすると共に水分緩和を図るため、予めモミガラ、オガクズ、バイオ菌等の菌床材を含む資材を投入されており、これらには塩分が含まれない。
【００３０】
しかし、被処理材として処理タンクに投入される生ゴミには、少なからず塩分が含まれる。この塩分は、被処理材の投入量の増加に応じて増加して、被処理材のインピーダンスを低下させる。
【００３１】
このために、検出手段によって検出した電圧に対する基準値を一定としても、被処理材の投入量に応じて含水率を低下させることができる。すなわち、被処理材に塩分が含まれるときには、被処理材の量に応じて基準値を変更すること無く、目標含水率を下げることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２には、本実施の形態に減水処理装置として適用した生ゴミ処理機１０の概略構成を示している。
【００３３】
この生ゴミ処理機１０は、図示しないフレームを囲うようにケーシング１２が設けられている。このケーシング１２は、略箱体形状に形成されており、生ゴミ処理機１０には、このケーシング１２内に処理タンク１４が設けられている。なお、図１は、生ゴミ処理機１０の側面側から見た要部の概略構成を示しており、図２は、生ゴミ処理機１０の正面側（図１の紙面右側）から見た要部の概略構成を示している。
【００３４】
図２に示すように、処理タンク１４は、一対の側板１６を備え、この一対の側板１６が槽壁１８によって連結されて形成されている。また、図１に示すように、槽壁１８は、下端側が所定径で湾曲され、この湾曲によって処理タンク１４には、内面が半円状に湾曲された底部２０が形成されている。
【００３５】
これにより、図１及び図２に示すように、処理タンク１４は、上方側が開口されており、この上方の開口がケーシング１２の上板２２に接するように配置されて略密閉状態となっており、処理タンク１４内の臭気が機外に漏れるのが防止されている。
【００３６】
生ゴミ処理機１０では、この処理タンク１４の周囲が図示しない断熱材によって囲われており、これにより、処理タンク１４内の熱が処理タンク１４外に放出されるのを防止すると共に、処理タンク１４が機外の空気によって冷却されるなどしてしまうのを防止している。すなわち、生ゴミ処理機１０では、外気温にかかわらず処理タンク１４内の温度を、効率的に所望の温度に維持可能となっていると共に、処理タンク１４内の温度によってケーシング１２の周囲の温度が上昇してしまうのを防止している。
【００３７】
図１に示すように、ケーシング１２の上板２２には、投入蓋２４が設けられている。生ゴミ処理機１０では、この投入蓋２４を開くことにより、処理タンク１４内に野菜クズ等の生ゴミを被処理材２６として投入できるようになっている。
【００３８】
ところで、生ゴミ処理機１０の処理タンク１４内には、一対の側板１６の間には、攪拌手段を形成するパドルシャフト３０が掛け渡されている。パドルシャフト３０は、軸心が処理タンク１４の内面が湾曲している底部２０の湾曲中心（軸心）と一致するように配置されている。また、図２に示すように、側板１６のそれぞれには、ピローブロック３２が取り付けられており、パドルシャフト３０は、軸方向の両端部がピローブロック３２に挿入されることにより、処理タンク１４内のシール性を保持した状態で回転自在に支持されている。
【００３９】
一方の側板１６から突出しているパドルシャフト３０の先端部には、スプロケット３４が取り付けられている。また、ケーシング１２内には、攪拌モータ３６が設けられており、この攪拌モータ３６の駆動軸３６Ａにスプロケット３８が取り付けられている。スプロケット３４、３８の間には、チェーン４０が巻き掛けられている。
【００４０】
これにより、生ゴミ処理機１０では、攪拌モータ３６を駆動すると、この攪拌モータ３６の駆動力がパドルシャフト３０に伝達されて、パドルシャフト３０が処理タンク１４内で回転駆動されるようになっている。
【００４１】
一方、パドルシャフト３０には、攪拌棒として複数のパドル４２が取り付けられている。図３に示すように、パドル４２は、所定長さのシャフト部４４の先端に、攪拌フィン４６が取り付けられている。また、シャフト部４４には、攪拌フィン４６と反対側の端部に矩形平板状のベース板４８が取り付けられている。
【００４２】
