JP6712419B1

JP6712419B1 - 処理装置及び処理方法

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Publication number: JP6712419B1
Application number: JP2019009817A
Authority: JP
Inventors: 雅仁中石
Original assignee: GLENCAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Current assignee: GLENCAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-06-24
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: CN113613512B; EP3915402A1; AU2020213054B2; AU2020213054A1; CA3127533A1; TW202038738A; CN113613512A; WO2020153455A1; JP2020116521A; KR20210116580A; EP3915402A4; US20220088651A1

Abstract

【課題】含水有機物をより効率的に処理することができる処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】処理装置１０では、処理槽１２内に収容した含水有機物を撹拌部１４で撹拌するとともに、加熱器７２によって処理槽１２内を加熱する。また、これと同時に、処理装置１０では、排気部６１によって、処理槽１２内から気体を１［ｍ３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ３／ｍｉｎ］以下で排気し、この排気にともない、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスをイオンガス供給部１５から処理槽１２内に供給し、含水有機物を処理する。【選択図】図１

Description

本発明は、処理装置及び処理方法に関し、例えば、野菜くずなどの含水有機物を処理する際に適用して好適なものである。

従来から、生ごみ等の含水有機物は、好気性菌を利用した分解処理による処理が行われてきた。一般的な生ごみ処理装置は、羽根と換気装置を設けた処理槽におがくず、もみがら等の培養基材を収容し、ここに破砕機を通して破砕した生ごみを撹拌する方式を採用している。

また、大気へ排出するバクテリアや悪臭の元になる分子をオゾンにより殺菌、分解し、無害な分子に変えて外気に放出することが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平７−１３６６２９号公報

上記特許文献１では、培養基材が不調の場合、含水有機物が処理されずに腐敗してしまう、という問題があった。また培養基材を入れる分、処理槽に投入する含水有機物の容量を減らさざるを得ず、結果として含水有機物を効率的に処理することが困難である、という問題があった。

本発明は、含水有機物をより効率的に処理することができる処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る処理装置は、含水有機物を処理する処理装置であって、前記含水有機物を収容する処理槽と、前記処理槽内に収容した前記含水有機物を撹拌する撹拌部と、前記処理槽内を加熱する加熱器と、前記処理槽内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気する排気部と、前記処理槽内からの前記気体の排気にともない、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを前記処理槽内に供給するイオンガス供給部と、を備え、前記撹拌部により前記含水有機物を撹拌しながら、前記加熱器により前記処理槽内を加熱し、かつ、前記排気部による排気により前記処理槽内に前記イオンガスを供給することで、前記含水有機物を処理する。

本発明に係る処理方法は、含水有機物を処理する処理方法であって、前記含水有機物を処理槽に収容する収容工程と、前記処理槽内に収容した前記含水有機物を、撹拌部により撹拌する撹拌工程と、加熱器によって前記処理槽内を加熱する加熱工程と、排気部によって前記処理槽内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気する排気工程と、前記処理槽内からの前記気体の排気にともない、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを前記処理槽内に供給するイオンガス供給工程と、を有し、前記撹拌部により前記含水有機物を撹拌しながら、前記加熱器により前記処理槽内を加熱し、かつ、前記排気部による排気により前記処理槽内に前記イオンガスを供給することで、前記含水有機物を処理する。

本発明によれば、含水有機物の撹拌と、処理槽内の加熱と、処理槽内からの気体の排気と、処理槽内へのイオンガスの供給と、を用いて含水有機物を処理するようにしたことで、従来の培養基材を用いる場合に比べ、培養基材を用いない分だけ処理槽の容量を有効活用でき、より効率的に処理することができる。

本実施形態に係る処理装置を側部側から見たときの断面構成を示した断面図である。本実施形態に係る処理装置を端部側から見たときの断面構成を示した断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（１）＜処理装置の全体構成＞
図１は、本実施形態における処理装置１０を側部２４側から見たときの断面構成を示した断面図であり、図２は、処理装置１０を端部２２側から見たときの断面構成を示した断面図である。図１及び図２に示すように、処理装置１０は、処理槽１２と、撹拌部１４と、イオンガス供給部１５と、排気部６１と、加熱器７２とを備えており、処理槽１２内に収容された含水有機物を処理するものである。ここで、含水有機物としては、例えば、野菜くず、果実くず、飲料抽出後の有機物残渣、肉くず、サーモンなどの魚くず、汚物、廃棄食品などがある。また、含水有機物の一種である、飲料抽出後の有機物残渣としては、りんご粕、ミカン粕、葡萄粕、グレープフルーツ粕、桃粕、ニンジン粕、ピーマン粕、酒粕、緑茶粕、麦茶粕、コーヒ粕などがある。

