JP4627996B2 - コーヒー粕をメタン発酵処理に用いるための前処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
コーヒー粕、茶粕等の抽出残渣は、発生した時の状態のまま発酵処理するより、粉砕処理等の前処理を行った後に発酵処理を実施した方が、発酵反応速度が早く、且つ、有機物の分解率も上昇する。発酵反応速度が早くなることで装置の大きさを小さくすることができ、有機物の分解率が上昇することで残渣の減量化率やエネルギー回収効率が良くなるため、粉砕処理等を発酵処理の前処理に組み込んだ方が、効率の良い発酵処理システムとなる。
このため、コーヒー粕、茶粕等の抽出残渣の発酵処理に、粉砕処理を前処理として組み込むシステムは、実用化に至っていない。
ソフトドリンク技術資料/137(2002年・第2号)P.1〜9(社団法人 全国飲料工業会発行)
前記前処理方法において、希釈液としては、水、産業排水、下水、し尿、牛糞尿、豚糞尿、それらの処理により発生する余剰汚泥、廃棄飲料、清涼飲料製造プロセスで発生する余剰原料、メタン発酵処理残渣液及びその脱水分離液の一種以上から選ぶことができる。
さらに、本発明では、清涼飲料製造プロセスから発生するコーヒー粕をメタン発酵処理に用いるための前処理装置であって、該コーヒー粕を希釈液と混合して水分が85%以上の混合液とする混合槽と、該混合槽からの混合液を粗粉砕する石臼式粉砕機と、該粗粉砕した混合液を微粉砕する石臼式粉砕機とより構成されることを特徴とするコーヒー粕の前処理装置としたものである。
前記前処理装置において、石臼式粉砕機は、該粉砕機のグラインダーの隙間量を調整する手段を有し、該隙間量を調整して粗粉砕と微粉砕とに兼用して用いることができる。
図1の実施態様は、粉砕操作を粗粉砕と微粉砕の複数回に分けた実施態様である。図1では、清涼飲料製造プロセスから発生するコーヒー粕11と希釈液21とを混合槽1で混合し、粗粉砕機3にて粗粉砕する。粗粉砕された粗粉砕物は、自然流下もしくはポンプで移送し、微粉砕機4で微粉砕する。微粉砕は1〜3回程度行う。粉砕物の目標粒径が小さい場合等では、1回の粉砕操作で目標の粒径を得ようとすると粉砕機の粉砕刃もしくは粉砕グラインダーの隙間を小さくする必要があり、粉砕時の抵抗が増すため粉砕機上部のホッパで混合物を滞留させることになる。残渣と希釈液の種類によっては、滞留時に固液分離が生じ残渣だけがホッパ底部に堆積し、粉砕刃もしくは粉砕グラインダーの隙間で残渣の閉塞が生じ粉砕運転を継続できないことがある。
閉塞することなく粉砕するための希釈液量は、希釈液の種類により多少は異なるが、混合後の水分が85〜90%以上となるような量が必要である。希釈液の性状としての条件は、流動性があること、微生物発酵処理を妨げる成分を含まないこと等があげられる。具体的には、水、産業排水、下水、し尿、牛糞尿、豚糞尿、それらの処理により発生する余剰汚泥、廃棄飲料である廃ジュースや廃牛乳、余剰のシロップ等があげられる。また、希釈液には、粉砕後の発酵処理装置から発生する発酵残渣液も使用できる。
粉砕した粉砕物14は、発酵処理装置へ移送される。
また、希釈液の量及び性状の条件は、図1の実施態様と同じである。
清涼飲料製造プロセスから発生するコーヒー粕と清涼飲料工場から発生する排水処理余剰汚泥を混合して、ミル式粉砕機で粉砕した。コーヒー粕の含水率は約65%、排水処理余剰汚泥の含水率は約95%であり、湿量比2:7で混合し、混合後の含水率は約89%となった。
粉砕機には、グラインダー径6インチの石臼式粉砕機で粗粉砕と微粉砕の2段処理を実施した。1段目の粗粉砕では、粉砕機グラインダーの隙間量を300μmとし、2段目の微粉砕では、粉砕機グラインダーの隙間量を100μmとした。粗粉砕と微粉砕ともに混合物を粉砕機上部投入ホッパへ投入し、粗粉砕処理速度約400kg/時、微粉砕処理速度約200kg/時で処理した。この時、粉砕機グラインダーの回転数は1500rpmとし、粉砕機内での閉塞無しに粉砕処理が可能であった。
さらに、混合物を連続的に粉砕機上部投入ホッパへ投入し、ホッパレベルが低条件で粉砕機回転数を0rpmとし、ホッパレベルが高条件で粉砕機回転数を1500rpmとする制御を行い、連続運転を実現した。
11:清涼飲料製造プロセスから発生するコーヒー粕廃棄物、12:混合物、13:粗粉砕物、14:粉砕物、21:希釈液、31:粉砕機上部投入ホッパレベル信号、32:粉砕刃もしくは粉砕グラインダーの隙間量及び回転数指示信号、41:粉砕機の粉砕部、42:粉砕機上部投入ホッパ、43:粉砕機上部投入ホッパレベル計
Claims (5)
- 清涼飲料製造プロセスから発生するコーヒー粕をメタン発酵処理に用いるための前処理方法であって、該コーヒー粕を希釈液と混合して水分が85%以上の混合液とし、次いで該混合液を石臼式粉砕機を用いて粗粉砕した後に石臼式粉砕機を用いて微粉砕することにより、メタン発酵時の有機物分解効率を高めたことを特徴とするコーヒー粕の前処理方法。
- 前記希釈液は、水、産業排水、下水、し尿、牛糞尿、豚糞尿、それらの処理により発生する余剰汚泥、廃棄飲料、清涼飲料製造プロセスで発生する余剰原料、メタン発酵処理残渣液及びその脱水分離液の一種以上から選ばれることを特徴とする請求項1記載のコーヒー粕の前処理方法。
- 清涼飲料製造プロセスから発生するコーヒー粕をメタン発酵処理に用いるための前処理方法であって、該コーヒー粕を希釈液と混合して水分が85%以上の混合液とした後にホッパに投入し、次いで該混合液を石臼式粉砕機を用いて粗粉砕した後に石臼式粉砕機を用いて微粉砕する際に、該ホッパに設けたレベル計が高レベルを検知すると該粗粉砕する石臼式粉砕機のグラインダーの隙間量を広げるか回転数を上げて粉砕処理量を増大させ、該レベル計が低レベルを検知した時に該粗粉砕する石臼式粉砕機のグラインダーの隙間量を狭めるか回転数を下げて粉砕処理量を低減させる操作を行うことを特徴とするコーヒー粕の前処理方法。
- 清涼飲料製造プロセスから発生するコーヒー粕をメタン発酵処理に用いるための前処理装置であって、該コーヒー粕を希釈液と混合して水分が85%以上の混合液とする混合槽と、該混合槽からの混合液を粗粉砕する石臼式粉砕機と、該粗粉砕した混合液を微粉砕する石臼式粉砕機とより構成されることを特徴とするコーヒー粕の前処理装置。
- 前記石臼式粉砕機は、該粉砕機のグラインダーの隙間量を調整する手段を有し、該隙間量を調整して粗粉砕と微粉砕とに兼用することを特徴とする請求項4記載のコーヒー粕の前処理装置。
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