油温脱水処理方法と油温脱水処理装置
【課題】大量の廃棄物を油中に投入しても、油温を降温させることのない油温脱水処理方法及び油温脱水処理装置について検討した。
【解決手段】装置本体11に加熱された脱水用油DOを貯留し、前記装置本体11に内蔵された上層送り軸12及び下層送り軸13により前記脱水油DO中に投入される廃棄物Ｗを撹拌し、装置本体11の上層排出口121及び下層排出口131から排出するまでに水分を蒸散させる油温脱水処理装置１において、脱水用油DOを貯留する装置本体11外に待機用油WOを貯留するタンク本体14を設け、装置本体11からタンク本体14へ脱水用油DOを回収する回収用パイプ15と、タンク本体14から装置本体11へ待機用油WOを供給する供給用パイプ16とで装置本体11及びタンク本体14を連結し、前記供給用パイプ16に送出ポンプ161を設けて構成される油温脱水処理装置１である。
【解決手段】装置本体11に加熱された脱水用油DOを貯留し、前記装置本体11に内蔵された上層送り軸12及び下層送り軸13により前記脱水油DO中に投入される廃棄物Ｗを撹拌し、装置本体11の上層排出口121及び下層排出口131から排出するまでに水分を蒸散させる油温脱水処理装置１において、脱水用油DOを貯留する装置本体11外に待機用油WOを貯留するタンク本体14を設け、装置本体11からタンク本体14へ脱水用油DOを回収する回収用パイプ15と、タンク本体14から装置本体11へ待機用油WOを供給する供給用パイプ16とで装置本体11及びタンク本体14を連結し、前記供給用パイプ16に送出ポンプ161を設けて構成される油温脱水処理装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大量の廃棄物を油中に投入しても、油温を降温させることのない油温脱水処理方法及び油温脱水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む廃棄物の脱水方法として、加熱された油中に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。この油温脱水処理方法は、加熱された油を貯留する装置本体から構成される油温脱水処理装置（クッカーと呼ばれる）を用い、加熱された油中に廃棄物を投入し、装置本体に内蔵した送り軸（撹拌羽根や送りスクリュー等）によって廃棄物を撹拌又は移送しながら水分を蒸散させる。脱水処理を終えた結果物は、水分に代わって油分を含むため、搾油処理を経て減容され、埋め立て処分されたり（無機廃棄物）、肥料や飼料に転用されたりする（有機廃棄物）。特許文献１及び特許文献２は、装置本体に設けたジャケットに上記を供給して貯留する油を加熱する油温脱水処理装置をそれぞれ開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平06-071298号公報
【特許文献２】特開平11-159959号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
油温脱水処理方法は、加熱された油中に廃棄物を投入して加熱し、水分を蒸散させて含水率（廃棄物又は結果物に含まれる水分の重量％）を低下させる。このとき、廃棄物が油温より低い常温であり、かつ投入量が多いと、油から廃棄物に奪われる熱量が大きくなり、油温を少なからず降温させていたので、従来の油温脱水処理方法では、油温が復帰する待ち時間が必要だった。ここで、油温が高いと降温の影響が大きくなり、また特許文献２に見られるように油温を低くすると、そもそも加熱及び保温手段が低温だから、油温が復帰する待ち時間が長くなる。いずれにしても、廃棄物の投入による油温の降温は、油温の変化が廃棄物中の脱水処理に影響を与え、含水率が不均一で品質的に程度の悪い結果物が得られる原因となっていた。そこで、装置本体に貯留する油の量を増やしたり、装置本体を加熱するジャケットの加熱性能を高めたりすることが考えられる。
【０００５】
しかし、装置本体に貯留する油の量を増やすためには、前記装置本体の大型化が必要になるが、前記装置本体の大型化は、装置本体の容積に対する表面積の割合を減少させ、通常装置本体の表面に設けられるジャケットの加熱性能を相対的に低下させることになり、かえって油を加熱しにくくなる問題を招く。また、装置本体の大きさを従来通りとしながらジャケットの加熱性能を高めたとしても、装置本体の表面を介して間接的に油を加熱することから、性能向上に限界があるほか、油に直接投入される廃棄物による油温の好悪案を避けることは、やはり難しい。
【０００６】
このほか、廃棄物を予め加温しておいたり、廃棄物の一度の投入量を少なくしたりすることが考えられる。しかし、廃棄物を予め加温しても油温に比べて低温であるから、やはり油温の降温が避けられない。仮に油温の降温を避ける程度に廃棄物を予め加温できるのであれば、それは脱水処理そのものにほかならない。また、廃棄物の一度の投入量を減らせば、油の降温は抑制できると考えられるが、これは単位時間あたりの廃棄物の処理量を減らすことになり、大量の廃棄物を迅速に脱水処理されることが望まれる現実的な廃棄物処理において採用しづらい。そこで、大量の廃棄物を油中に投入しても、油温を降温させることのない油温脱水処理方法及び油温脱水処理装置について検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
検討の結果開発したものが、加熱された油中に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法において、油温脱水処理装置の装置本体に貯留されて加熱及び保温され、廃棄物が投入される脱水用油と、前記装置本体外のタンク本体に貯留され、加熱及び保温される待機用油とを、連続的又は断続的に交換する油温脱水処理方法である。本発明の油温脱水処理方法は、装置本体外に設けたタンク本体に待機用油を貯留し、前記待機用油を加熱及び保温しておき、連続的又は断続的に脱水用油と交換する。これにより、まず廃棄物の脱水処理に供される油の総量を増やして十分な熱量を確保する。ここで、脱水用油及び待機用油は連続的又は断続的に交換されることから、実際は同じ油であるが、本発明は、装置本体に貯留されている段階の油を脱水用油、タンク本体に貯留されている段階の油を待機用油と呼んでいる。
