JP2004315291A - 生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置 - Google Patents
生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】悪臭の発生を抑制しながら生ゴミを処理するとともに、残渣を有機肥料として再利用できる、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Aと、生ゴミと、前記工程Aで得られた有機肥料シードとを60℃〜95℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Bと、前記工程Bで得られた粉砕処理物と、前記工程Aで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Cと、を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Aと、生ゴミと、前記工程Aで得られた有機肥料シードとを60℃〜95℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Bと、前記工程Bで得られた粉砕処理物と、前記工程Aで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Cと、を有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【技術分野】
本発明は、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置に関する。
【0002】
【背景技術】
人間の日常生活や消費活動などの中から生じる生ゴミは膨大な量であり、その処理のために種々の問題が生じている。たとえば、生ゴミを処理する際には、悪臭が発生し処理環境に問題がある。また、生ゴミの処理物は残渣として別途埋め立てたりする必要がある。
【0003】
【発明の開示】
本発明は、悪臭の発生を抑制しながら生ゴミを処理するとともに、残渣を有機肥料として再利用できる、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【0004】
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Aと、
生ゴミと、前記工程Aで得られた有機肥料シードとを60℃〜95℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Bと、
前記工程Bで得られた粉砕処理物と、前記工程Aで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Cと、を有することを特徴とする有機肥料の製造方法が提供される。
【0005】
本発明では、工程Aにて、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シード(腐食土。以下、単にシードともいう。)を製造する。家畜の糞尿は悪臭を発するがこれに鉄分含有ミネラル水を噴霧することで悪臭の原因となる臭気が特に鉄分に吸着され、悪臭の発生が抑制される。
【0006】
次の工程Bにて、各種の生ゴミと、上記工程Aで得られた有機肥料シードとを60℃〜95℃、より好ましくは60℃〜70℃の雰囲気下で混合して、生ゴミを粉砕する。この工程Bにおいては、生ゴミから発する悪臭の一部は有機肥料シードに吸着され、また残りの悪臭は適宜の間隔で排気される気体を鉄分含有ミネラル水に曝気することで、特に鉄分に吸着される。したがって、この工程Bにおいても悪臭の発生が抑制される。
【0007】
60℃〜95℃の雰囲気下で生ゴミと有機肥料シードとを混合し続けると、生ゴミに含まれる水分は蒸気となって除去され、それ以外の生ゴミ成分は、有機肥料シードに含まれる細菌や微生物等によって分解発酵し、これが肥料の原料となる。この場合の臭気は、上述したように蒸気に含まれて鉄分含有ミネラル水により除去される。
【0008】
次の工程Cにて、上記工程Bにて得られた粉砕処理物に、さらに有機肥料シード及び適宜量の鉄分含有ミネラル水を加えて混合する。この工程Cは室温で行って良い。この工程Cで得られた混合物が有機肥料となる。
【0009】
なお、生ゴミの種類によっては工程Cにて得られる有機肥料の特性が相違するので、工程Cの後に、各有機肥料を適宜混合する工程Dをさらに追加することもできる。
【0010】
本発明に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法によれば、生ゴミを処理する際に生じる悪臭を抑制することができ、処理環境を改善することができる。また、処理対象となる生ゴミは全て有機肥料となるので残渣が皆無となり、資源の有効活用を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1に示す工程図を参照しながら、本発明の実施形態に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法について説明する。
