JPH04119984A - 有機性廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は肉や魚の加工施設、市場から排出コる肉層、魚
アラ又はレストラン、ホテル、スーパー等から排出する
野菜屑、生ゴミ、残飯などその他有機性廃棄物を高速で
発酵乾燥させ堆肥化又は飼料化させる有機性廃棄物の処
理方法に関する。

〔従来の技術〕

有機性廃棄物を発酵させ肥料や飼料に利用することは周
知であり、その方法としては固定床型の発酵槽を用い自
然発生的な土壌菌の作用を利用する方法（自然発酵法）
又は有機性廃棄物に好気性高温菌を加え発酵槽中で加温
、攪拌してこの種微生物の至適活動環境を保持し発酵を
促進させる堆肥化や飼料化する方法（高速発酵法）が行
われている。このようにして好気性微生物により、有機
性廃棄物が十分に分解され黒褐色、細粉状（含水率３０
％以下）の腐殖土化したいわゆる完熟堆肥となるまでに
は、自然発酵法の場合は数ケ月以上を要し、又高速発酵
法では種々の工夫を加えた場合でも３日以上を要すると
されている。

この種の技術については、例えば （１）Ｆ・ベール、内藤幸穂「ごみ処理技術辞典」日本
評論社、１９７６年 （２）内城本美、「地球は泣いている」Ｎα７、丸の内
タイプ出版部　１９７６ 年 （３）天野慶之はか、「有機農業の事典」三省堂、１９
８５年 （４）酒井信−はか、［農山村における未利用有機資源
の活用（１）」環境科学年 報（信州大学）　Ｖｏｌ、　１１．　Ｎａ３．１９８９
年 などに示されている。これによると、土壌菌や各種分解
菌の中、好気性高温菌は、その種類により至適活動範囲
の温度６０〜７５℃、水分率５０％前後に保持して攪拌
し十分な空気量を確保するならば、微生物発酵が促進さ
れ有機性廃棄物は速やかに分解し飼料化、堆肥化する。

しかし従来技術において、例えば魚のアラを発酵機に投
入し高速発酵法を利用しても安全な完熟堆肥を得るまで
に３日以上を要する。また、発酵途中の未熟物は水分率
が高いので、これを発酵途中で取出して放置すると徐々
に嫌気発酵して腐敗してしまう。そこでより一層短時間
に堆肥化、飼料化が終了する技術の開発が要望されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のようにして有機性廃棄物から堆肥や飼料を得る方
法には次の問題点が挙げられる。その第１は発酵機を長
時間運転しなければならないことで、利用する菌の作用
と有機性廃棄物の性状によって多少の長短はあるが、安
定で保存できる完熟堆肥を得ようとする限り発酵の時間
を短かく半減とするような手段は見当らない。

第２の問題は、原料である有機性廃棄物の性状は一定し
てなく、その水分率（水分含有率）が微生物の至適な活
動範囲外である場合が多い。

有機性廃棄物の水分率が発酵微生物の許容値範囲を超え
ている場合、他の環境条件が適合しても発酵は進展しな
い。そのため、従来からオガ屑、モミガラ、畜糞などの
水分率の低い水分調整材を水分率の高い有機性廃棄物に
配合しているが、か＼る水分調整材それ自体の水分率が
一定していないので、材質とその添加量の選択には制約
を受けることが多い。

本発明の目的は前記問題点を一挙に解決できる有機性廃
棄物の処理方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

高速発酵の過程で有機性廃棄物は土壌菌により分解され
、水分生成と炭酸ガス化反応が起り、同時に分解生成物
を栄養源として土壌菌は急速に菌数を増加してゆく。こ
のような発酵過程で、菌の生存温度範囲で急速に脱水し
水分率を２０％以下とする場合発酵は停滞し菌は胞子化
し休眠するので外に取出しても嫌気性発酵で腐敗したり
することがない。本発明者はこの点に注目し乾燥温度に
ついて研究した結果、発酵の途中で加温を強め中間発酵
物の品温を８０〜１１０℃まで上昇させ急速に水分を逸
散させ水分率２０％以下の乾燥物となした場合、増殖し
た菌は死滅することなく胞子化していることが判明した
。

即ち本発明は発酵途中で急速に乾燥し水分率２０％以下
の中間発酵乾燥物とすれば、安定で保存のきく堆肥化、
飼料化原料を得ることができ、これを適当に加湿すれば
胞子化している菌は再び活動し堆肥化発酵が進行すると
いう知見に基づくものである。

