JP3750299B2 - 処理槽およびそれを用いた生ゴミ発酵処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微生物分解を利用して生ゴミ粉砕物の堆肥化を行う処理槽およびそれを用いた生ゴミ発酵処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年になり、一般家庭にあっても生ゴミ処理装置が広く使用されるようになっている。この生ゴミ処理装置には各種タイプのものがあり、なかでも、投入された生ゴミを発酵処理するタイプや乾燥処理するタイプのものが広く使用されている。
【０００３】
その中でも、微生物分解を利用して堆肥化を行う生ゴミ発酵処理装置に用いられた処理槽に関しては、特開平６−２９６９５３号公報に記載された技術が知られている。これは、図５に示すように、粉砕された生ゴミつまり生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とを攪拌混合する攪拌羽根１４ａを処理槽６内に備えており、生ゴミ粉砕物を処理槽６内に投入するための投入口２０を、この攪拌羽根１４ａの回転が上向きとなる領域内に設定したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の技術では、攪拌羽根１４ａを回転させると、生ゴミ水分調整材１３に攪拌羽根１４ａの回転が上向きとなる領域を頂点とした傾斜ができてしまう。これでは、生ゴミ粉砕物は傾斜の上部に投入されて攪拌羽根１４ａに巻き込まれ難くなるので好ましくない。
【０００５】
さらに、このような傾斜が形成されると、生ゴミ水分調整材１３により投入口２０が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽６内に投入不能となるおそれがある。また、このような傾斜が形成されると、処理槽６に形成された給気口および排気口も閉塞されて換気不能になるおそれがある。
【０００６】
そして、処理効率を向上させるため、投入された生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とをより効率よく混合することのできる技術が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、生ゴミ水分調整材と攪拌されやすいように生ゴミ粉砕物を投入することのできる処理槽を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、生ゴミ粉砕物が投入される投入口が閉塞されることのない処理槽を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、換気を行うための給気口および排気口が閉塞されることのない処理槽を提供することを目的とする。
【００１０】
そして、本発明は、投入された生ゴミ粉砕物を生ゴミ水分調整材とを効率よく混合することのできる処理槽を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の処理槽は、この処理槽内に収容され、生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに生ゴミ粉砕物を堆肥化する生ゴミ水分調整材と、処理槽内に設けられた回転軸、および回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、攪拌手段の回転により形成される生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入される投入口と、処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが混合されるように攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記給気口および前記排気口は、前記へこみ部の上方位置に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
これにより、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので攪拌羽根に巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合される。また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがない。
【００１３】
また、給気口および排気口をへこみ部の上方位置に形成しているので、これらが生ゴミ水分調整材に閉塞されることがなくなる。
【００１４】
また、生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入された後にへこみ部を形成する方向とは逆方向に、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材との混合物の表面がほぼ平らになるまで攪拌手段を回転させるようにすれば、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが短時間のうちに十分に攪拌混合される。また、安定した微生物分解処理を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、生ゴミ粉砕物を発酵分解する処理槽であって、前記処理槽内に収容され、前記生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに前記生ゴミ粉砕物を 堆肥化する生ゴミ水分調整材と、前記処理槽内に設けられた回転軸、および前記回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により前記生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、前記攪拌手段の回転により形成される前記生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、前記生ゴミ粉砕物が前記処理槽内に投入される投入口と、前記処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、前記へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に前記生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とが混合されるように前記攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記給気口および排気口が、へこみ部の上方位置に形成されていることを特徴とするものであり、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので攪拌羽根に巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合されるという作用を有する。