JP2005334778A - 有機物廃棄物の発酵処理方法とその処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 動植物質を含む廃棄物を微細化処理して再利用するための発酵処理方法とそのための処理設備に関し、有機質廃棄物を湿式処理して有用な形態に再利用することのできる処理方法とその設備を提供する。
【解決手段】有機物廃棄物の発酵処理方法とその設備は、動物質又は植物質廃棄物である原料有機物を破砕機により破砕する工程と、破砕機により破砕した破砕有機物を含むスラリーを環状流にして破砕有機物をさらに微粒化する工程と、微粒化工程で有機物を微粒化された微粒化スラリーをさらに、発酵させる工程と、を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動植物質を含む廃棄物を微細化処理して再利用するための発酵処理方法とそのための処理設備に関する。

動植物質を含む有機質廃棄物、例えば、家庭や食料品販売店舗、食品加工場からは、例えば、調理残飯類、売れ残り食品や廃棄食品、食肉や魚介の加工後の廃棄部分などが、多量に排出され、有機物質廃棄物は、一部は、可食部を養豚などの飼料とし、あるいは乾燥固形化して、耕作地用や園芸用の肥料、土壌改良材として利用されているが、収集されたこれら大部分は、都市部焼却場で他のごみ類と共に焼却されるか埋め立てられている。
特開２００４−０９８００３号公報

これらの有機質廃棄物も、動物質及び植物質を有しており有用な資源として活用できれば、焼却処理や埋め立て量を軽減できる利点がある。再利用化ための処理には、熱源などのエネルギーを消費しないで、従って、湿式処理することが好ましい。

この点から、本発明は、これまで捨てられ焼却されていた動植物質の廃棄物を湿式処理により、液状化して、有機質廃棄物を湿式処理と発酵により有用な形態に再利用することのできる発酵処理方法を提供しようとするものである。本発明は、さらに、有機質廃棄物を湿式処理することのできる発酵処理装置を提供するものである。

本発明は、前記課題を解決するため、動物質又は植物質廃棄物である原料有機物を破砕機により破砕する工程と、破砕機により破砕した破砕有機物を含むスラリーを環状流にして粉砕有機物をさらに微粒化する工程と、微粒化スラリーを発酵させる工程を含んで、有機物を発酵処理するものである。これにより、有機物廃棄物は、有機物微細化したスラリーから発酵液として取り出して、有用な用途に供給することができる。

上記の有機物の発酵処理方法には、上記の原料有機物、破砕有機物若しくはスラリーのいずれかに発酵菌含有基材を添加する工程を含むのがよい。これら原料有機物、破砕有機物若しくはスラリーを処理する工程で、発酵を進め、腐敗を防止して、悪臭の発生を抑制しながら発酵を促進し、最終的には、スラリーを発酵液として供給する程度まで発酵させるものである。発酵工程では、微粒化装置から出たスラリーを発酵槽に貯蔵して微粒化有機物を発酵槽により発酵させることにより固形の有機物を実質的に液状態にまですることができる。

発酵した液体は、植物の生育に必要な肥料成分や有機成分を含むので、液体肥料として、また農耕地の土壌改良剤として利用することができる。

本発明は、さらに、有機物処理方法に適した設備を含み、設備は、動物質又は植物質の原料有機物を破砕するための破砕機と、破砕機により破砕した破砕有機物をスラリーにして、スラリー中の有機物を環状流中でさらに微粒化する微粒化装置と、微粒化装置から出たスラリーを貯蔵して微粒化有機物を発酵させる発酵槽と、から構成され、
上記の有機物処理設備は、好ましくは、上記の原料有機物、破砕有機物若しくはスラリーのいずれかに発酵菌含有基材を散布添加する発酵菌添加装置を含むのがよい。

本発明の有機物処理方法は、動物質又は植物質廃棄物を原料有機物として処理するが、これら有機物廃棄物は、家庭からの生ごみや、食料品店舗や料理店などからの期限切れ廃棄食品やその他の廃棄食品、食品加工場からの加工調理後の魚介類残滓や、豆類、米類、芋類など発酵食品製造工程の圧搾した残滓などが含まれ、その他、家畜飼育場からの敷き藁、し尿などがある。

これら廃棄物は、動物質又は動物質を含み、これを原料有機物として、まず破砕して、適当な大きさにする。この破砕工程では、破砕機により、有機物を細かく粉砕し、切り刻み、又はすりつぶすようにする。粉砕機の一例としては、後述の回転ハンマ型破砕機が利用できる。

