JP4255335B2

JP4255335B2 - 生ごみ処理方法及びその装置

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Publication number: JP4255335B2
Application number: JP2003296918A
Authority: JP
Inventors: 博明吉川; 洋城吉村; 英二高橋
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: JP2005066418A

Description

本発明は、生ごみを加熱して乾燥させる生ごみ処理に関し、温度制御の適正化を実現した生ごみ処理方法及びその装置に関する。

厨房等から出る生ごみは多量の水分、油、繊維等を多く含んでおり、これらを乾燥により除去すれば、減量化を図ることができる。乾燥させた生ごみは、有機肥料原料としての用途の他、廃棄処理が容易になる。この生ごみ乾燥処理に関する先行特許文献には次のようなものがある。
特開２００２−３５５６３５号公報この特許文献１には、生ごみを加熱する処理槽から出る蒸気を凝縮手段に循環させて冷却させると、蒸気から凝縮水が分離するが、この凝縮水を分離させた蒸気を処理槽に戻す生ごみ処理方法及びその装置が開示されている。この処理方法及び装置では、処理槽内の生ごみの温度を所定温度に到達させたとき、生ごみに加える熱量を減少させるとともに、凝縮手段の入側温度と出側温度との温度差が所定温度に到達したとき、又は、入側温度又はその昇温勾配が所定値になったとき、乾燥終了としている。

ところで、生ごみの乾燥処理は、生ごみに含まれる油分や水分、生ごみ量、外気温等でその処理結果に相違が生じる上、処理温度の画一的且つ段階的な処理では最終的な乾燥度に相違が生じ、生ごみによっては不完全処理となったり、焦げつきを生じたり等の不都合を生じるおそれがある。

そこで、本発明は、生ごみの特性、生ごみ量や外気温等の影響を受けることがない生ごみ処理方法及びその装置を提供することを目的とする。

斯かる目的を詳細に述べれば、生ごみの処理状況を監視して処理温度等を制御して処理機能を高めた生ごみ処理方法及びその装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するため、本発明の生ごみ処理方法は、処理槽４に入れた生ごみ３を加熱手段（ヒータ３２）により加熱する生ごみ処理方法であって、前記加熱手段の加熱温度に最高加熱温度と最低加熱温度とを設定する処理と、前記生ごみの処理開始により、前記加熱手段に最高加熱温度を設定して加熱処理を開始し、その最高加熱温度での加熱処理で前記生ごみの水分蒸発によって生じる前記処理槽内の処理温度の上昇及び下降の検知に基づき、前記処理温度のピーク値を検出する処理と、前記最高加熱温度で加熱処理を維持し、前記ピーク値を経て前記処理温度が下降した後、前記処理温度にピーク値が生じた際に前記最高加熱温度より低い加熱温度に変更して加熱処理を維持し、ピーク値が生じる度に低い加熱温度に変更して前記加熱処理を行う処理とを含む構成である。

斯かる構成において、加熱手段の加熱温度は、加熱手段の発熱温度、加熱手段から処理槽に加えられる加熱による温度である。これに対し、処理槽内の処理温度は、処理槽内の温度、処理槽の槽壁温度の何れでもよい。加熱手段の加熱温度は、最高加熱温度と最低加熱温度とが設定され、最高加熱温度と最低加熱温度との間が加熱温度の制御可能な温度幅であって、この温度幅内に所定温度で段階的又は連続的に変更される加熱温度である。

そして、処理開始とともに、加熱温度が最高加熱温度に設定され、処理槽内の処理温度はその最高加熱温度に上昇するが、その処理中に処理温度には下降が生じた後、上昇傾向に転じ、その結果、ピーク値が発生する。これは、当初の加熱段階での加熱量は一定であっても、処理温度として例えば、槽壁温度が上昇した後、水分の蒸発が活発化し、加熱熱量より蒸発熱量が上昇するため、処理温度が下降し、その蒸発の進展に伴って処理温度は上昇傾向となり、処理温度にピーク値が発生する。この処理温度にピーク値を呈する事象を捉え、加熱温度の変更を行う。即ち、そのピーク値の検出に基づき、加熱温度を所定温度だけ低下又は上昇させて加熱処理を行う。このような加熱制御を行えば、生ごみの種類及び量に対応して加熱処理を行うことができ、効率的な乾燥とともに、生ごみの乾燥度合のばらつきが抑制され、均一な乾燥を行うことができる。