【0012】
本例の有機肥料の製造方法では、生ゴミを粉砕し発酵させる際に、家畜の糞尿を原料とする有機肥料シードを用いる。この有機肥料シードは、家畜の糞尿を常温で熟成させることで得られるが、糞尿から発する悪臭を抑制するために熟成させる前に、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を噴霧しながら攪拌する(図1の工程A1及びA2)。
【0013】
本例で好ましく用いられるミネラル水は、少なくとも鉄分を含むものであれば良く、鉄分の他、たとえばカリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛等を含んでも良い。
【0014】
家畜の糞尿に上述したミネラル水を噴霧しながら攪拌する方法は特に限定されない。たとえば、家畜の糞尿を大型攪拌機で攪拌しながら、この攪拌中の糞尿に噴霧機などを用いてまんべんなくミネラル水を噴霧する。
【0015】
図1の工程A1及びA2により得られる有機肥料シードは、家畜の糞尿を熟成させた有機肥料の腐食土であるが、糞尿特有の悪臭は全くなく、次の工程B及びCにおいて使用する際にも処理環境の問題がない。
【0016】
次の工程B1では、家庭や飲食店・コンビニエンスストア等の各種事業体から出された生ゴミに、上述した工程A1及びA2にて得られた有機肥料シードを加え、これらを60℃〜95℃の雰囲気下で混合して生ゴミを粉砕する。
【0017】
ここで処理される生ゴミは、特に事前選別されることなくそのまま処理することができる。また、この工程で加える有機肥料シードは、生ゴミに対して、体積比で生ゴミ:有機肥料シード=2:1〜5:1であることが好ましい。
【0018】
工程B1において、生ゴミと有機肥料シードとの混合・粉砕する際の雰囲気温度を60℃〜95℃とする手段は特に限定されないが、後述する有機肥料製造装置として例示するように、生ゴミと有機肥料シードとを入れた処理タンクをシートヒータにより間接的に加熱したり、加熱されたエアーを処理タンク内に供給したりすることで行うことができる。また、処理タンク内の蒸気を適宜間隔で排気することで処理タンク内の雰囲気温度を60℃〜95℃に維持することができる。この有機肥料製造装置については後述する。
【0019】
生ゴミと有機肥料シードとを密閉空間である処理タンクに入れ、60℃〜95℃の雰囲気下で混合すると、生ゴミに含まれる水分は蒸気となって除去され、それ以外の生ゴミ成分は、有機肥料シードに含まれる微生物によって分解発酵し、これが有機肥料シードとともに目的とする有機肥料の主原料となる。
【0020】
このとき、生ゴミから発する悪臭の一部は有機肥料シードに吸着されるが、残りの悪臭は蒸気に含まれた状態で存在する。本例では、この蒸気に含まれた悪臭を除去するために、工程B2において、適宜の間隔で蒸気を排気し、その際にこの蒸気を鉄分含有ミネラル水に曝気することで除去したのち、脱臭された空気を外部に排気する。これにより、処理タンク内で発生した悪臭は、有機肥料シード及び鉄分含有ミネラル水に除去されることになる。
【0021】
工程B1は生ゴミに含まれる水分の除去と生ゴミの発酵を目的とするので、その混合・粉砕時間は、生ゴミの水分が適当なまで減少するとともに発酵を終了するまで、処理タンク内に投入される生ゴミの量によって適宜決定される。
【0022】
次の工程Cでは、工程B1で水分が除去されて発酵した粉砕処理物(有機肥料の主原料)に、工程A1及びA2で得られた有機肥料シードを加えるとともに、鉄分含有ミネラル水を少量噴霧して混合する。ここで有機肥料シードは、粉砕処理物の体積とほぼ等しい体積だけ加えることが好ましいが、特に限定されない。また、ここで鉄分含有ミネラル水を噴霧するのは、粉砕処理物及び有機肥料シードをさらに脱臭するためであるので、工程A1及びA2と工程B1での脱臭効果が予定以上に表れている場合は省略してもよい。なお、工程Cは室温で行うことができるが、特に限定されない。
【0023】
以上の工程により、農業で使用して好ましい有機肥料が製造される。ただし、処理される生ゴミの種類(たとえば魚介類が多い生ゴミと肉類が多い生ゴミ)によって製造される有機肥料の特性が若干相違することが考えられるので、工程Cの後に、工程Cにて製造された各有機肥料を集めて、これらの特性を測定しながら適宜混合する工程を設けても良い。
【0024】
次に、上述した工程B1に用いて好ましい有機肥料製造装置の実施形態について説明する。図2は本実施形態に係る有機肥料製造装置を示す斜視図、図3は同装置の要部断面図である。
【0025】
