有機堆肥の製造方法および温度管理プログラム並びに有機堆肥の製造装置
【課題】有機性廃棄物の発酵状態を管理して所定の発酵ステップを経て完熟堆肥を得ることができる有機堆肥の製造技術を確立する。
【解決手段】温度管理プログラム７により制御された制御部６を介して各装置およびセンサを制御して、有機性廃棄物の一次発酵プロセスと二次発酵プロセスの温度管理を自動化する。
【解決手段】温度管理プログラム７により制御された制御部６を介して各装置およびセンサを制御して、有機性廃棄物の一次発酵プロセスと二次発酵プロセスの温度管理を自動化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造技術に関し、さらに詳しく言えば、有機性廃棄物の投入から完熟に至るまでの一連の温度管理の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物を発酵処理して有機堆肥を製造する方法としては、例えば特許文献１がある。特許文献１では、処理ピットに搬送された廃棄物におが屑や米ぬかなどを混入攪拌して水分量を調節したのち、一定温度で保温して発酵を促進させることにより、効率的に有機堆肥を製造することができる方法が開示されている。
【０００３】
ところで、この種の有機性廃棄物の発酵処理中には、アンモニアなどを含む激しい臭気性の発酵ガスが発生する。そこで、特許文献１では、処理ピットの下から空気を送り込んで、発酵ガスを天井に設けられた排気ダクトで吸い込んだのち、排ガス処理施設へと送り出すようにしている。
【０００４】
また別の方法として、特許文献２においては、アンモニアとアンモニウムイオンを吸着する添加剤を有機性廃棄物に添加することにより、発酵時に発生するアンモニアを固化して除去することができるようになっている。
【０００５】
ところで、非特許文献１の図１に示すように、有機性廃棄物が完熟堆肥に至るまでには、一次発酵と二次発酵の２段階の発酵ステップがあることが分かっている。一次発酵は、堆肥化開始から微生物による分解活動が活発化して、約７０℃の高温で発酵する初期分解段階であり、この一次発酵ステップで、有害な病原菌などが死滅する。
【０００６】
次に、二次発酵は、一時発酵後に残った有機物を分解するステップであり、発酵温度が約５０℃程度まで上昇する。このとことから有機性廃棄物は、２段階の発酵ステップを経て完全に分解されるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７１１９１号公報
【特許文献２】特開２００４−０５１４７２号公報
【非特許文献１】日緑工誌，Ｊ．Ｊｐｎ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖｅｇｅｔ．Ｔｅｃｈ．，３２（１），２７０−２７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来よりこれらの発酵処理は、作業者が経験則に基づいて原料となる有機性廃棄物の水分量などの目視で見極めながら水分量を調節したのち、発酵状態を監視しながら、必要に応じて切り返しと呼ばれる攪拌作業を行っていたため、作業完了までの時間にバラツキがあった。
【０００９】
また、発酵温度が高くなりすぎると、有機物の分解を促す好気性菌が死滅してしまい、二次発酵が行われず、未熟な堆肥ができてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は上述した課題を解決するため、本発明は、有機性廃棄物の発酵状態を管理して所定の発酵ステップを経て完熟堆肥を得ることができる有機堆肥の製造技術の確立を目的としている。
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造方法において、上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段と、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物の温度および大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定手段と、上記各手段を運転を制御するとともに、所定の温度管理プログラムに基づいて上記有機性廃棄物の温度制御を行う制御手段とを含み、上記制御手段は、上記温度測定手段を介して上記有機性廃棄物の温度および上記大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定工程と、上記温湿度測定工程にて計測された温湿度データに基づき、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも低いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を駆動して、上記有機性廃棄物の温度を上げる昇温工程と、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも高いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を停止して、上記有機性廃棄物の温度を下げる降温工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段をさらに含み、上記制御手段は、上記昇温工程において、促進剤投入手段を駆動して、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入することを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段と、上記有機性廃棄物に散水するための散水手段とをさらに含み、上記制御手段は、上記水分測定手段を介して上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分計測工程と、上記水分計測工程にて計測された水分量データに基づき、上記有機性廃棄物の水分量が低いと判断した場合に、上記散水手段および／または上記攪拌手段を駆動して上記有機性廃棄物の水分量を増加させる加水工程をさらに備えることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１，２または３において、上記温湿度測定手段は、上記有機性廃棄物の表面温度を測定する表面温度センサと、大気温湿度を測定する大気温湿度センサとを含み、上記制御手段は、上記有機性廃棄物の表面温度データおよび大気温湿度データに基づいて、上記有機性廃棄物の内部温度を算出する内部温度算出工程をさらに備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明には、これら有機堆肥を自動で作るための温度管理プログラムも含まれる。すなわち、請求項５に記載の発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌し、上記有機性廃棄物の発酵温度を管理して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の温度管理プログラムにおいて、上記有機性廃棄物を所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、上記第１フェーズの後に、上記有機性廃棄物を上記一次発酵における上記発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、上記有機性廃棄物を上記一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、上記有機性廃棄物を常温まで降温する第４フェーズとを有することを特徴としている。
【００１６】
本発明には、この制御方法および温度管理プログラムを用いた製造装置も含まれる。すなわち、請求項６に記載の発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造装置において、上記有機性廃棄物を貯留しておく複数の貯留ピットと、上記各貯留ピット間を往復的に移動可能な移動手段を有し、上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段とを備え、上記各貯留ピットには、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物から発生した発酵ガスを排気する廃棄手段とを有し、上記攪拌手段には、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段と、上記有機性廃棄物に水を散水する散水手段と、上記有機性廃棄物の温度ならびに大気温度および湿度を測定する温湿度測定手段と、上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段とをさらに備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、有機性廃棄物の発酵温度が低い場合には、有機性廃棄物を攪拌しながら、送風を行うことにより、好気性細菌の働きを活性化して、発酵温度を所定の設定温度まで上昇させる。また、温度が高い場合には、攪拌と送風を停止して、好気性細菌の働きを弱めて、温度上昇を抑えることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段を介して有機性廃棄物に発酵促進剤を投入する工程を備えていることにより、温度が低い場合は、発酵促進剤を投入してより昇温速度を高めることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、水分測定手段を介して有機性廃棄物の水分量を測定し、所定の設定水分量に応じて散水手段により有機性廃棄物に散水して、攪拌する加水工程を有することにより、温度条件に合わせてもっとも好ましい発酵状態を作ることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、有機性廃棄物の表面温度を測定する表面温度センサと、大気温湿度を測定する大気温湿度センサとによって得られた表面温度データおよび大気温湿度データに基づいて有機性廃棄物の内部温度を算出する内部温度算出工程を備えることにより、有機性廃棄物の内部温度を推定して、より発酵温度を細かく管理することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、有機性廃棄物を所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、第１フェーズの後に有機性廃棄物を一次発酵における発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、有機性廃棄物を一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、有機性廃棄物を常温まで降温する第４フェーズとを備えた温度管理プログラムにより、発酵開始から堆肥の完成までの温度管理を確実に行うことができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、複数の貯留ピットの間を１台の攪拌手段が移動しながら、攪拌と温度管理を同時に行うことができることにより、各貯留ピットの有機性廃棄物の発酵状態に応じて最適の温度管理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこの限りではない。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る有機堆肥の製造装置を模式的に示した平面図であり、図１（ｂ）はその側面図である。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、この有機堆肥の製造装置１は、所定の図示しない屋内処理施設に設置される複数、この例では８カ所の貯留ピット２ａ〜２ｈを有し、各貯留ピット２ａ〜２ｈには有機性廃棄物Ｄが貯留されている。各貯留ピット２ａ〜２ｈの間には、攪拌手段１００を各貯留ピット２ａ〜２ｈに移動させるための一対のレール３，３が敷設されている。
