JPH10276758A - 固体発酵装置 - Google Patents
固体発酵装置Info
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- JPH10276758A JPH10276758A JP8853797A JP8853797A JPH10276758A JP H10276758 A JPH10276758 A JP H10276758A JP 8853797 A JP8853797 A JP 8853797A JP 8853797 A JP8853797 A JP 8853797A JP H10276758 A JPH10276758 A JP H10276758A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンポスト化などの好気性固体発酵におい
て、発酵熱を効率よく回収するための固体発酵装置、及
び発酵熱を効率よく回収しうるとともに、環境汚染を抑
制し、かつ発酵を安定化させるための固体発酵装置を提
供する。 【解決手段】 固体発酵部Ａと熱交換部Ｂを有し、熱交
換部Ｂの冷媒管１が、可動支持体２により遊動可能であ
り、かつ水撃作用により振動して、それに付着するダス
ト及び水を落下させる構造を有する固体発酵装置、並び
に、上記固体発酵部及び熱交換部と共に、さらに排気側
にガス吸収部を有し、その後流にエアレーション装置を
設け、それから排出するガスの一部を固体発酵部に循環
させる構造を有する固体発酵装置である。
て、発酵熱を効率よく回収するための固体発酵装置、及
び発酵熱を効率よく回収しうるとともに、環境汚染を抑
制し、かつ発酵を安定化させるための固体発酵装置を提
供する。 【解決手段】 固体発酵部Ａと熱交換部Ｂを有し、熱交
換部Ｂの冷媒管１が、可動支持体２により遊動可能であ
り、かつ水撃作用により振動して、それに付着するダス
ト及び水を落下させる構造を有する固体発酵装置、並び
に、上記固体発酵部及び熱交換部と共に、さらに排気側
にガス吸収部を有し、その後流にエアレーション装置を
設け、それから排出するガスの一部を固体発酵部に循環
させる構造を有する固体発酵装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンポスト化など
の好気性固体発酵において、発酵熱を効率よく回収する
ための固体発酵装置、及び発酵熱を効率よく回収しうる
とともに、環境汚染を抑制し、かつ発酵を安定化させる
ための固体発酵装置に関するものである。
の好気性固体発酵において、発酵熱を効率よく回収する
ための固体発酵装置、及び発酵熱を効率よく回収しうる
とともに、環境汚染を抑制し、かつ発酵を安定化させる
ための固体発酵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、農業廃棄物、畜産廃棄物、汚泥、
都市ごみなど、様々な有機物をコンポスト（堆肥）化す
ることが行われている。このコンポスト化技術は、有機
廃棄物を有効な資源としてリサイクルする技術である。
最近、環境及び資源の問題から、廃棄物のリサイクル化
が世界的に呼ばれており、このコンポスト化技術も、エ
コテクノロジーの１つとして注目されている。
都市ごみなど、様々な有機物をコンポスト（堆肥）化す
ることが行われている。このコンポスト化技術は、有機
廃棄物を有効な資源としてリサイクルする技術である。
最近、環境及び資源の問題から、廃棄物のリサイクル化
が世界的に呼ばれており、このコンポスト化技術も、エ
コテクノロジーの１つとして注目されている。
【０００３】コンポスト化法には、大別して嫌気法と好
気法とがあり、前者は嫌気性細菌を、後者は好気性細菌
を主とする微生物によって、コンポスト材料中の不安定
な有機物が分解、安定化され、コンポストが得られる。
これらの方法においては、積極的な通気手段を有する装
置又はこのような通気手段を有しない装置が用いられる
が、一般に前者はコンポスト化速度が後者に比べ速いた
め工業的には前者が有利である。
気法とがあり、前者は嫌気性細菌を、後者は好気性細菌
を主とする微生物によって、コンポスト材料中の不安定
な有機物が分解、安定化され、コンポストが得られる。
これらの方法においては、積極的な通気手段を有する装
置又はこのような通気手段を有しない装置が用いられる
が、一般に前者はコンポスト化速度が後者に比べ速いた
め工業的には前者が有利である。
【０００４】ところで、農耕に適した土壌を作るには、
１０ａ当り１０００〜１４００ｋｇ程度の有機物を施用
することが必要であるといわれている。しかし、単に有
機物を施用しただけでは、土壌にむしろ害になることが
あり、コンポスト化過程を経ることが必要である。有機
物をコンポスト化する目的は、次のとおりである。
１０ａ当り１０００〜１４００ｋｇ程度の有機物を施用
することが必要であるといわれている。しかし、単に有
機物を施用しただけでは、土壌にむしろ害になることが
あり、コンポスト化過程を経ることが必要である。有機
物をコンポスト化する目的は、次のとおりである。
【０００５】（１）不安定な有機物の分解 有機物は、自然界で分解する際、酸素を消費するので、
この分解速度が速すぎると、施用した土壌中の酸素が欠
乏して植物に害を与える。したがって、コンポスト化の
第一の目的は、コンポスト材料中の分解しやすい有機物
を分解除去して、安定化することにある。
この分解速度が速すぎると、施用した土壌中の酸素が欠
乏して植物に害を与える。したがって、コンポスト化の
第一の目的は、コンポスト材料中の分解しやすい有機物
を分解除去して、安定化することにある。
【０００６】（２）Ｃ／Ｎ比の改善 農業廃棄物や都市ごみなどの有機性廃棄物は、Ｃ／Ｎ
（炭素／窒素）比が大きく、これを直接農地に施用する
と、この炭素分が土壌中の窒素分と反応して、窒素を消
