JP2005246365A - 生ゴミ加熱攪拌処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生ゴミの有機肥料・飼料化には、設備、エネルギーコストが高く、又含水塩分の濃縮化、栄養成分の異常分解や雑菌増殖更に発酵阻害物質が生成する温度域の長時間通過による異臭発生の増加などの問題があり、アミノ酸の少ない低品位のものしか生産することが出来なかった。
【解決手段】 横型ドラム糟内の軸方向に沿って回転駆動軸を挿入設置し、該回転駆動軸の糟内周面に攪拌用のスクリュー羽根を設け、又該回転駆動軸に接続保持して且つ該スクリュー羽根の周囲に離間してリボンスクリュー羽根を配設し、前記横型ドラム糟周壁と回転駆動軸とリボンスクリュー羽根とその接続保持部内に温水加熱用の通水路を設けると共に、これら通水路への温水供給装置と、横型ドラム糟内への空気供給装置と横型ドラム糟内からのガス排出装置とを設置した生ゴミ加熱攪拌処理装置。
【選択図】
図１

Description

発明の技術分野

本発明は、生ゴミ加熱攪拌処理装置に関するものであり、生ゴミを含水塩分の濃縮化を防ぎながら有益な有機肥料化又は魚などの飼料化又は畜産飼料化を有利に可能ならしめるものである。
即ち、本発明は、糖質を高く含有すると共にその他の栄養成分を同時に含有する等、内容物が複雑で、雑菌、自然乳酸菌が多数生存している生ゴミや農産バイオマスを原料として、設備、エネルギーコストをかけずに高温度に加熱攪拌処理して、含水塩分の濃縮化を防ぎ、しかも栄養成分の異常分解や雑菌増殖更に発酵阻害物質が生成する温度域を急峻に通過させ、迅速に最適な好熱菌活動温度・雰囲気環境に到達させて、アミノ酸を多量に含む商品価値の高い有益な有機肥料又は魚などの飼料又は畜産飼料を廉価に生産する生ゴミ加熱攪拌処理装置を提供しようとするものである。

今、食品産業界や農産業界では、食品・農産物の残飯物、余り物や屑或いは賞味期限切れ物等として日々多量に生ゴミが発生するため、間便で安価な有益化処理技術の開発が重要な課題となっている。
一般に有機物は、常温で放置すると必ず腐敗する。この腐敗は腐敗菌で１例を揚げると、硫化水素はプロテウス・モルギー、大腸菌ストレプトコッカスメルカプタンは大腸菌、クロストリジウム、スポロジナス等が作用する。
このように有機物は、微生物（腐敗菌）により腐敗し臭気ガスが発生する為、有機物を多量に腐敗させないためには発酵処理させる方法が常套的に行われて来た。

例えば、一般の生ゴミは、炭水化物、蛋白質、脂肪の３大栄養の元であり、この３種類を微生物酵素により分解する各方式は次の通りである。
（１）．炭水化物
Ｃｍ（Ｈ_２Ｏ）ｎ＋ｎＯ→ｍＣＯ＋ｎＨ_２Ｏ
（２）．蛋白質や脂肪の分解
ＣｘＨｙＮｚＯｐ＋ａＯ_２→ＣｕＨｖＮｗＯｑ＋ｂＣＯ_２＋ｄＨ_２Ｏ＋ｅＮＨ_３
このように炭水化物は、最終的に炭酸ガスと水に分解し、蛋白質や脂肪は、より低分子化した物質となり炭酸ガスと水とアンモニヤとなり、乾燥上昇と共に気体となり臭気の主成分となる。
この臭気の発生量を低減し腐敗を抑制するため、発酵菌と空気中の窒素とを発酵作用させアミノ酸とし酸素との発酵作用により炭酸ガスとしているのである。
しかし従来の生ゴミ処理装置は、乾燥型で常温発酵菌を用いていたため、肥料として畑や田に与えると土中の細菌の働きでアミノ酸化が進行するため臭気の発生源となる。
そこで好熱菌を用いる生ゴミ加熱攪拌処理装置が紹介されているが、これは２軸攪拌が主で、好熱菌の発酵作用温度域７５℃迄の加熱昇温に電気ヒーター加熱を用いていたため、熱エネルギーコストが高かった。これを灯油給湯ボイラー方式にすることでランニングコストを熱量比１／５とした。（ヒートポンプ方式も入る）２軸攪拌による棒羽根方式のため好熱菌に対する空気爆気用の特別の圧縮空気注入装置が必要であった。しかし圧縮空気の注入は攪拌中の生ゴミ温度を急激に大きく低下させるため連続供給が不可能で、間欠供給しか出来ず発酵菌の十分な発酵作用が期待出来なかった。
また稼働初期から好熱菌の発酵作用温度域７５℃迄に立ち上げる迄の時間が長いためその間に雑菌が繁殖し異臭が発生する。また塩分の濃縮化による底品位肥料化の問題も解決されない。
常温より最高６０℃迄攪拌する途中に腐敗菌により発生する臭気は、屎尿臭（アンモニヤ）、腐卵臭（硫化水素）、腐った玉葱臭（メチルメルカプタン）、腐ったキャベツ臭（硫化メチル）、腐った肉・魚臭（トリテルアミン）などの混合臭気体である。
そのため従来上面部の空間に伝熱ヒーターによる天井加熱することで排気筒内に燃焼ヒーターを設置し強制的にファンで臭気を吸引し燃焼していた。

