JP2003019477A

JP2003019477A - 食品残渣の処理装置

Info

Publication number: JP2003019477A
Application number: JP2001209097A
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】食品残渣の撹拌力が強く均一に撹拌混合で
き、しかも故障が少なく信頼性の高い、醗酵装置又は乾
燥装置を提供する。【解決手段】処理槽２０内に水平方向に配置され、食
品残渣を処理槽２０の中央部に向けて移動させる主軸ス
クリュー４０、４１と、主軸スクリューの軸方向中間部
に上下に配設され、中央部に移動した食品残渣を上昇さ
せる上昇スクリュー３０と、主軸スクリューの上方に水
平方向に配置され、上昇した食品残渣を処理槽２０の両
側へ移動させる戻しスクリュー５０、５１とを有し、か
つ、処理槽２０内に空気を吹き込むための空気供給手段
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品残渣を効率的
に処理する装置に関し、更に詳しくは、食品残渣を醗酵
工程及び乾燥工程を経て処理し、飼料又は肥料とするた
めの装置に関する。

【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、醗
酵工程、乾燥工程を経て食品残渣を飼料や肥料とし、必
要に応じてこれを流通に適するようにペレット化するこ
とが行われており、このための各種の醗酵装置や乾燥装
置が知られている。この場合、食品残渣を効率的に醗
酵、乾燥させるためには、撹拌によって均一な混合を連
続的に行うことが必要であり、これにより食品残渣の処
理時間を短縮できるとともに、均質な飼料又は肥料を製
造することができる。

【０００４】この撹拌方法としては、一般に処理槽の内
部に撹拌のための羽根を設けることが知られており、例
えば、特開平２−２５７８３３号公報には、熱伝導性材
料からなるケーシングを有する撹拌槽と、該ケーシング
の内面を回動摺動して原料を切返し撹拌する撹拌羽根
と、該撹拌槽のケーシングを加熱する加熱装置と、該加
熱排ガスをケーシング外面と熱交換させて撹拌槽内に導
くガス通路と、ケーシング内壁及び槽内原料の温度計測
制御装置とを備えたことを特徴とする醗酵装置が開示さ
れており、攪拌槽内にリボン状の攪拌羽根を取り付け、
これを回転させて食品残渣を撹拌させる技術が開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、食品残
渣は一般に粘度が高く、また、醗酵や乾燥には長時間の
連続撹拌が必要であるため、上記の特開平２−２５７８
３３号公報に開示されているようなケーシングの内面を
回動摺動して原料を切返し撹拌するリボン状の撹拌羽根
では、羽根の根本部分に負荷がかかって折れやすいので
故障が発生しやすく、装置の信頼性が低下するという問
題点があった。

【０００６】また、醗酵や乾燥を短時間で効率よく行う
ためには常に均一に食品残渣を混合する必要があるが、
撹拌羽根を用いる方法では撹拌が不十分でムラがあるた
めに醗酵や乾燥処理に時間がかかり、しかも最終的にペ
レット化して得られた飼料や肥料も均質でないという問
題点もあった。

【０００７】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、飼料や肥料を製造するための
装置において、撹拌力が強く、均一な撹拌が可能であ
り、しかも故障が少なく信頼性の高い処理装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【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処理装置は、開閉可能な投入口
を有する処理槽と、前記処理槽内に水平方向に配置さ
れ、食品残渣を前記処理槽の中央部に向けて移動させる
ための主軸スクリューと、前記主軸スクリューの軸方向
中間部において上下に配設され、前記中央部に移動した
食品残渣を上昇させるための上昇スクリューと、前記主
軸スクリューの上方に水平方向に配置され、前記上昇し
た食品残渣を前記処理槽の両側に戻すための戻しスクリ
ューとを有し、かつ、前記処理槽内に空気を吹き込むた
めの空気供給手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】本発明の処理装置によれば、食品残渣は、
主軸スクリューが回転することにより、主軸スクリュー
の中央部に集められ、そこから上昇スクリューによって
上方に移動し、続いて戻しスクリュー両側に移動して処
理槽内を循環するので、食品残渣は処理槽内を循環中に
主軸スクリューの中央で衝突し合い、戻しスクリューの
両端で処理槽の内壁に衝突するので、均一に効率よく攪
拌される。また、スクリューを用いるので、通常の攪拌
羽根を用いた場合に比べて構造的に強く、故障を少なく
して長期の使用に耐えるようにすることができる。

【００１０】更に、空気供給手段を有しているので、醗
酵装置として使用する場合には通気性の醗酵処理が可能
であり、また、加熱空気を供給することによって乾燥装
置としても使用することができる。

