JP2022107272A - 食品残渣の資源化プラント - Google Patents
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Abstract
【課題】食品残渣を効率よく資源化する。
【解決手段】分離装置１２において食品残渣から固形物４８が除外される。分離装置１２から排出された流動化した食品残渣を脱水処理装置２２が受け入れる。脱水処理装置２２は、遠心分離機等で、食品残渣から塩分の溶け込んだ水分を除去する。脱水処理装置２２が排出した食品残渣を乾燥装置１４が受け入れる。乾燥装置１４を構成する第一の乾燥釜１６と第二の乾燥釜１８により加熱乾燥させた食品残渣は塊状になって粉砕装置２６に受け入れられる。粉砕装置２６は、食品残渣を受け入れて微粉末状に粉砕する。こうして、食品残渣は肥料や家畜の飼料として資源化される。
【選択図】図１
【解決手段】分離装置１２において食品残渣から固形物４８が除外される。分離装置１２から排出された流動化した食品残渣を脱水処理装置２２が受け入れる。脱水処理装置２２は、遠心分離機等で、食品残渣から塩分の溶け込んだ水分を除去する。脱水処理装置２２が排出した食品残渣を乾燥装置１４が受け入れる。乾燥装置１４を構成する第一の乾燥釜１６と第二の乾燥釜１８により加熱乾燥させた食品残渣は塊状になって粉砕装置２６に受け入れられる。粉砕装置２６は、食品残渣を受け入れて微粉末状に粉砕する。こうして、食品残渣は肥料や家畜の飼料として資源化される。
【選択図】図１
Description
本発明は、生ゴミ等から発生する食品残渣の資源化プラントに関する。
家庭から出される生ゴミ等を分別処理して、肥料や家畜の飼料等の資源を取り出す技術が、数多く開発されている。特許文献１では、ポリ袋やプラスチックや金属ゴミ等の固形物と食品残渣とを自動的に分離する装置が紹介されている。特許文献２では食品残渣を乾燥させて資源化する装置が紹介されている。
生ゴミから分離された食品残渣には大量の水分や塩分や油分が含まれている。肥料や家畜の飼料にするためには、これらの水分や塩分や油分を適量まで除去しなければならない。油分は分離抽出して燃料などに利用することができる。従って、これらを効率よく分離することができるプラントの実現が要求されている。本発明はこの点に着目してなされたものである。
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
＜構成１＞
食品残渣から固形物が除外されて、流動化した食品残渣を受け入れて、食品残渣に含まれた塩分の溶け込んだ水分を脱水処理する脱水処理装置と、脱水処理装置から排出された食品残渣を受け入れて加熱乾燥させる乾燥装置と、乾燥装置から排出された食品残渣を受け入れて粉砕する粉砕装置とを備え、
上記乾燥装置は、上記食品残渣を受け入れて加熱撹拌して排出する第一の乾燥釜と、第一の乾燥釜から排出された食品残渣を受け入れてさらに加熱撹拌して排出する第二の乾燥釜と、第二の乾燥釜の運転中に、その内部の高温ガスを、運転中の第一の乾燥釜に送り込む送気装置を備えたことを特徴とする食品残渣の資源化プラント。
食品残渣から固形物が除外されて、流動化した食品残渣を受け入れて、食品残渣に含まれた塩分の溶け込んだ水分を脱水処理する脱水処理装置と、脱水処理装置から排出された食品残渣を受け入れて加熱乾燥させる乾燥装置と、乾燥装置から排出された食品残渣を受け入れて粉砕する粉砕装置とを備え、
上記乾燥装置は、上記食品残渣を受け入れて加熱撹拌して排出する第一の乾燥釜と、第一の乾燥釜から排出された食品残渣を受け入れてさらに加熱撹拌して排出する第二の乾燥釜と、第二の乾燥釜の運転中に、その内部の高温ガスを、運転中の第一の乾燥釜に送り込む送気装置を備えたことを特徴とする食品残渣の資源化プラント。
＜構成２＞
上記の脱水処理装置には、上記の乾燥装置で発生した余熱が送り込まれて、上記食品残渣に含まれる油分が流動化して、上記水分とともに分離されることを特徴とする食品残渣の資源化プラント。
