JP6104078B2 - 使用済みキノコ培地の再生処理装置および再生処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、２００℃以下の非常にマイルドな水熱プロセス（以下、「ソフト水熱プロセス」と呼ぶ。）を利用して使用済みキノコ培地の再生処理を行う再生処理装置および、当該再生処理装置を用いた使用済みキノコ培地の再生処理方法に関する。

本発明者等は、特許文献１において、ソフト水熱プロセスを利用した使用済みキノコ培地の再生処理方法を提案している。当該特許文献１の方法では、キノコを収穫した後に残った使用済みキノコ培地を飽和水蒸気に接触させて、使用済みキノコ培地に含まれる物質を抽出除去している。また、使用済みキノコ培地に接触して凝縮することによって得られる加圧熱水により、使用済みキノコ培地に含まれる物質を加水分解している。さらに、使用済みキノコ培地に接触させる飽和水蒸気の温度を上げることにより得られる乾燥水蒸気により、使用済みキノコ培地に含まれる物質を抽出除去すると共に、乾燥も行っている。

当該方法によれば、従来におけるオートクレーブによる滅菌条件では処理できなかった使用済みキノコ培地の再生処理、すなわち、コメヌカ、フスマ、ビート、豆皮等の培地添加物由来のキノコ生育阻害物質（タンパク質）の分解、木質由来のキノコ生育阻害物質（テルペン類、フェノール類）および有害物質（有機化合物）の抽出除去、滅菌、生物由来のキノコ生育阻害物質（酵素）の不活性化等の再生処理が可能である。

特開２０１１−８３２０６号公報

本発明の課題は、上記の方法の実用化に適した使用済みキノコ培地の再生処理装置を提供すること、および、当該再生処理装置を用いて使用済みキノコ培地の再生処理を行う再生処理方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の使用済みキノコ培地の再生処理装置は、
使用済みキノコ培地の再生処理を行う撹拌機能をもつ反応室を備えた容器本体、および、当該容器本体の外周面の一部あるいは全体を包み込む水蒸気ジャケットを備えた再生処理容器と、
前記反応室および前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の供給排出を行う蒸気供給排出機構と、
前記反応室において、水状態図の飽和水蒸気曲線における飽和水蒸気、加圧熱水および乾燥水蒸気のそれぞれを生成可能な温度勾配あるいは温度差が形成されるように、前記蒸気供給排出機構による水蒸気の供給排出動作を制御する制御部および図説的表示部と、
を有していることを特徴としている。

再生処理においては、再生処理容器の反応室に規定温度の飽和水蒸気が供給されると共に、反応室を包み込む水蒸気ジャケットにも水蒸気が供給される。この結果、反応室が外側から加熱され、反応室内に供給された水蒸気には、その上下方向に温度勾配あるいは温度差が形成される。反応室に対する水蒸気の供給および水蒸気ジャケットに対する水蒸気の供給を適切に制御することにより、反応室の水蒸気には上下方向において確実に温度勾配が形成される。

すなわち、反応室において、その上下方向において水蒸気の蒸気飽和度が変化するので、飽和水蒸気、加圧熱水および乾燥水蒸気のそれぞれが主として存在する部分が反応室内に形成される。これにより、使用済みキノコ培地が、飽和水蒸気、加水熱水および乾燥水蒸気に同時的に晒されるので、ソフト水熱プロセスを利用した使用済みキノコ培地の再生処理を効率良く行うことが可能である。

本発明において、前記制御部は、前記反応室に対して供給および排出される水蒸気の温度、流量および圧力と、前記水蒸気ジャケットに対して供給および排出される水蒸気の温度、流量および圧力とを制御して、前記反応室に前記温度勾配を形成する。

具体的には、前記蒸気供給排出機構は、
前記反応室に対する水蒸気の供給、供給停止の切り替えを行う第１開閉弁と、
前記反応室に対する水蒸気の流量を制御する第１流量制御弁と、
前記反応室に対する水蒸気の圧力を供給側で制御する第１減圧弁と、
前記反応室に対する水蒸気の圧力を排出側で制御する第１圧力制御弁と、
前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の供給、供給停止の切り替えを行う第２開閉弁と、
前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の流量を制御する第２流量制御弁と、
前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の圧力を供給側で制御する第２減圧弁と、
前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の圧力を排出側で制御する第２圧力制御弁と、
を備え、
前記制御部は、前記第１、第２開閉弁および前記第１、第２流量制御弁、前記第１、第２減圧弁、および、前記第１、第２圧力制御弁をそれぞれ個別に制御可能となっている。

