生ごみ処理装置
【課題】簡単な操作で、かつ効率的に生ごみを微細化して、しかも輸送配管などで生ごみのつまりが生じにくい生ごみ処理装置を提供する。
【解決手段】（１）生ごみを投入する投入口を有し、生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽と、（２）処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、（３）処理槽の投入口を閉じる蓋と、（４）処理槽の内部を加熱する加熱手段と、（５）処理槽の収容物を破砕する破砕手段とを少なくとも備える生ごみ処理装置。
【解決手段】（１）生ごみを投入する投入口を有し、生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽と、（２）処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、（３）処理槽の投入口を閉じる蓋と、（４）処理槽の内部を加熱する加熱手段と、（５）処理槽の収容物を破砕する破砕手段とを少なくとも備える生ごみ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭、飲食店、病院、学校、食品工場などから廃棄される生ごみを処理するための生ごみ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭や飲食店から出される、いわゆる生ごみには、各種食材の調理屑や食べ残し等に由来するデンプン、蛋白質、油脂類、繊維類（例えば、セルロース）などの有機物が含まれている。可燃ゴミとして分別される廃棄物のうち、特に生ごみは水分が多い。このため、生ごみを焼却するのに必要なエネルギー量が多くなる。
【０００３】
また、生ごみの水分は、燃焼温度を低下させ、ダイオキシンの発生を誘発する。このため、ごみ焼却施設から発生するダイオキシンによる環境汚染が問題となっている。さらには、焼却ごみの最終埋め立て処分場の不足、埋め立て地からのダイオキシンの流出等も問題となっている。
そこで、生ごみを、焼却処分せずに、乾燥減量化したり、微生物を利用して分解したり、破砕したりする技術への関心が高まっている。
【０００４】
例えば、生ごみを粉砕し、そこに水を加えて、粉砕後の生ごみをスラリー状の流動物として排水管に排出するディスポーザーが、各個人が処理後の生ごみを取り出す必要が殆どないため、特に注目されている。一般に、ディスポーザーには、ディスポーザーを作動させてから、厨芥を連続的に投入し、粉砕する連続式のものと、予めディスポーザー内部に厨芥を貯めておき、一度の操作で厨芥を粉砕するバッチ式のものとがある。
【０００５】
前記いずれの方式のディスポーザーにおいても、スラリー状の流動体による排水管の詰まり等を防止するために、ディスポーザーの作動中あるいはその作動前後に、そのディスポーザーに水を流す必要がある。
【０００６】
この水の流量は、ディスポーザーの大きさや作動方式によっても異なるが、ディスポーザーを適切に作動させるためには、約６〜１０リットル／分の流量が必要となる。そこで、粉砕後の生ごみが十分な流動性を有するのに十分な量の水を、自動的に供給して、粉砕後の生ごみの配管詰まりを防止することが提案されている(特許文献1参照)。また、配管に洗浄媒体を供給して、粉砕した生ごみの配管詰まりを防止することも提案されている(特許文献２参照)。
【０００７】
一方、オゾンや次亜塩素酸等の酸化剤の作用により、生ごみの分解を行う技術も提案されている。例えば、オゾンガスにより固液分離した生ごみの固形分を消臭するとともに、分離液中に含まれる有機物の一部を分解する方法が提案されている（特許文献３参照）。また、生ごみ等の還元性物質を、水ならびにハロゲン化物との共存下、１００℃以下にて電気分解した後、１００℃以上に加熱して、さらに電気分解を実施する方法も提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平８−２２４４９４号公報
【特許文献２】特開２００１−７９５１９号公報
【特許文献３】特開平５−２０８１８６号公報
【特許文献４】特開２０００−２２９２９４号公報
【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、特許文献１および２に記載される技術においては、生ごみの破砕そのものが困難である場合に、以下のような問題が生じる。
例えば、（１）生魚の皮、鳥の皮、イカの皮、メロンやスイカの皮、とうもろこしやたけのこなどの皮、枝豆のさや、とうもろこしやキャベツの芯、生のカボチャや大根などのような繊維質のもの、野菜などの大きな塊や芯は、粉砕処理しづらい。このため、これらは、数回に分けて投入したり、大きな塊を小さな塊に分割して投入したりする等の必要がある。よって、これらの処理には、手間がかかる。
（２）また、たくわん、鶏がら、魚の骨、ナスやピーマンなどのヘタ、スルメ、生のもち、ぶどうの枝、玉ねぎの皮等の処理には、時間を要する。
【０００９】
特許文献３に記載される技術において、酸化剤であるオゾンは、固形分を分解するためではなく、揮発性の臭気物質および分離液中に含まれる有機物の一部を分解するために用いられている。従って、固形分は別途排出する必要がある。特許文献３において、固形分は大きいままであるため、その固形分をそのまま流すと、配管詰まりのような問題が生じることとなる。
【００１０】
特許文献４に記載される技術は、電気分解の作用により、生ごみ中の有機物を二酸化炭素等へ完全に分解することを目的としている。有機物の完全分解には、膨大なエネルギーが必要となる。さらに、特許文献４では、有機物の存在下、高温で電気分解を実施することから電極の劣化が進行し、ランニングコストが増大する。一方で、下水道や生物処理槽が後段に配置されている場合には、有機物を完全に分解することは必要とされない。
【００１１】
そこで、本発明は、簡単な操作で、かつ効率的に生ごみを微細化して、しかも輸送配管などで生ごみのつまりが生じにくい生ごみ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、
（１）生ごみを投入する投入口を有し、生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽と、
（２）処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
（３）処理槽の投入口を閉じる蓋と、
（４）処理槽の内部を加熱する加熱手段と、
（５）処理槽内の収容物を破砕する破砕手段とを少なくとも備える生ごみ処理装置に関する。
なお、本発明において、生ごみとは、一般家庭やレストラン、食堂などで発生する食べ残し、調理くず等のことをいう。例えば、生ごみは、野菜、果物、肉、魚、穀物、飲料などを含む。このような生ごみは、デンプン、セルロースなどの多糖類、アルブミン、ケラチンなどの蛋白質、脂質、アミノ酸、糖類、有機酸、脂肪酸塩を栄養成分として含有する。また、そのような生ごみにおいて、一般に、有機物が約９７％を占め、塩などの無機物が残りの３％を占める。
また、本発明において、収容物とは、上記生ごみおよび酸化剤を含む混合物をいう。
【００１３】
上記生ごみ処理装置において、処理槽は、破砕前および破砕後の収容物を排出する排出口を備えることが好ましい。
【００１４】
上記生ごみ処理装置が、（６）処理槽から排出された収容物を収容する破砕槽をさらに備え、破砕手段が破砕槽の内部に設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記生ごみ処理装置において、破砕槽は、破砕後の収容物を排出する排出口を備えることが好ましい。
【００１６】
上記生ごみ処理装置は、処理槽の収容物の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段により得られる情報を用いて加熱手段を制御する加熱制御手段とをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
上記生ごみ処理装置は、酸化剤供給手段が電解質を含む水を電解して電解水を生成する電解水生成部を有し、電解水生成部は、電解質を含む水を収容する電解槽、電解槽に配置された陽極および陰極、ならびに陽極と陰極との間に通電するための通電装置を具備することが好ましい。
【００１８】
上記生ごみ処理装置において、電解質は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カルシウム、および臭化カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００１９】
上記生ごみ処理装置は、酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
上記生ごみ処理装置は、酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに有し、前記ｐＨ調整剤は、電解水生成部の陰極近傍で生成した陰極水を含むことが好ましい。
【００２１】
上記生ごみ処理装置は、処理槽の重量を検知する重量測定手段をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
上記生ごみ処理装置は、蓋の開閉状態を検知する開閉検知手段をさらに備え、開閉検知手段からの情報を用いて、加熱制御手段が加熱手段を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の生ごみ処理装置により、酸化剤とともに加熱されて生ごみが軟化され、その加熱後の生ごみが破砕される。これにより、生ごみの粒子径がより小さくなると共に、水への親和性が向上する。また、生ごみが高分子量物であっても、酸化剤の酸化作用により水への親和性が向上することにより、加熱された水によって容易に加水分解されるようになる。このため、生ごみの水への溶解、あるいは水への分散が容易となる。また、処理後の生ごみは、水への分散性が高いため、生ごみを水と共に排出した場合でも、生ごみの沈降堆積やそれに伴う配管の閉塞が起こりにくくなる。
さらに、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、従来では破砕困難だった生ごみをも容易に破砕することができる。このため、生ごみを数回に分けて投入したり、大きな塊を小さな塊に分割して投入したりする手間を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
まず、本発明の生ごみ処理装置について説明する。本発明の生ごみ処理装置は、生ごみの投入口を有し、生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽、処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段、処理槽に設けられた生ごみの投入口を閉じる蓋、処理槽の収容物を加熱する加熱手段、および生ごみを粉砕する破砕手段とを少なくとも備える。
【００２５】
処理槽は、生ごみおよび酸化剤を収容する。処理槽において、生ごみが酸化剤とともに加熱されて、生ごみが軟化される。
【００２６】
