JP2005145774A - 堆肥化設備の原料供給装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数種類の素原料および水分調整材を確実に混合攪拌し、その水分調整材の均一な配合によって適切な含水率を実現し、臭気の拡散を抑制する。
【解決手段】 それぞれに種類の異なる素原料２１を貯留する複数の素原料貯留槽２２から目的とする成分を有する堆肥を製造するのに必要な素原料２１の適量ずつを選択的に原料供給装置２５の調合槽へ投入し、原料供給装置２５の含水率測定手段で含水率を測定しながら素原料２１の一部をなす水分調整材を所定含水率に達するまで調合槽へ投入し、原料供給装置２５が移動台車により素原料貯留槽２２から目的の発酵槽２４まで移動する間に調合槽内の素原料を単位操作量として原料供給装置２５の攪拌混合手段で攪拌混合しながら調整原料となし、原料供給装置２５の移送手段により調合槽内の調整原料を単位操作量として発酵槽２４へ投入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は堆肥化設備の原料供給装置および方法に関し、家畜糞尿および有機廃棄物を高品質に発酵堆肥化する技術に係るものである。

従来、家畜糞尿や生ゴミの資源化方法としてコンポスト化して農地還元するものがある。コンポスト化工程は家畜糞尿や生ゴミのコンポスト原料を舎内のヤードに堆積させて好気性発酵（堆積発酵腐熟）させることにより行っており、適宜のタイミングで切り返し操作を行ってコンポストに空気（酸素）を供給してコンポスト化を促進している。この種の技術に係る先行技術としては、特許文献１に記載するものがある。

ヤードに投入するコンポスト原料は牛糞、豚糞、鶏糞、生ゴミ、水分調整材等の種々の素原料をその時々に組み合わせてコンポスト原料としての水分、成分等を調整したものであり、このコンポスト原料の投入方法には種々のものがある。

コンポスト化設備の一例を図９〜図１２に示す。図１０〜図１１に示すように、発酵棟１は複数の発酵槽（ヤード）２を備え、各発酵槽２に攪拌機３を設けている。原料貯留棟４には牛糞、豚糞、鶏糞、生ゴミ、水分調整材等の種々の素原料５を区分して貯留しており、原料貯留棟４と発酵棟１との間には各素原料５を各発酵槽２に搬送するために複数のローダ６からなる搬送システム７を設けている。また、図１２に示すように、後処理棟８には複数の養生槽９等を設けており、コンポストを製品として出荷するために、粒度選別装置１０および袋詰装置１１を設けている。

図９に示すように、搬送システム７は運転するローダ６の組み合わせを変えることで、原料貯留棟４で供給する各素原料（水分調整材を含む）５を組み合わせながら任意の発酵槽２にコンポスト原料を投入する。
特開昭５３−１７１６５号

しかし、上記した構成においては、原料貯留棟４と発酵棟１とのオープンスペースにおいてローダ６により素原料５の混合を行っており、発生する臭気により作業環境が劣悪となる。また、ローダ６による素原料（水分調整材を含む）５の混合は、組み合わせる各種の素原料５を順次に投入することで行っているので十分な混合を行うことができず、素原料５のダマリが発生し、水分調整材が均一に行き渡らず、含水率の調整が必ずしも良好ではない。さらに、発酵槽２の数が多くなるほどにローダ６の数量が増加するので、その制御が複雑となる。

本発明は上記した課題を解決するものであり、複数種類の素原料および水分調整材を確実に混合攪拌し、その水分調整材の均一な配合によって適切な含水率を実現し、臭気の拡散を抑制できる堆肥化設備の原料供給装置および方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る堆肥化設備の原料供給装置は、それぞれに種類の異なる素原料を貯留する複数の素原料貯留槽と、成分調整された調整原料を堆肥化させる複数の発酵槽との間を往復移動するものであって、
移動台車と、任意の各素原料貯留槽から異なる素原料の適量ずつを投入する調合槽と、調合槽内の素原料を攪拌混合して調整原料となす攪拌混合手段と、調整原料の含水率を測定する含水率測定手段と、調合槽の調整原料を発酵槽へ投入する移送手段とを備えたものである。

本発明の請求項２に係る堆肥化設備の原料供給方法は、請求項１に記載する原料供給装置を用いて素原料を調合して発酵槽へ投入するものであって、目的とする成分を有する堆肥を製造するのに必要な素原料の適量ずつを選択的に調合槽へ投入し、含水率測定手段で含水率を測定しながら素原料の一部をなす水分調整材を所定含水率に達するまで調合槽へ投入し、移動台車により素原料貯留槽から目的の発酵槽まで移動する間に調合槽内の素原料を単位操作量として攪拌混合手段で攪拌混合しながら調整原料となし、移送手段により調合槽内の調整原料を単位操作量として発酵槽へ投入するものである。