【０００８】
そして、本発明の油温脱水処理方法は、廃棄物の投入により降温する脱水用油を再加熱するのではなく、直ちに高温の待機用油に交換することにより、廃棄物の投入による降温を抑制又は防止できる。廃棄物の投入以外による要因に基づく脱水用油の降温をも抑制又は防止する観点から、脱水用油と待機用油とを連続的に交換する、すなわち装置本体とタンク本体との間で脱水用油と待機用油とを循環させるとよい。しかし、廃棄物の投入による脱水用油の降温に着目すれば、廃棄物の投入により降温する脱水用油を回収し、回収した脱水用油に相当する待機用油を供給できればよいので、廃棄物を投入するタイミングに合わせて脱水用油と待機用油とを交換する、すなわち脱水用油と待機用油とを断続的に交換するようにしてもよい。
【０００９】
ここで、脱水用油は降温した部分を回収し、待機用油は油温が安定した部分を供給できることが望ましい。これから、具体的な油温脱水処理方法は、装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油を、タンク本体に貯留される待機用油の上層に供給し、タンク本体に貯留される下層の待機用油を、装置本体に貯留される脱水用油の下層に供給する。脱水用油のオーバーフローは、例えば装置本体に設けた回収経路により設定される液面高さを超えて発生するようにできる。脱水用油は、廃棄物が投入されて最初に接触する上層が一番降温する。そこで、廃棄物が投入されて最初に接触する上層の脱水用油を、待機用油の最も高温になる上層に回収し、早期に熱量を補給する。これにより、待機用油は上層で回収した脱水用油と熱交換され、脱水用油が混入しない下層は油温が相対的に安定する。そこで、油温の安定した下層の待機用油を、同様に油温が安定している脱水用油の下層に供給すれば、供給直後の待機用油が廃棄物の投入による降温の影響を避けることができる。
【００１０】
本発明に用いられる油温脱水処理装置は、装置本体に加熱された油を貯留し、前記装置本体に内蔵された送り軸により前記油中に投入される廃棄物を撹拌し、装置本体の排出口から排出するまでに水分を蒸散させる油温脱水処理装置において、脱水用油を貯留する装置本体外に待機用油を貯留するタンク本体を設け、装置本体からタンク本体へ脱水用油を回収する回収用パイプと、タンク本体から装置本体へ待機用油を供給する供給用パイプとで装置本体及びタンク本体を連結し、前記回収用パイプ又は供給用パイプの一方又は双方に送出ポンプを設けて構成される。送り軸は、捩じり角を備えた撹拌羽根や送りスクリューのほか、廃棄物の移送方向に延びる自転軸を有し、自転により廃棄物を撹拌しながら移動させる移送手段を含む。回収用パイプ及び供給用パイプは、１本以上であれば複数本あってもよいが、回収する脱水用油と供給する待機用油とを等量にするため、同径の回収用パイプ及び供給用パイプを同数にするとよい。また、回収用パイプは、タンク本体に廃棄物が混入しないようにフィルタを介在させるとよい。
【００１１】
装置本体は、従来同種の油温脱水処理装置と同じ構成でよい。これから、装置本体の加熱及び保温手段は、装置本体の表面にジャケットが設けられ、熱媒体としてスチーム又は加熱用油が用いられる。タンク本体は、廃棄物を投入及び排出しなくてもよく、装置本体から送り軸と排出口とを取り除いた構成となる。これから、タンク本体の加熱及び保温手段は、表面にジャケットが設けられ、熱媒体としてスチーム又は加熱用油が用いられる。このように、装置本体及びタンク本体の加熱及び保温手段の熱媒体は、共通のものが利用できるので、熱媒体を加熱する加熱源をも共有化できる。これから、スチーム又は加熱用油は、装置本体及びタンク本体それぞれに供給し、それぞれから排出させてもよいし（並列供給）、例えば装置本体からタンク本体へ順に供給及び排出させるようにしてもよい（直列供給）。
【００１２】
より具体的には、本発明の油温脱水処理装置は、供給用パイプに送出ポンプを設け、回収用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の上方に架設され、装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油をタンク本体に回収し、供給用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の下方に架設され、タンク本体から下層の待機用油を送出ポンプにより装置本体に供給する構成とする。オーバーフローになる脱水用油の液面高さは、装置本体に接続される回収用パイプの開口高さによって決定される。脱水用油は、供給用パイプの送出ポンプにより、待機用油がタンク本体から強制的に吸引され、装置本体へ供給されることによりオーバーフローし、回収用パイプを通じてタンク本体へ回収される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、油温脱水処理方法において、大量の廃棄物を脱水用油中に投入しても、前記脱水用油の油温を降温させない効果をもたらす。これにより、まず降温の影響を受けることなく高い油温の脱水用油を用いることができるようになる。また、油温が復帰する待ち時間が不要になるため、処理時間も短くなり、しかも正確に脱水処理に要する処理時間を計数できるようになる。こうして、本発明は、脱水用油の降温を避けることにより高温の脱水用油を利用できるようにし、また脱水処理に要する処理時間を短くかつ正確に制御できるようにして、高温の脱水用油で品質に優れた結果物が得られるようにする。このほか、本発明は、油温脱水処理装置における装置本体の大型化を避け、むしろジャケットの加熱媒体として油を用いた小型化を可能にしたり、従来に比べて一度に投入できる廃棄物の量を増やして、単位時間あたりの廃棄物の処理量を増やしたりする効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に基づく油温脱水処理装置の一例（本例）を用いた廃棄物処理ラインのブロック図である。