処理槽において、生ごみが酸化剤とともに加熱される。従って、処理槽は、加熱状態で、酸化剤により腐食されにくく、圧力上昇に対して十分な耐久性を有する材料で構成されることが好ましい。このような材料としては、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６）、ハステロイやインコネル等の耐熱性合金、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂が挙げられる。
なお、処理槽全体が上記のような材料で構成されてもよい。また、少なくとも、処理槽の生ごみおよび酸化剤が接触する内面が、上記のような材料で構成またはコーティングされていてもよい。
【００２７】
生ごみと酸化剤を加熱する際、加熱により発生する水蒸気やガス等が外部に逃げないように、処理槽は、その内部を密閉空間とすることができることが好ましい。例えば、処理槽に設けられた投入口を閉じることができる蓋を生ごみ処理装置に設けることにより、処理槽を密閉できる。このとき、処理槽内の生ごみおよび酸化剤を、特に１００℃以上で加熱する場合には、処理槽内の圧力が上昇する。このため、設けられる蓋は、高圧状態でも、処理槽を密閉できる耐圧性を有することが好ましい。
【００２８】
処理槽に設けられる投入口は、塊状の生ごみを投入できるように、できるだけ大きいことが好ましい。このため、投入口を閉じる蓋は、圧力鍋の蓋のような耐圧性の部材から構成されていることが好ましい。例えば、耐圧性の部材としては、処理槽と同様の材料により構成された蓋本体と、ステンレス合金やフッ素樹脂等の耐熱性の金属や樹脂からなるパッキンまたはＯリングとからなるものが挙げられる。
【００２９】
さらに、処理槽は、内部の蒸気を逃がすための圧力調整弁を有することが好ましい。これにより、異常なガス発生で、処理槽の内圧が上がりすぎた場合でも、その圧力を逃がし、処理槽の破裂等を防ぐことが可能となる。つまり、圧力調整弁を設けることにより、安全性を向上させることが可能となる。なお、この圧力調整弁の耐圧は、処理槽の強度が保障されるよりも小さい値、例えば数ＭＰａ以下に設定することが好ましい。
【００３０】
酸化剤供給手段は、処理槽に酸化剤を供給する。酸化剤供給手段としては、例えば、酸化剤を収容するタンクと、酸化剤を排出する弁とからなるものが挙げられる。
【００３１】
酸化剤は、酸化性物質を含む。酸化性物質としては、例えば、オゾン、過酸化水素、亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸、過マンガン酸イオン、塩素、重クロム酸イオン、酸素、二酸化塩素、次亜塩素酸イオンが挙げられる。亜ハロゲン酸としては、例えば、亜塩素酸、亜臭素酸、および亜ヨウ素酸が挙げられる。また、次亜ハロゲン酸としては、例えば、次亜塩素酸、次亜臭素酸、および次亜ヨウ素酸が挙げられる。また、酸化剤が、酸化性物質として、亜ハロゲン酸および次亜ハロゲン酸の少なくとも１種を含む場合、酸化力の強さから、亜ハロゲン酸としては、亜塩素酸または亜臭素酸が好ましく、次亜ハロゲン酸としては、次亜塩素酸または次亜臭素酸が好ましい。なお、酸化剤は、上記のような酸化性物質のうちの１種をのみを含んでいてもよいし、２種以上の酸化性物質を含んでいてもよい。
【００３２】
本発明において、上記のような酸化性物質を酸化剤としてそのまま使用してもよいし、上記酸化性物質を含む水を酸化剤として使用してもよい。
【００３３】
酸化性物質を含む水を酸化剤として用いる場合、その酸化剤は、例えば、酸化性物質を水に溶解するか、または酸化性物質を高濃度で含んだものを水に希釈することにより作製することができる。例えば、オゾン発生器により空気中に発生させたオゾンを水に投入したり、過酸化水素（保存の容易さから希釈したもの）や液体塩素を水に加えたり、亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム（高度さらし粉を含む）、過マンガン酸カリウム、または重クロム酸カリウムを水に加えることにより、酸化剤を含む水を作製することができる。また、亜塩素酸ナトリウムに塩酸を加えて二酸化塩素を生成させ、その二酸化塩素を水に溶解して得られた水溶液を、酸化剤として用いることもできる。
【００３４】
なお、上記のような酸化性物質には、第一類の危険物であるものが含まれる。このような酸化性物質は、危険物取扱者の免許を持った者が取り扱う必要があり、使用には注意を要する。
【００３５】
酸化剤は、処理槽に設けられた投入口から、酸化剤供給手段により処理槽内に供給してもよい。また、酸化剤供給手段と処理槽とを配管により接続し、その配管を通して、酸化剤を処理槽に供給してもよい。なお、酸化剤供給手段と処理槽とが配管により接続されている場合、酸化剤と生ごみの加熱時に処理槽内の圧力が外部に漏れないように、酸化剤供給手段は、例えば、酸化剤供給手段と配管との間に、処理槽を閉空間にすることができる開閉機構を備えることが好ましい。このような開閉機構としては、例えば、給湯器や化学プラントに使用される耐圧性の手動弁や電動弁を用いることができる。なお、その開閉機構は、酸化剤供給手段と処理槽とを繋ぐ配管の途中に設けられていてもよい。
【００３６】
さらに、酸化剤として、上記のような酸化性物質を含む電解水を用いることもできる。酸化性物質を含む電解水は、例えば、電気分解により酸化性物質を生成する電解質を溶解した水を電気分解することにより作製することができる。このような電解水は、上記酸化性物質を添加しなくとも、酸化性物質、例えば、次亜塩素酸、過酸化水素等を含有しているため、取り扱いが容易となる。このため、このような電解水は、本発明の生ごみ処理装置において使用する酸化剤として特に好ましい。
【００３７】
酸化性物質を含む電解水は、残留塩素を含む水道水のみを電気分解して作製することができる。電気分解される水にさらに電解質を溶解させることにより、電気分解をスムーズに行うことができる。電解質としては、例えば、ハロゲン塩、乳酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウムを使用することができる。これらのなかでも、電解水中の酸性物質の量を増加させることができるため、ハロゲン塩を電解質として用いることが特に好ましい。
【００３８】
ハロゲン塩を溶解させた水を電気分解すると、以下の式：
２Ｘ- → Ｘ2 ＋ ２ｅ- （１）
Ｘ2 ＋ Ｈ2Ｏ → ＨＸＯ ＋ ＨＸ （２）
に示されるように、陽極近傍にて、酸化性物質である塩素ならびに次亜ハロゲン酸が生成する。なお、上記式（１）および（２）において、Ｘは、Ｆ、ＣｌまたはＢｒである。
【００３９】
ハロゲン塩としては、塩化物、臭化物、またはフッ化物が挙げられる。これらのなかでも、イオンへの解離度が高く、取り扱いも容易であるため、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、臭化ナトリウム、臭化カリウムおよび臭化カルシウムが特に好ましい。
【００４０】
本発明の生ごみ処理装置において、酸化剤として電解水を使用する場合は、電解水を別途作製し、その電解水を酸化剤供給手段に供給してもよい。あるいは、酸化剤供給手段が、少なくとも電解水を生成する電解水生成部を備えていてもよい。
【００４１】
電解水生成部は、例えば、上記電解質および塩素を含む水を収容する電解槽と、その収容された水に少なくとも一部が接触するように電解槽に配置された陽極および陰極と、陽極と陰極との間に通電するための通電装置とから構成することができる。なお、陽極と陰極との間には、隔膜が設けられていてもよいし、設けられなくてもよい。
【００４２】
陽極と陰極との間に隔膜が設けられた電解槽を備える電解水生成部を用いる場合、例えば、電解質を含む水に接触させた２つの極板間に、直流電圧を通電装置により印加することにより、電解水を得ることができる。このとき、陽極の近傍にて得られる強酸性の陽極水、陰極側にて生成した強塩基性の陰極水、または陽極水に陰極水を適宜混合したものを酸化剤として用いることができる。
なお、例えば、塩化ナトリウムを溶解した水を電気分解すると、少なくとも陽極水には次亜塩素酸が含まれる。
【００４３】
また、陽極と陰極との間に隔膜を有さない電解槽を備える電解水生成部を用いる場合、陽極近傍と陰極近傍の電解水が混合されるので、弱酸性の電解水を得ることができる。なお、電解質を含む水に予め酸などを加えておくことにより、電解槽が隔膜を有さない電解水生成部を用いても、強酸性の電解水を得ることが可能となる。
【００４４】
以上のように、隔膜の有無、また電解質を含む水に含まれる電解質の種類等を変化させることにより、例えば、酸性電解水、弱酸性電解水、電解次亜水、アルカリ水を生成することができる。
【００４５】
電解水生成部を構成する電解槽は、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エボナイト等の樹脂、陶磁器等の材料から構成することができる。また、例えば、ゴム、合成樹脂等で高絶縁ライニングした鉄槽を電解槽として用いてもよい。
【００４６】
電極の材料としては、電気分解反応の用途で通常用いられる材料、例えば、表面に、ルテニウム、イリジウム、白金、パラジウム、ロジウム、錫若しくはこれらの酸化物又はフェライトを有する材料を用いることが好ましい。電極そのものが、上記のような材料で構成されていてもよいし、電極の基材の表面が、上記のような材料で被覆されていてもよい。また、電極の材料としては、上記金属元素を含む合金も好適に用いられる。このような合金としては、例えば、白金−イリジウム合金、ルテニウム−錫合金、ルテニウム−チタン合金が挙げられる。上記金属および合金は、耐食性に優れており、陽極として用いる場合には、優れた不溶性を示す。
【００４７】
また、塩素発生用の電極としては、電解水への不溶解性、逆電圧洗浄時の耐久性等が要求される。このような電極としては、特に、パラジウム、ルテニウム、または白金とイリジウムとの合金からなるものが好ましい。
【００４８】
なお、陰極は厳しい不溶性が要求されない。このため、陰極としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、チタン又はチタン合金、あるいはハステロイ、インコネル等のニッケル合金からなるものを用いることができる。
【００４９】
隔膜としては、例えば、素焼き板（多孔性焼結体）、陶磁器、金網、有孔金属板、ガラス繊維不織布、親水性高分子膜（ポリエステル不織布）、イオン交換膜、ポリプロピレン不織布、塩化ポリエチレン膜、ポリテトラフルオロエチレン膜、フッ化ビニリデン膜、ポリオレフィン系樹脂膜、フレミオン膜、代用としてゴム、プラスチック材からなるものを用いることができる。例えば、隔膜としては、ポリエステルまたはガラス繊維からなる不織布を、０．２〜２００μｍの孔径を有する親水性の樹脂皮膜で被覆したものを用いることができる。
【００５０】
通電装置としては、電気分解で一般的に用いられる装置を特に限定されることなく用いることができる。
【００５１】
電解水を処理槽等へ流すための配管は、例えば、硬質塩化ビニル樹脂からなる管等で構成することができる。
【００５２】
電気分解は、５〜５０Ｖの電圧、電極表面積あたり０．５〜６００Ａ／ｍ2の電流で行うことが好ましい。なお、電流密度が６００Ａ／ｍ2より大きい場合には、陽極の表面が剥離したり、陽極を構成する材料が溶出し易くなる。電流密度が０．５Ａ／ｍ2より小さい場合には、陽極の面積を大きくする必要があるため、電解水生成部の小型化が困難となる。