【００２５】
この例において、有機性廃棄物Ｄは、家畜などの糞尿のほか、生ゴミや野菜クズなどの生ゴミ類などの原料におが屑や米ぬかなどを混ぜ合わせたものからなるが、微生物や酵素によって分解可能な有機物であれば、その材料は任意である。
【００２６】
各貯留ピット２ａ〜２ｈの底部には、有機性廃棄物Ｄに向けて下方から空気を送り込むための風洞２１が設けられている。各風洞２１の側面には、風洞２１内に空気を送り込むための送風手段としての送風機４が設けられている。
【００２７】
各貯留ピット２ａ〜２ｈの床面には、グレーチングパネルなどの通気性パネル２２がスリット状に配置されており、通気性パネル２２を介して風洞２１に送り込まれた空気が有機性廃棄物Ｄに向けて供給されるようになっている。
【００２８】
各貯留ピット２ａ〜２ｈの上部には、有機性廃棄物Ｄから発生するアンモニアなどを拭くんだ発酵ガスを回収、排気するための排気ダクト５が設けられている。排気ダクト５は、所定のダクト配管によって集められ、処理施設の内外に設けられた図示しない排気処理施設へと送り出されるようになっている。
【００２９】
送風機４および排気ダクト５は、制御手段６（図４参照）によって運転を管理されており、所定の設定条件によって駆動されるようになっている。なお、本発明において、排気処理施設は任意的構成要素である。
【００３０】
次に、図２，３を参照して、攪拌手段１００は、図示しないレール移動手段を介してレール３，３上を往復的に移動可能に設置される攪拌機本体１１０を有し、同攪拌機本体１１０内には、有機性廃棄物Ｄを攪拌する攪拌ユニット１２０が設けられている。この攪拌手段１００は、制御部６（図４参照）によって管理されている。
【００３１】
この例において、攪拌機本体１１０は、進行方向の両側面と底面が開口されたコ字状の筐体からなり、レール３，３に沿って車輪１１１，１１１を介して移動可能に設けられている。この例において、攪拌機本体１１０は自走式であるが、ワイヤーやチェーンなどを介して移動させる他走式であってもよい。
【００３２】
攪拌ユニット１２０は、図示しない駆動モータに連結された攪拌シャフト１２１と、攪拌シャフト１２１の軸線方向に沿って多数配置される攪拌ロッド１２２とを有し、各攪拌ロッド１２２は攪拌シャフト１２１の半径方向に向けて放射状に突設されている。
【００３３】
この例において、攪拌ロッド１２２は攪拌シャフト１２１の半径方向に沿って櫛刃状に突設されているが、例えば、スコップ状の攪拌子を設けてもよく、有機性廃棄物Ｄをまんべんなく攪拌できる構造を備えていれば、その仕様は任意であってよい。
【００３４】
攪拌機本体１１０の進行方向の両側面には、有機性廃棄物Ｄの発酵状態など監視し、発酵状態を管理するための管理ユニット２００が設けられている。この例において、管理ユニット２００は、攪拌機本体１００の側面から突設されたコ字状のフレーム２０１の先端側に所定間隔をもって一方の側面に５カ所づつ、合計１０カ所配置されている。
【００３５】
フレーム２０１の内部には、図示しない電源ケーブルや制御ケーブルのほか、各種配管類が内蔵されており、それらが各管理ユニット２００に接続されている。この例において、
管理ユニット２００は、攪拌機本体１１０の側面に５カ所設けられているが、設置箇所や設置個数などは仕様に応じて任意に変更可能であり、有機性廃棄物Ｄの状態を把握可能であればよい。
【００３６】
図３を参照して、管理ユニット２００は、有機性廃棄物Ｄに向けて好気性菌や酵素などの発酵促進剤を投与するための促進剤投入手段３００と、有機性廃棄物Ｄに向けて水を散水するための散水手段４００と、有機性廃棄物Ｄの表面温度および大気温度ならび大気湿度を測定する温湿度測定手段５００と、有機性廃棄物Ｄの水分量を計測する水分測定手段６００とを備えている。各管理ユニット２００は同一のため、いずれか１つを例にとって説明する。
【００３７】
この例において、促進剤投入手段３００は、図示しない発酵促進剤供給手段により供給される好気性菌や分解酵素などの発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄの表面に散布可能な散布ノズルからなる。なお、発酵促進剤は固形状であってもよいし、液状であってもよく、それに応じて促進剤投入手段３００の仕様は変更される。
【００３８】
この例において、散水手段４００は、図示しない水供給手段から供給された水を有機性廃棄物Ｄの表面に散水するスプリンクラーからなり、各貯留ピット２ａ〜２ｈに貯留された有機性廃棄物Ｄの全範囲にまんべんなく水を散布可能なものが用いられている。
【００３９】
この例において、促進剤投入手段３００と散水手段４００とは別々に設けられているが、この２つを一体化して、図示しないミキサーを介して所定の水分量内に発酵促進剤を配合したのち、有機性廃棄物Ｄに同時散布できるようにしてもよい。
【００４０】
温湿度測定手段５００は、表面温度センサと温湿度センサとを組み合わせたものからなる。表面温度センサとしては、例えば日置電機社製の放射温度ハイテスタ３４４４などが用いられる。温湿度センサとしては日置電機社製の温湿度ロガー３６７０などが用いられる。なお、発酵ガスにはアンモニアが含まれ、また多湿環境であることからも、これらの各センサ類を腐食から保護するための耐候処理を施すことが好ましい。
【００４１】
水分測定手段６００は、有機性廃棄物Ｄ内に含有される水分量を測定する測定器からなり、この例では、ケツトー科学研究所社製の土壌水分計ＨＪ−５３０が用いられている。同水分計は、計測用の測定ロッドを検体に差し込む必要があるため、水分測定手段６００には、測定ロッドを上下に昇降させるための図示しない昇降手段が設けられている。
【００４２】
この例において、促進剤投入手段３００、散水手段４００、温湿度測定手段５００および水分測定手段６００は、管理ユニット２００内においてボックス化されているが、各手段をそれぞれ別々に切り離して、個別に設置してもよいことは、言うまでもない。
【００４３】
これら各手段およびセンサは制御部６によって一括管理されている。図４のブロック図に示すように、制御部６は、例えばコンピュータなどの演算機能を備えた演算処理装置からなり、所定の温度管理プログラム７が格納された記憶領域を備えている。制御部６は、発酵時間などを測定および記録するためのタイマー８も備えている。
【００４４】
この例において、制御部６は、コンピュータ内に内蔵される制御プログラムを用いて運転を制御しているが、これ以外に、専用の制御用コンソールなどを用いてもよい。なお。制御部６の仕様や設置場所は仕様に応じて任意である。さらには、各手段とセンサと制御手段６は、バスケーブルなどの有線接続以外に、無線接続であってもよい。
【００４５】
本発明には、有機堆肥を自動で作るための温度管理プログラムも含まれる。すなわち、図５に示すように、この温度管理プログラム７は、有機性廃棄物Ｄを所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、第１フェーズの後に有機性廃棄物Ｄを一次発酵における発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、有機性廃棄物Ｄを一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、有機性廃棄物Ｄを常温まで降温する第４フェーズとを備えている。
【００４６】
第１フェーズは、有機性廃棄物Ｄを所定の温度および湿度で管理することにより、有機性廃棄物Ｄの内部温度を約７０℃まで昇温させる過程であり、これにより、有機性廃棄物Ｄ内に含まれるタンパク質、糖分、ヘミセルロースおよびセルロースが分解されるとともに、アンモニアや炭酸ガスなどが放出される。
【００４７】
第２フェーズは、有機性廃棄物Ｄの一次発酵を停止させる過程であり、内部温度を約３０℃まで降温させる。この第２フェーズになると、有機性廃棄物Ｄ内の雑草種子や害虫卵、病原菌などが死滅する。この過程においても、発酵ガスは発生する。
【００４８】
第３フェーズは、一次発酵を終えた有機性廃棄物Ｄ内に残ったリグニンなどを分解する際に再発熱する過程であり、内部温度が約４５〜５０℃まで上昇する。第４フェーズは、二次発酵を終えた有機性廃棄物Ｄを室温まで戻す、いわゆるベンチレーション過程であり、これにより、有機物は全て分解されて完熟堆肥が完成する。
【００４９】
次に、図１および図６〜図９を参照しながら、この有機性廃棄物の製造工程についてステップ順に説明する。なお、この製造工程においては、１カ所の貯留ピット２ａにおける一連の製造工程を例にとって説明する。
【００５０】
まず、初期工程として、糞尿や生ゴミなどからなる原料におが屑や米ぬかなどを加えて、約７０％程度の水分量になるように調節したのち、好気性細菌を加えて攪拌した有機性廃棄物Ｄを貯留ピット２ａに投入する。
【００５１】
貯留ピット２ａに有機性廃棄物Ｄを投入したのち、図示しないコンピュータの温度管理プログラム７によって有機性廃棄物Ｄの温度管理およびタイマー記録が開始される。まず、第１フェーズの温度管理が開始されると、制御部６は、攪拌装置１００に移動指令を出し、これに伴い、攪拌装置１００が貯留ピット２ａ上に移動して、その上で待機する。
【００５２】
図６に示すように、攪拌装置１００からの待機報告を受け取ると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１０１）。
【００５３】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ１ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１０１）。
【００５４】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ１ｃを算定する（ステップＳＴ１０２）。
【００５５】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ１ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ１、および、理想水分量Ｗ１と実際の水分量Ｗ１ｃとを比較検討し、第１フェーズの終了温度ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、次の第２フェーズへ移行する（ステップＳＴ１０４）。
【００５６】
第１フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ１ｃと理想温度Ｔ１とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１０５，ＳＴ１０６）。
【００５７】
ここで、理想温度Ｔ１とは、理想温度Ｔ１＝室温＋Ｍｆ１×時間の等式で表される。Ｍｆ１は、第１フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ１は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００５８】
内部温度Ｔ１ｃと理想温度Ｔ１との関係がＴ１ｃ＜Ｔ１（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１０６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【００５９】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【００６０】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１０７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【００６１】
