JPH08283086A - 撹拌発酵処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機質原料を機械駆動系の撹拌装置を使用
することなく撹拌、発酵させる。 【構成】 発酵処理槽１１で圧縮気体１２１を噴射し
て、発酵処理槽１１内に収容した処理原料１０１を撹拌
し、発酵させる。 【効果】 機械駆動系の撹拌装置を使用することな
く、処理原料を良好に撹拌でき、処理効率を向上させる
とともに設備費を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、糞尿や残飯など発酵さ
せて堆肥化したり消滅させたりする撹拌発酵処理方法お
よびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】糞尿や残飯などの有機質廃棄物の処理方
法として、これら廃棄物に間接的または直接に微生物を
植菌して発酵させ、堆肥に変化させたり、水と炭酸ガス
に変化させて消滅させる方法が採られており、その処理
に際しては発酵を促進させる目的で処理原料の撹拌を行
っている。従来、この種の装置としては、スクープ式撹
拌装置やドラム式発酵装置が知られている。スクープ式
撹拌装置の一例を、図５に基づいて説明すると、スクー
プ式攪拌装置３０は、モーター３１による回転運動をチ
ェーン３２に伝え、このチェーン３２に取り付けられた
撹拌羽根３３を回転移動させることによって、糞尿や残
飯といった原料３８をかき揚げるようにしたスクープ装
置３４を有しており、このスクープ装置３４を移動機構
３５によって発酵槽３７内で移動させることによって、
発酵槽３７内の原料３８を一様に攪拌する。

【０００３】またスクープ式攪拌装置には、この他に、
円筒形の発酵槽を縦に配置し、この発酵槽内で槽中心部
を回転軸としてスクープを回転移動させながら原料を攪
拌する装置が知られている（例えば、特開平５−７０２
７２号）。一方、ドラム式発酵装置は、図６に示すよう
に、内周面に原料を攪はんする為の羽根４１…４１を軸
方向に沿って設けた円筒形のドラム（円筒槽）４０を横
に設置し、これを回転させる為の回転機構４２を設けた
ものであり、回転機構４２でドラム４０を回転させるこ
とによって、ドラム４０内に投入された原料を攪拌し発
酵させる装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の発
酵処理装置においては次の様な課題がある。先ず、スク
ープ式攪拌装置においては、攪拌羽根を駆動する為の機
構及び動力と、スクープを移動もしくは回転させる為の
機構及び動力とが必要であり、装置が複雑で大がかりな
ものとなり設備費が嵩むという問題がある。また、攪拌
羽根は発酵槽の中で回転しながら移動しており、攪拌羽
根と槽底部との接触を避ける必要があるため、槽底部に
攪拌されない原料が残ってしまい発酵または消滅が完全
に行われない等の問題がある。

【０００５】一方、ドラム式発酵装置は、攪拌が比較的
均一になされるため発酵処理を完全に行うことができる
という利点を有しているが、円筒形の発酵槽全体を回転
させる必要があるため、回転機構はスクープ式よりもさ
らに大がかりで複雑なものとなり、設備費は一層嵩むと
いう問題がある。また発酵槽が円筒であるため、無駄な
スペースができてしまい、占積効率が悪いという問題が
ある。本発明は上記事情を背景としてなされたものであ
り、機械駆動によらず原料を均一に攪拌して発酵を円滑
に進行させることができ、設備費を軽減し、さらに発酵
処理の効率を向上させる発酵処理装置およびその方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の撹拌発酵処理方
法は、発酵処理槽内に収容した処理原料を、撹拌を伴っ
て発酵させる発酵処理方法であって、前記発酵処理槽内
で圧縮気体を噴射し、この噴射によって前記処理原料を
発酵処理槽内で撹拌することを特徴とする。

【０００７】本発明のうち第２の発明の撹拌発酵処理装
置は、密閉構造の発酵処理槽と、該発酵処理槽内で圧縮
気体を噴射する圧縮気体噴射手段と、発酵処理槽内の排
気を行う排気手段とを具備してなることを特徴とする。
第３の発明では、第２の発明において、圧縮気体噴射手
段は圧縮気体の噴射圧力を調整する噴射圧調整機構を具
備することを特徴とする。第４の発明では、第２または
第３の発明において、圧縮気体噴射手段は噴射される圧
縮気体の温度を調節する温度調節機構を有することを特
徴とする。第５の発明では、第２から第４の発明におい
て、排気手段は排気量調節機構を有することを特徴とす
る。