本例の有機肥料製造装置は、円筒状の処理タンク2を有し、その上面に開閉可能に設けられた投入蓋3を図示するように開いて処理タンク2内に生ゴミと有機肥料シードとを投入する。処理タンク2はステンレス鋼板で作製され、その側面及び底面(底面の図示は省略する。)にはシートヒータ4が設けられ、さらに断熱材5で覆われている。シートヒータ4は、処理タンク2内に投入された生ゴミと有機肥料シードとを間接的に加熱し、また断熱材5は、処理タンク2の周囲に熱が発散するので防止する。なお、処理タンク2の大きさは、たとえば外径が500mm、高さが600mm程度で、1回当たりの生ゴミ処理量は25〜30kgである。
【0026】
処理タンク2の中央には、当該処理タンク2を縦貫するパイプ状の支柱6が回転可能に設けられている。この支柱6の下端は、処理タンク2の底板を貫通して外部に突出し、軸受け7,8で支持されている。また、支柱6の上端は、処理タンク2の周壁に固定された配管10の軸受け11に支持されている。なお、支柱6には後述する攪拌羽根12が固定され、その回転時には支柱を傾ける方向へ負荷がかかるため、軸受け7,8にはある程度の傾きが許容されるピロー軸受けを用いるのが効果的である。
【0027】
支柱6の上方と下方の2箇所には、半径方向に突出するようにプレート状の一対の攪拌羽根12が強固に固定されている。なお、図示する例では攪拌羽根12がそれぞれ半径方向の一方にのみ延ばされているが、支柱6の両側に延ばして設けることも可能であるし、さらにそれぞれの高さを変えて3〜4固定度まで増やすことも可能である。
【0028】
攪拌羽根12は、処理タンク2の内壁の近傍まで延び、処理タンク2内に投入された生ゴミと有機肥料シードとを攪拌する機能を司る。このため、プレート状の攪拌羽根12は、図2における反時計方向への回転方向に対して下端縁が先行するように傾斜して支柱6に固定されている。したがって、攪拌羽根12が回転することによって生ゴミと有機肥料シードとは上方に持ち上げられながら攪拌される。なお、攪拌羽根12の回転方向に対する背面側には縦長のスリット12aが複数も受けられている。詳細は後述するが、これらのスリット12aは加熱エアーを攪拌中の生ゴミと有機肥料シードに吹き付けるための吐出口となる。
【0029】
支柱6の下端側には、軸受け7,8との間に駆動ギヤ30が固定されて、駆動ギヤ30にはアイドルギヤ31が噛み合い、モータ32を駆動することにより支柱6が図2において反時計方向に10rpm程度の速度で回転する。
【0030】
処理タンク2の側壁には回転カッター14が組み付けられている。回転カッター14は、攪拌羽根12の回転軌跡内に入らない高さ位置に設けられている。回転カッター14は、モータ14aの駆動により支柱6と直交する軸の周りに、たとえば150rpm程度で高速回転し、生ゴミに含まれることが多い固形物を粉砕し、また攪拌羽根12と協同して生ゴミと有機肥料シードとを攪拌する。
【0031】
また、処理タンク2の内壁には、回転カッター14の刃先から50mm程度の近傍に位置するように固定刃15が設けられている。そして、回転カッター14により処理タンク2内で振り回された固形物は、この固定刃15にも衝突して裁断されることになる。なお、回転カッター14の左右に一対の固定刃15を設けても良い。
【0032】
投入された生ゴミの中に動物や魚の太い骨や固い異物が混入している場合には、回転カッター14と固定刃15との間に挟まって回転カッター15が停止することも考えられ、そのままモータ14aを駆動し続けると焼き付きによる故障が発生するおそれがある。このようなときは、モータ14aの駆動を一旦停止させ、一定時間だけ逆転させたのちに再び正規の駆動を行うことによって異物の噛みつきを解除することができる。
【0033】
回転カッター14が停止したことを検知するためには、たとえば図示するように回転カッター14の駆動プーリ14bにマーク14cを付けておき、これを反射型フォトセンサ14dで光電的に監視すればよい。回転カッター14が停止すると、マーク14cの通過が検知できなくなるので、これに応答して上記の処理を実行させればよい。また、モータ14aに流れる電流を監視し、電流値が通常のレベルを超えて以上に高くなったことでモータ14aの停止、すなわち回転カッター14の停止を識別することも可能である。
【0034】
処理タンク2の周壁には排出蓋16が開閉可能に組み付けられている。生ゴミと有機肥料シードとの混合・粉砕処理が終わると生ゴミは水分値が20%〜40%の粉砕処理物となるが、処理タンク2の外側から排出蓋16を開放すれば、処理タンク2内から粉砕処理物を排出することができる。なお、投入蓋3が閉止されていることをマイクロスイッチ3aで検知するようにしているが、同様に排出蓋16が閉止状態にあることもマイクロスイッチで検知される。そして、これらのマイクロスイッチにより投入蓋3、排出蓋16の閉止が検知されない限りは、支柱6及び回転カッター14が動作しないようにインターロックをとり、作業者の安全を確保している。
【0035】