【００５３】
また、酸化水供給手段が電解水生成部を備える場合、本発明の生ごみ処理装置は、上記電解水生成部に水を供給するための水供給手段を備えることが好ましい。この水供給手段は、電気分解時に必要な量の水を、電解水生成部に供給できるものであればよい。このような水供給手段としては、例えば、電解水生成部において一度に使用する量以上の量の水を一時的に保持するタンクおよび弁から構成することができる。
または、電解水供給手段を、電磁弁を介して上水道に接続し、その電磁弁を開くことにより、電解水供給手段に水を供給してもよい。
【００５４】
酸化剤が、例えば、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオンおよび／または塩素を酸化性物質として含む場合、酸化剤の有効塩素濃度は、５０〜３０００ｐｐｍであることが好ましい。その中でも、生ごみの酸化がより効率的に進行するため、有効塩素濃度は５００〜３０００ｐｐｍであることがさらに好ましい。有効塩素濃度が、５０ｐｐｍ未満では酸化力が不十分となる。有効塩素濃度が３０００ｐｐｍを超えると酸化力は十分となるが、この酸化剤を収容する部分等の腐食が大きくなる。
なお、これらのことは、酸化剤が電解水である場合にも同様である。
【００５５】
生ごみを軟化する場合、酸化剤による酸化効果ができるだけ大きくなることが好ましい。例えば、酸化剤が酸化性物質として次亜塩素酸を含む場合、酸化剤のｐＨが３以上６．５以下になることが好ましい。これにより、次亜塩素酸イオン（プロトンが解離した形態）と比較して酸化力の強い次亜塩素酸（プロトンが解離していない形態）の存在が９割以上となるからである。
【００５６】
上記のような範囲に酸化剤のｐＨを調節するために、本発明の生ごみ処理装置は、酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段および酸化剤のｐＨを調整することができるｐＨ制御手段をさらに備えることが好ましい。なお、酸化剤のｐＨの調節は、酸化剤供給手段において行ってもよいし、処理槽において酸化剤が生ごみに接触した状態で行ってもよい。
【００５７】
上記ｐＨ測定手段としては、例えば、半導体式ｐＨセンサ（新電元工業（株）製）が挙げられる。また、ｐＨ制御手段は、酸化剤供給手段内または処理槽内の酸化剤のｐＨを３以上６．５以下に調整できるものであれば特に限定されない。ｐＨ制御手段としては、例えば、ｐＨ調整剤を収容するタンクおよびｐＨ調整剤を排出する弁からなるものが挙げられる。
ここで、ｐＨ調整剤としては、例えば、塩酸、硫酸等の鉱酸、酢酸、クエン酸等の有機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ、およびそれらの水溶液が挙げられる。
【００５８】
投入される生ごみの量とそのｐＨが予めわかっている場合には、添加する酸化剤のｐＨを調整するのみで、生ごみと混合した後の酸化剤のｐＨを調整することができる。この場合、酸化水供給手段がｐＨ測定手段およびｐＨ制御手段を備えることが好ましい。このとき、生ごみと混合した後の酸化剤が所定のｐＨとなるように、ｐＨ測定手段でｐＨを測定しながら、ｐＨ制御手段により、酸化剤供給手段内の酸化剤のｐＨが調節される。
【００５９】
また、酸化剤のｐＨの調整が、処理槽において、生ごみに接触した状態で行われる場合、生ごみに接触した状態で酸化剤のｐＨを実測することができるように、ｐＨ測定手段は、処理槽に設けられることが好ましい。これにより、生ごみと混合している酸化剤のｐＨが３以上６．５以下の範囲に入ることを確認しながら、上記ｐＨ制御手段により、酸化剤のｐＨを調整することが可能となる。
【００６０】
なお、酸化剤供給手段が電解水生成部を備えており、酸性の陽極水を酸化剤として使用する場合、塩基性の陰極水をｐＨ調整剤として使用することができる。このように陰極水をｐＨ調整剤として用いることは、ｐＨ調整剤を収容するタンク等を設ける必要がないため特に好ましい。
また、陽極水と陰極水とを所定の割合で混合することにより、酸化剤のｐＨを上記範囲に予め設定することも可能である。この場合、電解水生成部がｐＨ制御手段を兼ねるため、ｐＨ制御手段を改めて設ける必要はない。
【００６１】
処理槽内の生ごみは、酸化剤とともに加熱手段により加熱される。加熱手段としては、処理槽に収容された生ごみと酸化剤を加熱できる手段を、特に限定されることなく用いることができる。加熱手段としては、例えば、ジュール熱を用いた電気加熱装置、ガスや石油等の燃焼熱を用いた燃焼装置、ヒートポンプ、誘導加熱装置等が挙げられる。
なお、電気加熱装置のような接触加熱装置を加熱手段として用いる場合、加熱効率を高めるために、加熱手段を処理槽の内壁に設置したり、投げ込みヒータのようなコイル状の加熱手段を処理槽内部の収容物に直接接触させたりすることが好ましい。
【００６２】
また、処理後の生ごみを排出した後で、処理槽内に雑菌が繁殖しないように、酸化剤と加熱手段を用いて、処理槽内部を滅菌あるいは乾燥することもできる。
【００６３】
酸化剤と生ごみを含む収容物の加熱温度は、生ごみを構成する有機物が十分に軟化される温度、あるいは低分子化されて液化される温度に設定される。本発明において、その加熱温度は、１５０℃以下であることが好ましい。
加熱温度が１５０℃を超えると、生ごみを構成する有機物が低分子化されるとともに、その低分子化された成分の重合も起こり始め、タール等の高分子物が生じ易くなる。このため、生ごみの軟化あるいは低分子化が大きく進まなくなる。タールが生じると、タールが処理槽の内壁に付着し、メンテナンス性が悪くなる。また、高温ならびに高圧に対応した設備が必要となるため、安全性の面からも好ましくない。さらに、処理槽が法規制（労働安全衛生法ボイラー及び圧力容器安全規則）の対象となった場合、個別検査が義務付けられ、装置の量産化が事実上不可能となる。
【００６４】
よって、加熱温度を制御するために、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽内部の収容物の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段より得られる情報を用いて、加熱手段を制御する加熱制御手段を備えることが好ましい。このとき、加熱手段による加熱温度は、１５０℃以下に制御されることが好ましい。
【００６５】
温度測定手段は、処理槽の収容物の温度を測定することができ、かつ加熱時の耐圧性と化学的な耐久性を有することが好ましい。温度測定手段としては、例えば、表面がステンレス鋼で覆われた熱電対、クロメル−アルメル合金からなる熱電対、および白金合金からなる熱電対を用いることができる。また、断熱性を向上させて、加熱時のエネルギーロスを低減するために、熱電対の表面が、ガラスウールのような断熱材で覆われていることが好ましい。
加熱制御手段としては、例えば、サーモスタット、マイクロコンピュータ等を備えるデジタル温度コントローラ、または温度センサとリレーとを組み合わせた装置を使用することができる。
【００６６】
また、処理槽に設けられた投入口を塞ぐ蓋が閉じられた状態にないと、加熱手段を作動できないように制御するために、投入口の蓋の開閉状態を検知する開閉検知手段を備えることが好ましい。この開閉検知手段は、加熱制御手段に接続されている。開閉検知手段としては、例えば、蓋の荷重により作動するスイッチ、荷重センサ、圧力センサ、赤外線センサ、光センサが挙げられる。
このような開閉検知手段を設け、加熱手段の作動を制御することにより、加熱された生ごみおよび酸化剤、ならびに加熱により発生する水蒸気およびガスに、人が接触する機会が少なくなり、安全性を向上させることが可能となる。また、生ごみおよび酸化剤を、特に１００℃以上で加熱する場合、水や酸化剤が蒸発して、処理槽が空焚き状態になることを防ぐことができる。さらに、蓋が閉じられるとともに加熱手段が作動するように制御することにより、手動で加熱手段を作動させる手間を省くことができる。
【００６７】
低温、特に１００℃未満の温度において、生ごみの軟化または低分子化を効果的に進行させるためには、酸化剤を生ごみに十分に作用させて、疎水性の有機物の水への親和性を高める必要がある。したがって、加熱温度を５０℃以上１００℃未満の加熱温度で生ごみを加熱する場合には、有効塩素濃度が５００ｐｐｍ以上かつｐＨ３以上６．５以下に調整された酸化剤を用いることが好ましい。また、このとき、酸化剤と生ごみの合計重量のうちの生ごみの割合（以下、生ごみの重量比率ともいう）が６０％以下となるように、酸化剤を添加することが好ましい。
上記条件にて、生ごみを加熱することにより、例えば、酸化剤が次亜塩素酸を酸化性物質として含む場合、生ごみ中の有機物に対し、十分な量の次亜塩素酸が特に酸化力の強い形態（プロトンが解離していない形態）にて作用する。このため、生ごみが、例えば、疎水性の強いセルロースのような高分子有機物を含んでいたとしても、水への親和性が向上し、生ごみは加水分解を受けやすい状態に変性される。この結果、従来、生ごみの加水分解速度が遅かった５０℃以上１００℃未満の温度領域においても、生ごみが加水分解され、数時間以内に、生ごみを軟化させることが可能となる。
【００６８】
また、加熱温度を１００℃未満に設定することにより、処理槽の耐熱性ならびに耐圧性の要求仕様が大きく緩和される。このため、生ごみ処理装置を安価に構成することが可能となる。
【００６９】
上記のように、生ごみの重量比率が６０％以下となるように、酸化剤を処理槽へ投入するためには、生ごみ自体の投入重量と、酸化剤の投入重量を測定する必要がある。そのため、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽の重量を測定する重量測定手段を備えることが好ましい。重量測定手段としては、例えば、ロードセルが挙げられる。
【００７０】
生ごみの重量比率が６０％以下となるように、酸化剤を処理槽に投入する場合、重量測定手段は以下のようにして用いることができる。
例えば、まず、ユーザが重量測定手段を用いて、投入した生ごみの重量（生ごみを投入後の処理槽の重量と、空の状態における処理槽の重量の差）を測定する。その後、酸化剤供給手段により酸化剤を処理槽に投入する。生ごみの重量比率が、例えば、６０％となったときに、酸化剤の投入が停止される。
なお、上記開閉検知手段により処理槽の投入口の蓋が閉められたことを検知したのちに、生ごみの重量を重量測定手段により測定してもよい。
【００７１】
加熱後の収容物に含まれる軟化した生ごみは、破砕手段によって、破砕される。これにより、生ごみの粒径がさらに小さくされる。
破砕手段としては、例えば、カッターミル、チェーンミル等のミルや、ヘンシェルミキサー等の回転刃または回転翼を有するミキサー類、ならびに金属粒子、樹脂粒子またはガラス粒子のようなメディアと混合し、振動や回転を与えて、生ごみを粉砕するボールミルやシェーカー類が挙げられる。なお、回転刃や回転翼の形状や大きさ、その回転数、および回転時間は、生ごみの種類、量などにより、適宜変更される。
【００７２】
本発明の生ごみ処理装置において、破砕手段は、例えば、処理槽の内部に設置することができる。
