JP3866244B2

JP3866244B2 - 有機物を使用した発酵菌培養プラント

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Publication number: JP3866244B2
Application number: JP2004011922A
Authority: JP
Inventors: 由和小林; 秀匡小林
Original assignee: Miike Tekkou KK
Current assignee: Miike Tekkou KK
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: JP2005205259A; KR20050076587A; KR101119074B1

Description

本発明は、廃棄食品や余剰汚泥などの有機物を使用して発酵菌を培養し、有機物も分解処理するプラントに関する。

廃棄食品や余剰汚泥などの有機物を使用した発酵菌培養プラントに関連した従来の装置として、高分子材料から成る種々の廃棄物を微生物により発酵分解処理するようにした廃棄物処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。

図４ａと図４ｂによって、この種の廃棄物を微生物により発酵分解処理する廃棄物処理装置１００を説明すると、増殖させた発酵菌を収容する処理槽１０２内に投入口１３３から粉砕した高分子材料の廃棄物を投入し、処理槽１０２内に設けた発酵菌の撹拌手段１０７によって撹拌しながら順次配列された複数の温度の熱源１２１、１２２、１２３から温風を吹出部１３０、１３１、１３２から供給して培養温度の異なる複数の発酵菌によって二酸化炭素と水に分解処理し、ガスを排気処理槽１１５を通して脱臭してから排出するようにしている。
特開２００３−３０５４４３号公報（図１）

上述の廃棄物処理装置は廃棄物の処理を発酵菌で分解処理することを目的としていて、本願発明の目的とは異なるが、発酵菌による分解処理過程で共通する技術的課題として、廃棄物処理装置に投入前に廃棄物を粉砕するようにしているが、粉砕程度では微細な菌には大き過ぎて効率的な分解処理ができない点と、分解処理媒体としての水もポンプで発生された高速水流の衝撃力と大きな水流速度差による剪断力と気泡破裂の超音波を利用した装置によって処理しなければ被処理物と発酵菌の均一な分散もできず、効率的な分解処理ができない点が指摘される。また、コンビニエンスストアやスーパーマーケットの普及に伴って大量に廃棄されるようになった賞味期限の切れた廃棄包装食品に対し、家畜用飼料にも利用でき且つ発酵菌培養にも利用する上で好ましい包装材の除去についての解決策が考えられていない点が指摘される。

本発明は、ラクトバチルス菌などの発酵菌種を収容した種菌タンクと、
糖蜜を含む添加物を収容した添加物タンクと、
中空円筒容器内部に円筒内壁を同心状に設けて環状流路と内腔室とを形成し、該環状流路に水噴出管を取り付け、ポンプから供給される水流によって環状流路内に循環する約８ｍ／秒以上の高速水流を発生させると共に、処理すべき上水を高速水流に衝突させるために、円筒内壁に縦長のスロットを複数形成すると共に上水供給管を内腔室に開口するように取り付けて、上水を内腔室を経て縦長のスロットから環状流路へ供給するようにし、スロットから出た混合領域で、高速水流の衝撃力と、高速水流と円筒内壁の外面や周囲壁の内面に沿った付着水との大きな速度差による剪断力とによって処理し、処理された上水をポンプで排出管を経て発酵菌培養タンクに送る水処理装置と、
上記種菌タンクから発酵菌種が、上記添加物タンクから添加物が、上記水処理装置から水処理された水がそれぞれ供給されて発酵菌を大量に培養する発酵菌培養タンクと、
廃棄食品や余剰汚泥などの有機物の供給を受けて、粉砕する有機物粉砕装置と、
該有機物粉砕装置から粉砕有機物が媒体の上水の付加でスラリー状にしてから供給され、粉砕有機物を超微粒子化すると共に水を前記水処理装置と同様に処理するもので、中空円筒容器内部に円筒内壁を同心状に設けて環状流路と内腔室とを形成し、該環状流路に水噴出管を取り付け、ポンプから供給される水流によって環状流路内に循環する約８ｍ／秒以上の高速水流を発生させると共に、処理すべき上水と有機物スラリーを高速水流に衝突させるために、円筒内壁に縦長のスロットを複数形成すると共にスラリー供給部を内腔室に開口するように取り付けて、スラリーを内腔室を経て縦長のスロットから環状流路へ供給するようにし、スロットから出た混合領域で、スラリー中の有機物を衝撃による圧縮と、また高速水流と円筒内壁の外面や周囲壁の内面に沿った付着水との大きな速度差による剪断とによって１〜１０μｍまで微粒化し、ポンプで排出管を経て発酵促進タンクに送る超微粒子化装置と、
該超微粒子化装置から超微粒子化された有機物と処理された水の供給を受け、上記発酵菌培養タンクから発酵菌の供給を受けて有機物を処理しながら発酵菌を培養する発酵促進タンクとから構成されている有機物を使用した発酵菌培養プラントである。

