JP3698713B1 - 発酵処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 重油等の使用量を抑え、微生物を利用して有機質を含む処理原料を肥料等に転換可能な発酵処理装置の提供を課題とする。
【解決手段】 発酵処理装置１は、架台５と、８０℃〜１００℃付近で活性化する微生物及びおからを貯留可能な貯留空間を備え、円筒状に形成された回転ドラム２と、架台５及び回転ドラム２の間に介設され、架台５に対して回転ドラム２を横設し、円周方向に回転可能に支持する回転支持部９ａ，９ｂと、回転ドラム２を回転させるための回転駆動部１０と、熱気管１１を通して高温の加熱空気１２を回転ドラム２の貯留空間８に送出する加熱バーナー１３と、排気管１４を通じてら処理済排気１５を排出する排出部１６とを主に具備する。ここで、加熱空気１２は加熱バーナー１３から処理済排気１５の排気温度に基づいて、微生物が活発に活動する温度に貯留空間が保たれるように間歇的に稼働されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発酵処理装置に関するものであり、特に、おからなどの有機質を含む処理原料を微生物の作用によって発酵及び乾燥させ、肥料等に転換することが可能な発酵処理装置に関するものである。

従来から、水産、食肉、及び野菜などを加工し、食品を製造する食品製造工場では、作業工程中に生じる魚屑、肉屑、及び野菜屑などの有機質を多量に含む廃棄物が生成されている。また、日本の伝統的な加工食品の一つである豆腐を製造する製造工場においても、豆乳を絞った後に残る「おから」が生成されている。この「おから」は、様々な料理の食材として用いられ、従来は廃棄されるようなことはほとんどなかった。しかしながら、近年の食生活の変化によって、おからの消費量は年々減少し、家畜の飼料に用いられたり、或いは産業廃棄物として認定され、焼却や埋立て処分をするケースも増えてきている。

そこで、有機質を豊富に含む有用な資源であるおからを、産業廃棄物として廃棄せずに有効に活用するために、微生物による発酵作用を利用して堆肥などの有益な物質に転換し、再利用することが行われている。

上記の技術は、当業者において当然実施されているものであり、出願人は本願出願時において、上記技術が記載されている文献を特に知見していない。

しかしながら、微生物を利用して肥料等に転換しようとする場合、下記に述べるような問題を生じることがあった。すなわち、豆乳を絞った後に残るおからは、水分を多く含んでいた。そのため、係る状態では周囲におからの臭気（悪臭）が拡散するため、住宅街などの家屋が密集した地域では保管することができないことがあった。さらに、屋外に放置した場合、降雨によって再びおからが水分を含有するようになり、上述の臭気を再び放つことがあった。そこで、おからに含まれる含水率を低下させる必要があった。特に、水分を多く含む場合、嵩体積や重量が増加し、輸送コストが増えるといった問題も生じていた。

そこで、おから等の水分を多く含んだ有機物（生ゴミを含む）を乾燥させる装置が求められていた。しかしながら、従来の乾燥装置は、専用に構築されたものが少なく、さらに乾燥の手法も加熱バーナー等を利用して高温の熱気におから等を晒し、水分を蒸発させていた。その結果、乾燥が完全に完了するまでに、加熱バーナーによる加熱を継続する必要があり、加熱バーナーの稼働に必要な重油などの燃料の使用量が膨大なものになり、乾燥に係るコストが大幅に増加することがあった。そのため、これらを処理しなければならない豆腐業者等の処理コストが大きな負担となっていた。

そこで、本発明は、上記実情に鑑み、乾燥に要する重油等の燃料の使用量を極力抑えることが可能であり、さらに微生物の作用を利用しておから等の処理原料を効率的に発酵及び乾燥処理し、肥料等に転換することが可能な発酵処理装置の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明の発酵処理装置は、「架台と、略円筒形状を呈し、微生物及び前記微生物によって発酵及び乾燥処理が行われる処理原料を内部に貯留可能な貯留空間を有し、前記架台に横設された回転ドラムと、前記架台及び前記回転ドラムの間に介設され、前記回転ドラムを円周方向に回転可能に支持する回転支持手段と、支持された前記回転ドラムを回転させ、貯留された前記処理原料を前記貯留空間で攪拌する回転攪拌手段と、前記回転ドラムの前記貯留空間に少なくとも一部が挿通された送気管を有し、前記貯留空間に前記送気管を通じて加熱空気を送出し、前記処理原料を乾燥させるとともに、前記貯留空間を前記微生物が活発に作用する活性温度に昇温させる加熱バーナーと、前記回転ドラムの前記貯留空間に少なくとも一部が挿通された排気管を有し、前記貯留空間から前記排気管を通じて処理済排気を排出する排気部とを具備し、前記排気部は、前記貯留空間から排出される前記処理済排気の排気温度を測定する排気温測定手段と、前記加熱バーナーと接続し、前記排気温測定手段によって測定され、前記微生物の発酵作用により発生する発酵熱に影響を受ける前記処理済排気の前記排気温度に応じ、前記加熱バーナーによる前記加熱空気の送出を間歇的に調整する加熱空気調整制御手段とをさらに具備し、前記加熱バーナーは、
前記加熱空気調整制御手段に応じ、前記加熱空気の送出を間歇的に実施する間歇送出手段と」を主に具備して構成されている。