従来の加熱攪拌処理装置による生ゴミの有機肥料化又は魚などの飼料化又は畜産飼料化には、設備、エネルギーコストが高く、又含水塩分の濃縮化、栄養成分の異常分解や雑菌増殖更に発酵阻害物質が生成する温度域の長時間通過による異臭発生の増加などの問題があり、このため糖質が高くその他の栄養成分を多量に同時に含有する生ゴミから得られる有機肥料又は飼料は、アミノ酸の少ない低品位のものしか生産することが出来なかった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものでありその特徴とするところは、次の（１）〜（７）の通りである。
（１）．生ゴミを投入し加熱しながら攪拌して高温発酵乾燥させる横型ドラム槽式の生ゴミ加熱攪拌処理装置において、横型ドラム槽内の軸方向に沿って回転駆動軸を挿入設置し、該回転駆動軸の槽内周面に攪拌用のスクリュー羽根を設け、又該回転駆動軸に接続保持して且つ該スクリュー羽根の周囲に離間してリボンスクリュー羽根を配設し、前記横型ドラム槽の周壁と前記回転駆動軸とリボンスクリュー羽根とその接続保持部内に温水加熱用の通水路を設けると共に、これら通水路に温水を給排する温水供給装置と、横型ドラム槽内に温風空気を供給する空気供給装置と横型ドラム槽内からの発生ガスを排出するガス排出装置とを設置したことを特徴とする生ゴミ加熱攪拌処理装置。
本発明は上記構成により、生ゴミを投入した横型ドラム槽の中央部を、回転駆動軸及びリボンスクリュー羽根及びスクリュー羽根（中羽根）の回転で上下循環流と軸方向流の２段流れを得て加熱攪拌すると同時に、横型ドラム槽内壁側を横型ドラム糟周壁の温水通水路から加熱することにより、投入生ゴミ全体を短時間に均一に７５℃に昇温させて、上限６０℃迄しか繁殖しない腐敗菌の発生を押さえ込むのである。更に７５℃を保持して好熱菌の発酵に必要な酸素と窒素を含む空気を、エアーヒーター等の温風供給装置により充分に供給して該２段流れで攪拌することにより、好熱菌と空気中の窒素との発酵作用と酸素との発酵作用を糟内全体で同時進行させてアミノ酸化と炭酸ガスの発生をより高効率で行わしめるのである。これで装置の小型化が有利に可能ともなる。
尚、加熱攪拌初期における７５℃迄の上温時間中は、上記臭気の発生を抑制するため生ゴミの投入攪拌開始時に特殊な乳酸菌を添加して雑菌の繁殖を停止又は抑制してもよい。
（２）．前記リボンスクリュー羽根に掻き上げ羽根を突設したことを特徴とする前記（１）に記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
この構成でリボンスクリュー羽根の例えば先端はＬ字型に曲がった連続羽根となり連続的に生ゴミを持ち上げ後自然落下させる連続加熱攪拌が可能となり、このため温度低下を来さずに温風空気を連続して均一迅速に取り込み好熱菌の発酵に必要な酸素と窒素を十分に供給するのである。
（３）．前記リボンスクリュー羽根にフェライト磁石を付設したことを特徴とする前記（１）から（２）に記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
このフェライト磁石は、槽内でリボンスクリュー羽根と共に円動作するため、槽内生ゴミ中にフェライト磁石（例１０００Ｇ）による２００Ｇ磁場を造りその磁力を生ゴミ体の水分に供給して磁化水とし次記の銅製スクリュー羽根による銅イオン化を銅イオン殺菌効果を助長させ、腐敗菌の増殖を阻止すると共に好熱菌の活性化を促進し処理時間を大幅に短縮させるのである。
又フェライト磁石は塩分を、雑菌によるアンモニヤガスや炭酸ガスを塩化アンモニウムや炭酸水素ナトリウム等の化学物に結合してその濃宿化を抑制するのである。
更にフェライト磁石は、回転駆動軸内及びリボンスクリュー羽根に設けた温水通水路中の温水を磁化して温水中のカルキの付着を防止し且つ鉄錆を酸化第２鉄錆や酸化第４鉄錆にして温水通水路の内壁に鉄錆が付着するのを防止するのである。
（４）．前記回転駆動軸周面に設けた攪拌用のスクリュー羽根を銅又は銅合金製としたことを特徴とする前記（１）から（３）の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
このスクリュー羽根を銅又はキュープロニッケルにすることで熱伝導率を高めることは勿論のこと、銅イオンで腐敗菌の増殖を阻止するのである。
（５）．前記温水供給装置において、回転駆動軸の通水路の受水端に温水供給用のロータリージョイントを設け、該ロータリージョイント内で回転駆動軸側のＳＵＳ製回転受水管の外周面と該回転受水管保持用のＳＵＳ製保持部の内周面との間に黒鉛製の軸受けリングと銅製シールリングを設けて黒鉛と銅とＳＵＳの熱膨張系数の差による密着シール部を構成したことを特徴とする前記（１）から（４）の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
この構成は、従来のベァーリング式ロータリージョイントに比し攪拌中の振動に強く耐圧も７ｋｇ／ｃｍ^２以上と高く長時間の連続運転を可能とした。
（６）．前記横型ドラム槽をＳＵＳ製とし、その内表面をフッ酸（ＨＦ）等の強酸で予め腐食処理させておくことを特徴とする前記（１）から（５）の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
生ゴミは、ペーハーｐＨが４〜９の酸、アルカリの混合物が多いので、この処理を施すと酸、アルカリに対して耐腐食性に優れた強固な不動態膜が形成するのである。
（７）．前記温水供給装置の熱源にヒートポンプを用いたことを、特徴とする前記（１）から（６）の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
深夜電力にてヒートポンプで発生した熱エネルギーを熱交換し蓄熱糟に溜めてこれを昼間の時間帯に使用すると灯油による温水ボイラー運転よりコストが安い。またヒートポンプの冷媒として、圧縮炭酸ガスを使用するため地球環境によく、最高で約９０℃の高温度の温水が充分に得られる。
又このヒートポンプの熱エネルギー側と反対は冷却側のため、ここの冷エネルギーとして冷風を得てこれを乳酸菌培養槽の乳酸菌発酵温度管理用に使用して３０〜３５℃の一定温度条件を維持させる等に利用するのである。