費するので、作物が利用できる窒素分が減少する（窒素
飢餓という）。コンポスト化過程では、炭素分は二酸化
炭素になって、大気中に揮散するため、Ｃ／Ｎ比が改善
される。これがコンポスト化の第二の目的である。
（炭素／窒素）比が大きく、これを直接農地に施用する
と、この炭素分が土壌中の窒素分と反応して、窒素を消
費するので、作物が利用できる窒素分が減少する（窒素
飢餓という）。コンポスト化過程では、炭素分は二酸化
炭素になって、大気中に揮散するため、Ｃ／Ｎ比が改善
される。これがコンポスト化の第二の目的である。
【０００７】（３）細菌、害虫、雑草種子の不活化 コンポスト化の過程では、通常５０〜６０℃の高温に曝
されるので、病原性細菌、病中卵、有害昆虫卵、ウイル
ス、雑草種子などの大部分が不活化され、植物や人畜に
無害なものになる。これもコンポスト化の目的の一つで
ある。
されるので、病原性細菌、病中卵、有害昆虫卵、ウイル
ス、雑草種子などの大部分が不活化され、植物や人畜に
無害なものになる。これもコンポスト化の目的の一つで
ある。
【０００８】（４）コンポスト材料の汚物感の解消 都市ごみや畜産廃棄物などのもつ独特の汚物感や臭気
は、コンポスト化過程を経ることにより著しく軽減し、
取り扱いやすくなる。
は、コンポスト化過程を経ることにより著しく軽減し、
取り扱いやすくなる。
【０００９】このような好気性処理によるコンポスト化
は発熱を伴うため、コンポスト材料の発熱量が十分に高
い場合には、その発酵熱を有効利用することができる。
品質の良いコンポストを製造するためには、必要なコン
ポスト材料の低位発熱量は、非堆肥化物の混入量が少な
い場合、約２．３ＭＪ／ｋｇ（５５０ｋｃａｌ／ｋｇ）
が必要とされており、これを大幅に超える発熱量がある
コンポスト材料では、発酵熱を回収、利用することがで
きる。コンポスト化における発酵温度は高くないが（通
常、５０〜６０℃程度）、安定して長時間継続するた
め、例えば安全な暖房熱源などとして、家畜小屋やビニ
ルハウスなどの暖房に適している。この発酵熱を効率よ
く回収することができれば、コンポスト化の実用面にお
いて、経済的に極めて有利となる。
は発熱を伴うため、コンポスト材料の発熱量が十分に高
い場合には、その発酵熱を有効利用することができる。
品質の良いコンポストを製造するためには、必要なコン
ポスト材料の低位発熱量は、非堆肥化物の混入量が少な
い場合、約２．３ＭＪ／ｋｇ（５５０ｋｃａｌ／ｋｇ）
が必要とされており、これを大幅に超える発熱量がある
コンポスト材料では、発酵熱を回収、利用することがで
きる。コンポスト化における発酵温度は高くないが（通
常、５０〜６０℃程度）、安定して長時間継続するた
め、例えば安全な暖房熱源などとして、家畜小屋やビニ
ルハウスなどの暖房に適している。この発酵熱を効率よ
く回収することができれば、コンポスト化の実用面にお
いて、経済的に極めて有利となる。
【００１０】一方、コンポスト化過程においては、堆肥
化可能な有機物、例えば炭水化物、脂肪及びタンパク質
などが好気性雰囲気の中で分解し、二酸化炭素、水、ア
ンモニアなどが発生する。また、好気性生物の同化作用
により、生物細胞に酸素が取り込まれるとともに、二酸
化炭素と水とが生成する。したがって、コンポスト化に
おいては、排気ガス中に二酸化炭素やアンモニアなどが
含まれており、この排気ガスをそのまま大気中に放出す
ると、環境汚染をもたらすおそれがある。そのため、コ
ンポスト化プラントにおいては、排気ガス中の二酸化炭
素やアンモニアを吸収、除去するためのガス吸収装置が
通常設置されている。
化可能な有機物、例えば炭水化物、脂肪及びタンパク質
などが好気性雰囲気の中で分解し、二酸化炭素、水、ア
ンモニアなどが発生する。また、好気性生物の同化作用
により、生物細胞に酸素が取り込まれるとともに、二酸
化炭素と水とが生成する。したがって、コンポスト化に
おいては、排気ガス中に二酸化炭素やアンモニアなどが
含まれており、この排気ガスをそのまま大気中に放出す
ると、環境汚染をもたらすおそれがある。そのため、コ
ンポスト化プラントにおいては、排気ガス中の二酸化炭
素やアンモニアを吸収、除去するためのガス吸収装置が
通常設置されている。
【００１１】他方、コンポスト化の反応速度は、ｐＨに
大きく依存することが知られており、例えばｐＨ５以下
では反応速度はほとんどゼロであり、ｐＨの増大と共に
大きくなり、ｐＨ８〜１０で最大となる。ｐＨがさらに
高くなるとコンポスト化反応に必要な微生物の活動が阻
害されるため、反応速度が遅くなる。したがって、コン
ポスト化において、発酵を安定化させるには、発酵中の
コンポスト材料のｐＨを適切に管理することが肝要であ
る。
大きく依存することが知られており、例えばｐＨ５以下
では反応速度はほとんどゼロであり、ｐＨの増大と共に
大きくなり、ｐＨ８〜１０で最大となる。ｐＨがさらに
高くなるとコンポスト化反応に必要な微生物の活動が阻
害されるため、反応速度が遅くなる。したがって、コン
ポスト化において、発酵を安定化させるには、発酵中の
コンポスト材料のｐＨを適切に管理することが肝要であ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、コンポスト化などの好気性固体発酵にお
いて発酵熱を効率よく回収するための固体発酵装置、及
び発酵熱を効率よく回収しうるとともに、環境汚染を抑
制し、かつ発酵を安定化させるための固体発酵装置を提
供することを目的としてなされたものである。
事情のもとで、コンポスト化などの好気性固体発酵にお
いて発酵熱を効率よく回収するための固体発酵装置、及
び発酵熱を効率よく回収しうるとともに、環境汚染を抑
制し、かつ発酵を安定化させるための固体発酵装置を提
供することを目的としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の好ま