この破砕工程に送入する廃棄物は、廃棄物の受入れ態様に応じて、乾燥状態でもよいが、通常は、湿潤ないし水濡れ状態であり、そのときは、破砕された有機物は、水を含んで、スラリー状になっている。

破砕工程と微粒化工程との間に、上記破砕有機物から粗大物を分離する工程を設けてもよく、通常は適当な網目を有する振動篩を通過させるのがよい。破砕工程で粉砕し切れなかった粗大な物を除去して、微粒化装置での微粒化操作の負担を軽減し、あるいは、詰まりなどのトラブルを回避することができる。

次の工程は、粉砕工程の粉砕機により破砕された破砕有機物をスラリー状に保持して、微粒化する。本発明は、この工程で、破砕有機物を含むスラリーを環状に高速で流して破砕有機物をさらに微粒化するものである。

上記微粒化の工程は、上記破砕有機物のスラリー中の粒子を、後述の発酵工程での発酵を促進させるために、さらに微細化しようとするものである。この工程では、ポンプにより加圧しノズルを介して、ほぼ同軸状に配置した内筒と外筒と間の環状流路内に吐出して、環状流路内でスラリーの高速流にし、このスラリー中に含む有機物粒子を高速流れによりを微細化する方法を用いる。

この環状流は、きわめて高速にすることにより、スラリー流れの衝撃力、剪断力、又は気泡による破壊力を使用して、有機物粒子をさらに微粒化するのである。循環流速は、好ましくは、８ｍ／ｓ以上であり、好ましくは、１０〜３０ｍ／ｓの範囲がよい。

この微粒化工程ではスラリーの流速を利用するので、この工程に送入する前は、破砕有機物をスラリー状に調製しておくのが好ましい。原料有機物がもともと湿潤状態または水濡れ状態であれば、粉砕有機物は、スラリーとなっている。さらに適当な量の水を加えて、ノズルを通して環状流路に供給可能な程度に適当な濃度にするのが好ましい。

この微細化工程で、入り口側の粒子寸法が１mmから３０mm程度あった有機物が、出口側から１００μｍ以下、特に１０〜０．１μｍ程度の大きさまで微細化することできるものが好ましい。この微粒化工程は、スラリーの状態のままで、含有する有機物を微細化できる利点があり、微粒化スラリーは、さらに、液状態で後処理ができる。

好ましい形態は、上記の方法において、原料有機物、破砕有機物若しくはスラリーのいずれかに発酵菌含有基材を添加する工程を含む。この工程は、有機物に発酵基材と共に添加して、発酵菌を含ませることにより、上記の破砕と微粒化の処理工程において、又は、後述の発酵工程で有機物を順次発酵させて、固形の有機物としては少なくし、好ましくは、最終的に消滅させる。発酵基材は、一連の処理工程の早期の段階で添加しておくのが、処理中に、腐敗による異臭の発生やハエなどの有害昆虫の誘引を防止するのに好都合である。発酵菌含有基材は、特に、原料有機物に破砕前に添加しておいてもよく、これは、その後の破砕工程や微粒化工程でも発酵を進める点で好ましい。

ここに使用する発酵菌は、上記有機物廃棄物から起因する動物質や植物質の有機物に対して、異臭や有毒物を発することなく、効率的に分解する能力のある菌類から選ばれ、そのような菌類には、乳酸菌、放線菌、酢酸菌、酵母類などが利用できる。これらの菌は、培養の際の基材と共に、原料有機物、破砕有機物若しくは微粒化スラリーのいずれかのあるいは２つ以上の段階で添加するが、最終的には、発酵工程で、微粒化スラリー中の非常に小さくした微細化有機物粒子を、直接的若しくは間接的に短時間で分解させて、有機物固形分を消滅させる。

このために、本発明は、発酵工程では、微粒化装置から出たスラリーには、すでに発酵菌を含むので、スラリーを発酵槽に貯蔵して微粒化した有機物を発酵させる。微細化した有機物を含むスラリーは、発酵槽に送られた発酵内で順次滞留させて有機物微粒子の発酵菌による生化学的分解を進行させる。

