JPH11292667A - 野菜ごみの発酵処理方法とそれに用いる処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】もやし・白菜・キャベツ・玉ねぎ・果物等の高
水分植物性廃棄物を発酵処理する前に簡易発酵によって
水分を低下させ、本発酵での処理を更に容易にするもの
である。 【構成】加熱と微生物による分解によって、もろくなっ
た野菜ゴミの細胞膜を破砕しやすくさせ、直下に設置し
たプレス機に送ることで固液分離を行う。これによって
野菜ゴミの水分を効率良く取り除き、本発酵で微生物が
活発に働く環境を作るものである。 【効果】圧搾効果により槽容量の少ない機械でも大量に
投入する事が可能。また、水分調整材を用いずに不要な
水分を取る為、調整剤の費用や投入の手間が省け、処理
時間も少なくて済むので、消費電力量も低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本技術は、もやし・白菜・キャベ
ツ・玉ねぎ・果物等の高水分率植物を主たる成分とする
廃棄物（以下野菜ごみといゆう）を発酵処理にて乾燥し
たコンポスト原料にする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような野菜ごみは極めて高い水分率
（８０〜９５％）を有するのみならず、これら水分の殆
どは細胞内に保持されているため、他のスラリー状ごみ
のように簡単なこしきなどにより水分を固形分と分離し
てその水分率を低下することはできなかった。このた
め、従来は、このような野菜ごみをそのまま又は破砕し
て発酵処理装置に投入して乾燥したコンポスト原料にし
ていた。発酵処理により野菜ごみを一気にコンポスト原
料にする場合は、発酵過程中に生じた多量の水分が固形
有機分の発酵処理を著しく阻害し、水分率１１％以下の
長期保存においても安定したコンポスト原料にするのに
極めて長い処理時間を必要とした。このような処理時間
を短くする一手段として、ヌカや鶏糞などの水分率の低
い有機廃棄を混入することが行われていた。

【０００３】

【本技術が解決しようとする課題】前記手段では確かに
一回の処理時間を低減するが、しかし、ヌカや鶏糞を投
入した量だけ野菜ごみの一回の投入量を少なくしなけれ
ばならないので、多量の野菜ごみを処理する場合には、
バッチ処理の回数が増加し、最終的な処理時間を短縮す
ることは出来なかった。また、大量にヌカや鶏糞を必要
とするので、これらを入手するのにも困難があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段１】本技術はこのような問
題に鑑み、野菜ごみは撹拌加熱によりその細胞膜が破壊
され、細胞内の水分が細胞外に流出するといゆう現象を
有効に利用し、発酵処理過程に至る前に、野菜ごみの過
剰な水分を除去することとした。すなわち、野菜ごみを
発酵微生物により発酵処理して水分率を低下し、コンポ
スト原料にする発酵処理方法において、野菜ごみの細胞
膜を破壊する程度に加熱撹拌する加熱工程と、この加熱
工程を経た前記野菜ごみの水分を搾り出しながら固液分
離する圧搾工程と、この圧搾工程にて分離された固形分
を発酵して乾燥したコンポスト原料にする発酵処理工程
とよりなる構成を採用した。

【０００５】

【作用１】加熱工程では、加熱と共に行う撹拌の圧力に
より野菜ごみの細胞膜が破壊され細胞内に閉じ込められ
ていた水分は外部に漏れ出しやすくなる。そして、次の
圧搾工程では、細胞内にある水分が外部に押し出されな
がら固液分離されるので、細胞内から出た水分は直ちに
固形分から分離されることとなる。このため、一旦外部
に流出した水分が細胞内に再度吸収されるようなことな
く、発酵処理に適切な水分率にまで良好に固液分離を達
成することができた。その結果、その後の発酵工程で
は、ヌカや鶏糞などの水分調整材を多量に使用しなくと
も、過剰な水分のない状態で効率の良い発酵処理ができ
るようになった。更に、発酵処理前に余剰水分を除去し
ているので、発酵工程での一回の装置投入量を脱水前の
野菜ごみに換算すれば大幅に増大することとなる。つま
り少ない容量の発酵処理装置でも大量の野菜ごみを処理
でき、結果的に処理効率を向上することができた。