【０００８】本発明で対象となる処理原料には、発酵処
理が可能なあらゆる有機質材料を用いることができ、そ
の種別が特に限定されるものではない。また発酵処理の
目的としては、堆肥化、減容化または消滅化が挙げられ
る。本発明で用いられる圧縮気体としては、酸素を含む
ものが望ましく、例えば圧縮空気や圧縮酸素が用いられ
る。また、この圧縮空気の噴射圧や温度は、第３、第４
の発明に示される機構等によって調整するのが望まし
い。圧縮気体は、発酵処理槽の内壁に沿って噴射するの
が望ましくは、複数箇所（例えば四方）から噴射するの
が望ましい。また原料は水平方向で撹拌させるよりも縦
方向で撹拌させる方が望ましく、圧縮気体の噴射方向も
これに合わせ、例えば、同一縦面上に複数の噴射手段を
設け、各噴射方向を同一縦面に沿った同一回転方向に向
けるのが望ましく、その際に、前述したように処理槽の
内壁に沿って噴射するのが一層望ましい。処理原料の発
酵が行われる発酵処理槽は、密閉構造であるのが望まし
いが、完全な密閉構造である必要はなく、圧縮気体の噴
射による気流がある程度の時間維持できる程度に略密閉
構造であればよい。発酵処理槽には、圧縮気体の噴射時
および噴射後に、発酵処理槽の排気が徐々に行われる排
気手段を設けるのが望ましく、例えば第５の発明に示す
排気量調節機構によって、処理状況に従い排気量を調整
するのが望ましい。例えば排気路にバルブを設け、該バ
ルブの開閉度を変えることにより排気量の調節を行うこ
とができる。

【０００９】

【作用】本発明によれば、発酵処理槽内に収容された処
理原料は、処理槽内で噴射された圧縮気体によって撹拌
され、処理原料の発酵が促進される。この際に前記圧縮
気体に酸素を含む気体を用いれば、処理原料と酸素との
接触が極めて活発になされ、発酵が一層促進される。

【００１０】上記処理原料の撹拌においては、機械駆動
系の撹拌装置が不要であり、装置の低コスト化が達成さ
れる。また、機械駆動系の撹拌装置では、発酵処理槽の
形状的な制約を受けるため、必然的に発酵処理槽の形状
も撹拌装置に合わせて制約を受けることになるが、本発
明では、そのような制約はなく、発酵処理槽の形状の自
由度が高くなる。また上記圧縮気体の噴射を発酵処理槽
の内壁に沿って行えば、槽壁に近い処理原料も取り残さ
ずに満遍なく撹拌することができる。また圧縮気体の噴
射を、処理原料が縦に撹拌されるように行えば、圧縮気
体の噴射による回転運動に、原料の自重による落下運動
が加わるので、原料の撹拌がより活発に行われる。

【００１１】なお、圧縮気体の噴射圧は、原料の粘性や
重さ等に合わせて、また、発酵の進行程度に合わせて調
節することにより、撹拌を良好に行うことができ、また
発酵を円滑かつ効率よく進行させることができる。さら
に、予め（噴射前）、噴射手段の温度調節機構等によっ
て圧縮気体の温度を調節しておくことにより、圧縮気体
の噴射による処理原料の温度低下を防止し、原料の発酵
速度を良好に維持することができ、さらに、発酵の進行
程度によって温度を変えることによって発酵をより促進
することができる。また圧縮気体には、所望により水分
を含ませることも可能であり、この水分に対しても予め
温度調節を行うのが望ましい。