また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがないという作用を有する。また、これら給排気口が生ゴミ水分調整材に閉塞されることがないという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、生ゴミ粉砕物を発酵分解する処理槽であって、前記処理槽内に収容され、前記生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに前記生ゴミ粉砕物を堆肥化する生ゴミ水分調整材と、前記処理槽内に設けられた回転軸、および前記回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により前記生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、前記攪拌手段の回転により形成される前記生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、前記生ゴミ粉砕物が前記処理槽内に投入される投入口と、前記処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、前記へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に前記生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とが混合されるように前記攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、さらに、生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入された後にへこみ部を形成する方向とは逆方向に、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材との混合物の表面がほぼ平らになるまで攪拌手段を回転させることを特徴とするものであり、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので攪拌羽根に巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合されるという作用を有する。また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがないという作用を有する。また、逆回転により生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが強制的にかき混ぜられるようになるので、両者が短時間のうちに十分に攪拌混合されるという作用を有する。また、混合物の表面を平らにすることにより、加熱手段を備えた処理槽において生ゴミ水分調整材に供給される熱の均一化が図れるので、安定した微生物分解処理を行うことができるという作用を有する。
【００１７】
そして、本発明の請求項３に記載の発明は、このような請求項１または２に記載の処理槽が用いられた生ゴミ発酵処理装置である。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態における生ゴミ発酵処理装置を示す全体構成図、図２（ａ）は図１の生ゴミ発酵処理装置の一部を構成する処理槽を示す断面図、図２（ｂ）は（ａ）と直交する方向における断面図、図３は図２の処理槽の要部を拡大して示す断面図、図４は図２の処理槽における攪拌羽根の回転軌跡面に対する生ゴミ粉砕物の投入方向を示す説明図である。
【００２０】
図１において、生ゴミを粉砕するディスポーザ類似の粉砕部１は台所流し台シンク下に取り付けられており、投入された生ゴミに少量の水を混入させるだけでこれを粉砕して搬送可能にする。この粉砕部１は搬送路５によって処理槽６に連通されている。処理槽６は、バチルス属を中心とした好気性好熱バクテリア等の微生物が培養されて、搬送された生ゴミ粉砕物を堆肥化するようになっている。搬送路５は、たとえば内径２５ｍｍ程度で繋ぎ目の無い可撓性を有するポリエチレン製のチューブで構成されている。粉砕部１と搬送路５との間には圧送手段であるスクイズポンプ４が設置されており、粉砕部１で粉砕された高粘度の生ゴミ粉砕物を搬送路５に押し込んでこれを処理槽６へ次々と圧送する。
【００２１】
そして、このような生ゴミ発酵処理装置にあっては、処理槽６は屋外に配置され、粉砕部１とスクイズポンプ４は屋内に配置されている。
【００２２】
粉砕部１に形成された水道水注入口に至る経路上には、この粉砕部１に導入される水道水の水量を調整するための電磁弁２および注入水量を水圧変動に影響されることなく一定に保つための定流量弁３が設置されている。
【００２３】
処理槽６内の臭気と水蒸気、二酸化炭素を含む空気を下水配管７ａに排気するため、処理槽６と下水配管７ａとは排気路７により連通されている。また、排気路７の下水配管７ａ寄りには、下水配管７ａ内が高い正圧となった時に臭気が処理槽６内に逆流するのを防止するための逆流防止弁８が取り付けられている。
【００２４】
生ゴミ発酵処理装置はマイクロコンピュータ、メモリ等から構成される制御手段９を有している。そして、制御手段９の指示に従って後述するような処理が実行される。
【００２５】
次に、生ゴミ発酵処理装置における処理槽６に関して詳細に説明する。
【００２６】
処理槽６内には、搬送路５から送られた高粘度の生ゴミ粉砕物と混合されてこの生ゴミ粉砕物を発酵処理により分解する生ゴミ水分調整材１３が収容されている。生ゴミ水分調整材１３としては、生ゴミ粉砕物中の水分を調整する作用に加えて、好気性好熱バクテリア等に代表される発酵のための微生物を生息させる微生物担体の作用をも有するおがくずや木質チップ等が適当である。なお、長期的に良好な発酵処理状態を維持するためには、生ゴミ水分調整材１３を定期的に交換することが望ましい。
【００２７】