上記の脱水処理装置には、上記の乾燥装置で発生した余熱が送り込まれて、上記食品残渣に含まれる油分が流動化して、上記水分とともに分離されることを特徴とする食品残渣の資源化プラント。
＜構成１の効果＞
塩分の溶け込んだ水分を乾燥処理の前に除去しておくので、乾燥装置の加熱エネルギを節約できる。加熱乾燥をさせた食品残渣をそのまま粉砕して資源化することができる。第二の乾燥釜の内部では、乾燥した食品残渣の粉塵が発生する。第二の乾燥釜から乾燥した食品残渣を排出するときに、その粉塵がプラントの環境を汚染する。第二の乾燥釜からその粉塵を含んだ高温ガスを第一の乾燥釜に送り込むので、粉塵による環境汚染を軽減できる。第一の乾燥釜に高温ガスを送り込むので、第一の乾燥釜の加熱用エネルギの節約にもなる。
＜構成２の効果＞
脱水処理装置では、乾燥装置で発生した余熱を利用して、食品残渣に含まれる油分を流動化させて効率よく分離することができる。乾燥装置は気散したり劣化したりする油分を、乾燥処理の前に抽出して資源化できる。
塩分の溶け込んだ水分を乾燥処理の前に除去しておくので、乾燥装置の加熱エネルギを節約できる。加熱乾燥をさせた食品残渣をそのまま粉砕して資源化することができる。第二の乾燥釜の内部では、乾燥した食品残渣の粉塵が発生する。第二の乾燥釜から乾燥した食品残渣を排出するときに、その粉塵がプラントの環境を汚染する。第二の乾燥釜からその粉塵を含んだ高温ガスを第一の乾燥釜に送り込むので、粉塵による環境汚染を軽減できる。第一の乾燥釜に高温ガスを送り込むので、第一の乾燥釜の加熱用エネルギの節約にもなる。
＜構成２の効果＞
脱水処理装置では、乾燥装置で発生した余熱を利用して、食品残渣に含まれる油分を流動化させて効率よく分離することができる。乾燥装置は気散したり劣化したりする油分を、乾燥処理の前に抽出して資源化できる。
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
（プラントの概略）
Ｆｉｇ１に示したプラントは、分離装置１２と脱水処理装置２２と乾燥装置１４と粉砕装置２６とを、工程順に配置したものである。分離装置１２はＦｉｇ２Ａ，ＢとＦｉｇ３で、乾燥装置１４はＦｉｇ４とＦｉｇ５で、脱水装置２２はＦｉｇ６で、粉砕装置２６はＦｉｇ７で、その詳細をそれぞれ図面を参照しながら説明する。
Ｆｉｇ１に示したプラントは、分離装置１２と脱水処理装置２２と乾燥装置１４と粉砕装置２６とを、工程順に配置したものである。分離装置１２はＦｉｇ２Ａ，ＢとＦｉｇ３で、乾燥装置１４はＦｉｇ４とＦｉｇ５で、脱水装置２２はＦｉｇ６で、粉砕装置２６はＦｉｇ７で、その詳細をそれぞれ図面を参照しながら説明する。
まず、Ｆｉｇ１のプラントの概略を説明する。分離装置１２において食品残渣から固形物４８が除外される。分離装置１２から排出された流動化した食品残渣を脱水処理装置２２が受け入れる。脱水処理装置２２は、遠心分離機等で、食品残渣から塩分の溶け込んだ水分を除去する。脱水処理装置２２が排出した食品残渣を乾燥装置１４が受け入れる。
乾燥装置１４を構成する第一の乾燥釜１６と第二の乾燥釜１８により加熱乾燥させた食品残渣は塊状になって粉砕装置２６に受け入れられる。粉砕装置２６は、食品残渣を受け入れて微粉末状に粉砕する。こうして、食品残渣は肥料や家畜の飼料として資源化される。
上記乾燥装置１４は、第一の乾燥釜１６と第二の乾燥釜１８と送気装置２０とを備える。第一の乾燥釜１６は、上記食品残渣を受け入れて加熱撹拌して排出する。第二の乾燥釜１８は、第一の乾燥釜１６から排出された食品残渣を受け入れて、さらに加熱撹拌して排出する。送気装置２０は、第二の乾燥釜１８の運転中に、その乾燥釜１８の内部の高温ガスを、運転中の第一の乾燥釜１６内に送り込む。