【００１２】上記撹拌が行われる発酵処理槽は、略密閉
構造とすることによって、圧縮気体の噴射時に生じる気
流が維持され、撹拌が効率よくなされる。また発酵処理
槽に、排気が徐々になされる排気手段を設けることによ
り、一気に噴射圧が抜けるのを防止して上記気流の維持
が図られるとともに、発酵処理槽内の圧力が過度に上が
るのを防止する。そして、遂には、発酵処理槽内の圧力
は常圧に戻り、再度の圧縮気体の噴射が可能になる。排
気を徐々に行う排気手段としては、発酵処理槽の空間の
略中央部に、開口面積の小さな排気口を配置することに
よって構成することができる。この排気口によれば、撹
拌のための気流を乱すことなく、徐々に槽内の排気を行
うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいて、本発明を
さらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定
されるものではない。 （実施例１）図１は、本発明の一実施例の撹拌発酵処理
装置であり、先ず、その装置構成について説明する。本
発明の撹拌発酵処理装置１０は、密閉構造で断面矩形の
発酵処理槽１１を有しており、該発酵処理槽１１の奥行
き方向（図１）に沿う四つの角部には、それぞれ槽壁に
沿って圧縮空気１２１を噴射させる為の噴射口１２…１
２が同一の回転方向（図示時計回り）に向けて設けられ
ており、各角部では所定の間隔をおいて奥行き方向にも
複数の噴射口（図示していない）が設けられている。各
噴射口１２（図示しないものも含む、以下同様）にはバ
ルブ等からなる圧力調節機構１４と、ヒータ等からなる
温度調整機構１５が連接されており、上記した圧力調節
機構１４、温度調整機構１５、噴射口１２および図示し
ない圧縮ポンプによって圧縮空気噴射手段が構成されて
いる。また、発酵処理槽１１には、図示しない排気管が
配設されており、その一端の排気口１６が発酵処理槽１
１内空間の略中央部に位置している。なお、該排気口１
６には、処理原料の混入を防ぐ手段を講じるのが望まし
く、例えばメッシュ状のカバーを被せておく。

【００１４】次に、上記装置の動作について図２に基づ
いて説明する。残飯等の処理原料１０１に微生物を植菌
し、発酵処理槽１１内に収容する。発酵処理槽１１に収
容された処理原料１０１は、上記微生物により徐々に発
酵する。一方、圧縮空気噴射手段の図示しない圧縮ポン
プを作動させ、空気を圧縮するとともに、温度調節機構
１５によって圧縮空気を所望の温度（例えば発酵が進行
している処理原料温度）に調節する。上記処理原料１０
１の発酵がある程度進行した時点で、各噴射口１２から
温度調節された圧縮空気１２１を発酵処理槽１１の内壁
に沿って噴射する。なお、各噴射口１２では、処理原料
１０１の粘性や重さに合わせて噴射圧調整機構１４によ
って噴射圧力が調節されている。なお、温度、噴射圧、
噴射の時期等については、全ての噴射口について同一条
件で制御してもよく、また、個別に条件等を変えて制御
してもよい。発酵処理槽１１内では、上記噴射によって
鉛直方向において図示時計回りに気流が生じ、処理原料
１０１は、この気流に沿って回転しつつ撹拌される。な
お、圧縮空気の噴射は、槽壁に沿って行われるので、槽
壁近傍から隅部に至る処理原料までが強制移動され、良
好に撹拌される。また、撹拌は、縦方向で行われるの
で、回転運動に処理原料の自由落下運動が重なり、撹拌
はより効率的になされる。上記撹拌によって処理原料１
０１は、空気と活発に接触し、発酵の進行が促進され
る。

【００１５】圧縮空気が噴射された発酵処理槽１１内
は、圧力が高まるものの、排気口１６から徐々に排気さ
れるので、噴射による気流は直ちには消滅せず、ある程
度の時間維持される。噴射口１６からの圧縮空気１２１
の噴射を終了することによって、撹拌を終了すると、発
酵処理槽１１内の圧力は、排気口１６によって大気圧ま
で減少する。なお、圧縮空気の噴射時間は適宜選定する
ことができる。上記噴射は、所望により繰り返し、処理
原料の発酵を進行させる。所望程度に発酵が進行した後
は、堆肥化や減容化を目的とする場合には、発酵処理槽
１１内から発酵物を取り出し、消滅化を目的とする場合
には、残渣を排出して、必要に応じて、新たな処理原料
を投入して上記発酵処理を繰り返す。上記発酵処理装置
によれば、特別な撹拌装置を用いることなく発酵処理が
効率的になされており、装置の低コスト化のみならず、
処理コストの低減も可能となった。

