JP2003019475A

JP2003019475A - 食品残渣の乾燥方法及び乾燥装置

Info

Publication number: JP2003019475A
Application number: JP2001209099A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nara; 誠奈良
Original assignee: PURE PORK KK; SHONAN PURE KK; TOTAL WELLNESS KENKYUSHO KK
Current assignee: PURE PORK KK; SHONAN PURE KK; TOTAL WELLNESS KENKYUSHO KK
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】食品残渣を醗酵、乾燥させて飼料又は肥料を
得る際に、乾燥工程より発生する蒸発ガスを凝縮水とし
て回収利用するための方法及び装置を提供する。【解決手段】食品残渣を乾燥槽内で熱風供給しながら
撹拌する際に発生する蒸発ガスを凝縮装置８１で冷却凝
縮させて凝縮水として回収し、回収後の処理ガスを加熱
装置８２で再度昇温して乾燥工程へ循環供給する方法に
おいて、第１の熱交換器９２において乾燥装置から導出
される水蒸気を含有する空気から熱を奪い、この熱を第
２の熱交換器９５において放出し、凝縮装置８１で回収
した熱を加熱装置８２で利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品残渣の処理工
程において発生する蒸発ガスの有効利用を図る方法及び
装置に関し、更に詳しくは、食品残渣を醗酵、乾燥させ
て高品質の飼料又は肥料を得る際に、乾燥工程より発生
する蒸発ガスを凝縮回収するための方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レストランや家庭等から排出される一般
食品の残渣や、おから等に例示される食品工業における
製造時の副産物など、大量の食品資源の処理が問題とな
っている。これらの食品資源においては、従来は埋めた
て廃棄、焼却等によって処理されていたが、処理コスト
や処理スペースの問題、更には環境への負荷等の点から
も大きな社会問題が生じており、これに代わる、各種の
解決方法が検討されている。

【０００３】上記食品資源の処理方法の一例として、こ
れを、そのまま家畜等の飼料として利用することも広く
行われている。しかしながら、残渣形態のままでは多量
の水分を含み、形態や臭い等の問題があり、保存、流
通、保管にも不適であることから飼料や肥料としての再
利用としては量的な限度があるのが現状である。また、
飼料としての品質、栄養価についても配合飼料に及ばな
いという問題もある。

【０００４】一方、上記の問題点を解決すべく、食品残
渣を醗酵や乾燥させ、必要に応じて、これを流通に適す
るようにペレット化して飼料化することも提案されてお
り、各種の方法や装置が知られている。

【０００５】例えば、特開平５−１０３６５０号公報に
は、食品廃棄物を水分調整し、これに好熱菌を添加して
混和し、攪拌しながら５０〜８５℃に保持して醗酵させ
る飼料の製造方法において、流動層乾燥炉に原料を装入
すると共に好熱菌を添加し、下方より熱風を吹き込んで
流動状態で原料を乾燥して醗酵させ、所定の含水率とな
った原料を集塵機で補集して取り出すことにより、食品
廃棄物を醗酵させて畜産用の飼料を製造する技術が開示
されている。

【０００６】また、特開平１０−３２７７６４号公報に
は、オカラを乳酸菌醗酵槽に入れて醗酵処理し、次段階
として水分調整を行い、更に粗繊維質補給の為に穀物皮
等を混入してペレット機械にかけ、後処理として好気性
醗酵、腐敗防止、保存性向上のために急速乾燥して袋詰
めをし、主に畜産用飼料と有機栽培用肥料とする技術が
開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの従来技術においても以下の問題点があり、食品残
渣の処理方法として充分とはいえなかった。

【０００８】すなわち、食品残渣を醗酵させて肥料又は
飼料を得る場合、特に食品残渣は多量の水分を含んでい
るために乾燥工程が必須の工程であり、乾燥による水分
調整によって保存性、保管性、流通性が向上し製品とし
て取扱うことが可能となる。また、乾燥工程で一時的に
高温に曝することによって、不用な雑菌や雑草の種を不
活性化させることもできる。そして、この乾燥工程に伴
って生じる、水分を含む多量の蒸発ガス中には水分以外
にも醗酵により生じた有機酸等やアミノ酸等の有用な成
分を含んでいる。