本発明について概説すると、本発明の有機性廃棄物の処
理方法は至適活動範囲が温度６０〜７５℃、水分率５０
％前後である土壌菌を有機性廃棄物に加えて通気、攪拌
し、加温下で発酵させて、発酵過程の中間物の品温が８
０℃に達した後加温を行うことなく水分率が４０〜５０
％に低下し、かつ品温が低下するまで発酵を継続し、次
いで８０℃以上の高温で急速に加熱して水分率が２０％
以下の中間発酵乾燥物を取得することを特徴とする。

又本発明により取得された水分率が２０％以下の中間発
酵乾燥物を水分調整材として有機性廃棄物に配合して前
記処理方法に再循環して使用する方法に関する。

本発明について具体的に説明すると、本発明で使用する
土壌菌は至適活動範囲が温度６０〜７５℃、水分率５０
％前後である土壌菌であって、多種多様の有機性廃棄物
の発酵に適用できるように複数の種菌の複合菌の形で継
代培養により馴養強化した菌で市場で人手し得る。

有機性廃棄物は前記した廃棄物であり、その水分率は一
般に７０％以上であるので、発酵当初から菌の至適活動
範囲に維持するには、オガ屑、モミガラ等の通常の水分
調整材を配合することを要し、特に本発明により取得さ
れた水分率２０％以下の中間発酵乾燥物を配合すること
が好適である。

発酵雰囲気は、通気下で攪拌しながら当初から土壌菌の
至適活動温度である６０〜７５℃に維持するために数時
間加温する。廃棄物の品温は発酵による発熱も加わり時
間の経過と共に上昇して発酵作用の進行を示す。発酵過
程において発酵物の品温が８０℃に達した時点において
は発酵物は未だ完熟状態にいたらず、発酵過程の中間状
態にある、すなわち中間物と考えられる。

有機性廃棄物の種類によって一種にはいえないが、これ
らは発酵分解の所期には破砕分解され白灰色の多湿粗粉
状であるが、発酵の進行に伴い着色して徐々に褐色化し
てゆく。逐次発酵が進むにつれ濃色となり、完熟に近づ
く程に黒褐色となる。完熟とは、分解発酵により有機性
廃棄物が細い乾いたポロポロの黒褐色粉体となり、水分
率３０％以下の安定な堆肥を呼称している。本発明は分
解発酵の途中、未だ中間発酵物で褐色をなした過程にお
いて急速に加熱脱水するもので、得られる中間発酵乾燥
物は褐色ではあるが、十分に脱水されてい−るので、飢
渇に近く、ハサバサ状をしている。

発酵中間物の水分率が４０〜５０％に低下し、かつ品温
が低下し始とるまで強制的に加温することな（発酵を継
続すると発酵物中の菌の増殖はピークに達しているが、
発酵物は完熟状態に達していない。この中間物は４０〜
５０％の含水率であるため、これを発酵機から取出して
放置すると、通気不足から多湿環境で嫌気性発酵が進み
、徐々に腐敗して悪臭を生ずるので、そのま＼では保存
できない。そこで本発明ではこの中間物を８０℃以上例
えば９０〜１１０℃の高温で急速に加熱、乾燥して含水
率２０％以下の中間発酵乾燥物を取得する。この中間発
酵乾燥物は含水率が２０％以下であるので、残存してい
る微生物は活動できず胞子化し発酵が進まない。したが
って、この乾燥物は常温下で安定に保存することができ
、そして飼料又は堆肥の原料として使用できる。

更に中間発酵乾燥物は本発明の実施により特定範囲の水
分率の乾燥物として経常的に人手できるので、種々の含
水率の有機性廃棄物に水分調整材として配合することが
できる。したがって、本発明においては他の水分調整材
の使用は必ずしも必要でなく、前記中間発酵乾燥物をリ
サイクルすることにより発酵工程を合理化できる。

〔作用〕

本発明は前記構成に示すように、加温下にある高速発酵
工程において品温が上昇し８０℃に達した時点で、加温
を止め自然発酵とする。微生物は分解発酵により急速に
増殖してゆくので加温を止めてもその発酵熱で８０℃の
品温は当面低下しない。微生物の増殖がピークを過ぎ若
干品温が下り８０℃を下廻った時点で、高速発酵の加温
から５時間以内で、次の乾燥工程に切換える。この時点
で発酵物は完熟状態を達していないが、全く原形を止め
ることなく褐色の細粉状態になり、その含水率は４０〜
５０％となる。次に発酵を乾燥に切り換え、８０〜１１
０℃の品温となるように急速加熱し乾燥し、続いて放冷
すると乾燥５時間以内でその水分率は２０％以下になり
、これを中間発酵物として取得する。