処理タンク2の上方の周壁には排気口18が形成され、その外側を覆うように排気口カバー19が取り付けられている。この排気口カバー19の底面には配管20が接続され、その下端は脱臭機構21のブロア25の吸気口に接続されている。
【0036】
脱臭機構21は、脱臭液(本例では鉄分含有ミネラル水)を収容する脱臭槽22と、この脱臭槽22からオーバーフローした液体を受容するオーバーフロー槽23とを有し、脱臭液は注入口22aから脱臭槽22に注入される。また、ブロア25の排気口には曝気用配管24が接続され、この曝気用配管24の先端側は脱臭槽22内に浸漬されるように脱臭槽22に固定されている。そして、曝気用配管24の先端側には複数の孔24aが形成されているので、ブロアモータを駆動させると、ブロア25により処理タンク2内の気体は配管20を介して吸気され、曝気用配管24の孔24aから脱臭槽22に満たされた脱臭液に曝気(エアレーション)される。このエアレーションによって、処理タンク2内の気体に含まれた臭気などの分子が吸着され、無臭の気体となって脱臭液の水面に浮上することになる。なお、脱臭槽22の天井板には排気用配管33が接続され、その他端は室外などの適所に開放されている。
【0037】
配管10に接続された太管26は、配管10とともにヒータ28で加熱されたエアーを支柱6の中空部に送り込む送風管を構成する。支柱6の中空部は、その下端が塞がれ、また攪拌羽根12を固定した部分には開口6aが形成されているため、加熱されたエアーはこの開口6aを通過して攪拌羽根12の内部空間に至り、スリット12aから処理タンク2内へ吹き出すことになる。なお、本例のヒータ28は太管26に巻かれたカーボンヒータであり、太管26内を通過するエアーを100℃〜200℃程度の高温に加熱するが、本発明ではこの種のヒータに限定されず他のたとえば熱交換機などによる加熱方式であっても良い。また、太管26の先端にはブロア34が設けられ、ブロアモータ34aを駆動させることにより吸気口42から処理タンク2外の空気を吸引し、ヒータ28にてこれを加熱したのち処理タンク2内へ供給する。
【0038】
本例の有機肥料製造装置では、処理タンク2の内部温度を測定するために、処理タンク2の内部に温度センサ40が設けられており、測定された温度信号は図外の制御回路に送られる。そして、本例の処理タンク2の管理温度は60℃〜95℃であることから、温度センサ40で測定された温度が60℃を下回ると、シートヒータ4及び/又はヒータ28による加熱を強化し、また温度センサ40で測定された温度が95℃を上回ると、シートヒータ4及び/又はヒータ28による加熱を弱めると行った制御を実行する。
【0039】
このとき、上限温度については、上述した制御方法に代えて以下の制御を実行することができる。すなわち、温度センサ40により検知された処理タンク2内の雰囲気温度が95℃を超えると、ブロア25を作動させて処理タンク2内に充満した蒸気を脱臭機構21へ吸引する。これにより処理タンク2内の雰囲気温度は降下し始めるはずであるが、生ゴミの水分が殆ど蒸発してしまっているとここからの蒸気の発生はないので、処理タンク2内の雰囲気温度は、ヒータ28により加熱された高温エアーの温度に近づこうとする。したがって、温度センサ40により検知される温度は降下することなく逆に上昇を開始する。本例では、このような状態を生ゴミの水分蒸発の終了と判断し、たとえば上限温度である95℃からさらに2℃温度が上昇すると、予定の処理時間が経過していなくても全ての処理を終了する。これにより、生ゴミを過度に加熱することが自動的に防止できる。
【0040】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法を示す工程図である。
【図2】本発明の実施形態に係る有機肥料製造装置を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係る有機肥料製造装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
2…処理タンク
6…支柱
12…攪拌羽根
12a…スリット
10…配管(加熱エアー供給手段)
26…太管(加熱エアー供給手段)
28…ヒータ(加熱エアー供給手段)
34…ブロア(加熱エアー供給手段)
18…排気口
21…脱臭機構
22…脱臭槽
24…曝気用配管(曝気手段)
24a…孔(曝気手段)
25…ブロア(曝気手段)
【技術分野】
本発明は、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置に関する。
【0002】
【背景技術】
人間の日常生活や消費活動などの中から生じる生ゴミは膨大な量であり、その処理のために種々の問題が生じている。たとえば、生ゴミを処理する際には、悪臭が発生し処理環境に問題がある。また、生ゴミの処理物は残渣として別途埋め立てたりする必要がある。
【0003】
【発明の開示】
