JP2008253970A - 生ゴミ処理機 - Google Patents

Abstract

【課題】米飯や麺類が混ざっていても均一に加熱でき、短時間で乾燥および菌により分解することのできる生ゴミ処理機を提供する。
【解決手段】上部の径が小さく下部の径が大きい回転処理槽１０２にアラミド繊維のメッシュで構成した篩１０３，１０９を処理槽側壁に沿って設け、攪拌ロッド１０８には発電機１１７を連結して発電することで回転処理槽よりも遅い回転を実現することで攪拌し、攪拌ロッドが相対的に回転することで生ゴミが中心上部へ移動するようにロッドの湾曲部と回転方向の関係を定め、中心上方に押し上げられた生ゴミは遠心力で篩面を通過して更に側壁の傾斜で下方に押し下げられ、攪拌ロッドで循環し、篩で篩うことで、餅化した生ゴミを微粒化して減量速度を上げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生ゴミの減量に関するものである。

従来の生ゴミ処理機では、乾燥式では加熱による乾燥、バイオ式では菌による分解に最適な含水率までの乾燥と同時に菌による分解によって減量していた。両方式に共通する乾燥は、発熱または加熱及び攪拌と送風によって水蒸気を蒸散させている。この乾燥には攪拌工程が必須であるが、アジアの生ゴミには米飯や麺類が含まれている場合がほとんどである。

これ等を生ゴミ処理機で減量処理する場合、米飯や麺類を含む生ゴミを攪拌すると餅状になり新鮮な空気に触れる表面積が低下し、そのため蒸気の蒸散速度が遅くなるという大きな欠点があった。この問題を解決するために、従来は、攪拌速度や攪拌時期を制御して対処していた。しかし、攪拌速度を遅くしても時期を遅らせても程度の差はあるが餅状になることは防止できなかった。

ただ、下記文献の如く被処理物をスクリュー式の搬送及び攪拌と乾燥をしながら、横にした回転する篩の中で重力と回転により篩って、生ゴミを循環させながら菌によって分解するという方式が開示されている。この場合は、一旦餅化したものはこのように重力だけでは篩っても下に落ちにくい。
特開平１１−１３８１２４号公報

業務用の処理機では、毎日多量の生ゴミが発生するため、現在限られたスペースで、できるだけ短時間で大きな減量を達成する必要がある。短時間減量を達成するためには、菌による分解は時間が掛かるため、含水率を短時間で下げることができる乾燥式生ごみ処理機が多く用いられている。短時間で大きな減量を達成するためには、攪拌しながら送風量と加熱時の投入熱量を増加させるという手段をとっていた。このとき投入熱量や攪拌速度、送風量をある程度以上増やしても減量率が上がらなくなるが、その原因の一つが、攪拌棒で攪拌する際、米飯や麺類が糊化して全体が餅状になり、表層だけが乾燥したり焦げて内部の水蒸気の蒸散を妨げていた。

本発明の第一の手段は、処理槽内に篩い及び該篩い面に垂直または垂直に近い角度で加速度を印加する加速度印加手段を設けたことを特徴とする。

第二の手段では、篩い面が回転処理槽壁と平行または平行に近い角度関係にあり、前記加速度が生ゴミを回転させて発生する遠心力であることを特徴とする。

第三の手段では、上部横断面直径よりも下部横断面直径が大きいことを特徴とする前記回転処理槽を設けたことを特徴とする。

第四の手段では、攪拌棒を発電機に接続させ発電することで、攪拌棒の回転が回転処理槽の回転よりも回転を遅らせることを特徴とする。

第五の手段では、被処理物が中心方向に集まるように湾曲した攪拌棒の凹部が前進する方向に回転させることを特徴とする攪拌手段とその制御法を設けたことを特徴とする。

第六の手段では、マイクロ波加熱手段と攪拌手段を設け、生きた生ゴミ分解菌と生ゴミを混合投入して減量処理する生ゴミ処理機において、加熱していない外気を加圧して処理槽底部の多数の小孔から生ゴミ内に噴射することを特徴とする。

本発明によれば、攪拌して一旦餅状になった生ゴミを遠心力で篩面に押し当てて篩うため、重力と振動だけで篩うことに比べて遥かに短時間で餅状の生ゴミを細かな粒にすることが可能で、生ゴミの表面積を増加させることで均一に加熱でき、また、水蒸気の蒸発速度を速めることが可能となり短時間減量が達成できる。菌による分解でも空気に触れる面積が増加するため好気性菌による分解が亢進して短時間で減量が達成できる。