斯かる目的を達成するためには、前記加熱処理は、前記処理温度の下降レベルが所定値以内の場合には、前記加熱温度を所定温度だけ低い加熱温度に変更し又は前記加熱温度で維持し、前記処理温度の下降レベルを超えた場合には、現在の加熱温度を所定温度だけ高い加熱温度に変更させて加熱処理を行う構成としてもよい。斯かる構成とすれば、処理温度の下降レベルが所定値を超えた場合、加熱処理が不十分であるか、生ごみの追加投入が予想されるので、加熱温度を低下させるのではなく、上昇させて加熱処理の実行性を高めている。

斯かる目的を達成するためには、前記最低加熱温度に前記加熱温度が到達し、その加熱温度を維持させた際に、前記処理温度が前記ピーク値を超えて上昇したことが検知されたとき、前記乾燥処理を終了させる構成としてもよい。斯かる構成とすれば、加熱温度の段階的な低下を経て加熱処理が進み、その結果、生ごみの乾燥は完了時期に到達する。そこで、最低加熱温度に到達した際、処理温度がピーク値を超えて上昇した場合、生ごみから発生する蒸気が少なく、乾燥終了を検知することができる。

斯かる目的を達成するためには、前記ピーク値の検出の際に用いられた前記処理温度の下限温度を基準値とし、この基準値から所定温度だけ上昇した処理温度を前記加熱処理の終了点に設定した構成としてもよい。同様に、生ごみの乾燥終了を検知することができる。

斯かる目的を達成するため、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽４に入れた生ごみ３を加熱手段（ヒータ３２）により加熱する生ごみ処理装置であって、前記処理槽内の前記生ごみを加熱する前記加熱手段の加熱温度を検出する第１の温度検出手段（温度センサ３４）と、前記加熱手段で加熱される前記処理槽内の前記生ごみの処理温度を検出する第２の温度検出手段（温度センサ３６）と、前記加熱手段の加熱温度として最高加熱温度及び最低加熱温度とともに、これら最高加熱温度と最低加熱温度との間で所定温度だけ下降又は上昇させる加熱温度を設定し、前記生ごみの処理開始により前記加熱手段に最高加熱温度を設定して加熱処理を開始し、その最高加熱温度での加熱処理で前記生ごみの水分蒸発によって生じる前記処理槽内の処理温度の上昇及び下降の検知に基づき、前記処理温度のピーク値を検出し、該ピーク値の検出の後も前記最高加熱温度で加熱処理を維持し、前記ピーク値を経て前記処理温度が下降した後、前記処理温度にピーク値が生じた際に前記最高加熱温度より低い加熱温度に変更して加熱処理を維持し、ピーク値が生じる度に低い加熱温度に変更して加熱処理を行う制御手段（制御装置８６）とを備えた構成である。

この生ごみ処理装置において、第１の温度検出手段は、処理槽内の生ごみを加熱する加熱手段の加熱温度を検出し、第２の温度検出手段は、加熱手段で加熱される処理槽内の生ごみの処理温度を検出する。そして、制御手段では、加熱手段の加熱温度として最高加熱温度及び最低加熱温度とともに、これら最高加熱温度と最低加熱温度との間で所定温度だけ下降又は上昇させる加熱温度を設定し、生ごみの処理開始により、加熱手段に最高加熱温度を設定して加熱処理を開始し、その最高加熱温度での処理中に処理槽内の処理温度の上昇及び下降の検知に基づいて処理温度のピーク値を検出し、このピーク値に応じて加熱温度を変更させる。

斯かる構成とすれば、既述の生ごみ処理方法における各処理を上記生ごみ処理装置で行うことができ、生ごみの種類及び量に対応して加熱処理を行うことができ、効率的な乾燥とともに、生ごみの乾燥度合のばらつきが抑制され、均一な乾燥を行うことができる。