処理槽１２は、底部２０と、長手方向にて対向配置された一対の端部２２（図１）と、短手方向にて対向配置された一対の側部２４（図２）と、上部２５とを有し、内部に密閉空間を形成している。処理槽１２は、特に限定されないが、例えば繊維強化プラスチック（FRP：Fiber-Reinforced Plastics）で形成することができる。処理槽１２の底部２０には、ロードセル２８を介して基台２６が設けられている。

なお、本実施形態における処理槽１２は、一対の端部２２が対向する長手方向における密閉空間の長さが約４．５［ｍ］程度、一対の側部２４が対向する短手方向における密閉空間の幅が約２．３［ｍ］程度、上部２５から底部２０の曲面７８，８０の最下部までの密閉空間の高さが約１．６［ｍ］程度に選定されている。

ロードセル２８は、ロードセル２８上に設置された処理槽１２から加わる荷重を測定しており、操作パネル（図示せず）からのリセット命令を受けると、リセット命令を受けた時点の測定値を基準値として設定する。これにより、ロードセル２８は、処理槽１２内に含水有機物を収容した直後にリセット命令が与えらえることで、処理前の含水有機物の重量を基準値として設置することができ、基準値を目安に、処理中の含水有機物の重量減少傾向や、処理終了後の含水有機物の重量を測定することができる。

また、上部２５には、所定位置に厚さ方向に開口した投入口６８と、当該投入口６８を開閉する蓋７０とが設けられている。蓋７０は、一端においてヒンジを介して上部２５に回転可能に固定され、投入口６８を開閉する。これにより、含水有機物は、蓋７０が開状態となることで露出した投入口６８から処理槽１２内に投入され、蓋７０が閉状態となることで密閉した処理槽１２内に収容される。

図２に示すように、側部２４には、熱線ヒータ、ＰＴＣヒータなどの加熱器７２がそれぞれ設けられている。加熱器７２は、処理槽１２内を加熱して、処理槽１２内の温度を２５℃以上７０℃以下の範囲で推移させる。なお、ここで処理槽１２内の温度とは、含水有機物が収容される処理槽１２内の密閉空間に設置された温度計により測定される値である。

このように、処理槽１２内の温度が２５℃以上７０℃以下の範囲で推移する現象は、含水有機物の処理状態に応じて処理槽１２内の温度が変化するためであるが、処理槽１２内の温度が２５℃以上７０℃以下の範囲にあるときの処理槽１２内の平均温度は、３０℃以上５０℃以下であることが望ましい。ここで、処理槽１２内の平均温度とは、加熱器７２による加熱によって処理槽１２内の温度が２５℃以上７０℃以下の範囲にあるとき、処理槽１２内の温度を所定間隔又は任意のタイミングで複数回測定していき、最終的に含水有機物の処理を終了したときの平均温度である。

処理槽１２内の平均温度が３０℃未満になるような加熱処理で含水有機物を処理すると、含水有機物が乾燥し難くいため、処理槽１２内の平均温度は３０℃以上であることが望ましい。また、処理槽１２内の平均温度が５０℃超となるような加熱処理で含水有機物を処理すると、含水有機物が乾燥し過ぎてしまう恐れがあり、処理終了時、含水有機物が粉塵となって大気中に拡散し易くなるため、処理槽１２内の平均温度は５０℃以下であることが望ましい。

処理槽１２内に設けられる撹拌部１４は、図２に示すように、処理槽１２の短手方向の一側に配置された第１撹拌部７４と、他側に配置された第２撹拌部７６とを有する。第１撹拌部７４及び第２撹拌部７６は同一構成を有しており、図１に示すように、端部２２間に配置された回転軸３０と、当該回転軸３０に設けられた羽根３２とを有する。回転軸３０は、端部２２にそれぞれ設けられたベアリング３４により、処理槽１２に対し回転可能に支持されている。回転軸３０の一端は、駆動部３６に連結されている。