【００７３】
生ごみを加熱手段により加熱する前に、この破砕手段を作動させ、生ごみの粗破砕を実施することができる。この粗破砕の工程により、生ごみの軟化をより短時間に行うことが可能となる。
【００７４】
また、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽とは別に破砕槽を備え、その破砕槽に破砕手段が配置されることが好ましい。この場合、処理槽において、生ごみが加熱され、破砕槽において、軟化された生ごみが破砕される。
【００７５】
処理槽とは別に破砕槽を設けることにより、破砕手段が加熱を受けないようにすることができる。このため、破砕手段を構成する材料について、耐熱性と化学的な耐久性の両立を図る必要がなく、イニシャルコストを低減できる。さらには、破砕手段のヒートショックによる劣化を抑制することができる。
【００７６】
破砕槽を構成する材料としては、処理槽を構成するのと同様の材料の他に、例えば、処理槽を構成する上記材料より耐熱性は劣るが、優れた化学的耐久性を有するポリエチレン、ポリプロピレン、硬質塩化ビニル樹脂のような樹脂を使用することができる。
【００７７】
処理槽から破砕槽への収容物の排出は、例えば、処理槽と破砕槽の間に設置された排出弁を用いて行うことができる。生ごみが処理槽において加熱されているときには、排出弁を閉じておく。処理槽での加熱が終了した後に、排出弁を開放することにより、軟化した生ごみを含む収容物を破砕槽に排出することができる。なお、排出弁の開閉は手動で行ってもよいし、処理槽における加熱の終了後に自動的に行われるようにしてもよい。
【００７８】
また、本発明の生ごみ処理装置において、処理槽に、または破砕槽が設けられている場合にはその破砕槽に、排出口を設けることが好ましい。この排出口により、破砕後の収容物を、生ごみ処理装置をひっくり返すことなく、外部に排出することが可能となる。ここで、処理槽または破砕槽に設けられる排出口は、加熱時の処理槽の内圧に耐えることができ、開閉可能であることが好ましい。排出口の開閉は、生ごみの破砕の終了後に、手動で行ってもよいし、自動で行われるようにしてもよい。
また、この排出口は、下水配管等を含む外部排水管へ直結させてもよい。
なお、破砕後の収容物は、生ごみ処理装置をひっくり返して、処理槽に設けられた生ごみの投入口から取り出してもよい。
【００７９】
例えば、破砕後の収容物を排出口から外部排水管に排出する場合、破砕後の収容物が排出されやすいように、処理槽の内部と外部とを連通するための、耐圧性の手動弁または電動弁を処理槽に設けることが好ましい。なお、大量の液体が処理槽の内部に導入された場合でも、外部との連通を確保するために、耐圧性の手動弁または電動弁は、処理槽の上部に配置することが好ましい。
【００８０】
また、生ごみ処理装置が破砕槽をさらに備える場合には、その手動弁または電動弁は、処理槽または破砕槽のいずれかに設ければよい。なお、手動弁または電動弁が処理槽に設けられた場合、処理槽と破砕槽との間に設けられた外部排出弁を開く必要がある。
【００８１】
また、上記投入口を開くことにより処理槽の内部と外部とを連通させたのち、破砕後の収容物を排出口から排出してもよい。
【００８２】
さらに、処理槽および破砕槽の内部の底部が、排出口に向かって低くなるように傾斜していることが好ましい。これにより、処理槽または破砕槽に設けられた排出口に、破砕後の収容物が流れ込みやすくすることができる。
【００８３】
また、処理槽または破砕槽の排水口に外部排水管が接続されている場合、例えば、排水口と外部排水管との間に、分級手段を配置することが好ましい。この分級手段としては、所定の粒径以下の生ごみを通過させることのできるものを、特に限定することなく用いることができる。
このような分級手段を配置することにより、粉砕が不十分な生ごみが外部排水管に詰まり、その外部排水管を塞がないようにすることができる。また、分級手段は、処理槽または破砕槽の下部に設けてもよい。
なお、分級手段を通過できなかった生ごみは、次回の生ごみが投入されたときに、再度処理されて、徐々に細かくされる。
【００８４】
分級手段としては、例えば、フィルタや網等のメッシュ状部材や、貫通孔を有する板状部材を使用することができる。分級手段を構成する材料としては、処理槽と同様の材料を使用することができる。
分級手段が破砕槽の排出口と外部排水管との間に配置される場合、破砕槽は加熱されることがない。このため、分級手段を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンのような、耐熱性は高くないが化学的耐久性が高い樹脂を使用することができる。
【００８５】
破砕後の収容物は、例えば、外部排水管に、処理槽内に一定量の水を貯蔵し、かつ前記一定量を超えた水を排出する機構（トラップ）を設けることにより、処理槽または破砕槽から排出することができる。
【００８６】
また、分級手段と外部排水管の間に外部排出弁を設け、破砕手段による破砕の終了を検知した後に、この外部排出弁を開放することによって、処理槽または破砕槽の収容物を排出してもよい。なお、この外部排出弁の開放は、手動で行ってもよいし、破砕の終了を検知する検知手段を用いて自動で行われるようにしてもよい。
【００８７】
破砕の終了を検知する検知手段としては、破砕手段が例えばモータによる回転式のものであれば、回転速度または回転数を検出するセンサを用いることができる。あるいは、破砕の開始から所定時間をカウントした後、自動的に破砕手段を停止させ、外部排出弁を開放するようにしてもよい。
【００８８】
上記のように、生ごみを酸性の酸化剤を用いて処理することが好ましい。この場合、加熱後の収容物は、強酸性になっていることが多い。従って、破砕後の収容物を処理槽から外部に排出する前に、あるいは加熱後の収容物を処理槽から破砕槽に排出する前に中和することが好ましい。よって、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽の収容物を中性付近に中和することができる中和手段を備えることが好ましい。
【００８９】
生ごみ処理装置が処理槽および破砕槽の両方を備える場合、収容物の中和を、破砕槽内にて実施することも考えられる。しかしながら、破砕槽および破砕手段の劣化を抑制するために、加熱後の収容物を処理槽において予め中和し、中和された収容物を破砕槽に排出することが好ましい。
なお、破砕後の収容物を、別のところにため、そこで中和してもよい。
【００９０】
中和手段としては、破砕後または加熱後の収容物を中性付近に中和できるものを、特に限定されることなく用いることができる。例えば、中和手段としては、例えば、中和剤を収容するタンクとその中和剤の供給を制御する弁からなる装置が挙げられる。ここで、中和剤としては、例えば、チオ硫酸ナトリウム、苛性ソーダ、アンモニア水、消石灰を用いることができる。
【００９１】
また、本発明の生ごみ処理装置が陽極水と陰極水を分離して取り出せる電解水生成部を備える場合には、酸性の陽極水と塩基性の陰極水の両方を生成することができるため、それらの電解水を、酸化剤のｐＨの調整、ならびに処理槽または破砕槽の収容物を中和するための中和剤として使用することができる。なお、電解水を作製したときに、陰極水が残った場合は、これを一時的に保持して、収容物の中和に使用することもできる。
【００９２】
また、収容物の上記中和手段による中和は、処理槽に配置されたｐＨ測定手段を用いて、その収容物のｐＨを実測しながら行うことが好ましい。ｐＨ測定手段は、ｐＨを測定できるものであれば、特に限定されることなく用いることができる。このようなｐＨ測定手段として、例えば、ｐＨセンサが挙げられる。
【００９３】
例えば、破砕後の収容物を下水道へ流入する場合は、中和手段とｐＨ測定手段を用いて、その収容物のｐＨを、下水道への流入基準であるｐＨ５．６〜８．６に調整することが好ましい。
【００９４】
また、破砕後の収容物は、その温度が所定の温度以下に下がった後に、排出口を介して処理槽または破砕槽から外部に排出することが好ましい。よって、例えば、温度測定手段を用いて、その収容物の温度を測定し、その温度が所定の温度以下に下がったことを確認することが好ましい。なお、この場合、温度測定手段は、処理槽に、または破砕槽が設けられている場合には破砕槽に配置されることが好ましい。なお、温度測定手段は、上記と同様なものを用いることができる。
【００９５】
下水道への流入水の温度基準は４５℃未満である。このため、破砕後の収容物の温度が４５℃未満になったことを、温度測定手段により確認した後、その収容物を下水道に排出することが好ましい。
【００９６】
上記のように、下水道への排出時に、収容物の温度は４５℃未満であるため、排出口から下水道への配管として、例えば、風呂周りで活用している硬質塩化ビニル樹脂からなる管または塩化ビニル樹脂ライニング鋼管を使用できる。これにより、本発明の生ごみ処理装置を安価に構成することができる。
【００９７】
なお、破砕後の収容物の温度は、所定時間の間、自然放冷を行うことにより、低下させてもよい。あるいは、例えば、冷却ファン、ヒートポンプ、ペルチェ素子のような冷却手段を利用して、破砕後の収容物を強制的に冷却してもよい。
【００９８】
また、本発明の生ごみ処理装置が、隔膜を用いた電解水生成部を備える場合には、収容物を排出した後の処理槽または破砕槽に陰極水を供給し、処理槽または破砕槽を洗浄してもよい。この槽洗浄工程を実施することにより、残存する収容物に起因する臭気、ぬめり等の発生を抑制することが可能となる。
【００９９】
破砕後の収容物を、さらに生物処理に供してもよい。このとき、その収容物は、ｐＨおよび温度を調整して、例えば、生物処理槽に移送されることが好ましい。このように、破砕後の収容物のｐＨおよび温度を調節することにより、例えば、生物処理槽の微生物が、死滅することを防止することできる。なお、この場合にも、中和手段ならびに冷却手段としては、上記のものを使用することができる。
【０１００】
破砕後の収容物は、液肥に利用することもできる。この場合にも、生物処理を行う場合と同様、破砕後の収容物は、ｐＨおよび温度を調節することが好ましい。
【０１０１】
なお、破砕後の収容物を生物処理に供する場合、あるいは破砕後の収容物を液肥として利用する場合は、破砕後の収容物を活性炭のような還元剤と接触させて、残存する未反応の酸化剤を除去することが特に好ましい。
【０１０２】
次に、本発明の生ごみ処理装置を用いた生ごみの処理方法について説明する。
まず、生ごみは、処理槽において、加熱手段により酸化剤とともに加熱されて、軟化される。次いで、その加熱後の生ごみが、破砕手段により破砕される。ここで、軟化とは、生ごみの硬度、あるいは引っ張り強度、曲げ強度等が低下するともに、生ごみを構成する不溶性の有機物の分子量が低下し、水に膨潤した状態となることをいう。
【０１０３】
生ごみを酸化剤とともに加熱することにより、生ごみを構成する有機物に、例えば、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基のような親水性官能基が導入され、この結果、生ごみの水への親和性が向上する。ここで、高分子量の疎水性有機物を含む生ごみであっても、酸化剤の酸化作用によって水への親和性が向上した状態で加熱することにより、その生ごみは、容易に加水分解されるようになる。このような加水分解反応により生ごみは低分子化され、一部の成分が水に溶けたり、ゲル状になったりして粒径が小さくなる。