内部温度Ｔ１ｃと理想温度Ｔ１との関係がＴ１ｃ＞Ｔ１（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１０６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１０８）。
【００６２】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ１と計測水分量Ｗ１ｃとを比較して、水分量Ｗ１ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１０９，ＳＴ１１０）。
【００６３】
ここで、理想水分量Ｗ１とは、理想水分量Ｗ１＝７０％＋Ｎｆ１×時間の等式で表される。Ｎｆ１は、第１フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ１は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００６４】
計測水分量Ｗ１ｃが、Ｗ１ｃ＜Ｗ１と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１１０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【００６５】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布するとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１１１）。
【００６６】
計測水分量Ｗ１ｃが、Ｗ１ｃ＞Ｗ１と判断された場合（すなわちステップＳＴ１１０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、各手段に待機命令を出し、待機状態となる。
【００６７】
しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１０１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１０３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【００６８】
次に、図７に示すように、一次発酵のピーク温度を経て第２ステップに移行すると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１２１）。
【００６９】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ２ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１２１）。
【００７０】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ２ｃを算定する（ステップＳＴ１２２）。
【００７１】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ２ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ２、および、理想水分量Ｗ２と実際の水分量Ｗ２ｃとを比較検討し、第１フェーズの終了温度ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、次の第２フェーズへ移行する（ステップＳＴ１２４）。
【００７２】
第２フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ２ｃと理想温度Ｔ２とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１２５，ＳＴ１２６）。
【００７３】
ここで、理想温度Ｔ２とは、理想温度Ｔ２＝室温＋Ｍｆ２×時間の等式で表される。Ｍｆ２は、第２フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ２は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００７４】
内部温度Ｔ２ｃと理想温度Ｔ２との関係がＴ２ｃ＜Ｔ２（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１２６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【００７５】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【００７６】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１２７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【００７７】
内部温度Ｔ２ｃと理想温度Ｔ２との関係がＴ２ｃ＞Ｔ２（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１２６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１２８）。
【００７８】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ２と計測水分量Ｗ２ｃとを比較して、水分量Ｗ２ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１２９，ＳＴ１３０）。
【００７９】
ここで、理想水分量Ｗ２とは、理想水分量Ｗ２＝７０％＋Ｎｆ２×時間の等式で表される。Ｎｆ２は、第２フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ２は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００８０】
計測水分量Ｗ２ｃが、Ｗ２ｃ＜Ｗ２と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１３０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【００８１】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布しするとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１３１）。
【００８２】
計測水分量Ｗ２ｃが、Ｗ２ｃ＞Ｗ２と判断された場合（すなわちステップＳＴ１３０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、ステップＳＴ１２１へ戻される。しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１２１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１２３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【００８３】
図８に示すように、一次発酵の終えて、二次発酵の第３ステップに移行すると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１４１）。
【００８４】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ３ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１４１）。
【００８５】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ３ｃを算定する（ステップＳＴ１４２）。
【００８６】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ３ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ３、および、理想水分量Ｗ３と実際の水分量Ｗ３ｃとを比較検討し、第３フェーズの終了温度ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、次の第４フェーズへ移行する（ステップＳＴ１４４）。
【００８７】
第３フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ３ｃと理想温度Ｔ３とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１４５，ＳＴ１４６）。
【００８８】
ここで、理想温度Ｔ３とは、理想温度Ｔ３＝室温＋Ｍｆ３×時間の等式で表される。Ｍｆ３は、第３フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ３は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００８９】
内部温度Ｔ３ｃと理想温度Ｔ３との関係がＴ３ｃ＜Ｔ３（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１４６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【００９０】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【００９１】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１４７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【００９２】
内部温度Ｔ３ｃと理想温度Ｔ３との関係がＴ３ｃ＞Ｔ３（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１４６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１４８）。
【００９３】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ３と計測水分量Ｗ３ｃとを比較して、水分量Ｗ３ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１４９，ＳＴ１５０）。
【００９４】
ここで、理想水分量Ｗ３とは、理想水分量Ｗ３＝７０％＋Ｎｆ３×時間の等式で表される。Ｎｆ３は、第３フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ３は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００９５】
計測水分量Ｗ３ｃが、Ｗ３ｃ＜Ｗ３と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１５０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【００９６】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布しするとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１５１）。
【００９７】
計測水分量Ｗ３ｃが、Ｗ３ｃ＞Ｗ３と判断された場合（すなわちステップＳＴ１５０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、ステップＳＴ１４１へ戻される。しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１４１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１４３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【００９８】
次に、図９に示すように、二次発酵の最終工程である第４ステップに移行すると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１６１）。