本発明は、悪臭の発生を抑制しながら生ゴミを処理するとともに、残渣を有機肥料として再利用できる、生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【0004】
上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Aと、
生ゴミと、前記工程Aで得られた有機肥料シードとを60℃〜95℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Bと、
前記工程Bで得られた粉砕処理物と、前記工程Aで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Cと、を有することを特徴とする有機肥料の製造方法が提供される。
【0005】
本発明では、工程Aにて、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シード(腐食土。以下、単にシードともいう。)を製造する。家畜の糞尿は悪臭を発するがこれに鉄分含有ミネラル水を噴霧することで悪臭の原因となる臭気が特に鉄分に吸着され、悪臭の発生が抑制される。
【0006】
次の工程Bにて、各種の生ゴミと、上記工程Aで得られた有機肥料シードとを60℃〜95℃、より好ましくは60℃〜70℃の雰囲気下で混合して、生ゴミを粉砕する。この工程Bにおいては、生ゴミから発する悪臭の一部は有機肥料シードに吸着され、また残りの悪臭は適宜の間隔で排気される気体を鉄分含有ミネラル水に曝気することで、特に鉄分に吸着される。したがって、この工程Bにおいても悪臭の発生が抑制される。
【0007】
60℃〜95℃の雰囲気下で生ゴミと有機肥料シードとを混合し続けると、生ゴミに含まれる水分は蒸気となって除去され、それ以外の生ゴミ成分は、有機肥料シードに含まれる細菌や微生物等によって分解発酵し、これが肥料の原料となる。この場合の臭気は、上述したように蒸気に含まれて鉄分含有ミネラル水により除去される。
【0008】
次の工程Cにて、上記工程Bにて得られた粉砕処理物に、さらに有機肥料シード及び適宜量の鉄分含有ミネラル水を加えて混合する。この工程Cは室温で行って良い。この工程Cで得られた混合物が有機肥料となる。
【0009】
なお、生ゴミの種類によっては工程Cにて得られる有機肥料の特性が相違するので、工程Cの後に、各有機肥料を適宜混合する工程Dをさらに追加することもできる。
【0010】
本発明に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法によれば、生ゴミを処理する際に生じる悪臭を抑制することができ、処理環境を改善することができる。また、処理対象となる生ゴミは全て有機肥料となるので残渣が皆無となり、資源の有効活用を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1に示す工程図を参照しながら、本発明の実施形態に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法について説明する。
【0012】
本例の有機肥料の製造方法では、生ゴミを粉砕し発酵させる際に、家畜の糞尿を原料とする有機肥料シードを用いる。この有機肥料シードは、家畜の糞尿を常温で熟成させることで得られるが、糞尿から発する悪臭を抑制するために熟成させる前に、少なくとも鉄分を含有するミネラル水を噴霧しながら攪拌する(図1の工程A1及びA2)。
【0013】
本例で好ましく用いられるミネラル水は、少なくとも鉄分を含むものであれば良く、鉄分の他、たとえばカリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛等を含んでも良い。
【0014】
家畜の糞尿に上述したミネラル水を噴霧しながら攪拌する方法は特に限定されない。たとえば、家畜の糞尿を大型攪拌機で攪拌しながら、この攪拌中の糞尿に噴霧機などを用いてまんべんなくミネラル水を噴霧する。
【0015】
図1の工程A1及びA2により得られる有機肥料シードは、家畜の糞尿を熟成させた有機肥料の腐食土であるが、糞尿特有の悪臭は全くなく、次の工程B及びCにおいて使用する際にも処理環境の問題がない。
【0016】
次の工程B1では、家庭や飲食店・コンビニエンスストア等の各種事業体から出された生ゴミに、上述した工程A1及びA2にて得られた有機肥料シードを加え、これらを60℃〜95℃の雰囲気下で混合して生ゴミを粉砕する。
【0017】
ここで処理される生ゴミは、特に事前選別されることなくそのまま処理することができる。また、この工程で加える有機肥料シードは、生ゴミに対して、体積比で生ゴミ:有機肥料シード=2:1〜5:1であることが好ましい。
【0018】