(1) 本発明によれば、生ごみの種類、量、外気温に違いが生じても、その都度適正な制御が可能である。

(2) 本発明によれば、生ごみに対応した加熱処理が可能となり、加熱ロスを抑制することができる。

(3) 本発明によれば、生ごみの焦げ付きを防止でき、肥料として乾燥処理物を利用でき、廃棄処理が容易になる。

本発明の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る生ごみ処理装置の概要を示している。

この生ごみ処理装置２において、乾燥処理の被処理物として例えば、生ごみ３が収容される処理槽４には例えば、底面側を半円筒状とした容器が用いられ、この処理槽４内には生ごみ３を攪拌する攪拌手段としての攪拌羽根車であるスクレーパ６が設けられている。このスクレーパ６は、例えば、回転軸８に放射状に突設した複数のアーム１０の先端に攪拌羽根１２を取り付けたものであり、回転軸８の両端が処理槽４の側面に設けられた軸受１４によって回転可能に支持されている。回転軸８には、攪拌モータ１６からの回転力を受けるためのプーリ１８が取り付けられ、このプーリ１８と攪拌モータ１６側の駆動プーリ２０との間には、駆動チェーン２２が懸け回されている。即ち、スクレーパ６には攪拌モータ１６により矢印Ａ、Ｂで示すように、所望の回転、連続回転、断続回転、正逆回転等の回転パターンを持つ回転が付与される。このスクレーパ６の回転により、処理槽４内の生ごみ３が攪拌されるとともに粉砕される。この実施形態では、スクレーパ６の回転駆動手段として攪拌モータ１６を用いているが、エンジン等の駆動手段を用いてもよく、回転伝達手段にはプーリ１８及び駆動プーリ２０に代えてスプロケットホイール及びチェーンでもよく、また、ギア機構等を用いてもよい。

この処理槽４の上部側には、生ごみ３を処理槽４内に装填するための投入口２４が形成されているとともに、この投入口２４を開閉する扉２６がヒンジ２８で開閉可能に取り付けられている。即ち、扉２６は把手３０を持って開閉可能であり、閉止状態では図示しないパッキン等の封止手段によって処理槽４を密封状態に維持するものである。

また、この処理槽４の底面部には処理槽４内の生ごみ３の加熱手段としてヒータ３２が設置されている。このヒータ３２には、加熱温度として最高加熱温度、最低加熱温度とともにこれらの最高加熱温度と最低加熱温度との温度幅内に段階的又は連続的に変更させる加熱温度が設定される。ヒータ３２の発熱温度の検出手段である第１の温度検出手段として温度センサ３４が設置されている。この温度センサ３４は、換言すれば、生ごみ３に加えられる熱量についての加熱温度を検出する温度検出手段を構成している。この実施形態にあっては、処理槽４の湾曲面に沿ってヒータ３２が設置されている。加熱手段としては、石油や燃料ガスを燃焼させるバーナ等を用いてもよく、エンジン等を熱源として用いてもよい。また、処理槽４内の処理温度、槽壁温度等を検出する第２の温度検出手段として温度センサ３６が処理槽４のスクレーパ６の攪拌羽根１２との接触を避ける部分に設置され、例えば、処理槽４の側壁の外面部に取り付けられている。生ごみ３の処理温度が沸騰温度１００℃を超えると、生ごみ３の焦げ付きが発生し易くなるので、その処理温度、槽壁温度が温度センサ３６によって検出される。

そして、処理槽４で発生した蒸気４０を冷却させて凝縮する冷却手段ないし凝縮手段としてラジエター４２が設置され、このラジエター４２と処理槽４との間には蒸気４０を循環させるための循環手段として循環路４４が設けられており、この循環路４４は往管４６及び戻管４８で構成されている。即ち、処理槽４内で発生した蒸気４０はラジエター４２に流れ、冷却、凝縮させた後、処理槽４内に循環する。ラジエター４２は、蒸気４０を分流させて通流する複数の細管５０を備えるとともにその細管５０に放熱フィン５２を取り付けたものである。このラジエター４２には放熱手段として例えば、放熱ファン５４が設けられ、この放熱ファン５４は駆動手段であるモータ５６によって駆動される。この放熱ファン５４の回転によってラジエター４２に冷却空気Ｃが通流して放熱が促進され、ラジエター４２内を通過する蒸気４０が放熱、冷却され、凝縮水５８を生じる。

この実施形態では、ラジエター４２は放熱面を水平方向にした縦置型であり、その底面側に設けられた気水分離部６０に蒸気４０の冷却により発生する凝縮水５８が導かれる。この気水分離部６０には排水管６２が連結されており、この排水管６２の中途部には外気を取り入れるための給気ホース６４が設けられている。