ここで、回転支持手段とは、例えば、横設された回転ドラムのドラム外周面に当設可能に形成され、回転ドラムの回転に追従して回転する回転ローラなどを挙げることができる。これにより、横設された回転ドラムは、円筒軸方向を回転軸として円周方向にその場で回転することが可能となる。さらに、回転攪拌手段は、支持された回転ドラムを回転させるための駆動力を発生させる駆動モータ、駆動モータによる駆動力を回転ドラムにギア等を通じて伝達する駆動伝達部などによって構成されている。これにより、駆動モータを稼働させることにより、回転支持手段に支持された回転ドラムに該駆動力が伝達される。さらに、詳細に説明すると、回転ドラムのドラム外周面の一端側に沿って嵌設された回転ギア部に対し、駆動モータに軸支された駆動軸の先端に取付けられた駆動ギア部が噛合可能に形成され、駆動モータの回転が駆動ギア部を通じて回転ギア部に伝達されるものが挙げられる。

また、加熱バーナーは、熱気管を通じて高温の加熱空気を貯留空間に送出し、微生物と一緒に貯留空間に投入された処理原料に含まれる水分を蒸発させて乾燥させるものである。ここで、加熱バーナーは、従来から周知の構成及び装置を利用することが可能であり、重油等の石油燃料を燃焼させて稼働されるものである。さらに、加熱バーナーには、加熱空気の送出を間歇的に行う間歇送出手段を具備している。これにより、加熱空気が貯留空間に送出されることによって微生物が活発に作用（活動）する活性温度（例えば、８０℃〜９０℃）に達すると、加熱バーナーによる加熱空気の送出を停止する。その後、処理済排気の排気温度を検出する排気部の温度センサ等の排気温測定手段によって、該活性温度以下に処理済排気の排気温度が低下すると（例えば、７０℃）、再び、加熱バーナーを稼働させ、加熱空気を貯留空間に送出させる。これにより、加熱バーナーを継続して稼働させる従来の乾燥装置に比して重油の燃焼量を抑えることができる。特に、貯留空間に投入される微生物は、発酵処理の際に自ら発酵熱を生成する。その結果、貯留空間の温度が大きく低下することがない。そのため、加熱バーナーの稼働時間を短くすることができる。

したがって、本発明の発酵処理装置によれば、回転支持手段によって回転可能に支持され、架台に横設された略円筒形状の回転ドラムが回転駆動手段によって回転される。このとき、内部の貯留空間には、微生物とともに処理対象の処理原料が貯留されており、回転ドラムの回転によって処理原料は貯留空間内で激しく攪拌される。このとき、熱気管を通じて加熱バーナーから高温の加熱空気が送出されるため、処理原料に含まれる水分が貯留空間で蒸発し、処理済排気とともに排出部から回転ドラムの外部に排出される。これにより、処理原料の乾燥が行われる。さらに、貯留空間には、微生物が投入されている。この微生物は、比較的高温の状態で活性化する性質を備えたものを投入することにより、加熱空気の送出による乾燥とともに、微生物による発酵及び分解作用が活性化する。

ここで、貯留空間に導入される微生物は、特に限定されるものではなく、処理原料を微生物の作用によって分解し、発酵及び乾燥させるものであればよい。しかしながら、上述の加熱空気によって貯留空間は一時的に高温になるため、ある程度の耐熱性（例えば、８０℃から１００℃前後の高温への耐性）を有するものである必要がある。なお、本発明に用いる微生物は、「ＮＢ菌」と称される光合成細菌群の一種を使用することが可能である。このＮＢ菌は、土壌に初めから存在する土着菌であり、土壌の中から採取されたＮＢ菌を適度な環境条件下で繁殖させたものが用いられる。