この発酵工程では、発酵槽は、竪型円筒槽や横型槽でもよく、また、発酵槽を直列に２段ないし２段に又は並列に複数槽を配管で接続することにより、滞留時間の確保と分離の確保の点で好ましい。発酵槽中での発酵の最終段階では、発酵槽中の上澄み液は、有機物の固形分はほとんど消失し、透光性のある水溶液状を呈して、ほとんど異臭が感じられず、水に溶解した有機成分と細菌類を含む発行液が得られる。

本発明の有機物発酵処理設備において、動物質又は植物質の原料有機物を破砕するために破砕機が使用される。微粒化装置では、破砕機により破砕した破砕有機物をスラリーにして、スラリー中の有機物を環状水流中でさらに微粒化するもので、微粒化スラリーをその後に発酵槽内で発酵させるものである。

破砕機は、有機物廃棄物を粗破砕して、適当な大きさの粒子寸法に調製するための破砕機であり、通常は、機械的破砕機が利用できる。被破砕物が動植物からの廃棄物であるので、破砕機には、好ましくは、回転ハンマ型の破砕機が利用できる。ハンマ粉砕機の一例は、上部に入り口と下部に出口を有するほぼ円筒状のケーシングと、ケーシング内を軸心に沿って支持された駆動回転軸の周りに一端を支承して回動可能に突設された多数のハンマとから成るハンマ回転体と、ケーシングの内側に突設されて、ハンマと協働関係を持って被破砕物を破砕する固定刃と、から成るものである。回転ハンマ型粉砕機は、回転ハンマと固定刃とが、柔軟な肉質を破断や切断させ、魚骨や獣骨などの硬い骨質組織をハンマにより破砕し、稲藁や繊維質などの長尺繊維質も容易に粉々に切断して、細かくすることができる。

本発明において、上記微粒化装置は、粉砕工程の破砕機により破砕された破砕有機物をスラリー状に保持して、環状水流中でさらに微粒化することに特徴がある。

その微粒化装置の好ましい一例は、ほぼ同軸状に配置した内筒及び外筒とこれら内筒と外筒との間の環状流路とから成る筒状容器と、環状流路に向けてスラリーを吐出するノズルを外筒に固定したスラリー吐出装置と、スラリー吐出装置に接続したポンプと、から成り、上記破砕有機物のスラリーを環状流路内に流通させて有機物粒子を微粒化するものである。

さらに、微粒化装置は、同様の環状流路を有する装置を２段ないし３段以上に直列にしたものも利用できる。多段構成の微粒化装置は、上記例において、上記外筒の外側にさらに第２の外筒を含んで、当該外筒と第２の外筒との間を第２の環状流路となし、上記環状流路から出たスラリーを加圧する第２のポンプと、第２の外筒に第２の環状流路に吐出するように固定されたノズルを含む第２のスラリー吐出装置を含み、第２のポンプからのスラリーを第２の環状流路に流通させて有機物粒子を微細化するようにしたものが採用できる。

微粒化装置により微粒化したスラリーは、発酵槽、例えば、適当な固定容器、ないし移動容器内で、保持して、発酵菌により発酵させて、有機物固形物を低減ないし消滅させる。通常は、発酵期間を設けて発酵条件を設定して、発酵を促進させることができる。

さらに、上記の原料有機物、破砕有機物若しくは微粒化スラリーには、いずれかに発酵菌含有基材を散布添加する発酵菌の添加手段を含んでいる。通常は、発酵菌を含有する液体として添加するには、適当な配管を備えたスプレーを用いて、原料有機物、破砕有機物、ないし微粒化スラリー中に、直接添加し又は散布することもできる。

本発明において、発酵菌含有基材は、入手可能な菌類から選んで液化して、添加することもできるが、好ましくは、発酵菌含有基材を調製するための発酵菌培養工程を含んでもよく、この工程で上記発酵菌を所定の培養条件で、培養して、発酵菌添加の工程で、原料有機物、破砕有機物若しくはスラリーのいずれかに発酵菌含有基材を添加するのである。この場合に、発酵菌は、その設備の近隣の土地の土壌や自生の植物を採取して、土壌や植物に付着の菌類を培養するようにしてもよい。