上記発酵促進タンクへの発酵菌の供給は、上記廃棄食品や余剰汚泥の貯溜部において散布された発酵菌とそれら廃棄食品や余剰汚泥と共に、及び／若しくは上記有機物粉砕装置において散布された発酵菌と粉砕された有機物と共に、及び／若しくは上記超微粒子化装置に混入された発酵菌と超微粒子化された有機物と共に供給され、及び／若しくは上記発酵促進タンクに直接供給される。

上記廃棄食品は、無包装の廃棄食品と包装された廃棄食品とを含み、また包装された廃棄食品は、紙パック入り牛乳や紙筒入りポテトチップ、ペットボトル入り飲料物などの丈夫な容器入り食品と柔軟容器入り食品とを含み、これら丈夫な容器入り食品及び柔軟容器入り食品は、破砕部で破砕された包装食品をスクリーン付き円筒体内で回転螺旋羽根の回転によって中身の食品から包装材を分離する廃棄包装食品の包装材分離装置によって包装材が分離された状態にすることができる。

上記丈夫な容器入り食品は、２軸式ロータリカッターや２軸式スクリュークラッシャーによって破砕され、スクリーン式選別機によって容器破片が中身の食品から分離される構成をとることができる。上記柔軟容器入り食品は、スクリーン付き円筒体内で破砕用突起又は羽根を食品入口部に備えた回転螺旋羽根の回転によって破砕され、スクリーン円筒部によって容器破片が中身の食品から分離される構成をとることができる。

上記発酵菌培養タンクと上記発酵促進タンクとは、発酵菌と共生関係を取る光合成菌が添加される。また上記発酵菌培養タンクと上記発酵促進タンクとは、内部に撹拌手段を備えることができる。更に上記発酵促進タンクは、内部に撹拌手段と温度制御手段とを備えることができる。

本発明の効果として、本発明は、発酵菌培養タンクにおいて種菌タンクから供給されたラクトバチルス菌などの発酵菌種を、添加物タンクから供給された糖蜜を含む添加物と共に水処理装置から供給された処理水に広くほぼ均一に分散して短時間で効率的に大量に培養することができ、廃棄食品や余剰汚泥などの有機物を分解処理する過程で腐敗防止用に散布することもでき、悪臭の発生も防止しつつ有機物を使用して更に発酵菌を培養することができる。水の処理が、発酵菌の培養に大きく影響することを知見するに至り、ポンプで発生された高速水流の衝撃力と大きな水流速度差による剪断力と気泡破裂の超音波とによって水を処理する水処理装置が非常に培養上有効な手段として採用されている。廃棄食品や余剰汚泥などの有機物も粉砕だけでは、発酵菌にとって摂取する上で依然として大き過ぎる餌であり、発酵菌の培養上効率の悪い大きさにしかならない。本発明では、水の処理ばかりではなく、有機物も先ず回転歯付きロータなどの有機物粉砕装置による粉砕後にスラリー状にしてから更に水処理装置と同じ原理の超微粒子化装置によってミクロンレベルまで超微粒子化して発酵促進タンクに供給し、そこで粉砕状態よりも格段に大きな比表面積を発酵菌に提供することで処理された水に均一に分散した有機物を効率的に分解処理し、同時に用途の広い発酵菌の培養を促進することができる。