本発明の装置は、横型ドラム槽の内周壁側からと横型ドラム槽の軸心部から及び径方向上で原料の加熱を同時に行う事が出来るため、好熱菌の発酵活動最適温度域の７５℃±５℃への到達時間が従来ヒーター方式に比較すると１／３に短縮するのである。
また横型ドラム槽内上下に設けた温度計３０での測温結果では、横型ドラム槽内生ゴミの温度が全体的に７５℃±１℃以内に保持されていた。
前記フェライト磁石による磁場中の好熱菌に対する微電流イオン効果が生ゴミ中の塩分を次第に濃縮されることを懸念したが、好熱菌が蛋白質や脂肪等を分解する際、アミンより出るアンモニャガスを塩化アンモニャに変え、同時に出る炭酸ガスと水の働きで炭酸水素ナトリウムに変えて行くことが証明されて、従来の乾燥ゴミの５０〜６０％の塩分濃度であった。
分析の結果、アニリン酸塩Ｃ_６Ｈ_５ＮＨ_２・ＨＣｌ、メチルアミン酸塩ＣＨ_３ＮＨ_２・ＨＣｌ、ジェチルアミン（Ｃ_２Ｈ_５）ＮＨ・ＨＣｌ、等も生じていた。このことが塩分濃度が上がらない原因となっている塩基アミンの結成であった。