【００９９】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ４ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１６１）。
【０１００】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ４ｃを算定する（ステップＳＴ１６２）。
【０１０１】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ４ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ４、および、理想水分量Ｗ４と実際の水分量Ｗ４ｃとを比較検討し、第４フェーズの終了温度（常温）ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、有機性廃棄物Ｄが堆肥へと完熟したと見なして温度管理を完了する（ステップＳＴ１６４）。
【０１０２】
第４フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ４ｃと理想温度Ｔ４とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１６５，ＳＴ１６６）。
【０１０３】
ここで、理想温度Ｔ４とは、理想温度Ｔ４＝室温＋Ｍｆ４×時間の等式で表される。Ｍｆ４は、第４フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ４は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【０１０４】
内部温度Ｔ４ｃと理想温度Ｔ４との関係がＴ４ｃ＜Ｔ４（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１６６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【０１０５】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【０１０６】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１６７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【０１０７】
内部温度Ｔ４ｃと理想温度Ｔ４との関係がＴ４ｃ＞Ｔ４（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１６６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１６８）。
【０１０８】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ４と計測水分量Ｗ４ｃとを比較して、水分量Ｗ４ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１６９，ＳＴ１７０）。
【０１０９】
ここで、理想水分量Ｗ４とは、理想水分量Ｗ４＝７０％＋Ｎｆ４×時間の等式で表される。Ｎｆ４は、第４フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ４は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【０１１０】
計測水分量Ｗ４ｃが、Ｗ４ｃ＜Ｗ４と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１７０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【０１１１】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布しするとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１７１）。
【０１１２】
計測水分量Ｗ３ｃが、Ｗ３ｃ＞Ｗ３と判断された場合（すなわちステップＳＴ１７０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、ステップＳＴ１６１へ戻される。しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１６１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１６３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【０１１３】
以上の一連の作業工程を繰り返し実行し、制御部６が「完熟」と判断した場合、制御部６は、各手段およびセンサに待機指令を出すとともに、図示しない画面モニタなどの表示部に「貯留ピット１番・堆肥化完了」などといった表示を行うことで、管理者に作業完了を告知する。
【０１１４】
なお、上述した堆肥化ステップは、貯留ピット２ａのみ一連の作業ステップについて説明したが、実際の堆肥化ステップは、攪拌手段１００がレール３，３上を移動しながら、各貯留ピット２ａ〜２ｈにおいて同時並行で行われる。
【０１１５】
この例において、各貯留ピット２ａ〜２ｈは直線状に配置されているが、これ以外に円状に配置されていてもよく、貯留ピット２ａ〜２ｈの配置形態や数、大きさなどは処理施設の仕様に応じて任意に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機堆肥の製造装置の模式的な（ａ）平面図および（ｂ）側面図。
【図２】攪拌手段の（ａ）平面図および（ｂ）側面図。
【図３】管理ユニット２００の構造を模式的に説明する側面図。
【図４】有機堆肥の製造装置の構成を説明するブロック図。
【図５】温度管理プログラムによって管理される各フェーズの模式図。
【図６】第１フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【図７】第２フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【図８】第３フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【図９】第４フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 有機堆肥の製造装置
２ａ〜２ｈ 貯留ピット
３，３ レール
４ 送風装置
５ 排気ダクト
６ 制御部
７ 温度管理プログラム
８ タイマー
１００ 攪拌手段
２００ 管理ユニット
３００ 促進剤投入手段
４００ 散水手段
５００ 温湿度測定手段
６００ 水分測定手段
Ｄ 有機性廃棄物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造技術に関し、さらに詳しく言えば、有機性廃棄物の投入から完熟に至るまでの一連の温度管理の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物を発酵処理して有機堆肥を製造する方法としては、例えば特許文献１がある。特許文献１では、処理ピットに搬送された廃棄物におが屑や米ぬかなどを混入攪拌して水分量を調節したのち、一定温度で保温して発酵を促進させることにより、効率的に有機堆肥を製造することができる方法が開示されている。
【０００３】
ところで、この種の有機性廃棄物の発酵処理中には、アンモニアなどを含む激しい臭気性の発酵ガスが発生する。そこで、特許文献１では、処理ピットの下から空気を送り込んで、発酵ガスを天井に設けられた排気ダクトで吸い込んだのち、排ガス処理施設へと送り出すようにしている。
【０００４】
また別の方法として、特許文献２においては、アンモニアとアンモニウムイオンを吸着する添加剤を有機性廃棄物に添加することにより、発酵時に発生するアンモニアを固化して除去することができるようになっている。
【０００５】
ところで、非特許文献１の図１に示すように、有機性廃棄物が完熟堆肥に至るまでには、一次発酵と二次発酵の２段階の発酵ステップがあることが分かっている。一次発酵は、堆肥化開始から微生物による分解活動が活発化して、約７０℃の高温で発酵する初期分解段階であり、この一次発酵ステップで、有害な病原菌などが死滅する。
【０００６】
次に、二次発酵は、一時発酵後に残った有機物を分解するステップであり、発酵温度が約５０℃程度まで上昇する。このとことから有機性廃棄物は、２段階の発酵ステップを経て完全に分解されるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７１１９１号公報
【特許文献２】特開２００４−０５１４７２号公報
【非特許文献１】日緑工誌，Ｊ．Ｊｐｎ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖｅｇｅｔ．Ｔｅｃｈ．，３２（１），２７０−２７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来よりこれらの発酵処理は、作業者が経験則に基づいて原料となる有機性廃棄物の水分量などの目視で見極めながら水分量を調節したのち、発酵状態を監視しながら、必要に応じて切り返しと呼ばれる攪拌作業を行っていたため、作業完了までの時間にバラツキがあった。
【０００９】
また、発酵温度が高くなりすぎると、有機物の分解を促す好気性菌が死滅してしまい、二次発酵が行われず、未熟な堆肥ができてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は上述した課題を解決するため、本発明は、有機性廃棄物の発酵状態を管理して所定の発酵ステップを経て完熟堆肥を得ることができる有機堆肥の製造技術の確立を目的としている。
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造方法において、上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段と、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物の温度および大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定手段と、上記各手段を運転を制御するとともに、所定の温度管理プログラムに基づいて上記有機性廃棄物の温度制御を行う制御手段とを含み、上記制御手段は、上記温度測定手段を介して上記有機性廃棄物の温度および上記大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定工程と、上記温湿度測定工程にて計測された温湿度データに基づき、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも低いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を駆動して、上記有機性廃棄物の温度を上げる昇温工程と、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも高いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を停止して、上記有機性廃棄物の温度を下げる降温工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段をさらに含み、上記制御手段は、上記昇温工程において、促進剤投入手段を駆動して、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入することを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段と、上記有機性廃棄物に散水するための散水手段とをさらに含み、上記制御手段は、上記水分測定手段を介して上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分計測工程と、上記水分計測工程にて計測された水分量データに基づき、上記有機性廃棄物の水分量が低いと判断した場合に、上記散水手段および／または上記攪拌手段を駆動して上記有機性廃棄物の水分量を増加させる加水工程をさらに備えることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１，２または３において、上記温湿度測定手段は、上記有機性廃棄物の表面温度を測定する表面温度センサと、大気温湿度を測定する大気温湿度センサとを含み、上記制御手段は、上記有機性廃棄物の表面温度データおよび大気温湿度データに基づいて、上記有機性廃棄物の内部温度を算出する内部温度算出工程をさらに備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明には、これら有機堆肥を自動で作るための温度管理プログラムも含まれる。