JP4322925B2 - 有機廃棄物を用いたスロッピング防止剤及びその製造方法 - Google Patents
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Description
該混合物をi)減圧下で発酵脱臭する工程とii)減圧下で加熱乾燥する工程に付して混合物を脱臭乾燥する工程と、
脱臭乾燥後の混合物に、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つからなる重量成分を添加して比重を調整し、ミキサで混合した後、混合された材料を成形する工程とを含み、
水分含量5質量%以下、かつ、比重1.7以上に調整されたことを特徴とする有機廃棄物を用いたスロッピング防止剤の製造方法である。
(スロッピング防止剤の組成)
本実施形態のスロッピング防止剤は、
a)余剰汚泥等の有機廃棄物を減圧下で発酵脱臭し、減圧下で加熱乾燥してなる軽量成分:40〜60質量%と、
b)タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチックのうちの少なくとも1つからなるつなぎ成分:20〜50質量%と、
c)鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つからなる重量成分:5〜10質量%とを少なくとも含んでなる。なお、上記各成分割合の合計は、100質量%以下である。
1)水分量が多い有機廃棄物に、水分量が少ないタタミ屑、木屑、紙くず及び廃プラスチックから選ばれる少なくとも1つからなるつなぎ成分を混合して減圧発酵に適する水分量を有する混合物を調製する工程と、
2)該混合物を減圧状態下でi)発酵脱臭する工程とii)減圧下で加熱乾燥する工程に付して混合物を脱臭乾燥する工程と、
3)脱臭乾燥後の混合物に、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つの重量成分を添加して比重を調整し、ミキサで混合した後、混合された材料を成形する工程とを含む。
第1工程では、混合物を以下のように調整する。有機廃棄物としての余剰汚泥は水分含有量が約90質量%であるので、これに、タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチック等のつなぎ成分を混合して水分量を約60〜約80質量%に調整する。なお、有機廃棄物は、水分量が一般的に80〜99質量%である。また、上記タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチックは、10〜50mmの寸法に破砕して余剰汚泥に混合する。
第2工程において、減圧下で発酵脱臭を行う工程と減圧下で加熱乾燥を行う工程は、次の通りに行う。
II―i)発酵脱臭工程では、海、山及び陸に生息する土着菌を採取、培養して用いる。余剰汚泥等の減圧発酵には、土着菌として各種の動植物や土壌に生息する菌が有効であることが見出されている。土着菌が生息する動植物や土壌としては、よもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウ等がある。これらに生息する土着菌を、米ぬか又はおが屑で培養して用いる。具体的には、減圧値0.03〜0.07MPaの減圧下、熱媒体温度60〜80℃で半時間から2〜3時間攪拌下に発酵菌を混合して脱臭が行われるので、かかる条件下で発酵生育する発酵菌が好ましい。なお、減圧値とは、大気圧(海抜0mにおいて、一般的に0.10MPa)から降下させる圧力値をいう。そのような発酵菌が有する酵素として、次の公知の酵素:アルコールデハイドロゲナーゼ、ラクテートデハイドロゲナーゼ、グルコース6リン酸デハイドロゲナーゼ、アルデヒドデハイドロゲナーゼ、L・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・NADPオキシドレクターゼ、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ、NADPH2チクトクロームC・リアクターゼ、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ、トレハローズリン酸シンテクターゼ、ポリフォスヘエードキナーゼ、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ、トレハローズフォスファターゼ、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ、イヌラーゼ、β−マンノシターゼ、ウリジン・ヌクレオシターゼ、シトシン・ジアミナーゼ、メチルシステインシンテターゼ、アスパラギン酸シンテターゼ、コハク酸デハイドロゲナーゼ、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ、フマレイトハイドロゲナーゼ、マレイトデハイドロゲナーゼ、クエン酸シンテターゼ、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ、LSNADPオキシダクターゼ、モノアミンオキシダクターゼ、ヒスタミナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ATPアーゼ、ヌクレオチドピロフォスファターゼ、エンドポリフォスファターゼ、ATPフォスフォハイドロラーゼ、オロチジン5リン酸デカルボキシラーゼを例示することができ、これらの群から選択された少なくとも1種の酵素を有する菌を使用する。発酵脱臭工程では、およそ半時間から2〜3時間で十分な脱臭を行うことができる。
II−ii)加熱乾燥工程では、発酵脱臭工程の減圧条件よりも低い気圧での減圧条件とし、次第にまたは段階的に減圧量を大きくして行われる。具体的には、減圧値0.05〜0.09MPaの減圧下、熱媒体温度80〜120℃で半時間から1時間攪拌下に加熱乾燥が行われる。乾燥後の混合物の水分含有量は20質量%以下、好ましくは約15質量%以下を目標値とすべきである。
脱臭乾燥工程を行う前における組成の一例(カッコ内は組成比率)は、以下のとおりである。
a)余剰汚泥:1t(70質量%)、水分含有量90質量%
b-A)タタミ屑:250kg(18質量%)
b-B)木屑:100kg(7質量%)
b-C)紙屑:70kg(5質量%)
b-D)廃プラスチック(合成繊維屑):少量
上記成分を混合して水分含有量80質量%の混合物とし、これを以下に示す減圧発酵乾燥装置によって、下記の条件下で処理する。