本発明の実施の形態を以下に実施例を用いて説明する。

本実施例は本発明を用いた一実施例である。図１は本実施例を説明するための正面断面で表した説明図。１００は蓋、１０１は耐熱ガラス、１０２は回転処理槽、１０３は上部篩面、１０４は投入口、１０５は篩固定具、１０６は排気フィルタ、１０７は排気口、１０８は攪拌ロッド、１０９は下部篩面、１１０は有圧空気吐出口、１１１は回転処理槽回転軸、１１２は攪拌ロッド回転軸、１１３はベルト、１１４は回転処理槽モータ、１１５は機器ケース、１１６は電源及び制御回路、１１７は制動用発電機、１１８はターボファン、１１９はマグネトロン、１２０は吸気ダクト、１２１はマグネトロン用ファンである。図２は同様に図１の上面から見た説明図。２００は機器ケース、２０１は照射槽内壁、２０２は投入口、２０３は攪拌ロッド、２０４は回転槽回転方向、２０５は回転処理槽、２０６は空気吐出ファイルタである。図３は同様に篩と回転処理槽と生ゴミの関係を説明する斜視説明図。３００は回転処理槽回転方向、３０１は回転処理槽側壁、３０２は篩、３０３は生ゴミ移動方向、３０４は遠心力作用方向、３０５は遠心力と側壁応力との合成力方向である。

本実施例の構成と作用を説明する。図１及び図２の機器外装（１１５）内部の処理槽（２０１）にはモータ（１１４）とベルト（１１３）によって回転駆動可能なセラミック製の回転処理槽（１０２、２０５）があり、その中には照射槽に固定された攪拌ロッド（１０８、２０３）が設けられている。同様に、回転処理槽側壁には空間を空けて耐熱アラミド繊維をメッシュ状に加工した篩が張られている。上部篩（１０３）は４ｍｍ間隔のメッシュ、下部篩（１０９）は平均約７ｍｍ間隔のメッシュで構成されている。攪拌ロッド回転軸（１１２）の周りには有圧空気吐出口（１１０）があり、吸気ダクト（１２０）から取り込んだ空気がターボファン（１１８）で圧送され、回転処理槽底部から生ゴミ内部へと吹き込まれる。運転は、分解菌資材と生ゴミを投入口から投入する。運転スイッチを入れるとマグネトロン（１１９）からのマイクロ波照射と同時に、ターボファン（１１８）による送風、回転処理槽（１０２、２０５）が回転する。回転処理槽の回転で攪拌ロッド（１０８、２０３）も中の生ゴミに押されて回転するが、攪拌ロッド（１０８、２０３）が制動用発電機（１１７）に回転軸（１１２）で連結されているため、回転槽の回転についてゆけず、より遅い回転となるため実質的に図２のようにゆっくりとした回転で攪拌することと同様の効果が得られる。即ち、相対的に回転処理槽（２０５）はロッドの凹型湾曲部が前進するような方向（２０４）に回転するため生ゴミは中心部へ集められ、図３の矢印（３０３）方向に押し上げられる。このとき米飯や麺類が混じっていると、生ゴミは餅状になる。攪拌で上昇させられていた餅状の生ごみに回転処理槽（３０１）の毎分約２００回転の回転によって約５Ｇの遠心力が印加され篩（３０２）によって細断されるように篩われる。篩われて細分化された生ゴミは処理槽側壁（３０１）に押し付けられる。この時、生ゴミに多くの植物繊維が含まれた粒状の菌資材が混合されているため再び餅状になるのをある程度防止できる。回転処理槽は（１０２）は下部が膨らんでいる形状のため処理槽側壁（３０１）は傾いているため生ゴミが受ける壁からの応力と遠心力の合成で合成力矢印（３０５）が生ゴミに印加され、生ゴミは回転処理槽底部へ押しやられる。下部に貯まった生ゴミは再び攪拌で上昇し、このサイクルを繰り返す。制動用発電機で発電された電力で槽内に設けた赤外線ランプ（図示せず）を点灯させる。マイクロウェーブ照射及び送風中に、回転処理槽（１０２、２０５）の回転による回転・篩工程と攪拌工程を連続的に循環させることで、最大の課題であった生ゴミの餅状化による不具合を解決し、短時間で含水率９０％の生ゴミを菌の分解に適した４０〜５０％の含水率まで落とすことができる。