【０００６】

【課題を解決するための手段２】また、野菜ごみがキャ
ベツや玉ねぎなどの大型の野菜である場合は、前記手段
１に記載の野菜ごみの発酵処理方法において、加熱工程
以前又は加熱工程中に前記野菜ごみを破砕する構成を採
用した。

【０００７】

【作用２】このようにして加熱前又は加熱中に、大型の
野菜を破砕することにより、撹拌加熱は野菜ごみ全般に
わたって均等に行われるので、その加熱撹拌による細胞
膜の破壊も野菜ごみ全体に均等になされることとなる。
その結果、丸ごとの白菜等が含まれる大型の野菜ごみか
らもその余剰水分を容易に除去し得るようになった。そ
の他の点については前記作用１と同様である。

【０００８】

【課題を解決するための手段３】また、前記手段１又は
２に記載の発酵処理方法において、加熱工程中に発酵菌
を混入する構成を採用した。

【０００９】

【作用３】このようにする事で、発酵菌の有する消臭作
用が、加熱工程及び圧搾工程中において発揮され、これ
らの工程中に生じる腐敗臭を大幅に低減することができ
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段４】前記手段１乃至３のい
ずれかに記載の発酵処理方法において、その加熱工程で
の野菜ごみの平均温度を４０℃〜９０℃になるように加
熱する構成を採用した。

【００１１】

【作用４】このような野菜ごみの平均温度が４０℃未満
であると、撹拌による圧力によっても、その細胞膜を破
壊することができなかった。また、９０℃を越えると、
加熱工程において多量の蒸気が発生し、作業環境を悪化
するとともに、エネルギー効率を著しく悪化した。

【００１２】

【課題を解決するための手段５】前記手段１〜４のいず
れかに記載の野菜ごみの発酵処理方法の加熱工程と圧搾
工程に用いる装置であって、野菜ごみの加熱と攪拌機能
を有する加熱装置の排出口とスクリュー式圧搾装置の投
入口とを連結して、前記加熱工程と圧搾工程とを連続し
て行えるようにしてある手段を採用した。。

【００１３】

【作用５】このような装置を採用することで、加熱工程
の結果へどろ状になった野菜ごみは、直接圧搾装置に投
入されることとなる。このため、へどろ状の廃棄物を移
送するわずらわしさがなくなった。また、加熱工程から
直ちに圧搾工程に移行するので、野菜ごみは高温のまま
圧搾され、細胞の外部に滲み出した水分が温度低下によ
り細胞内に吸収される前に圧搾することができ、水分の
除去効率を一層向上することが出来た。

【００１４】

【実施例１】図１、図２、図３は、本処理方法に用いた
装置の一例を示す概略断面図である。本実施例では、撹
拌加熱用の加熱装置（１）とスクリュープレス（２）と
発酵装置（３）とを用い、それぞれ図示並びに以下の説
明のような構成を有している。前記加熱装置（１）は、
下半分が後記パドル（１０５）〜（１０８）の回転軌跡
に沿った半円形にしてあって、隔壁（１０１）にて左右
に２分割した加熱槽（１０２）（１０３）と、この加熱
槽（１０２）（１０３）の外壁に取り付けたヒートパネ
ル（１０４）と、この加熱槽（１０２）（１０３）内で
被処理物（Ｘ）を攪拌するパドル（１０５）（１０６）
（１０７）（１０８）と、このパドル（１０５）〜（１
０８）を正逆転駆動するモーター（１０９）と、前記加
熱槽（１０２）（１０３）の上部に設けた投入口（１１
０）（１１１）と、下部に設けた排出口（１１２）（１
１３）とよりなる。前記投入口（１１０）（１１１）と
排出口（１１２）（１１３）には、それぞれ開閉蓋（１
１４）（１１５）と（１１６）（１１７）が設けてあ
る。前記排出口（１１２）（１１３）の開閉蓋（１１
６）（１１７）は、水平方向に移動して排出口（１１
２）（１１３）を開閉する構造を有し、図示しないが加
熱装置（１）の外部に突出したレバーにて開閉を操作で
きるようにしてある。

