JP2630525B2 - 有機廃棄物処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、含水率の大きい生ごみ
等の有機廃棄物を乾燥処理或は発酵処理する有機廃棄物
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、給食センター、仕出し業、レスト
ラン等から出される大量の残飯、残菜等の生ごみを処理
する場合、それらを集めて発酵槽に入れ、槽内を加熱し
撹拌しながら、微生物の発酵作用により生ごみを発酵さ
せ、それらを堆肥化して有効利用することが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に、給食
センターなどから出される生ごみは、その含水率が８０
〜９０％と非常に高い。このため、含水率の高い生ごみ
をそのまま発酵槽に投入加て発酵を開始すると、水分が
多いために、発酵槽の内部或は外側からヒータで加熱し
撹拌を行っても、特に寒冷地などでは、槽内の生ごみの
温度が最適発酵温度までなかなか上昇せず、また、その
含水率も高過ぎるために、生ごみの発酵が効率良く行わ
れない課題があった。

【０００４】また、加熱装置と撹拌装置を備えた従来の
発酵槽を用いて、有機廃棄物を乾燥処理する際、この種
の発酵槽は、タイマーを用いて限時運転する構造である
ため、例えば９０％程度の含水率の生ごみを２％程度の
含水率に乾燥処理する場合、生ごみの量やその含水率に
応じて乾燥処理時間を予想し、その時間をタイマーにセ
ットして限時運転を行っていた。

【０００５】このため、タイマーにセットした運転時間
が、生ごみの量や加熱量に応じた適正時間よりずれてい
た場合、有機廃棄物が乾燥不足や過乾燥になり、所望の
乾燥状態や発酵状態の有機廃棄物を得ることが難しい課
題があった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、生ごみ等の有機廃棄物を効率良く加熱乾
燥し、所望の乾燥状態や発酵状態の有機廃棄物を容易に
得ることができる有機廃棄物処理装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このために、本発明の有
機廃棄物処理装置は、有機廃棄物を入れる収容槽内に撹
拌羽根を回転駆動する撹拌機構が配設され、有機廃棄物
を加熱し撹拌しながら乾燥処理或は発酵処理する有機廃
棄物処理装置において、収容槽の底部の下側に熱風通路
が配設され、収容槽内の上部に槽内を加熱する加熱器が
配設され、収容槽上部と熱風通路がダクトにより連通接
続され、熱風通路の熱風を吸引して熱風を循環させるよ
うに収容槽内上部に送風するブロワが配設され、熱風の
温度を検出する熱風温度センサが熱風の通路内に配設さ
れ、収容槽の底部近傍に廃棄物の温度を検出する廃棄物
温度センサが配設され、熱風温度センサの検出温度に基
づいて加熱器の加熱動作を制御し、廃棄物温度センサの
検出温度に基づいて加熱器とブロワの運転停止を制御す
る運転制御装置が配設されて構成される。

【０００８】

【作用】収容槽に生ごみ等の有機廃棄物を投入し、撹拌
機構の撹拌羽根を回転させ、同時に加熱器を動作させる
と共にブロワを運転する。収容槽内の有機廃棄物は、加
熱器からの輻射熱によって加熱されると共に、槽内上部
の空気も加熱される。そして、加熱された空気は、ブロ
ワによってダクトを通り、底部の熱風通路に送られ、収
容槽の底部も加熱され、その後の熱風はブロワによって
収容槽の上部に吹出される。このように、ブロワの作用
により熱風が循環され、上からの輻射熱と底部からの熱
により、槽内の有機廃棄物は効率良く加熱される。

【０００９】運転制御装置は、運転開始時、例えば熱風
の最高温度を３００℃に、通常温度を２００℃に設定
し、廃棄物終了温度を例えば８０℃或は１０５℃のよう
に設定して加熱運転を開始する。運転開始時は、熱風温
度を最高温度付近に保持し、且つ上記のような効率の良
い加熱構造を有しているため、含水率が８５％〜９０％
と水分を非常に多く含んだ有機廃棄物であっても、槽内
の温度は急速に上昇し、有機廃棄物の水分は効率良く蒸
発して排気され、含水率は低下していく。