工程B1において、生ゴミと有機肥料シードとの混合・粉砕する際の雰囲気温度を60℃〜95℃とする手段は特に限定されないが、後述する有機肥料製造装置として例示するように、生ゴミと有機肥料シードとを入れた処理タンクをシートヒータにより間接的に加熱したり、加熱されたエアーを処理タンク内に供給したりすることで行うことができる。また、処理タンク内の蒸気を適宜間隔で排気することで処理タンク内の雰囲気温度を60℃〜95℃に維持することができる。この有機肥料製造装置については後述する。
【0019】
生ゴミと有機肥料シードとを密閉空間である処理タンクに入れ、60℃〜95℃の雰囲気下で混合すると、生ゴミに含まれる水分は蒸気となって除去され、それ以外の生ゴミ成分は、有機肥料シードに含まれる微生物によって分解発酵し、これが有機肥料シードとともに目的とする有機肥料の主原料となる。
【0020】
このとき、生ゴミから発する悪臭の一部は有機肥料シードに吸着されるが、残りの悪臭は蒸気に含まれた状態で存在する。本例では、この蒸気に含まれた悪臭を除去するために、工程B2において、適宜の間隔で蒸気を排気し、その際にこの蒸気を鉄分含有ミネラル水に曝気することで除去したのち、脱臭された空気を外部に排気する。これにより、処理タンク内で発生した悪臭は、有機肥料シード及び鉄分含有ミネラル水に除去されることになる。
【0021】
工程B1は生ゴミに含まれる水分の除去と生ゴミの発酵を目的とするので、その混合・粉砕時間は、生ゴミの水分が適当なまで減少するとともに発酵を終了するまで、処理タンク内に投入される生ゴミの量によって適宜決定される。
【0022】
次の工程Cでは、工程B1で水分が除去されて発酵した粉砕処理物(有機肥料の主原料)に、工程A1及びA2で得られた有機肥料シードを加えるとともに、鉄分含有ミネラル水を少量噴霧して混合する。ここで有機肥料シードは、粉砕処理物の体積とほぼ等しい体積だけ加えることが好ましいが、特に限定されない。また、ここで鉄分含有ミネラル水を噴霧するのは、粉砕処理物及び有機肥料シードをさらに脱臭するためであるので、工程A1及びA2と工程B1での脱臭効果が予定以上に表れている場合は省略してもよい。なお、工程Cは室温で行うことができるが、特に限定されない。
【0023】
以上の工程により、農業で使用して好ましい有機肥料が製造される。ただし、処理される生ゴミの種類(たとえば魚介類が多い生ゴミと肉類が多い生ゴミ)によって製造される有機肥料の特性が若干相違することが考えられるので、工程Cの後に、工程Cにて製造された各有機肥料を集めて、これらの特性を測定しながら適宜混合する工程を設けても良い。
【0024】
次に、上述した工程B1に用いて好ましい有機肥料製造装置の実施形態について説明する。図2は本実施形態に係る有機肥料製造装置を示す斜視図、図3は同装置の要部断面図である。
【0025】
本例の有機肥料製造装置は、円筒状の処理タンク2を有し、その上面に開閉可能に設けられた投入蓋3を図示するように開いて処理タンク2内に生ゴミと有機肥料シードとを投入する。処理タンク2はステンレス鋼板で作製され、その側面及び底面(底面の図示は省略する。)にはシートヒータ4が設けられ、さらに断熱材5で覆われている。シートヒータ4は、処理タンク2内に投入された生ゴミと有機肥料シードとを間接的に加熱し、また断熱材5は、処理タンク2の周囲に熱が発散するので防止する。なお、処理タンク2の大きさは、たとえば外径が500mm、高さが600mm程度で、1回当たりの生ゴミ処理量は25〜30kgである。
【0026】
処理タンク2の中央には、当該処理タンク2を縦貫するパイプ状の支柱6が回転可能に設けられている。この支柱6の下端は、処理タンク2の底板を貫通して外部に突出し、軸受け7,8で支持されている。また、支柱6の上端は、処理タンク2の周壁に固定された配管10の軸受け11に支持されている。なお、支柱6には後述する攪拌羽根12が固定され、その回転時には支柱を傾ける方向へ負荷がかかるため、軸受け7,8にはある程度の傾きが許容されるピロー軸受けを用いるのが効果的である。
【0027】
支柱6の上方と下方の2箇所には、半径方向に突出するようにプレート状の一対の攪拌羽根12が強固に固定されている。なお、図示する例では攪拌羽根12がそれぞれ半径方向の一方にのみ延ばされているが、支柱6の両側に延ばして設けることも可能であるし、さらにそれぞれの高さを変えて3〜4固定度まで増やすことも可能である。
【0028】
攪拌羽根12は、処理タンク2の内壁の近傍まで延び、処理タンク2内に投入された生ゴミと有機肥料シードとを攪拌する機能を司る。このため、プレート状の攪拌羽根12は、図2における反時計方向への回転方向に対して下端縁が先行するように傾斜して支柱6に固定されている。したがって、攪拌羽根12が回転することによって生ゴミと有機肥料シードとは上方に持ち上げられながら攪拌される。なお、攪拌羽根12の回転方向に対する背面側には縦長のスリット12aが複数も受けられている。詳細は後述するが、これらのスリット12aは加熱エアーを攪拌中の生ゴミと有機肥料シードに吹き付けるための吐出口となる。
【0029】
