JPH1170376A - 生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生ゴミの無公害迅速処理 【解決手段】木材チップを温泉水に浸漬して多孔質酸性
化に処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミ処理用多孔
質酸性化木材チップ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、生ゴミは、そのほとんどが、焼
却または埋立により処分されているが、近年、バクテリ
ヤを利用してその生ゴミを発酵、分解、乾燥させる技術
も開発されつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記バ
クテリヤを利用する技術では、生ゴミの処分に長時間を
要することが、最大の難点となっており、現実的な生ゴ
ミ処分は環境を破壊することを承知の上で焼却または埋
立により行われている。

【０００４】そこで、環境を破壊することのない前記バ
クテリヤを利用する生ゴミの処分を短時間で大量に行う
技術手段はないものかと模索した。

【０００５】その結果、本発明者等が地場産業振興の一
環として開発し特許出願済みの温泉水処理の木材は、そ
の細胞間の有縁壁孔に亀裂が生じていることが原因とな
って多孔質になっているから、内部水分の拡散が円滑で
乾燥にさいして割れや狂いがなく木材本来の品質が向上
するのに加えて、これをチップにして野外等に放置すれ
ば多孔質の木材チップとしてバクテリヤの住処となり、
しかも、この木材チップは温泉水で酸性化されているか
ら好気性バクテリヤの良き住処と成り、この木材チップ
を生ゴミに混合すればその発酵と分解が促進され、しか
も、腐敗の原因となる嫌気性バクテリヤの繁殖を抑止す
ることが出来る筈だと言う確信を得た。

【０００６】本発明者は、このような確信に基ずいて、
鋭意研究と実験を繰り返したところ、最初に木材を温泉
水に浸漬し、次にこれを乾燥した後に木材チップに調整
するものでなく、樹木伐採、製材、建築、家具製造等の
各現場で生ずる大鋸屑、木片を含めた木材チップを爾後
的に温泉水処理しても前者と同様の好気性バクテリヤの
住処となる多孔質の木材チップが得られると言う新知見
を得た。

【０００７】本発明は、このような新知見に基ずいて、
完成されたもので、安価にして大量生産性に適合し、こ
れを生ゴミに投入して混合するときには、生ゴミが悪臭
を発する等の環境を害することなく迅速に発酵、分解、
乾燥される生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップとその
製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明は、空隙率５０乃至８０％、ｐＨ２
乃至４からなる生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップを
特徴とし、請求項２の発明は、木材チップをｐＨ２乃至
４の温泉水中で処理する生ゴミ処理用多孔質酸性化木材
チップの製造方法を特徴とし、請求項３の発明は、木材
チップの大きさを大鋸屑程度の微小のものから生ゴミ処
理機の生ゴミ投入口を通過し得る木片とする請求項２記
載の生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップの製造方法を
特徴とし、請求項４は、温泉水処理時間を温浴の温度に
応じ所定時間に調整して処理し、乾燥する請求項２叉は
請求項３記載の生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップの
製造方法を特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チ
ップは、空隙率５０乃至８０％、ｐＨ２乃至４からな
る。空隙率を５０乃至８０％とするのは、５０％以下で
は通気、通水、バクテリヤ付着性が良好でなく、８０％
以上では木材チップの強度が低下するからである。ま
た、空隙率を５０乃至８０％の範囲とするのは、木材の
種類によって温泉水処理による重量減少量は、図１に示
すように異なるからである。一般に、針葉樹より広葉樹
の前記重量減少量が大である。これに関連して木材の温
泉水処理の過程で所定時間における空隙率を求めこれを
プロットすると図２、図３のグラフが描かれる。なお、
空隙率Ｖは、眞比重ρ（g/cm³）、見掛比重ρ_o(g/cm³)
とから、Ｖ＝（ρ―ρ_o）／ρ×１００によって求めら
れる。