このように、本発明の使用済みキノコ培地の再生処理装置の構成は、従来の高温高圧水蒸気反応装置（いわゆる「オートクレーブ」）とは次の点で相違している。
（１）水蒸気ジャケットおよび反応室の水蒸気をそれぞれ個別に圧力で制御できること。
（２）水蒸気ジャケットおよび反応室の水蒸気流量をそれぞれ個別に制御できること。
（３）水蒸気ジャケットの圧力を、当該水蒸気ジャケットの上流側および当該水蒸気ジャケットの下流側で、それぞれ分離して個別に制御できること。
（４）反応室の圧力を、当該反応室の上流側および当該反応室の下流側で、それぞれ分離して個別に制御できること。
（５）水蒸気ジャケットおよび反応室の水蒸気を流通式にできること。

上記のように水蒸気の供給・排出を制御可能であるので、本発明の再生処理装置における再生処理のメカニズムは、反応室内の蒸気飽和度を制御することにより、加圧熱水、飽和水蒸気、さらに乾燥水蒸気を反応媒体として、使用済みキノコ培地から菌子由来の有機物質（腐敗性物質）の抽出を行い、同時に、菌株の生育阻害物質（阻害酵素）を加水分解することにより不活化し、さらに高含水率の使用済みキノコ培地の適宜乾燥が可能である。なお、蒸気飽和度は次式により規定される。
蒸気飽和度（％）＝｛蒸気密度（ｋｇ／ｍ^３）／飽和水蒸気密度（ｋｇ／ｍ^３）｝×１００

次に、本発明では、反応室において再生処理中の使用済みキノコ培地を撹拌する撹拌機能を有しているので、使用済みキノコ培地の各部分を飽和蒸気度が異なる水蒸気に効率良く接触させることができる。

本発明において、前記反応室に乾熱空気を供給して、当該反応室および当該反応室内の使用済みキノコ培地の乾熱乾燥および残留水蒸気の除去による冷却を行う乾熱乾燥空気供給機構を有していることが望ましい。水蒸気ジャケットには熱があるので、空気を導入しただけでは反応室内を冷却できない。使用済みキノコ培地を再生処理することにより、培地の繊維質内に詰まったキノコの菌糸、あるいは添加した物質が除去される。これにより、培地は多孔質となり、その中に大量に水蒸気が残留する。本発明によれば、残留水蒸気が乾熱空気で置換され、結果として培地が冷却される。

本発明において、前記再生処理容器として、水平に配置される筒状容器を用いることができる。前記反応室内においてはその上下方向に前記温度勾配あるいは温度差が形成されるので、前記反応室内において使用済みキノコ培地を上下方向に撹拌することが望ましい。

本発明の再生処理装置は、前記再生処理容器の内部空間に処理前の使用済みキノコ培地を供給し、前記内部空間から再生処理後の使用済みキノコ培地を排出する培地供給・排出機構が付設された構成とされる。

本発明において、水蒸気による使用済みキノコ培地の再生処理の状態を操作者に分かり易く表示できるようにするために、前記図説的表示部として、前記制御部による各部の制御状態を表す動作状態表示画像を表示する表示器を有していることが望ましい。この場合、前記動作状態表示画像には、前記反応室および前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の供給排出機構の姿図、前記姿図上における前記第１、第２開閉弁、前記第１、第２流量制御弁、前記第１、第２減圧弁、および、前記第１、第２圧力制御弁の配置位置にそれぞれ設けた弁状態表示部、および、前記姿図上における複数の箇所に配置した複数の温度表示部、複数の圧力表示部および複数の流量表示部が含まれていることが望ましい。また、前記弁状態表示部は第１の色で表示され、前記温度表示部は第２の色で表示され、前記圧力表示部は第３の色で表示され、前記流量表示部は第４の色で表示されることが望ましい。

次に、本発明は、上記構成の使用済みキノコ培地の再生処理装置を用いた使用済みキノコ培地の再生処理方法であって、
前記反応室および前記水蒸気ジャケットに規定圧力および規定温度の水蒸気を供給して、これら反応室および水蒸気ジャケットを予熱する予熱工程と、
前記反応室から水蒸気を排出して当該反応室を大気圧に戻した後に、処理対象の使用済みキノコ培地を規定量だけ前記反応室に投入する投入工程と、
前記反応室および前記水蒸気ジャケットに規定温度の水蒸気を供給して、これら反応室および水蒸気ジャケットを規定圧力および規定温度の状態にする給蒸工程と、
前記反応室において前記温度勾配あるいは温度差が形成された状態を形成し、この状態を維持にすることで、当該反応室において、飽和水蒸気による使用済みキノコ培地に含まれるキノコ生育阻害物質および有害物の抽出除去、加圧熱水による使用済みキノコ培地に含まれるキノコ生育阻害物質の加水分解、乾燥水蒸気による使用済みキノコ培地に含まれる水分および前記反応室で生成した凝縮水の乾燥除去を行う反応工程と、
前記反応室への水蒸気の供給を止め、当該反応室に乾熱乾燥空気を流して、当該反応室および処理後の使用済みキノコ培地を乾熱乾燥および残留水蒸気の除去により冷却する乾熱乾燥工程と、
前記反応室から処理後の使用済みキノコ培地を排出する排出工程と、
を含むことを特徴としている。