i)発酵工程:減圧値0.03MPa、約1時間
ii)乾燥工程:減圧値0.08MPa、約30分
乾燥後の混合物の水分量を、約15質量%にすることが可能となる。
脱臭及び乾燥後の混合物に、c)鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュの少なくとも1つを添加し、ミキサによって混合する。成形後の比重が1.7〜3.0(好ましくは2.5)となるように混合比率を調整する。
混合された材料を、成形機によって成形し、その後所定長さに切断して、スロッピング防止剤が完成する。成形機において材料を約200〜250℃に加熱することにより(好ましくは約230℃で加熱し)、水分量を固形化時に5質量%以下、好ましくは3質量%となるように乾燥させる。
成形機は、押出し用の大径スクリューの先端に、貫通孔用の小径スクリューを備えるのが好ましい。この成形機により、中心軸に沿って貫通孔を有する竹輪状のスロッピング防止剤が成形される。材料の乾燥は、成形機の成形スリーブを長尺に形成し、このスリーブをヒータ等で加熱することにより、効果的に行うことができる。
5 ボイラー
10 ケーシング
11 上部ケーシング
12 下部ケーシング
20 回転体
50 凝縮部
60 クーリングタワー
G 凝縮水
VP 真空ポンプ
W 被処理物
100 成形装置
Claims (11)
- 有機廃棄物を減圧下で発酵脱臭し、減圧下で加熱乾燥してなる軽量成分と、タタミ屑、紙屑、木屑及び廃プラスチックのうちの少なくとも1つからなるつなぎ成分と、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つからなる重量成分とを混合し、これらの混合物を圧縮成形してなり、水分量5質量%以下の条件下で、比重1.7以上に調整されたことを特徴とする有機廃棄物を用いたスロッピング防止剤。
- 有機廃棄物は、余剰汚泥、農業廃棄物、水産業廃棄物、農水産加工業廃棄物及び食品工業廃棄物のうちの少なくとも1つを含む請求項1記載のスロッピング防止剤。
- 水分量が3質量%、かつ、比重が2.5に調整されたことを特徴とする請求項1記載のスロッピング防止剤。
- 組成が、a)有機廃棄物を減圧下で発酵脱臭し、減圧下で加熱乾燥してなる軽量成分:40〜60質量%と、b)タタミ屑、紙屑、木屑及び廃プラスチックから選ばれる少なくとも1つの粉砕物からなるつなぎ成分:20〜50質量%と、c)鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つからなる重量成分:5〜10質量%とからなり、上記各成分割合の合計が100質量%以下である請求項1記載のスロッピング防止剤。
- つなぎ成分が、A)タタミ屑:10〜40質量%と、B)木屑:5〜10質量%と、C)紙屑:5〜10質量%と、D)廃プラスチック屑:0〜5質量%とからなる請求項4記載のスロッピング防止剤。
- 中心部に脱炭用ガスの通路である断面比率で2〜20%の貫通孔を有する円形又は多角形の断面を有すると共に、長さが10〜30cmの棒状体に成形されてなる請求項1乃至5のいずれか1つに記載のスロッピング防止剤。
- 水分量が多い有機廃棄物に、水分量が少ないタタミ屑、木屑、紙くず及び廃プラスチックから選ばれる少なくとも1つからなるつなぎ成分を混合して減圧発酵に適する水分量を有する混合物を調製する工程と、
該混合物をi)減圧下で発酵脱臭する工程とii)減圧下で加熱乾燥する工程に付して混合物を脱臭乾燥する工程と、
脱臭乾燥後の混合物に、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つの重量成分を添加して比重を調整し、ミキサーで混合した後、混合された材料を成型する工程とを含み、
水分含量5質量%以下、かつ、比重1.7以上に調整されたことを特徴とする有機廃棄物を用いたスロッピング防止剤の製造方法。 - 発酵脱臭工程に、海、山及び陸に生息する土着菌を採取、培養して用いる請求項7記載のスロッピング防止剤の製造方法。
- 上記土着菌がよもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウの少なくとも1つに生息する菌を含み、米ぬか又はおが屑で培養して用いる請求項8記載のスロッピング防止剤の製造方法。
- 減圧発酵時の減圧条件が減圧乾燥時の減圧条件よりも小さく、減圧発酵から減圧乾燥に移る際に減圧量を次第にまたは段階的に大きくする請求項7記載のスロッピング防止剤の製造方法。
- 上記土着菌が、アルコールデハイドロゲナーゼ、ラクテートデハイドロゲナーゼ、グルコース6リン酸デハイドロゲナーゼ、アルデヒドデハイドロゲナーゼ、L・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・NADPオキシドレクターゼ、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ、NADPH2チクトクロームC・リアクターゼ、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ、トレハローズリン酸シンテクターゼ、ポリフォスヘエードキナーゼ、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ、トレハローズフォスファターゼ、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ、イヌラーゼ、β−マンノシターゼ、ウリジン・ヌクレオシターゼ、シトシン・ジアミナーゼ、メチルシステインシンテターゼ、アスパラギン酸シンテターゼ、コハク酸デハイドロゲナーゼ、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ、フマレイトハイドロゲナーゼ、マレイトデハイドロゲナーゼ、クエン酸シンテターゼ、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ、LSNADPオキシダクターゼ、モノアミンオキシダクターゼ、ヒスタミナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ATPアーゼ、ヌクレオチドピロフォスファターゼ、エンドポリフォスファターゼ、ATPフォスフォハイドロラーゼ、オロチジン5リン酸デカルボキシラーゼからなる群から選択された少なくとも1種の酵素を含む請求項8記載のスロッピング防止剤の製造方法。
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