【０００９】しかし、従来の方法においては、この蒸発
ガスはそのまま、又は脱臭処理等されて外部に放出され
ており、これを全く利用しておらず、食品残渣の利用が
不完全であるという問題を生じていた。

【００１０】また、この乾燥工程では多量の熱を使用し
ているが、この熱はそのまま蒸発ガスとともに放出され
ているために、プラント全体の熱効率が非常に悪く経済
的でないという問題点もあった。

【００１１】したがって、本発明の目的は、食品残渣か
ら醗酵、乾燥工程を経て飼料や肥料として有効利用する
方法において、乾燥により生じる蒸発ガスをも有効利用
するとともに、蒸発ガスの持つ熱も回収利用してプラン
トの熱効率を高めるための方法及び装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の食品残渣の乾燥方法は、食品残渣を乾燥槽
内で撹拌するとともに熱風供給して乾燥させる際に、前
記乾燥槽で発生する蒸発ガスを冷却凝縮させて凝縮水と
して回収し、回収後の乾燥ガスを再度昇温して前記乾燥
槽へ循環供給する方法であって、前記凝縮水を回収する
と共に凝縮熱を回収し、前記凝縮熱を前記凝縮水回収後
の乾燥ガスに与えて昇温させることを特徴とする。

【００１３】この方法によれば、乾燥工程で発生する蒸
発ガスを液体として回収できるので、これに含まれる有
機酸や、アミノ酸等を液体肥料等として有効利用するこ
とができる。また、同時に凝縮熱を回収し、この熱を乾
燥ガスの昇温のためにフィードバックできるので、プラ
ントの熱効率が上がり経済性が向上する。

【００１４】また、本発明の食品残渣の乾燥装置は、食
品残渣の撹拌手段と熱風供給手段を備える乾燥槽と、前
記乾燥槽で発生する蒸発ガスを導入するための導入管
と、前記蒸発ガスから凝縮水を回収するための凝縮装置
と、前記凝縮水を回収した後の乾燥ガスを昇温するため
の加熱装置と、前記加熱後の乾燥ガスを乾燥槽に送り循
環させるための導出管とを設けた乾燥装置であって、前
記凝縮装置が凝縮熱を回収するための第１の熱交換器を
備え、更に前記加熱装置が前記回収した凝縮熱を回収後
の乾燥ガスに与えるための第２の熱交換器を備え、更に
前記第１及び第２の熱交換器の間を熱媒体が循環するた
めの循環手段を備えていることを特徴とする。

【００１５】この装置によれば、食品残渣の乾燥工程に
よって生じた蒸発ガスから凝縮水を連続的に回収できる
ので処理効率が高く、また同時に、第１の熱交換器によ
って蒸発ガスからの凝縮熱を回収し、これを第２の熱交
換器で放出して乾燥ガスを昇温できるので熱効率に優
れ、低コストで回収処理を行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を用い
て更に詳細に説明する。図１〜３には本発明の食品残渣
の乾燥装置の一実施形態が示されている。図１は食品残
渣の撹拌、乾燥に用いられる装置の概略構成図、図２は
図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線に沿った断面図、図３は乾
燥工程から蒸発ガスを凝縮回収するための装置の概略構
成図を示す。

【００１７】本発明の食品残渣の乾燥装置は、撹拌装置
１０によって食品残渣を撹拌させながら熱風を供給して
蒸発ガスを発生させた後、これを凝縮回収装置８０によ
って水蒸気を含む空気を凝縮させ、その凝縮水を回収す
ると共に、その処理後の乾燥ガスを再び昇温させて撹拌
装置へ供給するものである。