ここで、前記反応工程および前記乾熱乾燥工程では、前記反応室内において使用済みキノコ培地を撹拌しながら水蒸気と反応させることが望ましい。

本発明を適用した使用済みキノコ培地の再生処理装置における使用済みキノコ培地の供給排出系統を示す説明図である。 図１の再生処理装置の再生処理容器に取り付けた撹拌機構を示す説明図である。 図１の再生処理装置の全体構成を示す説明図である。 図１の再生処理装置の表示画面に表示された動作状態表示画像の一例を示す説明図である。 図１の再生処理装置の再生処理動作の一例を示すフローチャートである。 図５に示す再生処理動作における各工程での規定値の例を示す表である。 図１の再生処理装置を用いて行った再生処理動作における各部の圧力の経時変化を示すグラフである。 図７Ａに示す再生処理動作における各部の流量の経時変化を示すグラフである。 図７Ａに示す再生処理動作における各部の温度の経時変化を示すグラフである。 図１の再生処理装置の再生処理容器内に形成される温度差を示すグラフである。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した使用済みキノコ培地の再生処理装置の実施の形態を説明する。

図１は、本実施の形態に係る使用済みキノコ培地の再生処理装置における使用済みキノコ培地の供給、再生処理および排出を行う部分を示す説明図であり、図２は再生処理装置の再生処理容器に取り付けた撹拌機構を示す説明図であり、図３は再生処理装置の全体構成を示す説明図である。

これらの図を参照して説明すると、使用済みキノコ培地の再生処理装置１（以下、単に、再生処理装置１と呼ぶ場合もある。）は、円筒状の再生処理容器２を備えている。再生処理容器２は、圧力容器からなる容器本体３と、この容器本体３の円形外周面、および円筒断面方向の鏡板部を取り囲む状態に形成した水蒸気ジャケット４とを備えている。水蒸気ジャケット４は、実質的に容器本体３の全体を包み込む状態に形成されているが、容器本体３の外周面の一部を覆い隠す状態に形成することも可能である。

再生処理容器２の容器本体３の内部空間である反応室３ａに、処理対象の使用済みキノコ培地Ｗ１が投入され、後述のように飽和水蒸気が反応室３ａに供給されて、使用済みキノコ培地の再生処理が行われる。再生処理時には、水蒸気ジャケット４に水蒸気を流して、再生処理容器２の容器本体３を外側から加熱する。この構成の再生処理容器２は、架台５の上に水平に取り付けられている。

再生処理容器２には撹拌機構６が付設されている。撹拌機構６は、図１、図２に示すように、再生処理容器２の反応室３ａにおいて、同軸状態に配置された撹拌軸６ａと、撹拌軸６ａの外周に取り付けた撹拌羽根６ｂを備えている。撹拌軸６ａの後側の軸端部は再生処理容器３の後端から外方に突出しており、ここには、架台５に取り付けた駆動モーター６ｃからチェーン・スプロケット式等の伝達機構６ｄを介して回転力が伝達される。

再生処理容器２には、培地供給機構７および培地排出機構８が付設されている。培地供給機構７によって、処理対象の使用済みキノコ培地Ｗ１（以下、単に「処理対象の培地Ｗ１」と呼ぶ場合もある。）が再生処理容器２に供給される。再生処理容器２で再生処理された後の使用済みキノコ培地Ｗ２（以下、単に「再生培地Ｗ２」と呼ぶ場合もある。）は培地排出機構８によって所定の場所に設置された回収部９に回収される。

培地供給機構７は、処理対象の培地Ｗ１が搬入される搬入用ホッパー７ａを備えている。搬入用ホッパー７ａに搬入された処理対象の培地Ｗ１は、当該搬入用ホッパー７ａの底に取り付けたスクリューコンベア７ｂによって水平方向に送り出され、ベルトコンベア７ｃに引き渡される。ベルトコンベア７ｃは処理対象の培地Ｗ１を、再生処理容器２の上端中央部分において上方に開口する状態に取り付けた投入用ホッパー７ｄの真上まで搬送する。投入用ホッパー７ｄの下端には開閉弁７ｅが取り付けられており、投入用ホッパー７ｄに投入された処理対象の培地Ｗは、開閉弁７ｅを通って、反応室３ａに落下する。