これにより、微生物による作用によって処理原料が発酵及び乾燥され、堆肥等に転換される。このとき、回転ドラムを回転させることによって微生物との攪拌及び送出される加熱空気との接触が良好となり、係る処理の進行が速やかとなる。さらに、微生物はある程度の温度であればその活性が持続するため、加熱バーナーによる加熱空気を断続的にすることが可能である。すなわち、貯留空間内が８０〜１００℃前後の対象微生物の活動が活性化される環境に置かれた場合、加熱バーナーの稼働を停止し、一方、貯留空間内の温度が上記温度範囲以下に低下した場合は再び加熱バーナーを稼働させる操作を繰返すことができる。これにより、従来に比して加熱バーナーの稼働に要する燃料消費量を低減化することができる。なお、この８０〜１００℃前後の温度は、例えば、ＥＭ菌のような既存の細菌類がほとんど死滅する温度であるため、他の細菌が混在しないＮＢ菌のみが活動する状況を創生することが可能となる。

また、排気管から排出される処理済排気の排気温度に連動し、加熱バーナーによる加熱空気の送出量を調整することができる。すなわち、本発明の発酵処理装置は、加熱空気による処理原料の単純な乾燥以外に、貯留空間に投入された微生物の作用によって処理原料を発酵及び乾燥処理することが可能となる。そのため、排気温度をモニターし、微生物の活動が活性化するような温度であれば、加熱空気の送出を停止し、回転ドラムの回転による攪拌と、貯留空間内の高温の空気によって活性化した微生物の活動によって発酵及び乾燥処理を行うことが可能となる。すなわち、従来のように、処理原料が乾燥されるまで加熱バーナー等を継続的に使用することによって無駄に消費していた重油などの燃料を削減することができる。これにより、処理原料の発酵及び乾燥に係るエネルギーを省資源に抑えることが可能となる。

さらに、本発明の発酵処理装置は、上記構成に加え、「前記回転ドラムの側周面に開口して設けられ、上方から投入された前記処理原料を前記貯留空間に貯留するとともに、発酵及び乾燥処理が行われた発酵処理物を前記貯留空間から下方に落下させて外部に排出する投排部と、前記回転ドラムの前記投排部の投排口を開閉可能とする開閉蓋部と、前記投排部を上方から臨む位置に設けられ、前記処理原料を前記回転ドラムの前記貯留空間に投入する投入部を有するホッパとをさらに具備し、前記投入部は、前記ホッパの本体から前記回転ドラムの方向に延出された外管部、該外管部に内接する内管部、及び前記外管部との当接を保持しながら前記内管部を摺動させる伸縮部を有するホッパ変位手段を備え、前記処理原料の投入時には前記回転ドラムの前記貯留空間に進入し、前記回転ドラムの回転時には前記回転ドラムから離間した位置に変位する」ものとされる。

したがって、本発明の発酵処理装置によれば、回転ドラムのドラム側周面に開口して設けられた投排部と、投排出部を閉塞可能な開閉蓋部とを具備し、係る投排出部から処理原料の投入及び発酵処理物の排出が可能となっている。ここで、投排部及び開閉蓋部は、回転ドラムに少なくとも一つ設けられていれば構わないが、貯留空間への処理原料の投入作業、及び貯留空間からの発酵処理物の排出を容易とするために、例えば、長手方向に沿って一対（一組）設けたものなどが特に好適である。これにより、開閉蓋部によって投排出部を開口させることにより、ホッパから投入される処理原料を内部に貯留することが可能であるととともに、発酵処理物を下方に向かって落下させ、貯留空間から排出することが可能である。なお、係る場合、回転ドラムを回転させることにより、投入時にはホッパのホッパ投入口に臨むように上方に向かって投排出部を開口させ、一方、排出時には投排出口を下方に向けている。このとき、投排出口の下方には、発酵処理物の回収のために回収用袋などが予め設置されている。

さらに、ホッパ投入部を投入位置及び離間位置の間で変位させるホッパ変位手段を有している。ここで、ホッパ変位手段は、ホッパの本体から前記回転ドラムの方向に延出された外管部と、その外管部に内接する内管部と、外管部と内管部との当接面に取付けられ、外管部との当接を保持しながら内管部を摺動させる伸縮部を有して構成されている。この伸縮部には、従来から周知のラックアンドピニオン機構及び駆動モータなどを利用した伸縮手段を用いてホッパ投入部口を変位させるものが使用される。これにより、処理原料の投入時には、貯留空間の内部までホッパ投入口を進入させてからホッパから処理原料を落下させることができ、回転ドラムの外部に処理原料が飛散することなく、確実に投入することができる。一方、回転ドラムの回転時には、ホッパ投入口を離間位置に変位させることにより、回転ドラムの回転を阻害することがない。

さらに、本発明にかかる発酵処理装置は、上記構成に加え、「前記回転ドラムは、前記貯留空間に接するドラム内周面から一端を回転円周方向に向かって傾斜させて突設した攪拌羽根を」具備するものであっても構わない。

