JP2007029871A - 生ごみ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】生ごみ処理装置Aは、処理槽3の中空部30内に粉砕生ごみ12を投入して密閉し、槽内を所定の真空度に保持するとともに、高温水蒸気51で槽内を所定温度に加熱しながらダブルパドル4を低速回転して粉砕生ごみ12を真空乾燥させ、脚部31の下に重量センサ8を配設し、重量センサ8が検出する重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する。
【選択図】図1
Description
特許文献1の生ごみ処理装置は、有機物分解微生物の維持管理に手間がかかるとともに、有機物分解微生物を毎回、補充する必要がある。
本発明の第2の目的は、処理中の生ごみを処理槽中央に集めることができ、乾燥処理が完了した処理済の生ごみを、処理槽の中央下面に形成した生ごみ取出口から簡単に取り出すことができる生ごみ処理装置の提供にある。
本発明の第3の目的は、重量の経時変化を重量センサにより精度良く監視することができる生ごみ処理装置の提供にある。
脚付きの処理槽は、中空円柱状を呈し、水平に配される。
減圧手段は、処理槽に連結した排気管と、この排気管に介設し、槽内空気を排気する真空ポンプとからなり、槽内を所定の真空度に保持して水の沸点を下げる。
加熱手段は、槽外で発生させた水蒸気の熱を処理槽に伝熱して槽内の粉砕生ごみを加熱する。
攪拌回転体は、気密性を保って処理槽の左右端面に回転軸の各軸端部を軸着している。この攪拌回転体は、回転して槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる。
減圧下の槽内で、粉砕生ごみを加熱しながら掻き混ぜると、粉砕生ごみから水分が抜け出て排気空気とともに槽外へ排出される。これにより、粉砕生ごみが、油分を保持して乾燥処理され、茶色の粉状に変化する。なお、乾燥処理が完了すると、粉砕生ごみから水分が抜け出なくなるので、重量の変化が略ゼロになる。
排気空気中には粉砕生ごみから抜け出た水分が含まれる。凝縮手段は、この水分を冷却して復水させる。
この生ごみ処理装置で粉砕生ごみを真空乾燥させる際には、処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、減圧手段により槽内を所定の真空度に保持するとともに、加熱手段で槽内を所定温度に加熱しながら攪拌回転体を低速回転させる。
乾燥評価手段は、重量センサにより検出される重量の経時変化を監視するとともに、この経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する。
高温蒸気の流量を計測する流量計が不要である。また、槽内温度および蒸気流量の経時変化を、温度計および流量計を目視して監視する常駐作業員が不要である。
攪拌回転体は、所定位置で回転軸と直交して放射状に貫設される複数のシャフトと、これらシャフトの先端に配設される攪拌板とからなるダブルパドルである。そして、槽中央に位置する攪拌板は、回転軸に対して平行に配設され、槽中央以外に位置する攪拌板は、シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されている。
また、処理槽の端部上面に生ごみ投入口が形成され、処理槽の中央下面に生ごみ取出口が形成されている。
生ごみ取出口を処理槽の中央下面に形成しているので、乾燥処理が完了したごみを搬出する作業を効率良く行える。また、乾燥処理が完了したごみが処理槽の中央部内へ集まるので生ごみ取出口から容易に取り出すことができる。
更に、乾燥処理中の粉砕生ごみが処理槽の中央部内へ集まり、端に偏らないので、重量センサによる合計荷重の経時変化を精度良く計測することができる。なお、攪拌回転体がダブルパドルであるので乾燥処理中の粉砕生ごみをバランス良く静かに掻き混ぜることができるので、重量センサによる合計荷重の計測を回転状態で行うことができる。
処理槽には、槽外で発生させた水蒸気の熱を処理槽に伝熱するための蒸気導入管、生ごみ粉砕装置と生ごみ取出口とを接続するごみ投入管、および槽内空気を抜くための排気管が連結されている。
生ごみ処理装置は、各管(蒸気導入管、ごみ投入管、排気管)と処理槽とを柔軟に連結しているので、上記各管に処理槽の重量が殆どかからない。このため、攪拌回転体、粉砕生ごみ、および処理槽の大凡の合計荷重を、脚を上載した重量センサで受けることができ、乾燥評価手段が重量の経時変化を支障なく監視することができる。