しい機能を有する固体発酵装置を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、冷媒を循環させて、固体発酵部で発生した
発酵熱を効率よく回収するために、特定の構造を有する
熱交換部を設けることにより、また、さらに排気側にガ
ス吸収部及びその後流にガス吸収液のエアレーション装
置を設け、それから排出するガスの一部を固体発酵部に
循環させる構造とすることにより、その目的を達成しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
しい機能を有する固体発酵装置を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、冷媒を循環させて、固体発酵部で発生した
発酵熱を効率よく回収するために、特定の構造を有する
熱交換部を設けることにより、また、さらに排気側にガ
ス吸収部及びその後流にガス吸収液のエアレーション装
置を設け、それから排出するガスの一部を固体発酵部に
循環させる構造とすることにより、その目的を達成しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
【００１４】すなわち、本発明は、好気性固体発酵部
と、冷媒を循環させて発酵熱を回収する熱交換部を有す
る固体発酵装置において、熱交換部の冷媒管が可動支持
体により遊動可能であって、冷媒の循環を間欠的に瞬時
に遮断した際に発生する水撃作用により振動して、それ
に付着するダスト及び水を落下させうる構造を有するこ
とを特徴とする固体発酵装置、及び好気性固体発酵部
と、冷媒を循環させて発酵熱を回収する熱交換部と、排
気側にガス吸収部を有する固体発酵装置において、熱交
換部の冷媒管が前記の構造を有するとともに、ガス吸収
部の後流にガス吸収液のエアレーション装置を設け、そ
れから排出するガスの一部を固体発酵部に循環させる構
造を有することを特徴とする固体発酵装置を提供するも
のである。
と、冷媒を循環させて発酵熱を回収する熱交換部を有す
る固体発酵装置において、熱交換部の冷媒管が可動支持
体により遊動可能であって、冷媒の循環を間欠的に瞬時
に遮断した際に発生する水撃作用により振動して、それ
に付着するダスト及び水を落下させうる構造を有するこ
とを特徴とする固体発酵装置、及び好気性固体発酵部
と、冷媒を循環させて発酵熱を回収する熱交換部と、排
気側にガス吸収部を有する固体発酵装置において、熱交
換部の冷媒管が前記の構造を有するとともに、ガス吸収
部の後流にガス吸収液のエアレーション装置を設け、そ
れから排出するガスの一部を固体発酵部に循環させる構
造を有することを特徴とする固体発酵装置を提供するも
のである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の固体発酵装置は、少なく
とも、好気性固体発酵部と熱交換部、又は好気性固体発
酵部と熱交換部とガス吸収部とを有するものである。本
発明装置における固体発酵部には、コンポスト材料を好
気性固体発酵させるために、好気性処理方式の発酵槽が
用いられる。この発酵槽の形式については、特に制限は
なく、従来、好気性コンポスト化において慣用されてい
る様々な発酵槽の中から、任意のものを選択して用いる
ことができる。この発酵槽としては、通気機構、切返し
・混合機構及び移送機構を具備しているものが用いられ
る。このような発酵槽としては、例えばロータリーキル
ン式発酵槽、多段式発酵槽、サイロ式発酵槽、オーガー
式発酵槽、ビン式発酵槽、スクープ型発酵槽などが挙げ
られる。
とも、好気性固体発酵部と熱交換部、又は好気性固体発
酵部と熱交換部とガス吸収部とを有するものである。本
発明装置における固体発酵部には、コンポスト材料を好
気性固体発酵させるために、好気性処理方式の発酵槽が
用いられる。この発酵槽の形式については、特に制限は
なく、従来、好気性コンポスト化において慣用されてい
る様々な発酵槽の中から、任意のものを選択して用いる
ことができる。この発酵槽としては、通気機構、切返し
・混合機構及び移送機構を具備しているものが用いられ
る。このような発酵槽としては、例えばロータリーキル
ン式発酵槽、多段式発酵槽、サイロ式発酵槽、オーガー
式発酵槽、ビン式発酵槽、スクープ型発酵槽などが挙げ
られる。
【００１６】前記発酵槽には、コンポスト材料を好気性
発酵させるために、空気が供給される。この空気の供給
方式としては、堆積層を大気圧以下にする吸引方式と大
気圧以上にする圧送方式とがあり、いずれも用いること
ができる。また、コンポスト化反応に必要な酸素量は、
発酵の初期に大きく、後期には小さくなる。供給酸素量
が過少であると、コンポスト材料が嫌気状態になってコ
ンポスト化反応が阻害されるとともに、有機酸が発生し
てｐＨが低下し、ますます発酵速度が低下する。逆に通
気量を過大にすると、もち出される熱量が大きくなっ
て、材料温度が低下する。材料温度は発酵速度に影響を
及ぼし、発酵速度を最大に保つ温度が存在する。したが
って、送気量は、コンポスト材料を好気的に保つ条件
と、該材料を適正な温度に冷やすための条件から決定さ
れる。
発酵させるために、空気が供給される。この空気の供給
方式としては、堆積層を大気圧以下にする吸引方式と大
気圧以上にする圧送方式とがあり、いずれも用いること
ができる。また、コンポスト化反応に必要な酸素量は、
発酵の初期に大きく、後期には小さくなる。供給酸素量
が過少であると、コンポスト材料が嫌気状態になってコ
ンポスト化反応が阻害されるとともに、有機酸が発生し
てｐＨが低下し、ますます発酵速度が低下する。逆に通
気量を過大にすると、もち出される熱量が大きくなっ
て、材料温度が低下する。材料温度は発酵速度に影響を
及ぼし、発酵速度を最大に保つ温度が存在する。したが
って、送気量は、コンポスト材料を好気的に保つ条件