培地排出機構８は、再生処理容器２の下端中央部分において下方に開口する排出シュート８ｂと、当該排出シュート８ｂを開閉する開閉弁８ａを備えている。また、これら通って落下する再生培地Ｗ２を受け取り、回収部９に向けて搬送するベルトコンベア８ｃを備えている。

次に、図３を参照して説明すると、再生処理装置１の再生処理容器２には、蒸気供給排出機構１１が付設されている。蒸気供給排出機構１１は、再生処理容器２の反応室３ａに水蒸気を供給する蒸気供給回路１２、反応室３ａから水蒸気等を排出する蒸気排出回路１３、および、水蒸気ジャケット４を介して水蒸気を流す蒸気流通回路１４を備えている。

蒸気供給回路１２は蒸気供給路１５を備えており、蒸気供給路１５には、水蒸気発生用のボイラ１６から蒸気ヘッダ１７を介して水蒸気が供給される。蒸気供給管１５に供給された水蒸気は、開閉弁１８、第１減圧弁４１および第１流量制御弁４２を経由して、再生処理容器２の反応室３ａに供給される。蒸気排出回路１３は蒸気排出路１９を備えており、蒸気排出路１９には開閉弁２０および圧力制御弁２１が介挿されている。再生処理容器２の反応室３ａから排出される蒸気等は、当該蒸気排出管１９を介して復水器２２に排出される。また、排出される蒸気等の流体の一部は、分岐路２３および開閉弁２４を介して外部に排出可能である。

蒸気流通回路１４は、蒸気ヘッダ１７を介してボイラ１６から水蒸気が供給される蒸気供給管２６を備えている。蒸気供給管２６に供給された水蒸気は、開閉弁２５、第２減圧弁４３および第２流量制御弁４４を介して、再生処理容器２の水蒸気ジャケット４に供給される。また、蒸気流通回路１４は、水蒸気ジャケット４から排出される水蒸気を、圧力制御弁２７を介して、復水器２２に排出する蒸気排出路２８を備えている。水蒸気ジャケット４には、開閉弁２９を介して水蒸気を外部に排出可能な排出路３０が接続されている。

また、再生処理容器２には乾熱乾燥空気供給機構３１が付設されている。乾熱乾燥空気供給機構３１は反応室３ａに乾熱乾燥空気を供給する。乾熱乾燥空気の供給によって、反応室３ａの残留蒸気が排出され、反応室３ａの再生培地Ｗ２の乾熱乾燥および残留水蒸気の除去による冷却が行われる。乾熱乾燥空気供給機構３１は、ブロワ３１ａと、ここから吐き出される乾熱乾燥空気を蒸気供給路１５における開閉弁１８の下流側の部位に供給する空気供給路３１ｂを備えている。

ここで、再生処理装置１の各部の駆動制御は制御盤３２を中心に行われる。制御盤３２は、上記構成の蒸気供給排出機構１１の開閉弁１８、２０、２４、２５、２９、圧力制御弁２１、２７、減圧弁４１、４３、流量制御弁４２、４４等を駆動制御する。例えば、空気圧回路３３を介してコントロール弁２１、２７を駆動制御する。また、制御盤３２には表示器３４が接続されている。表示器３４のモニタ画面３５は、後述のように再生処理装置１の各部の動作状態を表示可能な図説的表示部であり、当該モニタ画面３５を介して動作指令の入力等を行うことが可能となっている。

制御盤３２は、例えばコンピューターを中心に構成されており、予め定めた動作プログラムに従って処理対象の培地Ｗ１を再生処理容器２に供給する供給動作、再生処理容器２の予熱動作、再生処理容器２内での水蒸気を用いた処理対象の培地Ｗ１の再生処理動作、再生処理後の再生処理容器２および再生培地Ｗ２の乾熱乾燥・残留水蒸気の除去による冷却動作、再生培地Ｗ２の排出動作等を実行する。再生処理動作においては、再生処理容器２の反応室３ａにおいて、水状態図の飽和水蒸気曲線における飽和水蒸気、加圧熱水および乾燥水蒸気のそれぞれを生成可能な圧力状態および温度勾配が形成されるように、蒸気供給排出機構１１による水蒸気の供給排出動作等を制御する。

次に、再生処理装置１では、再生処理動作の制御のために、蒸気供給排出系統の各部の水蒸気温度を検出するための温度センサＴ１〜Ｔ１１、水蒸気圧力を検出するための圧力センサＰ１〜Ｐ３、および飽和水蒸気の供給流量を検出する流量センサＦ１、Ｆ２が配置されている。