本発明装置に用いる発酵微生物は、高温下でも死滅しなく窒素をアミノ酸にし、酸素を取り込んで発熱して最終的に炭酸ガスを生成する好熱菌が好ましい。
例えば特開２００３−３２６２９６号公報で紹介のＬＭ−１内域農法好熱菌等がある。更に耐熱性を向上させた培養好熱菌では９０℃迄良好な反応を示すものもある。この好熱菌のルーツは、地球初期活動中より生まれた原始大気中（ホルム、アルデヒド、シアン化水素）でも生息できる生命力の強さで海底１００００ｍ中でも生息できる生命力を持つ。そのため珪酸塩等のミネラルだけでも生命力を保持する。
因みに大腸菌は１８分に１回***し１日に８０回***増殖するため生ゴミで持ち込まれた１個の大腸菌が生息し必要な餌が有った場合は１日に１０の ２５乗個となり、持ち込まれた大腸菌が全量この過程を経たとすると天文学的数字の大腸菌量となる。
好熱菌は、反応環境限界を超えると冬寝状態となり成長を停止するが変態菌の生まれる回数も高いため反応環境温度域を７５〜９０℃の高温領域にレベルアップしている。そのため加熱攪拌中に銅製スクリュー羽根からの銅イオンに対しても又フェライト磁石による磁力の中でも影響を受けない。
この好熱菌の反応温度環境を急速に且つ無臭過程で作るため、横型ドラム糟の内部と壁部の両方から同時に温水加熱する方式を採用したのである。
横型ドラム糟壁部に温水ジャケットを配設し、且つ回転駆動軸には、例えば１０本の中間シャフトを介してフェライト磁石付リボンスクリュー羽根を保持すると共に、熱伝導度を高くするため銅又は銅合金キュープロニッケル製のスクリュー羽根を設置してこれらを温水加熱と同時に回転攪拌作動させることにより、生ゴミを上下循環攪拌流と糟中央部での横移動攪拌流の２段流れで効率よく迅速に均一攪拌して、全体を磁界と銅イオンで腐敗菌の増殖を阻止しながら急速加熱昇温させ急峻に好熱菌の反応環境温度に到達させて臭気発生を防止する。
更に該臭気対策として横型ドラム槽の天井は、給湯ボイラーの排熱利用のエアーヒーターにより７５℃保持の補助とし腐敗菌の増殖を抑える手段とすることもできる。
本発明装置により生成した肥料、飼料中には、生きた好熱菌は残存しているが人体温度最高３７℃、地中温度最高４５℃では菌の適した環境でないため、大部分は冬寝状態のままで終わる。
３７〜４５℃に適した好熱菌は生き残り菌体肥料となり、又は家畜の中で生き残り雑菌の発生を抑制する効果があり***する屎尿の臭気を抑える。
特願２０００−３０３３０号公報で紹介のように地中に入ったトリクロロエチレン（ＮＨ_４ＣＬ、Ｋ_２ＨＰＯ_４、ＫＨ_２ＰＯ_４主成分）も分解した強菌である。このことは生ゴミ中の塩分とアンモニヤの両者から塩化アンモニヤＮＨ_４ＣＬを作るのと同様に分解可能である。
好熱菌は熱に強いだけではなく、種々の悪条件に適した菌体を自己生産するため乾燥肥料は常に１／３程度残しながらバッチ処理すれば季節に適した好熱菌として残るので、病院等の混合生ゴミは薬品も混ざるため１／３の好熱菌が残ればそこの病院食に適した好熱菌発酵体として生き残り増殖を続ける。
好熱菌処理体であれば、３５〜４５℃と低温中でもその環境に適した好熱菌が残存するため臭気の発生源を生成させない。
如何なる環境でも生き残るのは、原始地球で生まれ今まで生き残った事が証明している、強い菌だからである。
好熱菌処理体の肥料や飼料は使用環境で生き残ると言う高速増殖菌のため餌となるものが有る限り臭いの元となる臭気を出さず合成アミノ酸を作り有機肥料となるのでオーガニック栽培作物として又連作害もなく農作物を守る。農作物の根に対して成長を早める働きが強く、強い根は強い作物となる。
従来の電気ヒーター式乾燥型生ゴミ処理は、約２４時間掛かっていたが本発明装置では、半分の１２時間で完了する。これは攪拌中生ゴミに対して内外からの加熱方式と温風空気自然挿入方式とリボンスクリュー羽根に組まれたフェライト磁石（１０００Ｇ）による生ゴミ体に２００Ｇの磁場供給による好熱菌の活性化によるものと思われる。
現在は最高９０℃の好熱菌体を使用することができるが１００℃を越える好熱菌が取れると一段と短時間加熱処理が可能である。
本発明の発酵処理装置は、生ゴミ投入の際、同時に培養乳酸菌を霧状に噴射散布することで６０℃迄に発生する臭いを押さえ込んでいるため急速加熱が可能であり、また好熱菌も耐える菌種である。
従来のＥＭ菌は６５℃、好熱菌は７５℃であり比較的低温度であり韓国のキムチに対する生命力が弱く同じ発酵菌でありながら韓国風土では育ちにくかったが、研究の結果、キムチに対する耐菌性が強く従来の乾燥ゴミの中に混合して土壌に埋めても全く臭気を出さない。