すなわち、請求項５に記載の発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌し、上記有機性廃棄物の発酵温度を管理して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の温度管理プログラムにおいて、上記有機性廃棄物を所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、上記第１フェーズの後に、上記有機性廃棄物を上記一次発酵における上記発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、上記有機性廃棄物を上記一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、上記有機性廃棄物を常温まで降温する第４フェーズとを有することを特徴としている。
【００１６】
本発明には、この制御方法および温度管理プログラムを用いた製造装置も含まれる。すなわち、請求項６に記載の発明は、生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造装置において、上記有機性廃棄物を貯留しておく複数の貯留ピットと、上記各貯留ピット間を往復的に移動可能な移動手段を有し、上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段とを備え、上記各貯留ピットには、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物から発生した発酵ガスを排気する廃棄手段とを有し、上記攪拌手段には、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段と、上記有機性廃棄物に水を散水する散水手段と、上記有機性廃棄物の温度ならびに大気温度および湿度を測定する温湿度測定手段と、上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段とをさらに備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、有機性廃棄物の発酵温度が低い場合には、有機性廃棄物を攪拌しながら、送風を行うことにより、好気性細菌の働きを活性化して、発酵温度を所定の設定温度まで上昇させる。また、温度が高い場合には、攪拌と送風を停止して、好気性細菌の働きを弱めて、温度上昇を抑えることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段を介して有機性廃棄物に発酵促進剤を投入する工程を備えていることにより、温度が低い場合は、発酵促進剤を投入してより昇温速度を高めることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、水分測定手段を介して有機性廃棄物の水分量を測定し、所定の設定水分量に応じて散水手段により有機性廃棄物に散水して、攪拌する加水工程を有することにより、温度条件に合わせてもっとも好ましい発酵状態を作ることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、有機性廃棄物の表面温度を測定する表面温度センサと、大気温湿度を測定する大気温湿度センサとによって得られた表面温度データおよび大気温湿度データに基づいて有機性廃棄物の内部温度を算出する内部温度算出工程を備えることにより、有機性廃棄物の内部温度を推定して、より発酵温度を細かく管理することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、有機性廃棄物を所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、第１フェーズの後に有機性廃棄物を一次発酵における発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、有機性廃棄物を一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、有機性廃棄物を常温まで降温する第４フェーズとを備えた温度管理プログラムにより、発酵開始から堆肥の完成までの温度管理を確実に行うことができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、複数の貯留ピットの間を１台の攪拌手段が移動しながら、攪拌と温度管理を同時に行うことができることにより、各貯留ピットの有機性廃棄物の発酵状態に応じて最適の温度管理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこの限りではない。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る有機堆肥の製造装置を模式的に示した平面図であり、図１（ｂ）はその側面図である。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、この有機堆肥の製造装置１は、所定の図示しない屋内処理施設に設置される複数、この例では８カ所の貯留ピット２ａ〜２ｈを有し、各貯留ピット２ａ〜２ｈには有機性廃棄物Ｄが貯留されている。各貯留ピット２ａ〜２ｈの間には、攪拌手段１００を各貯留ピット２ａ〜２ｈに移動させるための一対のレール３，３が敷設されている。
【００２５】
この例において、有機性廃棄物Ｄは、家畜などの糞尿のほか、生ゴミや野菜クズなどの生ゴミ類などの原料におが屑や米ぬかなどを混ぜ合わせたものからなるが、微生物や酵素によって分解可能な有機物であれば、その材料は任意である。
【００２６】
各貯留ピット２ａ〜２ｈの底部には、有機性廃棄物Ｄに向けて下方から空気を送り込むための風洞２１が設けられている。各風洞２１の側面には、風洞２１内に空気を送り込むための送風手段としての送風機４が設けられている。
【００２７】
各貯留ピット２ａ〜２ｈの床面には、グレーチングパネルなどの通気性パネル２２がスリット状に配置されており、通気性パネル２２を介して風洞２１に送り込まれた空気が有機性廃棄物Ｄに向けて供給されるようになっている。
【００２８】
各貯留ピット２ａ〜２ｈの上部には、有機性廃棄物Ｄから発生するアンモニアなどを拭くんだ発酵ガスを回収、排気するための排気ダクト５が設けられている。排気ダクト５は、所定のダクト配管によって集められ、処理施設の内外に設けられた図示しない排気処理施設へと送り出されるようになっている。
【００２９】
送風機４および排気ダクト５は、制御手段６（図４参照）によって運転を管理されており、所定の設定条件によって駆動されるようになっている。なお、本発明において、排気処理施設は任意的構成要素である。
【００３０】
次に、図２，３を参照して、攪拌手段１００は、図示しないレール移動手段を介してレール３，３上を往復的に移動可能に設置される攪拌機本体１１０を有し、同攪拌機本体１１０内には、有機性廃棄物Ｄを攪拌する攪拌ユニット１２０が設けられている。この攪拌手段１００は、制御部６（図４参照）によって管理されている。
【００３１】
この例において、攪拌機本体１１０は、進行方向の両側面と底面が開口されたコ字状の筐体からなり、レール３，３に沿って車輪１１１，１１１を介して移動可能に設けられている。この例において、攪拌機本体１１０は自走式であるが、ワイヤーやチェーンなどを介して移動させる他走式であってもよい。
【００３２】
攪拌ユニット１２０は、図示しない駆動モータに連結された攪拌シャフト１２１と、攪拌シャフト１２１の軸線方向に沿って多数配置される攪拌ロッド１２２とを有し、各攪拌ロッド１２２は攪拌シャフト１２１の半径方向に向けて放射状に突設されている。
【００３３】
この例において、攪拌ロッド１２２は攪拌シャフト１２１の半径方向に沿って櫛刃状に突設されているが、例えば、スコップ状の攪拌子を設けてもよく、有機性廃棄物Ｄをまんべんなく攪拌できる構造を備えていれば、その仕様は任意であってよい。
【００３４】
攪拌機本体１１０の進行方向の両側面には、有機性廃棄物Ｄの発酵状態など監視し、発酵状態を管理するための管理ユニット２００が設けられている。この例において、管理ユニット２００は、攪拌機本体１００の側面から突設されたコ字状のフレーム２０１の先端側に所定間隔をもって一方の側面に５カ所づつ、合計１０カ所配置されている。
【００３５】
フレーム２０１の内部には、図示しない電源ケーブルや制御ケーブルのほか、各種配管類が内蔵されており、それらが各管理ユニット２００に接続されている。この例において、
管理ユニット２００は、攪拌機本体１１０の側面に５カ所設けられているが、設置箇所や設置個数などは仕様に応じて任意に変更可能であり、有機性廃棄物Ｄの状態を把握可能であればよい。
【００３６】
図３を参照して、管理ユニット２００は、有機性廃棄物Ｄに向けて好気性菌や酵素などの発酵促進剤を投与するための促進剤投入手段３００と、有機性廃棄物Ｄに向けて水を散水するための散水手段４００と、有機性廃棄物Ｄの表面温度および大気温度ならび大気湿度を測定する温湿度測定手段５００と、有機性廃棄物Ｄの水分量を計測する水分測定手段６００とを備えている。各管理ユニット２００は同一のため、いずれか１つを例にとって説明する。
【００３７】
この例において、促進剤投入手段３００は、図示しない発酵促進剤供給手段により供給される好気性菌や分解酵素などの発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄの表面に散布可能な散布ノズルからなる。なお、発酵促進剤は固形状であってもよいし、液状であってもよく、それに応じて促進剤投入手段３００の仕様は変更される。
【００３８】
この例において、散水手段４００は、図示しない水供給手段から供給された水を有機性廃棄物Ｄの表面に散水するスプリンクラーからなり、各貯留ピット２ａ〜２ｈに貯留された有機性廃棄物Ｄの全範囲にまんべんなく水を散布可能なものが用いられている。
【００３９】
この例において、促進剤投入手段３００と散水手段４００とは別々に設けられているが、この２つを一体化して、図示しないミキサーを介して所定の水分量内に発酵促進剤を配合したのち、有機性廃棄物Ｄに同時散布できるようにしてもよい。
【００４０】
温湿度測定手段５００は、表面温度センサと温湿度センサとを組み合わせたものからなる。表面温度センサとしては、例えば日置電機社製の放射温度ハイテスタ３４４４などが用いられる。温湿度センサとしては日置電機社製の温湿度ロガー３６７０などが用いられる。なお、発酵ガスにはアンモニアが含まれ、また多湿環境であることからも、これらの各センサ類を腐食から保護するための耐候処理を施すことが好ましい。
【００４１】
水分測定手段６００は、有機性廃棄物Ｄ内に含有される水分量を測定する測定器からなり、この例では、ケツトー科学研究所社製の土壌水分計ＨＪ−５３０が用いられている。同水分計は、計測用の測定ロッドを検体に差し込む必要があるため、水分測定手段６００には、測定ロッドを上下に昇降させるための図示しない昇降手段が設けられている。
【００４２】