したがって、本発明の発酵処理装置によれば、円内周面に攪拌羽根を有することにより、回転によって攪拌される処理原料が攪拌羽根と円内周面の間に保持された状態で、貯留空間の上方位置まで搬送されることになる。このとき、攪拌羽根の先端が回転方向に傾斜して形成されているため、攪拌羽根及び円内周面の間に生じる空間体積が大となり、より多くの処理原料を貯留空間の上方位置まで搬送することができる。その結果、処理原料の攪拌運動が激しくなり、送出される加熱空気に当接する確率が高くなり、さらに微生物との接触機会も増加する。これにより、本発明の発酵処理装置による乾燥及び発酵の効率が向上する。

さらに、本発明に係る発酵処理装置は、上記構成に加え、「豆乳を絞った後に残るおからを前記処理原料として前記微生物によって発酵及び乾燥処理する」ものである。

したがって、本発明の発酵処理装置によれば、処理原料として「おから」が用いられ、該おからに微生物を作用させることによって処理されている。これにより、おからを処理原料として肥料等を製造することが可能となる。なお、得られた発酵処理物は、前述した肥料として用いるだけでなく、例えば、鶏糞などの悪臭物に散布することにより、微生物の作用によって悪臭を抑える消臭作用、或いは作物に適した土壌に変換する土壌改質剤としての利用も可能となる。また、家畜等の飼料としてそのまま利用することにより、排泄物の臭いを抑えることもできる。これにより、おからを乾燥させ、さらに発酵処理によって得られた発酵処理物を種々の有用な用途に使用することが可能となり、従来から廃棄のためのコストが必要であった豆腐製造工場などの処理業者は、係るコストの負担が軽減し、さらに有用な資源としておからを再活用することができる。

本発明の効果として、発酵処理装置は、回転ドラムを回転させながら、送出された加熱空気によっておから等の処理原料を発酵及び乾燥処理することができる。さらに、微生物の作用によっておから等を堆肥などの有益な物質に転換することができる。このとき、微生物が発生する発酵熱を有効に活用することにより、加熱バーナーによる加熱空気の送出を間歇的なものとして、微生物の活動が活性化する温度範囲を維持することが可能となり、重油等の石油燃料の消費量を従来の乾燥装置に比べて抑えることができる。

以下、本発明の一実施形態である発酵処理装置１について、図１乃至図５に基づいて説明する。ここで、図１は本実施形態の発酵処理装置１の概略構成を示す説明図であり、図２は発酵処理装置１の概略構成を示す説明図であり、図３は発酵処理装置１の回転ドラム２の構成を示す斜視図であり、図４は回転ドラム２内の構成を示す説明図であり、図５はホッパ３の伸縮機構４を示す説明図である。ここで、説明を簡略化するため、図２においては回転駆動部１０の一部構成、及び図４においては回転ドラム２が横設して支持される架台５の構成の図示を省略している。

本実施形態の発酵処理装置１は、図１乃至図５に示されるように、設置面Ｆに配された略直方体形状を呈する架台５と、８０℃〜１００℃付近で活動が活発となる性質を有する微生物６及び豆乳を絞った後に残る”おから７”を内部に貯留可能な貯留空間８を備え、ドラム缶のように円筒状に形成された回転ドラム２と、架台５及び回転ドラム２の間に介設され、架台５に対して回転ドラム２を横設し、円周方向（図２及び図４における矢印Ａ方向に相当）に回転可能に支持する回転支持部９ａ，９ｂと、支持された回転ドラム２を回転させるための回転駆動部１０と、熱気管１１を通して高温（例えば、約２００℃）の加熱空気１２を回転ドラム２の貯留空間８に送出する加熱バーナー１３と、排気管１４を通じて貯留空間８から処理済排気１５を排出する排出部１６とを主に具備して構成されている。

ここで、各部の構成について、さらに詳述すると、架台５は、設置面Ｆにそれぞれ立設された六本の縦フレーム１７と、該縦フレーム１７の上端及び下端近傍を架渡すようにして連結された横架フレーム１８ａ，１８ｂと、互いに隣合う長手側の横架フレーム１８ａの略中央付近を架渡して連結した補強用の補強フレーム１９とによって、全体で直方体形状に構成されている。ここで、それぞれのフレーム１８等は、いずれも金属材料によって構成され、互いに直交して連結された連結箇所は、従来から周知の溶接或いはボルト及びナット構造等の固定手段によって固定されている（図示は省略する）。そして、架台５に載置される回転ドラム２等の重量に十分耐えることが可能な強度を有している。