【００１５】前記スクリュープレス（２）は、前記予備
加熱装置の下方に配置されていて、筒状のケース（２０
１）と、筒状に棒体（２０３）を並べて構成した固液分
離籠（２０２）と、この固液分離籠（２０２）内で回転
するスクリュー（２０４）と、このスクリュー（２０
４）を駆動するモーター（２０５）とよりなる。前記筒
状のケース（２０１）には、前記加熱装置（１）の排出
口（１１２）（１１３）と前記固液分離籠（２０２）の
内部とを連結する投入筒（２０６）（２０７）が設けて
ある。また、このケース（２０１）の下部には、前記固
液分離籠（２０２）から流出した水を外部に出す排水口
（２０８）が設けてある。さらに、ケース（２０１）の
終端には、前記固液分離籠（２０２）の開放された終端
から排出された固形分を落下させる排出口（２０９）が
設けてある。また、前記固液分離籠（２０２）の終端と
前記ケース（２０１）との間を隔壁（２１０）にて閉止
し、排出される固形分が前記ケース（２０１）内に逆流
するのを防止してある。前記固液分離籠（２０２）は、
途中から終端に向かって小径化した台形円錐形にしてあ
る。そして、多数の棒体（２０３）を水抜き用の間隔を
空けて円筒状に並べ、環状の固定具（２１１）にてこの
棒体（２０３）を相互に固定して、籠状に構成してあ
る。またその上部には、前記投入筒（２０６）（２０
７）の下端を通す投入口（２１２）（２１３）が設けて
ある。なお、棒体（２０３）を使用せず、適宜の大きさ
の穴を多数あけたパンチングメタルを台形円錐形に加工
して、圧搾籠を構成してもよい。前記スクリュー（２０
４）は、前記ケース（２０１）に回転自在に保持され、
途中から終端に向かって小径化するように、ブレード
（２１４）の径とピッチを設定して前記固液分離籠（２
０２）内に配置されている。このスクリュー（２０４）
は前記モーター（２０５）により図中矢印の方向に被処
理物（Ｘ）を搬送するように回転駆動されている。被処
理物（Ｘ）は前記スクリュー（２０４）による搬送力に
て生じる圧力にて圧搾され、被処理物（Ｘ）の水分は前
記固液分離籠（２０２）の隙間を通って前記ケース（２
０１）内に流出させる。

【００１６】前記発酵装置（３）は、上部を相互に連通
し、隔壁（３０１）にて区切られた第一・第二発酵槽
（３０２）（３０３）と、この発酵槽（３０２）（３０
３）の外周に設けたヒートパネル（３０４）と、前記発
酵層（３０２）（３０３）内で被処理物（Ｘ）を攪拌す
るパドル（３０５）（３０６）（３０７）（３０８）
と、このパドル（３０５）〜（３０８）を正逆転駆動す
るモーター（３１０）と、前記第一発酵槽（３０２）の
上部に設けた投入口（３１０）と、前記第二発酵槽（３
０３）の下部に設けた排出口（３１１）とよりなる。前
記投入口（３１０）と排出口（３１１）には、それぞれ
開閉蓋（３１２）と（３１３）が設けてある。前記投入
口（３１０）から第一発酵槽（３０２）に投入された被
処理物（Ｘ）は、この第一発酵槽（３０２）内にて前記
パドル（３０５）（３０６）により撹拌混合されながら
発酵処理される。順次投入される被処理物（Ｘ）により
第一発酵槽（３０２）が満杯になると、前記隔壁（３０
１）を越えて前記第二発酵槽（３０３）に被処理物が投
入される。前記第二発酵槽（３０３）に投入された被処
理物は、さらに発酵処理され、完熟した被処理物は前記
排出口（３１１）から外部に排出される。