【００１８】撹拌装置１０は、図１に示すように、上面
に図示しない開閉可能な投入口を有する乾燥槽２０と、
この乾燥槽２０内の下方にあって、水平方向に並列して
配置された２本の主軸スクリュー４０、４１と、これら
の主軸スクリュー４０、４１の間にあって、しかもそれ
らの軸方向中間部において、上下に配設された上昇スク
リュー３０と、前記主軸スクリュー４０、４１の上方に
あって、同じく水平方向に並列して配置された２本の戻
しスクリュー５０、５１とを有している。

【００１９】主軸スクリュー４０、４１は、基本的には
同じ構造をなし、図２にはそのうちの一方の主軸スクリ
ュー４０が示されている。以下、一方の主軸スクリュー
４０について説明し、他方の主軸スクリュー４１の説明
は同じ構造なので省略することにする。主軸スクリュー
４０は、その両端部を乾燥槽２０の両側壁に設けられた
軸受４３ａ、４３ｂに支持されると共に、その中間部を
乾燥槽２０内に配置された軸受４３ｃに支持されてい
る。このように、スクリュー軸の中間部も軸受４３ｃで
支持することにより、主軸スクリュー４０の全長を長く
しても安定して支持することができる。

【００２０】また、上記軸受４３ａ、４３ｂ、４３ｃの
それぞれは、軸受ケース４２で覆われており、この軸受
ケース４２には送気パイプ５５が連結されている。この
送気パイプ５５は、軸受ケース４２内に圧縮空気（空気
以外の気体でもよい）を導入し、乾燥槽２０内の食品残
渣が軸受ケース４２内に混入しないようにされている。
なお、主軸スクリュー４０と軸受ケース４２との間には
適当なシール手段が設けられることが好ましい。

【００２１】また、主軸スクリュー４０は、その中間部
から一方の端部側にスクリュー羽根４０ａを有し、他方
の端部側に上記スクリュー羽根４０ａとは逆向きのスク
リュー羽根４０ｂを有している。そして、主軸スクリュ
ー４０が所定方向に回転するとき、両者のスクリュー羽
根４０ａ、４０ｂは、食品残渣を図２中の矢印Ａ、Ｂで
示すように、主軸スクリュー４０の中央部に向けて移動
させる、すなわち食品残渣を中央に寄せるようになって
いる。

【００２２】戻しスクリュー５０、５１も上記主軸スク
リュー４０、４１と同様な構造をなしている。すなわ
ち、戻しスクリュー５０、５１は、基本的に同じ構造を
なし、図２にはそのうちの一方の戻しスクリュー５０が
示されている。以下、一方の戻しスクリュー５０につい
て説明し、他方の戻しスクリュー５１の説明は同じ構造
なので省略することにする。戻しスクリュー５０は、そ
の両端部を乾燥槽２０の両側壁に設けられた軸受５３
ａ、５３ｂに支持されると共に、その中間部を乾燥槽２
０内に配置された軸受５３ｃに支持されている。このよ
うに、スクリュー軸の中間部も軸受５３ｃで支持するこ
とにより、戻しスクリュー５０の全長を長くしても安定
して支持することができる。

【００２３】また、上記軸受５３ａ、５３ｂ、５３ｃの
それぞれは、軸受ケース５２で覆われており、この軸受
ケース５２には送気パイプ５５が連結されている。この
送気パイプ５５は、軸受ケース５２内に圧縮空気（空気
以外の気体でもよい）を導入し、乾燥槽２０内の食品残
渣が軸受ケース５２内に混入しないようにされている。
そして、戻しスクリュー５０と軸受ケース５２との間に
は適当なシール手段が設けられることが好ましい。

【００２４】また、戻しスクリュー５０は、その中間部
から一方の端部側にスクリュー羽根５０ａを有し、他方
の端部側に上記スクリュー羽根５０ａとは逆向きのスク
リュー羽根５０ｂを有している。そして、主軸スクリュ
ー５０が所定方向に回転するとき、両者のスクリュー羽
根５０ａ、５０ｂは、食品残渣を図２中の矢印Ｃ、Ｄで
示すように、戻しスクリュー５０の両端部に向けて移動
させる、すなわち食品残渣を両側に戻すようになってい
る。