図１及び図２に示すように、パドル４２は、このベース板４８（図１では図示省略）をパドルシャフト３０の周面に固定することにより、攪拌フィン４６がパドルシャフト３０の半径方向の外方側となるように取り付けられている。
【００４３】
これにより、生ゴミ処理機１０では、パドルシャフト３０が回転したときに、パドル４２が処理タンク１４内で回転するようになっている。なお、図３に示すように、パドル４２には、ベース板４８から突出するように基部４８Ａが形成されており、パドルシャフト３０の周面には、所定位置にフラット面及び基部４８Ａの挿入孔が形成されており、パドル４２は、パドルシャフト３０の挿入孔へ基部４８Ａを挿入し、フラット面にベース板４８を対向させて配置し、パドルシャフト３０の挿入孔から突出した基部４８Ａにナット等を螺合して、ベース板４８との間でパドルシャフト３０を挟むことにより固定される。
【００４４】
一方、攪拌フィン４６は、所定幅及び所定長さの帯板状に形成されており、長手方向がシャフト部４４の軸方向と直交する方向に沿って配置されている。
【００４５】
図１及び図２に示すように、パドル４２は、パドルシャフト３０に取り付けられたときに、攪拌フィン４６の先端が処理タンク１４の底部２０の内面に接近した長さとなっている。
【００４６】
これにより、生ゴミ処理機１０では、パドルシャフト３０が回転することにより、攪拌フィン４６が処理タンク１４の底部２０の内面に沿って移動するようになっている。
【００４７】
図３に示すように、攪拌フィン４６は、パドル４２をパドルシャフト３０（図３では図示省略）に取り付けたときに、パドルシャフト３０の軸方向（図３で一点鎖線で示す方向）に対して、長手方向が所定の角度θで傾斜するようにシャフト部４４に取り付けられている。
【００４８】
また、図２に示すように、本実施の形態に適用した生ゴミ処理機１０では、一例としてパドルシャフト３０に６本のパドル４２を所定の間隔で取り付け、かつ、図１に示すように、パドル４２のそれぞれがパドルシャフト３０を中心に放射状となるように、所定の角度ずつずらして取り付けている。
【００４９】
このときに、図１及び図２に示すように、例えば互いに隣接するパドル４２の間では、攪拌フィン４６のパドルシャフト３０の軸線に対する角度（向き）が異なるように配置されている。なお、本実施の形態では、図３に示す角度θを、一例として３０°（θ＝３０°）にしているが、角度θは、これに限るものではない。
【００５０】
図２に示すように、側板１６側のパドル４２は、攪拌フィン４６の先端部が、側板１６の表面に接近するように配置されている。
【００５１】
これにより生ゴミ処理機１０では、パドルシャフト３０を回転駆動することにより、処理タンク１４内に投入されている被処理材２６が均一に混じるように攪拌可能となっていると共に、側板１６の内面近傍及び底部２０の内面近傍に、被処理材２６が付着するなどして攪拌されずに残るのを確実に防止するようにしている。なお、生ゴミ処理機１０では、パドル４２を回転駆動することにより、処理タンク１４内に投入した被処理材２６を細断するようにしている。また、生ゴミ処理機１０では、ステンレス（ＳＵＳ）を用いて、処理タンク１４と共にパドルシャフト３０及びパドル４２（シャフト部４４、攪拌フィン４６及びベース板４８など）を形成して、耐蝕性の向上を図っている。
【００５２】
このように構成されている生ゴミ処理機１０では、投入蓋２４を開いて処理タンク１４内に野菜クズ等の有機物及び水分を含む生ゴミなどが被処理材２６として投入されると、パドルシャフト３０を所定の回転速度で回転駆動して、処理タンク１４内の被処理材２６を均一に攪拌しながら細断する。
【００５３】
また、図１に示すように、生ゴミ処理機１０には、処理タンク１４内の空気を排気する排気ブロア５０（図２では図示省略）と共に、図示しないヒータが設けられている。生ゴミ処理機１０では、このヒータと共に排気ブロア５０を作動することにより、図示しないヒータによって加熱した空気を処理タンク１４内に送り込んで、処理タンク１４内の被処理材２６を加熱して、所定の温度範囲に維持する。
【００５４】
これにより、処理タンク１４内の被処理材２６から水分を蒸発させて減水を図るようにしている。
【００５５】
なお、生ゴミ処理機１０としては、図示しないヒータによる被処理材２６の加熱のみでなく微生物を用いて有機物の発酵を促進することが好ましく、このときには、予めモミガラ、オガクズ、バイオ菌等の菌床材を含む資材を投入しておいて、微生物が処理タンク１４内で生息可能となるようにすると共に、水分緩和を図ることができる。