【００１１】本発明の好ましい態様によれば、前記主軸
スクリュー及び／又は前記戻しスクリューは、それらの
中間部から一方の端部側に設けたスクリュー羽根と、前
記中間部から他方の端部側に設けたスクリュー羽根とが
逆向きの羽根を有している。この態様によれば、一本の
主軸スクリューを回転させることによって食品残渣を主
軸スクリューの中央部に寄せることができるので構造が
簡単であり、しかも中央部で両側からの食品残渣が衝突
するので撹拌力が向上し、均一な混合が可能となる。

【００１２】また、本発明の更に好ましい態様によれ
ば、前記スクリューの両端部及び／又は中央部が軸受で
支持され、かつ前記軸受を覆うケースを有し、前記ケー
ス内を加圧するための送気手段が設けられている。この
態様によれば、軸受けを囲む軸受ケース内に送気パイプ
を通して圧縮空気等が導入されることにより、軸受ケー
ス内に食品残渣が入り込むことを防止し、軸受けに食品
残渣が詰まったりする不都合を回避できる。

【００１３】また、本発明の更に好ましい態様によれ
ば、前記食品残渣の処理が醗酵工程または乾燥工程であ
る。これにより、食品残渣を醗酵工程、乾燥工程を経て
処理し、前記乾燥工程を経て得られた食品残渣処理物を
ペレット化して、飼料又は肥料として利用することが可
能となる。

【００１４】

【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、２には本発明の食品残渣
の処理装置の一実施形態が示されている。図１は同処理
装置の概略構成図、図２は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視線
に沿った断面図を示す。

【００１５】処理装置１０は、上面に図示しない開閉可
能な投入口を有する処理槽２０と、この処理槽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４
０、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。

【００１６】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、その両端部を処理槽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
処理槽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。

【００１７】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、処理槽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。

【００１８】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。

【００１９】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
の両端部を処理槽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、その中間部を処理槽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。

【００２０】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、処理槽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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】このため、食品残渣は、図２中矢印Ａ、Ｂ
で示すように処理槽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、処理槽２０内を循
環するようになっている。

【００２４】処理槽２０の底部には、ファン６１から熱
交換器６０を経て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
て処理槽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処理槽２０内に導入す
るようになっている。また、熱交換器６０には、図示し
ない蒸気ボイラーに連結された配管が通っており、ファ
ン６１から送られてくる空気を熱交換して昇温させるこ
とができるようになっている。

【００２５】また、処理槽２０の上部には、発生したガ
スや水蒸気等を、図示しない脱臭工程等の次工程へ誘導
し、最終的には大気中に放出するための導出管２２が設
けられている。

【００２６】本発明において、処理槽２０やスクリュー
３０、４０、４１、５０、５１を構成する材料としては
特に限定されないが、特に醗酵工程に本処理装置１０を
用いた場合には、食品残渣からは酸性の有機酸等が発生
することから腐食に強い材料が好ましく、特にステンレ
ス等が好適に使用可能である。また、処理槽２０の大き
さも、一度に投入する食品残渣の投入量に応じて適宜設
定可能である。また、主軸スクリュー、上昇スクリュ
ー、戻しスクリューの本数も、本実施形態の本数に特に
限定されず、処理槽２０の大きさに応じて適宜必要な本
数をそれぞれ設定可能である。

【００２７】次に、上記処理装置１０を醗酵装置として
用いた場合について、その作用を説明する。まず、食品
残渣を処理槽２０内に投入して、微生物等を含有する醗
酵促進液を加える。ここで、本発明における食品残渣と
しては、レストラン等から出される一般残飯等に限ら
ず、おからやビール粕等の食品工業からの副生物でもよ
く、食品資源であれば特に限定されないが、特に豆腐製
品からの副生物であるおからが好適に用いられ、更に好
ましくはいくつかの種類の残渣を、栄養バランスをとっ
て組み合せて用いる。

【００２８】また、本発明においては醗酵促進液の添加
は必須ではないが、醗酵を促進して醗酵時間を短縮する
ために添加することが好ましい。ここで、醗酵促進液と
しては、例えば乳酸菌、酵母菌等の微生物の培養液など
が好ましく使用される。

【００２９】次に、スクリューを回転させて混合、撹拌
を開始する。前述したように、処理槽２０内の食品残渣
は、主軸スクリュー４０、４１が回転することにより、
図２中の矢印Ａ、Ｂで示すように移動して中央部に集め
られ、そこから上昇スクリュー３０によって矢印Ｅで示
すように上方に移動し、続いて戻しスクリュー５０、５
１によって矢印Ｃ、Ｄで示すように両側に移動し、最後
に処理槽２０内の両側で矢印Ｆ、Ｇで示すように下降す
ることにより、処理槽２０内を循環する。

【００３０】このように、食品残渣は、処理槽２０内を
循環し、その際に、主軸スクリュー４０、４１の中央で
衝突し合い、戻しスクリュー５０、５１の両端で処理槽
２０内壁に衝突するので、均一に効率よく攪拌される。
また、スクリューを用いるので、通常の攪拌羽根を用い
た場合に比べて構造的に強く、故障を少なくして長期使
用に耐えるようにすることができる。