【００２５】そして、上下に配設された上昇スクリュー
３０は、主軸スクリュー４０、４１の間、及び戻しスク
リュー５０、５１の間にあって、所定方向に回転するこ
とにより、主軸スクリュー４０、４１によって中央に寄
せられた食品残渣を、図２中の矢印Ｅで示すように上昇
させて、戻しスクリュー５０、５１の中央に移動させる
ようになっている。

【００２６】このため、食品残渣は、図２中矢印Ａ、Ｂ
で示すように乾燥槽２０内の下方において中央に寄せら
れた後、矢印Ｅで示すように上昇し、更に矢印Ｃ、Ｄで
示すように両側に寄せられて、再び矢印Ｆ、Ｇで示すよ
うに再び下降するという経路を経て、乾燥槽２０内を循
環するようになっている。

【００２７】乾燥槽２０の底部には、後述する凝縮回収
装置の導出管より延出される空気導入管６２が接続され
ており、空気導入管６２は、複数の枝管６２ａに分岐し
て乾燥槽２０の底部の複数箇所に連結され、必要に応じ
て加熱された空気を複数箇所から乾燥槽２０内に導入す
るようになっている。また、乾燥槽２０の上部には、発
生したガスや水蒸気等を凝縮回収装置へ誘導するための
導出管２２が設けられている。

【００２８】一方、図３に示すように、導出管２２は凝
縮回収装置８０の導入管９０に接続されている。この凝
縮回収装置８０は、乾燥槽２０内で発生する水蒸気を含
む空気を導入する導入管９０と、この水蒸気を含む空気
から凝縮水を回収した後、再び昇温させて乾燥ガスとし
て乾燥槽２０に再度送るための導出管９１と、これらの
管の間に配設された凝縮装置８１、送風ファン８３及び
加熱装置８２とを有しており、導出管９１は前述の空気
導入管６２に接続されて乾燥槽２０へと循環するように
なっている。

【００２９】凝縮装置８１は、第１の熱交換器９２と、
冷却器９３と、外気導入部９４とを有している。第１の
熱交換器９２には、後述する第２の熱交換器９５との間
で、配管８６ａ及び８６ｂを介して熱媒体が流れるよう
になっている。すなわち、配管８６ａは、ポンプ８４を
有し、熱媒体を第１の熱交換器９２から第２の熱交換器
９５に送り、配管８６ｂは、熱媒体を第２の熱交換器９
５から第１の熱交換器９２に送る。このため、熱媒体
は、これらの配管８６ａ、８６ｂ内を循環するようにな
っている。ここで熱媒体としては従来公知の媒体が使用
可能であり特に限定されないが、水、ポリエチレングリ
コール等が特に好適に使用可能である。

【００３０】冷却器９３は、配管８８ａ、８８ｂを介し
て、図示しない冷却装置に接続されており、これらの配
管を通して冷媒が流れるようになっている。第１の熱交
換器９２及び冷却器９３には、発生した凝縮水を取出す
凝縮水回収管８５が接続されている。外気導入部９４に
は、図示しない空気導入ファン等に接続された配管９７
が接続され、所定量の外気を導入するようになってい
る。

【００３１】送風ファン８３は、モータ９８で作動する
ようになっており、凝縮装置８１で凝縮処理された空気
を加熱装置８２側に送ると共に、加熱装置８２で加熱さ
れた空気を再び撹拌装置１０に送る役割をなしている。

【００３２】加熱装置８２は、第２の熱交換器９５と、
加熱器９６とを有している。第２の熱交換器９５には、
前述したように、第１の熱交換器９２との間で熱媒体を
循環させるための配管８６ａ、８６ｂが接続されてい
る。加熱器９６には、図示しないボイラーから供給され
る加熱蒸気を導入する配管８９ａと、熱交換して温度低
下した蒸気を返送する配管８９ｂが接続されている。

【００３３】なお、導入管９０と導出管９１には、温度
センサ８７が取付けられ、この温度センサ８７の値が所
定の温度になるように、冷却器９３の冷媒の温度や、加
熱器９６の蒸気の温度が制御されるようになっている。