上記発酵菌添加手段においては、好ましくは、スプレーノズルが使用され、発酵菌を含むスラリーを水滴状ないし噴霧状にして、原料有機物、破砕有機物若しくは微粒化スラリーに散布し、混合さする。発酵菌培養のために、発酵菌培養装置を含んで、上記発酵菌含有基材を調製するのが好ましい。添加手段の培養装置は、培養槽を含み、培養槽では、発酵菌株を培養液中に添加して、培養条件で増殖させ、増殖した発酵菌は培養液ごと発酵菌含有基材として、上記のように原料有機物、破砕有機物ないし微粒化スラリー中に添加される。

さらに、培養装置は、別途培養用の微粒化装置を含むのがよく、培養用の微粒化装置は、ノズルより吐出した水により環状に流れる高速水流を造り、この環状高速水流に、適当な培養に適した動植物有機物の粒子を含むスラリーを添加して、水流の衝撃力、剪断力を利用して、好ましくは、１０μｍ以下の微粒子に微細化する。微細化した粒子を含む有機物スラリーは、培養槽に移して、槽中スラリーに入手した酵菌株ないしは上記採取土壌や植物組織を添加して、増殖させる。発酵菌を含むスラリーは、発酵菌含有基材として、上記と同様に、原料有機物、破砕有機物若しくは微粒化スラリーに添加するのである。

他方、上記実施形態の処理設備によって上記発酵槽から得られた発酵液は、その液中に、窒素、リン、カリウムやその他の植物栽培に重要な肥料成分を多く含むので、土壌に散布することにより、液体肥料として利用することができる。また、液体は、発酵菌を多量に含み、土壌に散布することにより、土壌の改良を行うことができ、作物の生育に好ましい影響を及ぼす。

また、発酵液は、畜産家の分野で、木質チップを敷き床材に利用した家畜、例えば、豚類の飼育場においては、木質チップを発酵させる発酵菌として床に散布して供給することができ、敷き床材をし尿と共に発酵させて、その異臭を防止し、飼育環境を改善するのに役立つ。さらに、上記の破砕機からの破砕有機物の一部は、主たる有用な飼料として利用でき、家畜、特に、豚の飼育に利用することもできる。

このような発酵液には、発酵菌を多量に存在するので、その液体の一部を、上記の破砕工程又は微粒化工程の原料有機物、破砕有機物若しくは微粒化スラリーのいずれかに、発酵菌含有基材として添加することもでき、これにより発酵菌を循環して利用することもできる。

本発明の実施例について、図１には、実施例の処理設備の系統図を示しているが、ここに処理される廃棄物は食品の廃棄物や食品加工の処理残滓を対象にしている。容器に密封保存された食品類1a、例えば、容器入り牛乳や期限切れ食品やその他未開のまま廃棄された包装食品などは、ホッパー２１とこれを搬送するスクリューコンベア２１１により包装解砕機２２にかけられ、包装を解くための粗砕機２２からの容器破片ごと廃棄物１１aが、次の選別機２４に送られる。

この実施例では、この選別機２４には、さらに、包装をしない又は除去した食品廃棄物やその他の簡便な包装で内容物の分離の容易な廃棄物１ｂが、ホッパー２３とスクリューコンベア２３１により、上記の選別機２４に送られ、ここで、包装材料やプラスチック容器や金属などの破片が分離されて、選別された廃棄物１１aは、原料有機物１１として、破砕機４に送られる。

また、包装されていない廃棄物、例えば、食品加工場などで可食部を切り取った骨などを含む食品加工残滓１ｃなども原料有機物１１として、破砕機４に投入される。

破砕機４は、後の微粒化工程で処理するに必要な固形物の大きさまで、破砕するものであり、通常は、有機物の大きさが３０ｍｍ以下に、特に、好ましくは１０ｍｍ以下に細かくする。この例は、後述のように竪型のハンマ旋回式の破砕機を利用しており、上部から投入された上記の原料有機物１１は、容器内を旋回するハンマ片により、細かく破砕されて、下部からから破砕有機物１２として落下してくる。破砕された破砕有機物１２は、適当なスラリー槽２８に保持されるが、図１の例は、破砕有機物１２から、粗大物や金属片などの不適物を除去するための第２の選別機２７を設けて、その選別された破砕有機物１３をスラリー槽２８に、スクリューコンベアにより供給している。選別機２７は、湿式の篩装置が利用できる。

上述のように、破砕機４により破砕され、選別された破砕有機物１３は、上記の原料廃棄物１１が幾らかのあるいは時に多量の水分を含んで水濡れ状態であるときは、流動性のあるスラリー状態で得られる。もっとも、スラリー槽２８中に適当に水を加えて、スラリー濃度と流動性を調整することもなされ、後の微粒化工程に必要な流動性に調整する。