図３に示すように、温度センサＴ１は水蒸気ジャケット４に供給される水蒸気の温度を検出する。温度センサＴ２〜Ｔ４は、水蒸気ジャケット４における容器本体３の高さ方向（上下方向）における上端位置、中間位置および下端位置での温度を検出する。温度センサＴ５は水蒸気ジャケット４から排出された水蒸気の温度を検出する。また、温度センサＴ６は再生処理容器３の反応室３ａに供給される飽和水蒸気の温度を検出し、温度センサＴ７、Ｔ８およびＴ９は、反応室３ａの内部における上下方向における上端位置、中間位置および下端位置での温度をそれぞれ検出する。温度センサＴ１０は反応室３ａから排出された蒸気の温度を検出する。温度センサＴ１１はブロワ３１ａから反応室３ａに供給される乾熱乾燥空気の温度を検出する。

圧力センサＰ１は、ボイラ１６から供給される蒸気ヘッダ１７での水蒸気の圧力を検出する。圧力センサＰ２は水蒸気ジャケット４における水蒸気の圧力（あるいは、水蒸気ジャケット４内の水蒸気の圧力）を検出し、圧力センサＰ３は反応室３ａ内の水蒸気圧力を検出する。流量センサＦ１は水蒸気ジャケット４に供給される水蒸気の流量を検出し、流量センサＦ２は反応室３ａに供給される水蒸気の流量を検出する。

次に、図４は表示器３４のモニタ画面３５に表示される動作状態表示画像の一例を示す説明図である。この図に示すように、動作状態表示画像５０には、反応室３ａ（図において「リアクター」と記載されている部分）および水蒸気ジャケット４（図において「ジャケット」と記載されている部分）に対する水蒸気の供給排出系統の姿図５１が含まれる。この姿図５１上における開閉弁１８、２０、２４、２５および第１、第２圧力制御弁２１、２７の配置位置には、それぞれ、弁状態表示部１８ａ、２０ａ、２４ａ、２５ａおよび２１ａ、２７ａが設けられている。圧力制御弁２１、２７の弁状態表示部２１ａ、２７ａは、弁開度が表示される弁開度表示部である。各温度センサＴ１〜Ｔ１１の検出位置には、これらの温度センサによる温度表示部ｔ１〜ｔ１１が配置され、圧力センサＰ１〜Ｐ３の検出位置には、これらの圧力センサによる圧力表示部ｐ１〜ｐ３が配置され、流量センサＦ１、Ｆ２の検出位置には、流量表示部ｆ１、ｆ２が配置されている。

本例では、動作状態表示画像５０に各表示情報の種類と単位を表す単位表５２が表示される。単位表５２の温度（℃）および温度表示部ｔ１〜ｔ１１の背景は赤色で表示され、単位表５２の圧力（ＭＰａＧ）および圧力表示部ｐ１〜ｐ３の背景は黄色で表示され、単位表５２の流量（ｋｇ／ｈ）および流量表示部ｆ１、ｆ２の背景は青色で表示され、単位表５２の弁開度（％）および弁状態表示部（弁開度表示部）２１ａ、２７ａの背景は緑色で表示される。また、開閉弁の弁状態表示部１８ａ、２０ａ、２３ａ、２５ａは、開状態の場合には緑色で点灯するようになっている。このように表示色を分けることにより、各部の温度、圧力、流量を一目で簡単に理解することができる。なお、各部の表示色は上記とは異なる色であってもよいことは勿論である。

なお、モニタ画面３５の下辺縁に沿った領域は画面切り替えタブ５３の表示領域となっている。図示の例では、温度圧力流量、タクトログ、温度履歴、圧力履歴、流量履歴、電力量の各タブが表示されており、これらにタッチすることで、対応する画面に切り替えることが可能である。

また、モニタ画面３５における上端において、単位表５２とは反対側の隅には、蒸気表を表示させるための表示ボタン５４が配置されている。これにタッチすることで、蒸気表が開く。

（再生処理動作例）
図５は再生処理装置１の再生処理動作の一例を示すフローチャートであり、図６は再生処理動作における各工程での反応室３ａ、水蒸気ジャケット４の圧力、温度、流量等の規定値の例を示す図表であり、図７Ａは各部の圧力測定値の経時変化を示すグラフ、図７Ｂは各部の流量測定値の経時変化を示すグラフ、図７Ｃは各部の温度測定値の経時変化を示すグラフである。なお、図７Ａにおいては圧力センサＰ１〜Ｐ３の検出圧力曲線を同一符号を用いてＰ１〜Ｐ３として示してあり、図７Ｂにおいても流量センサＦ１、Ｆ２の検出流量曲線を同一符号を用いてＦ１、Ｆ２として示してあり、図７Ｃにおいても温度センサＴ１〜Ｔ１１の検出温度曲線を同一符号を用いてＴ１〜Ｔ１１として示してある。また、各図においては、反応室３ａを「リアクター」、水蒸気ジャケット４を「ジャケット」と表示してある。