【００３４】また、第１の熱交換器９２、冷却器９３、
第２の熱交換器９５、加熱器９６等は、内部を流れる熱
媒体との熱交換を促進するため、表面積を大きくするた
めのフィン等を有している。

【００３５】次に、上記乾燥装置の作用について説明す
る。まず、食品残渣は図示しない醗酵工程によって醗酵
処理が行われる。ここで、醗酵工程によって醗酵された
食品残渣は未だ多量の水分を含んでおり、このままでは
保存、貯蔵性に劣るので、別途乾燥工程において水分調
整し、余分の水分を蒸発させる必要がある。また、この
とき、高温に曝すことによって、不用な雑菌や雑草の種
を不活性にすることができる。

【００３６】このため、醗酵後の食品残渣は乾燥槽２０
に投入され、空気導入管６２より熱風が供給されるとと
もに撹拌されて乾燥処理が行われる。ただし、本発明
は、醗酵処理を経ていない食品残渣の乾燥処理にも適用
できる。乾燥条件は、特に限定されないが、水分を効果
的に蒸発させるために、醗酵工程より高温条件が望まし
く、導入する加熱空気の温度を８０〜１２０℃とし、乾
燥時間は８〜２４時間の範囲とすることが好ましい。ま
た、乾燥後の食品残渣の保存性等の点から、最終的な水
分が５〜２５％の範囲となるように調整することが好ま
しい。

【００３７】なお、乾燥処理後の食品残渣処理物は、最
終的にペレット化工程によって、所定の形状、大きさに
成形され、必要に応じて包装、梱包されて製品化されて
飼料又は肥料として利用することができる。これによ
り、食品残渣を再利用してペレット化した飼料又は肥料
を製造することが可能となり、長期の保存、流通、保管
に適する飼料又は肥料が得られる。このように製品化さ
れたペレット製品は、養豚等の飼料として、又は植物の
育成肥料として好適に用いることができる。

【００３８】次に、乾燥槽２０で発生する水蒸気を含む
空気は、導出管２２を通して取出され、導入管９０を通
して凝縮装置８１に導入される。このとき、蒸発ガスの
温度は、ほぼ上記の食品残渣の乾燥工程における乾燥温
度となっている。また、蒸発ガスは、前記温度におけ
る、ほぼ相対湿度１００％の飽和状態となっており、多
量の水分を含んでいるとともに、酢酸等の有機酸やアミ
ノ酸成分も含んでいる。

【００３９】そして、蒸発ガスは凝縮装置８１におい
て、まず第１の熱交換器９２に接触し、その内部を流れ
る熱媒体に熱を奪われて冷却される。続いて、冷却器９
３に接触し、その内部を流れる冷媒に熱を奪われて更に
冷却され、含有する水蒸気が凝縮水として分離されて乾
燥ガスとなる。このとき、冷却のための熱媒体の温度は
０〜１０℃の範囲とすることが好ましい。これにより、
乾燥空気の温度は１０〜３０℃程度まで低下する。

【００４０】上記により得られた凝縮水は、凝縮水回収
管８５を通して回収され、例えば図示しない液体肥料製
造工程等に送られるようになっている。凝縮水は、酢酸
等の有機酸やアミノ酸成分を含む水溶液として回収さ
れ、液体肥料等として利用可能となる。これにより、食
品残渣成分を有効利用することができる。

【００４１】一方、凝縮処理され、熱交換により温度が
低下した空気は、更に外気導入部９７で外気と混合さ
れ、送風ファン８３によって加熱装置８２に送られる。
そして、加熱装置８２の第２の熱交換器９５に接触し
て、その内部を流れる熱媒体と熱交換して再び昇温さ
れ、続いて加熱器９６内を流れる、図示しないボイラー
からの蒸気と熱交換して更に昇温された後、導出管９１
及びそれに接続される空気導入管６２を経て再度乾燥槽
２０に入り、乾燥工程に戻されて循環する。