次に本発明装置の１実施例を図１〜図５と共に詳細に説明する。
図１は、実施例装置本体の全体構成を示す説明図である。
図２は、図１の実施例装置に温水供給装置を付設した場合で装置本体は図１を簡略して温水通水加熱経路を概略明示した説明図である。図２に示す温水供給装置は、温水ボイラー（ラジエター）８１の熱源としてＣＯ_２冷媒のヒートポンプ方式（圧縮コンプレッサー８３ａ、膨張弁８３ｂ、大気吸熱用熱交換蒸発機８３ｃからなる）であり、温水ボイラー８１と温水タンク８２間の循環系を循環ポンプ８４、エアー抜弁８７、安全弁８９により構成し、更に温水タンク８２と実施例装置本体との間の温水供給戻り系を供給温水温度調節弁８５と逆止弁８８により構成したものである。
図３は、図１の実施例装置に他の温水供給装置を付設した場合で装置本体は図１を簡略して温水通水加熱経路を概略明示した説明図である。図３に示す温水供給装置は、灯油炊ボイラー方式（膨張タンク１１１を有し、灯油バナー１１２の加熱熱交換器１１３式のボイラー１１４である）であり、灯油供給系をタンク装置１１５、ストレーナー１１６、オイルポンプ１１７、油圧計１１８、エアー抜弁１１９、電磁弁１２０から構成し、温水供給戻り系をリリーフ電磁弁１２１、戻り水調整機構の調整弁１２２、循環ポンプ１２３、バイパス弁１２４、循環調整弁１２５から構成したものである。
図４は、図１に示すリボンスクリュー羽根先部の拡大断面説明図である。
図５は、図１に示すロータリージョイントの拡大断面説明図である。
図１において、本例の生ゴミ攪拌加熱処理装置は、横型ドラム槽１と回転駆動軸２と銅製スクリュー羽根３とリボンスクリュー羽根４，５と温水供給装置と空気供給装置とガス排出装置とを主要構成部とする。
横型ドラム槽１は、ＳＵＳ３１６製で内表面にフッ酸（ＨＦ）腐食処理した腐食性不動態膜を形成してあり、上部に生ゴミ投入口１１と下部に取出口１２を有し周壁に温水通水路１３を形成する温水ジャケット１４を設けてある。
回転駆動軸２は、横型ドラム槽１内の軸方向に沿って挿入設置した内外管２１，２２の二重管式で横型ドラム槽１の両端壁各々にシール軸受２３，２４，２５，２６，２７で回転自在にシール保持されている。また槽外の駆動側はサイクロ減速機２８付きモーター２９に接続し、生ゴミの質に応じて回転数を１〜１０ｒｐｍに可変でき、正逆回転タイマーにより自動的に正逆切り替え運転駆動される。
銅製スクリュー羽根３は、該回転駆動軸１の外管２２外周面に軸方向攪拌用に設けてある。またこのスクリュー羽根３の両側各々に設ける返し羽根３１，３２は、返しテーパー部に鮫歯ギヤー３３，３４を配列した鮫歯リング３５，３６を固定する。
リボンスクリュー羽根４，５は、該回転駆動軸１に中空接続保持部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと棒体保持５１を介して接続保持し且つ該スクリュー羽根３の周囲に離間して配設し先部に図４に拡大してように温水ジャケット４２ａ，４２ｂと掻き上げ羽根４３ａ，４３ｂを付設し、温水ジャケット４２ａ，４２ｂ内に図４に示すフェライト磁石４４をＳＵＳ３１６のピン４５で止め温水ジャケット４２ａ，４２ｂ内壁に溶接してある。
上記リボンスクリュー羽根４の両側保持する中空接続保持部４１ａ，４１ｃとリボンスクリュー羽根５の両側保持する中空接続保持部４１ｂ，４１ｄの各々には、横型ドラム糟１の側壁に鮫歯ギヤー４６を向けた鮫歯リング４７を固定する。
前記回転駆動軸２内二重管とリボンスクリュー羽根４，５の温水ジャケット４２ａ，４２ｂと中空接続保持部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと横型ドラム糟の温水ジャケット１４内に温水加熱用の連通通水路を形成する。
前記連通通水路は、図２，図３に温水通水ルート例を示すが、接続保持部４１ａ内通水路は該回転駆動軸の内管２１（孔径φ１５から６５ＡでＳＵＳ３１６．Ｓｃｈ８０）の出側と温水ジャケット４２ａの入側と連通し、接続保持部４１ｂ内通水路は該回転駆動軸の外管２２の入側と温水ジャケット４２ｂの出側と連通し、接続保持部４１ｃ内通水路は温水ジャケット４２ａの出側とリング部材４８内通水路の入側と連通し、接続保持部４１ｄ内通水路は温水ジャケット４２ｂの入側とリング部材４８内通水路の出側と連通してある。
リング部材４８は、回転駆動軸２の外管２２外周に密着固定し接続保持部４１ｃ、４１ｄを保持する。