以上のように本発明によれば、含水率測定手段で含水率を測定しながら素原料を調合し、素原料貯留槽から目的の発酵槽まで移動する間に調合槽内の素原料を単位操作量として攪拌混合手段で攪拌混合しながら調整原料となすので、目的とする成分を有する堆肥を製造するのに必要な素原料の適量ずつを確実に混合攪拌して水分調整材の均一な配合によって調整原料の全体に適切な含水率を実現でき、堆肥化の失敗がなく、かつ堆肥化時間の短縮を図れる。調合槽内で攪拌混合することで臭気の拡散を抑制でき、作業者が劣悪な作業環境で作業を行う必要がなくなる。調合槽内の調整原料を単位操作量として移動台車の移動で搬送するので、発酵槽や素原料貯留槽の数が増加しても搬送のための設備を拡充する必要はなく、素原料貯留槽から発酵槽への搬送設備の簡素化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、堆肥化設備の基本構成は、種類の異なる素原料２１である、例えば牛糞２１ａ、豚糞２１ｂ、生ゴミ２１ｃ、水分調整材２１ｄのそれぞれを分けて貯留する複数の素原料貯留槽２２と、成分調整された調整原料２３を堆肥化する複数の発酵槽２４と、各素原料貯留槽２２の間および各素原料貯留槽２２と各発酵槽２４との間を往復移動する原料供給装置２５とからなる。

図２〜図４に示すように、原料供給装置２５は、各素原料貯留槽２２の間および各素原料貯留槽２２と各発酵槽２４との間に敷設した軌道２６を移動する自走式の移動台車２７を有し、移動台車２７に調合槽２８と攪拌混合機２９と移送装置３０と計量器（図示省略）と含水率測定器（図示省略）とを備えている。

調合槽２８は任意の各素原料貯留槽２２から投入する素原料２１を受け取るものであり、異なる素原料２１である牛糞２１ａ、豚糞２１ｂ、生ゴミ２１ｃ、水分調整材２１ｄのうちの任意のものを適量ずつ投入して単位操作量を貯留する。

攪拌混合機２９は調合槽２８に投入した素原料２１を攪拌混合して調整原料となす攪拌混合手段であり、攪拌ロータ３１と排出スクリューフィーダ３２とを有している。攪拌ロータ３１は調合槽２８の全長にわたって平行に配置する一対の回転軸３３に複数のホーク３４を放射状に、かつ回転軸３３の軸心方向に適当間隔で配置しており、チェーン３５を介して攪拌用モータ３６で双方の回転軸３３を同期駆動する。調合槽２８の底部に平行に配置する一対の排出スクリューフィーダ３２は調合槽２８の全長にわたるとともに、排出側を調合槽２８の外部に配置しており、チェーン３７を介して排出用モータ３８で同期駆動する。

移送装置３０は調合槽２８の調整原料を発酵槽２４へ投入する移送手段をなすものであり、搬送路をなすケーシング３９の内部に一対の移送スクリューフィーダ４０を配置している。ケーシング３９は所定角度で傾斜配置しており、下端側に設けた受入口４１が排出スクリューフィーダ３２の排出側に対応し、所定高さに位置する上端側に投入口４２を設けるとともに、移送スクリューフィーダ４０をチェーン４３で同期駆動する移送用モータ４４を設けている。移動台車２７には左右の車輪４５をそれぞれ駆動する一対の移動用モータ４６を設けている。

計量器（図示省略）は、調合槽２８と移動台車２７との間の適当位置に配置するロードセルと、ロードセルの出力値を基に投入した素原料２１の投入量（重量）を計測する計量制御機器とを備え、計量制御機器は有線もしくは無線によって主制御装置（図示省略）に信号を送って、各素原料貯留槽２２の底部の排出口に設けたバルブの開閉を制御し、設定した所定量（重量）の素原料２１を投入する。素原料貯留槽２２のバルブの開閉は移動台車２７に設ける治具で行うことも可能である。

含水率測定器（図示省略）は調整原料の含水率を測定する含水率測定手段をなすものであり、攪拌ロータ３１に作用する素原料２１の抵抗をトルクセンサ等によって計測し、素原料２１の抵抗力（トルク）を指標として抵抗力と含水率との相関から含水率を測定する。

図５に示すように、各素原料貯留槽２２は破砕機５０および分別機５１を通して素原料２１を原料供給装置２５に投入する。分別機５１で分別した異物は異物置場５２に貯留し、後に場外へ排出する。

原料供給装置２５は、移動用モータ４６により車輪４５を駆動して軌道２６を移動し、複数の素原料貯留槽２２の中から選択設定する任意の素原料貯留槽２２に対応する位置で停止し、目的とする成分を有する堆肥を製造するのに必要な素原料２１として、例えば牛糞２１ａ、豚糞２１ｂ、生ゴミ２１ｃ、水分調整材２１ｄの中から適当なものを適量ずつ選択的に調合槽２８に受け入れる。堆肥は施肥する対象の作物によって適合成分が異なるので、製品となる堆肥の成分を素原料２１の組み合わせによって任意のものに調整する。