スラリー槽２８には、攪拌装置２８２のスターラ２８１を備えて、スラリーを攪拌し、スラリー中の有機物成分を均一濃度に保持するようにしている。

スラリー槽２８には、詳しくは後述の、微粒化装置６に配管接続されており、有機物含有スラリー中の有機物固形分が微粒化装置６によりさらに微細化される。微粒化装置６は、詳しく後述するが、概して、環状に配置した流路に、ノズルを通して、上記のスラリーを吐出して、高速水流を造り、水流中の衝撃力、剪断力、キャビテーションにより、微細化し、そのスラリーは、再び、スラリー槽２８に戻され、こうして、スラリー槽２８と微粒化装置６との間をスラリーが循環し、この循環工程で、微粒化装置６によりスラリー中の有機物粒子が次第に微細化する。

図２と図３は、微粒化装置６を示すが、微粒化装置は、有底で、上部に天板６０２を備えた円筒状の容器をなし、内側の内筒６１と、同軸上にその外側に配置した中間筒６２との間で、第１の環状流路６４を形成しおり、さらに最外の外筒６３と中間筒６２との間で第２の環状流路６６を形成している。内筒の上端は、天板近くで溢流可能に開放されて、第１の環状流路と内筒６１の内側とは連通している。

第１の環状流路６４に関して、中間筒６２の下部には、第１のノズル７２を先端に含む第１の噴射管７１が、その吐出口７２０が、第１の第１の環状流路６４に沿って配向している。噴射管７１の後方には、第１のポンプ７３ (この例は、渦巻きポンプ) が接続され、このポンプ７３の入り口側には、配管７０により、上記のスラリー槽２８に接続されている。

第２の環状流路６６に関して、第２のノズル７７を先端に含む第２の噴射管７６が第２のポンプ７８の出口に接続され、第２のノズル７７の先端の吐出口７７０が、第２の環状流路６６に沿って配向されている。他方、その第２のポンプ７８の入口は、配管７４により、上記内筒の下底部と接続されている。そして、第２の環状流路６６には、天板に設けた排出口７９に接続した配管７９により、上記スラリー槽２８に戻るように接続されている。

動作時には、第１のポンプ７３により、配管７０を通じて、スラリー槽２８からのスラリー１３１が吸引されて、ノズル７２の吐出口７２０から、スラリーが第１の環状流路６４に吐出され、内筒６１と中間筒６２との間の環状流路６４には、スラリーの高速水流が循環する。循環水流中でその衝撃力、剪断力ないしキャリブレーションによって有機物粒子は、さらに、微粒化される。循環水流の一部は、内筒の上端から内部に溢流し、スラリーは、その下底部から配管７４を通じて第２のポンプ７８により吸引され、第２の噴射管７６のノズル７７を通じて、その吐出口７７０から、第２の環状流路６６に吐出され、この第２の環状流路６６には、高速水流が形成される。第２の環状流路６６において、有機物粒子は、さらに、微粒化されて、配管７９を通じて、スラリー槽２８に戻される。

スラリー槽２８と微粒化装置との間のスラリーの循環を続けることにより、スラリー中有機物の平均粒径が次第に小さくなる。

この微粒化工程で、有機物粒子が１００μm以下、通常は、１０μm以下に低下すれば、スラリー槽２８から、ポンプ２９と配管により発酵槽３０に移す。有機物粒子は、平均的に大きさ１０ミクロン以下の固形分寸法にされているので、後の工程で、発酵菌による発酵分解を促進する。

発酵菌は、上記の原料有機物１１、破砕有機物１２若しくは微粒化スラリー１４に配合することができる。この実施例は、発酵菌含有基材を散布するためのスプレー８６が、適宜設けてある。この例では、包装解砕機２２にスプレー８６aが、選別機２４にスプレー８６ｂが、破砕機４にスプレー８６ｃが、または、選別機２７にスプレー８６ｄが、さらに、スラリー槽２８の上にスプレー８６eが配置されている。それぞれ発酵菌を含む水溶液が液滴ないし噴霧上で添加される。尤も、これらのスプレーすべてを設ける必要はない。酵菌含有基材としては、スプレー８６に後述の培養装置８の培養槽８２で培養された発酵菌培養液８４が発酵菌含有基材として供給され。