【００５６】
この生ゴミ処理機１０には、図示しない脱臭器が設けられている。脱臭器は、フィルタや活性炭等が設けられた一般的構成を用いており、処理タンク１４から排気する空気が通過するすることにより、この空気に対して脱臭、浄化等を図ることにより清浄化し、無臭で塵埃等を含まない空気を排出するようにしている。
【００５７】
処理タンク１４に投入された被処理材２６は、有機物の発酵分解が促進され、これに伴って発生する炭酸ガスや水蒸気が機外へ排出されて減水処理される。このときに、処理タンク１４内が、所定温度に維持されることにより有機物の発酵分解が促進される。
【００５８】
これにより、生ゴミ処理機１０では、生ゴミの総量削減を図ると共に、堆肥等に適用可能な残さを生成する。このような生ゴミ処理機１０の基本的構成は、従来公知の構成を適用することができる。
【００５９】
ところで、生ゴミ処理機１０には、水分センサ６０が設けられており、生ゴミ処理機１０では、被処理材２６の含水率が所定値に達したか否かを水分センサ６０を用いて判定し、被処理材２６が適正な含水率となるように減水されるようにしている。
【００６０】
図４（Ａ）に示すように、水分センサ６０は、絶縁性の樹脂によって略円盤状に形成されたホルダ６２を備え、このホルダ６２に、一対の電極６４、６６が設けられている。ホルダ６２には、略円柱状に突出したヘッド部６２Ａが形成されており、一対の電極６４、６６は、このヘッド部６２Ａに所定間隔で配置され、また、電極６４、６６は、先端面がヘッド部６２Ａの表面と同一面となるように取り付けられている。
【００６１】
図１及び図２に示すように、この水分センサ６０は、処理タンク１４を形成している一方の側板１６（以下、特に区別するときには「側板１６Ａ」とする）の底部２０側に取り付けられている。また、図４（Ｂ）に示すように、ホルダ６２は、ヘッド部６２Ａが側板１６Ａに形成している取付孔１６Ｂから処理タンク１４内へ向けて挿入され、ヘッド部６２Ａの表面が側板１６Ａの表面（内面）と同一平面となるように取り付けられている。
【００６２】
これにより、水分センサ６０が側板１６Ａの表面に凹凸を生じさせることが無く、側板１６Ａの表面に凹凸を生じさせてしまうことにより被処理材２６が滞留してしまうのを確実に防止するようにしている。
【００６３】
また、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、水分センサ６０の取付位置は、この側板１６Ａに隣接するパドル４２（以下、特に区別するときには「パドル４２Ａ」とする）の攪拌フィン４６に対向する位置となっている。すなわち、図４（Ｃ）に示すように、処理タンク１４の内方側から見ると、パドル４２Ａの攪拌フィン４６が、水分センサ６０の近傍を通過するときに、水分センサ６０と攪拌フィン４６とが確実に重なるようになっている。なお、図４（Ｃ）では、パドル４２Ａが回転したときの攪拌フィン４６の移動軌跡を二点鎖線で示している。
【００６４】
このように、パドルシャフト３０が回転駆動することによりパドル４２に取り付けている攪拌フィン４６は、水分センサ６０に対向する一定位置を通過するようになっている。このとき、図４（Ｂ）に示すように、攪拌フィン４６が傾斜されていることにより、被処理材２６（図示省略）は、攪拌フィン４６と水分センサ６０との間隔に応じた量が、攪拌フィン４６によって水分センサ６０へ押し付けられる。
【００６５】
本実施の形態では、一例として攪拌フィン４６の先端と水分センサ６０との距離（ホルダ６２のヘッド部６２Ａ表面までの距離）ｄを４ｍｍ（ｄ＝４ｍｍ）としている。なお、この距離ｄは、攪拌フィン４６が、水分センサ６０（電極６４、６６）に接触することが無く、かつ、攪拌フィン４６の移動によってホルダ６２の表面近傍の被処理材２６が確実に移動攪拌される距離であれば良く、例えば１ｍｍ〜４０ｍｍの範囲とすることができる。
【００６６】
一方、図５に示すように、生ゴミ処理機１０の制御部６８には、装置の作動を制御するコントローラ７０が設けられている。このコントローラ７０には、前記した攪拌モータ３６、排気ブロア５０と共に、図示しないヒータや処理タンク１４内の温度を検出する温度センサ等が設けられている。
【００６７】
