WO2000037188A1 - Dispositif permettant de traiter des ordures de cuisine - Google Patents

Description

明 細 書 食品廃棄物の処理装置 技術分野

本発明は、 食べ残しや不要になった食材などいわゆる生ゴミと称され る食品廃棄物を有効微生物により分解して処理する食品廃棄物の処理装 置に関するものである。 特に、 外食産業や食品加工業において大量に廃 棄される食品廃棄物であっても効率良く処理できるものである。 背景技術

昨今、 ゴミの問題は深刻化する一方であり、 常に社会問題として大き く取り上げられている。 ゴミの処理方法としては大別して、 リサイクル または焼却があり、 これらができないものは埋設または指定施設等への 投棄をせざるを得ないのが現状である。

そう言った中、 生ゴミと称される食品廃棄物もまた有効な処理方法が いまだ確立されておらず、 様々な試みが継続されている。 食品廃棄物の 特性上、 水分を多量に含有するため、 焼却には大量のエネルギーを必要 とし、 自ずと限界があると同時に無駄が多くなる。 また、 埋設して腐敗 させることにより土に還す原始的な方法が考えられるが、 大量の食品廃 棄物を処理するためには広大な土地が必要な上、 処理するまでには長時 間を要する。 さらに、 腐敗による悪臭の問題が残るため、 有効な処理手 段とは程遠いことになる。

そこで近年、 リサイクルを目的として注目を浴びているのが、 E M菌 などと呼ばれる有効微生物を利用し、 比較的短時間で食品廃棄物を分解 して肥料化するものである。 確かに、 この方法は肥料の再利用を前提に すると有効なリサイクル方法であり、 家庭から出る少量の生ゴミ程度で あれば、 これを家庭菜園に利用することにより、 生ゴミの問題は解消さ れることになる。

しかしながら、 外食産業や食品加工業において排出されるゴミの量は 概してこの方法により有効に処理できるものではない。 E M菌等を用い た処理方法を使用した処理装置の多くは、 有効菌を含有する菌床と食品 廃棄物とを入れる処理槽と、 処理槽内を攪拌する攪拌手段と、 有効菌を 活性化するために処理槽内を保温する保温手段と、 発生する悪臭を処理 する消臭手段とを備えたものがほとんどである。 したがって、 肥料化す るまでに時間を要するため、 食品廃棄物の質や量によっては自ずと限界 力 Sある。

よしんば大型の処理装置により処理でき、 大量の肥料を生産できたと しても、 次には 2次廃棄物の問題が残る。 これは、 近年の農業技術の向 上により、 このようにして生産された大量の有機肥料が農業で再利用さ れないのが現実で、 むしろ化学肥料や畜産廃棄物から生産されるいわゆ る畜糞発酵肥料のほうが好まれるのが現状である。

したがって、 食品廃棄物の有効な処理方法の課題は、 ①少量化、 ②短 時間処理、 ③無公害、 ④省エネルギーであり、 さらに望ましくは⑤リサ ィクルということになる。 本発明は、 上記課題を解決すべくなされたもので、 従来と同様にある 種の有効菌による分解処理をするものの、 徹底した少量化を追及し短時 間で食品廃棄物を処理することができ、 消臭と廃水処理機能を備えるこ とにより無公害に寄与し、 これを省エネルギーで現実せしめる食品廃棄 物の処理装置を提供することを目的とするものである。 さらに、 これに より処理されたものは、 有効菌の選定によって上記した肥料としての再 利用も可能であり、 しかも少量化の追求により大量の肥料を過剰生産す ることはない。 発明の開示