【００１０】また、ｐＨ２乃至４とするのは、ｐＨ２以
下では強酸性下で木材チップを処理することになりリグ
ニン、ヘミセルローズ等の多糖類ばかりでなくセルロー
ズまでも溶出し細胞壁が薄くなり、木材チップそのもの
の強度が極端に低下するからであり、ｐＨ４以上では天
然のエネルギーとその成分を利用しようとする硫化水素
型温泉水を確保すること自体が困難であり本発明の目的
に対応しなくなるからである。

【００１１】生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップの製
造方法の概要は、図４に示す通りで、所定の木材チップ
をｐＨ２乃至４の温泉水中で温度と時間を設定して浸漬
処理した後、引き上げて乾燥するものである。

【００１２】木材チップは、原木の種類を問わず針葉樹
から広葉樹までいずれの樹木からも得ることができ、そ
の大きさは、大鋸屑程度の微小のものから生ゴミ処理機
の生ゴミ投入口を通過し得る木片にいたる範囲であれば
十分であり、その取得方法は、ザラ目カッターと称する
専用の工具でカットして得る場合の他、樹木伐採、製
材、建築、家具製造等の各現場で生ずる大鋸屑、木片を
も利用することができる。このように、木材チップをい
ずれの樹木からも得ることができるのは、温泉水処理に
よっていずれの樹木を原料とする木材チップ内にも特殊
な空隙構造が形成されるからであり、大きさを大鋸屑か
ら木片の範囲に限定するのは、大鋸屑以下の木材チップ
では、強度が低下し生ゴミ処理機に投入して混合撹拌し
た場合、その木材チップが容易に粉砕化して内部の空隙
構造を失って団子化し気水の保持機能、好気性バクテリ
ヤの増殖機能が失われるからである。

【００１３】木材チップは、所定量を漏れのない編み目
のネットに入れて温泉水中に浸漬する。温泉水中の温度
と浸漬時間とは反比例の関係にあるが、天然エネルギー
利用の観点から、２５℃乃至１００℃の温度範囲で 浸
漬時間が調整される。温泉水そのものの温度は２５℃乃
至５０℃であるが地熱蒸気を直接温浴槽中に導入して温
度をあげる。温度がたかまるほど浸漬中の木材チップの
リグニン、ヘミセルローズの溶出速度は早まり木材チッ
プの多孔質化が促進される。

【００１４】木材チップをｐＨ２乃至４の温泉水中で温
度と時間を設定して浸漬処理するのは、硫化水素型温泉
水が有する天然のエネルギーとその成分をそのまま利用
しようとするもので本発明の重要なポイントの一つであ
る。従って、多孔質化した木材チップは前記温泉水の成
分によって、多孔質酸性化木材チップとなり、これを温
泉水中から引き上げ所定の乾燥をほどこせば、生ゴミ処
理用多孔質酸性化木材チップが製造される。乾燥は天
日、人工熱のいずれで行っても良い。

【００１５】このようにして製造される生ゴミ処理用多
孔質酸性化木材チップを生ゴミ処理機内に投入して生ゴ
ミと混合しつつ撹拌すれば、前記木材チップが空隙の多
い構造であるため、好気性バクテリヤが増殖して生ゴミ
の分解が早くなるし、湿度保持の効果があって加水調整
が不要でそれの団子化を防止し終始サラサラした状態と
し、また、前記木材チップが酸性化されているため、生
ゴミから発生するアンモニアガスを中和して悪臭を消失
するし、有害雑菌の発生を抑止してそれを長期に保存す
る等の効果がある。

【００１６】

【実験例】前記生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップの
効果を確認するために下記の実験を行った。即ち、温泉
水処理した木材チップ（大鋸屑）の微生物学的な特徴を
調べるため、モデル試験を行った。撹拌・送風機能があ
り、最小限の好気性微生物（バクテリヤ）による分解機
能が確保されている市販ゴミ処理装置に、微生物担体と
して硫化水素型の温泉水で処理した大鋸屑を用いた試験
区と未処理の大鋸屑の試験区の二つをもうけて、分解能
力と微生物の変化を測定した。