脚を上載する重量センサを複数個、配設している。
乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第1設定時間毎に行う。そして、前回測定した重量との差が所定値を下回ると、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、第1設定時間より短く設定した第2設定時間毎に行う。
乾燥処理の開始初期は、粉砕生ごみから水分が多く抜け出て排気空気とともに槽外へ排出されるので、重量の経時変化は大きい。
このため、乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第1設定時間毎(例えば、60分毎、30分毎、15分毎、5分毎)に行う。
重量差が所定値を下回ると、乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、第1設定時間より短く設定した第2設定時間毎(例えば、5分毎、1分毎、30秒毎)に行う。なお、重量差が所定値を下回る時間は、処理槽内へ投入された粉砕生ごみの量や粉砕生ごみの種類によって変化する。
減圧手段により槽内の真空度を、−40kPa〜−100kPa、好ましくは、−50kPa〜−90kPaに維持する。加熱手段により槽内を50℃〜85℃、好ましくは、70℃〜80℃に加熱する。
真空度が−40kPaに達しないと、水の沸点の下がり方が少なく、粉砕生ごみから効率良く水分が抜け出ない。また、−100kPaを越える高い真空にするにはシール機構にコストがかかる。
槽内温度が50℃未満であると、粉砕生ごみから効率良く水分が抜け出ない。また、加熱温度が85℃を越えると油分も抜け出る様になる。
生ごみ処理装置Aは、図1および図2に示す如く、生ごみ11を粉砕する粉砕器2と、脚部31に固定される処理槽3と、槽内の粉砕生ごみ12を攪拌するダブルパドル4と、高温水蒸気51をジャケット部32に供給する蒸気導入管5と、真空ポンプ60を介設し、槽内空気を排気する排気管6と、排気空気中に含まれる水分を冷却して水に戻す復水器67、71と、脚部31の下に配設される重量センサ8と、各駆動部材を制御する制御器9とを備える。
24はモーノポンプであり、粉砕生ごみ12を一定量、投入チューブ(ごみ投入管)25の基部へ移送する。投入チューブ25の基部へ移送された粉砕生ごみ12は、圧送ポンプ26により処理槽3の中空部30内へ圧送される。
27は中空部内を密閉するための開閉弁であり、粉砕生ごみ12の処理槽3の中空部内への圧送が完了し、所定量の粉砕生ごみ12が投入されて乾燥処理が開始されると閉じられる。
この処理槽3は、生ごみ投入口35の近傍に配される開閉弁27の閉弁および生ごみ取出口36のキャップ37を締めることにより密閉される。
生ごみ取出口36には、脱臭管75の吸引開口が臨み、脱臭管75には、脱臭器76および脱臭ポンプ77が介設されている。
回転軸40は、処理槽3より長い円柱状を呈し、図示右方の軸端部が処理槽3の図示右端面に気密性を保って軸着される。また、図示左方の軸端部は、処理槽3の図示左端面に気密性を保って貫通状態に軸着される。
槽中央に位置する攪拌板42は、回転軸40に対して平行状態を保ってシャフト41の先端に配設されている。
図示槽左方に位置する攪拌板42は、槽左方端から見ると略逆ハの字状を呈する様に、シャフト41の先端に配設されている。また、図示槽右方に位置する攪拌板42は、槽左方端から見ると略ハの字状を呈する様に、シャフト41の先端に配設されている。
上記排気管6には、上流側から、槽内温度を計測するための温度計62、開閉弁63、大気開放弁64、復水器71、および真空ポンプ60が介設されている。復水器71は、排水弁72を介設した排水管73と、冷却用ファン74とを付設している。
また、排気管6は、途中で復水管65として分岐し、該復水管65には、上流側から、開閉弁66、復水器67、大気開放弁68、および排水弁69が介設されている。
なお、排気管6、開閉弁63、および真空ポンプ60が減圧手段に相当する。また、復水器71、67、冷却用ファン74が凝縮手段に相当する。
なお、81は、地震や反復される振動に起因する脚部31の移動を防止するため、脚部31からの荷重がかからない状態で脚部31の移動を規制する浮遊支持部材である。
脚部31には、粉砕生ごみ12、処理槽3、ダブルパドル4、モータ43、プーリー、チェーンの各重量を合計した重量がかかる。