本実施形態の場合、第１撹拌部７４は反時計回り、第２撹拌部７６は時計回りに回転し、処理槽１２内に収容された含水有機物を、処理槽１２の底部２０側から、第１撹拌部７４と第２撹拌部７６との間に向けて導くように撹拌する。

底部２０は、これら第１撹拌部７４及び第２撹拌部７６に沿った円弧上の曲面７８，８０を有する。曲面７８，８０は、回転軸３０を中心に回転する第１撹拌部７４と第２撹拌部７６の各羽根３２が円状に回転する軌道に沿って形成されている。

かかる構成に加えて、本実施形態における処理槽１２の上部２５には、所定位置に厚さ方向に貫通した排気口５７が設けられている。排気口５７には、流路６０を介して排気部６１が接続されている。排気部６１は、例えば、ブロワであり、処理槽１２で含水有機物を処理している際、処理槽１２内の気体を吸引し、処理槽１２内の気体を外部へと排気する。

本実施形態において、排気部６１は、処理槽１２内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下、より好ましくは５０［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気することが望ましい。なお、処理槽１２内からの気体の排気量は、処理槽１２内の気体を外気に排出する排気部６１からの気体の排気量であり、例えば、排気部６１をブロアとした場合には、ブロアの設定値を調整することで、所望の排気量に調整することができる。

ここで、処理槽１２には、処理槽１２から気体が排気された分だけ、後述するイオンガス供給部１５からイオンガス（ここでは、マイナスイオンを含む気体（例えば、マイナスイオンを含む空気））が供給される。この場合、処理槽１２内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上で排気することで、後述するイオンガス供給部１５から処理槽１２内に供給されるイオンガス供給量を最適な値に維持し得、また、処理槽１２内で気体を適度に循環させて、処理槽１２内における結露の発生を防ぎ、含水有機物の水分気化を促進させることができる。５０［ｍ^３／ｍｉｎ］以上とすることで、イオンガス供給部１５からのイオンガス共有量を増やすことができ、また、処理槽１２内で気体を一段と循環させて、より確実に結露の発生防止などの効果を得ることができる。

一方、処理槽１２内から気体を３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気することで、イオンガス供給部１５から処理槽１２内に導かれたイオンガスを処理槽１２内に留めることができ、また、処理槽１２内で循環する気体によって含水有機物の水分が気化し過ぎてしまい、含水有機物が粉塵となることを抑制できる。

イオンガス供給部１５は、マイナスイオン発生器３８Ａと、上側ノズル４４が形成された上側供給管４０Ａと、マイナスイオン発生器３８Ａ及び上側供給管４０Ａを連通する流路４２とを有する。イオンガス供給部１５は、例えばコロナ放電や熱電離などによりマイナスイオン発生器３８Ａでマイナスイオンを発生させ、マイナスイオンを含むイオンガスを、流路４２を経由して上側供給管４０Ａまで供給し、上側供給管４０Ａの上側ノズル４４から処理槽１２内に排出する。

本実施形態では、処理槽１２内からの気体の排気にともなってマイナスイオン発生器３８Ａから外気を吸引し、マイナスイオン発生器３８Ａを通過する気体内にマイナスイオンを発生させる。マイナスイオン発生器３８Ａは、例えば、外気に含まれる酸素や窒素などの気体分子から電子を離脱させることにより、気体分子をイオン化する。

ここで、本実施形態では、排気部６１による処理槽１２内からの気体の排気量を調整することで、イオンガス供給部１５から処理槽１２内に供給されるイオンガス供給量が調整されている。この場合、イオンガス供給部１５から処理槽１２内に供給されるイオンガスは、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上、好ましくは２０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］超、さらに好ましくは６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上であることが望ましい。

なお、従来の生ゴミ処理器に用いるマイナスイオンは、生ゴミ処理器内を脱臭するために使用されており、生ゴミなど含水有機物自体に直接影響を与えて処理する観点からは使用されていない。そのため、生ゴミ処理器で生成されるイオンガスは、生ゴミ処理器内の臭気（気体）に拡散する程度であり、マイナスイオンを生ゴミ中にまで拡散させることまでは考慮されていない。