発酵促進タンクへの発酵菌の供給を、廃棄食品や余剰汚泥の貯溜部において散布した発酵菌とそれら廃棄食品や余剰汚泥と共に、及び／若しくは有機物粉砕装置において散布した発酵菌と粉砕された有機物と共に、及び／若しくは超微粒子化装置に混入された発酵菌と超微粒子化された有機物と共に行うと発酵促進タンクへ供給過程で腐敗を防止すると共に悪臭の発生を防止することができる。勿論発酵菌を発酵促進タンクに直接供給することもできる。

利用する有機物として廃棄食品には、バラ売りの果物や魚、醤油カスや焼酎カスなどの無包装の廃棄食品と包装された廃棄食品とを含んでおり、無包装の廃棄食品はそのまま余剰汚泥などと有機物として発酵菌培養のために粉砕処理に送られ、また包装された廃棄食品の紙パック入り牛乳や紙筒入りポテトチップ、ペットボトル入り飲料物などの丈夫な容器入り食品も柔軟容器入り食品も、廃棄包装食品の包装材分離装置の破砕部で破砕して、スクリーン付き円筒体内で回転螺旋羽根の回転によって中身の食品から包装材を分離することができ、今日コンビニエンスストアやスーパーマーケットの普及に伴って大量に廃棄されるようになった賞味期限の切れた廃棄包装食品に対し、家畜用飼料にも利用でき且つ発酵菌培養にも利用できるように包装材を除去した状態にできる。

丈夫な容器入り食品は、２軸式ロータリカッターや２軸式スクリュークラッシャーによって破砕され、スクリーン式選別機によって容器破片が中身の食品から分離される構成とすることで、丈夫な容器入り食品が大量に廃棄される所で破砕部に重点をおいた簡単な構成の専用機で分離処理をすることができる。また柔軟容器入り食品は、スクリーン付き円筒体内で破砕用突起又は羽根を食品入口部に備えた回転螺旋羽根の回転によって破砕され、スクリーン円筒部によって容器破片が中身の食品から分離される構成とすることで、柔軟容器入り食品が大量に廃棄される所で分離に重点をおいた簡単な構成の専用機で包装材の分離処理をすることができる。

発酵菌培養タンクと発酵促進タンクとに発酵菌と共生関係を取る光合成菌が添加されると、光合成菌はアミノ酸やミネラルやビタミン等の優れた栄養分に富んでいて菌体自身が有機肥料としても有用であり、互いに必要とする物質を供給しあって培養を早めてくれる他、腐敗菌が発生させる悪臭物質を栄養源として摂取するので更に腐敗防止を確実に行うことができる。また発酵菌培養タンクと発酵促進タンクが内部に撹拌手段を備えることで超微粒子化された水クラスタ間に更に均一に添加物や有機物を分散することができる。更に発酵促進タンクが内部に撹拌手段と温度制御手段とを備えることで超微粒子化された水クラスタ間に更に均一に有機物を分散し、発酵菌に適した温度で培養速度を高めることができる。