往管４６が接続されているラジエター４２の入側には冷却前の蒸気温度を検出する第３の温度検出手段として、ラジエター４２の入側温度を検出する温度センサ６６、気水分離部には第４の温度検出手段として、ラジエター４２の出側温度を検出する温度センサ６８が設けられている。また、戻管４８には蒸気４０を強制的に循環させる手段として循環ファン７０が取り付けられ、この循環ファン７０は駆動手段であるモータ７２によって駆動される。この循環ファン７０の下流側の戻管４８には、循環ファン７０により凝縮後の気体４１に加えられる圧送圧力とともに気体４１の一部を外気に導く排気手段として排気管７４が分岐されている。この場合、循環ファン７０側に導かれる凝縮後の気体４１は、戻管４８を通して処理槽４側に流れる気体４１Ａと排気管７４側に流れる気体４１Ｂとに分離される。排気管７４には触媒等を用いて臭気を分解する脱臭器７６が設置され、この脱臭器７６には脱臭反応を活性化させるため、触媒を加熱する手段としてヒータ７８が設けられている。

なお、安定して気体４１が排気管７４に流れ、脱臭器７６で脱臭できるようにするために、戻管４８内にはふさぎ板９０が設けられている。このふさぎ板９０により戻管４８内の内圧が高められる。排水管６２中途部には外気を取り入れるための給気ホース６４が設けられ、循環ファン７０側に導かれる凝縮後の気体４１の圧力の平均化が図られている。斯かる構造とすることにより、脱臭器７６の小型化を図りながら、効率的な脱臭を行うことができる。

次に、制御装置８６について、図２を参照して説明する。図２は生ごみ処理装置の制御装置の概要を示している。

操作入力装置９４からの運転指令、温度センサ３４、３６、６６、６８等の制御情報により攪拌モータ１６の回転制御やヒータ３２の駆動及び温度制御を行う制御手段として制御装置８６が設けられている。この制御装置８６は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９６、ＥＥＰＲＯＭ９７、ＲＡＭ９８、タイマ９９が設けられ、また、操作入力装置９４から運転を指令する運転指令等の入力として、温度センサ３４、３６、６６、６８等からの入力を受ける入力部９０、ヒータ３２、攪拌モータ１６、循環ファンモータ７２、放熱ファンモータ５６、脱臭ヒータ７８等を制御するための出力を行う駆動出力部９２が設けられている。ＥＥＰＲＯＭ９７には制御を行うためのプログラムとともに、各種規定値として、生ごみ３の加熱温度として例えば、ヒータ３２の発熱温度としてヒータ３２の表面温度ないしヒータ３２の設定温度としてヒータ温度Ｔｈ₁に対し３００℃、ヒータ温度Ｔｈ₂に対し２８０℃、ヒータ温度Ｔｈ₃に対し２６０℃、ヒータ温度Ｔｈ₄に対し２４０℃が記憶されており、外部設定装置（ＰＣ：Personal Computer ）１００等を必要に応じて接続し、操作することにより自由にその内容や設定を変更することができる。タイマ９９は、独立した計時手段としてのタイマ、ＣＰＵ９６等で構成されるタイマ機能の何れでもよい。この実施形態では、最高加熱温度としてヒータ温度Ｔｈ₁、最低加熱温度としてヒータ温度Ｔｈ₄が設定され、その温度幅内に段階的に変更可能なヒータ温度Ｔｈ₂、Ｔｈ₃が設定されている。そして、これらヒータ温度Ｔｈ₁、Ｔｈ₂、Ｔｈ₃、Ｔｈ₄は処理槽４に加えられる加熱量として把握される。

ここで、生ごみ３の加熱乾燥において、その焦げ付きを防止しながら乾燥を行うためには焦げ付かない程度の加熱量で行うことが必要であり、その加熱量で最初から最後まで処理を行うと長時間を要することになるので、最初の段階を最高加熱温度であるヒータ温度Ｔｈ₁で加熱し、処理の進行に伴って徐々に加熱量を下げ、最終段階で焦げ付かない程度の加熱量として最低加熱温度であるヒータ温度Ｔｈ₄に移行させる。この結果、生ごみ３の焦げ付きが防止され、加熱量の切替えは、それ以上同じ加熱量を加えると焦げ付きを生じる前に行うことが必要である。