【００１７】

【実施例２】次に前記実施例１に示す装置を用いて行っ
た野菜ごみの処理について説明する。もやしを主材料と
する水分率９３％の野菜ごみ３，０００リットル（約９
９９ｋｇ）を４回に分けて加熱装置（１）に投入した。
一回の処理は、左右の加熱槽（１０２）（１０３）にそ
れぞれ３７５リットルづつ、合計７５０リットルを投入
し、その加熱パネル（１０１）を作動させて、内部の野
菜ごみの平均温度が６０℃になるように加熱しながら、
パドル（１０５）〜（１０８）を正逆回転させて１時間
３０分撹拌加熱した。この撹拌加熱後直ちに、前記開閉
蓋（１１６）（１１７）を開き、処理物全量を前記スク
リュープレス（２）の投入筒（２０６）（２０７）を通
して、前記固液分離籠（２０２）内に投入した。このと
き、加熱撹拌にて細胞外に出た水分は、直ちに固液分離
籠（２０２）から流出し、前記ケース（２０１）内を通
って前記排水口（２０８）から外部に流出する。前記固
液分離籠（２０２）内に残った固形分は、前記スクリュ
ー（２０４）の回転により図１に示す矢印の方向に搬送
される。前記スクリュー（２０４）はそのブレード（２
１４）が後半にて徐々に小径小ピッチ化してあるので、
前記固形分は搬送中に圧搾され、その内部に残る水分が
絞り出されることとなる。そして、最終的に残った固形
分は前記スクリュープレス（２）の終端にある前記排出
口（２０９）から外部に排出される。そして、排出され
た固形分をその都度、発酵装置（３）の投入口（３１
０）からその第一発酵槽（３０２）に投入した。以上の
操作を４回繰り返して、総計３，０００リットル（約９
９９ｋｇ）の野菜ごみを加熱撹拌と圧搾処理を行い、発
酵装置（３）に投入した。この間、総量３，０００リッ
トル（約９９９ｋｇ）の野菜ごみは、次の様に減量され
た。 スクリュープレス（２）への投入直後の固形分：５８２
リットル（５１７ｋｇ） 水分率 ８６．５％ スクリュープレス（２）の排出口（２０９）からの固形
分：３３２リットル（約２０８ｋｇ） 水分率 ６６．
４％

【００１８】前記発酵装置（３）には圧搾処理後の固形
分とともに（株）ゴールド発酵研究所製発酵剤 ＧＢ４
２０を投入する固形分の０．２重量％に相当する量を第
一発酵槽（３０２）に投入した。そして、前記第一発酵
槽（３０２）と前記第二発酵槽（３０３）の槽内温度を
４０℃に設定し、前記パドル（３０５）〜（３０８）を
正転→停止→逆転→停止のサイクルを繰り返して、２４
時間発酵処理することで次のコンポスト原料を得た。 ２３０リットル（約７０ｋｇ） 水分率１０％

【００１９】

【実施例３】白菜を主たる成分とした野菜ごみ３，００
０リットル（１，６３４ｋｇ：水分率９１％）を前記実
施例２と同様にして撹拌加熱・圧搾・発酵処理した。そ
れによる減量状況は次の通りであった。 スクリュープレス（２）への投入直後の固形分：９９０
リットル（９５２ｋｇ） 水分率 ８４．５％ スクリュープレス（２）の排出口（２０９）からの固形
分：６０７．９リットル（約３４５ｋｇ） 水分率 ５
７．３％ 得られたコンポスト原料：４９７リットル（約１４８ｋ
ｇ） 水分率１０％

【００２０】

【比較例】前記実施例２で処理する野菜ごみと同様のも
やしを主とする野菜ごみを、撹拌混合並びに圧搾工程を
経ずそのままの状態で３３０リットル（１１０ｋｇ）を
４回に分けて前記発酵槽（３）の第一発酵槽（３０２）
に投入し、前記実施例２と同様な発酵処理を行った。２
４時間処理後の状態を観察したが、水分率が４０％以上
と多いため、発酵状態を観察しながら発酵処理を継続し
た結果、４０時間経過した段階で次のコンポスト原料を
得ることができた。 ２０リットル（７ｋｇ） 水分率 １０％

