JP3485189B2 - 生ごみ処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、食品工場、ホテル、飲
食店、集合住宅等から出る生ごみの減容化、減量化を図
るとともに生ごみの腐敗を防止し、また、生ごみを肥
料、飼料等の原料に再利用可能にするための生ごみ処理
方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、食品工場、ホテル、飲食店、集合
住宅等から出る生ごみは、ユーザ側においては、腐敗の
発生、ごみ置き場面積の増加、処理業者の引き取り手数
量の増加等の問題を有し、処理業者側においては、収
集、運搬コストの増大、人手不足等の問題を有し、自治
体側においては焼却炉及び埋立地対策等の問題を有し、
生ごみの減容化、減量化が大きな課題となっている。そ
のために、従来、簡単な構造によりユーザ側で処理する
装置として、例えば、生ごみを粉砕、脱水、袋詰めにす
ることにより、衛生的な手段でかつ減容化する装置が開
発されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の生ごみ処理装置においては、生ごみ中の水分の存在
のために、重量が重く輸送コストが減少しないという問
題や、生ごみが腐敗しやすいために環境的に悪影響を与
えるという問題を有している。また、これらの問題のた
めに、肥料、飼料等の原料に再利用可能にすることが困
難であった。 【０００４】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、生ごみの減容化、減量化を図るとともに腐敗を防止
し、また、肥料、飼料等の原料に再利用可能にするため
の生ごみ処理方法を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】そのために本発明の生ご
み処理方法は、生ごみを破砕脱水する破砕脱水装置と、
該破砕脱水された生ごみを乾燥する乾燥機と、該乾燥機
に加熱空気を供給するバーナーとを有し、生ごみの水分
活性を０．２〜０．６にするように乾燥機出口温度を決
定し、該乾燥機出口温度を保つようにバーナーの燃焼量
を制御することを特徴とする。 【０００６】 【０００７】 【０００８】 【作用】本発明においては、例えば、図１に示すよう
に、生ごみは、破砕脱水装置３にて破砕脱水され乾燥機
４内に送られ、一方、送風用ファン１２により外気は、
燃焼用送風管１４を経てバーナー１１に送られると共
に、乾燥用送風管１５を経て熱交換器１０に送られ、バ
ーナー１１にて加熱された高温空気は、排気管１７を経
て熱交換器１０に送られ、乾燥用送風管１５を流れる空
気を加熱し、加熱された空気を乾燥容器５内に送り生ご
みを加熱し、生ごみの水分を吸収した湿り空気は、乾燥
用排出管１６を経てバーナー１１に送られ燃焼用空気と
して用いられる。そして、水分活性をある所定値まで乾
燥するために、乾燥用送風管１５における温度検出器Ｔ
Ｃ１の温度で燃焼量を制御し、乾燥用排出管１６におけ
る温度検出器ＴＣ２の温度で生ごみの水分活性を制御し
乾燥状態を把握するものである。 【０００９】 【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明に係る生ごみ処理装置の一実施例を
示す構成図である。 【００１０】図中、１は生ごみ投入用のホッパー、３は
破砕脱水装置、４は乾燥機で乾燥容器５の周囲に熱風通
路６を有し、内部にモータにより駆動される回転軸２１
と回転軸２１に設けられる切断刃２２とを有する攪拌装
置７を備えている。８は開閉装置、９はごみ収納容器ま
たは収集袋、１０は熱交換器、１１はバーナー、１２は
送風用ファンである。 【００１１】送風用ファン１２は、燃焼用送風管１４に
よりバーナー１１に接続されると共に、乾燥用送風管１
５により熱交換器１０を経て乾燥容器５の下部に接続さ
れる。乾燥容器５の上部とバーナー１１との間には、乾
燥用排出管１６が接続され、バーナー１１に接続されて
いる。バーナー１１の排気管１７は熱交換器１０を経て
排気されるように接続され、また、乾燥用送風管１５と
乾燥用排出管１６には、それぞれ温度検出器ＴＣ１、Ｔ
Ｃ２が配設されている。 【００１２】上記構成からなる本発明の生ごみ処理方法
について説明する。生ごみは、ホッパー１に投入され破
砕脱水装置３にて破砕脱水される。次に生ごみは乾燥機