このため本発明では、 食品廃棄物の処理装置の構成を、 注水しながら 食品廃棄物を細断する細断手段と、 細断された該食品廃棄物を水流によ り運搬する運搬手段と、 運搬された前記食品廃棄物の水気を切る水切り 手段と、 水気を切った前記食品廃棄物をさらに圧搾する圧搾手段と、 前 記細断から該圧搾に至るまでに生じる廃水を浄化する浄化手段と、 有効 菌を含有した内容物が内容された攪拌槽と、 圧搾された前記食品廃棄物 を該攪拌槽内に投入する投入手段と、 前記攪拌槽の前記内容物を攪拌す る攪拌手段と、 前記攪拌槽内に連通して、 前記攪拌槽内の空気を循環さ せると供に、 該空気から脱臭する循環脱臭手段と、 前記攪拌槽内の前記 内容物の温度を基準として前記各手段または一部を制御する制御手段と からなるようにしたものである。

すなわち、 細断手段から圧搾手段に至る処理により少量化を追求し、 浄化手段および循環脱臭手段により無公害を実現し、 さらに攪拌手段と 制御手段とにより短時間で処理し、 総合的機能として大量の食品廃棄物 であっても、 短時間であたかも消滅するが如く减容せしめることができ る。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明に係る食品廃棄物の処理装置の全体像を示す模式図あ り、 第 2図はディスポーザーの構造を示す一部切り欠き斜視図であり、 第 3図は水切り塔の構造を示す一部切り欠き斜視図であり、 第 4図は圧 搾部の構造を示す斜視図であり、 第 5図は回転シャフトの軸方向から見 た攪拌棒の配置を示す側面図であり、 第 6図は循環脱臭装置の側面図で あり、 第 7図は除湿機の一例の基本構造を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の食品廃棄物の処理装置の詳細は実施例で詳述するが、 その主 たる構成は次のようになる。

細断手段としては、 いかなる形態の食品廃棄物であっても、 所望する 大きさ以下になるように、 効率良く細断する機能を備えたものであり、 具体的には複合した細断手段を持ち、 注水しながら細断し、 これを効率 良く排出する機能を設けたディスポーザーである。

運搬手段は、 ディスポーザーで細断した食品廃棄物を、 水切り手段で ある水切り塔まで水流により運搬し、付着した水分を水切り塔で分離し、 さらに圧搾手段により水分を減じて減容せしめ、 これを投入手段により 攪拌槽に投入するものである。 ちなみに、 この水流による運搬と水切り における再洗浄により、 付着した塩分や香辛料など有効菌の活動に影響 を与える物を除去する。 また、 血液などの臭いの発生の元になりやすい ものも洗い流され、 攪拌槽内での臭いの発生を少なくすることにも効果 的である。

攪拌手段としては、 攪拌槽内を満遍なく効率良く攪拌できるように攪 拌棒を配置し、 しかもその形状と作動により効率的乾燥と発酵とを促す ことができるようにしている。

循環脱臭手段としては、 熱による脱臭効果を利用し、 攪拌槽内の空気 を吸気して、 ヒーターを通過させることにより脱臭すると同時に過熱し て攪拌層に戻す。 これにより脱臭と攪拌槽内の保温を同時に行う。 ただ し、 攪拌槽内が高温になりすぎる場合は有効菌が死滅する結果になるこ とから、これを防止するために後述する制御手段による作動制御と供に、 新鮮な外気を同時に攪拌槽内またはヒーター内に供給できるようにも設 けている。