また、制御部６８には、含水率検出器７２が設けられている。この含水率検出器７２は、水分センサ６０及び、所定電圧（例えば２４ｖの直流電圧）の電力を出力する電源７４を備えており、この電源７４が所定抵抗値Ｒ（例えばＲ＝８０ｋΩ）の分圧抵抗７６を介して水分センサ６０に接続している。
【００６８】
また、含水率検出器７２には、一対の電極６４、６６の間の電圧Ｖから処理タンク１４内に投入されている被処理材２６の含水率を判定する判定部７８が設けられている。
【００６９】
パドル４２を回転しながら処理タンク１４内の被処理材２６を攪拌しているときには、被処理材２６が流動的であるために、水分センサ６０に設けている一対の電極６４、６６の間のインピーダンスは常に変化し、判定部７８に入力される電圧Ｖも不安定となっている。
【００７０】
一方、電極６４、６６の間のインピーダンスが変化する中で、パドル４２Ａの攪拌フィン４６が水分センサ６０の一対の電極６４、６６に対向したときには、一対の電極６４、６６間のインピーダンスが最も高くなる。また、そのときのインピーダンスは、被処理材２６の含水率によって変化し、含水率が少なくなったときには、含水率が多い時に比べて高くなる。
【００７１】
生ゴミ処理機１０では、処理タンク１４内に投入された被処理材２６を攪拌しながら、所定の温度範囲に維持して、被処理材２６の粉砕しながら減水処理を行う。このときに、被処理材２６の含水率が、予め設定した含水率に達したときの水分センサ６０の電圧または、電圧の平均値を測定し、この測定結果から基準値Ｖ_Ｓを設定し、判定部７８ないしコントローラ７０に記憶させておくようにしている。
【００７２】
判定部７８では、パドル４２（４２Ａ）の１回転中で水分センサ６０から出力される電圧Ｖが最も低くなる値（最低値Ｖ_Ｌ）を検出し、所定時間またはパドル４２の所定回転数内での平均値Ｖ_ＡＶと、予め設定している値（基準値Ｖ_Ｓ）とを比較し、平均値Ｖ_ＡＶが基準値Ｖ_Ｓを越えているとき（Ｖ_ＡＶ≧Ｖ_Ｓ）には、処理タンク１４内の被処理材２６が所定の処理状態に達したと判断するようにしている。
【００７３】
コントローラ７０は、この含水率検出器７２の判定部７８の判定結果に基づいて、処理タンク１４内の被処理材２６の処理制御を行うようになっている。
【００７４】
ここで、生ゴミ処理機１０での、水分センサ６０を用いた被処理材２６の含水率の判定を説明する。
【００７５】
生ゴミ処理機１０では、例えば処理タンク１４内に予め菌床材を投入している状態で、生ゴミ等の被処理材２６を投入されることにより、被処理材２６に対する処理（減水処理）を開始する。また、被処理材２６は、例えば生ゴミが発生する毎に、処理タンク１４内に投入される。
【００７６】
生ゴミ処理機１０では、攪拌モータ３６を作動させることにより、パドル４２を一定速度（予め設定されている速度）で回転させ、処理タンク１４内に投入された被処理材２６の攪拌を行う。また、生ゴミ処理機１０では、図示しないヒータと共に排気ブロア５０を作動することにより、処理タンク１４内に温風を供給する。
【００７７】
これにより、被処理材２６の発酵分解が開始され、処理タンク１４内に炭酸ガスと水蒸気が発生し、この発生物を含んだ空気が清浄化されながら機外へ排出されることにより、被処理材２６の減水が図られる。
【００７８】
このときに生ゴミ処理機１０では、水分センサ６０を用いて、処理タンク１４内の被処理材２６の含水率を判定し、この判定結果に基づいて、被処理材２６に対する処理の制御を行う。この制御は、例えばコントローラ７０においてヒータによる加熱を制御するなどして行われる。
【００７９】
生ゴミ処理機１０に設けている含水率検出器７２の判定部７８では、予め設定した時間間隔で水分センサ６０の電圧Ｖを読み込むと、パドルシャフト３０の１回転の間の電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌを取り込む。また、判定部７８では、予め設定している回数分の最低値Ｖ_Ｌを取り込むと、この最低値Ｖ_Ｌの平均値Ｖ_ＡＶを算出する。
【００８０】
この後に、判定部７８では、この平均値Ｖ_ＡＶと、予め設定している基準値Ｖ_Ｓを比較する。
【００８１】
ここで、平均値Ｖ_ＡＶが基準値Ｖ_Ｓよりも低いとき（Ｖ_ＡＶ＜Ｖ_Ｓ）には、処理タンク１４内の被処理材２６の含水率が高いと判断する。また、平均値Ｖ_ＡＶが基準値Ｖ_Ｓよりも高くなっているとき（Ｖ_ＡＶ≧Ｖ_Ｓ）には、処理タンク１４内の被処理材２６の含水率が適正な状態に達したと判断する。