と、該材料を適正な温度に冷やすための条件から決定さ
れる。
【００１７】発酵槽における発酵温度は、概略６０℃ま
では高い方が反応速度が大きくなり、６０℃を超えると
反応速度が小さくなる。したがって、有害微生物を不活
化し、しかも反応速度を高いレベルに維持するには、一
般に５５〜６０℃程度の温度で操作するのが有利であ
る。この温度においては、飽和水蒸気圧も十分に高くな
るので、水分の蒸発速度も大きくなる。発酵温度は反応
の結果生じる熱量と外部への放散熱量との平衡によって
きまり、通気量を調節して放散熱量を増減させることに
より制御することができる。
では高い方が反応速度が大きくなり、６０℃を超えると
反応速度が小さくなる。したがって、有害微生物を不活
化し、しかも反応速度を高いレベルに維持するには、一
般に５５〜６０℃程度の温度で操作するのが有利であ
る。この温度においては、飽和水蒸気圧も十分に高くな
るので、水分の蒸発速度も大きくなる。発酵温度は反応
の結果生じる熱量と外部への放散熱量との平衡によって
きまり、通気量を調節して放散熱量を増減させることに
より制御することができる。
【００１８】また、コンポスト化の反応速度は、前述の
ようにコンポスト材料のｐＨによって大きく影響される
ので、ｐＨを適切に管理することが肝要である。このｐ
Ｈは一般に、８〜１０の範囲に調整するのが有利であ
る。本発明においては、後述するように、ガス吸収液の
エアレーション装置から排出するガスには、アンモニア
が含まれていてアルカリ性であるので、この排出ガスの
一部を発酵槽に循環することにより、コンポスト材料の
ｐＨを上記範囲に調整し、固体発酵を安定化させる。
ようにコンポスト材料のｐＨによって大きく影響される
ので、ｐＨを適切に管理することが肝要である。このｐ
Ｈは一般に、８〜１０の範囲に調整するのが有利であ
る。本発明においては、後述するように、ガス吸収液の
エアレーション装置から排出するガスには、アンモニア
が含まれていてアルカリ性であるので、この排出ガスの
一部を発酵槽に循環することにより、コンポスト材料の
ｐＨを上記範囲に調整し、固体発酵を安定化させる。
【００１９】前記したように、固体発酵により生じた発
酵熱は、発酵槽に導入される空気と共に、主に水の蒸発
潜熱としてもち出されるので、本発明においては、冷媒
を循環させ、蒸発した水分を凝縮させて蒸発潜熱を回収
するための熱交換部が設けられる。この熱交換部におい
ては、冷媒管は、可動支持体により遊動可能であって、
冷媒の循環を間欠的に瞬時に遮断した際に発生する水撃
作用（ウオーターハンマー現象）により振動して、それ
に付着するダスト及び水を落下させうる構造を有するこ
とが必要である。冷媒の循環を間欠的に瞬時に遮断する
方法としては特に制限はないが、例えば回転ロータリバ
ルブ又は電磁弁を配設し、間欠的に開放と遮断を行う方
法が有利である。
酵熱は、発酵槽に導入される空気と共に、主に水の蒸発
潜熱としてもち出されるので、本発明においては、冷媒
を循環させ、蒸発した水分を凝縮させて蒸発潜熱を回収
するための熱交換部が設けられる。この熱交換部におい
ては、冷媒管は、可動支持体により遊動可能であって、
冷媒の循環を間欠的に瞬時に遮断した際に発生する水撃
作用（ウオーターハンマー現象）により振動して、それ
に付着するダスト及び水を落下させうる構造を有するこ
とが必要である。冷媒の循環を間欠的に瞬時に遮断する
方法としては特に制限はないが、例えば回転ロータリバ
ルブ又は電磁弁を配設し、間欠的に開放と遮断を行う方
法が有利である。
【００２０】また、バルブの遮断時に冷媒管が水撃作用
によって烈しく振動するので、この振動を継続させ、共
振作用により冷媒管に付着したダストと水を振るい落と
す効果を高めるために、冷媒管の両端側の一部にフレキ
シブルパイプを装着することが好ましい。
によって烈しく振動するので、この振動を継続させ、共
振作用により冷媒管に付着したダストと水を振るい落と
す効果を高めるために、冷媒管の両端側の一部にフレキ
シブルパイプを装着することが好ましい。
【００２１】このような構造とすることにより、熱交換
部の冷媒管に付着したダスト及び水を、水撃作用による
振動によって、効果的に落下させ、伝熱係数を高く維持
することができるが、本発明においては、さらに熱交換
部の冷媒管に付着したダストなどを効果的に除去するた
めに、該冷媒管に上部又は下部あるいはその両方から、
水を適当なノズルより噴霧する機構を設けることができ
る。噴霧する水としては新鮮な水であってもよいし、回
収した汚水を処理したものであってもよい。
部の冷媒管に付着したダスト及び水を、水撃作用による
振動によって、効果的に落下させ、伝熱係数を高く維持
することができるが、本発明においては、さらに熱交換
部の冷媒管に付着したダストなどを効果的に除去するた
めに、該冷媒管に上部又は下部あるいはその両方から、
水を適当なノズルより噴霧する機構を設けることができ
る。噴霧する水としては新鮮な水であってもよいし、回
収した汚水を処理したものであってもよい。
【００２２】また、このようにして、落下させたダスト
と水との混合物を固液分離するために、熱交換部の下方
に、固液分離装置を設置してもよい。この固液分離装置
としては、ダストと水とを効率よく分離しうるものであ
る限り、特に制限はないが、例えば流線型又は振動型フ
ルイなどを好ましく用いることができる。
と水との混合物を固液分離するために、熱交換部の下方
に、固液分離装置を設置してもよい。この固液分離装置
としては、ダストと水とを効率よく分離しうるものであ
る限り、特に制限はないが、例えば流線型又は振動型フ
ルイなどを好ましく用いることができる。
【００２３】このようにして、熱回収された後の排気ガ
ス中には、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素などが含