以上のように本発明は高速発酵工程と自然発酵工程とを
組合せ、かつこれに急速の乾煙工程を結合することによ
り１０時間以内で完熟堆肥に必適し得る中間発酵乾燥物
を取得できる。

又中間発酵乾燥物は水分率が２０％以下であるので水分
調整材としてリサイクルすることができる。

〔実施例〕

本発明を実施例について説明するが、本発明はこれによ
り限定されるものではない。

実施例１において使用する発酵・乾燥機の構成を第１図
にその概略正面断面図で示す。

図面において、１は容量１５０１円筒状横型タンクであ
る。上部に加温室２があり、ガスバーナー３の火焔で直
接室内空気を加熱する。温度センサーがバーナー先端に
付設してあり、例えば原料の品温８０℃で調節されバー
ナーのスイッチがオン・オフして作動する。４は原料投
入口で蓋で気密にしである。投入原料は１８部でラセン
状攪拌羽根５で混合され、ラセン状攪拌羽根５は左右逆
巻取付になっており、原料は混合されながら中央部によ
せられ、又引離される運動を繰返して均一に混合される
。羽根軸６は外部からモーターで減速回転する。品温セ
ンサー７が複数個設置してあり、発酵、乾燥工程時の原
料の品温を直接感知しバーナー温度センサーと連動する
。送風機（図示していない。）から１ａ部の原料に通気
風を送り必要風量を確保する。吸引用ベンチレーター８
が上部に取付けてあり、乾燥工程において急速加熱する
際多量に発生する湿り水蒸気を系外に迅速にｌｌ引排出
する。排気口９は発酵工程において加温や温度調節時の
自然通気の役目をするためのもので、ダンパーで通気を
調整する。タンク１の底側部に取出口（図示していない
。）が設けてあり、乾燥を終了した中間発酵乾燥物を適
時排出する。

実施例１ 土壌菌として市販のＭＵ菌（長野県松本市大字人山辺８
９６１　内域農法研究所製）を使用し、廃棄物として頭
、背骨、ヒレ付魚のアラ４０ｋｇ　（含水率７５％）お
よびレストランからの残飯６０１（重量４２ｋｇ、含水
率６５％）を使用した。廃棄物の含水率が高すぎるので
、乾燥オカラ（含水率１０％）を水分調整材として３０
ｋｇを加え、原料合計１１０ｋｇに土壌菌Ｌｏｇを添加
して前記発酵・乾燥機（以下処理機という。）に投入し
て、原料を攪拌して全体を良く混合した。原料中の含水
率は平均５４％と算定される。

攪拌機を連続して０．５〜５　ｒｐｍで回転しながら、
バーナーを始動し加温する。１８部の原料は、加温室２
からの熱伝播で徐々に加熱され９０分以内に６０℃を超
え、急速に微生物活動が起り菌の増殖、有機物分解と発
酵により発熱し品温が上昇する。このようにしてバーナ
ー火焔により加温室２は３００℃位になり品温は加温し
始めてから５時間以内に８０℃程度になる。

品温が８０℃に達した後、加温を止め自然発酵工程に切
換える。この時点では菌の増殖、発酵熱により自己発熱
が盛んになり品温は８０℃に保持される。又菌の増殖は
加温し始めてから５時間以内にピークに達する。増殖の
ピークは発酵中の品温上昇から分る。発熱が十分となり
加温せずに送風と自然通気で８０℃で調節され平衡して
いた品温か下降気味になった４時間後に、増殖ピークが
終ったので、発酵を打切り乾燥工程に移った。この時点
で原料を一部サンプリングして見たところ、発酵と分解
が進み原料は全く原形を留めず褐色となり細粉化してお
り、又この中間発酵物の含水率は４６％であった。

乾燥は１１０℃に品温をセットし、攪拌を早め５〜２Ｏ
ｒｐｍ、送風！　１０　ｍ３／　Ｍ又水蒸気逸散のため
の吸引１５ｍ’／Ｍで運転した。急速な加温、乾燥で処
理機内は若干の加圧状態となった。