【図２】本例の油温脱水処理装置を正面側から見た縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明に基づく油温脱水処理装置１は、例えば図１及び図２に見られる廃棄物処理ラインに組み込まれて、廃棄物Ｗを脱水処理し、減容又は再資源化する。廃棄物Ｗは、直接油温脱水処理装置１に投入されてもよいが、通例、脱水処理に要する処理時間を短縮することを目的として廃棄物Ｗの表面積を増大するため、微細工程において、微細化されたり、油分の少ない廃棄物Ｗに補助油（廃棄物に対して30wt％〜40wt％）が追加投入されたりした後、予熱工程において、低温で加熱されながら撹拌、混練されて、スクリューコンベア等により、油温脱水処理装置１の装置本体11上部に設けられた廃棄物投入口117から前記装置本体11内に貯留された脱水用油DOに投入される。本例は、油温脱水処理装置１における脱水用油DOの加熱温度が120℃〜130℃（大気圧下）又は80℃〜85℃（減圧下）として、廃棄物Ｗの予熱温度が80℃（大気圧下での水分の沸点以下）である。
【００１６】
本例の油温脱水処理装置１は、装置本体11に内蔵された送りスクリューからなる上層送り軸12と撹拌羽根からなる下層送り軸13により、脱水用油DO中に投入される廃棄物Ｗを移送し、装置本体11の上層排出口121及び下層送り軸13から排出するまでに水分を蒸散させる構成である。本例は、上下二段の上層送り軸12及び下層送り軸13を構成することにより、含水率の違いにより浮沈する廃棄物Ｗ（正確には油に対する比重が１未満の廃棄物Ｗ（以下、軽い廃棄物Ｗ））の処理時間を異ならせようにしている。具体的には、上層送り軸12は比較的速い移送速度の上層移送経路を構成し、下層送り軸13は比較的遅い移送速度の下層移送経路を構成させる。これにより、含水率40％未満の軽い廃棄物Ｗは浮上して処理時間が相対的に短くなり、含水率40％以上の軽い廃棄物Ｗは沈降して処理時間が相対的に長くなり、含水率の低い軽い廃棄物Ｗの焦げ付きを抑え、結果物（製品）の含水率を一様にする（許容される一定範囲内に含水率が収める）ことができる。
【００１７】
こうして処理時間を異ならせた廃棄物Ｗは、それぞれ上層排出口121及び下層排出口131から排出され、前記上層排出口121及び下層排出口131それぞれに接続された上層取込口171及び下層取込口172から排出スクリュー（図示略）に取り込まれ、搾油装置（図示略）へ送り込まれて搾油され、結果物（製品）となる。このように、本発明が適用される廃棄物処理ラインは、基本的に従来の油温脱水処理による同種廃棄物処理ラインと変わりがなく、油温脱水処理装置１のみが相違する。これは、既存の廃棄物処理ラインの油温脱水処理装置を本発明のものと交換すれば、本発明の効用を享受できることを意味し、本発明の汎用性を表す。
【００１８】
本例の油温脱水処理装置１は、脱水用油DOを貯留する装置本体11と、待機用油WOを貯留するタンク本体14とから構成される。装置本体11とタンク本体14とは、それぞれの上層に設けた2個所（装置本体11では、上層移送経路における中流側上流寄り及び下流側）の回収用パイプ接続口112と回収用パイプ接続口142とを回収用パイプ15で接続し、またそれぞれの下層に設けた2個所（装置本体11では、下層移送経路における上流側及び中流側下流寄り）の供給用パイプ接続口113と供給用パイプ接続口143とを供給用パイプ16で接続している。回収用パイプ15は、タンク本体14に廃棄物Ｗが混入しないようにフィルタ151を介在させている。また、供給用パイプ16は、タンク本体14から待機用油WOを吸引し、装置本体11へと送り出す送出ポンプ161を設けている。フィルタ151や送出ポンプ161は逆の関係であってもよいし、回収用パイプ15及び供給用パイプ16両方にフィルタ151や送出ポンプ161を設けてもよい。
【００１９】
装置本体11は、表面にジャケット111が設けられ、ボイラー７からスチーム供給口114を通じて前記ジャケット111内へスチームが送り込まれ、貯留した脱水用油DOを加熱、保温する。タンク本体14も同様で、表面にジャケット141が設けられ、ボイラー７からスチーム供給口144を通じて前記ジャケット141内へスチームが送り込まれ、貯留した待機用油WOを加熱、保温する。このように、本例の装置本体11のジャケット111とタンク本体14のジャケット141とは、共通のボイラー７からスチームを供給されるようにしているが、それぞれへの供給量を異ならせることにより、待機用油WOが加熱用油DOより高温に加熱、保温されるようにしている。本例は、加熱用油DOを120℃〜150℃に加熱、保温し、待機用油WOを200℃に加熱、保温している。このように、待機用油WOの油温を加熱用油DOより相対的に高くすることで、待機用油WOを装置本体11へ供給した際、熱量を迅速に補充できる。
【００２０】
本例の油温脱水処理装置１は、装置本体11のジャケット111やタンク本体14のジャケット141に送り込んだスチームの余剰を逐次スチーム排出口115やスチーム排出口145からドレン槽８に排出し、前記ドレン槽８にドレン溜まりを作っている。ジャケット111（ジャケット141）内にドレン溜まりが形成されると、ジャケット111（ジャケット141）内の実質的な空間が減らされるばかりか、前記スチームによる加熱の及ばない部分が作られてしまう。これでは、ジャケット111（ジャケット141）全体にスチームを充満させて、脱水用油DO（待機用油WO）を十分に加熱できず、また装置本体11（タンク本体14）の表面に加熱される部位と加熱されない部位（冷却される部位）とが形成され、脱水用油DO（待機用油WO）を均一に加熱、保温できなくなる。本例は、別途設けたドレン槽８にドレン溜まりを作ることにより、ジャケット111,141全体にスチームを充満させて、加熱用油DO及び待機用油WOを十分かつ均一に加熱、保温できるようにしている。ドレン槽８のドレン溜まりは、レベルスイッチ81により貯留料が監視されており、一定量溜まるとボイラー７に戻され、再加熱後、スチームとして再び供給されるようにしている。
【００２１】
