| 【発明の名称】 |
米飯処理方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】夏目 俊
【住所又は居所】神奈川県横浜市鶴見区末広町１−７ 鶴見曹達株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】微生物の働きにより米飯を分解処理するにおいて、悪臭あるいは微生物基材の塊の発生がなく、微生物の活性度を維持して米飯を処理する方法を提供すること。
【解決手段】例えば生ごみ処理装置を用いて、椰子殻の破砕物からなる微生物基材と微生物との混合物を充填した処理容器に米飯を投入し、微生物作用により米飯を分解処理する際、例えば撹拌条件により微生物基材の水分量を３０〜５０％に維持して、微生物基材が塊となるのを防止し、微生物の活性が低下するのを抑え、更にまた窒素化合物を添加して内容物のｐＨを５．５〜８に設定し、酢酸あるいはアンモニアの濃度上昇を抑え、悪臭が発生しないで米飯を処理することができる。また微生物の働きが鈍るのを防ぐには、窒素化合物を添加して内容物のＣ／Ｎを２０〜８０に設定しても良い。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 微生物の働きにより米飯を分解処理する方法において、処理容器内にて微生物基材と微生物を混合する工程と、その後、処理容器の中に米飯を投入して、微生物の働きにより米飯を処理する工程と、微生物基材を撹拌して、当該微生物基材の水分を３０〜５０％に維持する工程と、処理容器の内に窒素化合物を投入して内容物のｐＨを５．５〜８にする工程と、を含むことを特徴とする米飯処理方法。
【請求項２】 微生物の働きにより米飯を分解処理する方法において、処理容器内にて微生物基材と微生物を混合する工程と、その後、処理容器の中に米飯を投入して、微生物の働きにより米飯を処理する工程と、微生物基材を撹拌して、当該微生物基材の水分を３０〜５０％に維持する工程と、処理容器の内に窒素化合物を投入して内容物のＣ／Ｎを２０〜８０にする工程と、を含むことを特徴とする米飯処理方法。
【請求項３】 窒素化合物は石灰窒素および尿素のうち少なくとも一方であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の米飯処理方法。
【請求項４】 微生物基材は椰子殻繊維の粉砕物であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の米飯処理方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物の働きにより米飯を処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、生ゴミ処理機としては、例えば処理容器内に微生物を担持させる微生物基材（担持体）例えばおが屑あるいは籾殻などと生ごみ分解菌とを投入し、これに生ごみを投入し撹拌することにより生ごみを分解し、分解後の残渣物を堆肥として利用できるようにしたものが知られている。
【０００３】前記生ごみ処理機において米飯を処理する場合、米飯の主成分であるでんぷん質は微生物作用により、例えば、先ず単糖（グルコース）に分解され、次いで酢酸に分解される。更に微生物反応が進んで炭酸ガスと水に分解されて装置外に排出し、最終的に堆肥として利用する残渣物が残る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら微生物を用いた生ゴミ処理機において米飯を処理するには以下のような課題がある。即ち微生物を用いた生ゴミ処理機で米飯を処理する際、微生物担持体である微生物基材の水分量に左右される。例えば米飯処理中に処理容器に充填した微生物基材の撹拌が不足した場合、処理容器内の下層の微生物基材は外気と接触し難いので通気性が不足すると共に、下層の微生物基材は蒸発乾燥し難いので微生物基材は水分過多の状態となる。このため微生物である好気性菌はアルコール発酵型の嫌気発酵となり易く悪臭が発生する場合がある。反対に処理容器内の微生物基材の撹拌が過剰の場合、微生物基材が乾燥過多の状態になり、撹拌により微生物基材のなかの微細な粉末が周辺に舞い上がる、いわゆる粉立ち状態となる場合がある。また微生物基材が乾燥した状態において過剰な撹拌を行うと米飯がつぶれて餅化し、この餅化して粘りのある米飯に微生物基材が付着することにより、微生物基材の塊ができ易い。このため微生物の働きが鈍り、米飯の分解が遅れる。