さらに、 この有効菌による分解をより効果的にするために、 いわゆる 菌床の温度を基準として上記した各手段を制御するようにしている。 ここで、 これらの各手段を図示して概要を説明すると、 第 1図に示す ように、 投入口 1 1から投入された食品廃棄物 （以下 「生ゴミ 1 0」） は ディスポーザー 2により所望の大きさ以下に細断される。 この際、 注水 することにより洗浄されながら細断され、 注水した水と供に下方に流れ る。 流出した生ゴミ 1 0は運搬手段である水流パイプ 3内を流れて水切 り塔 4の下部に運ばれる。 運搬された生ゴミ 1 0は水切り塔 4のスクリ ユー 4 1により上昇しながら付着した水分と分離される。 水切りされた 生ゴミ 1 0は水切り塔 4の上部に設けられた圧搾部 5を通ることにより さらに水分を搾り取られ減容する。 圧搾された生ゴミ 1 0は排出シユー ト 5 9を通って攪拌槽 6内に投入される。 攪拌槽 6内には有効菌を含ん だ内容物 （以下 「バイオチップ 6 0」） が予め入れられており、 生ゴミ 1 0は攪拌棒 6 2により攪拌されて、 やがて分解されその体積を大きく减 じてバイオチップ 6 0と同化する。 生ゴミ 1 0の分解により生じる悪臭 は循環脱臭装置 7 (第 6図参照） により脱臭され再び攪拌槽内に戻され、 —方、 分解により揮発した水分は除湿機 9により除湿される。 ディスポ —ザ一 2から圧搾部 5までの間で分離排出される廃水は浄化装置 8にお いて浄化された後に排水される。 尚、 これら一連の作動は制御手段によ つて自動または手動制御される。 以下、 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第 1図に示すように、 投入口 1 1は開閉可能な蓋体 1 2で覆われ、 こ の蓋体 1 2が閉まらないとディスポーザー 2は作動しないような安全設 計になっている。 投入口 1 1は下方に向かって狭くなる臼状で、 その最 下部にはリング状の給水管 1 3が配置され、 これに斜め下方に向かって 穿設された多数の給水孔 1 3 aが設けられている。

第 2図に示すように、 ディスポーザー 2は、 円筒状で底面 2 2を有す る細断室 2 1 と、 細断室 2 1の底部内周面に沿って隔置して設けられた 複数の固定刃 2 3と、 底面 2 2の略中心を中心軸にして水平に回転し、 その端部が固定刃 2 3と極近接しながら回転する回転刃 2 4とからなり、 隣接する固定刃 2 3同士間の間隙 2 7が底面 2 2の下方と連通するよう に設けられている。 したがって、 細断室 2 1内に投入された生ゴミ 1 0 は、 固定刃 2 3と回転刃 2 4とにより剪断して切断されることにより、 間隙 2 7を通過できる大きさに細断されて底面 2 2の下方に排出される。 また、 底面 2 2には複数の排出穴 2 6が穿設され、 この排出穴 2 6よ り小さいものは随時切断室 2 1下方に排出される。

さらに、 切断室 2 1の内周面には短いカッター状の補助刃 2 5が切断 室 2 1内方に突出して固定されている。 野菜の大きな塊や弾力性の高い こんにゃくなどは固定刃 2 3と回転刃 2 4とでは切断されにくいため、 回転刃 2 4により回転してこの補助刃 2 5と衝突することにより、 ある 程度まで細断され、 その後固定刃 2 3と回転刃 2 4とにより所望の大き さ以下に細断される。

尚、 この回転による細断中において注水される水は、 生ゴミ 1 0とい つしよに回転水流となり生ゴミ 1 0を隅々まで洗浄する。 したがって、 水切りをされた時点で、 生ゴミ 1 0には塩分や香辛料といった有効菌に 悪影響を与える物、 および血液などのにおい発生の素になりやすい物の ほとんどは洗い流されてしまう。

また、 補助刃 2 5を固定式とすることにより、 切断室 2 1内で回転す る尖った物は無く、 生ゴミ 1 0を投入中においてディスポーザー 2が誤 作動しても人体に危害を加える危険はない。 細断された生ゴミ 1 0は水流パイプ 3内を水と供に流れ、 水切り塔 4 の下部に至る。

第 3図に示すように、 水切り塔 4は筒状の水切り網 4 2とこの内部で 回転しながら上昇したスパイラル形状のスクリュー 4 1 と、 圧搾部 5の 上部に設けられスクリュー 4 1を回転させるモーター 4 3と、 水切り網 4 2に水を吹きつけるスプレー 4 4とから構成される。