装置本体11において脱水処理により抽出され、蒸発した水分は、飛沫同伴現象により廃棄物Ｗ中の水溶性成分（例えば水溶性タンパク質）を若干含んでおり、そのまま凝縮して外部へ放流すると、環境汚染に繋がってしまう。そこで、装置本体11において脱水処理により抽出され、蒸発した水分は、装置本体11の上部に設けられた水分排出口116から取り出し、タンク本体14の下部に設けられた水分取入口147から待機用油WO中に取り込み、再蒸発させてから水分排出口146から再び取り出して、冷却装置（コンデンサ）６により凝縮した後、外部へ放流する。これにより、装置本体11において脱水処理により抽出された水分に含まれる廃棄物Ｗ中の水溶性成分をタンク本体14内の待機用油WOに溶解して水分だけを再蒸発させることにより、冷却装置６へ送り出せる。これは、廃棄物Ｗ中の水溶性成分を外部に出さない意味のほか、前記水溶性成分を回収する意味を有する。このため、本例のタンク本体14には、固化した水溶性成分を回収する廃棄物回収口149を底面に設けてある。回収された水溶性成分は、回収物に混ぜて出荷してもよいし、新たに脱水処理に供される廃棄物Ｗに混合されて再び脱水処理してもよい。
【００２２】
本発明の油温脱水処理装置１は、送出ポンプ161により、タンク本体14から供給用パイプ16を通じて待機用油WOを装置本体11へ供給すると加熱用油DOが増加し、液面高さOLが回収用パイプ接続口112を上回る加熱用油DOの増加分がオーバーフローとなり、前記オーバーフローした加熱用油DOが装置本体11から回収用パイプ15を通じてタンク本体14に回収される。すなわち、送出ポンプ161のみを作動させれば、タンク本体14から供給用パイプ16を通じて装置本体11に至り、そして装置本体11から回収用パイプ15を通じてタンク本体に戻る待機用油WO及び脱水用油DOの循環の流れが形成される。ここで、脱水用油DO及び待機用油WOは実質的に同じ油であるから、タンク本体14に設けた油補充口148から補充油を供給すれば、結果として、脱水用油DO及び待機用油WOを同時に補充できる。脱水用油DO及び待機用油WOは、経時的に酸化するから、定期的に全入れ替えすることが望ましい。
【００２３】
待機用油WOとの交換を促すオーバーフローは、装置本体11の回収用パイプ接続口112を装置本体11の側面に設けることで引き起こされる。これは、前記回収用パイプ接続口112の開口高さが、脱水用油DOの液面高さOLを決定することを意味する。本例は、前記回収用パイプ接続口112の開口高さを上層送り軸12の自転軸に揃えることにより、脱水用油DOの液面高さOLを上層送り軸12の自転軸に一致させている。既述したように、上層送り軸12は、脱水処理により含水率が低下し、浮上する廃棄物軽いＷを、上層排出口121に向けて移送する。これから、浮上する軽い廃棄物Ｗは液面に集中することから、脱水用油DOの液面高さOLを上層送り軸12の自転軸に一致させ、上層送り軸12による効率的な廃棄物Ｗの移送ができるように、回収用パイプ接続口112の開口高さを上層送り軸12の自転軸に揃えている。回収用パイプ接続口142の開口高さは、前記回収用パイプ接続口112と等しくし、回収用パイプ15を水平に架設して、待機用油WOの液面高さOLを脱水用油DOの液面高さOLと一致させている。これは、回収用パイプ15に高低差を設けることにより、オーバーフローした脱水用油DOがタンク本体14に流れていきにくくなることを避ける意味がある。
【００２４】
供給用パイプ接続口113は、回収用パイプ接続口112と比較して液面高さOLに対して直接関係しないので、開口高さを自由に設定できる。本例は、下層送り軸13の自転軸より僅かに低い位置に供給用パイプ接続口113の開口高さを設定している。そして、供給用パイプ接続口143の開口高さは、前記供給用パイプ接続口113と等しくし、供給用パイプ16を水平に架設している。これは、供給用パイプ16に高低差を設けることにより、送出ポンプ161に不要な負荷を掛けない意味がある。こうして、本例の油温脱水処理装置１は、装置本体11からオーバーフローする上層の脱水用油DOを、タンク本体14に貯留される待機用油WOの上層に供給し、タンク本体14に貯留される下層の待機用油WOを、装置本体11に貯留される脱水用油DOの下層に供給する。これにより、廃棄物Ｗが投入されて最初に接触する上層の脱水用油DOを、待機用油WOの最も高温になる上層に回収して、早期に熱量を補給でき、また油温の安定した下層の待機用油WOを、同様に油温が安定している脱水用油DOの下層に供給して、供給直後の待機用油WOが廃棄物Ｗの投入による降温の影響を避けることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 油温脱水処理装置
11 装置本体
12 上層送り軸（送りスクリュー）
13 下層送り軸（撹拌羽根）
14 タンク本体
15 回収用パイプ
16 供給用パイプ
６ 冷却装置
７ ボイラー
８ ドレン槽
Ｗ 廃棄物
DO 脱水用油
WO 待機用油
OL 液面高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大量の廃棄物を油中に投入しても、油温を降温させることのない油温脱水処理方法及び油温脱水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む廃棄物の脱水方法として、加熱された油中に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。この油温脱水処理方法は、加熱された油を貯留する装置本体から構成される油温脱水処理装置（クッカーと呼ばれる）を用い、加熱された油中に廃棄物を投入し、装置本体に内蔵した送り軸（撹拌羽根や送りスクリュー等）によって廃棄物を撹拌又は移送しながら水分を蒸散させる。脱水処理を終えた結果物は、水分に代わって油分を含むため、搾油処理を経て減容され、埋め立て処分されたり（無機廃棄物）、肥料や飼料に転用されたりする（有機廃棄物）。特許文献１及び特許文献２は、装置本体に設けたジャケットに上記を供給して貯留する油を加熱する油温脱水処理装置をそれぞれ開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平06-071298号公報
【特許文献２】特開平11-159959号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