処理槽６内には、生ゴミ水分調整材１３と搬送された生ゴミ粉砕物とを攪拌して均一な状態にまで攪拌混合する攪拌羽根１４ａとこの攪拌羽根１４ａを回転させる回転軸１４ｂとからなる攪拌手段１４が設けられている。攪拌羽根１４ａは処理槽６内のほぼ中央において水平方向に設けられた回転軸１４ｂに取り付けられている。なお、図２において、回転軸１４ｂには複数枚の攪拌羽根１４ａが取り付けられているが、１枚でもよい。また、回転軸１４ｂの一方端にはスプロケット１２ａが取り付けられている。このスプロケット１２ａには、前記した制御手段９により回転動作が制御される攪拌モータ１５の回転力が伝達されるチェーン１２ｂが掛け渡されている。これにより、攪拌羽根１４ａはスプロケット１２ａの回転とともに回転される。
【００２８】
処理槽６の上方には、生ゴミ粉砕物を処理槽６内に投入するための投入口２０が開口されている。
【００２９】
また、処理槽６の底には加熱手段１６が設置されている。この加熱手段１６は電熱線が均一に分布された電熱面ヒータであって、図示しない温度センサによって検出された温度に対応して、処理槽６内部の温度を好気性好熱微生物の生息に適した温度にコントロールするとともに、粉砕部１から送られてきた生ゴミ粉砕物によって含水率が一時的に高くなったときや洗浄水が流れ込んできたときには、水分を蒸発させて内部の含水率を発酵処理に適した状態にする。
【００３０】
処理槽６の上部には排気口１８が形成され、ここに排気ファン１７が取り付けられている。また、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３との混合物に外部から新鮮な空気を取り込むため、同様に処理槽６の上部には、給気口１９が形成されている。これら給気口１９および排気口１８により、処理槽６内へは交換的に新鮮な空気が取り込まれ、処理槽６内が好気条件に保たれる。
【００３１】
次に、処理槽６で行われる生ゴミ粉砕物の発酵分解について説明する。
【００３２】
処理槽６の中で生ゴミ水分調整材１３と混合された生ゴミ粉砕物は、生ゴミ水分調整材１３に生息するバチルス属を中心とした好気性好熱バクテリア等の微生物によって速やかに分解され、水、炭酸ガス、アンモニア、その他無機物と難分解性の有機残査に変化する。そして、発生した気体成分は排気ファン１７によって排気口１８から排気さる。これにより、処理槽６の中には、分解により安定化された有機物残査である堆肥が生成される。
【００３３】
なお、生ゴミ水分調整材１３にはバチルス属を中心とした好気性好熱バクテリア等の微生物が生息しているが、好気性好熱バクテリアの代表であるバチルス属は土壌中に普遍に存在する極めて一般的な細菌であり、堆肥発酵の初期段階での分解活動に大きく寄与しているものである。このバチルス属の大きな特徴として胞子形成能力を持っていることがあげられる。バチルス属細菌は周囲環境が厳しくなると胞子を形成する。そして環境が改善されると再び発芽して活発に増殖をはじめる。胞子はいわいる微生物の種子の様なものと考えられ、耐熱性が高い。このようなバチルス属を中心とする微生物は５０℃〜９０℃の環境下でも生存し続けることができ、最も活性度の高いのは５０℃〜６５℃付近である。そして７０℃以上の温度範囲では発酵分解速度は低下するが槽内に虫等が発生しなくなり、雑草の種子、ウィルス、寄生虫、有害微生物等を不活性にできるものである。
【００３４】
また、処理槽６は、バチルス族細菌などの微生物を用いた処理を行うという原理上、その生息に適した水環境が必要で、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調製材１３を含めた混合物の含水率を５０％〜６０％の範囲に保つ必要がある。含水率がこの範囲を下回ると微生物の生物活動に必要な水分が不足し、ひいては発酵速度の低下を来すことになるからである。また、逆に含水率がこの範囲を上回ると攪拌によって供給されるべき酸素が不足し、槽内が嫌気化して嫌気性の微生物が繁殖して強い臭気を発生するようになるからである。なお、含水率は生ゴミと生ゴミ水分調整材１３に含まれている水分量を生ゴミと生ゴミ水分調整材１３の乾燥重量と該水分量の和で割ったものである。
【００３５】
ここで、図３に示すように、攪拌手段１４を所定の回転方向（図示する場合においては、時計回りであるＡ方向）に回転させると、一定時間にわたってこの攪拌手段１４に攪拌された処理槽６内の生ゴミ水分調整材１３は攪拌羽根１４ａによって掘り下げられた側が低くなってへこみ部Ｃが形成される。そして、前記した投入口２０は、このような生ゴミ水分調整材１３のへこみ部Ｃの上方位置に形成されている。また、排気口１８および給気口１９も生ゴミ水分調整材１３のへこみ部Ｃの上方位置に形成されている。なお、図３において、給気口１９は排気口１８の向こう側に位置しているため、表されていない。
【００３６】
そして、制御手段９は、攪拌手段１４をＡ方向に回転させてこのようなへこみ部Ｃを形成した後、スクイズポンプ４を動作させて投入口２０から生ゴミ粉砕物を処理槽６内へ導入する。これにより、生ゴミ粉砕物はへこみ部Ｃの位置に投入されることになる。なお、導入後は、後述するように、制御手段９は攪拌手段１４をＡ方向、またはこれと反対のＢ方向に回転させて生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とを混合させる。
【００３７】
ここで、生ゴミ粉砕物は、図４に示すように、攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓと交差する方向から処理槽６内のへこみ部Ｃに投入されるようになっている。但し、投入口を図示する場合と隣接する処理槽６の面に形成し、生ゴミ粉砕物を攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓ上のへこみ部Ｃに投入するようにしてもよい。生ゴミ粉砕物を攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓと交差する方向から投入するようにした場合には、生ゴミ粉砕物が攪拌羽根１４ａの攪拌領域内に満遍なく行きわたって生ゴミ水分調整材１３と効率よく混合される。また、生ゴミ粉砕物を攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓ上に投入するようにした場合には、投入された生ゴミ粉砕物は攪拌羽根１４ａと必ず接触することになって、やはり生ゴミ水分調整材１３と効率よく混合される。
【００３８】
次に、本実施の形態による生ゴミ発酵処理装置による生ゴミの粉砕、搬送、発酵という一連の動作について説明をする。
【００３９】
まず、粉砕部１内に生ゴミを投入し、動作開始ボタン（図示せず）をオンにする。これにより、電磁弁２が開位置となって水道水が粉砕部１内に所定量注入される。これと同時に、制御手段９は生ゴミの粉砕を開始させ、生ゴミが十分に細かくなるまでの所定時間粉砕を継続させる。