支柱6の下端側には、軸受け7,8との間に駆動ギヤ30が固定されて、駆動ギヤ30にはアイドルギヤ31が噛み合い、モータ32を駆動することにより支柱6が図2において反時計方向に10rpm程度の速度で回転する。
【0030】
処理タンク2の側壁には回転カッター14が組み付けられている。回転カッター14は、攪拌羽根12の回転軌跡内に入らない高さ位置に設けられている。回転カッター14は、モータ14aの駆動により支柱6と直交する軸の周りに、たとえば150rpm程度で高速回転し、生ゴミに含まれることが多い固形物を粉砕し、また攪拌羽根12と協同して生ゴミと有機肥料シードとを攪拌する。
【0031】
また、処理タンク2の内壁には、回転カッター14の刃先から50mm程度の近傍に位置するように固定刃15が設けられている。そして、回転カッター14により処理タンク2内で振り回された固形物は、この固定刃15にも衝突して裁断されることになる。なお、回転カッター14の左右に一対の固定刃15を設けても良い。
【0032】
投入された生ゴミの中に動物や魚の太い骨や固い異物が混入している場合には、回転カッター14と固定刃15との間に挟まって回転カッター15が停止することも考えられ、そのままモータ14aを駆動し続けると焼き付きによる故障が発生するおそれがある。このようなときは、モータ14aの駆動を一旦停止させ、一定時間だけ逆転させたのちに再び正規の駆動を行うことによって異物の噛みつきを解除することができる。
【0033】
回転カッター14が停止したことを検知するためには、たとえば図示するように回転カッター14の駆動プーリ14bにマーク14cを付けておき、これを反射型フォトセンサ14dで光電的に監視すればよい。回転カッター14が停止すると、マーク14cの通過が検知できなくなるので、これに応答して上記の処理を実行させればよい。また、モータ14aに流れる電流を監視し、電流値が通常のレベルを超えて以上に高くなったことでモータ14aの停止、すなわち回転カッター14の停止を識別することも可能である。
【0034】
処理タンク2の周壁には排出蓋16が開閉可能に組み付けられている。生ゴミと有機肥料シードとの混合・粉砕処理が終わると生ゴミは水分値が20%〜40%の粉砕処理物となるが、処理タンク2の外側から排出蓋16を開放すれば、処理タンク2内から粉砕処理物を排出することができる。なお、投入蓋3が閉止されていることをマイクロスイッチ3aで検知するようにしているが、同様に排出蓋16が閉止状態にあることもマイクロスイッチで検知される。そして、これらのマイクロスイッチにより投入蓋3、排出蓋16の閉止が検知されない限りは、支柱6及び回転カッター14が動作しないようにインターロックをとり、作業者の安全を確保している。
【0035】
処理タンク2の上方の周壁には排気口18が形成され、その外側を覆うように排気口カバー19が取り付けられている。この排気口カバー19の底面には配管20が接続され、その下端は脱臭機構21のブロア25の吸気口に接続されている。
【0036】
脱臭機構21は、脱臭液(本例では鉄分含有ミネラル水)を収容する脱臭槽22と、この脱臭槽22からオーバーフローした液体を受容するオーバーフロー槽23とを有し、脱臭液は注入口22aから脱臭槽22に注入される。また、ブロア25の排気口には曝気用配管24が接続され、この曝気用配管24の先端側は脱臭槽22内に浸漬されるように脱臭槽22に固定されている。そして、曝気用配管24の先端側には複数の孔24aが形成されているので、ブロアモータを駆動させると、ブロア25により処理タンク2内の気体は配管20を介して吸気され、曝気用配管24の孔24aから脱臭槽22に満たされた脱臭液に曝気(エアレーション)される。このエアレーションによって、処理タンク2内の気体に含まれた臭気などの分子が吸着され、無臭の気体となって脱臭液の水面に浮上することになる。なお、脱臭槽22の天井板には排気用配管33が接続され、その他端は室外などの適所に開放されている。
【0037】
配管10に接続された太管26は、配管10とともにヒータ28で加熱されたエアーを支柱6の中空部に送り込む送風管を構成する。支柱6の中空部は、その下端が塞がれ、また攪拌羽根12を固定した部分には開口6aが形成されているため、加熱されたエアーはこの開口6aを通過して攪拌羽根12の内部空間に至り、スリット12aから処理タンク2内へ吹き出すことになる。なお、本例のヒータ28は太管26に巻かれたカーボンヒータであり、太管26内を通過するエアーを100℃〜200℃程度の高温に加熱するが、本発明ではこの種のヒータに限定されず他のたとえば熱交換機などによる加熱方式であっても良い。また、太管26の先端にはブロア34が設けられ、ブロアモータ34aを駆動させることにより吸気口42から処理タンク2外の空気を吸引し、ヒータ28にてこれを加熱したのち処理タンク2内へ供給する。
【0038】