油温脱水処理方法は、加熱された油中に廃棄物を投入して加熱し、水分を蒸散させて含水率（廃棄物又は結果物に含まれる水分の重量％）を低下させる。このとき、廃棄物が油温より低い常温であり、かつ投入量が多いと、油から廃棄物に奪われる熱量が大きくなり、油温を少なからず降温させていたので、従来の油温脱水処理方法では、油温が復帰する待ち時間が必要だった。ここで、油温が高いと降温の影響が大きくなり、また特許文献２に見られるように油温を低くすると、そもそも加熱及び保温手段が低温だから、油温が復帰する待ち時間が長くなる。いずれにしても、廃棄物の投入による油温の降温は、油温の変化が廃棄物中の脱水処理に影響を与え、含水率が不均一で品質的に程度の悪い結果物が得られる原因となっていた。そこで、装置本体に貯留する油の量を増やしたり、装置本体を加熱するジャケットの加熱性能を高めたりすることが考えられる。
【０００５】
しかし、装置本体に貯留する油の量を増やすためには、前記装置本体の大型化が必要になるが、前記装置本体の大型化は、装置本体の容積に対する表面積の割合を減少させ、通常装置本体の表面に設けられるジャケットの加熱性能を相対的に低下させることになり、かえって油を加熱しにくくなる問題を招く。また、装置本体の大きさを従来通りとしながらジャケットの加熱性能を高めたとしても、装置本体の表面を介して間接的に油を加熱することから、性能向上に限界があるほか、油に直接投入される廃棄物による油温の好悪案を避けることは、やはり難しい。
【０００６】
このほか、廃棄物を予め加温しておいたり、廃棄物の一度の投入量を少なくしたりすることが考えられる。しかし、廃棄物を予め加温しても油温に比べて低温であるから、やはり油温の降温が避けられない。仮に油温の降温を避ける程度に廃棄物を予め加温できるのであれば、それは脱水処理そのものにほかならない。また、廃棄物の一度の投入量を減らせば、油の降温は抑制できると考えられるが、これは単位時間あたりの廃棄物の処理量を減らすことになり、大量の廃棄物を迅速に脱水処理されることが望まれる現実的な廃棄物処理において採用しづらい。そこで、大量の廃棄物を油中に投入しても、油温を降温させることのない油温脱水処理方法及び油温脱水処理装置について検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
検討の結果開発したものが、加熱された油中に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法において、油温脱水処理装置の装置本体に貯留されて加熱及び保温され、廃棄物が投入される脱水用油と、前記装置本体外のタンク本体に貯留され、加熱及び保温される待機用油とを、連続的又は断続的に交換する油温脱水処理方法である。本発明の油温脱水処理方法は、装置本体外に設けたタンク本体に待機用油を貯留し、前記待機用油を加熱及び保温しておき、連続的又は断続的に脱水用油と交換する。これにより、まず廃棄物の脱水処理に供される油の総量を増やして十分な熱量を確保する。ここで、脱水用油及び待機用油は連続的又は断続的に交換されることから、実際は同じ油であるが、本発明は、装置本体に貯留されている段階の油を脱水用油、タンク本体に貯留されている段階の油を待機用油と呼んでいる。
【０００８】
そして、本発明の油温脱水処理方法は、廃棄物の投入により降温する脱水用油を再加熱するのではなく、直ちに高温の待機用油に交換することにより、廃棄物の投入による降温を抑制又は防止できる。廃棄物の投入以外による要因に基づく脱水用油の降温をも抑制又は防止する観点から、脱水用油と待機用油とを連続的に交換する、すなわち装置本体とタンク本体との間で脱水用油と待機用油とを循環させるとよい。しかし、廃棄物の投入による脱水用油の降温に着目すれば、廃棄物の投入により降温する脱水用油を回収し、回収した脱水用油に相当する待機用油を供給できればよいので、廃棄物を投入するタイミングに合わせて脱水用油と待機用油とを交換する、すなわち脱水用油と待機用油とを断続的に交換するようにしてもよい。
【０００９】
ここで、脱水用油は降温した部分を回収し、待機用油は油温が安定した部分を供給できることが望ましい。これから、具体的な油温脱水処理方法は、装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油を、タンク本体に貯留される待機用油の上層に供給し、タンク本体に貯留される下層の待機用油を、装置本体に貯留される脱水用油の下層に供給する。脱水用油のオーバーフローは、例えば装置本体に設けた回収経路により設定される液面高さを超えて発生するようにできる。脱水用油は、廃棄物が投入されて最初に接触する上層が一番降温する。そこで、廃棄物が投入されて最初に接触する上層の脱水用油を、待機用油の最も高温になる上層に回収し、早期に熱量を補給する。これにより、待機用油は上層で回収した脱水用油と熱交換され、脱水用油が混入しない下層は油温が相対的に安定する。そこで、油温の安定した下層の待機用油を、同様に油温が安定している脱水用油の下層に供給すれば、供給直後の待機用油が廃棄物の投入による降温の影響を避けることができる。
【００１０】
本発明に用いられる油温脱水処理装置は、装置本体に加熱された油を貯留し、前記装置本体に内蔵された送り軸により前記油中に投入される廃棄物を撹拌し、装置本体の排出口から排出するまでに水分を蒸散させる油温脱水処理装置において、脱水用油を貯留する装置本体外に待機用油を貯留するタンク本体を設け、装置本体からタンク本体へ脱水用油を回収する回収用パイプと、タンク本体から装置本体へ待機用油を供給する供給用パイプとで装置本体及びタンク本体を連結し、前記回収用パイプ又は供給用パイプの一方又は双方に送出ポンプを設けて構成される。送り軸は、捩じり角を備えた撹拌羽根や送りスクリューのほか、廃棄物の移送方向に延びる自転軸を有し、自転により廃棄物を撹拌しながら移動させる移送手段を含む。回収用パイプ及び供給用パイプは、１本以上であれば複数本あってもよいが、回収する脱水用油と供給する待機用油とを等量にするため、同径の回収用パイプ及び供給用パイプを同数にするとよい。また、回収用パイプは、タンク本体に廃棄物が混入しないようにフィルタを介在させるとよい。
【００１１】