【００４０】
次に、制御手段９は攪拌羽根１４ａを所定の方向（図３におけるＡ方向）に一定時間回転させる。これにより、生ゴミ水分調整材１３には図３に示すようなへこみ部Ｃが形成される。
【００４１】
そして、制御手段９は、生ゴミ水分調整材１３によるへこみ部Ｃを形成した後に、粉砕された高粘度の生ゴミ粉砕物をスクイズポンプ４を駆動して搬送路５から処理槽６へと導入する。前述のように投入口２０はへこみ部Ｃの上方に形成されているので、生ゴミ粉砕物はへこみ部Ｃの位置、つまり処理槽６の底面近くに投入される。これにより、生ゴミ粉砕物は攪拌羽根１４ａに巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材１３と攪拌混合される。
【００４２】
また、生ゴミ水分調整材１３が投入口２０まで上昇することがないので、この生ゴミ水分調整材１３により投入口２０が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽６内に投入不能となることもない。
【００４３】
さらに、給気口１９や排気口１８もへこみ部Ｃの上方に形成されているので、これらが生ゴミ水分調整材１３に閉塞されることがなくなって換気が適正に行われ、生ゴミ粉砕物に対して安定した微生物分解処理を行うことができる。
【００４４】
ここで、制御手段９は、生ゴミ粉砕物が処理槽６内に投入された後、あるいはへこみ部Ｃ形成後所定時間経過すると、攪拌手段１４をへこみ部Ｃを形成する方向とは逆方向に、つまり図３においてＢ方向に回転させるようにする。なお、このＢ方向への回転は、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３との混合物の表面がほぼ平らになるまで継続される。ここで、混合物の表面がほぼ平らになるとは、混合物の表面が完全な平坦面になるとの意味ではなく、多少の凹凸はあっても、全体として概ね平坦な面になるという意味である。
【００４５】
このように生ゴミ粉砕物投入後に攪拌手段１４を逆回転させると、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とが強制的にかき混ぜられるようになるので、両者が短時間のうちに十分に攪拌混合される。また、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とからなる混合物の表面が平らになった時点で攪拌手段１４ａの回転を停止させることにより、加熱手段１６を備えた処理槽６において生ゴミ水分調整材１３に供給される熱の均一化が図れるので、安定した微生物分解処理を行うことができる。
【００４６】
このようにして生ゴミ水分調整材１３と攪拌混合された生ゴミ粉砕物は処理槽６の中で微生物によって発酵処理されて堆肥が生成される。また、発酵処理の際に処理槽６内で発生する臭気と水蒸気、二酸化炭素を含む空気は排気ファン１７によって排気口１８から下水配管７ａへ排出される。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので、攪拌羽根に巻き込まれ易くなって効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合されるという有効な効果が得られる。
【００４８】
したがって、生ゴミ粉砕物の処理時間の短縮と処理能力の向上を図ることが可能になるという有効な効果が得られる。
【００４９】
また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがないという有効な効果が得られる。
【００５０】
給気口および排気口をへこみ部の上方位置に形成することにより、これら給排気口が生ゴミ水分調整材に閉塞されることがなくなるという有効な効果が得られる。これにより換気が適正に行われるようになるので、生ゴミ粉砕物に対して安定した微生物分解処理を行うことができるという有効な効果が得られる。
【００５１】
生ゴミ粉砕物投入後に、へこみ部を形成する方向とは逆方向に平坦面が形成されるまで攪拌手段を回転させることにより、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが強制的にかき混ぜられて両者が短時間のうちに十分に攪拌混合されるという有効な効果が得られる。また、加熱手段を備えた処理槽において生ゴミ水分調整材に供給される熱の均一化が図れ、安定した微生物分解処理を行うことができるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における生ゴミ発酵処理装置を示す全体構成図
【図２】 （ａ）は図１の生ゴミ発酵処理装置の一部を構成する処理槽を示す断面図
（ｂ）は（ａ）と直交する方向における断面図
【図３】 図２の処理槽の要部を拡大して示す断面図
【図４】 図２の処理槽における攪拌羽根の回転軌跡面に対する生ゴミ粉砕物の投入方向を示す説明図
【図５】 生ゴミ水分調整材が収容された従来の処理槽を示す断面図
【符号の説明】
６ 処理槽
９ 制御手段
１３ 生ゴミ水分調整材
１４ 攪拌手段
１４ａ 攪拌羽根
１４ｂ 回転軸
１８ 排気口
１９ 給気口
２０ 投入口
Ｃ へこみ部
Ｓ 回転軌跡面
【発明の属する技術分野】
本発明は微生物分解を利用して生ゴミ粉砕物の堆肥化を行う処理槽およびそれを用いた生ゴミ発酵処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年になり、一般家庭にあっても生ゴミ処理装置が広く使用されるようになっている。この生ゴミ処理装置には各種タイプのものがあり、なかでも、投入された生ゴミを発酵処理するタイプや乾燥処理するタイプのものが広く使用されている。
【０００３】
その中でも、微生物分解を利用して堆肥化を行う生ゴミ発酵処理装置に用いられた処理槽に関しては、特開平６−２９６９５３号公報に記載された技術が知られている。これは、図５に示すように、粉砕された生ゴミつまり生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とを攪拌混合する攪拌羽根１４ａを処理槽６内に備えており、生ゴミ粉砕物を処理槽６内に投入するための投入口２０を、この攪拌羽根１４ａの回転が上向きとなる領域内に設定したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の技術では、攪拌羽根１４ａを回転させると、生ゴミ水分調整材１３に攪拌羽根１４ａの回転が上向きとなる領域を頂点とした傾斜ができてしまう。これでは、生ゴミ粉砕物は傾斜の上部に投入されて攪拌羽根１４ａに巻き込まれ難くなるので好ましくない。