生ゴミ 1 0はスクリュー 4 1の回転により上方へ押し上げられ、 その 重力と遠心力の作用で水切り網 4 2により、 表面に付着した水分が分離 される。 ここで分離された水分は、 後述する浄化槽 8に送られて浄化さ れる。 また、 スプレ一4 4から水切り網 4 2に向かって吹きつけられる 水は、 水切り網 4 2の目詰まり防止と圧搾前の生ゴミ 1 0の最終洗浄の 2つの役目を果たす。 スク リユー 4 1 により押し上げられた生ゴミ 1 0 は圧搾部 5に至る。

第 4図に示すように、 圧搾部 5は徐々に狭くなる圧搾経路を形成する 円錐体 5 1およびその周壁を形成する圧搾網 5 2と、 これらの上部に配 置され圧搾された生ゴミ 1 0を排出シユート 5 9へ排出する排出羽根 5 3とから構成され、 円錐体 5 1 と排出羽根 5 3は前記したスク リュー 4 1の回転軸と連結しており、 モーター 4 3により水平回転するように設 けられている。 尚、 第 4図においては、 圧搾経路と排出シュート 5 9へ の傾斜面とを形成するプロック 5 4を取り外した状態を示している。 生ゴミ 1 0はスクリュー 4 1により押し上げられて圧搾経路に入り、 含有水分が搾り出され、 生ゴミ 1 0はさらに減容する。 圧搾されて円錐 体 5 1の上部から出てきた生ゴミ 1 0は、 回転する排出羽根 5 3により 弾き出されて排出シユート 5 9へ排出される。

一方、 これにより搾り出された圧搾汁は圧搾網 5 2から水切り塔 4の 下方に落下して、 やがて浄化装置 8に至る。 第 1図に示すように、 攪拌槽 6内には菌床として、 バイオチップ 6 0 が収納されており、 圧搾されて減容した生ゴミ 1 0と回転する攪拌棒 6 2により攪拌される。

攪拌棒 6 2はその一端が、 モーター 6 3に連結した回転シャフト 6 1 に固定された板状であり、 その回転面に対して略直角になるよう固定さ れている。 第 5図に示すように、 この攪拌棒 6 2は本実施例においては 7本設けられ、 回転シャフト 6 1回りの仮想スパイラル面 S上に配置さ れ、 この仮想スパイラル面 Sは回転シャフト 6 1の一端から他端に至る までの間で一回転する。 したがって、 攪拌槽 6内を攪拌するにあたって は、 内容物を一方向にゆっく りと流動させて搔き寄せる作用を持ち、 回 転シャフト 6 1を反転させることにより攪拌槽 6内をまんべんなく攪拌 することができる。 すなわち、 生ゴミ 1 0を投入したばかりのときは、 生ゴミ 1 0を奥へ搔き寄せ、 全体が均一に成ったなら反転を繰り返す。 また、 上述したように各攪拌棒 6 2は平板状に形成され、 回転面に対 して略直角な方向で固定されている。 各攪拌棒 6 2が菌床を通過した際 に、 間隙が一時的に残存するように、 菌床の粘性状態によってその回転 速度を調節する。 これにより、 この間隙に温風が吹き込まれ、 菌床の乾 燥をうながす。