図５のフローチャートにしたがって処理対象の培地Ｗ１の再生処理動作を説明する。再生処理動作は、水蒸気生成工程Ａ、予熱工程Ｂ、蒸気排出工程Ｃ、培地投入工程Ｄ、給蒸工程Ｅ、反応工程Ｆ（再生処理工程）、排蒸工程Ｇ、乾熱乾燥工程Ｈ、培地排出工程Ｉ、終了工程Ｊの順に行われる。

水蒸気生成工程Ａでは、ボイラ運転を開始し（ステップＳＴ１）、ボイラ内の水蒸気圧力を規定圧力まで高める（ステップＳＴ２）。予熱工程Ｂでは、開閉弁２５を開き、水蒸気ジャケット４への水蒸気の供給を、当該水蒸気ジャケット４が規定圧力および規定温度に達するまで行う（ステップＳＴ３、ＳＴ４）。この後は、開閉弁１８を開き、反応室３ａへの水蒸気の供給を、当該反応室３ａ内が規定圧力および規定温度に達するまで行う（ステップＳＴ５、ＳＴ６）。このようにして水蒸気ジャケット４および反応室３ａを予熱した後は、蒸気排出工程Ｃに移行し、開閉弁２０等を開き、反応室３ａから水蒸気を排出して一旦、大気圧に戻す（ステップＳＴ７、ＳＴ８）。

次の培地投入工程Ｄでは、処理対象の培地Ｗ１を大気開放した反応室３ａに規定量だけ投入する（ステップＳＴ９〜ＳＴ１２）。処理対象の培地Ｗ１を規定量だけ投入した後に、反応室３ａを密閉し、給蒸工程Ｅを行う。給蒸工程Ｅでは、水蒸気ジャケット４を経由して水蒸気を流す動作を継続して（あるいは、水蒸気ジャケット４が規定圧力（温度）を維持できる場合には水蒸気の流通を停止してもよい。）、反応室３ａを外側から加熱する。同時に、開閉弁１８等を開き、反応室３ａに水蒸気を供給して反応室３ａの内部を規定圧力および規定温度まで高める（ステップＳＴ１３、ＳＴ１４）。

この後は反応工程Ｆに移行する。反応工程Ｆでは、反応室３ａに対する飽和水蒸気の供給状態が形成され、飽和水蒸気が反応室３ａ内の処理対象の培地Ｗ１に接触して当該処理対象の培地Ｗ１の再生処理が行われる（ステップＳＴ１５）。この反応工程Ｆでは、反応室３ａ内において、処理対象の培地Ｗ１が撹拌機構６によって上下方向に撹拌される。また、反応室３ａの内部温度には上下方向に温度勾配が形成される。図７Ｃから分かるように、反応室３ａ内において、その上下方向の中央位置（温度センサＴ８）が最も高く、その上端部（温度センサＴ７）がそれよりも低く、その下端部（温度センサＴ９）が最も低い。

飽和水蒸気が供給される反応室３ａ内において、上下方向に温度勾配（温度差）が形成されると、反応室内３ａにおける各部分の水蒸気の蒸気飽和度が変化し、最も温度の高い中央部分では主として乾燥水蒸気の生成状態となる。温度の低い下端側あるいは上端側、特に、使用済みキノコ培地内にもとより含入していた水分（使用済みキノコ培地の含水率は約６０％）および凝縮水が溜まる下端側では主として加圧熱水の生成状態が形成される。これらの間において、主として飽和水蒸気の生成状態が維持される。撹拌される処理対象の培地Ｗ１は、これらの異なる蒸気飽和度の水蒸気に晒されて、これらと反応して、再生処理が行われる。

すなわち、上記の作用で反応室３ａ内の蒸気飽和度を制御することにより、加圧熱水、飽和水蒸気、さらに乾燥水蒸気を反応媒体として、使用済みキノコ培地から菌子由来の有機物質（腐敗性物質）の抽出を行い、同時に、菌株の生育阻害物質（阻害酵素）を加水分解することにより不活化し、さらに高含水率の使用済みキノコ培地の適宜乾燥が行われる。

規定時間が経過した後は、排蒸工程Ｇに移行する。排蒸工程Ｇでは、水蒸気ジャケット４の規定圧力（温度）を維持した状態で、反応室３ａに供給される水蒸気の流量を絞り、反応室３ａの圧力を低下させて大気圧まで下げる（ステップＳＴ１６、ＳＴ１７）。この後は、乾熱乾燥工程Ｈに移行し、乾熱乾燥空気供給機構３１により乾熱乾燥空気を反応室３ａに流して、反応室３ａの残留蒸気等を排出すると共に、再生培地Ｗ２を乾熱乾燥し、残留水蒸気除去により冷却する。乾熱乾燥時においても再生培地Ｗ２を上下に撹拌することにより、効率良く乾燥および冷却を行う（ステップＳＴ１８）。