次に、本発明の代表的な実施形態の有機物を使用した発酵菌培養プラントを図面によって説明する。
図１から図３において、本発明の代表的な実施形態の有機物を使用した発酵菌培養プラント１は、廃棄食品や余剰汚泥などの有機物Ｗ１、Ｗ２を使用して発酵菌を培養すると共に有機物を発酵菌の培養の養分として分解処理するもので、ラクトバチルス菌などの発酵菌種を収容した種菌タンク２と、糖蜜を含む添加物を収容した添加物タンク３と、上水ｗの供給を受け、高圧ポンプ４１で発生された高速水流の衝撃力と大きな水流速度差による剪断力と気泡破裂の超音波とによって水を処理（水の分子集団が大きな外力によって分散、細分化されると推定される）する水処理装置４と、種菌タンク２から発酵菌種が、添加物タンク３から添加物が、水処理装置４から処理された水がそれぞれポンプで供給されて発酵菌を大量に培養する発酵菌培養タンク５と、賞味期限切れの各種包装廃棄食品などの有機物Ｗ１がコンベヤＣ１を介して供給され、破砕部６１において発酵菌培養タンク５からの培養発酵菌が散布ノズルＮ１で散布されるようになっていて、廃棄包装食品の破砕とパック片などの包装材片の異物Ｆ１の分離を行う包装材分離装置６と、無包装廃棄食品や食品加工残渣や余剰汚泥などの廃棄有機物Ｗ２がコンベヤＣ２を介して供給され、コンベヤＣ２において発酵菌培養タンク５からの培養発酵菌が散布ノズルＮ２で散布されるようになっていて、廃棄有機物の塊まりを粉砕する有機物粉砕装置（解砕機）７と、該解砕機７から粉砕残渣／汚泥の粉砕有機物がコンベヤＣ３を介して供給され、コンベヤＣ３において発酵菌培養タンク５からの培養発酵菌が投入部８１で散布ノズルＮ３によって散布されるようになっていて、キャップや石などの異物Ｆ２を除去するロータリ式スクリーン選別機８と、該選別機８と包装材分離装置６とから異物除去後の粉砕有機物が媒体の上水ｗの付加でスラリー状にしてコンベヤＣ４を介して供給を受け、スラリー供給部９５で発酵菌培養タンク５から配管を介して発酵菌の供給を受け、粉砕有機物と上水を共に高圧ポンプ４１で発生された高速水流の衝撃力と大きな水流速度差による剪断力と気泡破裂の超音波とによって処理して培養液を生成する超微粒子化装置９（上記水処理装置４と同じ原理で作動）と、超微粒子化された有機物と上水とから成る培養液を超微粒子化装置９からポンプを介して供給され、上記散布ノズルＮ１〜Ｎ３と配管を経て供給された発酵菌で培養液中の有機物を処理しながら発酵菌を更に増殖培養する発酵促進タンク１０とから構成されている。

発酵菌培養タンク５で大量に培養された発酵菌としては、ラクトバチルス菌などの乳酸菌や酵母菌や納豆菌が一般的に知られており、本プラントで各種の有機物の処理と発酵菌培養に使用されるが、レンダリングやグリーストラップでの悪臭防止やコンポスト／家畜下水処理を始め、生ゴミ保管、河川の汚泥処理、池などの底ヘドロ処理、魚介類加工工場残渣処理や焼酎カス処理などのために売却もされる。廃棄包装食品の包装材分離装置６からの包装材の異物Ｆ１が除去され粉砕され発酵菌が混入された廃棄食品は、そのまま家畜の飼料Ｅ１として出荷も可能であり、また搬送途中で塊まったり、更に粉砕が必要な場合に経路Ｒ１を経て適宜有機物粉砕装置（解砕機）７の上流部のコンベヤＣ２に搬送することができる。発酵促進タンク１０で大量に増殖培養された発酵菌は、家畜の木質チップ床や飼料に散布して更に栄養価の高い飼料にしたり、無臭養豚などの環境改善に利用されたり、間伐材や剪定材の処理場で採用されている縦形やプール形や回転ドラム式などの緩速発酵分解から急速発酵分解を行う各種の木質チップ処理機に添加されたり、農地の土壌改良の液体肥料や河川の浄化剤として使用するためにタンクローリーＴで出荷される。