４内に送られ、乾燥容器５内で攪拌装置７により攪拌さ
れる。乾燥容器５内で乾燥された生ごみは、開閉装置８
を開くことによりごみ収納容器または収集袋９に収納さ
れる。 【００１３】一方、送風用ファン１２により外気は、燃
焼用送風管１４を経てバーナー１１に送られると共に、
乾燥用送風管１５を経て熱交換器１０に送られる。バー
ナー１１にて加熱された高温空気は、排気管１７を経て
熱交換器１０に送られ、乾燥用送風管１５を流れる空気
を加熱し、加熱された空気を乾燥容器５内に送る。この
高温空気は、乾燥容器５内で生ごみと接触することによ
り断熱冷却され、定常状態では乾燥機４の出口空気温度
は一定となる。生ごみが加熱され水分活性が低下すると
共に乾燥機４の出口空気温度は上昇し、生ごみの水分を
吸収した湿り空気は、乾燥用排出管１６を経てバーナー
１１に送られ燃焼用空気として用いられると共に、空気
中に含まれる臭気は殆どバーナー１１により加熱分解さ
れた後、外部に排出される。なお、排気系に脱臭装置を
設け、排気を脱臭装置にて脱臭させるようにしてもよ
い。 【００１４】ところで、生ごみは各種食品の混合物であ
り、その腐敗、臭気発生の要因は、各食品毎の水分活性
ａw により異なる。ここで水分活性ａwは、ａw ＝食品
の示す水蒸気圧／空気の飽和水蒸気圧である。この水分
活性ａwを０．２〜０．６程度にするように乾燥するの
がよいとされている。水分活性が多いことは無論、少な
すぎても脂質の酸化により変質が促進されるからであ
る。無論、乾燥しすぎると、肥料、飼料等の原料に再利
用することができない。従って、水分活性がある所定値
となるように乾燥するために、本発明においては、乾燥
用送風管１５における温度検出器ＴＣ１の温度で燃焼量
を制御し、乾燥用排出管１６における温度検出器ＴＣ２
の温度で乾燥状態を把握することを特徴としている。 【００１５】これを図２により説明する。図２は湿り空
気線図を示し、ｔは乾球温度℃、ｘは絶対湿度、ψは相
対湿度を示している。 【００１６】生ごみの水分活性を０．３まで乾燥するの
であれば、乾燥容器５から排出される乾燥用排出管１６
内の湿り空気の相対湿度を３０％にすればよい。例え
ば、外気の温度が３０℃、相対湿度が８０％（図のＡ
点）とすれば、これを熱交換器１０で等絶対湿度線Ｂに
沿って１２０℃まで加熱すると図のＣ点の状態となる。
断熱冷却線Ｄは不飽和の湿り空気をある温度の水と共存
させて外部と孤立させるとき水の一部が空気から蒸発熱
をとって蒸発し空気温度を下げながら相対湿度を増加さ
せる変化を表す線である。すなわち、乾燥容器５内で
は、断熱冷却線Ｄにそって冷却され定常状態では４０℃
のＥ点で飽和空気となる。生ごみが加熱され水分活性が
低下すると、出口空気温度は上昇し相対湿度が３０％と
交わる点Ｆの温度（乾球温度）６２℃が、乾燥用排出管
１６における温度検出器ＴＣ２の温度となる。すなわ
ち、生ごみの水分活性を０．３とするには、温度検出器
ＴＣ２の温度が６２℃となるように、バーナー１１の燃
焼量を温度検出器ＴＣ１の温度で制御すればよいことに
なる。 【００１７】図３および図４は本発明に係る生ごみ処理
装置の他の実施例を示し、図３は乾燥機用のファン１２
と燃焼用ファン１２´を別々に設けた例を示し、図４は
バーナー１１への燃焼用空気を乾燥機４のみから送る例
を示している。 【００１８】図５、図６及び図７は、図１の実施例にお
ける実験結果を示している。図５は乾燥機入口温度と熱
効率との関係を示している。ここで言う熱効率とは、乾
燥機入口における全熱量に対する乾燥機出口における蒸
発潜熱量の比である。これによれば、乾燥機入口温度が
１００〜３００℃、好ましくは２００℃程度で熱効率が
高く、従って、乾燥時間が早くなることが判明した。温
度を高くすると熱効率が低下する理由は、壁面からの熱
損失が多くなるためである。 【００１９】図６は乾燥容器５の容積当りの風量と熱効
率との関係を示し、これによれば、容積当りの風量（ｍ
3 ／ｈｍ3 ）が１．２×１０3 〜３．０×１０3、好ま
しくは１．７×１０3 程度で熱効率が高いことが判明し
た。 【００２０】図７は攪拌回転数と乾燥機熱交換効率及び
電動機出力との関係を示し、これによれば、攪拌回転数
が６０ｒｐｍ以下になると熱交換効率が低下することが
判明した。攪拌回転数を上げると電動機出力も増大する
ので、電動機の容量に合わせて攪拌回転数を６０ｒｐｍ
以上とすることが良い。 【００２１】その他種々の実験の結果、生ごみとして残