尚、 本実施例では攪拌棒 6 2がその回転面に対して直角に配置されて いるが、 これに限られるものではなく、 僅かに傾斜させて、 被攪拌物で あるバイオチップ 6 0の流動をより一層促進させることも可能である。 循環脱臭手段としては、 第 6図に示すような循環脱臭装置 7が攪拌槽 6の裏側に設けられている。 この循環脱臭装置 7は、 攪拌槽 6に連通し た吸気ダク ト 7 3と、 吸気ダク ト 7 3に連通したファン装置 7 2と、 フ ァン装置 7 2に設けられた外気吸入口 7 5と、 ファン装置 7 2に連接さ れ内部に電熱式の棒ヒーター 7 1 aが設けられたヒータ一 7 1 と、 ヒー ター 7 1に連通し攪拌槽 6内に空気を送る送気ダク ト 7 4とからなる。 尚、ファン装置 7 2は後述する除湿機 9からの乾燥した空気も吸入する。 したがって、 攪拌槽 6内で生ゴミ 1 0の発酵により発生する悪臭を有 する空気は、 ファン装置 7 2の作動により吸気ダク ト 7 3からこの循環 脱臭装置 7内に吸い出され、 ヒーター 7 1で加熱されることにより脱臭 され、 再び攪拌槽 6内に還元される。 ちなみに、 棒ヒーター 7 l aの表 面温度は 7 5 0 °C〜8 0 0 °Cほどあり、 還元された温風が高くなりすぎ ることがあるため、 この温度上昇を押さえる手段としてファン装置 7 2 に新鮮な外気を吸入する外気吸入口 7 5が設けられている。

また、 攪拌槽 6内の加熱と保温はこの循環脱臭装置 7からの温風によ つてなされるが、 熱すぎる場合の冷却手段として外気吸入口 7 5からの 吸入量を調整できるようにしたり、ヒーター 7 1を一時的に停止したり、 さらには別途に冷却用の外気吸入口を設けて開閉可能にするなどの対策 を講じても有効である。

さらに、 本実施例では第 6図に示すように除湿機 9を備えている。 こ の除湿機 9は攪拌槽 6から直接吸気し、 これに含まれる多量の水蒸気を 分離排水するもので、 分離された水分は排水管 9 5から浄化装置 8へ排 水され、 除湿された空気は排気管 9 4を通って循環脱臭装置 7を経由し たのち、 攪拌層 6内に循環される。 これにより、 攪拌槽 6内の湿度が低 下し、 菌床からの水分の蒸発をより促すことができ、 減容が促進される ことになる。 尚、 排水された水分は浄化装置 8で浄化された後、 装置該 へ排出される。 この除湿機 9としては、 例えば冷却除湿式のものが適用できる。 すな わち、 第 7図に示すように、 吸気管 9 1から排水管 9 5に至る配管に冷 媒を循環させる冷却管 9 2をらせん状に巻き付け、 これにより配管内を 流れる空気を冷却して結露させ、 水分を分離させるものである。 冷却し た空気は重くなるため降下し、 ファン装置 7 2の吸引力で排気管 9 4力、 ら循環脱臭装置 7に送られる。 除湿機 9の上部には冷媒を冷却する熱変 換器 9 3が設けられている。

また、 吸気ダク ト 7 3に替えて、 この除湿機 9のみからの空気を循環 させることも可能である。

第 1図に示すように、 処理装置全体で発生する廃水は、 すべて浄化装 置 8—箇所に集められ、 各種フィルタ一により有形不純物は除去される と供に、浄化装置 8内に沈められた分解酵素を含有するバイォボール（図 示せず） により浄化され、 油脂分と水分に分離され別々に排水される。 本発明では以上のように構成したので、 次に示す優れた効果がある。

( 1 ) 徹底した細断により大幅な減容と、 有効細菌による分解時間の短 縮化が図れる。

( 2 ) 細断および運搬における水流を用いた処理により、 食品廃棄物に 付着した塩や香辛料といったものを略完全に洗い流すことができるため、 有効菌の活動に悪影響を与えないと供に、 血液などのにおい発生の素に なりやすい物を予め排除した上で攪拌槽内の発酵分解がなされるため、 においの発生を従来のものより少なくすることができる。

( 3 ) 水切りと圧搾により水分を可能な限り排除した上で有効菌による 分解処理を行うため、 攪拌槽へ投入される量が少なく、 効率的有機物分 解がなされる上、 菌床の乾燥も促される。

( 4 ) 攪拌槽内全体に均一な攪拌ができるため、 食品廃棄物の分解およ び菌床の乾燥が、 より効率的になされる。

( 5 ) 効果的な脱臭手段の採用で悪臭を発生させること無く処理できる 上、 排出される廃水の浄化までしてしまうため、 食品廃棄物の処理にお ける無公害化が図れる。 産業の利用可能性

