JPS61164700A - 発酵装置の自動制御方法 - 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 本発明は有機性廃棄物を好気性処理する発酵装置に於て
短期間で最適な発酵を行なわしめる自動制御方法に関す
るものである。

従来の技術とその問題点 従来の発酵装置では１発酵期間に話いて送気量や切返し
を細かく制御することはほとんどなかった。特にｌセツ
チ運転を行う発酵装置では発酵の経過に伴って発酵物の
性状が変化するため細かい制御が必要でなるにも係わら
ず、せいぜい手動で週に１回程度送気量を変更するか、
ワイヤーで定期的に切返しを行う程度であった。

このため発酵の途中で急に発酵状態が悪くなったり、不
活発な発酵のために所定の期間が経過しても発酵が終了
していないというような問題があった。

問題点の解決手段 一般に有機性廃棄物のコンポスト化は。

■　病原菌や寄生虫を殺菌し衛生化する。

■　微生物の作用により育機物分解を促進し。

安定化、俸臭化を図り取扱性を改善する。

ことである、■に対しては一般に１ＩＦｉ″Ｃ以上を　
、４８時間以上保持することが衛生化の基準とされてい
る。　■に対しては微生物の活性を前室する必要がある
。微生物の活性は酸素消費速度によって把握されるが、
酸素消費連関と発酵温度の間には密接な関係があり、通
常５０〜ｇＦｉ℃にセいて最も酸素消費速度が大きく、
微生物の活性も大きいとされている。したがって発酵制
御という観点からは発酵温度が最も重要な因子となる。

ただし、コンポスト化に関与する微廟 生物が主に好気性厘であることを考えると、常に十分な
酸素が供給され好気状態を保っていることが条件となる
。米国環境保護床のコンポスト化に関する投計指針によ
ると、好気状態を保持するには、少なくても６％以上の
酸素が必要とされることから、短期間で糧適な発酵を行
うためには、酸層濃度が常に６幅以上あるかを監・　、
視しながら１発酵温度を指標として発酵制御することが
必要である。

一方発酵期間において制御できる因子としては切返し、
送気量、排気量、槽内圧力等が挙げられる。これらの中
で発酵状態を直接左右する因子として、特に切返しと送
気量が重要であるが、酸素濃度と発酵＠変を総合的に判
断しながら切返しと送気量を最適制御することを手動で
行うことは決して容易ではない。

これに鑑みて酸素濃度と発酵温度と送気量を測定する計
器と演算装置を連結させ、予め演算装置に記憶させた制
御プログラムにより、切返しと送気量の制御を細かく行
ったところ、短期間テ極めて良質のコンポストが辱られ
ることを把握し木発明をなすに至った。すなわち木発明
は発酵温度と排ガス５中の酸素！変と送気量を随一 時演算装置に入力し、演算装置からの出力により切返し
と送気量の制御を行い、短期間で最適な発酵を行わしめ
ることを目的とし、有機性廃棄物をコンポスト化するた
めの発酵槽へ空気を供給する送気配管系統と１発酵排ガ
スを排出する排気配管系統とから成る発酵装置にセいて
、発酵槽にはり返しを行うための切返し装置と。

発酵温度を測定するための温室センサーを設け。

送気配管系統には送気量を測定する空気流量計と、送気
量を調整するための流量制御弁を設け、排気配管系統に
は排ガス中の酸素濃度を検知する酸素濃度計を設け、温
度センサーからの発酵温室と空気流量計からの送気量と
、酸素濃度計からの酸素温室を、発酵槽に付設した演算
装置に入力し一演算装置からの出力により切返し装置と
流量制御弁を作動させて切返しと送気量を自動制御し、
短期間で最適な発酵を行わしめることを特徴とする発酵
装置の自動制御方法を提供する。

以下本発明を実施例により説明する。

実施例１ ＠１図は木発明のシステム構成の例を示した図であるａ
　４ｒｒＩの横形発酵槽１の内部に撹拌羽根冨と温室セ
ンサー７を投ける。ＰＩｌ拌羽根２は中心軸にリボンス
クリューを取付けた構造になっており、駆動装置ｌｌｓ
により中心軸を回転させ切返しを行う。また温室センサ
ー７は発酵温室の代表値が検知できるよう、できるだけ
中央にかつ攪拌羽根！と干渉しないような位置に取付け
る。送気配管系統には、送風機４．流量制御弁６、空気
流量計６を設けるが、各機器の吹付順序は必ずしも第１
図＋Ｃ示した１・１Φでなくても。

各機器の仕様、圧損等を考慮したものであればよい１発
酵槽の底部、側面、あるいは軸から送気を行い発酵物中
を通気させた後、排ガスは上部空間から排気配管へと導
く、場合によっては上記から送気して下記から排気する
ことも可能である。排気配管系統には酸素濃度計８を設
け。