【０００５】
さらに、このような傾斜が形成されると、生ゴミ水分調整材１３により投入口２０が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽６内に投入不能となるおそれがある。また、このような傾斜が形成されると、処理槽６に形成された給気口および排気口も閉塞されて換気不能になるおそれがある。
【０００６】
そして、処理効率を向上させるため、投入された生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とをより効率よく混合することのできる技術が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、生ゴミ水分調整材と攪拌されやすいように生ゴミ粉砕物を投入することのできる処理槽を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、生ゴミ粉砕物が投入される投入口が閉塞されることのない処理槽を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、換気を行うための給気口および排気口が閉塞されることのない処理槽を提供することを目的とする。
【００１０】
そして、本発明は、投入された生ゴミ粉砕物を生ゴミ水分調整材とを効率よく混合することのできる処理槽を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の処理槽は、この処理槽内に収容され、生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに生ゴミ粉砕物を堆肥化する生ゴミ水分調整材と、処理槽内に設けられた回転軸、および回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、攪拌手段の回転により形成される生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入される投入口と、処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが混合されるように攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記給気口および前記排気口は、前記へこみ部の上方位置に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
これにより、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので攪拌羽根に巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合される。また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがない。
【００１３】
また、給気口および排気口をへこみ部の上方位置に形成しているので、これらが生ゴミ水分調整材に閉塞されることがなくなる。
【００１４】
また、生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入された後にへこみ部を形成する方向とは逆方向に、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材との混合物の表面がほぼ平らになるまで攪拌手段を回転させるようにすれば、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが短時間のうちに十分に攪拌混合される。また、安定した微生物分解処理を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、生ゴミ粉砕物を発酵分解する処理槽であって、前記処理槽内に収容され、前記生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに前記生ゴミ粉砕物を 堆肥化する生ゴミ水分調整材と、前記処理槽内に設けられた回転軸、および前記回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により前記生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、前記攪拌手段の回転により形成される前記生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、前記生ゴミ粉砕物が前記処理槽内に投入される投入口と、前記処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、前記へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に前記生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とが混合されるように前記攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記給気口および排気口が、へこみ部の上方位置に形成されていることを特徴とするものであり、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので攪拌羽根に巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合されるという作用を有する。また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがないという作用を有する。