【０００５】また、既述の微生物反応により米飯を分解する過程では、酢酸を炭酸ガスと水に分解する反応が律速となる。このため生ごみ処理機の処理容器内は酢酸雰囲気になる傾向にあり内容物のｐＨが低下する。ここで内容物とは、米飯処理時における処理容器内の微生物基材、微生物、米飯、および微生物作用による生成物の混合物を示す。ｐＨが低い環境下例えば５以下では多くの微生物の働きが鈍り易く、酢酸の分解が遅れて更に処理容器内の酢酸濃度が増加することにより、悪臭である酸臭が発生する。
【０００６】本発明はそのような事情に基づいてなされたものであり、例えば微生物を用いた生ごみ処理装置において、米飯を処理する際に微生物の活性度を維持すると共に、悪臭の発生がなく、微生物基材が塊とならない米飯処理技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の米飯処理方法は、微生物の働きにより米飯を分解処理する方法において、処理容器内にて微生物基材と微生物を混合する工程と、その後、処理容器の中に米飯を投入して、微生物の働きにより米飯を処理する工程と、微生物基材を撹拌して、当該微生物基材の水分を３０〜５０％に維持する工程と、処理容器の内に窒素化合物を投入して内容物のｐＨを５．５〜８にする工程と、を含むことを特徴とする。窒素化合物は石灰窒素および尿素のうち少なくとも一方である。また微生物基材は椰子殻繊維の粉砕物である【０００８】また微生物の働きにより米飯を分解処理する方法において、処理容器内にて微生物基材と微生物を混合する工程と、その後、処理容器の中に米飯を投入して、微生物の働きにより米飯を処理する工程と、微生物基材を撹拌して、当該微生物基材の水分を３０〜５０％に維持する工程と、処理容器の内に窒素化合物を投入して内容物のＣ／Ｎを２０〜８０にする工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明方法の実施の形態を説明するにあたって、先ず本発明方法を実施する生ごみ処理装置の一例について図１及び図２を参照しながら簡単に述べておく。１は処理容器であり、この処理容器１はベ−ス体２に取り付けられている。この処理容器１の底面部１１は円弧状に形成され、メッシュ体の両面を多孔質板で挟んだ積層体として構成されている。底面部１１の下方側には空間を介して円弧状の液受け部１２が設けられ、底面部１１及び液受け部１２は支持部材１３に支持されていてヒンジ１４により水平軸回りに回動して下側に開くようになっている。液受け部１２の下端部には配管３１が接続され、この配管３１は図示しない気液分離部を介して減圧ポンプ３２に接続されている。
【００１０】処理容器１の上面は開口しており、この上面の開口部を開閉するための蓋体１０が設けられている。処理容器１の上部には給液手段である、給水孔を備えた給水管４が設けられており、図示しない給水路及びポンプＰ介して給水源から給水されるようになっている。更に処理容器１の上部には、生ごみ分解用の微生物である好気性菌の分解作用を高めるために外気を取り込むための給気管２１と、処理容器１内で発生したガスを排気するための排気管２２とが接続されている。また処理容器１の外面には、生ごみの分解処理時に処理容器１の内容物を加温するためにヒ−タ２３が設けられている。
【００１１】処理容器１内には、水平な回転軸５１に長さ方向に間隔をおいてかつ当該回転軸５１の周方向に互いに位相をずらして複数の撹拌手段である撹拌ア−ム５２が設けられており（図１では便宜上２本記載してある）、ベルト機構５３を介して駆動モ−タ５４により回転軸５１が駆動されて撹拌ア−ム５２が回転するようになっているが、本発明方法を実施する装置としてはこのような装置に限定されるものではない。