ラクトバチルス菌などの発酵菌種は、有機物の処理現場や発酵菌の培養現場で採取されたものが、その現場での気候風土で生存してきたもので好ましく、細菌生存圏にできるだけ余計な摩擦をもたらさないようにして存分に効力を発揮できる丈夫な発酵菌を得ることができる。また発酵菌培養タンク５と発酵促進タンク１０とには、共生関係を取る光合成菌が添加され、互いに必要とする物質を供給しあって培養を早めてくれるほか、光合成菌は腐敗菌が発生させる悪臭物質を栄養源として摂取してくれ、次に説明するように発酵菌が増殖力を高める。即ち、光合成菌は、アミノ酸やミネラルやビタミン等の優れた栄養分に富んでいて菌体自身が有機肥料としても有用であるが、腐敗汚泥に会うと硫酸還元菌が発生させる硫化水素を栄養源として積極的に摂取するばかりでなく、有毒アミンであるプトレシンやカタベリン、また発癌催奇性のジメチルニトロサミンも好んで基質として摂取して分解除去する。更に、光合成菌は、緑農地に還元すると作物の根が嫌う有害物質を分解除去し、根の呼吸や栄養代謝系を守り、窒素固定も行って作物の増収をもたらす働きをするばかりでなく、上述のように栄養分に富んでいて土壌中の放線菌が好んで基質として使用することから放線菌の増殖も促進する。増殖された放線菌は、植物病原性の糸状菌を食い殺して更に増殖し、植物病原性の糸状菌による連作障害を防除する働きをする。

発酵菌培養タンク５には撹拌装置５１が適宜設けられる。また発酵促進タンク１０への発酵菌の供給は、上記のようにコンベヤＣ１上の有機物や包装材分離装置６の破砕部６１の有機物や選別機８の投入部８１での有機物に散布ノズルＮ１〜Ｎ３を介して行う以外に、廃棄食品や余剰汚泥の貯溜部において散布して、また発酵促進タンク１０に直接供給される。発酵促進タンク１０にも撹拌装置５１が適宜設けられ、更に必要に応じてヒータを備えた温度制御装置（図示省略）も適宜設けられる。

水処理装置４は、高圧ポンプ４１が発生する高速水流による滝壷作用のような衝撃力と大きな水流速度差による剪断力と気泡破裂の超音波によって上水ｗを処理するものであり、有機物微細化装置９も同じ原理でスラリー状の有機物を超微粒化する。水処理装置４は、例えば図２ａと図２ｂに示すように、中空円筒容器４２を天板４２ａと底板４２ｂと周囲壁４２ｃとから形成し、内部に円筒内壁４３ｃを同心状に設けて外側の環状流路４３と内腔室４４とを形成している。周囲壁４２ｃの底板４２ｂの近くに水噴出管４１ａの吐出口部４１ｂを接線方向から内部に向けて取り付け、高圧ポンプ４１から供給される水流によって環状流路４３内に循環する、例えば約８ｍ／秒以上の高速水流Ｈ１を発生させる。処理すべき上水ｗ（有機物スラリーＳ）を高速水流Ｈ１に略直角に衝突させるために、円筒内壁４３ｃに縦長のスロット４３ｄを複数形成すると共に上水供給管４５（スラリー供給部９５）を内腔室４４に開口するように天板４２ａに取り付けて、上水ｗ（スラリーＳ）を内腔室４４を経て縦長のスロット４３ｄから環状流路４３へ供給するようにしている。スロット４３ｄから出た混合領域Ａで、スラリーＳ中の有機物を衝撃による圧縮と、高速水流Ｈ１による剪断とキャビテーションとによって、また高速水流Ｈ１と円筒内壁４３ｃの外面や周囲壁４２の内面に沿った付着水との大きな速度差による剪断とによって１〜１０μｍまで微粒化する。水噴出管４１ａからの水流に気泡を混入する気泡発生器を水噴出管４１ａに付設してもよい。処理された上水ｗ´はポンプで排出管４６を経て発酵菌培養タンク５に送られる。有機物微細化装置９においては、微粒化されて比表面積を増大した有機物を含む培養液Ｓ´の大部分をポンプで排出管９６を経て発酵促進タンク１０に送り出す。その場合、半径が１ｍｍの球状有機物の比表面積が０．００１２０ｍ² ／ｇにすぎなかったものが、半径が０．０００１ｍｍの球状に微細化されているとすると、比表面積は１２．０ｍ² ／ｇと１万倍にも成り、従って１万倍の数の発酵菌が表面に付着することができて、発酵菌培養タンク５や発酵促進タンク１０において発酵菌を効率的に大量に培養することができる。高圧ポンプ４１、９１は、水処理装置４や有機物微細化装置９の環状流路４３内から吸水する循環方式を取っている。