この例において、促進剤投入手段３００、散水手段４００、温湿度測定手段５００および水分測定手段６００は、管理ユニット２００内においてボックス化されているが、各手段をそれぞれ別々に切り離して、個別に設置してもよいことは、言うまでもない。
【００４３】
これら各手段およびセンサは制御部６によって一括管理されている。図４のブロック図に示すように、制御部６は、例えばコンピュータなどの演算機能を備えた演算処理装置からなり、所定の温度管理プログラム７が格納された記憶領域を備えている。制御部６は、発酵時間などを測定および記録するためのタイマー８も備えている。
【００４４】
この例において、制御部６は、コンピュータ内に内蔵される制御プログラムを用いて運転を制御しているが、これ以外に、専用の制御用コンソールなどを用いてもよい。なお。制御部６の仕様や設置場所は仕様に応じて任意である。さらには、各手段とセンサと制御手段６は、バスケーブルなどの有線接続以外に、無線接続であってもよい。
【００４５】
本発明には、有機堆肥を自動で作るための温度管理プログラムも含まれる。すなわち、図５に示すように、この温度管理プログラム７は、有機性廃棄物Ｄを所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、第１フェーズの後に有機性廃棄物Ｄを一次発酵における発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、有機性廃棄物Ｄを一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、有機性廃棄物Ｄを常温まで降温する第４フェーズとを備えている。
【００４６】
第１フェーズは、有機性廃棄物Ｄを所定の温度および湿度で管理することにより、有機性廃棄物Ｄの内部温度を約７０℃まで昇温させる過程であり、これにより、有機性廃棄物Ｄ内に含まれるタンパク質、糖分、ヘミセルロースおよびセルロースが分解されるとともに、アンモニアや炭酸ガスなどが放出される。
【００４７】
第２フェーズは、有機性廃棄物Ｄの一次発酵を停止させる過程であり、内部温度を約３０℃まで降温させる。この第２フェーズになると、有機性廃棄物Ｄ内の雑草種子や害虫卵、病原菌などが死滅する。この過程においても、発酵ガスは発生する。
【００４８】
第３フェーズは、一次発酵を終えた有機性廃棄物Ｄ内に残ったリグニンなどを分解する際に再発熱する過程であり、内部温度が約４５〜５０℃まで上昇する。第４フェーズは、二次発酵を終えた有機性廃棄物Ｄを室温まで戻す、いわゆるベンチレーション過程であり、これにより、有機物は全て分解されて完熟堆肥が完成する。
【００４９】
次に、図１および図６〜図９を参照しながら、この有機性廃棄物の製造工程についてステップ順に説明する。なお、この製造工程においては、１カ所の貯留ピット２ａにおける一連の製造工程を例にとって説明する。
【００５０】
まず、初期工程として、糞尿や生ゴミなどからなる原料におが屑や米ぬかなどを加えて、約７０％程度の水分量になるように調節したのち、好気性細菌を加えて攪拌した有機性廃棄物Ｄを貯留ピット２ａに投入する。
【００５１】
貯留ピット２ａに有機性廃棄物Ｄを投入したのち、図示しないコンピュータの温度管理プログラム７によって有機性廃棄物Ｄの温度管理およびタイマー記録が開始される。まず、第１フェーズの温度管理が開始されると、制御部６は、攪拌装置１００に移動指令を出し、これに伴い、攪拌装置１００が貯留ピット２ａ上に移動して、その上で待機する。
【００５２】
図６に示すように、攪拌装置１００からの待機報告を受け取ると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１０１）。
【００５３】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ１ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１０１）。
【００５４】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ１ｃを算定する（ステップＳＴ１０２）。
【００５５】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ１ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ１、および、理想水分量Ｗ１と実際の水分量Ｗ１ｃとを比較検討し、第１フェーズの終了温度ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、次の第２フェーズへ移行する（ステップＳＴ１０４）。
【００５６】
第１フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ１ｃと理想温度Ｔ１とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１０５，ＳＴ１０６）。
【００５７】
ここで、理想温度Ｔ１とは、理想温度Ｔ１＝室温＋Ｍｆ１×時間の等式で表される。Ｍｆ１は、第１フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ１は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００５８】
内部温度Ｔ１ｃと理想温度Ｔ１との関係がＴ１ｃ＜Ｔ１（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１０６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【００５９】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【００６０】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１０７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【００６１】
内部温度Ｔ１ｃと理想温度Ｔ１との関係がＴ１ｃ＞Ｔ１（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１０６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１０８）。
【００６２】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ１と計測水分量Ｗ１ｃとを比較して、水分量Ｗ１ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１０９，ＳＴ１１０）。
【００６３】
ここで、理想水分量Ｗ１とは、理想水分量Ｗ１＝７０％＋Ｎｆ１×時間の等式で表される。Ｎｆ１は、第１フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ１は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００６４】
計測水分量Ｗ１ｃが、Ｗ１ｃ＜Ｗ１と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１１０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【００６５】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布するとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１１１）。
【００６６】
計測水分量Ｗ１ｃが、Ｗ１ｃ＞Ｗ１と判断された場合（すなわちステップＳＴ１１０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、各手段に待機命令を出し、待機状態となる。
【００６７】
しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１０１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１０３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【００６８】
次に、図７に示すように、一次発酵のピーク温度を経て第２ステップに移行すると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１２１）。
【００６９】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ２ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１２１）。
【００７０】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ２ｃを算定する（ステップＳＴ１２２）。
【００７１】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ２ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ２、および、理想水分量Ｗ２と実際の水分量Ｗ２ｃとを比較検討し、第１フェーズの終了温度ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、次の第２フェーズへ移行する（ステップＳＴ１２４）。
【００７２】
第２フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ２ｃと理想温度Ｔ２とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１２５，ＳＴ１２６）。
【００７３】
ここで、理想温度Ｔ２とは、理想温度Ｔ２＝室温＋Ｍｆ２×時間の等式で表される。Ｍｆ２は、第２フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ２は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００７４】
内部温度Ｔ２ｃと理想温度Ｔ２との関係がＴ２ｃ＜Ｔ２（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１２６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【００７５】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【００７６】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１２７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【００７７】
内部温度Ｔ２ｃと理想温度Ｔ２との関係がＴ２ｃ＞Ｔ２（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１２６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１２８）。
【００７８】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ２と計測水分量Ｗ２ｃとを比較して、水分量Ｗ２ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１２９，ＳＴ１３０）。
【００７９】
ここで、理想水分量Ｗ２とは、理想水分量Ｗ２＝７０％＋Ｎｆ２×時間の等式で表される。Ｎｆ２は、第２フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ２は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００８０】