【００２１】

【実施例４】野菜ごみとともに前記発酵剤ＧＢ４２０を
０．２重量％を加熱装置（１）に投入した。その他は前
記実施例３と同様にして処理した。このようのすると、
撹拌加熱及び圧搾の工程にて生じていた強い腐敗臭がほ
とんど感じられない程度にまで軽減することができた。

【００２２】

【実施例５】丸ごとの白菜を多く含む野菜ごみは、３ｃ
ｍ幅に切断するチョッパー（図示せず）にて破砕して
後、前記実施例３と同様にして処理した。処理の結果は
前記実施例３と同様なものであった。ちなみに、このチ
ョッパー処理を行わずに前記実施例３と同様に撹拌加熱
と圧搾処理を行った場合の各段階での水分率は次の通り
であった。 スクリュープレス（２）への投入直後の固形分：水分率
８５％ スクリュープレス（２）の排出口（２０９）からの固形
分： 水分率 ８０％

【００２３】

【実施例６】本実施例では、図４、５にて、丸のままの
白菜等の大型のものを破砕しながら撹拌加熱する装置を
説明する。この加熱装置（４）は前記実施例１にしめす
加熱装置（１）のパドル（１０５）〜（１０８）を改造
したもので、以下の構成以外は実施例１の加熱装置
（１）と同様であるので説明を省略する。また、加熱槽
（４０３）の構造と加熱槽（４０２）の主要構造とは同
じなので、加熱槽（４０３）の説明は、加熱槽（４０
２）の説明をもって省略する。パドル（４０５）（４０
６）は、それぞれ２本の棒体（４５１）（４５２）を固
定刃（４４０）（４４１）の幅よりも少々大きい間隔を
もって並置したものである。前記固定刃（４４０）（４
４１）は上下に刃先を有する両刃の刃物であって、加熱
槽（４０２）の内部において、パドル（４０５）（４０
６）のそれぞれの２本の棒体（４５１）（４５２）の間
を通る位置に固定してある。このようにしてパドル（４
０５）（４０６）が撹拌加熱のため正逆回転すると、丸
ごとの白菜など大型の野菜は、固定刃（４４０）（４４
１）に押し当てられて切断されることとなる。その他
は、前記実施例１と同様な構成となっている。このよう
にすることで、加熱撹拌と同時にパドル同士の間隔より
も大きい野菜を固定刃（４４０）（４４１）にて破砕す
ることができた。

【００２４】

【実験例】野菜ごみの平均温度を３５℃にした以外は、
前記実施例２〜５と同等な条件にて撹拌加熱したが、そ
の水分率を２％前後低減することができたのみである。
これは、加熱温度が低くて細胞膜の破壊がほとんど生じ
ていないものと考えられる。

【００２５】野菜ごみの平均温度を９０℃にした以外
は、前記実施例２〜５と同等な条件にて撹拌加熱した。
この場合、撹拌加熱時多量の水蒸気が発散し、それによ
って加熱槽内のエネルギーが急速に奪われることとなっ
て、上記温度を維持するのに多量のエネルギーが必要と
なった。

【００２６】前記各実施例では、発酵処理での発酵剤の
投入量を０．２重量％としたが、発酵剤に含まれる菌の
種類や密度あるいは野菜ごみの性状により、０．１〜
０．５重量％の範囲で調整して投入することが望まし
い。

【００２７】本技術の処理方法を実行する上で、実施例
１又は実施例６に示す装置を使用しなくても良い。つま
り、以下のように前記実施例１又は実施例６に示す装置
の構成を変更したものを用いても本技術の処理方法を実
施することは可能である。 １、加熱装置とスクリュープレスとをそれぞれ独立させ
て使用する。 ２、加熱装置は２槽式に限らず一槽式のものを用いても
良い。 ３、圧搾手段として、スクリーンプレスや遠心脱水機な
どの圧搾脱水機を使用する。