【００１６】（実施例２）図３は、他の実施例の撹拌発
酵処理装置２０を示すものであり、発酵処理槽２１を横
置きの円筒形としたものである。この発酵処理槽２１に
おいても前記実施例と同様に、上下の４隅に圧縮空気の
噴射口２２が同一回転方向に向けて配置されており、さ
らに各隅部では図示奥行き方向に沿って同一方向に向け
た複数の噴射口が設けられている。なお、各噴射口２２
に対応してそれぞれ噴射圧調整機構２４…２４、温度調
整機構２５…２５が設けられている。また、発酵処理槽
２１の軸芯部中央には、排気口２６が位置している。こ
の実施例の撹拌発酵処理装置においても、図４に示すよ
うに、前記実施例と同様にして、圧縮空気２２１の噴射
によって処理原料２０１を撹拌しつつ発酵させる。詳細
は、上記実施例と同様であり、その説明は省略する。そ
して、この実施例の処理装置においても前記実施例と同
様に処理原料は良好に撹拌がなされており、従来装置の
ように撹拌装置によって発酵処理槽の形状が特に制約を
受けることがなく、発酵処理槽の形状の自由度が高いと
いう利点を有している。なお、上記実施例１，２では、
噴射口を図示奥行き方向に複数配置することによって全
体の処理原料を撹拌するものとしたが、奥行き方向での
複数配置に変えて奥行き方向に沿って細長いスリット状
の噴射口を設けることも可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発酵処理槽内の処理原料が圧縮気体の噴射によって撹拌
されるので、撹拌装置のために動力を含む機械要素を用
意する必要がなく、設備費を低減することができる。ま
た、撹拌装置によって発酵処理槽の形状が制約を受ける
こともなく、装置の形状設計の自由度が高いという効果
もある。また、圧縮気体の噴射によって、処理原料を満
遍なく、しかも活発に撹拌することができ、発酵の進行
をより促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の装置の正面断面図であ
る。

【図２】 同装置の作動状態を示す正面断面図である。

【図３】 本発明の他の実施例の装置の正面断面図であ
る。

【図４】 同装置の作動状態を示す正面断面図である。

【図５】 従来装置のスクープ式攪拌装置の縦断面図で
ある。

【図６】 同じく従来装置のドラム式発酵装置の概略斜
視図である。

【符号の説明】

１０ 撹拌発酵処理装置 １０１ 処理原料 １１ 発酵処理槽 １２１ 圧縮空気 １２ 噴射口 １４ 圧力調節機構 １５ 温度調整機構 １６ 排気口 ２０ 撹拌発酵処理装置 ２０１ 処理原料 ２１ 矩形槽 ２２１ 圧縮空気 ２２ 噴射口 ２４ 圧力調節機構 ２５ 温度調整機構 ２６ 排気口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発酵処理槽内に収容した処理原料を、撹
   拌を伴って発酵させる発酵処理方法であって、前記発酵
   処理槽内で圧縮気体を噴射し、この噴射によって前記処
   理原料を発酵処理槽内で撹拌することを特徴とする撹拌
   発酵処理方法
2. 【請求項２】 密閉構造の発酵処理槽と、該発酵処理槽
   内で圧縮気体を噴射する圧縮気体噴射手段と、発酵処理
   槽内の排気を行う排気手段とを具備してなることを特徴
   とする撹拌発酵処理装置
3. 【請求項３】 圧縮気体噴射手段は、圧縮気体の噴射圧
   力を調整する噴射圧調整機構を具備することを特徴とす
   る請求項２記載の撹拌発酵処理装置
4. 【請求項４】 圧縮気体噴射手段は、噴射される圧縮気
   体の温度を調節する温度調節機構を有することを特徴と
   する請求項２または３に記載の撹拌発酵処理装置
5. 【請求項５】 排気手段は、排気量調節機構を有するこ
   とを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の撹拌発
   酵処理装置