計測水分量Ｗ２ｃが、Ｗ２ｃ＜Ｗ２と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１３０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【００８１】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布しするとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１３１）。
【００８２】
計測水分量Ｗ２ｃが、Ｗ２ｃ＞Ｗ２と判断された場合（すなわちステップＳＴ１３０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、ステップＳＴ１２１へ戻される。しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１２１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１２３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【００８３】
図８に示すように、一次発酵の終えて、二次発酵の第３ステップに移行すると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１４１）。
【００８４】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ３ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１４１）。
【００８５】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ３ｃを算定する（ステップＳＴ１４２）。
【００８６】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ３ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ３、および、理想水分量Ｗ３と実際の水分量Ｗ３ｃとを比較検討し、第３フェーズの終了温度ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、次の第４フェーズへ移行する（ステップＳＴ１４４）。
【００８７】
第３フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ３ｃと理想温度Ｔ３とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１４５，ＳＴ１４６）。
【００８８】
ここで、理想温度Ｔ３とは、理想温度Ｔ３＝室温＋Ｍｆ３×時間の等式で表される。Ｍｆ３は、第３フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ３は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００８９】
内部温度Ｔ３ｃと理想温度Ｔ３との関係がＴ３ｃ＜Ｔ３（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１４６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【００９０】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【００９１】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１４７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【００９２】
内部温度Ｔ３ｃと理想温度Ｔ３との関係がＴ３ｃ＞Ｔ３（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１４６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１４８）。
【００９３】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ３と計測水分量Ｗ３ｃとを比較して、水分量Ｗ３ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１４９，ＳＴ１５０）。
【００９４】
ここで、理想水分量Ｗ３とは、理想水分量Ｗ３＝７０％＋Ｎｆ３×時間の等式で表される。Ｎｆ３は、第３フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ３は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【００９５】
計測水分量Ｗ３ｃが、Ｗ３ｃ＜Ｗ３と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１５０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【００９６】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布しするとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１５１）。
【００９７】
計測水分量Ｗ３ｃが、Ｗ３ｃ＞Ｗ３と判断された場合（すなわちステップＳＴ１５０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、ステップＳＴ１４１へ戻される。しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１４１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１４３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【００９８】
次に、図９に示すように、二次発酵の最終工程である第４ステップに移行すると、制御部６は、温湿度センサ５００に温湿度測定の指令を出し、これに伴い、温湿度センサが大気中の温湿度および有機性廃棄物Ｄの表面温度を測定したのち、その温湿度データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１６１）。
【００９９】
併せて、制御部６は水分センサ６００にも指令を出す。指令を受けた水分センサ６００は、図示しない昇降手段を介してセンサロッドを有機性廃棄物Ｄの内部に差し込み、有機性廃棄物Ｄの水分量Ｗ４ｃを計測したのち、その水分量データを制御部６に送信する（ステップＳＴ１６１）。
【０１００】
制御部６は、受け取った温湿度データに基づき、温度管理プログラム７内に格納される図示しない内部温度算出プログラムを起動して、有機性廃棄物Ｄの内部温度Ｔ４ｃを算定する（ステップＳＴ１６２）。
【０１０１】
制御部６は、算定された内部温度Ｔ４ｃとあらかじめ設定された理想温度Ｔ４、および、理想水分量Ｗ４と実際の水分量Ｗ４ｃとを比較検討し、第４フェーズの終了温度（常温）ならびに水分量に達している、すなわちＹＥＳの場合は、有機性廃棄物Ｄが堆肥へと完熟したと見なして温度管理を完了する（ステップＳＴ１６４）。
【０１０２】
第４フェーズの終了温度ならびに水分量に達していない、すなわちＮＯの場合は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における内部温度Ｔ４ｃと理想温度Ｔ４とを比較して、あらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１６５，ＳＴ１６６）。
【０１０３】
ここで、理想温度Ｔ４とは、理想温度Ｔ４＝室温＋Ｍｆ４×時間の等式で表される。Ｍｆ４は、第４フェーズにおける温度勾配の傾きであり、この傾き係数Ｍｆ４は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【０１０４】
内部温度Ｔ４ｃと理想温度Ｔ４との関係がＴ４ｃ＜Ｔ４（有機性廃棄物Ｄの内部温度が低い）と判断された場合（ステップＳＴ１６６でＹＥＳの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００に「噴霧開始」の指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００は、有機性廃棄物Ｄに発酵促進剤を投入する。
【０１０５】
発酵促進剤の投与中において、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、噴霧された発酵促進剤を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布して、これらを均等にかき混ぜる。
【０１０６】
さらに、制御部６は、送風手段４にも「送風開始」指令を出し、これを受けて、送風装置４は送風を開始して、有機性廃棄物Ｄに空気を送り込む（ステップＳＴ１６７）。なお、同時に排気手段５に対しても排気指令が出され、発酵ガスを強制排気することが好ましい。
【０１０７】
内部温度Ｔ４ｃと理想温度Ｔ４との関係がＴ４ｃ＞Ｔ４（有機性廃棄物Ｄの内部温度が高い）と判断された場合（ステップＳＴ１６６でＮＯの場合）、制御部６は、促進剤投入手段３００と送風手段４に待機指令を出す。これを受けて、促進剤投入手段３００および送風手段４は停止状態を維持して、有機性廃棄物Ｄの発酵促進を是正して、温度上昇を抑制する（ステップＳＴ１６８）。
【０１０８】
次に、制御部６は、現在までの経過時間をタイマー８から呼び出し、経過時間における理想水分量Ｗ４と計測水分量Ｗ４ｃとを比較して、水分量Ｗ４ｃがあらかじめ設定されたしきい値の範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳＴ１６９，ＳＴ１７０）。
【０１０９】
ここで、理想水分量Ｗ４とは、理想水分量Ｗ４＝７０％＋Ｎｆ４×時間の等式で表される。Ｎｆ４は、第４フェーズにおける水分量勾配の傾きであり、この傾き係数Ｎｆ４は、あらかじめ温度管理プログラム７によって規定されているものとする。
【０１１０】
計測水分量Ｗ４ｃが、Ｗ４ｃ＜Ｗ４と判断された場合（すなわち、ステップＳＴ１７０のＹＥＳの場合）、制御部６は、散水手段４００に「散水開始」の指令を出し、これを受け、散水手段４００は、スプリンクラーを起動させて、有機性廃棄物Ｄに散水を行う。
【０１１１】
散水中、制御部６は、攪拌手段１００に対しても同時に「攪拌移動開始」指令を出し、これを受けて、攪拌手段１００は、攪拌シャフトを回転させながら、貯留ピット２ａを往復に移動させて、水を有機性廃棄物Ｄにまんべんなく散布しするとともに、これらを均等にかき混ぜる（ステップＳＴ１７１）。
【０１１２】
計測水分量Ｗ３ｃが、Ｗ３ｃ＞Ｗ３と判断された場合（すなわちステップＳＴ１７０のＮＯの場合）、制御部６は、「適切水分量以上」と判断して、ステップＳＴ１６１へ戻される。しかるのち、タイマー８によって一定時間が経過すると、制御部６は、再度ステップＳＴ１６１から一連の作業工程を繰り返して、ステップＳＴ１６３にて「ＹＥＳ」の判断が出るまで、各ステップを繰り返す。
【０１１３】
以上の一連の作業工程を繰り返し実行し、制御部６が「完熟」と判断した場合、制御部６は、各手段およびセンサに待機指令を出すとともに、図示しない画面モニタなどの表示部に「貯留ピット１番・堆肥化完了」などといった表示を行うことで、管理者に作業完了を告知する。
【０１１４】
なお、上述した堆肥化ステップは、貯留ピット２ａのみ一連の作業ステップについて説明したが、実際の堆肥化ステップは、攪拌手段１００がレール３，３上を移動しながら、各貯留ピット２ａ〜２ｈにおいて同時並行で行われる。
【０１１５】
この例において、各貯留ピット２ａ〜２ｈは直線状に配置されているが、これ以外に円状に配置されていてもよく、貯留ピット２ａ〜２ｈの配置形態や数、大きさなどは処理施設の仕様に応じて任意に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機堆肥の製造装置の模式的な（ａ）平面図および（ｂ）側面図。