蓋（１００）には赤外線温度センサ（図示せず）が設けられ、最初の乾燥モードでは、生ゴミ温度が７０℃に達すると加熱を中止し、６０℃で再び加熱する。６０℃〜７０℃の範囲にすることで水蒸気の蒸散を促進しながら菌の死滅を防止する。生ゴミの嵩が初期の分解菌の量と同程度になったら、新たな生ゴミを投入する。これを何度か繰り返しているうちに、生ゴミの嵩の減少速度が遅くなりはじめる。その時点で加熱を中止し、送風と篩いと攪拌で冷却して生ゴミ温度が４０℃まで下がるまで待って、バイオモードに運転を切り替える。バイオモードでは加熱はせず、攪拌・篩い工程は２０〜３０分に１回数分間の割合で行い、菌による分解を促進する。菌による分解は、それまで濃縮され、篩われて細分化された有機物を効率よく分解することができる。また、外気を回転処理槽底部から圧送することで、均一に生ゴミを冷却して適温に保つことができる。

篩を設けたもの（実験群）と、設けなかったもの（比較群）の比較実験を行った。１Ｋｇの生ゴミと１．３Ｋｇの菌資材を投入して出力１４００Ｗのマグネトロンで５分間照射し、次にマグネトロンだけを停止させて５分間冷却するサイクルを６回繰り返す処理を４回繰り返す。１処理が終了して次の処理に移る時点で、再び１Ｋｇの生ゴミを投入する。即ち、４Ｋｇの生ゴミと１３００ｇの菌資材を投入することになる。４処理終了後に残渣の重量を測って比較する。この実験で、実験群では１５２７ｇで、生ゴミ温度は５０℃〜７０℃比較群では２４５４ｇで生ゴミ温度が５０℃〜８５℃であった。この結果は、篩ったことで、粒子が小さくなり、表面積が増加して水蒸気の蒸散が増加してより多く減量したか、あるいは水蒸気の蒸散増加が生ゴミ温度を低下させて菌の増殖に適した温度範囲になり生ゴミの分解が進んでより多く減量した。またはその両方の原因で減量したのではないかと考えられる。

生ごみ処理器の実施方法を示した説明図である。（実施例１） 生ごみ処理器の実施方法を示した説明図である。（実施例１） 生ごみ処理器の実施方法を示した説明図である。（実施例１）

符号の説明

１００ 蓋
１０１ 耐熱ガラス
１０２ 回転処理槽
１０３ 上部篩面
１０４ 投入口
１０５ 篩固定具
１０６ 排気フィルタ
１０７ 排気口
１０８ 攪拌ロッド
１０９ 下部篩面
１１０ 有圧空気吐出口
１１１ 回転処理槽回転軸
１１２ 攪拌ロッド回転軸
１１３ ベルト
１１４ 回転処理槽モータ
１１５ 機器ケース
１１６ 電源及び制御回路
１１７ 制動用発電機
１１８ ターボファン
１１９ マグネトロン
１２０ 吸気ダクト
１２１ マグネトロン用ファン
２００ 機器ケース
２０１ 照射槽内壁
２０２ 投入口
２０３ 攪拌ロッド
２０４ 回転槽回転方向
２０５ 回転処理槽
２０６ 空気吐出ファイルタ
３００ 回転処理槽回転方向
３０１ 回転処理槽側壁
３０２ 篩
３０３ 生ゴミ移動方向
３０４ 遠心力作用方向
３０５ 合成力方向

Claims (6)

1. 処理槽内に篩い及び該篩い面に垂直または垂直に近い角度で加速度を印加する加速度印加手段を設けたことを特徴とする生ゴミ処理機。
2. 篩い面が回転処理槽壁と平行または平行に近い角度関係にあり、前記加速度が生ゴミを回転させて発生する遠心力であることを特徴とした請求項１に記載の生ゴミ処理機。
3. 上部横断面直径よりも下部横断面直径が大きいことを特徴とする前記回転処理槽を設けたことを特徴とする請求項２に記載の生ゴミ処理機。
4. 攪拌棒を発電機に接続させ発電することで、攪拌棒の回転が回転処理槽の回転よりも回転を遅らせることを特徴とする請求項３に記載の生ゴミ処理機。
5. 被処理物が中心方向に集まるように湾曲した攪拌棒の凹部が前進する方向に回転させることを特徴とする攪拌手段とその制御法を設けたことを特徴とする請求項２、３または４に記載の生ゴミ処理機。
6. マイクロ波加熱手段と攪拌手段を設け、生きた生ゴミ分解菌と生ゴミを混合投入して減量処理する生ゴミ処理機において、加熱していない外気を加圧して処理槽底部の多数の小孔から生ゴミ内に噴射することを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の生ゴミ処理機。

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