回転駆動軸２の内管２１通水路の受水端には、図５に詳細に示す温水供給装置の特殊低速回転用のロータリージョイント６０を接続してある。
回転駆動軸２の外管２２の温水出側は、外管の一端部軸受２３の加温チャンネル７１と軸受２５の加温チャンネル７３と加温チャンネル７４を介して横型ドラム槽の温水ジャケット１４入側１４ａに連通通水接続し、温水ジャケット１４出側１４ｂは、加温チャンネル７５と外管２２の他端部軸受２６の加温チャンネル７６と加温チャンネル７７を介して温水供給装置の温水ボイラー８１側の温水タンク８２内に連通通水接続し戻る。
前記温水供給装置は、図２に示す如く熱源にヒートポンプ８３を利用したものであり、ヒートポンプ８３から熱源を受ける温水ボイラー８１で７５±５℃の温水を得てこれを循環ポンプ８４でタンク８２に循環加熱貯留し、ここから必要に応じて供給温水温度調節弁８５により２０ＡのＳＵＳ３０４の配管８６から図５に示す特殊低速回転用のロータリージョイント６０を介して回転駆動軸内管２１の受水端２１ａに供給して上記温水の循環連通通水路に流し通水路を形成する横型ドラム槽自体と内部の各部材全体を７５±５℃に均一に急速加熱する。
又このヒートポンプ８３のコンプレッサー８３ａの熱エネルギー側と反対は冷却側のため、ここの冷エネルギーとして冷風を得てこれを乳酸菌培養槽２００の乳酸菌発酵温度管理用に使用して３０〜３５℃の一定温度条件を維持させる等に利用してある。
次に横型ドラム槽内に７５℃の温風空気を上方から供給する空気供給装置と、横型ドラム槽内からの発生ガス（主にＣＯ_２）を槽外に排出するガス排出装置は、横型ドラム槽の上部に組み合わされて設けたもので、吸引口に可変ダンパー９０を設置し吸引ファン９１を出側に介設した外気誘引式の６５Ａの空気吸引管９２と、ボイラー等から１５０℃の燃焼排ガスを導入し空気吸引管９２を内部に熱交換的に配置し排出管１０１を上記吸引ファン９１前の喉部９３に隣設し、その排出口を吸引ファン９１側に向けた１００Ａの燃焼排ガス給排管１００と、空気吸引管９２内と横型ドラム槽１内を連通し空気吸引管９２内は吸引側に開口した温風吹出ノズル９４と、燃焼排ガス給排管１００と横型ドラム槽内を連通し燃焼排ガス給排管１００内は排ガス排出側に開口した槽内排気誘引管１０２とからなる。
この構成で吸引ファン９１を稼働すれば温風空気は温風吹出ノズル９４から自動的に槽内に噴出されるので好熱菌には常に必要な温度と量の空気が補給される。またこれと同時に排気誘引管１０２からは槽内で発生したガス（主に炭酸ガスや微量アンモニャガス）を誘引して燃焼排ガス給排管１００内から排出管１０１を介して空気吸引管９２内の吸引側に吸引され排出される。
図３に空気供給装置と、ガス排出装置の変形例を示す。本例も図２同様に横型ドラム槽の上部に組み合わされて設けたものであるが、吸引ファン１９１と温風吹出ノズル１９４を有する空気吸引管１９２に、ボイラー１１４の排ガス管１１３に連通し排気ファン２０３と槽内排気誘引管２０２を有する燃焼排ガス給排管２００を熱交換可能に内接したものである。
図５に特殊ロータリージョイントを示す。
図５において、ロータリージョイント６０は、回転駆動軸の内管２１であるＳＵＳ３１６製回転受水管部２１ａ（通称ローターと称する）を収容するＳＵＳ３１６製のケーシング９１とカバー部６２からなり、ケーシング内では、回転受水管２１ａ部の受水口２１ｂの両脇外周面とケーシング内保持周面との間に黒鉛製軸受リング６３と６４を設け、リング６３と６４の外周部にスプリング受け摺動リング６６とスプリング受け固定リング６７を設け、リング６３と６４間にスプリング６５を圧縮状態で配設してカバー部６２装着時には、黒鉛製軸受リング６３と６４の押し込み保持機能を発揮する。
これで回転受水管部２１ａは回転及び熱膨張に添って左右にスライス作用が働いても為黒鉛軸受リング６３と６４を押さえるのでこの互いの熱膨張率の差を利用して強固な密着シール保持を可能にしている。
回転受水管部２１ａとケーシング６１も伸びるためカバー６２の回転受水管部保持用ＳＵＳ３１６製保持部の内周面には銅製シールリング６８を設けてこの銅リング６８で両者間に熱膨張させて回転受水管部２１ａを押さえ込む。
各部材の熱膨張率は、ケーシング、カバー、回転受水管部のＳＵＳ３１６：１６．０×１０−^６、リング６３と６４の黒鉛：４．３×１０−^６、シールリング６８の銅：１７．６×１０−^６であり、温度は最高２３０℃迄耐圧は３０ｋｇ／ｃｍ迄に設計してある。