一方、架台５の短手側の横架フレーム１８ｂ及び架台５の上面側に位置する補強フレーム１９の略中央付近には、第一回転支持部９ａがそれぞれ設けられている。この第一回転支持部９ａは、図４等に示されるように、互いに並設され、ローラ外周面２０が回転ドラム２のドラム外側周面２７から凸設された補強部２ａと当接することによって回転ドラム２を下方から支持する回転支持ローラ２１と、該回転支持ローラ２１のローラ軸２２を軸支し、回転ドラム２の回転に従って回転支持ローラ２１を追動可能に支持するガイド部２３とを具備している。一方、いずれか他方の横架フレーム１８ｂ（図１における紙面左端側に相当）には、前述した回転支持ローラ２１が、回転ドラム２に取設されたドラム側ギア２４（詳細は後述する）と噛合可能なギア歯２５ａを有する支持ギア２６に置換された第二回転支持部９ｂが取設されている。ここで、第二回転支持部９ｂのその他の構成は、前述の第一回転支持部９ａの構成と略同一であるため、ここではその説明は省略する。ここで、第一回転支持部９ａ及び第二回転支持部９ｂが本発明における回転支持手段に相当する。

その結果、一対の回転支持ローラ２１及び一対の支持ギア２６によって回転ドラム２が下方から回転可能に支持された状態が創成される。特に、支持ギア２６がドラム側ギア２４と噛合可能に形成されていることにより、回転ドラム２の回転が安定する。

一方、回転ドラム２は、円筒形状を呈し、内部におから７が貯留される貯留空間８が形成された金属材料から構成されている。そして、ドラム外側周面２７の一端側であって、かつ前述の第二回転支持部９ｂの支持ギア２６に相対する箇所には、ドラム側ギア２４が嵌設されている。ここで、ドラム側ギア２４には、円心から放射状に向かって突設した複数のギア歯２５ｂが形成されている。また、回転ドラム２は、ドラム外側周面２７から貯留空間８に貫通するように形成された二カ所の投排部２９と、投排部２９を開閉可能にする開閉蓋部３０とを有している。ここで、投排部２９は、貯留空間８におから７を投入する場合、回転ドラム２の上面側に位置するように回転させた後、開閉蓋部３０を開放し、貯留空間８と外部とが連通した状態にする。一方、処理を完了した堆肥３１を回転ドラム２から排出する場合、回転ドラム２の下面側に位置するように投排部２９を回転させた後、開閉蓋部３０を開放する。これにより、貯留空間８に貯留された堆肥３１が下方に落下する。このとき、投排部２９に対向する架台５には、堆肥３１を回収するためのビニール製などの回収袋３２（図１参照）を取付け、回収袋３２に堆肥３１を充填し、袋詰めにした状態にすることができる。ここで、堆肥３１が本発明における発酵処理物に相当する。

さらに、回転ドラム２のドラム内側周面３３には、回転ドラム２の回転方向に向かって、先端が傾斜するように形成された攪拌羽根３４が取付けられている。これにより、回転ドラム２が回転すると、内部に貯留された微生物６及びおから７は、攪拌羽根３４によって回転ドラム２の上面近傍まで持ち上げられ、係る位置から底面側に向かって落下される。その結果、攪拌効率が向上する。また、加熱バーナー１３から送出される加熱空気１２との接触のタイミング及び接触面積が増加することとなり、発酵及び乾燥処理が効率的となる。

また、熱気管１１を通じて加熱空気１２を送出する加熱バーナー１３は、特に限定されないが、重油等を利用した既存のバーナーを利用することができる。一方、排出部１６は、排気管１４を通じて貯留空間８から送られる処理済排気１５の排気温度を検出する温度センサ１６ａを備え、温度センサ１６ａによって検出された排気温度に応じて加熱バーナー１３による加熱空気１２の送出のＯＮ／ＯＦＦを制御する加熱空気制御部３５を備えている。なお、加熱空気制御部３５の制御信号に基づいて加熱空気１２の送出を調整する間歇送出機構３６を前述の加熱バーナー１３は備えている。ここで、温度センサ１６ａが本発明における排気温測定手段に相当し、加熱空気制御部３５が本発明における加熱空気調整制御手段に相当し、加熱バーナー１３の間歇送出機構３６が本発明における間歇送出手段に相当する。