廃棄包装食品の包装材分離装置６は、図３ａから図３ｄにおいて、その供給側に相当する上流側端部の上方にほぼ水平に搭載され、投入部６１ａから廃棄包装食品Ｗ１が投入されて廃棄包装食品破片に破砕して出口６１ｄから分離部６２ａへ供給する破砕部６１と、出口６１ｄに接続していて供給されてくる廃棄包装食品破片を横長の回転螺旋体６５によって包装材破片の排出側に相当する下流側へ搬送しながら解して分離する分離室６２とから構成されており、分離室６２は、横長の円筒体６３を構成しているスクリーンによって分離包装材破片Ｆ１と分離食品Ｗ１´とに分ける分離部６２ａと、分離包装材破片Ｆ１を排出する排出部６８と、分離食品Ｗ１´を排出する排出部６９とを有している。

破砕部６１は、ほぼ水平のケーシング６１Ａのほぼ全長に渡って上方に廃棄包装食品Ｗの投入部のホッパー６１ａを備えると共に、ケーシング６１Ａの内部において投入廃棄食品Ｗ１を上から下に噛み込んで破砕しながら下流端部の出口６１ｃに送るように等速度で反対方向に回転駆動される一対の互いに内側でオーバーラップして平行に回転可能に軸受けされた歯付き破砕螺旋体６１ｂ、６１ｃを収容して構成されている。一方の破砕螺旋体６１ｂは、モータＭ１によって回転駆動され、各軸部に固定された互いに噛み合う歯車１６ｄ、１６ｅを介して他方の破砕螺旋体６１ｃを反対方向に回転駆動する。破砕螺旋体６１ｂ、６１ｃには、歯が回転方向に先端を向けて複数個等間隔で螺旋周縁に配列されていて、スリップを防いで廃棄包装食品Ｗ１の噛み込みを促進する。

分離室６２は、前後の両端壁６２ａ、６２ｂで塞がれたスクリーン製の横長の円筒体６３から成る分離部６２ａと、これを取り囲むと共に前後の両端壁６２ａ、６２ｂを共有した上部ケーシング６６及び漏斗状の横断面をなす下部ケーシング６７と、包装材破片用口として上部ケーシング６６の下流側端部に搭載された分離包装材破片Ｆ１を排出する排出部６８と、下部ケーシング６７の下部に搭載された分離食品Ｗ１´を排出する排出部６９とから構成されている。分離部６２ａは、多数の２〜３ｍｍの直径孔を有したパンチングメタルなどのスクリーン製の円筒体６３から成るが、上部ケーシング６６に搭載された排出部６８と連通した包装材破片用出口を形成するために下流側上端部に矩形開口を設けている。上部ケーシング６６は、スクリーン６３を通過してくる分離食品Ｗ１´を受け止めて下部ケーシング６７に落下させるために円筒体６３との間に隙間を設けており、また排出部６８を除いて開閉可能に下部ケーシング６７に蝶番で連接されている。分離食品排出部６９は、下部ケーシング６７の下部にほぼ水平に搭載され、モータＭ２で回転駆動されるスクリューコンベヤ６９ａと排出ノズル部６９ｂとから構成されている。