これに対して、本実施形態では、処理槽１２内のイオン密度を２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上、好ましくは２０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］超、さらに好ましくは６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上として、処理槽１２内のイオン密度を、従来の脱臭用に用いる生ゴミ処理器よりも格段的に高密度にすることで、イオンガス中のマイナスイオンが含水有機物中にも確実に拡散していき、含水有機物からの水分子の分離を促進している。ここで、含水有機物から分離した水分子は、処理槽１２内を上昇していき、上記水分子の一部は、上昇する際に、水分子が複数（例えば、５〜６個）結びついたクラスター構造が壊れ、蒸発し、排気部６１によって外部へ放出される。

一方、残りの水分子、すなわちクラスター構造を維持した水分子は、撹拌されている含水有機物と、処理槽１２内の気体で満たされた空間との境界に滞留するが、イオンガスが、上記境界に吹き付けられるため、イオンガス中のマイナスイオンが、水分子のクラスター構造を分解する。クラスター構造が分解された水分子は、加熱器７２によって加えられた熱量によって容易に蒸発し、排気部６１によって外部へ放出される。

上記のように、イオンガスのイオン密度を高密度にすることで、イオンガスが含水有機物中に含まれる水分を含水有機物から分離し、さらに、イオンガスが水分子のクラスター構造を分解する。したがって、処理装置１０は、含水有機物に含まれる水分を蒸発して容易に減量することができる。

ここで、処理槽１２内のイオン密度を２０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］超にすることで、マイナスイオンが含水有機物中に一段と拡散し易くなるので、その分、イオンガスによって、含水有機物中に含まれる水分を含水有機物から分離させることができ、また、水分子のクラスター構造の分解を促進させることができる。さらに、処理槽１２内のイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上にすることで、含水有機物中にマイナスイオンを一段と確実に拡散させることができる。

マイナスイオン発生器３８Ａに連通する上側供給管４０Ａは、例えば円形状の開口でなる上側ノズル４４が所定位置に所定間隔で形成されている。また、上側供給管４０Ａは、回転軸３０に平行に配置されており、回転軸３０よりも上方の位置に設けられている。

本実施形態の場合、上側供給管４０Ａは、処理槽１２内に含水有機物を収容した際に当該含水有機物よりも上方に位置するように配置されており、処理槽１２内に含水有機物を収容した際に当該含水有機物に埋もれずに、上側ノズル４４を介して含水有機物の上方からイオンガスを照射することができる。

上側供給管４０Ａは、処理槽１２の短手方向の中央に設けられている排気口５７を挟んで両側に配置された第１配管６４と、第２配管６６とを有する。第１配管６４は一方の側部２４（図２中左側の側部）に沿うように、第２配管６６は他方の側部２４（図２中右側の側部）に沿うように配置されている。

第１配管６４には、上側ノズル４４として第１上側ノズル４５が形成されており、第２配管６６には、上側ノズル４４として第２上側ノズル４７が形成されている。第１上側ノズル４５及び第２上側ノズル４７は、水平方向の処理槽１２の中央向きから鉛直方向の下向きの範囲に開口しているのが好ましい。

本実施形態では、第１配管６４の中心部と第１上側ノズル４５を結ぶ直線ａ１と、第２配管６６の中心部と第２上側ノズル４７を結ぶ直線ａ１とが、第１撹拌部７４と第２撹拌部７６との間に向けて延びている。これにより、第１配管６４及び第２配管６６は、処理槽１２の底部２０から第１撹拌部７４と第２撹拌部７６との間に導かれた含水有機物と、処理槽１２の気体で満たされた空間と、の境界に向けてイオンガスを照射する。

（２）＜処理装置を使用した含水有機物の処理手法＞
次に、処理装置１０を使用した含水有機物の処理手法について説明する。この場合、使用者は、処理対象とする含水有機物を処理槽１２内に投入し、処理槽１２内の密閉空間に含水有機物を収容する（収容工程）。そして、使用者は、処理装置１０の操作パネル（図示せず）を介して処理開始命令を与えることで、撹拌部１４、排気部６１、加熱器７２及びマイナスイオン発生器３８Ａを駆動させ、処理装置１０において含水有機物の処理を開始させる。