このようにして中間発酵物は、強制的に加温、吸引され
て発生水蒸気を排気し脱水される。乾燥に要する時間は
、投入原料の種類によって、例えば飯類のようなデンプ
ン質のものは脱水しにくいが魚類は早いなどと、かなり
時間差がある。本実施例の原料は中間的組成と見做され
乾燥４時間、その後攪拌を続けなから放冷し合計５時間
で中間発酵乾燥物を処理機から全量５６ｋｇを取出した
。得られた乾燥物は、魚のエラ、背骨など良く砕かれた
褐色の細粉で、含水率は１４％であり、これは良質の飼
料、堆肥の原料となる安定な乾燥物である。第１表に肥
料成分としての分析例を示した。

第１表　高熱発酵魚アラ 実施例２ 本実施例では水分調整材にオカラを用いず中間発酵乾燥
物を用いた。実施例１と同様の原料魚のアラ４０ｋｇお
よびレストランからの残飯４２ｋｇに実施例１で製造し
た含水率１４％の中間発酵乾燥物３０ｋｇを処理機に投
入した。それに土壌菌Ｌｏｇを添加して実施例１と同様
な条件で加温、各操作して発酵を行った。原料の平均含
水率は５５％と算定されるが、同様の８０℃品温制御で
発熱ピーク３時間半で発酵を止めた。

中間発酵物は減重量１５％、含水率４７．８％であった
。乾燥は、加温９８℃を上限に調節し、攪拌３〜１５ｒ
ｐｍｓ送風５ｍ３／Ｍ、吸引７ｍ３／Ｍで運転した。水
蒸気発生による脱水状況が弱まりバランスの上から吸引
を４ｍ″／Ｍに弱約乾煙５時間、その後放冷した。得ら
れた中間発酵乾燥物５１ｋｇで、含水率は１１％である
。

〔発明の効果〕

前記したように本発明は高速発酵を、その発酵がピーク
の状態に達した時点で、自然発酵に切り換え、そして完
熟状態に達する前に発酵物の水分率が４０〜５０％にな
り、品温が低下し始めた時点で加熱、乾燥して中間発酵
乾燥物を取得するので、従来の自然発酵法、高速発酵法
に比較して処理時間が著しく短縮されるという利点があ
る。

又中間発酵乾燥物は含水率が２０％以下であるため水分
調整材として本発明の発酵過程にリサイクルできるとい
う利点があり、そしてリサイクルされた中間発酵乾燥物
には、菌の大半が低水分環境において、胞子化し休眠状
態となっているのでリサイクルされた段階で、菌を添加
しないでも有機性廃棄物の発酵が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに当り使用した発酵乾燥装置
の概略正面断面図である。 図中１・・・円筒状横型タンク、２・・・加温室、３・
・・ガスバーナー、４・・・原料投入口、５・・・ラセ
ン状攪拌羽根、６・・・羽根軸、７・・・品温センサー
　８・・・ベンチレーター９・・・排気口 特許出願人　　株式会社　シーラック 代　　理　　人　　　　　中　　本　　　　　　穴間　
　　　　　　　井　　上　　　　　　昭同　　　　　　
　　吉　　嶺　　　　　　桂手 続 補 正 書 （自発） 平成２年１０月１５日 特許庁長官　　植　松　　　敏　殿 １、事件の表示 平成２年特許願第２４００４８号 ２、発明の名称 有機性廃棄物の処理方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　東京都台東区台東４丁目１３番２１号名称　
株式会社　シーラック 代表者　　浅　見　　　強 ６、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明の欄の記載を下記のとあり補
正する。 （イ）明細書第７頁１７行「数時間加温する。」を「数
時間以内加温する。」に訂正する。 （Ｉｌり同第８頁５行「所期」を「初期」に訂正する。 （ハ）同第１４頁２行「下降気味になった４時間後」を
「下降気味になった加温から４時間後」に訂正する。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、至適活動範囲が温度６０〜７５℃、水分率５０％前
   後である土壌菌を有機性廃棄物に加えて通気、攪拌し、
   加温下で発酵させて、発酵過程の中間物の品温が８０℃
   に達した後加温を行うことなく水分率が４０〜５０％に
   低下し、かつ品温が低下するまで発酵を継続し、次いで
   ８０℃以上の高温で急速に加熱して水分率が２０％以下
   の中間発酵乾燥物を取得することを特徴とする有機性廃
   棄物の処理方法。 ２、請求項１に記載の方法により取得した中間発酵乾燥
   物を水分調整材として有機性廃棄物に配合して発酵を行
   う請求項１に記載の方法。