回転螺旋体６５は、モータＭ３によって例えば３００〜６００ＲＰＭで、又は１０〜２５ｍ／秒の周速度で回転駆動される回転軸６５ａと、その周面上において供給側軸端から包装材破片用出口の手前まで延びると共に円筒体６３の内面に外縁が接するように半径方向に突出して設けられた２枚の前置螺旋羽根６５Ａと供給側軸端から離れ場所から包装材破片用出口側終端まで延びると共に円筒体６３の内面に外縁が接するように半径方向に突出して設けられた２枚の後置螺旋羽根６５Ｂと、供給側軸端部に取り付けられた一対のブレードＢとを有しており、前置螺旋羽根６５Ａと後置螺旋羽根６５Ｂとは周囲方向において交互に配列されている。前置螺旋羽根６５Ａと後置螺旋羽根６５Ｂとは、供給側の前縁部を斜め後方に傾斜させて破砕部６１からの破砕包装食品の受け入れを容易にすると共に該前縁部に三角形状の散らし板を回転方向に突出させている。各螺旋羽根６５Ａ、６５Ｂは、外縁を細長いゴム板で形成しており、交換可能に取り付けられている。ブレードＢは、等しい間隔で複数枚設けることができる。別の形態の回転螺旋体として、回転軸の上流側周面上において下流側の包装材破片用出口に向かって破片送りかけるように螺旋状に４条に間隔をおいて配列された複数の突起と、該４条に配列された複数の突起の列の間において供給側軸端から離れ場所から包装材破片用出口側に向かって延び、円筒体６３の内面に外縁が接するように設けられた４枚の螺旋羽根と、供給側軸端部に取り付けられた上述の一対のブレードとで構成される。

丈夫な容器入り食品は、２軸式ロータリカッターや２軸式スクリュークラッシャーによって破砕され、スクリーン式選別機８によって容器破片が中身の食品から分離される構成をとることができる。柔軟容器入り食品は、上記廃棄包装食品の包装材分離装置６の破砕部６１を省略した構成とでき、スクリーン付き円筒体内で破砕用突起又は羽根を食品入口部に備えた回転螺旋羽根の回転によって破砕され、スクリーン円筒部によって容器破片が中身の食品から分離される構成をとることができ、専用化と簡略化ができる。

本発明の活用例として下水道施設の無い山岳や僻地で収集される糞尿に、大量に培養した発酵菌を光合成菌と共に投入すると、トイレの浄化にも利用できる。

本発明の代表的な実施形態の有機物を使用した発酵菌培養プラントの構成を示した作業フローブロック線図。同プラントの水処理装置と超微粒子化装置に使用される微粒化装置の一部切り欠き平面図。同プラントの水処理装置と超微粒子化装置に使用される微粒化装置の一部切り欠き立面図。同プラントの廃棄包装食品の包装材分離装置の一部切り欠き立面図。同プラントの廃棄包装食品の包装材分離装置の一部切り欠き平面図。同プラントの廃棄包装食品の包装材分離装置の回転螺旋体の立面図。同プラントの廃棄包装食品の包装材分離装置の回転螺旋体の平面図。従来の発酵菌を使用した廃棄物処理装置の縦断面図。従来の発酵菌を使用した廃棄物処理装置の横断面図。

符号の説明

１：有機物を使用した発酵菌培養プラント
２：種菌タンク
３：添加物タンク
４：水処理装置
４１：高圧ポンプ
５：発酵菌培養タンク
５１：撹拌手段
６：有機物粉砕装置（包装材分離装置）
６１：破砕部
６３：スクリーン付き円筒体
６５：回転螺旋羽
７：有機物粉砕装置
８：スクリーン式選別機
９：超微粒子化装置
９１：高圧ポンプ
１０：発酵促進タンク
Ｈ１：高速水流
Ｗ１：廃棄包装食品
Ｗ２：無包装上水や余剰汚泥
ｗ：上水