【００８２】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、被処理材２６の処理に伴うパドル４２の回転に応じた水分センサ６０の電圧変化の概略を示している。なお、この測定は、パドルシャフト３０（パドル４２）の回転時間を２５．６ｓｅｃとして被処理材２６の処理を行っているときに、０．１ｓｅｃ間隔での測定結果を示している。また、図６（Ａ）は、処理タンク１４内の被処理材２６の含水率が３５％であり、図６（Ｂ）は、処理タンク１４内の被処理材２６の含水率が２０％のときの測定結果を示している。
【００８３】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、水分センサ６０の電圧Ｖは、パドルシャフト３０の回転周期で変化する。このとき、被処理材２６の含水率にかかわらず、水分センサ６０の電圧Ｖの最大値はほぼ同じである。
【００８４】
これに対して、水分センサ６０の電圧Ｖは、被処理材２６の含水率が異なればの最低値Ｖ_Ｌも異なるが、被処理材２６の水分率が同じであれば、最低値Ｖ_Ｌも略同じ値となる。
【００８５】
すなわち、パドル４２の回転周期に応じたサイクルで、水分センサ６０の電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌが検出され、被処理材２６の含水率が高いときには、この最低値Ｖ_Ｌが低く（図６（Ａ）参照）、被処理材２６の含水率が低いときには、水分センサ６０の電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌが高くなる（図６（Ｂ）参照）。
【００８６】
このような水分センサ６０の電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌが検出されるタイミングは、この水分センサ６０に最も近いパドル４２Ａの攪拌フィン４６が水分センサ６０の電極６４、６６に対向する位置であり、この位置では、水分センサ６０に攪拌フィン４６が対向することにより、処理タンク１４内で流動している被処理材２６が、攪拌フィン４６によって水分センサ６０の電極６４、６６に押し付けられて安定する。
【００８７】
ここから、パドル４２の１回転内での水分センサ６０の電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌは、被処理材２６の含水率に応じて変化することがわかり、生ゴミ処理機１０に設けている含水量検出器７２の判定部７８では、この水分センサ６０の電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌから、処理タンク１４内の被処理材２６の含水率を判断するようにしている。
【００８８】
これにより、パドル４２によって攪拌されている処理タンク１４内の被処理材２６であっても、その含水率が予め設定している所定値に達したか否かを迅速にかつ的確に判断することができる。
【００８９】
また、判定部７８は、所定回数または所定時間の水分センサ６０の最低値Ｖ_Ｌを平均化（平均値Ｖ_ＡＶ）して、被処理材２６の含水率を判断するようにしているため、ノイズが発生したり、被処理材２６に導電材などの不純物が含まれてしまっていても誤判定を防止して、より正確な含水率の判断が可能となっている。
【００９０】
したがって、基準値Ｖ_Ｓを、被処理材２６が適切な含水率となっているときの水分センサ６０の電圧Ｖ（最低値Ｖ_Ｌ）に設定することにより、処理タンク１４内の被処理材２６が、粘土状となってパドル４２の回転負荷が大きくなる高含水率状態（乾燥不足状態）や、粉末状となって図示しないフィルタに目詰まり等を生じさせる過乾燥状態となるのを確実に防止しながら、この被処理材２６を適切な減水状態とすることができる。
【００９１】
一般に、任意のタイミングで新たな被処理材２６を処理タンク１４内に投入しながら攪拌処理することにより、水分センサ６０によって検出する電圧Ｖは、図７に示すように、処理時間に応じて最低値Ｖ_Ｌ（図７では図示省略）が、徐々に高くなる。なお、このときの被処理材２６の処理は、必要に応じて加熱処理を施す。
【００９２】