【００１２】次に上述の生ごみ処理装置を用いた米飯処理方法について図３、図４を参照しながら説明する。先ず図３のステップＳ１で示すように、微生物基材である椰子殻の破砕物（ココピ−ト７１）を処理容器１内に充填する。この椰子殻の破砕物は、例えばココナッツ椰子外皮の短い繊維とその粉末を圧縮成形した複数個のブロックを処理容器１内に敷き詰めるようにして充填する。次いでステップＳ２および図４（ａ）に示すように、給水管４から処理容器１内に所定量の水分を給水し、ココピ−ト７１を膨潤する。所定量とは、例えば膨潤後のココピート７１の水分が６５〜７０％になるように、例えば充填したココピート７１の質量１に対して２〜３倍の量の水分である。給水手段は、例えば図示しない操作盤に設けられたスイッチを入れることによりポンプＰが作動し、給水管４から自動で給水され、液面検出部６の検出レベルまで給水されるとポンプＰが停止する構成である。
【００１３】そして給水してからココピ−ト７１が膨潤するに十分な時間、例えば１〜２時間が経過すると、ステップＳ３および図４（ｂ）に示すように、処理容器１内に生ごみを分解処理する生ごみ分解菌である微生物８を培地と共に処理容器１内に投入する。更に蓋体１０により処理容器１の上面を閉じ、撹拌ア−ム５２を回転させて処理容器１内を撹拌し、微生物とココピ−ト７１が均一に混ざり合うようにすると共に、ココピ−ト７１の水分が蒸発乾燥することにより、水分が例えば５０〜６０％になるまで撹拌を続ける。
【００１４】続いてステップ４および図４（ｃ）に示すように、処理容器１内に例えばホッパ９１から米飯８１を例えばココピート７１の容量１リットルあたり５０グラムを超えないように投入し、蓋体１０により処理容器１の上面を閉じ、例えばヒ−タ２３により内容物８２を所定温度に加温し、撹拌ア−ム５２を設定時間、例えばシーケンス制御により３０分あたり１．５〜２．５分間断続的に、例えば２〜６ｒｐｍの周速度で撹拌することにより、ココピ−ト７１の水分を３０〜５０％に維持して米飯８１の処理を行う。
【００１５】さらにステップＳ５に示すように米飯８１処理時の際、処理容器１内の内容物８２のｐＨを調整する。即ち内容物８２の一部をサンプリングし、ｐＨ計を用いて内容物８２のｐＨを測定すると共に、図４（ｄ）で示すように、窒素化合物８３、例えば石灰窒素（ＣａＣＮ２）および尿素（ＣＯ（ＮＨ２）２）のうち少なくとも一方を処理容器１内に添加することにより、内容物８２のｐＨを５．５〜８に設定する。この操作は例えば１日に１回の周期で行う。
【００１６】続いて上述の米飯処理方法の効果について説明する。上述の実施の形態において米飯８１を処理する際、投入する米飯８１の水分により、ココピート７１の水分が増加する。また、米飯８１あるいは後述する様に窒素化合物８３から微生物作用により水が生成することより、ココピートの水分が増加する。反対にココピート７１の水分の一部は蒸発乾燥し、給気管２１を介して処理容器１内に取り込まれた外気と前記炭酸ガスからなる排気ガスに同伴し、排気管２２を介して装置系外に排出される。撹拌アーム５２を３０分あたり９０〜１５０秒間で断続的に、かつ２〜６ｒｐｍの周速度で撹拌することにより、ココピート７１から蒸発する水分量は前記増加する水分量とほぼ均衡となる。即ちココピート７１の水分の増減は少なく、設定値の３０〜５０％に維持することができると共に、米飯８１を処理することができる。
【００１７】このためココピート７１が水分過多の状態にならず、かつ処理容器１内の微生物８に十分な通気性を保つことにより、微生物８である好気性菌はアルコール発酵型の嫌気発酵とならないのでアルコール臭なる悪臭は発生しない。またココピート７１が乾燥過多の状態にならないことにより、いわゆる粉立ち状態とならず、更に米飯が餅化することによるココピート７１の塊の発生はない。その結果、微生物８の活性度は維持され、米飯の処理が良好に行われる。但し、前記撹拌アーム５２の回転時間および撹拌速度からなる撹拌条件は本発明を限定するものではなく、また撹拌アーム５２は駆動モータ５４に回転数の調節が可能なインバータ制御機構を接続することにより、回転数を調節する構成としても良い。