このとき、原料供給装置２５は牛糞２１ａ、豚糞２１ｂ、生ゴミ２１ｃ等の発酵に必要な主要の素原料２１を受け入れた後に、攪拌用モータ３１により攪拌ロータ３１を駆動して混合攪拌を開始するとともに、素原料２１の一部をなす水分調整材２１ｄを投入し始め、含水率測定器で含水率を測定しながら所定含水率に達するまで水分調整材２１ｄを受け入れる。

単位操作量の素原料２１を受け入れた原料供給装置２５は、移動台車２７が素原料貯留槽２２から目的の発酵槽２４まで移動する間において、調合槽２８に投入した素原料２１を単位操作量として攪拌ロータ３１で攪拌混合して調整原料となす。

図６に示すように、目的の発酵槽２４に達した原料供給装置２５は調合槽２８に貯留する調整原料を単位操作量として発酵槽２４へ投入する。このため、排出用モータ３８により排出スクリューフィーダ３２を駆動して調合槽２８の調整原料を移送装置３０のケーシング３９へ受入口４１から投入し、移送用モータ４４により移送スクリューフィーダ４０を駆動して調整原料をケーシング３９の投入口４２から発酵槽２４へ投入する。

発酵槽２４では、ブロワ５３によって空気を発酵槽２４の底部から調整原料に供給し、攪拌機５４で調整原料を切り返して発酵を行う。発酵槽２４から排出する汚水は汚水槽５５に貯留後にポンプ５６で後述する養生槽５７へ散布する。防臭フード５８で覆った発酵槽２４の内部の空気はブロワ５９で微生物脱臭槽６０へ供給し、脱臭後に大気へ放出する。

図７に示すように、発酵槽２４で発酵した堆肥は養生槽５７へ移して曝気ブロワ６１で空気を供給しながら所定期間貯留して養生し、その後に乾燥槽６２へ移して乾燥ブロワ６３で空気を供給しながら乾燥させ、その後に製品置場６４に貯留する。

図８に示すように、製品置場６４の堆肥は粒度選別装置６５で選別し、適合サイズの堆肥をバラ製品６６として搬出するか、もしくは袋詰装置６７、搬送ロボット６８を経て袋詰製品６９として搬出する。

本発明の実施の形態における堆肥化設備の概要を示す説明図 同実施の形態における原料供給装置の正面図 同原料供給装置の平面図 同原料供給装置の側面図 同実施の形態における素原料貯留槽を示す模式図 同実施の形態における発酵槽を示す模式図 同実施の形態における養生槽等を示す模式図 同実施の形態における袋詰工程を示す模式図 従来の堆肥化設備の概要を示す説明図 従来の堆肥化設備を示す模式図 同堆肥化設備を示す模式図 同堆肥化設備の後処理棟を示す模式図

符号の説明

２１ 素原料
２１ａ 牛糞
２１ｂ 豚糞
２１ｃ 生ゴミ
２１ｄ 水分調整材
２２ 素原料貯留槽
２３ 調整原料
２４ 発酵槽
２５ 原料供給装置
２６ 軌道
２７ 移動台車
２８ 調合槽
２９ 攪拌混合機
３０ 移送装置
３１ 攪拌ロータ
３２ 排出スクリューフィーダ
３３ 回転軸
３４ ホーク
３５ チェーン
３６ 攪拌用モータ
３７ チェーン
３８ 排出用モータ
３９ ケーシング
４０ 移送スクリューフィーダ
４１ 受入口
４２ 投入口
４３ チェーン
４４ 移送用モータ
４５ 車輪
４６ 移動用モータ

Claims (2)

1. それぞれに種類の異なる素原料を貯留する複数の素原料貯留槽と、成分調整された調整原料を堆肥化させる複数の発酵槽との間を往復移動するものであって、
   移動台車と、任意の各素原料貯留槽から異なる素原料の適量ずつを投入する調合槽と、調合槽内の素原料を攪拌混合して調整原料となす攪拌混合手段と、調整原料の含水率を測定する含水率測定手段と、調合槽の調整原料を発酵槽へ投入する移送手段とを備えたことを特徴とする堆肥化設備の原料供給装置。
2. 請求項１に記載する原料供給装置を用いて素原料を調合して発酵槽へ投入するものであって、目的とする成分を有する堆肥を製造するのに必要な素原料の適量ずつを選択的に調合槽へ投入し、含水率測定手段で含水率を測定しながら素原料の一部をなす水分調整材を所定含水率に達するまで調合槽へ投入し、移動台車により素原料貯留槽から目的の発酵槽まで移動する間に調合槽内の素原料を単位操作量として攪拌混合手段で攪拌混合しながら調整原料となし、移送手段により調合槽内の調整原料を単位操作量として発酵槽へ投入することを特徴とする堆肥化設備の原料供給方法。

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