上記の脱水処理装置２２は、水分を除去することにより、水分に溶け込んだ塩分も自動的に除去できる。さらに、乾燥装置１４で発生した余熱が送気装置８２を通じて脱水処理装置２２に送りこまれている。これにより、食品残渣中の油分が流動化して水分とともに除去される。この油分は抽出容器２３に排出されて資源化することができる。
（分離装置）
Ｆｉｇ２ＡとＢには、特許文献２に記載された分離装置１２を例示した。Ｆｉｇ２Ａは、食品残渣の分離装置１２の具体例を示し、フード４４の一部分を切り開いた斜視図である。Ｆｉｇ２Ｂには、Ｆｉｇ２Ａに示した装置の断面図を示した。この装置は、ゴミ袋などに収容された食品残渣を投入口４６から受け入れて粉砕して、プラスチック容器やその他の固形物４８と食品残渣４２とを離する機能を持つ。
Ｆｉｇ２ＡとＢには、特許文献２に記載された分離装置１２を例示した。Ｆｉｇ２Ａは、食品残渣の分離装置１２の具体例を示し、フード４４の一部分を切り開いた斜視図である。Ｆｉｇ２Ｂには、Ｆｉｇ２Ａに示した装置の断面図を示した。この装置は、ゴミ袋などに収容された食品残渣を投入口４６から受け入れて粉砕して、プラスチック容器やその他の固形物４８と食品残渣４２とを離する機能を持つ。
この装置の内部には、回転軸５０に支えられて回転する回転板５２と、ゴミ袋等を切り裂くための爪５４と、食品残渣を磨り潰して分離する多孔板５６とが備えられている。多孔板５６を通過した食品残渣４２は、フード４４の下に配置された搬送装置２８によって、次の工程に向けて排出される。なお、分離された固形物は排出口４７を通じて排出され、搬送装置３０により別工程に運び出される。
Ｆｉｇ３には回転板５２と多孔板５６との関係を示す斜視図を示した。両方の図面に示すように、回転板５２が矢印Ｅの方向に回転すると、食品容器が叩かれて爪５４（Ｆｉｇ２Ｂ）に突き当たって切り裂かれ、食品残渣４２が飛び出す。その後食品残渣４２も破砕されて、Ｆｉｇ３に示すように、回転板５２により多孔板５６に押しつけられ、磨り潰されて落下する。多孔板５６はおろし金のような作用をする。Ｆｉｇ２Ａに示した分離装置１２のフード４４の真下に設けられた搬送装置２８は、落下してきた食品残渣を外部に排出する。
（乾燥装置）
Ｆｉｇ４は乾燥釜１４の外観側面図である。この装置の天井部分には、食品残渣４２（Ｆｉｇ２Ｂ）を投入するための投入口６２が設けられている。この乾燥釜１４は壁面が蒸気によって加熱されており、内部で食品残渣４２が攪拌され、乾燥した食品残渣４２が排出口６４から排出される。
Ｆｉｇ４は乾燥釜１４の外観側面図である。この装置の天井部分には、食品残渣４２（Ｆｉｇ２Ｂ）を投入するための投入口６２が設けられている。この乾燥釜１４は壁面が蒸気によって加熱されており、内部で食品残渣４２が攪拌され、乾燥した食品残渣４２が排出口６４から排出される。
Ｆｉｇ５は、乾燥釜１４の内部機構の斜視図である。これは、特許文献３に記載されたものである。回転軸６７の周りには、何本もの腕６６が取り付けられている。各腕６６の先端には、いくつかの爪６８をつけた羽根７０が取り付けられている。回転軸６７を回すと、これらの羽根７０が回転して、食品残渣を攪拌しながら乾燥させる。食品残渣に含まれた水分が少なくなると食品残渣は塊状になって、羽根７０に付着する。羽根７０に設けられた爪６８がその塊を小さく砕いてさらに乾燥を促進する。この作用は、特許文献２に記載されたとおりである。
なお、この発明では、Ｆｉｇ１に示すように、第一の乾燥釜１６と第二の乾燥釜１８を使用するが、その構造はほぼ同じである。第一の乾燥釜１６では、食品残渣の含水率を３０%～４０%程度まで下げる。そして、その食品残渣を第二の乾燥釜１８に送り込む、第二の乾燥釜１８では、食品残渣の含水率を５%～１０%まで下げる。
第二の乾燥釜１８で食品残渣の乾燥が進むと、食品残渣の粉塵が舞い上がり。第二の乾燥釜１８から乾燥した食品残渣を排出するときにこの粉塵が作業環境を悪化させる。そこで、第二の乾燥釜１８の運転中に発生した粉塵を高温のガスとともに第一の乾燥釜１６に送り込む。この粉塵は第一の乾燥釜１６に投入された水分の多い食品残渣と混ざりあって、大気中に飛散することがない。しかも、高温のガスは第一の乾燥釜１６の熱源になるため、全体として熱エネルギーを節約できる 。