【０１０４】
生ごみの水への親和性の向上および粒径の低下により、生ごみと水の混合物の固液分離性が低下し、生ごみが水に分散した状態が安定化する。すなわち、加熱後の生ごみは、加熱前の生ごみと比較して、沈降したり、装置の底部に堆積したりしにくい状態となる。しかしながら、粒径の大きい生ごみは、沈降する傾向にあるので、そのような粒径の大きな生ごみを破砕手段により破砕する。
【０１０５】
このように、生ごみを酸化剤とともに加熱して軟化させたのちに、加熱後の生ごみを破砕することにより、破砕工程が容易になるとともに、破砕により生ごみの粒径をより小さくすることができる。
【０１０６】
以上のように、本発明の生ごみ処理装置においては、生ごみと酸化剤を加熱して軟化し、その後、加熱後の生ごみを破砕することに特徴がある。これにより、例えば、野菜の大きな塊や芯、あるいは繊維質の野菜のような、従来のディスポーザーでは破砕が困難であるものでも、投入回数を複数に分けたり、投入前に分割したりせずに、処理することが可能となる。
【０１０７】
また、生ごみを粗破砕したのちに、その粗破砕後の生ごみを、上記加熱工程および破砕工程に供してもよい。この方法では、最初に、生ごみを粗破砕して、小さくするので、上記酸化剤とともに加熱したときの酸化が容易となる。したがって、短時間のうちに、生ごみを軟化（液化または低分子化）することができる。
また、生ごみを酸化剤とともに加熱する工程と破砕工程とを同時に行ってもよい。
【０１０８】
なお、加熱温度は、上記のように、５０℃以上１５０℃以下とすることが好ましい。
また、酸化剤のｐＨは３以上６．５以下であることが好ましく、酸化剤の有効塩素濃度は、５０〜３０００ｐｐｍであることが好ましい。
特に、生ごみを低温（特に、５０℃以上１００℃未満）で加熱する場合、有効塩素濃度が５００ｐｐｍ以上で、かつｐＨが３以上６．５以下である酸化剤を用いることが好ましい。また、この場合、生ごみの重量比率は６０％以下であることが好ましい。
なお、加熱時間は、酸化剤に含まれる酸化性物質の種類、酸化剤の有効塩素濃度等に依存して、適宜変更される。
【０１０９】
以上のように、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、生ごみの水への親和性が高くなり、生ごみの水への溶解性が高くなるとともに、生ごみの水への分散安定性が高くなる。このため、水を媒体として生ごみを排出する場合でも、配管内での生ごみの沈降堆積やこれに伴う配管の閉塞が起こりにくくすることができる。
【０１１０】
以下、図面を参照しながら、本発明について具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１に、本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理装置を示す。
図１の生ごみ処理装置１は、生ごみ（図示せず）と酸化剤２とを収容する処理槽３、処理槽３に酸化剤２を供給するための酸化剤供給手段４、処理槽３内の生ごみを酸化剤２と共に加熱するための加熱手段５、および処理槽３内部に収容された生ごみを破砕するための破砕手段である回転刃６を具備する。
処理槽３の上部には、投入口７が設けられている。投入口７は、蓋（図示せず）によって、閉じることができる。投入口７を閉じるための蓋は、圧力鍋の蓋のような耐圧構造になっており、加熱時に発生するガスが処理槽３の外部に漏れないように、処理槽３を密閉している。
【０１１１】
処理槽３の底部には、排出口が設けられている。本実施形態においては、排出口と外部排水管８は外部排出弁９により接続されている。外部排出弁９は耐圧性であり、生ごみおよび酸化剤の加熱時に発生するガスが、処理槽３の外部に漏れないように密閉する役割を有している。
なお、処理槽３の排出口の構成としては、図１に示されるような構成以外にも、外部排水管８に、処理槽３内に一定量の水を貯蔵しかつ前記一定量を超えた水を排出する機構を持たせる構成としてもよい。この点については以下の実施形態についても同様である。
【０１１２】
また、図１の生ごみ処理装置１において、処理槽３の投入口７は、例えば、シンク面１０のシンク排水口に位置するよう取り付けられる。
【０１１３】
次に、生ごみ処理装置１の作動方法について、以下に順を追って説明する。
【０１１４】
まず、外部排出弁９を閉じ、投入口７から処理槽３内に、生ごみを投入する。その後、酸化剤供給手段４より酸化剤２を処理槽３の内部に投入し、生ごみと酸化剤２とを接触させる。なお、酸化剤供給手段４は弁１１を備えており、弁１１を開閉することにより、酸化剤２が処理槽３に供給される。
【０１１５】
酸化剤供給手段４は、例えば、生ごみの処理ごとに、酸化剤２を自動的に供給するように設定することができる。これにより、ユーザが処理ごとに酸化剤２を処理槽３に供給する手間を省くことができる。
また、酸化剤供給手段４の容量を大きくすることにより、ユーザが、酸化剤２を調製する頻度を低減させることも可能となる。なお、酸化剤２は、生ごみよりも前に投入してもよい。また、投入される酸化剤の量は、生ごみの量に応じて適宜変更される。これらのことは、以下の実施形態においても、同様である。
【０１１６】
続いて、投入口７を蓋で閉じる。次いで、加熱手段５により、処理槽内の収容物を加熱する。このとき、処理槽３に収容された生ごみの温度が、処理槽３に設けられた温度測定手段１３により測定される。電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）により加熱手段５が制御されて、加熱温度が所定の温度に保持される。
なお、蓋が閉じられたことを開閉検知手段（図示せず）を備える場合には、開閉検知手段が、蓋が閉じられたことを検知した後、開閉検知手段からの情報により、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）が加熱手段５を制御するようにしてもよい。
【０１１７】
所定の時間、加熱した後、加熱手段５を停止して、加熱を終了する。次いで、処理槽３の内部に設置された回転刃６をモータ１４によって回転させて、軟化された生ごみが破砕される。本実施形態において、モータ１４も電装部１２により制御されている。この点については、以下の実施形態についても同様である。
【０１１８】
所定の時間が経過した後、あるいは回転刃６の回転速度または回転数が所定の値に到達した後、回転刃６を停止して、生ごみの破砕を終了する。破砕後の生ごみは、その温度が十分に低下した後、外部排出弁９を開放することにより、酸化剤２とともに外部排水管８を通して、例えば、下水道のような外部に排出される。このとき、処理槽の収容物が排出されやすいように、投入口７を閉じる蓋を開けて、外部と処理槽３の内部を連通させることが好ましい。
【０１１９】
なお、本実施形態においては、回転刃６による生ごみの破砕は、加熱による軟化の終了後に行っている。生ごみを粗破砕したのち、その粗破砕した生ごみを加熱工程および破砕工程に供してもよい。また、生ごみを加熱しながら、同時に回転刃６を回転させて、生ごみを破砕してもよい。
【０１２０】
（実施の形態２）
図２に、本発明の別の実施形態にかかる生ごみ処理装置を示す。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。このことは、以下の実施の形態においても同様である。
【０１２１】
図２の生ごみ処理装置２０は、処理槽３に接続された破砕槽２１、および処理槽３と破砕槽２１との間に配置された排出弁２２をさらに備える。本実施形態において、破砕手段である回転刃６は、破砕槽２１内に設置されている。
【０１２２】
本実施形態において、生ごみの処理は、基本的には、上記実施の形態１と同様に行うことができる。
【０１２３】
まず、排出弁２２を閉じ、投入口７から処理槽３内に、生ごみを投入する。その後、酸化剤供給手段４より酸化剤２を処理槽３の内部に投入し、生ごみと酸化剤２とを接触させる。
【０１２４】
続いて、投入口７を蓋で閉じる。開閉検知手段（図示せず）を備える場合、その開閉を検知した後、開閉検知手段からの情報に基づいて、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）が加熱手段５を作動させる。
【０１２５】
処理槽３に投入された生ごみは、酸化剤２とともに、加熱手段５により所定の温度で加熱され、軟化される。処理槽３の収容物の温度は温度測定手段１３により測定され、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）により所定の温度に保持される。
【０１２６】
所定の時間、生ごみを加熱した後、加熱手段５を停止する。次いで、排出弁２２を開放して、加熱後の収容物を処理槽３から破砕槽２１へ排出する。このとき、加熱後の収容物が排出されやすいように、投入口７を閉じる蓋を開けて、外部と処理槽３の内部を連通させることが好ましい。
なお、排出弁２２の開放は、手動で行ってもよい。または、加熱制御手段（図示せず）と排出弁２２とを連動させて、生ごみの加熱が終了したのちに、排出弁２２が自動的に開放されるようにしてもよい。
【０１２７】
その後、破砕槽２１の内部の回転刃６を、モータ１４によって回転させることにより、軟化された生ごみを破砕する。破砕後の生ごみは、その温度が十分に低下した後、外部排出弁９を開放することにより、酸化剤２と共に外部排水管８を通して、例えば、下水道のような外部に排出される。
【０１２８】
なお、破砕槽２１内に排出されずに残った生ごみは、水道水をシンクに流して破砕槽２１内に導き、その水道水とともに、排出してもよいし、取り出して固形物として廃棄してもよい。あるいは、残った生ごみは、そのまま残しておき、他の生ごみと一緒に処理してもよい。
残った生ごみを他の生ごみとさらに処理する場合、その生ごみがある程度に減量しなくなれば、それを取り出して別に廃棄処分することが好ましい。
なお、これらのことは、実施の形態１および実施の形態３でも同様である。
【０１２９】
また、十分に破砕されなかった生ごみが、排出口の方へ移動し、排出口や排水管を詰まらせないように、処理槽３内または破砕槽２１内に分級手段を設けることが好ましい。図２の生ごみ処理装置において、処理槽３の下部に分級手段２３が設けられている。
このように、分級手段２３を設けることにより、破砕されていない生ごみが排出口の方へ移動することを防止することが可能となる。
【０１３０】
（実施の形態３）
図３に、本発明のさらに別の実施形態にかかる生ごみ処理装置を示す。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図３の生ごみ処理装置３０においては、酸化剤供給手段４が、酸化性物質を含む電解水を生成する電解水生成部３１を備えている。
【０１３１】
電解水生成部３１は、電解槽３２、電解槽３２に配置された陽極３３および陰極３４、陽極３３と陰極３４との間に通電するための通電装置３５、ならびに陽極３３と陰極３４との間に配置された隔膜３６を具備する。
本実施形態では、電解水生成部３１にて生成される、酸化性物質を含む電解水を酸化剤２として用いている。
【０１３２】
また、図３の生ごみ処理装置３０は、電解水生成部３１にて生成した電解水を貯蔵するタンク３７を備えている。