【００１０】上記構成の処理装置の場合、実験結果によ
れば、含水率の大きい有機廃棄物（含水率９０％程度の
生ごみ）を乾燥処理した場合、加熱器の熱量や有機廃棄
物の量に拘らず、廃棄物の温度と乾燥状態の有機廃棄物
の含水率は、例えば、８０℃で２２％、９２℃で１５
％、１０５℃で７％、とほぼ一定の関係を示すことが判
明している。

【００１１】したがって、有機廃棄物処理装置を使用し
て例えば含水率７％の乾燥処理品を得ようとする場合、
収容槽底部の温度（槽内の有機廃棄物の温度に対応す
る）を検出し、その温度が１０５℃に達したとき、加熱
器の運転を停止すれば、加熱器の熱量や有機廃棄物の量
に拘らず、所望の含水率の乾燥処理品を容易に得ること
ができる。

【００１２】また、運転中に循環する熱風の温度を検出
し、その温度に基づいて加熱器の加熱動作を良好に制御
するため、熱風の温度が異常に上昇して槽内の廃棄物が
発煙したり黒炭化することが防止され、効率良く良好に
有機廃棄物を乾燥処理或は発酵処理することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１は処理装置の正面図を、図２はその右
側面図を、図３はそのIII− III断面図を示している。

【００１５】１は有機廃棄物を入れる収容槽で、断面半
円形状の底部を有し、上部に投入用ハッチ２が、底部に
取出し用ハッチ３が開閉可能に設けられる。収容槽１の
底部下側には、底部を覆うように、熱風通路４が設けら
れる。

【００１６】熱風通路４は、図５に示すように、閉鎖さ
れた空間内に仕切板４ａを配設して蛇行する通路を形成
するように構成され、熱風通路４の一端はダクト５を介
して収容槽１の上部と連通接続される。熱風通路４の他
端には後述のブロワ８の吸気側が接続される。

【００１７】収容槽１及び熱風通路４の周囲は断熱材を
入れた断熱壁によって包囲され、収容槽１内の上部に
は、その正面側から加熱器６が挿入されるように設置さ
れる。加熱器６の加熱源としては燃焼バーナが使用され
るが、電気ヒータを使用することもできる。この加熱器
６は後述の運転制御装置２０によってオンオフ制御され
る構造を有している。

【００１８】表面積の大きい蛇行した通路を持つ熱風通
路４が、収容槽１の底部に接して配設されるため、収容
槽１は熱風通路４からの伝導熱を効率良く受けることが
きる。

【００１９】さらに、図３、図４の断面図に示す如く、
その加熱器６の加熱領域を包囲するように、上部に多数
の孔を有する遠赤外線放射多孔板７が設けられる。この
遠赤外線放射多孔板７は金属板の表面に、加熱時に遠赤
外線を放射するセラミック等をコーティングして形成さ
れる。

【００２０】収容槽１の右側面には、熱風循環用のブロ
ワ８が配設され、ブロワの吸気側がダクトを介して前述
の熱風通路４に接続され、ブロワ８の吐出側には循環ダ
クト９が接続される。循環ダクト９の先端は収容槽１の
上部内に入り、そこに吹出し口９ａが下向きに設けられ
る。したがって、ブロワ８の運転により、熱風通路４及
びダクト５を介して収容槽１の上部、つまり加熱器６に
よって加熱された熱気が吸引され、熱風通路４を通った
熱風が循環ダクト９を通り、再び収容槽１の上部に送風
される。なお、収容槽１上部の左側に排気ダクト１５が
接続され、内部の空気が適度に自然排気、又は強制排気
される。

【００２１】さらに、収容槽１の内部には、有機廃棄物
の撹拌機構１０が配設される。この撹拌機構１０は、槽
内に水平に軸支された回転軸１１の周囲に、多数の撹拌
羽根１２を取付けて構成され、回転軸１１の端部に固定
したスプロケット１４がチェーンを介してモータ１３に
連係され、このモータ１３により回転駆動される。

【００２２】熱風の温度を検出するために、循環ダクト
９内に熱風温度センサ１８が配設される。この熱風温度
センサ１８は熱風の温度を検出すればよいため、熱風通
路４など熱風の通過する部分であれば、どこに設けても
よい。

【００２３】また、槽内の有機廃棄物の温度を検出する
ために、収容槽１の底部に廃棄物温度センサ１９が底壁
に取付けられる。この廃棄物温度センサ１９は処理品の
廃棄物の温度を検出すればよいため、槽内の底部近傍な
どに設けることもできる。これらの温度センサ１８、１
９は運転制御装置２０に接続される。