飯の乾燥が最も困難であることが判明した。これは、残
飯を乾燥機内に入れて攪拌すると、残飯が餅状又は糊状
となって乾燥機内面に固着してしまったり、表面のみが
焦げ付いてしまい内部が乾燥できなくなってしまうため
である。そこで、前記した乾燥機出口温度を検出して乾
燥状態を把握する制御を採用し、かつ、乾燥機出口温度
を見ながら少量ずつ分割投入する方法を試みた。 【００２２】表１は生ごみとして残飯を用い、残飯を乾
燥機内に一括投入する場合と、乾燥機出口温度により少
量ずつ分割投入する場合との実験結果を示し、分割投入
を採用した場合には、攪拌動力が小さいと共に熱効率が
高く、かつ、残飯が餅状又は糊状となって乾燥機内面に
固着してしまったり、表面のみが焦げ付いてしまい内部
が乾燥できなくなるということがなくなる。 【００２３】 【表１】 【００２４】 【発明の効果】以上説明から明らかなように本発明によ
れば、乾燥の前処理として生ごみを破砕脱水するため、
生ごみ表面への付着水が除去されると共に表面積が増加
し、乾燥の省エネルギー化、効率化を図ることができ
る。また、生ごみの減容化、減量化を図ることができる
ため、運搬コストおよび保管スペースを低減させること
ができる。 【００２５】また、乾燥状態を把握するためのパラメー
タとして水分活性を用いることにより、乾燥品質を簡便
な方法で正確に把握することができると共に、生ごみの
水分活性を適正値に処理するので、生ごみの腐敗、臭気
の発生を防止し、生ごみの保管を容易にし、また、肥
料、飼料等の原料に再利用可能とすることができる。 【００２６】また、乾燥熱源として、熱交換器を用いる
ことにより各部のガス温度状態を自由に設定することが
できる。 【００２７】さらに、乾燥機から排出される空気は、バ
ーナーに送られ燃焼用空気として用いられるため、空気
中に含まれる臭気は殆どバーナーにより加熱分解される
ため、脱臭装置が不要となる。 【００２８】さらに、生ごみの分割投入を採用した場合
には、攪拌動力が小さいと共に熱効率が高く、かつ、残
飯が餅状又は糊状となって乾燥機内面に固着してしまっ
たり、表面のみが焦げ付いてしまい内部が乾燥できなく
なるということがなくなる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る生ごみ処理装置の一実施例を示す
構成図 【図２】生ごみ処理方法を説明するための湿り空気線図 【図３】本発明に係る生ごみ処理装置の他の実施例を示
す構成図 【図４】本発明に係る生ごみ処理装置の他の実施例を示
す構成図 【図５】本発明による実験結果を説明するための図 【図６】本発明による実験結果を説明するための図 【図７】本発明による実験結果を説明するための図 【符号の説明】 １…ホッパー、３…破砕脱水装置、４…乾燥機、５…乾
燥容器、７…攪拌装置８…開閉装置、９…ごみ収納容器
または収集袋、１０…熱交換器１１…バーナー、１２…
送風用ファン、１４…燃焼用送風管１５…乾燥用送風
管、１６…乾燥用排出管、１７…排気管、２１…回転軸
２２…切断刃、ＴＣ１、ＴＣ２…温度検出器

フロントページの続き (72)発明者 坂手英博 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目３番 １号 東燃株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 平２−102184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−169927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−125584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−157565（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−100197（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】生ごみを破砕脱水する破砕脱水装置と、該
   破砕脱水された生ごみを乾燥する乾燥機と、該乾燥機に
   加熱空気を供給するバーナーとを有し、生ごみの水分活
   性を０．２〜０．６にするように乾燥機出口温度を決定
   し、該乾燥機出口温度を保つようにバーナーの燃焼量を
   制御することを特徴とする生ごみ処理方法。