微粒化装置６により微粒化した有機物を含むスラリー、即ち、微粒化スラリー１４は、配管１４０により、発酵槽３０に送られ、所定日数の間発酵され、有機物粒子がほぼ完全に分解させる。発酵槽３０は、この例は、複数の竪型容器が利用されており、ポンプにより微粒化スラリー１４の供給と発酵期間の貯蔵と発酵程度に応じた発酵液１５の排出とがなされる。

発酵層３０は、ほぼ機密的な容器で、可動蓋により上部の口を閉止する竪型の円筒上容器が利用されている。複数の、この例では３基の発酵槽３０・・・・を、この例では並列に、接続して、微粒化処理済のスラリー槽２８からの微粒化スラリー１４の供給時期と、排出液の発酵成熟度と発行済み液１６の排出輸送の時間的ずれを調整することができる。

この実施例で使用する発酵菌は、乳酸菌や放線菌、酵母などが利用できる。この例では、土壌から採取した発酵菌を含む土壌８７を培養槽８２に添加してその付着菌類を選択的に培養して利用する構造を示している。培養槽８２は、攪拌機を備えた竪型容器であり、栄養源として動物質又は植物質の有機物８０(例えば、食品廃棄物や)を微細化して供給される。微粒化のために別体の培養用の微粒化装置９を備え、有機物８０を微粒化装置により微粒化し、そのスラリー８１を、培養槽８２に送入し、上記発酵菌土壌８７を加えて、特定の培養条件下で発酵菌を増殖させる。培養槽８２で十分に増殖された発酵菌を含む発酵菌基材８３は、この場合は、発酵菌を担持する上記の微細化有機物を含む培養溶液であるが、ポンプ８５により、各散布装置８６に配管８４０を通じて送られ、各ノズル８６ａ〜８６ｅから、原料有機物１１やその食品廃棄物１ａ、１ｂなど、粉砕有機物１２ないしは選別された破砕有機物１３に、添加するようにされている。

他方、上記の発酵工程で発酵槽３０からの発酵液１６は、有機物の分解による肥料成分となお活性な発酵菌を含むので、液体肥料として、また土壌改良剤として、耕地土壌に散布して利用され、栽培植物の育成に活用することができる。

図１の例は、発酵槽３０から適当な配管１６０によりタンクローリやバキュームカーなどの液体輸送トラック３１のタンクに充填し、所要の農地に運搬して散布されている。

また、発酵液１６は、家畜飼育場３３において、例えば、木質チップを敷き詰めた飼育床に散布することにより、木質チップの発酵を促進させ、異臭発生や蝿誘引を有効に、防止でき、飼育場の立地制限を軽減して、都市近郊においても飼育可能にし、飼育家畜の健康の維持管理も容易になるなどの利点がある。さらに、図示しないが、破砕機４により破砕された破砕有機物１２，１３を飼料として、飼育場３３に供給し、家畜、特に、豚類の給餌に利用することができる。

また、発酵液１６は、適当な配管により、貯槽に貯蔵して、さらに発酵させ、透明度が高く十分に排水にする性状を有するので、下水道や河川に放出することもできる。図１に示す例には、ロータリー型発酵促進貯槽３２、横型貯槽３４、竪型貯槽３５を示している。貯槽からの発酵液は、下水道ないし河川に排出される。

この実施例で証した上記の破砕機４について、図５には、竪型の回転ハンマ型破砕機を示しているが、この破砕機は、概ね上下に開放した円筒状のケーシング４０内に駆動垂直軸５０周りに固定した回転破砕部材が上下の軸受４２、４５１によって支承され、ケーシング４０の上部に装入口４２１と下部に排出口とを有している。回転破砕部材は、上端部が介してモータＭにより回転駆動されている。回転破砕部材は、垂直な回転軸５０と、回転軸５０の上部側その周りに固定した回転切刃５１を含み、その下部には、駆動垂直軸５０周りに固定した多層の回転ディスク部材と、回転ディスク部材５３の層間に配置された多数のハンマ片５４とから構成されている。装入口４２１から供給された原料有機物１１は、ケーシング内を降下しながら、回転切刃５１と回転破砕部材の５４とにより破砕を受けて、下部から、スポーク４５の間の空間を経て、破砕有機物１２として落下し、回収される。