装置本体は、従来同種の油温脱水処理装置と同じ構成でよい。これから、装置本体の加熱及び保温手段は、装置本体の表面にジャケットが設けられ、熱媒体としてスチーム又は加熱用油が用いられる。タンク本体は、廃棄物を投入及び排出しなくてもよく、装置本体から送り軸と排出口とを取り除いた構成となる。これから、タンク本体の加熱及び保温手段は、表面にジャケットが設けられ、熱媒体としてスチーム又は加熱用油が用いられる。このように、装置本体及びタンク本体の加熱及び保温手段の熱媒体は、共通のものが利用できるので、熱媒体を加熱する加熱源をも共有化できる。これから、スチーム又は加熱用油は、装置本体及びタンク本体それぞれに供給し、それぞれから排出させてもよいし（並列供給）、例えば装置本体からタンク本体へ順に供給及び排出させるようにしてもよい（直列供給）。
【００１２】
より具体的には、本発明の油温脱水処理装置は、供給用パイプに送出ポンプを設け、回収用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の上方に架設され、装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油をタンク本体に回収し、供給用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の下方に架設され、タンク本体から下層の待機用油を送出ポンプにより装置本体に供給する構成とする。オーバーフローになる脱水用油の液面高さは、装置本体に接続される回収用パイプの開口高さによって決定される。脱水用油は、供給用パイプの送出ポンプにより、待機用油がタンク本体から強制的に吸引され、装置本体へ供給されることによりオーバーフローし、回収用パイプを通じてタンク本体へ回収される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、油温脱水処理方法において、大量の廃棄物を脱水用油中に投入しても、前記脱水用油の油温を降温させない効果をもたらす。これにより、まず降温の影響を受けることなく高い油温の脱水用油を用いることができるようになる。また、油温が復帰する待ち時間が不要になるため、処理時間も短くなり、しかも正確に脱水処理に要する処理時間を計数できるようになる。こうして、本発明は、脱水用油の降温を避けることにより高温の脱水用油を利用できるようにし、また脱水処理に要する処理時間を短くかつ正確に制御できるようにして、高温の脱水用油で品質に優れた結果物が得られるようにする。このほか、本発明は、油温脱水処理装置における装置本体の大型化を避け、むしろジャケットの加熱媒体として油を用いた小型化を可能にしたり、従来に比べて一度に投入できる廃棄物の量を増やして、単位時間あたりの廃棄物の処理量を増やしたりする効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に基づく油温脱水処理装置の一例（本例）を用いた廃棄物処理ラインのブロック図である。
【図２】本例の油温脱水処理装置を正面側から見た縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明に基づく油温脱水処理装置１は、例えば図１及び図２に見られる廃棄物処理ラインに組み込まれて、廃棄物Ｗを脱水処理し、減容又は再資源化する。廃棄物Ｗは、直接油温脱水処理装置１に投入されてもよいが、通例、脱水処理に要する処理時間を短縮することを目的として廃棄物Ｗの表面積を増大するため、微細工程において、微細化されたり、油分の少ない廃棄物Ｗに補助油（廃棄物に対して30wt％〜40wt％）が追加投入されたりした後、予熱工程において、低温で加熱されながら撹拌、混練されて、スクリューコンベア等により、油温脱水処理装置１の装置本体11上部に設けられた廃棄物投入口117から前記装置本体11内に貯留された脱水用油DOに投入される。本例は、油温脱水処理装置１における脱水用油DOの加熱温度が120℃〜130℃（大気圧下）又は80℃〜85℃（減圧下）として、廃棄物Ｗの予熱温度が80℃（大気圧下での水分の沸点以下）である。
【００１６】
本例の油温脱水処理装置１は、装置本体11に内蔵された送りスクリューからなる上層送り軸12と撹拌羽根からなる下層送り軸13により、脱水用油DO中に投入される廃棄物Ｗを移送し、装置本体11の上層排出口121及び下層送り軸13から排出するまでに水分を蒸散させる構成である。本例は、上下二段の上層送り軸12及び下層送り軸13を構成することにより、含水率の違いにより浮沈する廃棄物Ｗ（正確には油に対する比重が１未満の廃棄物Ｗ（以下、軽い廃棄物Ｗ））の処理時間を異ならせようにしている。具体的には、上層送り軸12は比較的速い移送速度の上層移送経路を構成し、下層送り軸13は比較的遅い移送速度の下層移送経路を構成させる。これにより、含水率40％未満の軽い廃棄物Ｗは浮上して処理時間が相対的に短くなり、含水率40％以上の軽い廃棄物Ｗは沈降して処理時間が相対的に長くなり、含水率の低い軽い廃棄物Ｗの焦げ付きを抑え、結果物（製品）の含水率を一様にする（許容される一定範囲内に含水率が収める）ことができる。
【００１７】
こうして処理時間を異ならせた廃棄物Ｗは、それぞれ上層排出口121及び下層排出口131から排出され、前記上層排出口121及び下層排出口131それぞれに接続された上層取込口171及び下層取込口172から排出スクリュー（図示略）に取り込まれ、搾油装置（図示略）へ送り込まれて搾油され、結果物（製品）となる。このように、本発明が適用される廃棄物処理ラインは、基本的に従来の油温脱水処理による同種廃棄物処理ラインと変わりがなく、油温脱水処理装置１のみが相違する。これは、既存の廃棄物処理ラインの油温脱水処理装置を本発明のものと交換すれば、本発明の効用を享受できることを意味し、本発明の汎用性を表す。
【００１８】
本例の油温脱水処理装置１は、脱水用油DOを貯留する装置本体11と、待機用油WOを貯留するタンク本体14とから構成される。装置本体11とタンク本体14とは、それぞれの上層に設けた2個所（装置本体11では、上層移送経路における中流側上流寄り及び下流側）の回収用パイプ接続口112と回収用パイプ接続口142とを回収用パイプ15で接続し、またそれぞれの下層に設けた2個所（装置本体11では、下層移送経路における上流側及び中流側下流寄り）の供給用パイプ接続口113と供給用パイプ接続口143とを供給用パイプ16で接続している。回収用パイプ15は、タンク本体14に廃棄物Ｗが混入しないようにフィルタ151を介在させている。また、供給用パイプ16は、タンク本体14から待機用油WOを吸引し、装置本体11へと送り出す送出ポンプ161を設けている。フィルタ151や送出ポンプ161は逆の関係であってもよいし、回収用パイプ15及び供給用パイプ16両方にフィルタ151や送出ポンプ161を設けてもよい。