次に、生ごみ３の乾燥処理について、図３及び図４を参照して説明する。図３はヒータ温度と槽壁温度の変化を示すグラフであり、図４は、斯かる処理において、ラジエター４２の入側温度と出側温度との関係を同時に示したグラフである。

最初の加熱温度としてヒータ温度Ｔｈ₁での加熱段階において、処理温度として槽壁温度が上昇した後、水分蒸発が活発化し、この場合、加熱熱量＜蒸発熱量の関係から、槽壁温度は少し低下する。即ち、ピーク値が生じる。そこで、槽壁温度の上昇後下がり始めの最高温度をＲＡＭ９８に記憶しておき、その後、所定時間Ｔ₁、例えば１回の生ごみ処理量が２０ｋｇの処理では３０分、１回の生ごみ処理量が５０ｋｇ又は８０ｋｇの処理では５５分程度を設定し、記憶値を超えない場合、その値をピーク値Ｔｎｄとして検出する。一旦、低下した温度は生ごみ３の乾燥が進むにつれ、再び上昇を始めるが、最低温度とピーク値Ｔｎｄの差温を落ち込み温度差ＴｄｏｗｎとしてＲＡＭ９８に記憶する。落ち込み温度差Ｔｄｏｗｎは、加熱終了の基準値として用いることができる。温度上昇が進み、再びピーク値Ｔｎｄに達したときは、加熱熱量＞蒸発熱量の状態になっていることから、そのままの加熱量では処理温度である槽壁温度は上昇を続け、これを維持すると、焦げ付きが発生するので、加熱量を低下させる。このような制御を行えば、生ごみ３の成分や量に違いがあっても、その生ごみ３に適した切替温度を把握することができる。

このような温度を固定値とすれば、その温度になかなか達しないために大きな加熱量で乾燥を続けることとなり、焦げ付きの発生原因となるが、処理温度を水分蒸発に適した温度に設定すれば、常に効率の悪い低い温度で処理となり、全体的な処理時間が長くなり、非効率であることが実験により確認されている。

そこで、処理温度にピーク値Ｔｎｄが生じたとき、加熱温度即ち、加熱量を段階的に下げて行くと、即ち、段階的に加熱温度を下げると、それに伴って加熱量が減少し、槽壁温度は一旦下がるが、生ごみ３の水分が蒸発して減少するため、処理温度は再び徐々に上昇する。このような生ごみ３中の水分減少に伴って加熱量を減少させれば、高効率で乾燥を促進させながら焦げ付きも防止できる。

槽壁温度がピーク値Ｔｎｄより所定温度ΔＴ₁、例えば１回の生ごみ処理量が２０ｋｇの処理では５℃、１回の生ごみ処理量が５０ｋｇ又は８０ｋｇの処理では４℃だけ低い温度Ｔｎｓ以下に低下したとき、加熱量、即ち、加熱温度を上昇させる。これは、乾燥処理中に追加の生ごみ投入を行った際に行い、生ごみ３の追加投入が行われても、効率的な生ごみ処理が可能となる。また、追加投入を行わなくても、加熱量を下げたときに槽璧温度が下がりすぎる場合もある。これは特に処理量が多いときに発生し、現状の加熱量では非効率な処理となるので、この場合にも加熱温度を上昇させる。

最終段階であるヒータ温度Ｔｈ₄での加熱段階では、処理温度としての槽壁温度がピーク値Ｔｎｄより所定温度ΔＴ₂、例えば１回の生ごみ処理量が２０ｋｇの処理では２℃、１回の生ごみ処理量が５０ｋｇ又は８０ｋｇの処理においてはピーク値Ｔｎｄの次の落ち込み温度差Ｔｄｏｗｎにより決まり、落ち込みが１℃以下のとき５℃、１℃より大きく２℃以下は４℃、２℃より大きく３℃以下は３℃、３℃より大きく４℃以下は２℃、４℃より大きいと１℃だけ高い温度Ｔｎｅ以上に上昇したことを参照情報として加熱処理の終了の判断を行う。この所定温度ΔＴ₂の加減により乾燥度合に相違が生じることになる。