【００４２】このとき、配管８６ａ、８６ｂを通して循
環する熱媒体は、第１の熱交換器９２において、食品残
渣の乾燥工程から導出される水蒸気を含有する空気から
熱を奪い、第２の熱交換器９５において上記で奪った熱
を放出するので、凝縮装置８１で回収した熱を加熱装置
８２で利用することができる。これにより、加熱器９６
で使用するボイラーからの熱が少なくて済むので、乾燥
工程における省エネルギー化を図ることができる。

【００４３】なお、冷却器９３に配管８８ａ、８８ｂを
介して接続された図示しない冷却装置がヒートポンプか
らなっていて、そこで発生した熱を配管８９ａ、８９ｂ
を通して加熱器９６に供給するようになっていてもよ
い。これによれば、更に省エネルギー化を図ることがで
きる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
食品残渣を処理するための乾燥工程で発生する蒸発ガス
を液体として回収でき、これに含まれる有機酸や、アミ
ノ酸等を液体肥料等として有効利用することができる。
また、凝縮と同時に凝縮熱を回収して再度乾燥工程用の
熱源としてフィードバックできるので、乾燥工程に要す
る熱エネルギーが少なくて済み、プラントの熱効率が向
上して省エネルギー化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の食品残渣の乾燥装置における乾燥槽
の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線に沿った断面図
である。

【図３】本発明の食品残渣の乾燥装置における凝縮回
収装置の一実施形態を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０撹拌装置２０乾燥槽３０上昇スクリュー４０主軸スクリュー５０戻しスクリュー４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂスクリュー羽根４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ軸
受４２、５２軸受ケース５５送気パイプ６２空気導入管８０凝縮回収装置８１凝縮装置８２加熱装置８３送風ファン８４ポンプ８５凝縮水回収管８６ａ、８６ｂ、８８ａ、８８ｂ、８９ａ、８９ｂ配
管８７温度センサ９０導入管９１導出管９２第１の熱交換器９３冷却器９４外気導入部９５第２の熱交換器９６加熱器９７配管９８モータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２６Ｂ 21/00 Ｆ２６Ｂ 25/04 21/04 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｍ 25/04 ＺＡＢＤ (72)発明者奈良誠茨城県つくば市島名3572−１株式会社トータルウェルネス研究所内Ｆターム(参考） 3L113 AA06 AA07 AB02 AC05 AC21 AC40 AC45 AC46 AC48 AC52 AC58 AC63 AC67 BA01 CA08 CB13 CB24 CB29 CB34 DA02 4D004 AA03 AA04 AB01 AC05 BA04 CA15 CA18 CA22 CA42 CB05 CB28 CB31 CB36 4D052 AA00 BA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】食品残渣を乾燥槽内で撹拌するとともに
熱風供給して乾燥させる際に、前記乾燥槽で発生する蒸
発ガスを冷却凝縮させて凝縮水として回収し、回収後の
乾燥ガスを再度昇温して前記乾燥槽へ循環供給する方法
であって、前記凝縮水を回収すると共に凝縮熱を回収
し、前記凝縮熱を前記凝縮水回収後の乾燥ガスに与えて
昇温させることを特徴とする食品残渣の乾燥方法。
【請求項２】食品残渣の撹拌手段と熱風供給手段を備
える乾燥槽と、前記乾燥槽で発生する蒸発ガスを導入す
るための導入管と、前記蒸発ガスから凝縮水を回収する
ための凝縮装置と、前記凝縮水を回収した後の乾燥ガス
を昇温するための加熱装置と、前記加熱後の乾燥ガスを
乾燥槽に送り循環させるための導出管とを設けた乾燥装
置であって、前記凝縮装置が凝縮熱を回収するための第
１の熱交換器を備え、更に前記加熱装置が前記回収した
凝縮熱を回収後の乾燥ガスに与えるための第２の熱交換
器を備え、更に前記第１及び第２の熱交換器の間を熱媒
体が循環するための循環手段を備えていることを特徴と
する食品残渣の乾燥装置。