この場合、処理装置１０は、処理開始命令が与えられると、撹拌部１４を駆動し、処理槽１２内の含水有機物を撹拌する（撹拌工程）。なお、この際、撹拌部１４による含水有機物の撹拌は、含水有機物が処理槽１２内全体を循環する程度に撹拌させる。

また、処理装置１０は、処理開始命令が与えられると、排気部６１を駆動し、処理槽１２内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気し始めるとともに（排気工程）、マイナスイオン発生器３８Ａを駆動して気体中にマイナスイオンを発生させる。

マイナスイオン発生器３８Ａは、排気部６１によって処理槽１２内から気体が排気された分だけ外気を吸引し、外気に含まれる酸素や窒素などの気体分子から電子を離脱させ、気体分子をイオン化する。この際、排気部６１による排気量が調整され、例えば、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上、好ましくは２０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］超、さらに好ましくは６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスが、イオンガス供給部１５から処理槽１２内に供給され、処理槽１２内がイオンガスで満たされる（イオンガス供給工程）。

また、この際、処理装置１０は、加熱器７２を駆動し、処理槽１２内を加熱し、処理槽１２内の温度を２５℃以上７０℃以下の間で推移させるとともに、この温度範囲での処理終了時における処理槽１２内の平均温度が３０℃以上５０℃以下になるように調整する（加熱工程）。

処理装置１０は、このように、含水有機物の撹拌と、処理槽１２内の加熱と、処理槽１２内からの気体の排気と、イオン密度が所定以上のイオンガスの処理槽１２内への供給とを所定時間継続して行う。

これにより、処理装置１０は、含水有機物の撹拌や加熱、排気による処理槽１２内での気体の循環、処理槽１２内へのイオンガスの供給を行い、その相乗効果によって、含水有機物中に含まれる水分子を分離し易くして含水有機物を分解するとともに、水分子のクラスター構造を分解してゆき、含水有機物が効率的に分解させてゆく。これにより、処理装置１０により処理される含水有機物は、最終的に、所望する水分率となり、かつ当初の含水有機物よりも大幅に減量した粉末体となり得る。

ここで、含水有機物を処理することにより得られる粉末体を肥料や飼料として用いる場合、含水有機物の処理を終了する時間は、含水有機物の水分率を目安に決定される。より具体的には、粉末体の水分率が２％以上２０％以下、より好ましくは１０％以上２０％以下となったとき、含水有機物の処理を終了することが望ましい。なお、水分率は乾燥減量法により測定した値である。乾燥減量法は、まず水分を含んだ処理前の含水有機物の重量を計測し、その後、含水有機物を加熱して水分を蒸発させ、水分がゼロになった含水有機物の重量を計測することによって、減量した重量を水分と仮定し、水分率を測定するものである。

含水有機物を処理することで得られる粉末体の水分率が２％未満になると、粉末体が乾燥し過ぎて粉塵となってしまい、処理槽１２を開放した際などに粉末体が大気中に舞い上がるなどしてしまうため、粉末体の水分率は２％以上であることが望ましい。また、粉末体の水分率を２０％以下にすることで、中温性好気性菌の菌数を１０^５／ｇ以下にでき、粉末体を肥料や飼料として用いることができる。粉末体を肥料や飼料として用いる場合には、取り扱い易さから、粉末体の水分率を１０％以上２０％以下とすることが望ましい。

なお、このような含水有機物の処理時間は、含水有機物の投入量や、含水有機物の種類、含水有機物の水分状態、処理槽１２内の加熱温度、イオンガスの供給量、処理槽１２内からの気体の排気量などによって変わってくるものの、水分率が４０％以上９０％以下で、おおよそ３０［ｋｇ］以上３００［ｋｇ］以下程度の一般的な野菜くずや、飲料抽出後の有機物残渣であれば、例えば、上述した処理条件においてイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上にして、２時間以上７０時間以下の時間で連続的に含水有機物を処理することで、水分率が２０％以下の粉末体を得ることができる。