異物除去函20へ生ごみ11を入れ、異物を手作業で除去する。なお、生ごみ11は、パン、飯、麺、果物、野菜、魚等の廃棄された食品であり、異物は、ビニール袋、トレー、プラスチック容器等である。
この粉砕生ごみ12は、モーノポンプ24により一定量づつ、フレキシブルの投入チューブ25の基部へ移送される。
投入チューブ25の基部へ移送された粉砕生ごみ12は、圧送ポンプ26により処理槽3の内側槽33の中空部30内へ圧送される。なお、圧送中は、開閉弁27を開弁状態にする。
そして、所定量(例えば348kg相当)の粉砕生ごみ12が、内側槽33の中空部30内へ投入されると、開閉弁27を閉じる。
モータ43に通電して、回転軸40を図示矢印方向に低速回転(数回/分)させ、ダブルパドル4で粉砕生ごみ12を掻き混ぜる。
ボイラー50で発生した高温水蒸気51を蒸気導入管5を介してジャケット部32に供給し、槽内温度を70℃〜80℃に維持する。
大気開放弁64、68、開閉弁66、および排水弁69を適宜、開閉して、粉砕生ごみ12から抜け出た水分を排水溝へ排水する。
なお、上記空重量は、脚部31を含む処理槽3、ダブルパドル4、モータ43、プーリー、およびチェーンの各重量を合計した重量である。
[表1]
(実験例1)
図3および表1に示す実験例1では、運転12時間目で粉砕生ごみ12の重量が48kgとなり、運転13時間目で44kgとなり、運転13時間目で重量差が5kg(所定値)を下回る状態になった。このため、運転13時間目以降、重量測定の間隔を5分毎に短縮した。
なお、運転13時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ12の重量は、44kgと略一定値を維持することを確認した。
図4に示す実験例2では、運転3時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ12を160kg程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
運転14時間目で粉砕生ごみ12の重量が69.0kgとなり、運転15時間目で64.2kgとなり、運転15時間目で重量差が5kg(所定値)を下回る状態になった。このため、運転15時間目以降、重量測定の間隔を5分毎に短縮した。
なお、運転15時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ12の重量は、64.2kgと略一定値を維持することを確認した。
図5に示す実験例3では、運転2時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ12を110kg程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
更に、運転4時間目に、乾燥処理停止を行った後に粉砕生ごみ12を85kg程度、再投入し、投入後、乾燥処理を再開した。
運転16時間目で粉砕生ごみ12の重量が70.0kgとなり、運転17時間目で68.7kgとなり、運転17時間目で重量差が5kg(所定値)を下回る状態になった。このため、運転17時間目以降、重量測定の間隔を5分毎に短縮した。
なお、運転17時間目以降、乾燥処理を継続しても、算出される粉砕生ごみ12の重量は、68.7kgと略一定値を維持することを確認した。
生ごみ処理装置Aの制御器9のマイクロコンピュータは、各重量センサ8が検出するセンサ別重量を合算して全重量を測定する重量測定を60分毎に行い、この測定した全重量から空重量(脚部31を含む処理槽3+ダブルパドル4+モータ43+プーリー+チェーンの重量)を差し引いて粉砕生ごみ12の重量を算出する構成である。そして、測定して算出された粉砕生ごみ12の重量と、前回測定して算出された粉砕生ごみ12の重量との差が5kgを下回ると、上記重量測定を5分毎に変更し、重量の経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する構成である。
このため、乾燥処理の開始初期における過剰な重量測定を防止できるとともに、処理槽3内へ投入(1回の投入〜複数回の投入)された粉砕生ごみ12の量や種類に関わらず、乾燥処理の完了を精度良く判定できる。
高温蒸気の流量の経時変化を監視する必要がないので、流量計は不要である。また、槽内温度および蒸気流量の経時変化を、温度計および流量計を目視して監視する常駐作業員も不要である。