上部の回転切刃５１は、放射状に延びる切刃からなる。この例では、四方に延びる傾斜した切刃を有して、傾斜切刃が回転軸周りに旋回して、装入された原料有機物１１を、適当に予備的に切断する。回転切刃の上部には、突片が内壁から回転軸の方向に配置され、突片は回転切刃と協働して、切断を容易にする。

回転ディスク部材５３は、多数の回転板、この例は、円盤を含み、各円盤の基部側に中心孔を有して且つ、基部が周縁部より肉厚にされて、周縁部にはハンマ支持軸を貫通させる軸孔複数個が円周方向に等間隔に開設されている。これら多数の円盤は、駆動垂直軸５０をその中心孔に嵌め入れて、円盤が重積状態で駆動回転軸に固定されている。重積された上下に隣合う円盤の周縁側の間には、適当な空隙が形成されており、この空隙内にハンマ片の一部を挿入して、ハンマ支持軸５５が、ハンマ片５４の軸孔５５０と多数の円盤５３の各軸孔とを貫通させて両端でボルト固定されている。ハンマ片は、その軸孔周りに自由回転でき、回転に伴ってハンマ片５４の一部が、円盤５３の周縁端より外側に突き出でるように、配置されている。

回転ディスク部材５３の回転により、ハンマ片は、好ましくは、ハンマ片の重心から偏心した位置に上記ハンマ支持軸用の軸孔を設けており、軸孔周りにハンマが偏心回転できる。

回転ディスク部材のハンマ片に対応して、円筒状ケーシングの内周面には、縦方向に長い棒状の複数の固定刃が、内周面周りに適当な間隔を設けて固定されており、回転ディスク部材から伸びたハンマ片の先端と、上記固定刃とが、近接して、その間で、有機物粒子を破砕するようにされている。

ハンマー片の例として、図６Aには、断面ほぼ矩形の棒状ハンマ５４２で一端側に偏心して軸孔５５０を計背している。図６Bは、適当な厚みのほぼ円形状にしたハンマで、周縁端面に凹凸５４１形成して、円形中心より偏心した位置に軸孔５５０を設けている。いずれも、軸孔５５０にハンマ支持軸５５が挿入されて回転ディスク部材の円盤５３に固定、回転されると、棒状ハンマも円形状ハンマもハンマ支持軸５５回りに偏心回転し、その一部が、回転ディスク部材の円盤５３の周縁端より外側に突き出て、上記固定刃に近接することができ、その間で、ハンマ効果により、有機物を破壊し、破砕片にする。

円筒状ケーシングの内面下部側には、固定した突起刃４４が、内側に突出しており、突起刃４４は、円盤５３の厚みより薄肉にされて、突起刃４４の先端が、円盤５３の周縁端面と対置するように配されて、その上下に位置するハンマ片と剪断作用により、有機物、特に長い繊維状の有機物を細かく切断する効果がある。

駆動回転軸５０の下端部５０３は、下部側の軸受４５１により円筒状ケーシング４０の中心部で支持されているが、軸受４５１は、円筒状ケーシング４０の内周面に固定された円環部材４５０と円環部材から内側に向けて伸びる複数のスポーク４５の集合部に固定されており、スポーク４５の間の空間を、破砕された有機物が落下するようにされている。円筒状ケーシング全体は、適当な機台４９に支持されたおり、その機台下部で破砕有機物１２は回収され、破砕有機物１２は、上記の選別機を介して又は直接に、上記の微粒化用のスラリー槽２８に供給される。

本発明の有機物発酵処理方法及びその設備は、動植物質廃棄物を回収して、発酵処理を行う廃棄物処理業の分野において、また、処理された発酵液の農業・畜産の分野において有効に利用することができ、またそのような処理設備・機械を製造販売する分野においても利用することができ。

本発明の実施例に係る処理方法の処理工程及び設備の系統図を示す。 本発明の実施例に係る微粒化装置を部分縦断面図で示す。 本発明の実施例に係る微粒化装置の横断面図を示す。 本発明の実施例に係る発酵菌培養装置に使用する微粒化装置の部分横断面図（Ａ）と、その縦断面図（Ｂ）を示す。 本発明の実施例に係る破砕機の縦断面図を示す。 本発明の実施例に使用する破砕機のハンマ片の斜視図を示す（Ａ、Ｂ）。