Claims

ラクトバチルス菌などの発酵菌種を収容した種菌タンクと、
糖蜜を含む添加物を収容した添加物タンクと、
中空円筒容器内部に円筒内壁を同心状に設けて環状流路と内腔室とを形成し、該環状流路に水噴出管を取り付け、ポンプから供給される水流によって環状流路内に循環する約８ｍ／秒以上の高速水流を発生させると共に、処理すべき上水を高速水流に衝突させるために、円筒内壁に縦長のスロットを複数形成すると共に上水供給管を内腔室に開口するように取り付けて、上水を内腔室を経て縦長のスロットから環状流路へ供給するようにし、スロットから出た混合領域で、高速水流の衝撃力と、高速水流と円筒内壁の外面や周囲壁の内面に沿った付着水との大きな速度差による剪断力とによって処理し、処理された上水をポンプで排出管を経て発酵菌培養タンクに送る水処理装置と、
上記種菌タンクから発酵菌種が、上記添加物タンクから添加物が、上記水処理装置から水処理された水がそれぞれ供給されて発酵菌を大量に培養する発酵菌培養タンクと、
廃棄食品や余剰汚泥などの有機物の供給を受けて、粉砕する有機物粉砕装置と、
該有機物粉砕装置から粉砕有機物が媒体の上水の付加でスラリー状にしてから供給され、粉砕有機物を超微粒子化すると共に水を上記水処理装置と同様に処理するもので、中空円筒容器内部に円筒内壁を同心状に設けて環状流路と内腔室とを形成し、該環状流路に水噴出管を取り付け、ポンプから供給される水流によって環状流路内に循環する約８ｍ／秒以上の高速水流を発生させると共に、処理すべき上水と有機物スラリーを高速水流に衝突させるために、円筒内壁に縦長のスロットを複数形成すると共にスラリー供給部を内腔室に開口するように取り付けて、スラリーを内腔室を経て縦長のスロットから環状流路へ供給するようにし、スロットから出た混合領域で、スラリー中の有機物を衝撃による圧縮と、また高速水流と円筒内壁の外面や周囲壁の内面に沿った付着水との大きな速度差による剪断とによって１〜１０μｍまで微粒化し、ポンプで排出管を経て発酵促進タンクに送る超微粒子化装置と、
該超微粒子化装置から超微粒子化された有機物と処理された水の供給を受け、上記発酵菌培養タンクから発酵菌の供給を受けて有機物を処理しながら発酵菌を培養する発酵促進タンクとから構成されていることを特徴とする有機物を使用した発酵菌培養プラント。
上記発酵促進タンクへの発酵菌の供給は、上記廃棄食品や余剰汚泥の貯溜部において散布された発酵菌とそれら廃棄食品や余剰汚泥と共に、及び／若しくは上記有機物粉砕装置において散布された発酵菌と粉砕された有機物と共に、及び／若しくは上記超微粒子化装置に混入された発酵菌と超微粒子化された有機物と共に供給され、及び／若しくは上記発酵促進タンクに直接供給される請求項１記載のプラント。
上記廃棄食品は、無包装の廃棄食品と包装された廃棄食品とを含んでおり、包装された廃棄食品は、紙パック入り牛乳や紙筒入りポテトチップ、ペットボトル入り飲料物などの丈夫な容器入り食品と柔軟容器入り食品とを含んでおり、これら丈夫な容器入り食品及び柔軟容器入り食品は、破砕部で破砕部された包装食品をスクリーン付き円筒体内で回転螺旋羽根の回転によって中身の食品から包装材を分離する廃棄包装食品の包装材分離装置によって包装材が分離された状態になっている請求項１記載のプラント。
上記丈夫な容器入り食品は、２軸式ロータリカッターや２軸式スクリュークラッシャーによって破砕され、スクリーン式選別機によって容器破片が中身の食品から分離される請求項３記載のプラント。
上記柔軟容器入り食品は、スクリーン付き円筒体内で破砕用突起又は羽根を食品入口部に備えた回転螺旋羽根の回転によって破砕され、スクリーン円筒部によって容器破片が中身の食品から分離される請求項３記載のプラント。
上記発酵菌培養タンクと上記発酵促進タンクとは、発酵菌と共生関係を取る光合成菌が添加される請求項１記載のプラント。
上記発酵菌培養タンクと上記発酵促進タンクとは、内部に撹拌手段を有している請求項１又は６記載のプラント。
上記発酵促進タンクは、内部に撹拌手段と温度制御手段とを有している請求項１，６又は７記載のプラント。