斯かる処理において、ラジエター４２の入側温度及び出側温度の推移は、生ごみ３の乾燥処理開始から乾燥終了に至るまで、処理温度と同様に推移することになる。

次に、生ごみ３の乾燥処理について、図５を参照して説明する。図５は槽壁温度のピーク値Ｔｎｄを決定する処理を示すフローチャートである。

この処理は、加熱処理の初期段階、即ち、最高加熱温度であるヒータ温度Ｔｈ₁での加熱段階で行う処理である。ピーク値Ｔｎｄの決定値は通常の加熱処理における加熱量の切替えの基準及び乾燥処理の完了判断の基準に用いられる。ピーク値Ｔｎｄに初期値として０℃を記憶する（ステップＳ１）。槽壁温度が上限値として例えば、９０℃以下か否かを判定し（ステップＳ２）、槽壁温度が上限値を超えた場合はステップＳ７に移行し、上限値を超えた値をピーク値Ｔｎｄにすることはない。槽壁温度が上限値以下の場合には、槽壁温度が記憶しているピーク値Ｔｎｄより高温か否かを判定し（ステップＳ３）、ピーク値Ｔｎｄ以下の場合はステップＳ６へ移行する。

記憶しているピーク値Ｔｎｄより槽壁温度が高温の場合には、新たなピーク値Ｔｎｄとして記憶値を更新する（ステップＳ４）。記憶しているピーク値Ｔｎｄの経過時間を計測するため、タイマ９９を初期化した後、経時をスタートさせる（ステップＳ５）。その後、ステップＳ２に戻る。槽壁温度がピーク値Ｔｎｄ以下で所定時間Ｔ₁が経過したか否かを判定する（ステップＳ６）。所定時間Ｔ₁として例えば、１回の生ごみ処理量が２０ｋｇの処理では３０分、１回の生ごみ処理量が５０ｋｇ又は８０ｋｇの処理では５５分以上時間経過していると、記憶しているピーク値Ｔｎｄが確定し、ピーク値Ｔｎｄが決定される。所定時間Ｔ₁が経過していない場合は、ステップＳ２に戻り、同様の処理を行う。また、槽壁温度が上限値以上になった場合には、上限値をピーク値Ｔｎｄとし、ピーク値Ｔｎｄを決定する（ステップＳ７）。上限値以上がピーク値Ｔｎｄとなると、生ごみ３の焦げ付きの原因になるので、これを回避している。

次に、生ごみ３の乾燥処理について、図６を参照して説明する。図６は乾燥処理を示すフローチャートである。

乾燥処理が開始されると、初期温度として最高加熱温度であるヒータ温度Ｔｈ₁で加熱を開始する（ステップＳ１１）。槽壁温度のピーク値の決定を示すフローチャート（図５）により、ピーク値Ｔｎｄが決定される（ステップＳ１２）。そこで、槽壁温度がピーク値Ｔｎｄを超えたか否かを判断し（ステップＳ１３）、次に、槽壁温度が下がりすぎていないかを確認し（ステップＳ１４）、ピーク値Ｔｎｄより所定温度ΔＴ₁、例えば１回の生ごみ処理量が２０ｋｇの処理では５℃、１回の生ごみ処理量が５０ｋｇ又は８０ｋｇの処理では４℃だけ低い温度Ｔｎｓ以下に下がっていなければステップＳ１３へ戻る。また、現設定が初期段階である最高加熱温度としてヒータ温度Ｔｈ₁にて加熱処理を行っているか否かを判定し（ステップＳ１５）、初期段階としてヒータ温度Ｔｈ₁での加熱処理を行っている場合には、加熱量の変更は行わず、ステップＳ１３に戻る。ヒータ温度Ｔｈ₁での加熱処理を行っていない場合には、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、ヒータ温度の設定を一段階上げて、加熱量を増加させる。一段階上げた直後はすぐには槽壁温度に反映しないので、次の槽壁温度の確認までは遅延時間が必要である。そして、加熱量変更後はステップＳ１３へ戻る。