通常はさらに排風機を役けて強制排気を行う。

特に強制排気を行わない場合には１発酵槽１の上部空間
に酸素濃度計８を取付けてもよい。発酵槽外部には、演
算装置９を付設し第１図のごとく各機器と連結させる。

温室センサーフからの発酵温實、空気流醗計６からの送
気量、峻素ａ！計８からの酸素温度を演算装置９に入力
する。演算装置９に予め記憶させた制能プログラムによ
り演算処叩し、演算装置９からの出力により、攪拌羽根
２を回転させるための駆動装置８を作動させて防返しを
行うか、または流量制御弁６を作物させて送気Ｉを増減
させる。同じ操作を一定時間間隔たとえば８時間毎に行
うことにより、きめの細かい制御が可能である。

第２図は第１図に示した発酵装置の制御プログラムを作
成する上で、目標とした発酵温度曲線である１、通常は
第２図のように温間上昇期間（場にせいて速やかに昇温
させ、衛生化期間＋ｂｌにおいて６１１’Ｃ以上を４８
時間以上保持し、発酵促進期間ｔｅｌにおいて、５０〜
６６′Ｃをできるだけ長く保持して有機物の分解を促進
し、安定化期間（ｄ）１こセいて発酵温度を、室温まで
徐々に下げた場合に、最も良質のコンポストが生成され
る。各期間毎の主な制御Ｂ内容は第１表の通りである。

第１表 第１表の制御内容を具体化させた制御プログラムの１例
として、発酵促進期間＋ｃ＋にセける送気ｆｌｆ更プロ
グラムのフローシートを＠　Ｈｒｇ！Ｊ１１ｍ示す。

以上に示した本発明のシステム構成および制御プログラ
ムをもとに実際にコンポスト化を行った時の効果を次に
示す６４７７ｇ’容量の発酵槽に対して、下水汚泥に高
分子凝集剤を加えて脱水を行った脱水ケーキ２ゴと、も
みがら２ゴを混合して投入したａｒｄ発酵膚に対し、本
発明により自動制御を行った場合をケース１とし１週意
回程変手動で送気量の変更と切返しを行った場合をケー
ス２とする。、２つの場合に対し、バッチ運転で８週間
発酵を行った時の発酵温度の経時変化を第４図に、また
酸素濃度の経時変化を第６図に示す。

第４図より本発明を用いたケース１は、ケース！に比べ
て６５′Ｃ以上の高温に到達するまでの時間が短く、ま
たａＩ！’（以上の高温保持時間！ＩＯ〜ｅＦ＋’ｃ保
持時間が長いことから１発酵状態が良いと考えられる。

実際に１４日後と２１日後において性吠分析を行った第
２表の結果からもケースｌの方が、ケース！よりも含水
率の低下がや＼早く、有機物分解率が大きいことから１
発酵が短期間で効率良く行なわれていることがわかる＠
　第２表 一一一す蒜 また第５図からは本発明を用いたケースｌでは排ガス中
の酸素浸室は常に６％以上の好気状態を示しているのに
対し、ケース！では６幅以下まで低下しやや嫌気状態に
なっている部分が見られる。

以上のように手動で制御を行ったケース２では発酵温度
だけ、あるいは排ガスの酸素、’ａｌｔだけを指標とし
て制御するために、嫌気状態になったり急激に温度が低
下するなど発酵上好まじるない状態が生じやすい。これ
に対し本発明を用いたケースｌでは、常に発酵温（Ｉと
排ガスの酸素濃関と送気量の値を入力しながら７ＪＩ厚
装置により総合的に判断して切返しと送気量の制御を行
い、常に最適かつ安定な発酵吠便を保つことができるた
め、原料投入後は短期間でしかも全自動で発酵させるこ
とができる。

一方、本発明では排気遺制間については特に規定してい
ないが、排気量も送気量の変更とともに設定変更する必
要がある。実施例では送気ｌの変更とともに、排気量も
自動的に没定変更を行った。排気）は送気量に対して温
室上昇による空気の膨張と水蒸気の付加分を考慮し、送
気量のし！〜１．ｌｌＩ音となるよう設定値を演算装置
により計算し、送気量と同様に流量制御弁により排気量
を調整した。しかし、このように演算装置を用いなくて
も、たとえば発酵槽内の圧力を検知しながら、ｔｌＦ内
の圧力が常に一定となるように排気量をｔｌ減するよう
な方法を用いてもよい。

実施例２ ８１１１Ｍは本発明における別のシステム＊ａを示した
図である。立型円筒状のｖｒｒ１発酵槽１の内部には、
ブリッジ菖１に支持された旋回式のスクリュー！と温度
センサーＴを設ける。切返し時には旋回スクリュー２を
回転させながら。

ブリッジ１１をゆつ（りと１回転させること各こより切
返しを行う、送気および排気配管系統は実施例１と同じ
で発酵槽ｌの底部から送気し、上部空間の排ガスを排風
機により払出する構造になっている。

実施例１と同じ原料を同じ混合比、すなわち脱水ケーキ
：もみがら−１Ｆ７１１：１ｒＩｆテ混合し２ｒｒ１発
酵檀ｌに投入した。制御プログラムも実施例１のケース
１と同じものを使用し演算装＠９を用いて、Ｓ週間自動
で発酵制御を行ったときの発酵温度の経時変化を第７図
に示す。