また、これら給排気口が生ゴミ水分調整材に閉塞されることがないという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、生ゴミ粉砕物を発酵分解する処理槽であって、前記処理槽内に収容され、前記生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに前記生ゴミ粉砕物を堆肥化する生ゴミ水分調整材と、前記処理槽内に設けられた回転軸、および前記回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により前記生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、前記攪拌手段の回転により形成される前記生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、前記生ゴミ粉砕物が前記処理槽内に投入される投入口と、前記処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、前記へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に前記生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とが混合されるように前記攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、さらに、生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入された後にへこみ部を形成する方向とは逆方向に、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材との混合物の表面がほぼ平らになるまで攪拌手段を回転させることを特徴とするものであり、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので攪拌羽根に巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合されるという作用を有する。また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがないという作用を有する。また、逆回転により生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが強制的にかき混ぜられるようになるので、両者が短時間のうちに十分に攪拌混合されるという作用を有する。また、混合物の表面を平らにすることにより、加熱手段を備えた処理槽において生ゴミ水分調整材に供給される熱の均一化が図れるので、安定した微生物分解処理を行うことができるという作用を有する。
【００１７】
そして、本発明の請求項３に記載の発明は、このような請求項１または２に記載の処理槽が用いられた生ゴミ発酵処理装置である。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態における生ゴミ発酵処理装置を示す全体構成図、図２（ａ）は図１の生ゴミ発酵処理装置の一部を構成する処理槽を示す断面図、図２（ｂ）は（ａ）と直交する方向における断面図、図３は図２の処理槽の要部を拡大して示す断面図、図４は図２の処理槽における攪拌羽根の回転軌跡面に対する生ゴミ粉砕物の投入方向を示す説明図である。
【００２０】
図１において、生ゴミを粉砕するディスポーザ類似の粉砕部１は台所流し台シンク下に取り付けられており、投入された生ゴミに少量の水を混入させるだけでこれを粉砕して搬送可能にする。この粉砕部１は搬送路５によって処理槽６に連通されている。処理槽６は、バチルス属を中心とした好気性好熱バクテリア等の微生物が培養されて、搬送された生ゴミ粉砕物を堆肥化するようになっている。搬送路５は、たとえば内径２５ｍｍ程度で繋ぎ目の無い可撓性を有するポリエチレン製のチューブで構成されている。粉砕部１と搬送路５との間には圧送手段であるスクイズポンプ４が設置されており、粉砕部１で粉砕された高粘度の生ゴミ粉砕物を搬送路５に押し込んでこれを処理槽６へ次々と圧送する。
【００２１】
そして、このような生ゴミ発酵処理装置にあっては、処理槽６は屋外に配置され、粉砕部１とスクイズポンプ４は屋内に配置されている。
【００２２】
粉砕部１に形成された水道水注入口に至る経路上には、この粉砕部１に導入される水道水の水量を調整するための電磁弁２および注入水量を水圧変動に影響されることなく一定に保つための定流量弁３が設置されている。
【００２３】
処理槽６内の臭気と水蒸気、二酸化炭素を含む空気を下水配管７ａに排気するため、処理槽６と下水配管７ａとは排気路７により連通されている。また、排気路７の下水配管７ａ寄りには、下水配管７ａ内が高い正圧となった時に臭気が処理槽６内に逆流するのを防止するための逆流防止弁８が取り付けられている。
【００２４】
生ゴミ発酵処理装置はマイクロコンピュータ、メモリ等から構成される制御手段９を有している。そして、制御手段９の指示に従って後述するような処理が実行される。
【００２５】
次に、生ゴミ発酵処理装置における処理槽６に関して詳細に説明する。
【００２６】
処理槽６内には、搬送路５から送られた高粘度の生ゴミ粉砕物と混合されてこの生ゴミ粉砕物を発酵処理により分解する生ゴミ水分調整材１３が収容されている。生ゴミ水分調整材１３としては、生ゴミ粉砕物中の水分を調整する作用に加えて、好気性好熱バクテリア等に代表される発酵のための微生物を生息させる微生物担体の作用をも有するおがくずや木質チップ等が適当である。なお、長期的に良好な発酵処理状態を維持するためには、生ゴミ水分調整材１３を定期的に交換することが望ましい。
【００２７】
処理槽６内には、生ゴミ水分調整材１３と搬送された生ゴミ粉砕物とを攪拌して均一な状態にまで攪拌混合する攪拌羽根１４ａとこの攪拌羽根１４ａを回転させる回転軸１４ｂとからなる攪拌手段１４が設けられている。攪拌羽根１４ａは処理槽６内のほぼ中央において水平方向に設けられた回転軸１４ｂに取り付けられている。なお、図２において、回転軸１４ｂには複数枚の攪拌羽根１４ａが取り付けられているが、１枚でもよい。また、回転軸１４ｂの一方端にはスプロケット１２ａが取り付けられている。このスプロケット１２ａには、前記した制御手段９により回転動作が制御される攪拌モータ１５の回転力が伝達されるチェーン１２ｂが掛け渡されている。これにより、攪拌羽根１４ａはスプロケット１２ａの回転とともに回転される。
【００２８】
処理槽６の上方には、生ゴミ粉砕物を処理槽６内に投入するための投入口２０が開口されている。
【００２９】
また、処理槽６の底には加熱手段１６が設置されている。この加熱手段１６は電熱線が均一に分布された電熱面ヒータであって、図示しない温度センサによって検出された温度に対応して、処理槽６内部の温度を好気性好熱微生物の生息に適した温度にコントロールするとともに、粉砕部１から送られてきた生ゴミ粉砕物によって含水率が一時的に高くなったときや洗浄水が流れ込んできたときには、水分を蒸発させて内部の含水率を発酵処理に適した状態にする。
【００３０】
処理槽６の上部には排気口１８が形成され、ここに排気ファン１７が取り付けられている。また、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３との混合物に外部から新鮮な空気を取り込むため、同様に処理槽６の上部には、給気口１９が形成されている。これら給気口１９および排気口１８により、処理槽６内へは交換的に新鮮な空気が取り込まれ、処理槽６内が好気条件に保たれる。