本例の有機肥料製造装置では、処理タンク2の内部温度を測定するために、処理タンク2の内部に温度センサ40が設けられており、測定された温度信号は図外の制御回路に送られる。そして、本例の処理タンク2の管理温度は60℃〜95℃であることから、温度センサ40で測定された温度が60℃を下回ると、シートヒータ4及び/又はヒータ28による加熱を強化し、また温度センサ40で測定された温度が95℃を上回ると、シートヒータ4及び/又はヒータ28による加熱を弱めると行った制御を実行する。
【0039】
このとき、上限温度については、上述した制御方法に代えて以下の制御を実行することができる。すなわち、温度センサ40により検知された処理タンク2内の雰囲気温度が95℃を超えると、ブロア25を作動させて処理タンク2内に充満した蒸気を脱臭機構21へ吸引する。これにより処理タンク2内の雰囲気温度は降下し始めるはずであるが、生ゴミの水分が殆ど蒸発してしまっているとここからの蒸気の発生はないので、処理タンク2内の雰囲気温度は、ヒータ28により加熱された高温エアーの温度に近づこうとする。したがって、温度センサ40により検知される温度は降下することなく逆に上昇を開始する。本例では、このような状態を生ゴミの水分蒸発の終了と判断し、たとえば上限温度である95℃からさらに2℃温度が上昇すると、予定の処理時間が経過していなくても全ての処理を終了する。これにより、生ゴミを過度に加熱することが自動的に防止できる。
【0040】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法を示す工程図である。
【図2】本発明の実施形態に係る有機肥料製造装置を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係る有機肥料製造装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
2…処理タンク
6…支柱
12…攪拌羽根
12a…スリット
10…配管(加熱エアー供給手段)
26…太管(加熱エアー供給手段)
28…ヒータ(加熱エアー供給手段)
34…ブロア(加熱エアー供給手段)
18…排気口
21…脱臭機構
22…脱臭槽
24…曝気用配管(曝気手段)
24a…孔(曝気手段)
25…ブロア(曝気手段)
Claims (3)
- 少なくとも鉄分を含有するミネラル水を家畜の糞尿に噴霧しながら攪拌したのち、これを熟成させて有機肥料シードを得る工程Aと、
生ゴミと、前記工程Aで得られた有機肥料シードとを60℃〜95℃の雰囲気下で混合して前記生ゴミを粉砕する工程Bと、
前記工程Bで得られた粉砕処理物と、前記工程Aで得られた有機肥料シードと、少なくとも鉄分を含有するミネラル水とを混合する工程Cと、を有することを特徴とする有機肥料の製造方法。 - 前記工程Bにおいて、前記生ゴミと前記有機肥料シードとを実質的に気密な空間内で混合し、この空間内の気体を少なくとも鉄分を含有するミネラル水に曝気したのち外部へ排気することを特徴とする請求項1記載の有機肥料の製造方法。
- 生ゴミ及び有機肥料シードを収容する処理タンクと、前記処理タンク内に回転可能に設けられた支柱と、前記支柱に固定され支柱とともに回転して生ゴミと有機肥料シードとを混合し粉砕する攪拌羽根と、前記支柱及び前記攪拌羽根の中空部を介し前記攪拌羽根に形成されたスリットから前記処理タンク内の生ゴミ及び有機肥料シードに加熱したエアーを吹き付ける加熱エアー供給手段と、鉄分含有ミネラル水を収容する脱臭槽と、前記処理タンクに形成された排気口を介して前記処理タンク内の気体を吸気し前記脱臭槽に曝気する曝気手段と、を備えたことを特徴とする有機肥料製造装置。
Priority Applications (1)
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JP2003111620A JP2004315291A (ja) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | 生ゴミを原料とする有機肥料の製造方法及び製造装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016144411A (ja) * | 2015-02-06 | 2016-08-12 | 株式会社ジィエィインク | 有機資材の製造方法、有機資材、及び使用済み敷材のリサイクルシステム |
-
2003
- 2003-04-16 JP JP2003111620A patent/JP2004315291A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016144411A (ja) * | 2015-02-06 | 2016-08-12 | 株式会社ジィエィインク | 有機資材の製造方法、有機資材、及び使用済み敷材のリサイクルシステム |
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