【００１９】
装置本体11は、表面にジャケット111が設けられ、ボイラー７からスチーム供給口114を通じて前記ジャケット111内へスチームが送り込まれ、貯留した脱水用油DOを加熱、保温する。タンク本体14も同様で、表面にジャケット141が設けられ、ボイラー７からスチーム供給口144を通じて前記ジャケット141内へスチームが送り込まれ、貯留した待機用油WOを加熱、保温する。このように、本例の装置本体11のジャケット111とタンク本体14のジャケット141とは、共通のボイラー７からスチームを供給されるようにしているが、それぞれへの供給量を異ならせることにより、待機用油WOが加熱用油DOより高温に加熱、保温されるようにしている。本例は、加熱用油DOを120℃〜150℃に加熱、保温し、待機用油WOを200℃に加熱、保温している。このように、待機用油WOの油温を加熱用油DOより相対的に高くすることで、待機用油WOを装置本体11へ供給した際、熱量を迅速に補充できる。
【００２０】
本例の油温脱水処理装置１は、装置本体11のジャケット111やタンク本体14のジャケット141に送り込んだスチームの余剰を逐次スチーム排出口115やスチーム排出口145からドレン槽８に排出し、前記ドレン槽８にドレン溜まりを作っている。ジャケット111（ジャケット141）内にドレン溜まりが形成されると、ジャケット111（ジャケット141）内の実質的な空間が減らされるばかりか、前記スチームによる加熱の及ばない部分が作られてしまう。これでは、ジャケット111（ジャケット141）全体にスチームを充満させて、脱水用油DO（待機用油WO）を十分に加熱できず、また装置本体11（タンク本体14）の表面に加熱される部位と加熱されない部位（冷却される部位）とが形成され、脱水用油DO（待機用油WO）を均一に加熱、保温できなくなる。本例は、別途設けたドレン槽８にドレン溜まりを作ることにより、ジャケット111,141全体にスチームを充満させて、加熱用油DO及び待機用油WOを十分かつ均一に加熱、保温できるようにしている。ドレン槽８のドレン溜まりは、レベルスイッチ81により貯留料が監視されており、一定量溜まるとボイラー７に戻され、再加熱後、スチームとして再び供給されるようにしている。
【００２１】
装置本体11において脱水処理により抽出され、蒸発した水分は、飛沫同伴現象により廃棄物Ｗ中の水溶性成分（例えば水溶性タンパク質）を若干含んでおり、そのまま凝縮して外部へ放流すると、環境汚染に繋がってしまう。そこで、装置本体11において脱水処理により抽出され、蒸発した水分は、装置本体11の上部に設けられた水分排出口116から取り出し、タンク本体14の下部に設けられた水分取入口147から待機用油WO中に取り込み、再蒸発させてから水分排出口146から再び取り出して、冷却装置（コンデンサ）６により凝縮した後、外部へ放流する。これにより、装置本体11において脱水処理により抽出された水分に含まれる廃棄物Ｗ中の水溶性成分をタンク本体14内の待機用油WOに溶解して水分だけを再蒸発させることにより、冷却装置６へ送り出せる。これは、廃棄物Ｗ中の水溶性成分を外部に出さない意味のほか、前記水溶性成分を回収する意味を有する。このため、本例のタンク本体14には、固化した水溶性成分を回収する廃棄物回収口149を底面に設けてある。回収された水溶性成分は、回収物に混ぜて出荷してもよいし、新たに脱水処理に供される廃棄物Ｗに混合されて再び脱水処理してもよい。
【００２２】
本発明の油温脱水処理装置１は、送出ポンプ161により、タンク本体14から供給用パイプ16を通じて待機用油WOを装置本体11へ供給すると加熱用油DOが増加し、液面高さOLが回収用パイプ接続口112を上回る加熱用油DOの増加分がオーバーフローとなり、前記オーバーフローした加熱用油DOが装置本体11から回収用パイプ15を通じてタンク本体14に回収される。すなわち、送出ポンプ161のみを作動させれば、タンク本体14から供給用パイプ16を通じて装置本体11に至り、そして装置本体11から回収用パイプ15を通じてタンク本体に戻る待機用油WO及び脱水用油DOの循環の流れが形成される。ここで、脱水用油DO及び待機用油WOは実質的に同じ油であるから、タンク本体14に設けた油補充口148から補充油を供給すれば、結果として、脱水用油DO及び待機用油WOを同時に補充できる。脱水用油DO及び待機用油WOは、経時的に酸化するから、定期的に全入れ替えすることが望ましい。
【００２３】
待機用油WOとの交換を促すオーバーフローは、装置本体11の回収用パイプ接続口112を装置本体11の側面に設けることで引き起こされる。これは、前記回収用パイプ接続口112の開口高さが、脱水用油DOの液面高さOLを決定することを意味する。本例は、前記回収用パイプ接続口112の開口高さを上層送り軸12の自転軸に揃えることにより、脱水用油DOの液面高さOLを上層送り軸12の自転軸に一致させている。既述したように、上層送り軸12は、脱水処理により含水率が低下し、浮上する廃棄物軽いＷを、上層排出口121に向けて移送する。これから、浮上する軽い廃棄物Ｗは液面に集中することから、脱水用油DOの液面高さOLを上層送り軸12の自転軸に一致させ、上層送り軸12による効率的な廃棄物Ｗの移送ができるように、回収用パイプ接続口112の開口高さを上層送り軸12の自転軸に揃えている。回収用パイプ接続口142の開口高さは、前記回収用パイプ接続口112と等しくし、回収用パイプ15を水平に架設して、待機用油WOの液面高さOLを脱水用油DOの液面高さOLと一致させている。これは、回収用パイプ15に高低差を設けることにより、オーバーフローした脱水用油DOがタンク本体14に流れていきにくくなることを避ける意味がある。
【００２４】