このような水分センサ６０の電圧Ｖの上昇は、主に処理タンク１４内の被処理材２６の含水率が低下することにより生じ、被処理材２６に対する処理時間が長くなることにより、処理タンク１４内の被処理材２６は過乾燥状態に至る。
【００９３】
ここから、処理タンク１４内の被処理材２６が最適な乾燥状態となっているときに、水分センサ６０から出力される電圧Ｖを、基準電圧Ｖ_Ｓとして設定する。
【００９４】
これにより、生ゴミ処理機１０では、水分センサ６０によって検出する電圧Ｖが基準値Ｖ_Ｓに達することにより、これ以上の含水率の低下（図７で二点鎖線で示すライン以上の電圧Ｖの上昇）を抑えるようになる。
【００９５】
したがって、水分センサ６０を用いることにより、生ゴミ処理機１０では、被処理材２６が所望の乾燥状態を越えた過乾燥状態となってしまうのを防止することができる。
【００９６】
このように、生ゴミ処理機１０では、処理タンク１４内の被処理材２６の含水率を的確に判断して、この判断結果に基づいて被処理材２６に対する制御を行うので、被処理材２６に対する円滑な処理が可能となる。
【００９７】
この処理タンク１４内には、微生物が処理タンク１４内で生息可能となるようにすると共に水分緩和を図るために、予めモミガラ、オガクズ、バイオ菌等の菌床材を含む資材を投入しており、これらには塩分が含まれていない。
【００９８】
一方、被処理材２６として投入される生ゴミ等には、少なからず塩分が含まれる。被処理材２６のインピーダンスは、この塩分濃度によって変化し、塩分濃度が高いと、被処理材２６の含水率が所定状態に達しても、水分センサ６０によって検出する電圧Ｖ（最低値Ｖ_Ｌ）が基準値Ｖ_Ｓより低いことがある。
【００９９】
特に、生ゴミ処理機１０を実際に使用するときには、毎日のように発生する生ゴミが被処理材２６として処理タンク１４に投入される。これにより、処理タンク１４内の塩分量は徐々に増加することになる。すなわち、処理タンク１４内の塩分濃度は、被処理材２６の投入量に応じて増加する。
【０１００】
生ゴミ処理機１０では、基準値Ｖ_Ｓを一定にして処理タンク１４内の含水率を判断し、この判断結果に基づいて被処理材２６の減水処理を行っている。このために、生ゴミ処理機１０では、処理タンク１４への被処理材２６の投入量（総量）が増加すると、被処理材２６の含水率が低くなるように制御することになる。
【０１０１】
処理タンク１４内の被処理材２６の量が増加することにより塩分濃度が増加し、インピーダンスが塩分（塩分濃度）の影響を受けるために、被処理材２６のインピーダンスが徐々に低下する。これにより、基準値Ｖ_Ｓに対する被処理材の実際の含水率も変化し、被処理材２６の投入量が増加することにより、基準値Ｖ_Ｓに対する含水率が低くなる。
【０１０２】
すなわち、図８に示すように、処理タンク１４への被処理材２６の投入量の少ない初期段階では、処理タンク１４内の塩分濃度も低く、被処理材２６に含まれる塩分がインピーダンスに及ぼす影響も少ない。
【０１０３】
これに対して、処理タンク１４への被処理材２６の投入量が増加した中間期段階では、被処理材２６に含まれる塩分濃度がインピーダンスに影響して、被処理材２６のインピーダンスが低下し、さらに、処理タンク１４への被処理材２６の投入量が最大量に近くなる後期段階では、被処理材２６に含まれる塩分濃度も高くなるので、この塩分濃度の上昇によってインピーダンスの低下が極めて大きくなる。
【０１０４】
このために、被処理材２６の投入量が増加すると、被処理材２６の含水率が同じであっても、水分センサ６０によって検出される電圧Ｖ（最低値Ｖ_Ｌ）が変化してしまう。
【０１０５】
一方、処理タンク１４内でパドル４２を回転するときの負荷は、被処理材２６の含水率に加えて、被処理材２６の投入量によって変化する。すなわち、被処理材２６の投入量が少なくとも、含水率が高ければ、パドル４２の負荷が大きくなるが、被処理材２６の投入量が多くても、含水率を低くすることによりパドル４２の負荷を軽減することができる。
【０１０６】
また、処理タンク１４内の被処理材２６の量が少ないときには、被処理材２６が乾燥しやすく、処理タンク１４内の被処理材２６の量が少ないときには、被処理材２６が乾燥し難くなる。
【０１０７】
さらに、生ゴミ処理機１０では、その使用目的から、時間経過に伴って処理タンク１４内の被処理材２６の量が増加するのが一般的となっている。
【０１０８】