まれているので、この排気ガスをそのまま大気中へ放出
すると環境汚染をもたらすおそれがある。したがって、
本発明装置の別の態様では、前記の固体発酵部、熱交換
部と共に、排気側にガス吸収部を設ける。このガス吸収
部において使用されるガス吸収装置の形式については、
排気ガス中の二酸化炭素やアンモニアなどを効率よく吸
収しうるものであればよく特に制限はないが、例えばラ
シッヒリングなどの充てん剤を充めたガス吸収塔を用い
るのが好ましい。そしてこのガス吸収塔の下部から排気
ガスを導入し、上部からガス吸収剤を供給する向流方式
により、排気ガスとガス吸収剤とを接触させるのがよ
い。この際、ガス吸収剤としては、アルカリ吸収液が好
ましく用いられる。このアルカリ吸収液としては特に制
限はなく、例えば酸化カルシウムや水酸化カルシウムを
含有する液が好ましく用いられる。これにより、二酸化
炭素や硫化水素などの酸性ガスは中和反応により効率よ
く吸収され、またアルカリ性のアンモニアは物理的に吸
収される。
ス中には、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素などが含
まれているので、この排気ガスをそのまま大気中へ放出
すると環境汚染をもたらすおそれがある。したがって、
本発明装置の別の態様では、前記の固体発酵部、熱交換
部と共に、排気側にガス吸収部を設ける。このガス吸収
部において使用されるガス吸収装置の形式については、
排気ガス中の二酸化炭素やアンモニアなどを効率よく吸
収しうるものであればよく特に制限はないが、例えばラ
シッヒリングなどの充てん剤を充めたガス吸収塔を用い
るのが好ましい。そしてこのガス吸収塔の下部から排気
ガスを導入し、上部からガス吸収剤を供給する向流方式
により、排気ガスとガス吸収剤とを接触させるのがよ
い。この際、ガス吸収剤としては、アルカリ吸収液が好
ましく用いられる。このアルカリ吸収液としては特に制
限はなく、例えば酸化カルシウムや水酸化カルシウムを
含有する液が好ましく用いられる。これにより、二酸化
炭素や硫化水素などの酸性ガスは中和反応により効率よ
く吸収され、またアルカリ性のアンモニアは物理的に吸
収される。
【００２４】本発明においては、このガス吸収部の後流
にエアレーション装置を設け、ガス吸収部においてガス
吸収した後のアルカリ吸収液のエアレーションを行う。
このエアレーションによって、吸収液中に溶存している
アンモニアは容易にストリッピングされる。したがっ
て、エアレーション装置から排出されるガスはアンモニ
アを含みアルカリ性であるので、その一部を固体発酵部
に循環して、コンポスト材料のｐＨを８〜１０程度に調
整することにより、発酵を安定化させることができる。
にエアレーション装置を設け、ガス吸収部においてガス
吸収した後のアルカリ吸収液のエアレーションを行う。
このエアレーションによって、吸収液中に溶存している
アンモニアは容易にストリッピングされる。したがっ
て、エアレーション装置から排出されるガスはアンモニ
アを含みアルカリ性であるので、その一部を固体発酵部
に循環して、コンポスト材料のｐＨを８〜１０程度に調
整することにより、発酵を安定化させることができる。
【００２５】エアレーション装置から排出される残りの
ガスは、そのまま大気中に放出すると、アンモニア臭な
どによる環境汚染をもたらすおそれがあるので、酸性吸
収液と接触させたのち、大気中に放出するのが好まし
い。
ガスは、そのまま大気中に放出すると、アンモニア臭な
どによる環境汚染をもたらすおそれがあるので、酸性吸
収液と接触させたのち、大気中に放出するのが好まし
い。
【００２６】本発明装置に適用されるコンポスト材料と
しては、例えば家畜糞尿、鶏糞、獣骨、食肉残渣、血液
などの畜産廃棄物；もみがら、桑、野菜くずなどの農業
廃棄物；残飯、料理残渣などの食堂残渣；魚腸骨、鰯
鱗、養魚場へい死魚などの水産廃棄物；おから、発酵工
業廃物、菓子くず、馬鈴薯くずなどの食品加工業廃物；
ビールかす、ジュースかす、コーヒーかすなどの飲料工
業廃物；バーク（樹皮）、製紙汚泥、鋸くずなどの林業
・製材・製紙廃物などが挙げられる。
しては、例えば家畜糞尿、鶏糞、獣骨、食肉残渣、血液
などの畜産廃棄物；もみがら、桑、野菜くずなどの農業
廃棄物；残飯、料理残渣などの食堂残渣；魚腸骨、鰯
鱗、養魚場へい死魚などの水産廃棄物；おから、発酵工
業廃物、菓子くず、馬鈴薯くずなどの食品加工業廃物；
ビールかす、ジュースかす、コーヒーかすなどの飲料工
業廃物；バーク（樹皮）、製紙汚泥、鋸くずなどの林業
・製材・製紙廃物などが挙げられる。
【００２７】
【実施例】次に、本発明装置について、添付図面に従っ
て説明する。図１は、本発明の固体発酵装置の１例の部
分説明図であって、固体発酵部Ａと熱交換部Ｂとが設け
られている構造を示す。熱交換部Ｂにおいては、可動支
持体２により支持された複数の冷媒管１が分岐管６，
６′間に設置されている。冷媒は、冷媒槽５からポンプ
８を介して分岐管６、冷媒管１、分岐管６′、フレキシ
ブルパイプ４、回転ロータリバルブ３を通り、再び冷媒
槽５に戻され、循環されている。熱交換部Ｂにおいて熱
回収し、昇温した冷媒は、冷媒槽５より、ポンプ７を介
して系外へ取り出され、それに相当する量の新しい冷媒
が冷媒槽５に供給される。
て説明する。図１は、本発明の固体発酵装置の１例の部
分説明図であって、固体発酵部Ａと熱交換部Ｂとが設け
られている構造を示す。熱交換部Ｂにおいては、可動支
持体２により支持された複数の冷媒管１が分岐管６，
６′間に設置されている。冷媒は、冷媒槽５からポンプ
８を介して分岐管６、冷媒管１、分岐管６′、フレキシ
ブルパイプ４、回転ロータリバルブ３を通り、再び冷媒
槽５に戻され、循環されている。熱交換部Ｂにおいて熱
回収し、昇温した冷媒は、冷媒槽５より、ポンプ７を介
して系外へ取り出され、それに相当する量の新しい冷媒
が冷媒槽５に供給される。