さらに、本実施形態の発酵処理装置１は、回転ドラム２の貯留空間８におから７を投入するためのホッパ３を備えている。ここで、ホッパ３の具体的な構成を示すと、上方に開口し、おから７が投入される開口部３７及び側面が上方に向かって拡開するよう形成されたホッパ保持部３８を有するホッパ本体３９と、おから７を回転ドラム２に投入するために該回転ドラム２の方向に延出されたホッパ投入部４０とを具備して構成されている。また、ホッパ投入部４０は、貯留空間８に進入させ、おから７を投入する投入位置ＦＰ及び回転する回転ドラム２からホッパ投入部４０を離間させた離間位置ＳＰの間で上下方向に伸縮可能な伸縮機構４を有している（図５参照）。この伸縮機構４は、ホッパ本体３９に固定した接続された外管部４２と、該外管部４２の外管面４２ａに内管面４３ａが内接するように形成された内管部４３を有し、外管部４２に対する内管部４３の当接を保持しながら摺動させ、伸縮させる伸縮部を有している。ここで、伸縮部は、既存のラックアンドピニオン機構或いはアクチュエータ等の駆動機構を用いて実現化されている。これにより、ホッパ投入部４０は、必要に応じてその全長を変化させ、投入位置ＦＰ及び離間位置ＳＰの間で変位することができる。その結果、ホッパ３からおから７を貯留空間８に投入する際、伸縮機構４によってホッパ投入部４０を最大長に伸ばし、投入端４０ａを貯留空間８内に進入させることにより、発酵処理装置１の外部に該おから７が飛散するおそれが少なくなる。一方、伸縮機構４によってホッパ投入部４０を最小長に収縮させることにより、回転ドラム２の回転を阻害することがなくなる。ここで、伸縮機構４が本発明におけるホッパ変位手段に相当する。

また、本実施形態の発酵処理装置１の回転駆動部１０は、前述の回転ドラム２のドラム側ギア２４に噛合可能に形成されたギア歯２５ｃを有する駆動ギア４５、駆動ギア４５に接続した駆動軸４６、及び駆動軸４６を回転させるための駆動モータ４７を有して構成されている。なお、駆動モータ４７の稼働を制御するための制御機器及び電力源等は説明を簡略化するため図示を省略している。ここで、回転駆動部１０が本発明における回転攪拌手段に相当する。これにより、駆動モータ４７で発生した回転力が駆動軸４６及び駆動ギア４５を通じて回転ドラム２のドラム側ギア２４に伝達され、回転ドラム２を円筒軸方向を回転軸として回転させることができる。

次に、本実施形態の発酵処理装置１の使用の一例について説明する。始めに、ホッパ３のホッパ本体３９に一時的に貯留された処理原料に相当するおから７を回転ドラム２の貯留空間８に投入する。このとき、ホッパ３の伸縮機構４を利用し、ホッパ投入部４０を投入位置ＦＰまで伸張させる。一方、回転ドラム２は、投排部２９が上面に位置するように回転させ、さらに開閉蓋部３０を開放する。これにより、伸張されるホッパ投入部４０が投排部２９を通って貯留空間８内まで進入することができる。そして、ホッパ３からおから７を貯留空間８に落下させる。このとき、微生物６は予め貯留空間８に貯留されている。すなわち、前回の発酵処理装置１の使用時に投排部２９から堆肥３１を完全に排出するのではなく、所定量を貯留空間８に残存させておく。この堆肥３１には、おから７を発酵処理する際に使用される微生物６が豊富に含まれている。そのため、微生物６をおから７の投入毎に混ぜる必要がない。このおから７は、非常に含水率が高く、約８５％程度を示すこともある。そして、おから７の投入が完了した後、伸縮機構４を利用してホッパ投入部４０を収縮させ、ドラム外側周面２７から投入端４０ａを離間させ、離間位置ＳＰまで変位させる。これにより、回転ドラム２の回転をホッパ投入部４０が阻害することがない。そして、開閉蓋部３０によって投排部２９を閉塞する。これにより、内部の貯留空間８におから７及び微生物６を含む堆肥３１の一部が存在した状態となる。

その後、回転駆動部１０を稼働し、駆動モータ４７の回転を駆動ギア４５を通じて回転ドラム２に伝達する。このとき、駆動ギア４５は回転ドラム２のドラム側ギア２４と噛合可能に形成されているため、互いのギア歯２５ｂ，２５ｃ同士が噛合って回転力が伝達される。さらに、回転ドラム２は、回転支持部９ａ，９ｂによって支持されているため、円筒軸方向を回転軸として円周方向に回転する。このとき、回転ドラム２の内部の貯留空間８では、回転に応じておから７の攪拌が行われる。ここで、回転ドラム２のドラム内側周面３３には、数枚の攪拌羽根３４が回転方向に先端を傾斜させて突設されている。これにより、該ドラム内側周面３３と攪拌羽根３４の間におから７等が保持される保持空間４８が形成される。そして、この保持空間４８に貯められたおから７は、保持された状態のままで回転に沿って回転ドラム２の上方位置まで移動する。ここで、先端が円周方向に傾斜しているため、この保持空間４８で保持するおから７の保持量を可能な限り多くすることができる。そして、回転ドラム２の上方位置に到達したおから７は、重力に従って下方に落下する。このとき、落下距離は、回転ドラム２の直径長さに略一致している。そのため、回転ドラム２内の攪拌の効率が上昇する。