このために、被処理材２６の投入量にかかわらず目標含水率を同じにすると、パドル４２の負荷が徐々に大きくなってしまうことになり、このパドル４２の負荷が大きくなると、パドルシャフト３０を回転するのに大きなトルクが必要となると共に、シャフト部４４や攪拌フィン４６の破損等を生じさせてしまう。
【０１０９】
このようなパドル４２の破損等を防止するためには、パドル４２の負荷を軽減する必要があり、このためには、被処理材２６の目標含水率を、被処理材２６の投入量に応じて下げることが好ましい。
【０１１０】
すなわち、パドル４２の負荷を考慮した場合、パドル４２に対する過負荷を防止するのに必要となる被処理材２６の含水率は、被処理材２６の量が少ないときには高くても良い（例えば５０％程度）が、図８の破線で示すように、被処理材２６の量に応じて低くする必要がある（例えば被処理材２６の量が最大となったときで４０％程度）。
【０１１１】
これに対して、生ゴミ処理機１０では、水分センサ６０によって検出する電圧Ｖに対する基準値Ｖ_Ｓを一定にすることにより、被処理材２６中に塩分が含まれることにより、そのための塩分濃度によって、実質的に被処理材２６の量に応じて目標含水率が下がることになる。
【０１１２】
すなわち、生ゴミ処理機１０では、被処理材２６の量が増加してインピーダンスが下がることにより、水分センサ６０の電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌが基準値Ｖ_Ｓに達するときの、被処理材２６の含水率が低下する。
【０１１３】
したがって、生ゴミ処理機１０では、例えば図８に一点鎖線で示すように、処理タンク１４内の被処理材２６の量に応じて、基準値Ｖ_Ｓに対する被処理材２６の含水率が変化し、被処理材２６が少量であるときには、含水率が２０％程度で、水分センサ６０によって検出する電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌが、基準値Ｖ_Ｓを越えるのに対して、被処理材２６が最大量となると、水分センサ６０によって検出する電圧Ｖの最低値Ｖ_Ｌは、被処理材２６の含水率が１０％に達するまで基準値Ｖ_Ｓを越えることは無くなる。
【０１１４】
これにより、生ゴミ処理機１０では、処理タンク１４内の被処理材２６の投入量が増加しても、パドル４２の負荷を増加させることなく、この被処理材２６に対する的確な攪拌処理を行うことが可能となる。
【０１１５】
なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、水分センサ６０のヘッド部６２Ａとパドル４２の攪拌フィン４６の間隔である距離ｄを４ｍｍとしたが、ヘッド部６２Ａと攪拌フィン４６の間隔は、電極６４、６６に攪拌フィン４６が接触することなく、かつ、被処理材２６の滞留を防止できる範囲であれば良く、例えば１ｍｍ〜４０ｍｍの範囲等の任意の距離を適用することができる。
【０１１６】
また、本実施の形態では、シャフト部４４に設けた攪拌フィン４６がヘッド部６２Ａに対向するようにしたが、シャフト部４４がヘッド部６２Ａに対向するようにしても良く、このときには、シャフト部４４とヘッド部６２Ａが前記間隔（１ｍｍ〜４０ｍｍ）であれば良い。
【０１１７】
また、本実施の形態では、攪拌棒としてシャフト部４４の先端部に攪拌フィン４６を設けたパドル４２を例に説明したが、攪拌棒としては、これに限るものではなく、任意の形状の及び数の攪拌フィンを任意の位置に設けたものであっても良い。また、シャフト部４４の形状は、円柱状に限らず多角柱状などの任意の形状で棒状に形成したものであっても良い。
【０１１８】
さらに、本実施の形態では、被処理材２６に塩分が含まれることにより、基準値Ｖ_Ｓを一定にしたが、被処理材２６に塩分が含まれていないときや塩分がインピーダンス影響を及ぼすことを考慮しなくて良い程度に低いときには、例えば、図８に二点鎖線で示すように、被処理材２６の投入量に応じて、被処理材２６の処理状態を初期段階、中間段階及び後期段階の少なくとも３段階に分けて、それぞれの段階毎に基準値Ｖ_Ｓ（目標とする含水率）を設定するようにしても良い。
【０１１９】
さらに、本実施の形態では、水分センサ６０の電圧Ｖと基準値Ｖ_Ｓを比較するようにしたが、予め含水率に対する水分センサ６０の出力電圧（電圧Ｖ）のマップを作成しておき、実際の水分センサ６０の電圧Ｖとこのマップから含水率を得るようにしても良い。このときには、処理タンク１４内の被処理材２６の量と線分量等に基づいて含水率の補正を行うようことがより好ましい。