ステップＳ１３において、槽壁温度がピーク値Ｔｎｄより高温である場合には、ヒータ温度が最終段階である最低加熱温度としてヒータ温度Ｔｈ₄であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。最終段階ではなく、ピーク値Ｔｎｄを超えているため、加熱温度を一段階下げ、加熱量を減少させる（ステップＳ１８）。そのままの温度設定で加熱すると、生ごみ３に焦げ付きが発生するおそれがあるので、加熱量を減少させることにより、槽壁温度を一旦下げる。この場合、加熱温度を変更しても、すぐには槽壁温度に反映しないため、次の槽壁温度の確認までは遅延時間が必要である。そして、加熱量変更後はステップＳ１３へ戻る。

加熱処理の最終段階にある場合には、槽壁温度がピーク値Ｔｎｄより所定温度ΔＴ₂だけ高い温度Ｔｎｅより高温か否かを判定する（ステップＳ１９）。所定温度ΔＴ₂は、例えば、１回の生ごみ処理量が２０ｋｇの処理では２℃、１回の生ごみ処理量が５０ｋｇ又は８０ｋｇの処理ではピーク値Ｔｎｄの次の落ち込み温度差Ｔｄｏｗｎにより決まり、落ち込みが１℃以下のとき５℃、１℃より大きく２℃以下は４℃、２℃より大きく３℃以下は３℃、３℃より大きく４℃以下は２℃、４℃より大きいと１℃とする。槽壁温度がピーク値Ｔｎｄより所定温度ΔＴ₂だけ高い温度Ｔｎｅより高温でない場合には、ステップＳ１３に戻り、槽壁温度がピーク値より所定温度ΔＴ₂だけ高い温度Ｔｎｅより高温である場合には、生ごみ３の加熱処理を終了し（ステップＳ２０）、乾燥処理を完了する。

このように、実施形態では、加熱温度の段階切替え判断の槽壁温度が固定（例えば９０℃で一段階下げ、８０℃で一段階上げる）であったが、最初の加熱段階でその温度を自動的に決定する。また、最終段階においては、自動的に決定した温度＋規定値１で処理終了を判断する。また、最終段階において、ラジエター４２の出側、入側の温度差で乾燥処理終了の判断を行うが、最終段階の一段階前の時点における最大温度差を記憶し、その値＋規定値２にて乾燥終了の判断を行っている。このような処理により、生ごみ３の質や量又は外気温度等の変動要因に無関係に乾燥処理を画一的に行うことができ、良質の肥料への転化や廃棄処理の容易化に寄与することができる。

次に、本発明の他の実施形態について、図７を参照して説明する。図７は、ヒータ温度に対する槽壁温度及びラジエター差温の推移を示している。この実施形態では、乾燥終了をラジエター４２の入側温度と出側温度との差温により、最低加熱温度としてのヒータ温度Ｔｈ₄での加熱処理において、生ごみ３の乾燥度を監視し、その乾燥終了を判定するものである。

加熱開始、即ち、ヒータ温度Ｔｈ₁での加熱段階から最終段階のヒータ温度Ｔｈ₄での加熱段階までの乾燥処理に関しては図３と同様である。この場合、ラジエター４２の入側温度と出側温度との差温は、ラジエター４２を通過する蒸気４０のラジエター４２による熱交換で生じる。これは、ラジエター４２の入側温度を温度センサ６６で検出し、出側温度を温度センサ６８で検出し、両者の検出温度から算出される。蒸気中の水分は凝縮水となり排出されるが、ラジエター４２の差温は外気温が低いほど大きくなり、また、蒸気中の水分が少ないほど、即ち、凝縮水が少ないため、その差温が大きくなる。

差温の大きさで処理完了を判断する際に、利用する乾燥途中の最大差温ΔＴは最終段階の直前のヒータ温度Ｔｈ₃の加熱段階の差温で決定する。このような決定方法を採れば、乾燥処理が長時間に亘り、日中と夜間との温度差によるラジエター４２の冷却能力の違いが最終段階の判断に影響することを防止できる。また、この段階においては、含水率のばらつきが少なく、また、差温をとるため季節の影響等も回避できることになる。従って、処理完了は最大差温ΔＴより所定値αとして例えば、２℃の差温が広がることにより判断すればよい。