符号の説明

１１ 原料有機物
１１ａ 破砕廃棄物
１２ 破砕廃棄物
１３ 選別破砕有機物
１４ 微粒化スラリー
１６ 発酵液
２２ 粗砕機
２４ 選別機
２７ 選別機
２８ スラリー槽
３０ 発酵槽
３１ 液体輸送トラック３１
３２ ロータリー型発酵促進貯槽
３３ 飼育場
３４ 横型貯槽３４
３５ 竪型貯槽
４ 破砕機４
６ 微細化装置
８ 発酵菌培養装置
８２ 培養槽
８６ａ〜８６ｅ スプレー管

Claims (15)

1. 動物質又は植物質廃棄物である原料有機物を破砕機により破砕する工程と、
   破砕機により破砕した破砕有機物を含むスラリーを環状流にして破砕有機物をさらに微粒化する工程と、
   微粒化工程で有機物を微粒化された微粒化スラリーをさらに発酵させて発酵液にする工程と、
   を含む有機物廃棄物の発酵処理方法。
2. 上記処理方法が、上記の原料有機物、破砕有機物若しくは微粒化スラリーのいずれかに発酵菌含有基材を添加する工程を含む、請求項１に記載の処理方法。
3. 上記発酵工程が、さらに、微粒化スラリーを発酵槽内に貯蔵して微粒化有機物を発酵させる請求項１又は２に記載の処理方法。
4. 上記微粒化の方法が、上記破砕有機物のスラリーを、ポンプにより加圧しノズルを介して、ほぼ同軸状に配置した内筒と外筒と間の環状流路内に吐出して、環状流により有機物粒子を微粒化するようにした請求項１ないし３いずれかに記載の処理方法。
5. 破砕工程と微粒化工程との間に、上記破砕有機物から粗大物を分離する工程を含む請求項１に記載の処理方法。
6. 上記処理方法が、発酵菌含有基材を調整するための発酵菌培養工程を含む請求項２ないし５いずれかに記載の処理方法。
7. 上記発酵液を家畜飼育場の木材チップ床に添加して木材チップを発酵させることを含む請求項１ないし６に記載の処理方法。
8. 上記発酵液を液体肥料として土壌に添加することを含む請求項１ないし６に記載の処理方法。
9. 動物質又は植物質の原料有機物を破砕するための破砕機と、破砕機により破砕した破砕有機物をスラリーにして、スラリー中の有機物を環状流中でさらに微粒化する微粒化装置と、該微粒化装置からの微粒化スラリーを発酵させて発酵液を得る発酵槽と、を含むようにした有機質廃棄物の発酵処理設備。
10. 上記の原料有機物、破砕有機物若しくは微粒化スラリーにいずれかに発酵菌含有基材を添加する発酵菌添加手段を含む請求項９に記載の処理設備。
11. 上記微粒化装置が、ほぼ同軸状に配置した内筒及び外筒とこれら内筒と外筒との間の環状流路とから成る筒状容器と、
    環状流路に向けてスラリーを吐出するノズルを外筒に固定したスラリー吐出装置と、
    スラリー吐出装置に接続したポンプと、から成り、
    上記破砕有機物のスラリーを環状流路内に流通させて有機物粒子を微細化するようにした請求項９又は１０に記載の有機物発酵処理設備。
12. 上記微粒化装置が、上記外筒の外側にさらに第２の外筒を含んで、当該外筒と第２の外筒との間を第２の環状流路となし、上記環状流路から出たスラリーを加圧する第２のポンプと、第２の外筒に上記第２の環状流路に吐出するように固定された第２のノズルを含む第２のスラリー吐出装置を含み、第２のポンプからのスラリーを第２の環状流路に吐出して高速流にして有機物粒子を微粒化するようにした請求項１１に記載の有機物発酵処理設備。
13. 上記添加手段が、発酵菌含有基材を散布するためのスプレーノズルを含む請求項１０に記載の処理設備。
14. 上記添加手段が、上記発酵菌含有基材を調製するための発酵菌培養装置を含み、培養装置が、発酵菌培養槽を含む請求項１０に記載の処理設備。
15. 上記培養装置が、動物質若しくは植物質の有機物をスラリーを微粒化するための別体の微粒化装置を含み、微粒化装置が、二重円筒の容器の環状流路に流れる高速水中にスラリーを添加して、高速水流の衝撃力、剪断力若しくは、キャビテーションにより有機物を微粒子して、上記培養槽に供給するようにした請求項１４に記載の処理設備。
    
    

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