【０１２０】
また、本実施の形態に適用した生ゴミ処理機１０は、本発明の一例を示すものであり、本発明は、任意の構成の生ゴミ処理機などの、被処理材を攪拌しながら被処理材が自己の発酵分解による発熱を含む加熱によって減水処理する任意の構成の減水処理装置に適用することができる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の含水率の判定方法によれば、処理タンク内で攪拌されている被処理材の含水率を迅速にかつ的確に判定することができる。また、本発明の減水処理装置では、被処理材に水分過多や過乾燥状態と至らしめることなく適切に減水処理することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用した生ゴミ処理機の側面側から見た要部の概略構成図である。
【図２】生ゴミ処理機の正面側から見た要部の概略構成図である。
【図３】攪拌手段として設けているパドルの概略構成を示す要部斜視図である。
【図４】（Ａ）は水分センサの概略斜視図、（Ｂ）はパドルシャフトの軸方向と直交する方向側から見た水分センサとパドルの配置を示す概略図、（Ｃ）はパドルシャフトの軸方向側から見た水分センサとパドルの配置を示す概略図である。
【図５】制御部の要部の概略構成図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）はパドルの回転に応じた水分センサの出力を示す線図であり、（Ａ）は被処理材の含水率が３５％、（Ｂ）は被処理材の含水率が２０％の状態を示している。
【図７】生ゴミ処理機における処理時間に応じた水分センサの出力の変化の概略を示す線図である。
【図８】被処理材の投入量と含水率に対する被処理材の処理状態を示す図表である。
【符号の説明】
１０生ゴミ処理機（減水処理装置）
１４処理タンク
１６（１６Ａ）側板（槽壁）
２６被処理材
３０パドルシャフト（攪拌手段）
３６攪拌モータ（攪拌手段）
４２パドル（攪拌棒）
４４シャフト部（攪拌棒）
４６攪拌フィン（攪拌棒）
６０水分センサ（検出手段）
６４、６６電極（検出手段）
６８制御部
７０コントローラ
７２含水率検出器
７８判定部（判定手段）

Claims

処理タンク内に投入した流動性の被処理材を、軸方向に沿って所定間隔で攪拌棒が設けられたシャフトを回転駆動することにより、攪拌棒によって攪拌しながら減水処理するときに、前記被処理材の含水率が所定の含水率に達したか否かを判定する含水率の判定方法であって、
処理タンクの槽壁で前記攪拌棒に所定間隔で対向する位置に、前記被処理材のインピーダンスに応じた電圧を出力する検出手段を配置し、前記検出手段に前記攪拌棒が対向したときの検出手段の出力電圧から、前記被処理材の含水率が所定の含水率に達したか否かを判定することを特徴とする含水率の判定方法。
処理タンク内に投入された流動性の被処理材を攪拌しながら加熱ないし発熱を促進して水分を蒸発させることにより減水処理する減水処理装置であって、
攪拌棒を前記処理タンク内に配置されたシャフトの軸方向に沿って所定間隔で取り付け、シャフトを所定周期で回転駆動することにより処理タンク内の被処理材を攪拌する攪拌手段と、
前記処理タンクの壁面で前記攪拌棒が回転移動中に所定間隔で対向する位置に配置されて前記被処理材のインピーダンスに応じた電圧を出力する検出手段と、
前記攪拌フィンが前記検出手段に対向したときに検出手段から出力される電圧を読み込んで、該電圧が予め設定している所定値に達した否かから前記被処理材の含水率を判定する判定手段と、
を含むことを特徴とする減水処理装置。
前記所定値を前記被処理材の目標含水率に基づいて設定し、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記被処理材の減水処理を制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の減水処理装置。
前記処理タンク内に前記被処理材を投入して処理タンク内の被処理材の量を増加させるときに、前記被処理材の増加量に応じて前記目標含水率を低くすることを特徴とする請求項３に記載の減水処理装置。