【００１７】１ 実験条件 （１）試験装置 市販の家庭用小型ゴミ処理装置（三洋ＳＮＳ−ｋ１（Ｈ
Ｄ））を使用した。仕様は、処理能力が、標準大鋸屑１
８Ｌを使用した場合、最大１．０Ｋｇ／日の生ゴミの投
入を可能とするものである。屋外設置用で、本体寸法が
４８４×３７４×５９４mmである。消費電力は最大７５
Ｗで、保温用ヒーターは３０℃設定、送風機能付きであ
る。撹拌条件は３０分ごとに約２分間自動的に行われ
る。 （２）試験担体 木材チップは、（有）日本・エコ・システムの製品用原
料（主要樹種は杉）を対象区に用いた。木材チップは
（株）松川温泉の処理装置を用い、３日間硫化水素型温
泉水の中で煮沸処理を行ない、これを試験区として使用
した。 （３）微生物試験法 微生物試験は衛生試験法注解に基づいて行なった。一般
細菌数は、標準寒天培地（日水製薬製）を用いて３７
℃、２４時間で測定した。生酸菌数は、ＢＣＰ加プレー
トカウントアガール（日水製薬製）を用いて３７℃、２
４時間で測定した。嫌気性菌数は、変法ＧＡＭ培地（日
水製薬製）に脱酸素剤を用いて３７℃、２４時間で測定
した。 （４）成分分析 窒素分析は、ケルテック（日本ゼネラル）を用いてケル
ダール法により測定した。水分率は試料約１ｇを耐熱ビ
ーカーに精秤し、１３５℃の送風乾燥機で２時間乾燥し
て減少した重量から求めた。 （５）試験条件 蒸留水を加え水分率を５５％に調整した木材チップ１８
Ｌ（約４Ｋｇ）に、試験条件を作り易くするため、生ゴ
ミの代わりに基質となる栄養成分は市販の試薬で調整し
て、試料の２０％重量に相当する約８００ｇを加えた。
添加した栄養成分は、窒素源としてはペプトン（ディフ
コ：バクトペプトン）４０ｇ、炭素源としてはブドウ糖
（関東化学：試薬特級）１０ｇ、でんぷん（ナカライ：
試薬特級）２０ｇ、リンゴジュース（岩手県産：１００
％果汁で無添加：糖質１１ｇ含有）２００ｍｌである。
木材チップ及び栄養成分を投入した家庭用小型ゴミ処理
装置は、３７℃、湿度６５％の恒温恒湿機（日本製粉：
まなでしくん）に入れ、微生物による分解試験を行なっ
た。

【００１８】２ 実験結果 （１）重量・槽内温度の変化 槽内の總重量の変化は、図５に示す通りである。即ち温
泉水処理チップを用いた試験区が対象区よりも早く總重
量を減少させていた。槽内の水分率変化は、図６に示し
たように、試験区の方が早く減少した。また、槽内の温
度変化は、図７に示す通り、試験区のもが６０時間後に
環境雰囲気温度より３℃ほど高い値を示し、対象区との
違いを現した。 （２）窒素含量の変化 槽内の窒素含有率の変化及び窒素分解率の変化は、図
８、図９に示す通りである。処理時間と総窒素容量の関
係は常に温泉水処理区で小さい値を示し、また分解率を
８日目で比較すると、未処理チップに対して試験区は約
５０％の分解率の向上が認められた。 （３）槽内の微生物の変化 生ゴミ分解装置内の一般細菌数、生酸菌数及び嫌気性細
菌数の変化は、図１０〜図１２に示す通りである。これ
によれば、水分が少なくなった８日目においても、温泉
水処理試料の一般細菌数は１０⁹個／ｇを維持し、また
生酸菌数は１０⁸〜１０⁹個／ｇの高濃度範囲にあり、ま
あいずれも温泉水で処理された木材チップの試験区が対
象区の菌数を上まっていることがわかる。しかし、逆に
嫌気性細菌数は未処理区では１０⁸個／ｇのオーダーか
ら始まるのに対し、温泉水処理区では開始時から１オー
ダー低い１０⁷個／ｇを示し、分解を開始した後も増殖
することがないので、明らかに細菌数の発生がが抑制さ
れていることが確認される。