【０１３３】
なお、図１の生ごみ処理装置１および図２の生ごみ処理装置２０においても、図３に示すような電解水生成部３１を備えた酸化剤供給手段４を設置してもよい。
【０１３４】
図３の生ごみ処理装置３０においても、図１と同様に、破砕手段である回転刃６が処理槽３内部に設置される構成としている。図３の生ごみ処理装置において、図２に示されるように、処理槽とは別に破砕槽を設置し、その破砕槽の内部に回転刃を設置してもよい。
【０１３５】
本実施形態においても、生ごみの処理は、基本的には、上記実施の形態１と同様にして行うことができる。
まず、外部排出弁９を閉じ、投入口７から処理槽３内に生ごみを投入する。その後、電解水生成部３１にて生成した酸化性物質を含む電解水を、酸化剤２として酸化剤供給手段４より弁１１を介して、処理槽３内に供給し、酸化剤と生ごみとを接触させる。
【０１３６】
生ごみに対する電解水の供給量を決定するため、図３の生ごみ処理装置３０は、処理槽３の重量を測定する重量測定手段３８をさらに備えている。重量測定手段３８を酸化剤供給手段４の弁１１と連動させることにより、生ごみを軟化するのに必要な量の電解水を供給することが可能となる。これにより、生ごみ処理装置３０を効率的に作動させることが可能となる。なお、電解水以外の酸化剤の供給量を決定するために、重量測定手段３８を使用しても差し支えない。
【０１３７】
続いて、投入口７を蓋で閉じる。開閉検知手段（図示せず）を備える場合、その開閉を検知した後、開閉検知手段からの情報に基づいて、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）が加熱手段５を作動させる。
【０１３８】
処理槽３に投入された生ごみは、電解水とともに、加熱手段５により所定の温度で加熱され、軟化される。このとき、処理槽３の収容物の温度は、温度測定手段１３により測定される。また、その収容物の温度は、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）により所定の温度に保持される。
【０１３９】
所定の時間、加熱を実施した後、加熱手段５を停止し、処理槽３の内部の回転刃６をモータ１４によって回転させることにより、軟化された生ごみを破砕する。
所定の時間が経過した後、あるいは回転刃６の回転速度または回転数が所定の値に到達した後、回転刃６を停止して、生ごみの破砕を終了する。
【０１４０】
破砕後の生ごみは、それが十分に冷えた後で、外部排出弁９を開放することにより、酸化水と共に、外部排水管８を通して、例えば、下水道のような外部に排出される。このとき、処理槽の収容物が排出されやすいように、投入口７を閉じる蓋を開けて、外部と処理槽３の内部を連通させることが好ましい。
【０１４１】
本実施形態では、電解水生成部３１より酸化性物質を含む電解水を生成し、その電解水を酸化剤として使用する。ハロゲン塩等の電解質を溶解した水を電気分解するのみで酸化性物質を含む電解水を生成できるため、酸化剤供給手段の管理が容易となる。したがって、産業用途のみならず、一般家庭やレストランのような、化学物質の管理が困難な場所にも、本発明の生ごみ処理装置を設置することが可能となる。
【０１４２】
電解水としては、上記電解水生成部３１において生成された酸性の陽極水を用いることが好ましい。また、塩基性である陰極水をタンク３７に留めておき、破砕後に、その陰極水をタンク３７から処理槽３の収容物に供給することにより、破砕後の収容物を処理槽３内で中和することが可能となる。この場合、陰極水を収容するタンク３７および弁１１がｐＨ制御手段として機能する。また、その陰極水を用いて、収容物を排出した後の処理槽３内を洗浄してもよい。
生成した陽極水と陰極水とを所定のｐＨになるように混合し、その混合物を酸化剤として用いてもよい。
【０１４３】
さらに、別のｐＨ制御手段を設け、電解水生成部において、電気分解される水のｐＨを調節してもよい。このとき、電気分解される水をｐＨセンサのようなｐＨ測定手段で測定しながら、その水を電気分解してもよい。
【０１４４】
また、上記実施の形態１〜３において、破砕後の収容物は、ｐＨや温度を調整した後、下水に放出してもよい。あるいは、ｐＨや温度を調節した破砕後の収容物を、生物分解槽で処理し、その後、下水に放出してもよい。
【０１４５】
本発明を、以下の実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例は、本発明を限定するものではない。
【実施例】
【０１４６】
《実施例１》
図３に示す生ごみ処理装置を用いて、生ごみを処理した。
処理槽３および投入口７を閉じる蓋は、ＳＵＳ３０４で構成した。処理槽３の内容積は３００ｍｌとした。加熱手段５としてはバンドヒータを用いた。このとき、収容物と接触するように熱電対を処理槽３に投入し、その収容物の温度を、熱電対を用いて測定して、収容物の温度を加熱制御手段により制御した。
【０１４７】
電解水生成部３１を有する酸化剤供給手段４としては、イオン洗浄水メーカ（松下電器産業（株）製のＭＳ-Ｗ１）を用いた。食塩を添加した水道水を、イオン洗浄水メーカを用いて電気分解し、その陽極側の電解水（ｐＨ２．５、有効塩素濃度：１５００ｐｐｍ）を、酸化剤として用いた。
【０１４８】
モータ１４および破砕手段である回転刃６としては、ナショナルファイバーミキサーＭＸ−Ｘ６２のクッキングミルＡＶＡ１４−１２１５のモータおよびカッター刃を用いた。
【０１４９】
室温において、処理槽３に、以下のような標準生ごみ５０ｇ（含水率：約８０％）を投入した後、上記酸化剤を７５ｍｌ投入して、投入口７を蓋により閉めた。
【０１５０】
標準生ごみの内訳は、キャベツ１２．５ｇ、ジャガイモ２．５ｇ、タマネギ２．５ｇ、ダイコン２．５ｇ、リンゴ７．５ｇ、オレンジ７．５ｇ、生肉１．５ｇ、生魚４．０ｇ、鶏卵殻１ｇ、御飯５．５ｇ、および茶殻３．０ｇであり、合計で５０ｇであった。この組成は、（社）日本電気工業会で、標準生ごみとされている組成である。
【０１５１】
その標準生ごみを、１５０℃で１時間加熱し、軟化した。このとき、生ごみの重量比率は４０％とした。ここで、生ごみの重量比率とは、酸化剤と生ごみの合計重量のうちの生ごみの割合をいう。なお、生ごみの重量比率は、電解水の比重を１として計算することができる。
そののち、室温まで冷却し、カッター刃を１分間回転させ、生ごみを破砕した。破砕の後、外部排水弁を開けて、破砕後の生ごみを酸化剤とともに排出した。
【０１５２】
次に、この排出液の粒度分布を測定した。粒度分布の測定には、４７５０、２０００、１０００、８５０、４２５、２５０、１０６、および７５ミクロンの標準篩およびミクロ形電磁振動ふるい器（筒井理化学器機（株）のＭ−２形）を用いた。電磁振動ふるい器の振動調製ダイヤル６で１０分間振動した後、各粒度成分の重量を計測した。なお、２０分振動後の粒度分布もほぼ同様であることから、以下の実施例においても、その振動時間は１０分間とした。
《比較例１》
【０１５３】
酸化剤の供給および加熱は行わず（つまり、生ごみの軟化は行わず）、生ごみに水道水７５ｍｌを加え、カッター刃を１分間回転させて、生ごみを破砕したこと以外、実施例１と同様にして、生ごみを処理した。投入する生ごみも、実施例１と同じ組成のものを同じ重量だけ用いた。
排出液の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
【０１５４】
実施例１と比較例１の排出液に含まれる生ごみの粒度分布を図４に、累積粒度分布を図５に示す。
その結果、実施例１の方が、比較例１よりも、生ごみが小粒子化されていることがわかる。
【０１５５】
また、実施例１と比較例１で排出された排出液５ｍｌを３倍に希釈し、２０ｍｌの試験管に入れて静置し、固形分の沈降量を所定の時間ごとに観察した。図６に、初期高さに対する沈降した固形分の高さの比を百分率値で表した値を縦軸に、時間を横軸にとったグラフを示す。ここで、初期高さとは、排出液を３倍に希釈して攪拌した後に試験管に入れて静置を開始した時間を初期として、その時の試験管底面から固液界面までの高さ（固形分高さ）のことをいう。
【０１５６】
その結果、破砕処理のみ行った生ごみ（比較例１）は、約５０分で半分の高さまでに沈降した。一方、軟化後に破砕処理を行った生ごみ（実施例１）は、２００分経っても、殆ど固形分は沈降しなかった。その後５日経過しても、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの９６％を保持しており、処理後の生ごみは、４％程度しか沈降しなかった。
【０１５７】
以上のように、従来の破砕のみを行うディスポーザーでは、生ごみの粒径が大きく、処理後１時間程度で生ごみが沈降する。このため、処理後の生ごみが、処理槽、配管、管渠内等で沈降堆積し、その流動性が低下する。さらには処理後の生ごみにより、配管が閉塞されるおそれがある。
【０１５８】
一方、本発明のように、酸化剤とともに加熱された後に破砕された生ごみは、約５日後にも殆ど沈降しなかった。よって、本発明の生ごみ処理装置によって処理された生ごみは、液体を媒体とする排出、移送等に非常に好都合である。
《実施例２》
【０１５９】
本実施例では、標準生ごみの代わりに、トウモロコシの芯を用いたこと以外、実施例１と同様の装置を用い、トウモロコシの芯を、実施例１と同様にして処理した。具体的には、処理槽３に、直径３０ｍｍ×高さ２０ｍｍの円柱状のトウモロコシの芯（２５ｇ）を入れた後に、実施例１で用いたのと同じ酸化剤を７５ｍｌ投入した。ここで、生ごみ（トウモロコシの芯）の重量比率は２５％であった。
このトウモロコシの芯を酸化剤とともに、１５０℃に１時間加熱したのち、カッター刃を１分間回転させて破砕処理した。処理後のトウモロコシの芯を含む収容物を、排水バルブを開けて排出した。排出液の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
《比較例２》
【０１６０】
軟化は行わず、トウモロコシの芯に水道水７５ｍｌを加え、破砕したこと以外、実施例２と同様にして、トウモロコシの芯を処理した。なお、トウモロコシの芯も、実施例２と同様なものを用いた。
排出液の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。なお、処理後、処理槽３内には、直径２０ｍｍの球状のものが２つ残存していた。
【０１６１】
図７に、実施例２および比較例２の排出液に含まれる粒子の累積粒度分布を示す。図７に示されるように、比較例２よりも、実施例２において、トウモロコシの芯が小粒子化されていることがわかる。
【０１６２】
また、比較例２において、トウモロコシの芯を破砕だけでは塊状のものが残存していた。一方、実施例２では、大きな塊は認められず、小粒子化されたトウモロコシの芯が水によく分散していた。
【０１６３】
さらに、トウモロコシの芯の硬度を、軟化処理の前後で、ゴム硬度計を用いて測定した。その結果、軟化処理前においては、トウモロコシの芯の硬度は２０〜３８であり、硬いところで８２であった。一方、軟化処理後においては、トウモロコシの芯の硬度は、計測不能の０となっていた。このように、生ごみが軟化されることによって、その後の破砕が容易となり、破砕だけの処理に比べて、生ごみがより小さい粒子になる。このため、処理後の生ごみが水中によく分散し、その状態が安定化している。従って、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、従来、破砕処理が困難であったトウモロコシの芯のように硬いものでも、容易に処理することが可能となる。