【００２８】回転ロータリバルブ３により、間欠的に開
放と遮断を行い、この際発生する水撃作用によって、熱
交換部Ｂにおける冷媒管１を振動させ、それに付着して
いるダストと水を落下させる。フレキシブルパイプ４
は、この水撃作用によって生じる振動を吸収、持続させ
るためのものである。
放と遮断を行い、この際発生する水撃作用によって、熱
交換部Ｂにおける冷媒管１を振動させ、それに付着して
いるダストと水を落下させる。フレキシブルパイプ４
は、この水撃作用によって生じる振動を吸収、持続させ
るためのものである。
【００２９】図２は、本発明の固体発酵装置における熱
交換部の１例の説明図であって、分岐管６，６′の間に
設置され、可動支持体２により支持された複数の冷媒管
１の両端側の少なくとも一部に、フレキシブルパイプ
９，９′が装着された構造を示す。
交換部の１例の説明図であって、分岐管６，６′の間に
設置され、可動支持体２により支持された複数の冷媒管
１の両端側の少なくとも一部に、フレキシブルパイプ
９，９′が装着された構造を示す。
【００３０】図３は、本発明の固体発酵装置における熱
交換部に噴霧装置を設置した場合の１例の説明図であっ
て、タイマ付きポンプ１２を介して、水が噴霧装置１０
に供給され、熱交換部Ｂの冷媒管（図示せず）に噴霧さ
れ、冷媒管に付着しているダストなどを洗い落とす構造
を示す。熱交換部Ｂは、タイマー付き電磁弁１１によ
り、冷媒の間欠的な開放と遮断が行われ、水撃作用によ
り振動する。
交換部に噴霧装置を設置した場合の１例の説明図であっ
て、タイマ付きポンプ１２を介して、水が噴霧装置１０
に供給され、熱交換部Ｂの冷媒管（図示せず）に噴霧さ
れ、冷媒管に付着しているダストなどを洗い落とす構造
を示す。熱交換部Ｂは、タイマー付き電磁弁１１によ
り、冷媒の間欠的な開放と遮断が行われ、水撃作用によ
り振動する。
【００３１】図４は、本発明の固体発酵装置において、
熱交換部の下方に固液分離装置を設置した場合の１例の
説明図であって、熱交換部Ｂの下方に設置された固液分
離装置１３により、熱交換部Ｂから落下又は洗い落とさ
れたダストと水との混合物が、固形物１４と汚水１５と
に固液分離されている状態を示す。
熱交換部の下方に固液分離装置を設置した場合の１例の
説明図であって、熱交換部Ｂの下方に設置された固液分
離装置１３により、熱交換部Ｂから落下又は洗い落とさ
れたダストと水との混合物が、固形物１４と汚水１５と
に固液分離されている状態を示す。
【００３２】図５は、本発明の固体発酵装置の１例の全
体概略図である。好気性発酵部Ａにおいては、空気が導
入されコンポスト材料が発酵して、コンポスト化反応が
起こる。固体発酵部Ａからの排気ガスは、熱交換部Ｂに
送られる。一方、冷媒は、冷媒槽５からポンプ８により
熱支持部Ｂの冷媒管１及び回転コントロールバルブ３を
通って、再び冷媒槽５へ戻り、循環されている。この
際、熱交換部Ｂにおいて熱回収が行われ、冷媒は昇温
し、回収された熱を利用するために、一部が系外へ排出
される。冷媒槽５には、系外へ排出された冷媒に相当す
る量の新冷媒が供給される。
体概略図である。好気性発酵部Ａにおいては、空気が導
入されコンポスト材料が発酵して、コンポスト化反応が
起こる。固体発酵部Ａからの排気ガスは、熱交換部Ｂに
送られる。一方、冷媒は、冷媒槽５からポンプ８により
熱支持部Ｂの冷媒管１及び回転コントロールバルブ３を
通って、再び冷媒槽５へ戻り、循環されている。この
際、熱交換部Ｂにおいて熱回収が行われ、冷媒は昇温
し、回収された熱を利用するために、一部が系外へ排出
される。冷媒槽５には、系外へ排出された冷媒に相当す
る量の新冷媒が供給される。
【００３３】また、熱交換部Ｂの冷媒管１に付着したダ
スト及び水を効率よく除去し、熱回収効率を向上させる
ために、回転ロータリバルブ３により、冷媒の循環を間
欠的に遮断し、その際発生する水撃作用により冷媒管１
を振動させる。このようにして熱回収された排気ガスは
ガス吸収装置１６に供給され、このガス吸収装置１６に
おいて、アルカリ吸収液Ｃと接触し、排気ガス中に含ま
れている二酸化炭素などの酸性ガスは化学的に、アンモ
ニアは物理的に吸収されたのち、大気中へ放出される。
ガスを吸収したアルカリ吸収液はエアレーション装置１
７に送られ、ここでエアレーションされる。エアレーシ
ョン装置１７から排出されるガスは、アンモニアが含ま
れていてアルカリ性であるので、その一部をライン１９
を通して固体発酵部Ａに循環し、コンポスト材料の発酵
ｐＨを８〜１０程度に調整する。
スト及び水を効率よく除去し、熱回収効率を向上させる
ために、回転ロータリバルブ３により、冷媒の循環を間
欠的に遮断し、その際発生する水撃作用により冷媒管１
を振動させる。このようにして熱回収された排気ガスは
ガス吸収装置１６に供給され、このガス吸収装置１６に
おいて、アルカリ吸収液Ｃと接触し、排気ガス中に含ま
れている二酸化炭素などの酸性ガスは化学的に、アンモ
ニアは物理的に吸収されたのち、大気中へ放出される。
ガスを吸収したアルカリ吸収液はエアレーション装置１
７に送られ、ここでエアレーションされる。エアレーシ
ョン装置１７から排出されるガスは、アンモニアが含ま
れていてアルカリ性であるので、その一部をライン１９
を通して固体発酵部Ａに循環し、コンポスト材料の発酵
ｐＨを８〜１０程度に調整する。
【００３４】一方、エアレーション装置１７から排出さ
れる残りのガスは、ガス吸収装置１８に供給され、ここ
で酸性吸収液Ｄと接触し、ガス中のアンモニアが化学的
に吸収、除去されたのち、大気中へ放出される。
れる残りのガスは、ガス吸収装置１８に供給され、ここ
で酸性吸収液Ｄと接触し、ガス中のアンモニアが化学的
に吸収、除去されたのち、大気中へ放出される。
【００３５】
【発明の効果】本発明の固体発酵装置は、コンポスト化
などの好気性固体発酵に用いられ、その発酵熱を効率よ