【００３１】
次に、処理槽６で行われる生ゴミ粉砕物の発酵分解について説明する。
【００３２】
処理槽６の中で生ゴミ水分調整材１３と混合された生ゴミ粉砕物は、生ゴミ水分調整材１３に生息するバチルス属を中心とした好気性好熱バクテリア等の微生物によって速やかに分解され、水、炭酸ガス、アンモニア、その他無機物と難分解性の有機残査に変化する。そして、発生した気体成分は排気ファン１７によって排気口１８から排気さる。これにより、処理槽６の中には、分解により安定化された有機物残査である堆肥が生成される。
【００３３】
なお、生ゴミ水分調整材１３にはバチルス属を中心とした好気性好熱バクテリア等の微生物が生息しているが、好気性好熱バクテリアの代表であるバチルス属は土壌中に普遍に存在する極めて一般的な細菌であり、堆肥発酵の初期段階での分解活動に大きく寄与しているものである。このバチルス属の大きな特徴として胞子形成能力を持っていることがあげられる。バチルス属細菌は周囲環境が厳しくなると胞子を形成する。そして環境が改善されると再び発芽して活発に増殖をはじめる。胞子はいわいる微生物の種子の様なものと考えられ、耐熱性が高い。このようなバチルス属を中心とする微生物は５０℃〜９０℃の環境下でも生存し続けることができ、最も活性度の高いのは５０℃〜６５℃付近である。そして７０℃以上の温度範囲では発酵分解速度は低下するが槽内に虫等が発生しなくなり、雑草の種子、ウィルス、寄生虫、有害微生物等を不活性にできるものである。
【００３４】
また、処理槽６は、バチルス族細菌などの微生物を用いた処理を行うという原理上、その生息に適した水環境が必要で、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調製材１３を含めた混合物の含水率を５０％〜６０％の範囲に保つ必要がある。含水率がこの範囲を下回ると微生物の生物活動に必要な水分が不足し、ひいては発酵速度の低下を来すことになるからである。また、逆に含水率がこの範囲を上回ると攪拌によって供給されるべき酸素が不足し、槽内が嫌気化して嫌気性の微生物が繁殖して強い臭気を発生するようになるからである。なお、含水率は生ゴミと生ゴミ水分調整材１３に含まれている水分量を生ゴミと生ゴミ水分調整材１３の乾燥重量と該水分量の和で割ったものである。
【００３５】
ここで、図３に示すように、攪拌手段１４を所定の回転方向（図示する場合においては、時計回りであるＡ方向）に回転させると、一定時間にわたってこの攪拌手段１４に攪拌された処理槽６内の生ゴミ水分調整材１３は攪拌羽根１４ａによって掘り下げられた側が低くなってへこみ部Ｃが形成される。そして、前記した投入口２０は、このような生ゴミ水分調整材１３のへこみ部Ｃの上方位置に形成されている。また、排気口１８および給気口１９も生ゴミ水分調整材１３のへこみ部Ｃの上方位置に形成されている。なお、図３において、給気口１９は排気口１８の向こう側に位置しているため、表されていない。
【００３６】
そして、制御手段９は、攪拌手段１４をＡ方向に回転させてこのようなへこみ部Ｃを形成した後、スクイズポンプ４を動作させて投入口２０から生ゴミ粉砕物を処理槽６内へ導入する。これにより、生ゴミ粉砕物はへこみ部Ｃの位置に投入されることになる。なお、導入後は、後述するように、制御手段９は攪拌手段１４をＡ方向、またはこれと反対のＢ方向に回転させて生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とを混合させる。
【００３７】
ここで、生ゴミ粉砕物は、図４に示すように、攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓと交差する方向から処理槽６内のへこみ部Ｃに投入されるようになっている。但し、投入口を図示する場合と隣接する処理槽６の面に形成し、生ゴミ粉砕物を攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓ上のへこみ部Ｃに投入するようにしてもよい。生ゴミ粉砕物を攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓと交差する方向から投入するようにした場合には、生ゴミ粉砕物が攪拌羽根１４ａの攪拌領域内に満遍なく行きわたって生ゴミ水分調整材１３と効率よく混合される。また、生ゴミ粉砕物を攪拌羽根１４ａの回転軌跡面Ｓ上に投入するようにした場合には、投入された生ゴミ粉砕物は攪拌羽根１４ａと必ず接触することになって、やはり生ゴミ水分調整材１３と効率よく混合される。
【００３８】
次に、本実施の形態による生ゴミ発酵処理装置による生ゴミの粉砕、搬送、発酵という一連の動作について説明をする。
【００３９】
まず、粉砕部１内に生ゴミを投入し、動作開始ボタン（図示せず）をオンにする。これにより、電磁弁２が開位置となって水道水が粉砕部１内に所定量注入される。これと同時に、制御手段９は生ゴミの粉砕を開始させ、生ゴミが十分に細かくなるまでの所定時間粉砕を継続させる。
【００４０】
次に、制御手段９は攪拌羽根１４ａを所定の方向（図３におけるＡ方向）に一定時間回転させる。これにより、生ゴミ水分調整材１３には図３に示すようなへこみ部Ｃが形成される。
【００４１】
そして、制御手段９は、生ゴミ水分調整材１３によるへこみ部Ｃを形成した後に、粉砕された高粘度の生ゴミ粉砕物をスクイズポンプ４を駆動して搬送路５から処理槽６へと導入する。前述のように投入口２０はへこみ部Ｃの上方に形成されているので、生ゴミ粉砕物はへこみ部Ｃの位置、つまり処理槽６の底面近くに投入される。これにより、生ゴミ粉砕物は攪拌羽根１４ａに巻き込まれ易くなり、効率よく生ゴミ水分調整材１３と攪拌混合される。
【００４２】
また、生ゴミ水分調整材１３が投入口２０まで上昇することがないので、この生ゴミ水分調整材１３により投入口２０が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽６内に投入不能となることもない。
【００４３】
さらに、給気口１９や排気口１８もへこみ部Ｃの上方に形成されているので、これらが生ゴミ水分調整材１３に閉塞されることがなくなって換気が適正に行われ、生ゴミ粉砕物に対して安定した微生物分解処理を行うことができる。
【００４４】