なお、一般的には、５０℃以下の低い温度の処理槽では、含水有機物内の中温性好気性菌の菌数を１０^５／ｇ以下にすることは難しい。しかしながら、処理装置１０では、含水有機物を処理する際に、含水有機物の撹拌や、処理槽１２内での気体の循環、含水有機物へのイオンガスの供給を行うことで、処理槽１２内の平均温度を５０℃以下に低くしても、これらの相乗効果により、短時間で粉末体の中温性好気性菌の菌数を１０^５／ｇ以下にすることができる。

なお、上述した他に、含水有機物を処理して含水有機物の総量を減少させることを目的とした場合には、ロードセル２８により得られる含水有機物の重量測定の結果を目安に、含水有機物の処理時間を決めることもできる。処理装置１０では、上述した処理条件において、含水有機物を２時間以上７０時間以下の時間で連続的に処理することで、処理槽１２内の処理前の含水有機物を、８分の１以上３分の１以下にまで減少させることができる。

この場合、処理装置１０は、ロードセル２８によって、処理槽１２内における処理前の含水有機物の重量から８分の１以上３分の１以下になったことを検知し、音や光などにより使用者に通知することで、含水有機物の処理終了時を使用者に知らせることができる。

（３）＜肥料又は飼料について＞
次に、処理装置１０により含水有機物を処理し、得られた粉末体については、水分率を２０％以下にすることができ、また、栄養価も高いことから肥料又は飼料として用いることができる。肥料又は飼料となる含水有機物としては、上述したように、例えば、野菜くず、果実くず、飲料抽出後の有機物残渣、肉くず、サーモンなどの魚くず、汚物、廃棄食品などがあり、また、飲料抽出後の有機物残渣としては、りんご粕、ミカン粕、葡萄粕、グレープフルーツ粕、桃粕、ニンジン粕、ピーマン粕、酒粕、緑茶粕、麦茶粕、コーヒ粕などがある

なお、これら含水有機物から肥料又は飼料を製造する場合、各含水有機物の種類毎に処理時間が若干異なってくることもあるため、複数種類の含水有機物を混合せずに、各含水有機物毎にそれぞれ処理装置１０にて処理して肥料又は飼料を製造することが望ましい。

ここで、従来、生ごみなどの含水有機物を粉砕しながら加熱などして処理する生ゴミ処理器によって製造された粉末体は、製造直後、水分率を２０％以下にしても、時間経過とともに、水分率が上昇してゆき、水分率が２０％超となってしまう。その結果、粉末体の中温性好気性菌の菌数が１０^８／ｇ以上となり腐敗が始まり、長期保存が困難であった。

一方、処理装置１０を使用し、例えばコーヒ粕やりんご粕を処理して得られた粉末体は、製造後に約１年間の間、常温（２０℃±１５℃（５〜３５℃））にて放置していたが、製造から約１年後に水分率を測定したところ、水分率が未だ２０％以下であることが確認できた。このことから、水分率が２０％以下の粉末体にしつつも、従来と異なり、粉末体の多くの細胞壁が破壊されていないために、水分率が２０％以下のまま長時間維持できていると推測することができる。よって、長期間、水分率を２０％以下に維持できる、長期的に保存可能な肥料又は飼料を提供することができる。

ここで、飲料抽出後で水分率が７８．９％のりんご粕を２００［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、４２時間継続して処理したところ、水分率が３．２％となり、重量が４５［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ５分の１に減少できた。

また、飲料抽出後で水分率が７１．０％の桃粕を４０［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、１８時間継続して処理したところ、水分率が６．２％となり、重量が１２［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ４分の１に減少できた。

また、飲料抽出後で水分率が８７．１％のニンジン粕を２３１［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、４８時間継続して処理したところ、水分率が２．８％となり、重量が２４［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ１０分の１に減少できた。

また、飲料抽出後で水分率が８４．４％のピーマン粕を２００［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、４８時間継続して処理したところ、水分率が１２．１％となり、重量が６８［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ３分の１に減少できた。

また、飲料抽出後で水分率が４５．０％の酒粕（小麦ふすま含有）を１８９［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、４８時間継続して処理したところ、水分率が３．５％となり、重量が９６［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ２分の１に減少できた。

また、飲料抽出後で水分率が８６．４％の緑茶粕を１０６［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、２４時間継続して処理したところ、水分率が２．３％となり、重量が１７［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ６分の１に減少できた。