《実施例３》
【０１６４】
標準生ごみの代わりに、３５ｇの玉ねぎの皮を用いたこと以外、実施例１と同様の装置および同様の方法で、処理を行った。ここで、生ごみ（玉ねぎの皮）の重量比率は３２％であった。排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
《比較例３》
【０１６５】
３５ｇの玉ねぎの皮に水道水７５ｍｌを加えて、破砕処理のみを行ったこと以外、実施例１と同様の装置および同様の方法で、処理を行った。排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
【０１６６】
図８に、実施例３および比較例３の排出液に含まれる粒子の累積粒度分布を示す。図８に示されるように、比較例３よりも、実施例３において、玉ねぎの皮が小粒子化されていることがわかる。玉ねぎの皮は、破砕だけでは小粒子化が困難であることが知られているが、その粒径は標準生ごみほどに小粒子化されることがわかる。よって、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、排出液に玉ねぎの皮を分散させることが可能となる。
《実施例４》
【０１６７】
標準生ごみの代わりに、スイカの皮を用いたこと以外、実施例１と同様の装置および方法を用いて、処理した。ここで、スイカの皮の形状は、およそ２０ｍｍ×１００ｍｍ×高さ３０ｍｍであり、その重量は３２ｇであった。ここで、生ごみ（スイカの皮）の重量比率は３０％であった。
排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
《比較例４》
【０１６８】
実施例１と同様の装置を用い、スイカの皮に水道水７５ｍｌを加えて、破砕処理のみを行ったこと以外、実施例１と同様にして、処理を行った。ここで、スイカの皮の重量は実施例４と同じ３２ｇとしたが、そのスイカの皮の大きさでは、破砕が困難であったので、そのスイカの皮を２０ｍｍ×２０ｍｍ×３０ｍｍの大きさに裁断した。
破砕処理後、排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
なお、破砕処理後、処理槽３内には、直径２０ｍｍの球状のものが２つ残存していた。
【０１６９】
図９に、実施例４および比較例４の排出液に含まれる粒子の累積粒度分布を示す。図９に示されるように、比較例４よりも、実施例４において、スイカの皮が小粒子化されていることがわかる。また、比較例４では、破砕処理だけでは塊状のものが残存していた。一方、実施例４では、大きな塊は認められず、小粒子化されたスイカの皮が排出液によく分散していた。
【０１７０】
また、スイカの皮の硬度を、ゴム硬度計を用いて、軟化処理の前後で測定した。軟化処理前において、スイカの皮の硬度は約１５であり、外側の皮の硬いところで、その硬度は５８であった。軟化処理後においては、スイカの皮の硬度は、計測不能の０となっていた。このように、軟化されることによって、その後の破砕処理が容易となり、破砕だけの処理に比べて、生ごみがより小さい粒子になる。このため、処理後の生ごみが水中において簡単に沈降せずによく分散し、その状態が安定化している。従って、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、従来、破砕処理が困難であったスイカの皮のように硬いものでも、容易に処理することが可能となる。
《実施例５〜８》
【０１７１】
軟化処理の温度および時間を、以下のように変更したこと以外、実施例４と同様にして、スイカの皮を処理した。スイカの皮は、実施例４と同様なものを用いた。
実施例５では、１００℃で１時間処理した。実施例６では、８０℃で１時間処理した。実施例７では、５０℃で１時間処理した。実施例８では、２６℃で１５時間処理した。
実施例５〜８における排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
【０１７２】
実施例４〜実施例８の排出液に含まれる粒子の粒度分布のうち、実施例４と実施例６と実施例８とにおける累積粒度分布、および比較として比較例４における累積粒度分布を、図１０に示す。図１０に示されるように、実施例４、６および８においては、比較例４よりも、スイカの皮が小粒子化されている。
また、軟化処理の温度が低くなるにつれて（実施例４：１５０℃、実施例６：８０℃、実施例８：２６℃）、その処理時間を長くしたとしても、スイカの皮を小粒子化する効果は小さくなっていた。
【０１７３】
次に、実施例４〜８の排出液と比較例４の排出液の各５ｍｌを３倍に希釈し、２０ｍｌの試験管に入れ、静置し、固形分の沈降量を所定の時間ごとに観察した。初期高さに対する静置してから１００時間後の固形分の高さの比を百分率値として表した値を、表１に示す。
【０１７４】
【表１】
【０１７５】
表１に示されるように、加熱温度が１５０℃以下である場合、その加熱温度が高いほど、初期高さに対する１００時間後の沈降高さは大きくなり、処理後の生ごみの分散安定性は向上した。
《実施例９〜１３》
【０１７６】
実施例１と同様の生ごみ処理装置を用いて、生ごみを処理した。
酸化水としては、陽極側の電解水と陰極側の陰極水を混合して電解水（ｐＨ５．０、有効塩素濃度：１５００ｐｐｍ）を用いた。
【０１７７】
室温において、処理槽に、以下のような標準生ごみ５０ｇ（含水率：約８０％）を投入した後、上記酸化水を７５ｍｌ投入して、投入口を閉めた。
【０１７８】
標準生ごみの内訳は、にんじん９ｇ、キャベツ９ｇ、バナナの５ｇ、リンゴ５ｇ、グレープフルーツの皮５ｇ、鳥のモモの骨（湯通し）５ｇ、卵殻１ｇ、米飯５ｇ、茶殻２ｇであり、合計で５０ｇであった。この組成は、「ディスポーザ排水処理システム性能基準（案）」（（社）日本下水道協会）で、標準生ごみとされている組成である。
【０１７９】
上記標準生ごみを、５０℃で３時間加熱し、軟化した。このとき、生ごみの重量比率は４０％とした。
そののち、室温まで冷却し、破砕手段であるカッター刃を１分間回転させ、生ごみを破砕した。この破砕の後、排水バルブを開けて、破砕後の生ごみを酸化剤とともに排出した。
【０１８０】
また、この排出された排出液５ｍｌを３倍に希釈し、２０ｍｌの試験管に入れて静置し、１００時間後の固形分の沈降高さを記録した。初期高さに対する沈降した固形分の高さの比を百分率値で表した値を求め、処理液の分散安定性を評価した。
【０１８１】
酸化剤のｐＨを、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。
実施例１０では、ｐＨ２．５の電解水を用いて処理した。実施例１１では、ｐＨ３の電解水を用いて処理した。実施例１２では、ｐＨ６．５の電解水を用いて処理した。実施例１３では、ｐＨ７の電解水を用いて処理した。
【０１８２】
また、実施例１０〜１３の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表２に示す。
【０１８３】
【表２】
【０１８４】
その結果、表２に示されるように、酸化剤のｐＨが２．５である実施例１０およびそのｐＨが７である実施例１３では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方で、酸化剤のｐＨが５である実施例９、そのｐＨが３である実施例１１およびそのｐＨが６．５である実施例１２では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの７割以上を保持しており、処理後の生ごみは３割程度しか沈降していなかった。よって、ｐＨ３以上６．５以下に調整された酸化剤を用いることにより、処理後の生ごみの分散安定性を高くすることができる。
《実施例１４〜１７》
【０１８５】
加熱の温度を、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。生ごみは、実施例９と同様なものを用いた。
実施例１４では１００℃で加熱した。実施例１５では９０℃で加熱した。実施例１６では４０℃で加熱した。実施例１７では２５℃で加熱した。
また、実施例１４〜１７の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表３に示す。表３には、実施例９の結果も同時に示す。
【０１８６】
【表３】
【０１８７】
１００℃で加熱した実施例１４および２５℃で加熱した実施例１７では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方、９０℃で加熱した実施例１５および５０℃で加熱した実施例９では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの８割程度を保持しており、生ごみは２割程度しか沈降していなかった。よって、有効塩素濃度が１５００ｐｐｍであり、ｐＨが５である酸化剤を用い、生ごみをその酸化剤とともに５０℃以上１００℃未満に加熱することにより、処理後の生ごみの分散安定性を高くすることができる。
《実施例１８〜１９》
【０１８８】
生ごみの重量比率を、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。生ごみは、実施例９と同様なものを用いた。
実施例１８では、生ごみの重量比率を６０％とした。実施例１９では、生ごみの重量比率を８０％とした。
実施例１８〜１９の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表４に示す。なお、表４には、実施例９の結果をも同時に示す。
【０１８９】
【表４】
【０１９０】
表４に示されるように、生ごみの重量比率が８０％である実施例１９では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方、生ごみの重量比率が６０％である実施例１８および生ごみの重量比率が４０％である実施例９では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの７割以上を保持しており、処理後の生ごみは３割程度しか沈降していなかった。よって、生ごみを酸化剤と共に加熱する場合、生ごみの重量比率が６０％以下となるように、酸化水の量を調整することが好ましい。
《実施例２０〜２１》
【０１９１】
酸化剤の有効塩素濃度を、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。生ごみは、実施例９と同様なものを用いた。
実施例２０では、酸化剤の有効塩素濃度を４００ｐｐｍとした。実施例２１では、酸化剤の有効塩素濃度を５００ｐｐｍとした。
【０１９２】
また、実施例２０〜２１の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表５に示す。表５には、実施例９の結果も同時に示す。
【０１９３】
【表５】
【０１９４】