【００１９】３ 考察 温泉水処理をした木材チップと未処理チップを用い、家
庭用小型ゴミ処理装置内で有機物の分解状態について比
較検討した結果、窒素成分の分解率が未処理の対象区と
比較して約５０％向上し、温泉水処理木材チップ内での
微生物の分解効果が著しいことが確認された。

【００２０】また、このことは実験装置内の温度変化か
らも推測された。すなわち、試験区の槽内で試験開始後
５４時間後に約３℃の温度上昇が見られた。一般に、こ
れらの温度上昇は微生物の活動量に起因するもので、温
泉水処理木材チップが微生物の活動を促進する条件を整
えていると考えられる。

【００２１】生ゴミ分解時に成育する微生物数は、温泉
水処理チップの試験区において、一般細菌数が保持され
やすいという結果が得られた。さらに、酸を放出して他
の雑菌の発生を押さえる生酸菌数の急激な減少が見られ
ず、基質や水分が減少した場合でも常に安定した高濃度
の微生物の生息が可能であることが観察された。このこ
とは、腐敗及び腐敗臭の原因となることの多い嫌気性菌
の発生にも影響をあたえている。すなわち、試験区にお
いて嫌気性細菌の発生と増殖が押えられる結果と一致す
る。

【００２２】以上のことから、温泉水処理チップは有機
物を分解する微生物担体として優れた構造と機能をもっ
ており、生ゴミ分解装置に対しても常に安定した微生物
の発生と環境を作りうることがわかった。

【００２３】

【実施例】杉を原木とし、ザラ目カッターでカットした
長さ１．９〜６．７（平均３．９）mm、巾１．２〜３．
８（平均２．２）mm、厚み１．０〜２．０（平均１．
５）mm、からなる木材チップを静岡県から購入し、この
木材チップ約１トンをネットに入れて、（有）松川温泉
の処理施設で、ｐＨ２．７で８０℃に調整した温泉水中
で２日間浸漬処理した後、引き上げ含水率７０％になる
まで、天日乾燥した。なお、この処理した木材チップの
空隙率は６５％であった。

【００２４】次に、この木材チップ４Ｋｇと生ゴミ８０
０ｇとを 小型ゴミ処理装置（三洋ＳＮＳ−ｋ１（Ｈ
Ｄ））の分解処理槽内に投入して２４時間稼動させたと
ころ、木材チップと生ゴミとは撹拌装置によって混合撹
拌され水分調整をすることなく、団子にならず終始サラ
サラして、悪臭を発することなく発酵・分解された。そ
して、処理物は良質の有機物肥料として植木等に供する
ことができた。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明は、空隙率５０乃至８０
％、ｐＨ２乃至４からなる生ゴミ処理用多孔質酸性化木
材チップを特徴とするので、生ゴミ処理装置の分解処理
槽内に投入してこの木材チップと生ゴミとを撹拌装置に
よって混合撹拌しても空隙の多い木材チップの多孔質構
造は終始保持されて、気水の流通を良好にし好気性バク
テリヤが増殖しやすい環境を確保し生ゴミの分解を早め
るし、また、この木材チップの多孔質構造は保湿効果を
奏うするから分解処理槽内の水分調整が不要となり混合
処理物を団子状にせず終始サラサラした状態に保持する
し、さらに、この木材チップは酸性化されているから、
生ゴミから出るアンモニヤガスを中和して刺激臭・悪臭
の発生を軽減し、嫌気性バクテリヤ・腐敗細菌などの雑
菌の発生を抑制しつつ生ゴミを安定して発酵・分解さ
せ、生ゴミを無公害迅速に処理する。又、木材チップが
酸性化されているため長期保存にも耐え、売買等の取引
に有利である。