供給用パイプ接続口113は、回収用パイプ接続口112と比較して液面高さOLに対して直接関係しないので、開口高さを自由に設定できる。本例は、下層送り軸13の自転軸より僅かに低い位置に供給用パイプ接続口113の開口高さを設定している。そして、供給用パイプ接続口143の開口高さは、前記供給用パイプ接続口113と等しくし、供給用パイプ16を水平に架設している。これは、供給用パイプ16に高低差を設けることにより、送出ポンプ161に不要な負荷を掛けない意味がある。こうして、本例の油温脱水処理装置１は、装置本体11からオーバーフローする上層の脱水用油DOを、タンク本体14に貯留される待機用油WOの上層に供給し、タンク本体14に貯留される下層の待機用油WOを、装置本体11に貯留される脱水用油DOの下層に供給する。これにより、廃棄物Ｗが投入されて最初に接触する上層の脱水用油DOを、待機用油WOの最も高温になる上層に回収して、早期に熱量を補給でき、また油温の安定した下層の待機用油WOを、同様に油温が安定している脱水用油DOの下層に供給して、供給直後の待機用油WOが廃棄物Ｗの投入による降温の影響を避けることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 油温脱水処理装置
11 装置本体
12 上層送り軸（送りスクリュー）
13 下層送り軸（撹拌羽根）
14 タンク本体
15 回収用パイプ
16 供給用パイプ
６ 冷却装置
７ ボイラー
８ ドレン槽
Ｗ 廃棄物
DO 脱水用油
WO 待機用油
OL 液面高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された油中に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法において、
油温脱水処理装置の装置本体に貯留されて加熱及び保温され、廃棄物が投入される脱水用油と、前記装置本体外のタンク本体に貯留され、加熱及び保温される待機用油とを、連続的又は断続的に交換することを特徴とする油温脱水処理方法。
【請求項２】
装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油を、タンク本体に貯留される待機用油の上層に回収し、
タンク本体に貯留される下層の待機用油を、装置本体に貯留される脱水用油の下層に供給する請求項１記載の油温脱水処理方法。
【請求項３】
装置本体に加熱された油を貯留し、前記装置本体に内蔵された送り軸により前記油中に投入される廃棄物を撹拌し、装置本体の排出口から排出するまでに水分を蒸散させる油温脱水処理装置において、
脱水用油を貯留する装置本体外に待機用油を貯留するタンク本体を設け、
装置本体からタンク本体へ脱水用油を回収する回収用パイプと、
タンク本体から装置本体へ待機用油を供給する供給用パイプとで装置本体及びタンク本体を連結し、
前記回収用パイプ又は供給用パイプの一方又は双方に送出ポンプを設けて構成されることを特徴とする油温脱水処理装置。
【請求項４】
供給用パイプに送出ポンプを設け、
回収用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の上方に架設され、装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油をタンク本体に回収し、
供給用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の下方に架設され、タンク本体から下層の待機用油を送出ポンプにより装置本体に供給する請求項３記載の油温脱水処理装置。
【請求項１】
加熱された油中に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法において、
油温脱水処理装置の装置本体に貯留されて加熱及び保温され、廃棄物が投入される脱水用油と、前記装置本体外のタンク本体に貯留され、加熱及び保温される待機用油とを、連続的又は断続的に交換することを特徴とする油温脱水処理方法。
【請求項２】
装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油を、タンク本体に貯留される待機用油の上層に回収し、
タンク本体に貯留される下層の待機用油を、装置本体に貯留される脱水用油の下層に供給する請求項１記載の油温脱水処理方法。
【請求項３】
装置本体に加熱された油を貯留し、前記装置本体に内蔵された送り軸により前記油中に投入される廃棄物を撹拌し、装置本体の排出口から排出するまでに水分を蒸散させる油温脱水処理装置において、
脱水用油を貯留する装置本体外に待機用油を貯留するタンク本体を設け、
装置本体からタンク本体へ脱水用油を回収する回収用パイプと、
タンク本体から装置本体へ待機用油を供給する供給用パイプとで装置本体及びタンク本体を連結し、
前記回収用パイプ又は供給用パイプの一方又は双方に送出ポンプを設けて構成されることを特徴とする油温脱水処理装置。
【請求項４】
供給用パイプに送出ポンプを設け、
回収用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の上方に架設され、装置本体からオーバーフローする上層の脱水用油をタンク本体に回収し、
供給用パイプは、装置本体及びタンク本体双方の下方に架設され、タンク本体から下層の待機用油を送出ポンプにより装置本体に供給する請求項３記載の油温脱水処理装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−４１８９５（Ｐ２０１１−４１８９５Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１１１９（Ｐ２００９−１９１１１９）
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【出願人】（３０４０５６５７８）
【出願人】（５０９２３６１７３）
【出願人】（５０９２３５４８６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【出願人】（３０４０５６５７８）
【出願人】（５０９２３６１７３）
【出願人】（５０９２３５４８６）
【Ｆターム（参考）】
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