一方、回転駆動部１０の稼働と同時に、加熱バーナー１３による加熱空気１２の送出が開始される。ここで、加熱空気１２は、貯留空間８に貯留された微生物６の動きを活発にし、おから７を発酵及び乾燥処理を効率的に行うために送出される。そして、前述したように、本実施形態で利用される微生物６は、８０〜１００℃付近の微生物の活動の中では比較的高温の領域で働くものが使用されている。それから、送出された加熱空気１２によって貯留空間８内が温められ（若しくは熱せられ）、微生物６の活動に適した温度に貯留空間８がなる。ここで、加熱空気１２は、加熱バーナー１３に接続した熱気管１１を通じて貯留空間８に供給される。一方、熱気管１１が挿通された側と対向する側から、排気管１４が貯留空間８に挿通されている。そして、加熱バーナー１３から送出された加熱空気１２は、貯留空間８で熱エネルギーを失って、送出時に温度よりも低くなった温度で排出される。そして、排出部１６に設けられた温度センサ１６ａでこの排気温度が検出される。

ここで、前述した加熱バーナー１３による加熱は、排気温度が予め設定した温度以上（例えば、９０℃以上）に到達したことを温度センサ１６ａが検出すると、排出部１６の加熱空気制御部３５が作用し、加熱バーナー１３の間歇送出機構３６に加熱空気１２の送出を停止させる。このとき、回転ドラム２の回転は継続して行われる。その後、温度センサ１６ａが加熱バーナー１３の稼働停止後の処理済排気１５の排気温度をモニターする。そして、予め設定した温度以下（例えば、７５℃以下）に排気温度が低下したことを検出すると、再び、加熱空気制御部３５及び間歇送出機構３６を作用させ、加熱バーナー１３によって加熱空気１２の送出を開始させる。ここで、加熱バーナー１３の稼働のＯＮ／ＯＦＦを決定する温度は、特に限定されないが、投入された微生物６が活発に活動する温度を基準として決定されることが望ましい。これにより、加熱バーナー１３の稼働が間歇的に行われるため、従来のように常に加熱バーナーを燃焼し続ける必要がなくなる。そして、微生物６の発酵処理が行われる際には、発酵熱が発生するため、排気温度が急激に低下することがない。これにより、加熱バーナー１３の燃焼に使用する重油の量を必要最小限に抑えることができる。

そして、上述した回転ドラム２の回転及び加熱バーナー１３の間歇的な稼働を継続することにより、貯留空間８内のおから７を乾燥することができる。さらに、同時に投入された微生物６の作用によって有機質を豊富に含むおから７から、畑地などに施肥し、農作物を育てることのできる有益な堆肥３１に転換することができる。すなわち、従来は産業廃棄物などとして焼却或いは埋め立て処分を行っていたおから７を資源として活用することができるようになる。ここで、本実施形態の発酵処理装置１において、上述したおから７の発酵及び乾燥処理は、１サイクルを２４時間で行っている。そして、おから７の投入から２４時間を経過した後、回転ドラム２の投排部２９が下面にくるように回転させ、開閉蓋部３０を開放する。これにより、貯留空間８内の堆肥３１が下方に落下し、回転ドラム２から排出される。このとき、前述したように、投排部２９に臨むようにして回収袋３２が設けられている。さらに、この場合も次回のおから７の発酵及び乾燥処理のため、生成された堆肥３１の一部を貯留空間８内に残存させておく。

以上説明したように、本実施形態の発酵処理装置１を使用することにより、従来は焼却処分等を行っていたおから７を有益な堆肥３１に転換することができる。このとき、加熱空気１２の熱を利用した乾燥と、微生物６の発酵熱とを利用しておから７の水分を効率良く乾燥させることができる。特に、使用する微生物６を８０℃〜１００℃程度で活性化する菌種のものを使用することにより、加熱バーナー１３を間歇的に作用させ、貯留空間８内の温度を微生物６の活動しやすい温度に維持することができる。その結果、重油等の使用量を抑えることができ、従来の微生物を利用するもの、あるいは加熱バーナーのみを利用する発酵装置や乾燥装置に比べ、稼働コストを大幅に削減することができる。

また、回転ドラム２におから７を投入するためのホッパ３のホッパ投入部４０が変位自在に形成されているため、おから７の投入時に外部に飛散するようなおそれがない。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、本実施形態において、処理原料として豆乳を絞った後の”おから７”を用い、堆肥３１を製造するものを示したが、これに限定されるものではなく、有機質を豊富に含み、微生物６によって発酵及び乾燥処理が可能なものであればよい。さらに、発酵処理物として堆肥３１として使用するものについて例示したが、これに限定されるものではなく、前述したように、微生物の消臭作用を利用した消臭剤、家畜の飼料、土壌改質剤、及び肥料の原料として利用することができる。