【００２６】請求項２の発明は、木材チップをｐＨ２乃
至４の温浴中で処理する生ゴミ処理用多孔質酸性化木材
チップの製造方法を特徴とするので、原料となる木材は
樹木の種類を問わず各地で豊富に得られ、しかも、本木
材チップ専用の原料木材のみならず、樹木伐採、製材、
建築、家具製造時等に生ずる大鋸屑、木片、木屑等が利
用できるので、コスト安で大量生産に適し、また処理剤
としては、各地に豊富に生ずる温泉水の天然の熱エネル
ギーと成分とがそのまま利用できるので、コスト安で大
量生産に適する。

【００２７】請求項３の発明は、木材チップの大きさを
大鋸屑程度の微小のものから生ゴミ処理機の生ゴミ投入
口を通過し得る木片とする生ゴミ処理用多孔質酸性化木
材チップの製造方法を特徴とするので、単身用、家族用
の小規模の生ゴミ処理機からレストラン等の大規模な業
務用処理機にいたる各機種に対応した種類の生ゴミ処理
用多孔質酸性化木材チップを製造することができる。

【００２８】請求項４の発明は、温泉水処理時間を温浴
の温度に応じ所定時間に調整して処理し、乾燥する生ゴ
ミ処理用多孔質酸性化木材チップの製造方法を特徴とす
るので、発酵・分解の難易度に差異の有る生ゴミの種類
に対応して生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップを製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】木材チップの原料木材となる杉及び楢のそれぞ
れを温泉水と蒸留水により処理した時間と重量の減少率
の関係を示す図表である。

【図２】赤松を温泉水と蒸留水により処理した時間と空
隙率の関係を示す図表である。

【図３】杉を温泉水と蒸留水により処理した時間と空隙
率の関係を示す図表である。

【図４】本発明の生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チップ
の製造原理を示す概要図である。

【図５】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チップ
とを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の總重量変化を
時間毎に対比する図表である。

【図６】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チップ
とを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の水分変化を時
間毎に対比する図表である。

【図７】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チップ
とを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の温度変化を時
間毎に対比する図表である。

【図８】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チップ
とを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の窒素含有率の
変化を時間毎に対比する図表である。

【図９】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チップ
とを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の窒素分解率の
変化を時間毎に対比する図表である。

【図１０】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チッ
プとを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の一般細菌数
の変化を時間毎に対比する図表である。

【図１１】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チッ
プとを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の生酸菌の変
化を時間毎に対比する図表である。

【図１２】温泉水処理の木材チップと未処理の木材チッ
プとを生ゴミ処理剤に使用した場合の槽内の嫌気性微生
物数の変化を時間毎に対比する図表である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 忠 岩手県水沢市山崎町４−７ (72)発明者 佐々木 陽 岩手県盛岡市松園１丁目33−10 (72)発明者 高橋 晟 岩手県岩手郡松尾村寄木１−41 松川温泉 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空隙率５０乃至８０％、ｐＨ２乃至４から
   なることを特徴とする生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チ
   ップ。
2. 【請求項２】木材チップをｐＨ２乃至４の温泉水中で処
   理することを特徴とする生ゴミ処理用多孔質酸性化木材
   チップの製造方法。
3. 【請求項３】木材チップの大きさを大鋸屑程度の微小の
   ものから生ゴミ処理機の生ゴミ投入口を通過し得る木片
   とする請求項２記載の生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チ
   ップの製造方法。
4. 【請求項４】温泉水処理時間を温浴の温度に応じ所定時
   間に調整して処理し、乾燥することを特徴とする請求項
   ２叉は請求項３記載の生ゴミ処理用多孔質酸性化木材チ
   ップの製造方法。