【００２４】運転制御装置２０は、例えば汎用のシーケ
ンサなどから構成され、撹拌機構１０とブロワ８のモー
タ及び加熱器６の燃焼バーナ又はヒータをオンオフ制御
する回路、タイマー回路、温度を任意に設定する温度設
定器、及び温度センサ１８、１９からの検出温度と設定
器の設定温度との比較に基づき、ブロワ８、加熱器６、
及び撹拌機構１０をオンオフ制御させる回路を有してい
る。タイマー回路には、熱風が最高温度に達した時の継
続運転時間、加熱器の運転終了後に撹拌機構１０を継続
運転する時間などがセットされ、温度設定器には、熱風
の最高温度と通常温度、及び廃棄物終了温度がセットさ
れる。

【００２５】次に、上記構成の有機廃棄物処理装置の動
作を説明する。

【００２６】生ごみ等の有機廃棄物は、上部の投入用ハ
ッチ２を開いて収容槽１内に投入される。そして、有機
廃棄物を乾燥処理する場合、運転制御装置２０の温度設
定器に、熱風の最高温度（例えば３００℃）と通常温度
（例えば２００℃）、及び廃棄物終了温度（乾燥終了時
の有機廃棄物の含水率と収容槽底部つまり処理品の温度
は、実験結果から予め判明しており、例えば、乾燥処理
後の廃棄物の含水率を７％とする場合には１０５℃）に
セットする。

【００２７】また、タイマーには、熱風が最高温度に達
した時の継続運転時間（例えば１時間３０分）、ブロワ
８と加熱器６の運転が終了した後、撹拌機構１０を継続
運転する時間（例えば２時間）がセットされる。なお、
有機廃棄物を発酵処理する場合、撹拌機構１０を間欠運
転する際には、その間欠時間をタイマーにセットする。

【００２８】そして、モータ１３を起動して撹拌機構１
０の撹拌羽根１２を回転させ、有機廃棄物を撹拌し、同
時に、加熱器６とブロワ８を起動して加熱を開始する。

【００２９】これにより、収容槽１上部の遠赤外線放射
多孔板７の内側に発生した熱気は、ダクト５を介して熱
風通路４に導かれ、さらにダクトを通してブロワ８に戻
り、収容槽上部の熱気吹出ノズル９ａから熱気が槽内に
吹出され、熱気は装置内を循環される。同時に排気ダク
ト１５から排気が行われる。

【００３０】加熱器６によって加熱された遠赤外線放射
多孔板７から遠赤外線が放射され、その遠赤外線の輻射
熱と熱気によって収容槽１内の有機廃棄物は、撹拌され
ながら効率良く加熱される。また、熱気を通す熱風通路
４が収容槽１の底部に直接接して取付けられているた
め、加熱器６の熱が良好に収容槽１の底部に伝導され、
収容槽１はその伝導熱によっても効果的に加熱される。

【００３１】このような効率の良い加熱によって、熱風
の温度は、図６のグラフに示すように、急激に上昇し、
運転制御装置２０の動作によって、熱風が設定された最
高温度の３００℃に達した時点で、加熱器６がオンオフ
制御され、熱風温度は設定温度近傍に保持される。

【００３２】一方、槽内の有機廃棄物は撹拌・加熱され
ながら、その温度が徐々に上昇し、グラフに示すように
約７５℃の一定温度に達すると、その温度がしばらく継
続される。これは、収容槽１内の生ごみ中の水分が加熱
によって蒸発し、加熱器６の熱量がその蒸発に消費さ
れ、温度上昇が生じないためである。

【００３３】そして、運転制御装置２０は、熱風の最高
温度での継続時間が予め設定した設定時間（ここでは１
時間３０分）を経過したとき、熱風の制御温度を通常温
度（ここでは２００℃）に変更する。これにより、加熱
器６がオフ制御され、熱風の温度が２００℃に低下した
時点で、再び加熱器６はオンオフ制御を繰り返し、熱風
がその温度近傍に保持される。

【００３４】このように、熱風の制御温度を所定時間後
に、最高温度から通常温度（例えば２００℃）まで低下
させることにより、運転当初の加熱を充分に行いなが
ら、有機廃棄物の焦付きや発煙が防止される。