【００１８】また微生物反応により米飯８１を分解する過程では酢酸の分解が律速反応であり、処理容器１内に弱酸性である酢酸が蓄積する傾向にあることにより、内容物８２のｐＨが低下し易いが、例えば１日に１回の頻度で内容物８２のｐＨを測定すると共に、窒素化合物８１を添加することにより、内容物８２のｐＨを５．５〜８に設定する。この実施の形態では窒素化合物８３として石灰窒素を添加した例を説明する。即ち塩基性の堆肥成分である石灰窒素は微生物作用により、Ｈ２ＣＮ２、尿素、アンモニア（ＮＨ３）を経て硝酸態窒素となる。塩基性である前記アンモニアの存在による中和作用により、生物の働きが鈍り易くなるｐＨの低い環境例えばｐＨ５以下の酸性雰囲気にならないので酢酸の分解遅れが起きない。このため処理容器１内の酢酸は更に蓄積されることはなく、悪臭である酸臭は発生しない。またアンモニアの生成が促進される環境、具体的には内容物８２のｐＨが、例えば８より高くならないように、即ち石灰窒素の添加量が過剰とならないようにする。このため前述の石灰窒素が微生物作用により分解する過程で生成するアンモニアの生成量を抑えることができる。このため悪臭であるアンモニア臭が発生がなく、更に排気ガスと共に排気口２２を介して排出されるにアンモニアの飛散量を抑えることができ、添加した石灰窒素のロスが少ないという効果が得られる。
【００１９】本発明の他の実施の形態として、上述の手段にてココピート７１の水分を３０〜５０％に維持すると共に、内容物８２のＣ／Ｎを例えば１日に１回の頻度で測定し、窒素化合物８３例えば石灰窒素および尿素のうち少なくとも一方を添加することにより、内容物８２のＣ／Ｎを２０〜８０、好ましくは３０〜６０に設定しても良い（図３ステップＳ５）。ここでＣ／Ｎとは内容物８２の炭素率であり、内容物８２に含まれる炭素の重量と窒素の重量との割合を示すものである。この実施の形態では窒素化合物８３として尿素を添加する例を説明する。Ｃ／Ｎが約１００前後ある米飯８１を投入することにより、および微生物８が生育するために窒素源を消費することにより、内容物８２のＣ／Ｎが高くなる。このように内容物８２中に微生物８の栄養である窒素源が不足すると、微生物８の活性が低下し易いが、尿素を添加して内容物８２のＣ／Ｎを８０以下に設定することにより、微生物８の栄養である窒素源が不足することなく、分解作用の活性を維持できる。即ち添加された尿素は酵素ウレアーゼの作用により加水分解してアンモニアと炭酸になり、更に分解されて炭酸、硝酸態窒素及び水になることにより、微生物８の栄養である窒素源が供給できる。このため微生物８の活性を維持しながら処理ができる。また、内容物８２のＣ／Ｎが２０より低くならないように、即ち尿素の添加量が過剰とならないようにする。このため前述の尿素が微生物作用により分解する過程で生成するアンモニアの生成量を抑えることができる。その結果、悪臭であるアンモニア臭が発生がなく、更に排気ガスと共に排気口２２を介して排出されるにアンモニアの飛散量を抑えることができ、添加した尿素のロスが少ないという効果が得られる。またＣ／Ｎを３０〜６０に設定した場合は、処理後にＣ／Ｎが４０付近の残渣物が得られ易いことより、その後の残渣物の堆肥化により良好な堆肥を得ることができる。更に窒素化合物８３を添加してｐＨあるいはＣ／Ｎを調節する手法は米飯８１の処理に限らず、野菜あるいは油分を多く含む生ごみを処理する場合に用いても良い。
【００２０】
【実施例】続いて本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
（実施例１）既述の生ごみ処理装置を用い、ココピート７１を処理容器１内に１０リットル充填し、米飯８１を１日あたり５００ｇ（乾物換算で２００ｇ）投入して連続で処理を行った。この実施例ではココピート７１の水分を２０％、４０％、５０％および６０％になるように調整した。また、窒素化合物８３である石灰窒素を１日に１回の頻度で、設定量添加し、内容物８２のｐＨ、悪臭の発生、ココピート７１の塊の発生の有無、ココピート７１の水分を確認すると共に、３０日連続運転した後、米飯８１の分解率およびココピート７１の減容率を確認した。
【００２１】ここで、米飯８１の分解率とは、{１−（処理後のココピート７１増加量（乾物）（ｋｇ））／（処理時に投入した米飯量（乾物）（ｋｇ））}×１００の式より求められ、分解した米飯の割合示すものである。また、減容率とは、{（処理後のココピート７１容積）／（処理前のココピート７１容積）}×１００より求められ、ココピート７１容積の変化の割合を示すものである。