Ｆｉｇ１に示したように、送気装置２０が第一の乾燥釜１６と第二の乾燥釜１８の間を配管で接続している。この送気装置２０は、既知の換気扇と同様の構造のものでよい。高温のガスを送るので耐熱性の高い装置を使用するとよい。
（脱水処理装置）
Ｆｉｇ６は脱水処理装置２２の概略断面図である。この装置には矢印Ｐの方向に食品残渣が投入される。食品残渣は遠心分離式の回転する脱水籠７８で脱水処理され、分離した水分は外籠８０から矢印Ｗの方向に流れ落ちて、抽出容器２３に収容される。
Ｆｉｇ６は脱水処理装置２２の概略断面図である。この装置には矢印Ｐの方向に食品残渣が投入される。食品残渣は遠心分離式の回転する脱水籠７８で脱水処理され、分離した水分は外籠８０から矢印Ｗの方向に流れ落ちて、抽出容器２３に収容される。
送気装置８２は、配管８６の途中に換気扇のようなファンを挿入した構造のものである。この配管８６を通じて、乾燥装置から矢印Ｓの方向に高温のガスが導入される。これによって食品残渣が加熱され、食品残渣に含まれた油分も流動化して、水分とともに分離される。この油分は燃料等に資源化される。
（粉砕装置）
Ｆｉｇ７は粉砕装置の概略図である。粉砕装置は例えばこの図に示すように、乾燥した食品残渣の塊を受け入れて攪拌機８８を回転させて粉砕する機構を備える。微粉末になった食品残渣は網９０を通り抜けて落下し、資源容器７６に収容される。
Ｆｉｇ７は粉砕装置の概略図である。粉砕装置は例えばこの図に示すように、乾燥した食品残渣の塊を受け入れて攪拌機８８を回転させて粉砕する機構を備える。微粉末になった食品残渣は網９０を通り抜けて落下し、資源容器７６に収容される。
１２ 分離装置
１４ 乾燥装置
１６ 第一の乾燥釜
１８ 第二の乾燥釜
２０ 送気装置
２２ 脱水処理装置
２３ 抽出容器
２６ 粉砕装置
２８ 搬送装置
３０ 搬送装置
４４ フード
４６ 投入口
４７ 排出口
４８ 固形物
５０ 回転軸
５２ 回転板
５４ 爪
５６ 多孔板
６２ 投入口
６３ 投入口
６４ 排出口
６５ 排出口
６６ 腕
６７ 回転軸
６８ 爪
７０ 羽根
７４ 投入口
７６ 資源容器
７８ 脱水籠
８０ 外籠
８２ 送気装置
８４ ファン
８６ 配管
８８ 攪拌機
９０ 網
１４ 乾燥装置
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１８ 第二の乾燥釜
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Claims (2)
- 食品残渣から固形物が除外されて、流動化した食品残渣を受け入れて、食品残渣に含まれた塩分の溶け込んだ水分を脱水処理する脱水処理装置と、脱水処理装置から排出された食品残渣を受け入れて加熱乾燥させる乾燥装置と、乾燥装置から排出された食品残渣を受け入れて粉砕する粉砕装置とを備え、
上記乾燥装置は、上記食品残渣を受け入れて加熱撹拌して排出する第一の乾燥釜と、第一の乾燥釜から排出された食品残渣を受け入れてさらに加熱撹拌して排出する第二の乾燥釜と、第二の乾燥釜の運転中に、その内部の高温ガスを、運転中の第一の乾燥釜に送り込む送気装置を備えたことを特徴とする食品残渣の資源化プラント。 - 上記の脱水処理装置には、上記の乾燥装置で発生した余熱が送り込まれて、上記食品残渣に含まれる油分が流動化して、上記水分とともに分離されることを特徴とする食品残渣の資源化プラント。
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- 2021-01-29 CN CN202110124182.3A patent/CN114789185A/zh active Pending
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