そして、乾燥完了は、槽壁温度の上昇のみで検知できるが、ラジエター４２の入側温度及び出側温度の差温を併用して検知することが可能である。槽壁温度とラジエター差温を併用したとき、槽壁温度によって処理完了とした場合、ラジエター４２の入側温度と出側温度との差温がΔＴ＋αより大きくなる前に、槽壁温度が温度Ｔｎｅ（＝Ｔｎｄ＋ΔＴ₂）以上になった場合である。この場合、乾燥処理は、図３及び図４に示す処理と同様であるが、加熱処理終了の判断を槽壁温度とラジエター差温で併用するため、槽壁温度で先に完了の判断を下す場合もあり得る。

なお、実施形態では、ヒータ温度を段階的に設定して加熱温度としているが、加熱温度の切替えは段階的だけでなく、連続的な値に制御してもよく、乾燥処理の時間的経過に応じて加熱温度の高さを変更するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明によれば、生ごみの種類や量又は外気温度等に影響されることなく、生ごみ処理の乾燥処理を画一的に行うことができ、その肥料化や廃棄処理の容易化を図ることができ、有用である。

本発明の実施形態に係る生ごみ処理方法及びその装置を示す図である。生ごみ処理装置の制御装置を示すブロック図である。ヒータ温度と槽壁温度の変化を示す図である。槽壁温度を用いた乾燥完了処理を示す図である。槽壁温度のピーク値を決定する処理を示すフローチャートである。生ごみの乾燥処理を示すフローチャートである。ラジエター差温を用いた乾燥完了処理を示す図である。

符号の説明

２生ごみ処理装置
３生ごみ
４処理槽
３２ヒータ（加熱手段）
３４温度センサ（第１の温度検出手段）
３６温度センサ（第２の温度検出手段）
８６制御装置（制御手段）

Claims

処理槽に入れた生ごみを加熱手段により加熱する生ごみ処理方法であって、
前記加熱手段の加熱温度に最高加熱温度と最低加熱温度とを設定する処理と、
前記生ごみの処理開始により、前記加熱手段に最高加熱温度を設定して加熱処理を開始し、その最高加熱温度での加熱処理で前記生ごみの水分蒸発によって生じる前記処理槽内の処理温度の上昇及び下降の検知に基づき、前記処理温度のピーク値を検出する処理と、
前記最高加熱温度で加熱処理を維持し、前記ピーク値を経て前記処理温度が下降した後、前記処理温度にピーク値が生じた際に前記最高加熱温度より低い加熱温度に変更して加熱処理を維持し、ピーク値が生じる度に低い加熱温度に変更して前記加熱処理を行う処理と、
を含むことを特徴とする生ごみ処理方法。
前記加熱処理は、前記処理温度の下降レベルが所定値以内の場合には、前記加熱温度を所定温度だけ低い加熱温度に変更し又は前記加熱温度で維持し、前記処理温度の下降レベルを超えた場合には、現在の加熱温度を所定温度だけ高い加熱温度に変更させて加熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理方法。
前記最低加熱温度に前記加熱温度が到達し、その加熱温度を維持させた際に、前記処理温度が前記ピーク値を超えて上昇したことが検知されたとき、前記乾燥処理を終了させることを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理方法。
前記ピーク値の検出の際に用いられた前記処理温度の下限温度を基準値とし、この基準値から所定温度だけ上昇した処理温度を前記加熱処理の終了点に設定したことを特徴とする請求項１記載の生ごみ処理方法。
処理槽に入れた生ごみを加熱手段により加熱する生ごみ処理装置であって、
前記処理槽内の前記生ごみを加熱する前記加熱手段の加熱温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記加熱手段で加熱される前記処理槽内の前記生ごみの処理温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記加熱手段の加熱温度として最高加熱温度及び最低加熱温度とともに、これら最高加熱温度と最低加熱温度との間で所定温度だけ下降又は上昇させる加熱温度を設定し、前記生ごみの処理開始により前記加熱手段に最高加熱温度を設定して加熱処理を開始し、その最高加熱温度での加熱処理で前記生ごみの水分蒸発によって生じる前記処理槽内の処理温度の上昇及び下降の検知に基づき、前記処理温度のピーク値を検出し、該ピーク値の検出の後も前記最高加熱温度で加熱処理を維持し、前記ピーク値を経て前記処理温度が下降した後、前記処理温度にピーク値が生じた際に前記最高加熱温度より低い加熱温度に変更して加熱処理を維持し、ピーク値が生じる度に低い加熱温度に変更して加熱処理を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする生ごみ処理装置。