更に、乾燥処理中に処理槽3内の粉砕生ごみ12が、槽端に偏ることを防止できるので、重量センサ8による重量の経時変化を精度良く計測することができる。なお、攪拌回転体としてダブルパドル4を用いているので、乾燥処理中の粉砕生ごみ12をバランス良く静かに掻き混ぜることができるので、重量センサ8による重量計測を、ダブルパドル4の回転を止めずに行うことができる。
つまり、生ごみ処理装置Aは、蒸気導入管5、投入チューブ25、排気管6と処理槽3とを柔軟に連結しているので、投入チューブ25や管5、6の重量が処理槽3に殆どかからない。このため、ダブルパドル4、粉砕生ごみ12、および処理槽3の大凡の合計荷重を重量センサ8で受けることができ、重量の経時変化を支障なく監視することができる。
このため、水の沸点が適度に下がり、粉砕生ごみ12から効率良く水分が抜け出るとともに、油分は抜け出難い。
2 粉砕器(生ごみ粉砕装置)
3 処理槽
4 ダブルパドル(攪拌回転体)
5 蒸気導入管
6 排気管(減圧手段)
8 重量センサ
9 制御器(乾燥評価手段)
12 粉砕生ごみ
25 投入チューブ(ごみ投入管)
31 脚部(脚)
35 生ごみ投入口
36 生ごみ取出口
40 回転軸
41 シャフト
42 攪拌板
50 ボイラー(加熱手段)
51 高温水蒸気(水蒸気)
60 真空ポンプ(減圧手段)
63 開閉弁(減圧手段)
67、71 複水器(凝縮手段)
74 冷却ファン(凝縮手段)
Claims (5)
- 中空円柱状を呈し、水平に配される脚付きの処理槽と、
気密性を保って前記処理槽の左右端面に回転軸の各軸端部を軸着し、槽内の粉砕生ごみを掻き混ぜる攪拌回転体と、
槽外で発生させた水蒸気の熱を前記処理槽に伝熱して前記槽内の前記粉砕生ごみを加熱する加熱手段と、
前記処理槽に排気管を連結するとともに、該排気管に介設した真空ポンプで槽内空気を排気する減圧手段と、
排気空気中に含まれる水分を冷却して復水させる凝縮手段とを備え、
前記処理槽の中空部内に粉砕生ごみを投入して密閉し、前記減圧手段により前記槽内を所定の真空度に保持するとともに、前記加熱手段で槽内を所定温度に加熱しながら前記攪拌回転体を低速回転して、前記粉砕生ごみを真空乾燥させる生ごみ処理装置であって、
前記脚を上載して、前記攪拌回転体、前記粉砕生ごみ、および前記処理槽の合計荷重を受ける重量センサを配設し、
該重量センサにより検出される重量の経時変化を監視するとともに、この経時変化が略ゼロになると乾燥処理が完了したと判定する乾燥評価手段を設けることを特徴とする生ごみ処理装置。 - 前記処理槽の端部上面に生ごみ投入口が形成され、
前記処理槽の中央下面に生ごみ取出口が形成され、
前記攪拌回転体は、所定位置で前記回転軸と直交して放射状に貫設される複数のシャフトと、これらシャフトの先端に配設される攪拌板とからなるダブルパドルであり、
槽中央に位置する前記攪拌板は、前記回転軸に対して平行に配設され、
槽中央以外に位置する前記攪拌板は、前記シャフトの先端に、略ハの字状および略逆ハの字状に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の生ごみ処理装置。 - 前記槽外で発生させた水蒸気の熱を前記処理槽に伝熱するための蒸気導入管、生ごみ粉砕装置と前記生ごみ取出口とを接続するごみ投入管、および槽内空気を抜くための前記排気管に関し、各管と前記処理槽とを柔軟に連結したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の生ごみ処理装置。
- 前記脚を上載する前記重量センサが複数個、配設され、
前記乾燥評価手段は、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を第1設定時間毎に行うとともに、
前回測定した重量との差が所定値を下回ると、各重量センサが検出するセンサ別重量を加算して合計重量を検出する重量測定を、前記第1設定時間より短く設定した第2設定時間毎に行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の生ごみ処理装置。 - 前記減圧手段により前記槽内の真空度を、−40kPa〜−100kPa、好ましくは、−50kPa〜−90kPaに維持するとともに、
前記加熱手段により前記槽内を50℃〜85℃、好ましくは、70℃〜80℃に加熱することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の生ごみ処理装置。
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