また、飲料抽出後で水分率が８０．２％の麦茶粕を１３０［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、１８時間継続して処理したところ、水分率が２０％以下となり、重量が６９［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ２分の１に減少できた。

また、飲料抽出後で水分率が４７．０％のコーヒ粕を３０３［ｋｇ］用意して、本実施形態における処理装置１０にて上述した処理条件でイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］程度として、６８時間継続して処理したところ、水分率が１９．８％以下となり、重量が１０９［ｋｇ］の粉末体になることを確認している。処理前の重量からおおよそ３分の１に減少できた。

（４）＜動作及び効果＞
以上の構成において、処理装置１０では、処理槽１２内に収容した含水有機物を撹拌部１４で撹拌するとともに、加熱器７２によって処理槽１２内を加熱する。また、これと同時に、処理装置１０では、排気部６１によって、処理槽１２内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気し、この排気にともない、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスをイオンガス供給部１５から処理槽１２内に供給し、含水有機物を処理する。

このように、処理装置１０では、含水有機物の撹拌と、処理槽１２内の加熱と、処理槽１２内からの気体の排気と、含水有機物へのイオンガスの供給と、を用いて含水有機物を処理するようにしたことで、従来の培養基材を用いる場合に比べ、培養基材を用いない分だけ処理槽１２の容量を有効活用でき、より効率的に処理することができる。

また、処理装置１０では、含水有機物の処理中、加熱器７２によって処理槽１２内の温度を２５℃以上７０℃以下の範囲で推移させ、望ましくはイオン密度を６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上にし、処理槽１２内において含水有機物の処理を、２時間以上７０時間以下の時間、連続して行う。これにより、処理装置１０は、含水有機物から、水分率が２０％以下の粉末体を生成することができる。

また、本実施形態では、反時計回りに回転する第１撹拌部７４と、時計回りに回転する第２撹拌部７６とにより、第１撹拌部７４と第２撹拌部７６との間に処理槽１２の底部２０から含水有機物を導き、第１撹拌部７４及び第２撹拌部７６間の含水有機物と、処理槽１２の気体で満たされた空間との境界に向けてイオンガスを照射するようにした。

これにより、処理装置１０では、第１撹拌部７４と第２撹拌部７６との間に掻き上げられた含水有機物全体にイオンガスを均一に照射できる。さらに、本実施形態では、第１撹拌部７４と第２撹拌部７６との間の上方に、処理槽１２内の気体を排気する排気口５７を設けたことから、第１撹拌部７４と第２撹拌部７６との間に含水有機物が掻き上げられることで、含水有機物から上昇する余分な蒸気を、そのまま排気口５７から外部に排出させることができる。

また、処理装置１０において、処理槽１２内にて含水有機物を撹拌しながら加熱し、さらに、処理槽１２内から気体を排気し、含水有機物にイオンガスを照射する処理工程によって得られる粉末体は、水分率が２０％以下となり、また、栄養価も高いことから、肥料又は飼料として用いることができる。

（５）＜他の実施形態＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能であり、処理槽として、種々の大きさの処理槽を適用してもよい。また、上述した実施形態においては、イオンガス供給部として、マイナスイオン発生器３８Ａを設け、マイナスイオンのイオン密度が、２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上、好ましくは２０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］超、さらに好ましくは６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを処理槽１２内に供給するイオンガス供給部１５を適用したが、本発明はこれに限らず、プラスイオン発生器を設け、プラスイオンのイオン密度が、２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上、好ましくは２０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］超、さらに好ましくは６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを処理槽１２内に供給するイオンガス供給部を適用してもよい。

また、その他のイオンガス供給部としては、プラスイオン及びマイナスイオンの両方を発生させるイオン発生器を設け、プラスイオン及びマイナスイオンを合わせたイオン密度が、２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上、好ましくは２０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］超、さらに好ましくは６０００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを処理槽１２内に供給するイオンガス供給部を適用してもよい。