第７図を実施例１（［４図のケース１）と比べると、木
実施例の方が温度変化が大きく高温保持時間がやや短い
ものの、２１日間発酵後の含水率は４６，２幅、育鳴物
分解率は８７．５鴫であり、実施例１のケース１にはゾ
匹敵する。また！１日間発酵させた生成物も取扱い性が
良く臭気もほとんどない良實のコンポストであった。

実施例８ ＠Ｓ図は本発明における。さらに別の適用例を示した図
である。実施例１や！のように密閉型の発酵槽に対し、
第１１ｒ９！Ｊのように上部開放で横形堆漬式の発酵槽
ｌにも適用可能である。この場合７返しは１発酵槽上を
走行する台車１２に駆動特電８を投け、切返し羽根２を
回ＷＩｉ、させながら台車１！を前進セよび後進させる
こと＋Ｃより行う、本発明を適用するには、切返しによ
る発酵物の移送がなく、シたがってツマ゛ソチ運転させ
る発酵槽の方が好ましい。送気配管系統Ｇオ実施例１や
２と同様で発酵槽底部から送気を行うが排気配管系統は
１山常役けな１７Ｎため、排ガス中の酸素１覚は台車１
２に峻素濃窒計８を収骨け１発酵物直上の空気をサンプ
リングする。また温室センサー７も今市１２に役＠Ｌ、
センサーの先端が発酵物の中央にくるよう番ど取付番す
る。

発酵槽外部の演算装置９によりの返しと送気量を自動制
御する。

発明の効果 而して本発明によれば、発酵温度と排ガス中の酸素濃廖
と送気量を演ｌｉ［、装置に入力し、演算装置からの出
力によって送気１をｔ７１；ｗしを制御することにより
、ｑ機性嶺棄物の好気性処理を短期間で、′浸適にかつ
全自動で行うことカイ可能である。

【図面の簡単な説明】

１！１図は本発明の第１実施例を示した説明図。 笛意図は発酵装置の発酵温度曲線を示したグラフ図、第
Ｓ図は送気量変更のプログラムの７０−シー）、＠　４
図は発酵温度の経時変化を示すグラフ図、第５図は酸素
製電の経時変化を示すグラブ図、第６図は第２実施例を
示した説明図、第７図は第！実施例にセける発酵温度の
経時変化を示すグラフ図、＠８ｒｇ！１は＠８実禰例の
説明図である。 １は発酵槽、　２は攪拌羽根、１１は呵ｇＪ装置。 ４は送風鳴、　６は流１制御弁、Ｉ＋は空気流肴計、　
７は温間センサー、　８は酸素ｆＩｋｌｆ計。 ９は演ＫＴ装置、　　　ｔｔはブリッジ、ｘｚ＋’を台
車。 特許出願人　　　日立機電工業株式会社外　　１名 戒ゑ８友（ｅ） 第３図 第４図 ｇＯｌ 岩Ｌ〆ＬｌｌＪ◆（（日） 第５図 ７１午　　　　　　　　よＩ Ｕ線（Ｆ３） 昭和７８年２３７２日 １゜事件の表示 特願昭１ｏ−＜／ぐ！γ ２゜　発　明　の名称 范帆装荒ｉｈシト？お梶 ３、補正する者 事件との関停　　特１午出願人 住所　　尼崎市下坂部３丁目１１番１号４、代理人 １、明細ｌ！Ｆ第２第２頁１巨 要である」と訂正する。 λ同頁１２〜１３行目「ワイヤーで」とあるを「タイマ
ーで」と訂正する〇 ５同第６頁２０行目「＃Ｉ素湛度」とあるを「酸素濃度
」と訂正する。 ４、同第１Ｏ頁９〜ｌＯ行目「好まじるない」とあるを
「好ましくない」と訂正する。 ５、同頁１４行目「安定な発酵」とあるを「安定した発
酵」と訂正する。 ＆同第１３頁１６行目「送気量を」とあるを「送気量と
」と訂正する。 入図面中第１図を別紙の通り訂正する。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機性廃棄物をコンポスト化するための発酵槽へ空気を
   供給する送気配管系統と、発酵排ガスを排出する排気配
   管系統とから成る発酵装置において、発酵槽には切返し
   を行うための切返し装置と、発酵温度を測定するための
   温度センサーを設け、送気配管系統には送気量を測定す
   る空気流量計と、送気量を調整するための流量制御弁を
   設け、排気配管系統には排ガス中の酸素濃度を検知する
   酸素濃度計を設け、温度センサーからの発酵温度と空気
   流量計からの送気量と、酸素濃度計からの酸素温度を、
   発酵槽に付設した演算装置に入力し、演算装置からの出
   力により切返し装置と流量制御弁を作動させて切返しと
   送気量を自動制御し、短期間で最適な発酵を行わしめる
   ことを特徴とする発酵装置の自動制御方法。