【図２】攪拌手段の（ａ）平面図および（ｂ）側面図。
【図３】管理ユニット２００の構造を模式的に説明する側面図。
【図４】有機堆肥の製造装置の構成を説明するブロック図。
【図５】温度管理プログラムによって管理される各フェーズの模式図。
【図６】第１フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【図７】第２フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【図８】第３フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【図９】第４フェーズの流れを示す管理フローチャート。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 有機堆肥の製造装置
２ａ〜２ｈ 貯留ピット
３，３ レール
４ 送風装置
５ 排気ダクト
６ 制御部
７ 温度管理プログラム
８ タイマー
１００ 攪拌手段
２００ 管理ユニット
３００ 促進剤投入手段
４００ 散水手段
５００ 温湿度測定手段
６００ 水分測定手段
Ｄ 有機性廃棄物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造方法において、
上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段と、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物の温度および大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定手段と、上記各手段を運転を制御するとともに、所定の温度管理プログラムに基づいて上記有機性廃棄物の温度制御を行う制御手段とを含み、
上記制御手段は、上記温度測定手段を介して上記有機性廃棄物の温度および上記大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定工程と、上記温湿度測定工程にて計測された温湿度データに基づき、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも低いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を駆動して、上記有機性廃棄物の温度を上げる昇温工程と、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも高いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を停止して、上記有機性廃棄物の温度を下げる降温工程とを備えることを特徴とする有機堆肥の製造方法。
【請求項２】
上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段をさらに含み、上記制御手段は、上記昇温工程において、促進剤投入手段を駆動して、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入することを特徴とする請求項１に記載の有機堆肥の製造方法。
【請求項３】
上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段と、上記有機性廃棄物に散水するための散水手段とをさらに含み、上記制御手段は、上記水分測定手段を介して上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分計測工程と、上記水分計測工程にて計測された水分量データに基づき、上記有機性廃棄物の水分量が低いと判断した場合に、上記散水手段および／または上記攪拌手段を駆動して上記有機性廃棄物の水分量を増加させる加水工程をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の有機堆肥の製造方法。
【請求項４】
上記温湿度測定手段は、上記有機性廃棄物の表面温度を測定する表面温度センサと、大気温湿度を測定する大気温湿度センサとを含み、上記制御手段は、上記有機性廃棄物の表面温度データおよび大気温湿度データに基づいて、上記有機性廃棄物の内部温度を算出する内部温度算出工程をさらに備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載の有機堆肥の製造方法。
【請求項５】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌し、上記有機性廃棄物の発酵温度を管理して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の温度管理プログラムにおいて、
上記有機性廃棄物を所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、上記第１フェーズの後に、上記有機性廃棄物を上記一次発酵における上記発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、上記有機性廃棄物を上記一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、上記有機性廃棄物を常温まで降温する第４フェーズとを有することを特徴とする有機堆肥の温度管理プログラム。
【請求項６】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造装置において、
上記有機性廃棄物を貯留しておく複数の貯留ピットと、上記各貯留ピット間を往復的に移動可能な移動手段を有し、上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段とを備え、
上記各貯留ピットには、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物から発生した発酵ガスを排気する廃棄手段とを有し、
上記攪拌手段には、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段と、上記有機性廃棄物に水を散水する散水手段と、上記有機性廃棄物の温度ならびに大気温度および湿度を測定する温湿度測定手段と、上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段とをさらに備えていることを特徴とする有機堆肥の製造装置。
【請求項１】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造方法において、
上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段と、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物の温度および大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定手段と、上記各手段を運転を制御するとともに、所定の温度管理プログラムに基づいて上記有機性廃棄物の温度制御を行う制御手段とを含み、
上記制御手段は、上記温度測定手段を介して上記有機性廃棄物の温度および上記大気温度ならびに湿度を測定する温湿度測定工程と、上記温湿度測定工程にて計測された温湿度データに基づき、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも低いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を駆動して、上記有機性廃棄物の温度を上げる昇温工程と、上記有機性廃棄物の温度が基準温度よりも高いと判断した場合に、上記攪拌手段および／または上記送風手段を停止して、上記有機性廃棄物の温度を下げる降温工程とを備えることを特徴とする有機堆肥の製造方法。
【請求項２】
上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段をさらに含み、上記制御手段は、上記昇温工程において、促進剤投入手段を駆動して、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入することを特徴とする請求項１に記載の有機堆肥の製造方法。
【請求項３】
上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段と、上記有機性廃棄物に散水するための散水手段とをさらに含み、上記制御手段は、上記水分測定手段を介して上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分計測工程と、上記水分計測工程にて計測された水分量データに基づき、上記有機性廃棄物の水分量が低いと判断した場合に、上記散水手段および／または上記攪拌手段を駆動して上記有機性廃棄物の水分量を増加させる加水工程をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の有機堆肥の製造方法。
【請求項４】
上記温湿度測定手段は、上記有機性廃棄物の表面温度を測定する表面温度センサと、大気温湿度を測定する大気温湿度センサとを含み、上記制御手段は、上記有機性廃棄物の表面温度データおよび大気温湿度データに基づいて、上記有機性廃棄物の内部温度を算出する内部温度算出工程をさらに備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載の有機堆肥の製造方法。
【請求項５】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌し、上記有機性廃棄物の発酵温度を管理して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の温度管理プログラムにおいて、
上記有機性廃棄物を所定の一次発酵温度まで昇温する第１フェーズと、上記第１フェーズの後に、上記有機性廃棄物を上記一次発酵における上記発酵促進剤の発酵促進効果が停止する温度まで降温する第２フェーズと、上記有機性廃棄物を上記一次発酵温度よりも低い二次発酵温度まで昇温する第３フェーズと、上記有機性廃棄物を常温まで降温する第４フェーズとを有することを特徴とする有機堆肥の温度管理プログラム。
【請求項６】
生ゴミや家畜糞尿などの有機性廃棄物に発酵促進剤を投入して攪拌して、上記有機性廃棄物を有機堆肥へと生成する有機堆肥の製造装置において、
上記有機性廃棄物を貯留しておく複数の貯留ピットと、上記各貯留ピット間を往復的に移動可能な移動手段を有し、上記有機性廃棄物を攪拌する攪拌手段とを備え、
上記各貯留ピットには、上記有機性廃棄物に向けて空気を送り込む送風手段と、上記有機性廃棄物から発生した発酵ガスを排気する廃棄手段とを有し、
上記攪拌手段には、上記有機性廃棄物に上記発酵促進剤を投入する促進剤投入手段と、上記有機性廃棄物に水を散水する散水手段と、上記有機性廃棄物の温度ならびに大気温度および湿度を測定する温湿度測定手段と、上記有機性廃棄物の水分量を測定する水分測定手段とをさらに備えていることを特徴とする有機堆肥の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１３００７（Ｐ２００９−１３００７Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７５９３４（Ｐ２００７−１７５９３４）
【出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（５０７１１００８４）株式会社エコ・デザイン (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（５０７１１００８４）株式会社エコ・デザイン (1)
【Ｆターム（参考）】
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