また、第１撹拌部７４と第２撹拌部７６の回転方向は任意の方向であってもよく、さらに、処理槽１２内に１つの回転軸を設け、当該回転軸に羽根を設けた撹拌部を適用してもよい。また、処理槽１２内にイオンガスを供給する上側供給管として、排気口５７を挟んで両側に第１配管６４及び第２配管６６を設けた構成としたが、いずれか一方のみを設け、処理槽１２内にイオンガスを供給するようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、排気部６１として、ブロワを設け、処理槽１２内から気体を強制的に排気させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らない。例えば、吸引側となるマイナスイオン発生器３８Ａに、吸気部となるブロワを設け、排気部を単なるフィルタなどとし、吸気部での吸引によって、排気部から処理槽１２内の気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気するようにしてもよい。

１０処理装置
１２処理槽
１４撹拌部
１５イオンガス供給部
３８Ａイオン発生器
６１排気部
７２加熱器

Claims

含水有機物を処理する処理装置であって、
前記含水有機物を収容する処理槽と、
前記処理槽内に収容した前記含水有機物を撹拌する撹拌部と、
前記処理槽内を加熱する加熱器と、
前記処理槽内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気する排気部と、
前記処理槽内からの前記気体の排気にともない、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを前記処理槽内に供給するイオンガス供給部と、
を備え、
前記撹拌部により前記含水有機物を撹拌しながら、前記加熱器により前記処理槽内を加熱し、かつ、前記排気部による排気により前記処理槽内に前記イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを１［ｍ ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ ^３／ｍｉｎ］以下で供給することで、前記含水有機物の水分子を分離させ前記含水有機物に含まれる水分を蒸発させる処理をする、処理装置。
前記加熱器は、前記含水有機物の処理中、前記処理槽内の温度を２５℃以上７０℃以下の範囲で推移させ、
前記処理を、２時間以上７０時間以下の時間、連続して行うことで、前記含水有機物から、水分率が２０％以下の粉末体を生成する、請求項１に記載の処理装置。
前記撹拌部は、
前記処理槽の短手方向の一側に配置された第１撹拌部と、他側に配置された第２撹拌部とを備え、前記第１撹拌部は反時計回りに回転し、前記第２撹拌部は時計回りに回転し、
前記イオンガス供給部は、
反時計回りに回転する前記第１撹拌部と、時計回りに回転する前記第２撹拌部とによりかき混ぜられることで、前記第１撹拌部と前記第２撹拌部との間に前記処理槽の底部から導かれた前記含水有機物と、前記処理槽の気体で満たされた空間との境界に向けて前記イオンガスを照射する、請求項１又は２に記載の処理装置。
含水有機物を処理する処理方法であって、
前記含水有機物を処理槽に収容する収容工程と、
前記処理槽内に収容した前記含水有機物を、撹拌部により撹拌する撹拌工程と、
加熱器によって前記処理槽内を加熱する加熱工程と、
排気部によって前記処理槽内から気体を１［ｍ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ^３／ｍｉｎ］以下で排気する排気工程と、
前記処理槽内からの前記気体の排気にともない、イオン密度が２００万［ｐｃｓ／ｃｃ］以上のイオンガスを１［ｍ ^３／ｍｉｎ］以上３００［ｍ ^３／ｍｉｎ］以下で前記処理槽内に供給するイオンガス供給工程と、
を有し、
前記撹拌部により前記含水有機物を撹拌しながら、前記加熱器により前記処理槽内を加熱し、かつ、前記排気部による排気により前記処理槽内に前記イオンガスを供給することで、前記含水有機物の水分子を分離させ前記含水有機物に含まれる水分を蒸発させる処理をする、処理方法。
前記加熱工程は、前記加熱器により前記処理槽内の温度を２５℃以上７０℃以下の温度範囲で推移させるとともに、前記温度範囲での、処理終了時における前記処理槽内の平均温度を３０℃以上５０℃以下に調整し、
水分率が２０％以下で、肥料又は飼料として用いる粉末体を製造する、請求項４に記載の処理方法。
前記収容工程では、水分率が４０％以上９０％以下の前記含水有機物を前記処理槽に収容し、
前記含水有機物を２時間以上７０時間以下の時間で連続的に処理することで、前記粉末体を製造する、請求項５に記載の処理方法。
前記含水有機物が飲料抽出後の有機物残渣である、りんご粕又はコーヒ粕であり、前記りんご粕又は前記コーヒ粕からなる粉末体を製造する、請求項５又は６に記載の処理方法。