この後は排出工程Ｉに移行し、反応室３ａ内の再生培地Ｗ２の排出動作を行う（ステップＳＴ１９〜ＳＴ２１）。再生培地Ｗ２を排出した後には、終了工程Ｊに移行して、水蒸気ジャケット４への水蒸気の供給を止め、当該水蒸気ジャケット４の残留蒸気、凝縮水等を外部に排出し、ボイラの運転を停止する（ステップＳＴ２２〜ＳＴ２４）。

ここで、図８は、再生処理容器３において、反応室３ａと水蒸気ジャケット４の設定温度差に対する反応室３ａ内に発生する温度差の測定結果を示すグラフである。設定温度差を大きくすると、それに伴って、反応室３ａ内における上端部分と下端部分の温度差が増加する。同様に、反応室３ａ内における上下方向の中央部分と下端部分との間の温度差も増加する。また、設定温度差の増加に伴う中央部分と下端部分との間の温度差の増加率は、上端部分と下端部分の温度差の増加率に比べて大きい。

このように本実施の形態では、水蒸気ジャケット４を備えた再生処理容器２を用いて、反応室３ａの内部に積極的に温度勾配を付けて、その内部の上下方向の各部における水蒸気の蒸気飽和度を変えるようにしている。これにより、反応室３ａにおいて、ソフト水熱プロセスを利用した培地Ｗ１の再生処理の反応が極めて効率良く行われる。

１ 再生処理装置
２ 再生処理容器
３ 容器本体
３ａ 反応室
４ 水蒸気ジャケット
５ 架台
６ 撹拌機構
６ａ 撹拌軸
６ｂ 撹拌羽根
６ｃ 駆動モーター
６ｄ 伝達機構
７ 培地供給機構
７ａ ホッパー
７ｂ スクリューコンベア
７ｃ ベルトコンベア
７ｄ 投入用ホッパー
７ｅ 開閉弁
８ 培地排出機構
８ａ 開閉弁
８ｂ 排出シュート
８ｃ ベルトコンベア
９ 回収部
１１ 蒸気供給排出機構
１２ 蒸気供給回路
１３ 蒸気排出回路
１４ 蒸気流通回路
１５ 蒸気供給路
１６ ボイラ
１７ 蒸気ヘッダ
１８ 開閉弁
１９ 蒸気排出路
２０ 開閉弁
２１ 第１圧力制御弁
２２ 復水器
２３ 分岐路
２４ 開閉弁
２５ 開閉弁
２６ 蒸気供給管
２７ 第２圧力制御弁
２８ 蒸気排出路
２９ 開閉弁
１８ａ、２０ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２７ａ 弁状態表示部
３０ 排出路
３１ 乾熱乾燥空気供給機構
３１ａ ブロワ
３１ｂ 空気供給路
３２ 制御盤
３３ 空気圧回路
３４ 表示器
３５ モニタ画面
４１ 第１減圧弁
４２ 第１流量制御弁
４３ 第２減圧弁
４４ 第２流量制御弁
５０ 動作状態表示画像
５１ 蒸気供給排出系統の姿図
５２ 単位表
５３ モニタ系画面切替タブ
５４ 表示ボタン
ｔ１〜ｔ１１ 温度表示部
ｐ１〜ｐ３ 圧力表示部
ｆ１、ｆ２ 流量表示部
Ｔ１〜Ｔ１１ 温度センサ
Ｐ１〜Ｐ３ 圧力センサ
Ｆ１、Ｆ２ 流量センサ
Ｗ１ 処理対象の培地
Ｗ２ 再生培地

Claims (9)