発酵処理装置の概略構成を示す説明図である。 発酵処理装置の概略構成を示す説明図である。 発酵処理装置の回転ドラムの構成を示す斜視図である。 回転ドラム内の構成を示す説明図である。 ホッパの伸縮機構を示す説明図である。

符号の説明

１ 発酵処理装置
２ 回転ドラム
２ａ 補強部
３ ホッパ
４ 伸縮機構（ホッパ変位手段）
５ 架台
６ 微生物
７ おから（処理原料）
８ 貯留空間
９ａ 第一回転支持部（回転支持手段）
９ｂ 第二回転支持部（回転支持手段）
１０ 回転駆動部（回転攪拌手段）
１１ 熱気管
１２ 加熱空気
１３ 加熱バーナー
１４ 排気管
１５ 処理済排気
１６ 排出部
１６ａ 温度センサ（排気温測定手段）
２１ 回転支持ローラ（回転支持手段）
２４ ドラム側ギア
２６ 支持ギア（回転支持手段）
２７ ドラム外側周面
２９ 投排部
３０ 開閉蓋部
３１ 堆肥（発酵処理物）
３４ 攪拌羽根
３５ 加熱空気制御部（加熱空気調整制御手段）
３６ 間歇送出機構（間歇送出手段）
４５ 駆動ギア（回転攪拌手段）
４６ 駆動軸（回転攪拌手段）
４７ 駆動モータ（回転攪拌手段）
ＦＰ 投入位置
ＳＰ 離間位置

Claims (3)

1. 架台と、
   略円筒形状を呈し、微生物及び前記微生物によって発酵及び乾燥処理が行われる処理原料を内部に貯留可能な貯留空間を有し、前記架台に横設された回転ドラムと、
   前記架台及び前記回転ドラムの間に介設され、前記回転ドラムを円周方向に回転可能に支持する回転支持手段と、
   支持された前記回転ドラムを回転させ、貯留された前記処理原料を前記貯留空間で攪拌する回転攪拌手段と、
   前記回転ドラムの前記貯留空間に少なくとも一部が挿通された送気管を有し、前記貯留空間に前記送気管を通じて加熱空気を送出し、前記処理原料を乾燥させるとともに、前記貯留空間を前記微生物が活発に作用する活性温度に昇温させる加熱バーナーと、
   前記回転ドラムの前記貯留空間に少なくとも一部が挿通された排気管を有し、前記貯留空間から前記排気管を通じて処理済排気を排出する排気部と
   を具備し、
   前記排気部は、
   前記貯留空間から排出される前記処理済排気の排気温度を測定する排気温測定手段と、
   前記加熱バーナーと接続し、前記排気温測定手段によって測定され、前記微生物の発酵作用により発生する発酵熱に影響を受ける前記処理済排気の前記排気温度に応じ、前記加熱バーナーによる前記加熱空気の送出を間歇的に調整する加熱空気調整制御手段とをさらに具備し、
   前記加熱バーナーは、
   前記加熱空気調整制御手段に応じ、前記加熱空気の送出を間歇的に実施する間歇送出手段とをさらに具備し、
   前記回転ドラムの側周面に開口して設けられ、上方から投入された前記処理原料を前記貯留空間に貯留するとともに、発酵及び乾燥処理が行われた発酵処理物を前記貯留空間から下方に落下させて外部に排出する投排部と、
   前記回転ドラムの前記投排部の投排口を開閉可能とする開閉蓋部と、
   前記投排部を上方から臨む位置に設けられ、前記処理原料を前記回転ドラムの前記貯留空間に投入する投入部を有するホッパと
   をさらに具備し、
   前記投入部は、
   前記ホッパの本体から前記回転ドラムの方向に延出された外管部、該外管部に内接する内管部、及び前記外管部との当接を保持しながら前記内管部を摺動させる伸縮部を有するホッパ変位手段を備え、
   前記処理原料の投入時には前記回転ドラムの前記貯留空間に進入し、前記回転ドラムの回転時には前記回転ドラムから離間した位置に変位することを特徴とする発酵処理装置。
2. 前記回転ドラムは、
   前記貯留空間に接するドラム内周面から一端を回転円周方向に向かって傾斜させて突設した攪拌羽根をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の発酵処理装置。
3. 豆乳を絞った後に残るおからを前記処理原料として前記微生物によって発酵及び乾燥処理することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発酵処理装置。

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