【００２２】その結果を図５に示す。水分が２１（％）のときにココピート７１の粉立ちが発生し、６２％のときにアルコール臭および塊が発生し、分解率が低い値であった。また、内容物８２のｐＨが５．０のときに酸臭が発生し、反対にｐＨが高い９．０のときにアンモニア臭が発生している。即ち本実施例においては、ココピート７１の水分が２９〜５３％においてアルコール臭と塊は発生しない事、および内容物８２のｐＨが５．３〜８．１において酸臭、アンモニア臭の発生がないことが確認された。
【００２３】（実施例２）ココピート７１を処理容器１内に１５リットル充填し、米飯８１を７５０ｇ（乾物換算で３００ｇ）投入して連続で処理を行った。この実施例ではココピート７１の水分を４０％になるように調整した。また、窒素化合物８３である石灰窒素を１日に１回の頻度で、設定量添加し、内容物８２のＣ／Ｎ、悪臭の発生、ココピート７１の塊の発生の有無、ココピート７１の水分を確認すると共に、３０日連続運転した後、米飯８１の分解率およびココピート７１の減容率を確認した。表の水分とｐＨは処理期間中の平均値を示す。
【００２４】その結果を図６に示す。ココピートの水分を約４０％に維持すると、ココピート７１の塊は発生しなかった。即ち実施例１の結果に対する再現性が確認されたといえる。また内容物８２のＣ／Ｎの影響であるが、Ｃ／Ｎが８のときにアンモニア臭の発生があり、Ｃ／Ｎが９３のときに酸臭の発生があった。更に悪臭が発生したときの分解率は、他の分解率と比べると低い値であることから、微生物８の働きが鈍ったものと考えられる。即ちＣ／Ｎが１８〜８２においては、悪臭の発生がなく、微生物８の活性を維持できることが確認された。
【００２５】（実施例３）ココピート７１を処理容器１内に１２０リットル充填し、米飯８１を６ｋｇ（乾物換算で２．４ｋｇ）投入して連続で処理を行った。この実施例ではココピート７１の水分を４０％になるように調整した。また、窒素化合物８３である尿素を１日に１回の頻度で所定量添加し、内容物８２のｐＨ、悪臭の発生、ココピート７１の塊の発生の有無、ココピート７１の水分を確認すると共に、３０日連続運転した後、米飯８１の分解率およびココピート７１の減容率を確認した。
【００２６】その結果を図７に示す。悪臭あるいは塊の発生はなく、分解率、減容率も高い数値であることから、本発明はスケールアップしても同様の作用が得られることが確認された。さらに窒素化合物８３に尿素用いても良いことが確認された。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、微生物を用いた生ごみ処理装置において、米飯を処理する際、微生物の活性を高く維持すると共に、悪臭の発生、微生物基材の塊の発生がなく、米飯の処理を行える。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１５６１５
【氏名又は名称】鶴見曹達株式会社
【住所又は居所】神奈川県横浜市鶴見区末広町１丁目７番地
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| 【出願日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１５１３
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 俊夫
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| 【公開番号】 |
特開２００３−８０２０４（Ｐ２００３−８０２０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年３月１８日（２００３．３．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２７１６５８（Ｐ２００１−２７１６５８） |
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