【００２８】

【本技術の効果】以上の実施例・比較例及び実験例より
明らかな通り、本技術では野菜ごみの処理能力が１１０
リットル／時間であるのに対し、比較例に示す従来技術
では８リットル／時間となり、従来に比べ遙かに高い処
理効率を達成したものである。さらに、発酵処理に当た
り糠・籾殻・鶏糞等の水分調整材を必要としないので、
これら材料を調達する手間がなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱プレス連続装置の縦断正面図

【図２】スクリュープレスの縦断左側面図

【図３】発酵装置の縦断正面図

【図４】実施例６の破砕構造を組み込んだ加熱装置を示
す一部縦断正面図

【図５】実施例６の破砕構造を組み込んだ加熱装置を示
す縦断側面図

【符号の説明】

（１）加熱装置 （２）スクリュープレス （３）発酵装置 （１０１）隔壁 （１０２）加熱槽 （１０３）加熱槽 （１０４）ヒートパネル （１０５）〜（１０８）パドル （１０９）モーター （１１０）投入口 （１１１）投入口 （１１２）排出口 （１１３）排出口 （１１４）開閉蓋（投入口用） （１１５）開閉蓋（投入口用） （１１６）開閉蓋（排出口用） （１１７）開閉蓋（排出口用） （２０１）ケース （２０２）圧搾籠 （２０３）棒体 （２０４）スクリュー （２０５）モーター （２０６）投入筒 （２０７）投入筒 （２０８）排水口 （２０９）排出口 （２１０）隔壁 （２１１）固定具 （２１２）投入口 （２１３）投入口 （３０１）隔壁 （３０２）第一発酵槽 （３０３）第二発酵槽 （３０４）ヒートパネル （３０５）〜（３０８）パドル （３０９）モーター （３１０）投入口 （３１１）排出口 （３１２）（３１３）開閉蓋 （４）加熱装置 （４０２）加熱槽 （４０４）ヒートパネル （４０５）（４０６）パドル （４１０）投入口 （４１２）排出口 （４１４）（４１６）開閉蓋 （４４０）（４４１）固定刃 （４５１）（４５２）棒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 管家 基夫 大阪市西区立売堀２丁目３番４号ニシケン ビル株式会社ゴールド発酵技術研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 もやし・白菜・キャベツ・玉ねぎ・果物
   等の高水分率植物を主たる成分とする廃棄物（以下野菜
   ごみといゆう）を発酵微生物により発酵処理して水分率
   を低下し、コンポスト原料にする発酵処理方法におい
   て、野菜ごみの細胞膜を破壊する程度に加熱撹拌する加
   熱工程と、この加熱工程を経た前記野菜ごみの水分を搾
   り出しながら固液分離する圧搾工程と、この圧搾工程に
   て分離された固形分を発酵して乾燥したコンポスト原料
   にする発酵処理工程とよりなることを特徴とする。
2. 【請求項２】前記要旨項１に記載の野菜ごみの発酵処理
   方法において、加熱工程以前又は加熱工程中に前記野菜
   ごみを破砕することを特徴とする。
3. 【請求項３】前記要旨項１又は２に記載の発酵処理方法
   において、加熱工程中に発酵菌を混入することを特徴と
   する。
4. 【請求項４】前記要旨項１乃至３のいずれかに記載の発
   酵処理方法において、その加熱工程での野菜ごみの平均
   温度を４０℃〜９０℃になるように加熱することを特徴
   とする。
5. 【請求項５】前記要旨項１〜４のいずれかに記載の野菜
   ごみの発酵処理方法の加熱工程と圧搾工程に用いる装置
   であって、野菜ごみの加熱と攪拌機能を有する加熱装置
   の排出口とスクリュー式圧搾装置の投入口とを連結し
   て、前記加熱工程と圧搾工程とを連続して行えるように
   してあることを特徴とする。