く回収することができる。また、環境汚染を抑制し、発
酵を安定化させることもできる。本発明装置において、
発酵熱の回収により暖められた冷媒は、安全な暖房用熱
源などとして、例えば家畜小屋やビニルハウスなどの暖
房に好適に用いられる。
などの好気性固体発酵に用いられ、その発酵熱を効率よ
く回収することができる。また、環境汚染を抑制し、発
酵を安定化させることもできる。本発明装置において、
発酵熱の回収により暖められた冷媒は、安全な暖房用熱
源などとして、例えば家畜小屋やビニルハウスなどの暖
房に好適に用いられる。
【図１】 本発明の固体発酵装置の１例の部分説明図。
【図２】 本発明の固体発酵装置における熱交換部の１
例の説明図。
例の説明図。
【図３】 本発明の固体発酵装置における熱交換部に噴
霧装置を設置した場合の１例の説明図。
霧装置を設置した場合の１例の説明図。
【図４】 本発明の固体発酵装置において、熱交換部の
下方に固液分離装置を設置した場合の１例の説明図。
下方に固液分離装置を設置した場合の１例の説明図。
【図５】 本発明の固体発酵装置の１例の全体概略図。
１ 冷媒管 ２ 可動支持体 ３ 回転ロータリバルブ ４ フレキシブルパイプ ５ 冷媒槽 ６，６′分岐管 ９，９′フレキシブルパイプ １０ 噴霧装置 １１ タイマー付き電磁弁 １３ 固液分離装置 １４ 固形物 １５ 汚水 １６ ガス吸収装置 １７ エアレーション装置 １８ ガス吸収装置 Ａ 固体発酵部 Ｂ 熱交換部 Ｃ アルカリ吸収液 Ｄ 酸性吸収液
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年９月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】従来、農業廃棄物、畜産廃棄物、汚泥、
都市ごみなど、様々な有機物をコンポスト（堆肥）化す
ることが行われている。このコンポスト化技術は、有機
廃棄物を有効な資源としてリサイクルする技術である。
最近、環境及び資源の問題から、廃棄物のリサイクル化
が世界的に叫ばれており、このコンポスト化技術も、エ
コテクノロジーの１つとして注目されている。
都市ごみなど、様々な有機物をコンポスト（堆肥）化す
ることが行われている。このコンポスト化技術は、有機
廃棄物を有効な資源としてリサイクルする技術である。
最近、環境及び資源の問題から、廃棄物のリサイクル化
が世界的に叫ばれており、このコンポスト化技術も、エ
コテクノロジーの１つとして注目されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】（３）細菌、害虫、雑草種子の不活化 コンポスト化の過程では、通常５０〜６０℃の高温に曝
されるので、病原性細菌、病虫卵、有害昆虫卵、ウイル
ス、雑草種子などの大部分が不活化され、植物や人畜に
無害なものになる。これもコンポスト化の目的の一つで
ある。
されるので、病原性細菌、病虫卵、有害昆虫卵、ウイル
ス、雑草種子などの大部分が不活化され、植物や人畜に
無害なものになる。これもコンポスト化の目的の一つで
ある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】このようにして、熱回収された後の排気ガ
ス中には、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素などが含
まれているので、この排気ガスをそのまま大気中へ放出
すると環境汚染をもたらすおそれがある。したがって、
本発明装置の別の態様では、前記の固体発酵部、熱交換
部と共に、排気側にガス吸収部を設ける。このガス吸収
部において使用されるガス吸収装置の形式については、
排気ガス中の二酸化炭素やアンモニアなどを効率よく吸
収しうるものであればよく特に制限はないが、例えばラ
シッヒリングなどの充てん剤を詰めたガス吸収塔を用い
るのが好ましい。そしてこのガス吸収塔の下部から排気
ガスを導入し、上部からガス吸収剤を供給する向流方式
により、排気ガスとガス吸収剤とを接触させるのがよ
い。この際、ガス吸収剤としては、アルカリ吸収液が好
ましく用いられる。このアルカリ吸収液としては特に制
限はなく、例えば酸化カルシウムや水酸化カルシウムを
含有する液が好ましく用いられる。これにより、二酸化
炭素や硫化水素などの酸性ガスは中和反応により効率よ
く吸収され、またアルカリ性のアンモニアは物理的に吸
収される。
ス中には、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素などが含
まれているので、この排気ガスをそのまま大気中へ放出
すると環境汚染をもたらすおそれがある。したがって、
本発明装置の別の態様では、前記の固体発酵部、熱交換
部と共に、排気側にガス吸収部を設ける。このガス吸収
部において使用されるガス吸収装置の形式については、
排気ガス中の二酸化炭素やアンモニアなどを効率よく吸
収しうるものであればよく特に制限はないが、例えばラ
シッヒリングなどの充てん剤を詰めたガス吸収塔を用い
るのが好ましい。そしてこのガス吸収塔の下部から排気
ガスを導入し、上部からガス吸収剤を供給する向流方式
により、排気ガスとガス吸収剤とを接触させるのがよ
い。この際、ガス吸収剤としては、アルカリ吸収液が好
ましく用いられる。このアルカリ吸収液としては特に制
限はなく、例えば酸化カルシウムや水酸化カルシウムを
含有する液が好ましく用いられる。これにより、二酸化
炭素や硫化水素などの酸性ガスは中和反応により効率よ
く吸収され、またアルカリ性のアンモニアは物理的に吸
収される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】図５は、本発明の固体発酵装置の１例の全
体概略図である。好気性発酵部Ａにおいては、空気が導
入されコンポスト材料が発酵して、コンポスト化反応が