1. 使用済みキノコ培地の再生処理を行う撹拌機能をもつ反応室を備えた容器本体、および、当該容器本体の外周面の一部あるいは全体を包み込む水蒸気ジャケットを備えた再生処理容器と、
   前記反応室および前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の供給排出を行う蒸気供給排出機構と、
   前記反応室において、水状態図の飽和水蒸気曲線における飽和水蒸気、加圧熱水および乾燥水蒸気のそれぞれを生成可能な温度勾配あるいは温度差が形成されるように、前記蒸気供給排出機構による水蒸気の供給排出動作を制御する制御部および図説的表示部と、
   を有していることを特徴とする使用済みキノコ培地の再生処理装置。
2. 前記制御部は、前記反応室に対して供給および排出される水蒸気の温度、流量および圧力と、前記水蒸気ジャケットに対して供給および排出される水蒸気の温度、流量および圧力とを制御して、前記反応室に前記温度勾配あるいは温度差を形成する請求項１に記載の使用済みキノコ培地の再生処理装置。
3. 前記蒸気供給排出機構は、
   前記反応室に対する水蒸気の供給、供給停止の切り替えを行う第１開閉弁と、
   前記反応室に対する水蒸気の流量を制御する第１流量制御弁と、
   前記反応室に対する水蒸気の圧力を供給側で制御する第１減圧弁と、
   前記反応室に対する水蒸気の圧力を排出側で制御する第１圧力制御弁と、
   前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の供給、供給停止の切り替えを行う第２開閉弁と、
   前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の流量を制御する第２流量制御弁と、
   前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の圧力を供給側で制御する第２減圧弁と、
   前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の圧力を排出側で制御する第２圧力制御弁と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１、第２開閉弁、前記第１、第２流量制御弁、前記第１、第２減圧弁、および、前記第１、第２圧力制御弁をそれぞれ個別に制御可能となっている請求項２に記載の使用済みキノコ培地の再生処理装置。
4. 前記反応室に乾熱乾燥空気を供給して、当該反応室および当該反応室内の使用済みキノコ培地を、乾熱乾燥し、かつ、残留水蒸気の除去により冷却する乾熱乾燥空気供給機構を有している請求項３に記載の使用済みキノコ培地の再生処理装置。
5. 前記再生処理容器は水平に配置された筒状容器であり、
   前記反応室内においてはその上下方向に前記温度勾配あるいは温度差が形成され、
   前記反応室内において、使用済みキノコ培地が上下方向に撹拌される請求項４に記載の使用済みキノコ培地の再生処理装置。
6. 前記反応室に処理前の使用済みキノコ培地を供給する培地供給機構と、
   前記反応室から再生処理後の使用済みキノコ培地を排出する培地排出機構と、
   を有している請求項１ないし５のうちのいずれか一つの項に記載の使用済みキノコ培地の再生処理装置。
7. 前記制御部による各部の制御状態を表す動作状態表示画像を表示する表示器を有し、
   前記動作状態表示画像には、
   前記反応室および前記水蒸気ジャケットに対する水蒸気の供給排出系統の姿図、
   前記姿図上における前記第１、第２開閉弁、前記第１、第２流量制御弁、前記第１、第２減圧弁、および、前記第１、第２圧力制御弁の配置位置にそれぞれ設けた弁状態表示部、および
   前記姿図上における複数の箇所に配置した複数の温度表示部、複数の圧力表示部および複数の流量表示部
   が含まれており、
   前記弁状態表示部は第１の色で表示され、
   前記温度表示部は第２の色で表示され、
   前記圧力表示部は第３の色で表示され、
   前記流量表示部は第４の色で表示される請求項３に記載の使用済みキノコ培地の再生処理装置。
8. 請求項６に記載された使用済みキノコ培地の再生処理装置を用いた使用済みキノコ培地の再生処理方法であって、
   前記反応室および前記水蒸気ジャケットに規定圧力および規定温度の水蒸気を供給して、これら反応室および水蒸気ジャケットを予熱する予熱工程と、
   前記反応室から蒸気を排出して当該反応室を大気圧に戻した後に、処理対象の使用済みキノコ培地を規定量だけ前記反応室に投入する投入工程と、
   前記反応室および前記水蒸気ジャケットに規定温度の水蒸気を供給して、これら反応室および水蒸気ジャケットを規定圧力および規定温度の状態にする給蒸工程と、
   前記反応室において前記温度勾配あるいは温度差が形成された状態を形成し、この状態を維持することで、当該反応室において、飽和水蒸気による使用済みキノコ培地に含まれるキノコ生育阻害物質および有害物の抽出除去、加圧熱水による使用済みキノコ培地に含まれるキノコ生育阻害物質の加水分解、乾燥水蒸気による使用済みキノコ培地に含まれる水分および前記反応室で生成した凝縮水の乾燥除去を行う反応工程と、
   前記反応室への水蒸気の供給を止め、当該反応室に乾熱空気を流して、当該反応室および処理後の使用済みキノコ培地を乾熱乾燥および残留水蒸気の除去により冷却する乾熱乾燥工程と、
   前記反応室から処理後の使用済みキノコ培地を排出する排出工程と、
   を含むことを特徴とする使用済みキノコ培地の再生処理方法。
9. 前記反応工程および前記乾熱乾燥工程では、前記反応室において使用済みキノコ培地を撹拌する請求項８に記載の使用済みキノコ培地の再生処理方法。