【００３５】このような加熱と撹拌の運転が継続され、
処理品の含水率が約２５％程度まで低下すると、有機廃
棄物の温度上昇が再び発生して乾燥が急速に進み、収容
槽底部つまり廃棄物の温度が設定温度（ここでは１０５
℃）に達する。運転制御装置１６が廃棄物温度センサ１
９を介してこの温度を検出したとき、加熱器６とブロワ
８が停止され、その後、撹拌機構１０の運転だけが予め
セットした時間（例えば２時間）だけ継続運転される。
この間、処理品の有機廃棄物は、温度を徐々にさましな
がら撹拌され、塊のない均一ない粒の粉粒体となって、
所定の含水率を持つ乾燥処理品が製造される。

【００３６】一方、この装置を使用して生ゴミ等の有機
廃棄物を発酵させる場合、熱風の通常温度を例えば１５
０℃、廃棄物終了温度を例えば８０℃と低くセットし、
撹拌機構１０を間欠運転させるように間欠時間をセット
し、上記と同様に、加熱・撹拌運転を行う。なお、生ご
み等の含水率が高い場合、水分調整材としてオガコや米
ぬか等を処理品に混ぜ、さらに、好気性高温発酵用の発
酵菌を混入させる。

【００３７】運転中、処理品の温度が７５℃前後に保持
される間、高温用発酵菌による発酵が大きく促進され、
適度な撹拌によって空気が供給され、有機廃棄物の好気
性発酵が急速に進む。そして、処理品の温度が終了温度
である８０℃に達したとき、ブロワ８と加熱器６の運転
が停止され、約２２％程度の水分を有する一次発酵処理
品が製造される。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機廃棄
物処理装置によれば、槽内に投入された有機廃棄物は、
撹拌されながら加熱器からの輻射熱を受けて加熱される
と共に、熱風通路が収容槽の底部に設けられ、槽内上部
の熱気がダクトを介して熱風通路を通るため、熱風通路
からの熱が良好に収容槽の底部に伝わり、収容槽はその
伝導熱によっても効果的に加熱され、含水率の非常に高
い生ごみ等の有機廃棄物であっても、熱風と収容槽底部
からの加熱により、効率良く乾燥処理或は発酵処理を行
うことができる。

【００３９】また、廃棄物温度センサによって処理品の
温度を検出し、その温度が所定温度に達したとき、ブロ
ワ、加熱器の運転を停止制御するため、加熱器の熱量や
有機廃棄物の量、水分の量などに拘らず、所望の含水率
の処理品を容易に得ることができる。

【００４０】また、熱風温度センサによって運転中に循
環する熱風の温度を検出し、その温度に基づいて加熱器
の加熱動作を良好に制御するため、熱風の温度が異常に
上昇して槽内の廃棄物が発煙したり黒炭化することが防
止され、効率良く良好に有機廃棄物を乾燥処理或は発酵
処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機廃棄物処理装置の正面図である。

【図２】同右側面図である。

【図３】図２の III− III断面図である。

【図４】図１の中央縦断面図である。

【図５】図３のV −V 断面図である。

【図６】熱風温度と廃棄物温度の変化を示すグラフ図で
ある。

【符号の説明】

１−収容槽、 ４−熱風通路、 ５−ダクト、 ６−加熱器、 ８−ブロワ、 １０−撹拌機構、 １８−熱風温度センサ、 １９−廃棄物温度センサ、 ２０−運転制御装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機廃棄物を入れる収容槽内に撹拌羽根
   を回転駆動する撹拌機構が配設され、有機廃棄物を加熱
   し撹拌しながら乾燥処理或は発酵処理する有機廃棄物処
   理装置において、 該収容槽の底部の下側に熱風通路が配設され、該収容槽
   内の上部に槽内を加熱する加熱器が配設され、該収容槽
   上部と該熱風通路がダクトにより連通接続され、該熱風
   通路の熱風を吸引して熱風を循環させるように該収容槽
   内上部に送風するブロワが配設され、該熱風の温度を検
   出する熱風温度センサが熱風の通路内に配設され、該収
   容槽の底部近傍に廃棄物の温度を検出する廃棄物温度セ
   ンサが配設され、該熱風温度センサの検出温度に基づい
   て該加熱器の加熱動作を制御し、該廃棄物温度センサの
   検出温度に基づいて該加熱器と該ブロワの運転停止を制
   御する運転制御装置が配設されていることを特徴とする
   有機廃棄物処理装置。