以上の構成により２０ＡのＳＵＳ３０４の配管８６から入った温水は回転受水管部２１ａに入り回転受水管部２１ａは、７５℃の温水にて急激に膨張するが黒鉛軸受リング６，４は黒鉛で膨張率比が１対４の為回転受水管部は伸びて黒鉛軸受リング６３と６４に強固に密着する。黒鉛軸受リング６３と６４は全体的に伸びるがスプリング６５で左右に固定されているため逃げ場が無く結果的に回転受水管部２１ａを密着固定する。回転受水管部２１ａの回転は、２〜１０ｒｐｍと非常に遅いがこのロータリージョイント６０でシール性が高く浸水を長期に渡って維持する。
次に本例の生ゴミ攪拌加熱処理装置による生ゴミの攪拌加熱処理例を述べる。
上記全ての装置構成部を稼働させ定常運転状態にした後、投入口から横型ドラム槽１内に生ゴミを所定量投入する。この時、乳酸菌培養槽２００からポンプ２０１を稼働して乳酸菌を横型ドラム槽１内に噴射して攪拌加熱初期の腐敗菌に対する臭気を抑える。
回転駆動軸２の２〜１０ｒｐｍ回転で、投入された生ゴミはリボンスクリュー羽根４，５とＬ型を形成する掻上羽根４３ａ，４３ｂにて下面から上面に引き上げられて落下する。この時銅製のスクリュー羽根３にて軸２に対して平行に生ゴミが流れる。つまり生ゴミは槽中心軸部に沿って平行に流れて引き上げられ落下することを繰り返しながら急速に所定の目標温度７５±５℃に均一に加熱昇温する。
そしてこの過程と同時にフェライト磁石４４が回転して攪拌中の生ゴミに対して、交番磁場が発生しその水分に帯電し、スクリュー羽根３からに銅イオンが発生し腐敗菌に対する殺菌力を効果的得る。また前記各鮫歯リング３５，３６，４６は、攪拌中の生ゴミに含まれる魚の頭のように硬い大きい固まりを鮫歯ギヤー３３，３４，４６間に噛み込んで粉砕する。
生ゴミを７５±５℃に均一に加熱昇温後、これを維持して運転を続行し空気供給装置とガス排出装置を稼働させて横型ドラム槽内に温風を供給して好熱菌の発酵作用を活発化させると同時に横型ドラム槽内で発生するガスを排出する。
上記処理を開始して約１２時間経過後には、乾燥した高品位の肥料又は飼料ができ上り、取り出し口２６から約６５％を排出し残りを次の処理の種材とした。