起こる。固体発酵部Ａからの排気ガスは、熱交換部Ｂに
送られる。一方、冷媒は、冷媒槽５からポンプ８により
熱交換部Ｂの冷媒管１及び回転ロータリーバルブ３を通
って、再び冷媒槽５へ戻り、循環されている。この際、
熱交換部Ｂにおいて熱回収が行われ、冷媒は昇温し、回
収された熱を利用するために、一部が系外へ排出され
る。冷媒槽５には、系外へ排出された冷媒に相当する量
の新冷媒が供給される。
体概略図である。好気性発酵部Ａにおいては、空気が導
入されコンポスト材料が発酵して、コンポスト化反応が
起こる。固体発酵部Ａからの排気ガスは、熱交換部Ｂに
送られる。一方、冷媒は、冷媒槽５からポンプ８により
熱交換部Ｂの冷媒管１及び回転ロータリーバルブ３を通
って、再び冷媒槽５へ戻り、循環されている。この際、
熱交換部Ｂにおいて熱回収が行われ、冷媒は昇温し、回
収された熱を利用するために、一部が系外へ排出され
る。冷媒槽５には、系外へ排出された冷媒に相当する量
の新冷媒が供給される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１２Ｍ 1/16 １０１ Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＡ
Claims (6)
- 【請求項１】 好気性固体発酵部と、冷媒を循環させて
発酵熱を回収する熱交換部を有する固体発酵装置におい
て、熱交換部の冷媒管が可動支持体により遊動可能であ
って、冷媒の循環を間欠的に瞬時に遮断した際に発生す
る水撃作用により振動して、それに付着するダスト及び
水を落下させうる構造を有することを特徴とする固体発
酵装置。 - 【請求項２】 好気性固体発酵部と、冷媒を循環させて
発酵熱を回収する熱交換部と、排気側にガス吸収部を有
する固体発酵装置において、熱交換部の冷媒管が可動支
持体により遊動可能であり、かつ冷媒の循環を間欠的に
瞬時に遮断した際に発生する水撃作用により振動して、
それに付着するダスト及び水を落下させうる構造を有す
るとともに、ガス吸収部の後流にガス吸収液のエアレー
ション装置を設け、それから排出するガスの一部を固体
発酵部に循環させる構造を有することを特徴とする固体
発酵装置。 - 【請求項３】 熱交換部において、冷媒の循環を間欠的
に瞬時に遮断するための回転ロータリバルブ又は電磁弁
を配設するとともに、冷媒管の両端側の一部にフレキシ
ブルパイプを装着してなる請求項１又は２記載の固体発
酵装置。 - 【請求項４】 熱交換部の冷媒管に水を噴霧し、付着し
たダストを洗い流す機構を有する請求項１、２又は３記
載の固体発酵装置。 - 【請求項５】 熱交換部の下方にダストと水とを分離す
るための固液分離装置を設置してなる請求項１ないし４
のいずれかに記載の固体発酵装置。 - 【請求項６】 ガス吸収部で使用するガス吸収剤がアル
カリ吸収液であり、かつエアレーション装置から排出す
るガスがアンモニアを含むものである請求項２記載の固
体発酵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8853797A JP3079176B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 固体発酵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8853797A JP3079176B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 固体発酵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10276758A true JPH10276758A (ja) | 1998-10-20 |
| JP3079176B2 JP3079176B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=13945600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8853797A Expired - Lifetime JP3079176B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 固体発酵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079176B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105733931A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-07-06 | 广州市集木蓄能技术开发有限公司 | 一种发酵热能回收设备及热能回收方法 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP8853797A patent/JP3079176B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105733931A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-07-06 | 广州市集木蓄能技术开发有限公司 | 一种发酵热能回收设备及热能回收方法 |
| CN105733931B (zh) * | 2016-04-12 | 2018-08-10 | 广州市集木蓄能技术开发有限公司 | 一种发酵热能回收设备及热能回收方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3079176B2 (ja) | 2000-08-21 |
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