【００３１】また、軸受け４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、５
３ａ、５３ｂ、５３ｃを囲む軸受ケース４２、５２内
に、送気パイプ５５を通して圧縮空気が導入されること
により、軸受ケース４２、５２内に食品残渣が入り込む
ことを防止し、軸受け４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、５３
ａ、５３ｂ、５３ｃに食品残渣が詰まったりする不都合
を回避できる。

【００３２】また、処理槽２０内には、ファン６１から
熱交換器６０を通して、醗酵処理に最適な温度に加熱さ
れた空気が、空気導入管６２を介して挿入され、食品残
渣を加熱すると共に空気を供給して醗酵が促進される。
なお、空気導入管６２から供給する加熱空気の温度は、
好ましくは５０〜６０℃とする。また、醗酵槽２０内の
温度及び醗酵時間は、醗酵槽２０の大きさや食品残渣の
投与量等に応じて適宜調整すればよいが、好ましくは温
度３５〜４５℃、醗酵時間１２〜４８時間とする。

【００３３】上記の醗酵工程により食品残渣の醗酵が行
われ、同時に低沸点の有機酸である乳酸、酢酸等や、ア
ミノ酸等に加えて、場合によってはアンモニア、メルカ
プタン等も含む臭気ガス成分が発生するが、これらは処
理槽２０の上部に設けられた導出管２２を通じて別途図
示しない次工程で処理される。

【００３４】次に、処理装置１０を乾燥装置として用い
た場合について説明する。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
整されて余分の水分を蒸発させる。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。

【００３５】ここで、乾燥装置としては、図１、２で説
明した醗酵装置と同様の構造の装置が使用可能である。
すなわち、図１、２における処理槽２０は、そのまま乾
燥槽となり、各スクリュー４０、４１、５０、５１、３
０は、そのまま乾燥装置における攪拌手段となる。ま
た、図１、２における空気導入管６２は、乾燥のための
熱風供給管となり、導出管２２は、乾燥槽で発生する水
蒸気を含む空気を取出す導出管となる。これによって、
一方の装置が故障した際にも他方の装置を流用でき、例
えば故障等の場合に一台の装置で醗酵工程、乾燥工程を
順次行うことができるので、互換性に優れる処理システ
ムとなる。

【００３６】乾燥工程の乾燥条件としては、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、導入する加熱ガスの温度を８
０〜１２０℃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。乾燥装置の乾燥槽で発生す
る水蒸気を含む空気は、前記導出管を通して取出され、
図示しない回収工程等の次工程に送られる。

【００３７】なお、上記の醗酵工程、乾燥工程を経て得
られた食品残渣処理物は、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】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
食品残渣の撹拌力が強く、均一に撹拌混合でき、しかも
故障が少なく信頼性の高い処理装置を提供できるので、
食品残渣から飼料や肥料を製造するための処理装置にお
ける醗酵装置、乾燥装置として好適に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の食品残渣の処理装置の一実施形態を
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。

【符号の説明】

１０醗酵装置２０処理槽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６０熱交換器６２空気導入管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 AA07 AB02 AC05 AC40 AC58 AC67 AC87 DA01 4D004 AA03 AA04 AB01 BA04 CA14 CA15 CA19 CA22 CA42 CA48 CB04 CB26 CB27 CB28 CB36 CC02 CC15 DA02 DA06 DA09 DA12 4H061 AA03 CC42 EE03 FF06 GG19 GG43 GG49 GG68 GG69

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉可能な投入口を有する処理槽と、前
記処理槽内に水平方向に配置され、食品残渣を前記処理
槽の中央部に向けて移動させるための主軸スクリュー
と、前記主軸スクリューの軸方向中間部において上下に
配設され、前記中央部に移動した食品残渣を上昇させる
ための上昇スクリューと、前記主軸スクリューの上方に
水平方向に配置され、前記上昇した食品残渣を前記処理
槽の両側に戻すための戻しスクリューとを有し、かつ、
前記処理槽内に空気を吹き込むための空気供給手段を設
けたことを特徴とする食品残渣の処理装置。
【請求項２】前記主軸スクリュー及び／又は前記戻し
スクリューは、それらの中間部から一方の端部側に設け
たスクリュー羽根と、前記中間部から他方の端部側に設
けたスクリュー羽根とが逆向きの羽根を有している請求
項１記載の食品残渣の処理装置。
【請求項３】前記スクリューの両端部及び／又は中央
部が軸受で支持され、かつ前記軸受を覆うケースを有
し、前記ケース内を加圧するための送気手段が設けられ
ている請求項１又は２記載の食品残渣の処理装置。
【請求項４】前記食品残渣の処理が醗酵工程または乾
燥工程である請求項１〜３のいずれか一つに記載の食品
残渣の処理装置。