本発明は、次記の優れた効果を有しこの種産業での多くの利用が大いに期待される。
先ず、加熱熱媒体が温水のため７５℃±５℃迄の昇温速度が急峻であり従来の半分の時間で発酵を完了させることが出来る。又好熱菌が９０℃まで耐え且つキムチ等の強力な発酵菌でも負けない好熱菌である。又臭気時間が従来の１／３以下に減少し且つ微量発生分は燃焼焼却するため町中での運転にも支障がない。
又、攪拌羽根がリボンスクリュー羽根のため自然落降の位置エネルギーで空気を取り入れるので従来のような空気吹き込み装置を必要とせず且つリボンスクリュー羽根の先端まで温水ジャケットにしてあるので好熱菌の均一な発酵を可能にしている。
更に交番磁場によるイオン効果が塩を塩基アミンの化合物に置換するため塩の濃縮を激減させ田畑などへの肥料としても問題なく安全に利用できる。

、実施例装置本体の全体構成を示す説明図である。 実施例装置で温水供給装置をヒートポンプ方式にした場合で装置本体は図１を簡略して温水通水経路を概略明示した説明図である。 実施例装置で温水供給装置を灯油炊ボイラー方式にした場合で装置本体は図１を簡略して温水通水経路を概略明示した説明図である。 図１に示すリボンスクリュー羽根先部の拡大断面説明図である。 図１に示すロータリージョイントの拡大断面説明図である。

符号の説明

１ 横型ドラム槽
２ 回転駆動軸
３ 銅製スクリュー羽根
４，５ リボンスクリュー羽根
１４ 温水ジャケット
２１，２２ 内外管
２１ａ 回転受水管部
２８ サイクロ減速機
２９ モーター
３５，３６ 鮫歯リング
４２ａ，４２ｂ 温水ジャケット
４３ａ，４３ｂ 掻き上げ羽根
４４ フェライト磁石
４７ 鮫歯リング
４８ リング部材
６０ ロータリージョイント
６１ ケーシング
６２ カバー
６３，６４ 黒鉛製軸受リング
６５ スプリング
６８ 銅製シールリング
８１ 温水ボイラー
８２ 温水タンク
８３ ヒートポンプ
９２，１９２ 空気吸引管
９４，１９４ 温風吹出ノズル
１００，２００ 燃焼排ガス給排管
１０２，２０２ 槽内排気誘引管
２００ 乳酸菌培養槽

Claims (7)

1. 生ゴミを投入し加熱しながら攪拌して高温発酵乾燥させ取出す横型ドラム槽式の生ゴミ加熱攪拌処理装置において、横型ドラム槽内の軸方向に沿って回転駆動軸を挿入設置し、該回転駆動軸の槽内周面に攪拌用のスクリュー羽根を設け、又該回転駆動軸に接続保持して且つ該スクリュー羽根の周囲に離間してリボンスクリュー羽根を配設し、前記横型ドラム槽周壁と回転駆動軸とリボンスクリュー羽根とその接続保持部内に温水加熱用の通水路を設けると共に、これら通水路に温水を給排する温水供給装置と、横型ドラム槽内に温風空気を供給する空気供給装置と横型ドラム槽内からの発生ガスを排出するガス排出装置とを設置したことを特徴とする生ゴミ加熱攪拌処理装置。
2. 前記リボンスクリュー羽根に掻き上げ羽根を突設したことを特徴とする請求項１に記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
3. 前記リボンスクリュー羽根にフェライト磁石を付設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
4. 前記回転駆動軸周面に設けた攪拌用のスクリュー羽根を銅又は銅合金製としたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
5. 前記温水供給装置において、回転駆動軸の通水路の受水端に温水供給用のロータリージョイントを設け、該ロータリージョイント内で回転駆動軸側のＳＵＳ製回転受水管の外周面と該回転受水管保持用のＳＵＳ製保持部の内周面との間に黒鉛製の軸受けリングと銅製シールリングを設けて黒鉛と銅とＳＵＳの熱膨張系数の差による密着シール部を構成したことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
6. 前記横型ドラム糟をＳＵＳ製とし、その内表面をフッ酸（ＨＦ）等の強酸で予め腐食処理させておくことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。
7. 前記温水供給装置の熱源にヒートポンプを用いたことを、特徴とする請求項１から請求項６の何れか一つに記載の生ゴミ加熱攪拌処理装置。

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