以上のように、 本発明にかかる食品廃棄物の処理装置は、 食べ残しや 不要になった食材などの食品廃棄物を無公害で処理することができる。 特に、 外食産業や食品加工業などで大量に廃棄される食品廃棄物であつ ても、 効率良く減容せしめ、 処理生成物による 2次公害の発生がない。

Claims

注水しながら食品廃棄物を細断する細断手段と、細断された該食 品廃棄物を水流により運搬する運搬手段と、 運搬された前記食品廃 棄物の水気を切る水切り手段と、 水気を切った前記食品廃棄物をさ らに圧搾する圧搾手段二 αと、 前記細断から該圧搾に至るまでに生じる 青

廃水を浄化する浄化手段と、 有効菌を含有した内容物が内容された 攪拌槽と、 圧搾された前記食品廃棄物を該攪拌槽内に投入する投入 の

手段と、 前記攪拌槽の前記内容物を攪拌する攪拌手段と、 前記攪拌 槽内に連通して、 前記攪拌槽内の空気を循環させると供に、 該空気 困

から脱臭する循環脱臭手段と、 前記攪拌槽内の前記内容物の温度を 基準として前記各手段または一部を制御する制御手段とからなるこ とを特徴とする食品廃棄物の処理装置。

2 . 細断手段が、 円筒状で底面を有する細断室と、 該細断室の内周面 に沿って隔置して設けられた複数の固定刃と、 前記底面の略中心を 中心軸にして水平に回転し、 その端部が前記固定刃と極近接しなが ら回転する回転刃とからなり、 隣接する固定刃同士間の間隙が前記 底面の下方と連通するように設けられ、 前記細断室内に投入された 食品廃棄物が、 前記固定刃と前記回転刃とにより前記間隙を通過で きる大きさに細断されることにより、 前記底面の下方に排出される ように設けられたディスポーザーであり、 少なく とも一つの補助刃 を前記細断室の内周面に固定して設けたことを特徴とする請求項 1 記載の食品廃棄物の処理装置。

3 . 攪拌手段が、 撹拌槽内に略水平に配置された回転シャフトと、 該 回転シャフ トに一端が固定され、 該回転シャフ トを中心とて放射状 に突出した複数の攪拌棒であり、 該撹拌棒がその回転面に対して略 直角な板状に形成され、その回転により前記攪拌棒が通過した後に、 被攪拌物に通過による空間が一時的に残存するように回転速度を調 整できるように設けたことを特徴とする請求項 1記載の食品廃棄物 の処理装置。

4 . 攪拌棒が回転シャフ ト周りの仮想スパイラル面上に配置されて いることを特徴とする請求項 3記載の食品廃棄物の処理装置。

5 . 回転シャフ トの一端部の攪拌棒から他端部の攪拌棒までに至る 仮想スパイラル面が略一回転するように配置したことを特徴とする 請求項 4記載の食品廃棄物の処理装置。

6 . 循環脱臭手段が、 攪拌槽に連通した吸気ダク トと、 該吸気ダク ト に連通したファン装置と、該ファン装置に設けられた外気吸入口と、 前記該ファン装置に連接され内部に加熱手段が設けられた加熱装置 と、 該加熱装置に連通し前記攪拌槽内に空気を送る送気ダク トとか らなることを特徴とする請求項 1記載の食品廃棄物の処理装置。

7 . 攪拌層内の空気を吸入して、 該空気を除湿する除湿機を備えたこと を特徴とする請求項 1記載の食品廃棄物の処理装置。

8 . 除湿機において除湿された空気は循環脱臭手段へ送気されるように 設け、 分離された水分は浄化手段へ排水されるように設けたことを特徴 とする請求項 7記載の食品廃棄物の処理装置。