ここで、制御手段９は、生ゴミ粉砕物が処理槽６内に投入された後、あるいはへこみ部Ｃ形成後所定時間経過すると、攪拌手段１４をへこみ部Ｃを形成する方向とは逆方向に、つまり図３においてＢ方向に回転させるようにする。なお、このＢ方向への回転は、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３との混合物の表面がほぼ平らになるまで継続される。ここで、混合物の表面がほぼ平らになるとは、混合物の表面が完全な平坦面になるとの意味ではなく、多少の凹凸はあっても、全体として概ね平坦な面になるという意味である。
【００４５】
このように生ゴミ粉砕物投入後に攪拌手段１４を逆回転させると、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とが強制的にかき混ぜられるようになるので、両者が短時間のうちに十分に攪拌混合される。また、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材１３とからなる混合物の表面が平らになった時点で攪拌手段１４ａの回転を停止させることにより、加熱手段１６を備えた処理槽６において生ゴミ水分調整材１３に供給される熱の均一化が図れるので、安定した微生物分解処理を行うことができる。
【００４６】
このようにして生ゴミ水分調整材１３と攪拌混合された生ゴミ粉砕物は処理槽６の中で微生物によって発酵処理されて堆肥が生成される。また、発酵処理の際に処理槽６内で発生する臭気と水蒸気、二酸化炭素を含む空気は排気ファン１７によって排気口１８から下水配管７ａへ排出される。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、生ゴミ粉砕物はへこみ部の位置である処理槽の底面近くに投入されるので、攪拌羽根に巻き込まれ易くなって効率よく生ゴミ水分調整材と攪拌混合されるという有効な効果が得られる。
【００４８】
したがって、生ゴミ粉砕物の処理時間の短縮と処理能力の向上を図ることが可能になるという有効な効果が得られる。
【００４９】
また、生ゴミ水分調整材が投入口まで上昇することがないので、生ゴミ水分調整材により投入口が閉塞されて生ゴミ粉砕物が処理槽内に投入不能となることがないという有効な効果が得られる。
【００５０】
給気口および排気口をへこみ部の上方位置に形成することにより、これら給排気口が生ゴミ水分調整材に閉塞されることがなくなるという有効な効果が得られる。これにより換気が適正に行われるようになるので、生ゴミ粉砕物に対して安定した微生物分解処理を行うことができるという有効な効果が得られる。
【００５１】
生ゴミ粉砕物投入後に、へこみ部を形成する方向とは逆方向に平坦面が形成されるまで攪拌手段を回転させることにより、生ゴミ粉砕物と生ゴミ水分調整材とが強制的にかき混ぜられて両者が短時間のうちに十分に攪拌混合されるという有効な効果が得られる。また、加熱手段を備えた処理槽において生ゴミ水分調整材に供給される熱の均一化が図れ、安定した微生物分解処理を行うことができるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における生ゴミ発酵処理装置を示す全体構成図
【図２】 （ａ）は図１の生ゴミ発酵処理装置の一部を構成する処理槽を示す断面図
（ｂ）は（ａ）と直交する方向における断面図
【図３】 図２の処理槽の要部を拡大して示す断面図
【図４】 図２の処理槽における攪拌羽根の回転軌跡面に対する生ゴミ粉砕物の投入方向を示す説明図
【図５】 生ゴミ水分調整材が収容された従来の処理槽を示す断面図
【符号の説明】
６ 処理槽
９ 制御手段
１３ 生ゴミ水分調整材
１４ 攪拌手段
１４ａ 攪拌羽根
１４ｂ 回転軸
１８ 排気口
１９ 給気口
２０ 投入口
Ｃ へこみ部
Ｓ 回転軌跡面
Claims (3)
- 生ゴミ粉砕物を発酵分解する処理槽であって、前記処理槽内に収容され、前記生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに前記生ゴミ粉砕物を堆肥化する生ゴミ水分調整材と、前記処理槽内に設けられた回転軸、および前記回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により前記生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、前記攪拌手段の回転により形成される前記生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、前記生ゴミ粉砕物が前記処理槽内に投入される投入口と、前記処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、前記へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に前記生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とが混合されるように前記攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記給気口および前記排気口は、前記へこみ部の上方位置に形成されていることを特徴とする処理槽。
- 生ゴミ粉砕物を発酵分解する処理槽であって、前記処理槽内に収容され、前記生ゴミ粉砕物中の水分を調整するとともに前記生ゴミ粉砕物を堆肥化する生ゴミ水分調整材と、前記処理槽内に設けられた回転軸、および前記回転軸に取り付けられてこの回転軸の回転により前記生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とを攪拌混合する攪拌羽根からなる攪拌手段と、前記攪拌手段の回転により形成される前記生ゴミ水分調整材のへこみ部の上方位置に開口され、前記生ゴミ粉砕物が前記処理槽内に投入される投入口と、前記処理槽内に交換的に新鮮な空気を取り込む給気口および排気口と、前記へこみ部を形成した後にこのへこみ部の位置に前記生ゴミ粉砕物を投入して該生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材とが混合されるように前記攪拌手段の動作とを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、さらに、前記生ゴミ粉砕物が前記処理槽内に投入された後に前記へこみ部を形成する方向とは逆方向に、前記生ゴミ粉砕物と前記生ゴミ水分調整材との混合物の表面がほぼ平らになるまで前記攪拌手段を回転させることを特徴とする処理槽。
- 請求項１または２に記載の処理槽が用いられていることを特徴とする生ゴミ発酵処理装置。
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