表５に示すように、酸化剤の有効塩素濃度が４００ｐｐｍである実施例２０では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方で、酸化剤の有効塩素濃度が５００ｐｐｍである実施例２１およびその有効塩素濃度が１５００ｐｐｍである実施例９では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの７割以上を保持しており、処理後の生ごみは３割程度しか沈降していなかった。よって、ｐＨ５の酸化剤を用いて５０℃で加熱する場合、酸化剤の有効塩素濃度が５００ｐｐｍ以上であることが好ましい。
【０１９５】
以上のように、破砕処理だけを行う従来のディスポーザーでは、処理後の生ごみの粒径が大きく沈降が速い。このため、例えば、処理槽、配管、または管渠内で沈降堆積し、その流動性が低下する。さらには、配管等が閉塞される可能性がある。一方、本発明の生ごみ処理装置を用いて処理することにより、処理後１００時間経過後も、処理後の生ごみは、殆ど沈降しない。このため、処理後の生ごみを、水を媒体として、排出または移送する場合に、非常に好都合となる。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明の生ごみ処理装置は、生ごみを破砕して排出する装置として有用であると共に、例えば、水を分散媒として、固形有機物を移送する装置としても有用である。よって、本発明の生ごみ処理装置は、工場等で発生する有機性の固形廃棄物を、水系の分散媒に分散させることによる、廃棄物の処分に用いることができる。これにより、例えば、廃棄物の処理を一本化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理装置１０の概略図である。
【図２】本発明の別の実施形態にかかる生ごみ処理装置２０の概略図である。
【図３】本発明のなお別の実施形態にかかる生ごみ処理装置３０の概略図である。
【図４】実施例１と比較例１における処理後の生ごみの粒度分布を示すグラフである。
【図５】実施例１と比較例１における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図６】実施例１と比較例１における処理後の生ごみの沈降量を所定の時間ごとに観察したグラフである。
【図７】実施例２と比較例２における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図８】実施例３と比較例３における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図９】実施例４と比較例４における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図１０】実施例４、６および８と比較例４における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１９８】
１、２０、３０ 生ごみ処理装置
２ 酸化剤
３ 処理槽
４ 酸化剤供給手段
５ 加熱手段
６ 回転刃
７ 投入口
８ 外部排水管
９ 外部排水弁
１０ シンク面
１１ 弁
１２ 電装部
１３ 温度測定手段
１４ モータ
２１ 破砕槽
２２ 排出弁
２３ 分級手段
３１ 電解水生成部
３２ 電解槽
３３ 陽極
３４ 陰極
３５ 通電装置
３６ 隔膜
３７ タンク
３８ 重量測定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭、飲食店、病院、学校、食品工場などから廃棄される生ごみを処理するための生ごみ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭や飲食店から出される、いわゆる生ごみには、各種食材の調理屑や食べ残し等に由来するデンプン、蛋白質、油脂類、繊維類（例えば、セルロース）などの有機物が含まれている。可燃ゴミとして分別される廃棄物のうち、特に生ごみは水分が多い。このため、生ごみを焼却するのに必要なエネルギー量が多くなる。
【０００３】
また、生ごみの水分は、燃焼温度を低下させ、ダイオキシンの発生を誘発する。このため、ごみ焼却施設から発生するダイオキシンによる環境汚染が問題となっている。さらには、焼却ごみの最終埋め立て処分場の不足、埋め立て地からのダイオキシンの流出等も問題となっている。
そこで、生ごみを、焼却処分せずに、乾燥減量化したり、微生物を利用して分解したり、破砕したりする技術への関心が高まっている。
【０００４】
例えば、生ごみを粉砕し、そこに水を加えて、粉砕後の生ごみをスラリー状の流動物として排水管に排出するディスポーザーが、各個人が処理後の生ごみを取り出す必要が殆どないため、特に注目されている。一般に、ディスポーザーには、ディスポーザーを作動させてから、厨芥を連続的に投入し、粉砕する連続式のものと、予めディスポーザー内部に厨芥を貯めておき、一度の操作で厨芥を粉砕するバッチ式のものとがある。
【０００５】
前記いずれの方式のディスポーザーにおいても、スラリー状の流動体による排水管の詰まり等を防止するために、ディスポーザーの作動中あるいはその作動前後に、そのディスポーザーに水を流す必要がある。
【０００６】
この水の流量は、ディスポーザーの大きさや作動方式によっても異なるが、ディスポーザーを適切に作動させるためには、約６〜１０リットル／分の流量が必要となる。そこで、粉砕後の生ごみが十分な流動性を有するのに十分な量の水を、自動的に供給して、粉砕後の生ごみの配管詰まりを防止することが提案されている(特許文献1参照)。また、配管に洗浄媒体を供給して、粉砕した生ごみの配管詰まりを防止することも提案されている(特許文献２参照)。
【０００７】
一方、オゾンや次亜塩素酸等の酸化剤の作用により、生ごみの分解を行う技術も提案されている。例えば、オゾンガスにより固液分離した生ごみの固形分を消臭するとともに、分離液中に含まれる有機物の一部を分解する方法が提案されている（特許文献３参照）。また、生ごみ等の還元性物質を、水ならびにハロゲン化物との共存下、１００℃以下にて電気分解した後、１００℃以上に加熱して、さらに電気分解を実施する方法も提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平８−２２４４９４号公報
【特許文献２】特開２００１−７９５１９号公報
【特許文献３】特開平５−２０８１８６号公報
【特許文献４】特開２０００−２２９２９４号公報
【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、特許文献１および２に記載される技術においては、生ごみの破砕そのものが困難である場合に、以下のような問題が生じる。
例えば、（１）生魚の皮、鳥の皮、イカの皮、メロンやスイカの皮、とうもろこしやたけのこなどの皮、枝豆のさや、とうもろこしやキャベツの芯、生のカボチャや大根などのような繊維質のもの、野菜などの大きな塊や芯は、粉砕処理しづらい。このため、これらは、数回に分けて投入したり、大きな塊を小さな塊に分割して投入したりする等の必要がある。よって、これらの処理には、手間がかかる。
（２）また、たくわん、鶏がら、魚の骨、ナスやピーマンなどのヘタ、スルメ、生のもち、ぶどうの枝、玉ねぎの皮等の処理には、時間を要する。
【０００９】
特許文献３に記載される技術において、酸化剤であるオゾンは、固形分を分解するためではなく、揮発性の臭気物質および分離液中に含まれる有機物の一部を分解するために用いられている。従って、固形分は別途排出する必要がある。特許文献３において、固形分は大きいままであるため、その固形分をそのまま流すと、配管詰まりのような問題が生じることとなる。
【００１０】
特許文献４に記載される技術は、電気分解の作用により、生ごみ中の有機物を二酸化炭素等へ完全に分解することを目的としている。有機物の完全分解には、膨大なエネルギーが必要となる。さらに、特許文献４では、有機物の存在下、高温で電気分解を実施することから電極の劣化が進行し、ランニングコストが増大する。一方で、下水道や生物処理槽が後段に配置されている場合には、有機物を完全に分解することは必要とされない。
【００１１】
そこで、本発明は、簡単な操作で、かつ効率的に生ごみを微細化して、しかも輸送配管などで生ごみのつまりが生じにくい生ごみ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、
（１）生ごみを投入する投入口を有し、生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽と、
（２）処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
（３）処理槽の投入口を閉じる蓋と、
（４）処理槽の内部を加熱する加熱手段と、
（５）処理槽内の収容物を破砕する破砕手段とを少なくとも備える生ごみ処理装置に関する。
なお、本発明において、生ごみとは、一般家庭やレストラン、食堂などで発生する食べ残し、調理くず等のことをいう。例えば、生ごみは、野菜、果物、肉、魚、穀物、飲料などを含む。このような生ごみは、デンプン、セルロースなどの多糖類、アルブミン、ケラチンなどの蛋白質、脂質、アミノ酸、糖類、有機酸、脂肪酸塩を栄養成分として含有する。また、そのような生ごみにおいて、一般に、有機物が約９７％を占め、塩などの無機物が残りの３％を占める。
また、本発明において、収容物とは、上記生ごみおよび酸化剤を含む混合物をいう。
【００１３】
上記生ごみ処理装置において、処理槽は、破砕前および破砕後の収容物を排出する排出口を備えることが好ましい。
【００１４】
上記生ごみ処理装置が、（６）処理槽から排出された収容物を収容する破砕槽をさらに備え、破砕手段が破砕槽の内部に設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記生ごみ処理装置において、破砕槽は、破砕後の収容物を排出する排出口を備えることが好ましい。
【００１６】
上記生ごみ処理装置は、処理槽の収容物の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段により得られる情報を用いて加熱手段を制御する加熱制御手段とをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
上記生ごみ処理装置は、酸化剤供給手段が電解質を含む水を電解して電解水を生成する電解水生成部を有し、電解水生成部は、電解質を含む水を収容する電解槽、電解槽に配置された陽極および陰極、ならびに陽極と陰極との間に通電するための通電装置を具備することが好ましい。
【００１８】
上記生ごみ処理装置において、電解質は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カルシウム、および臭化カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００１９】
上記生ごみ処理装置は、酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
上記生ごみ処理装置は、酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに有し、前記ｐＨ調整剤は、電解水生成部の陰極近傍で生成した陰極水を含むことが好ましい。
【００２１】
上記生ごみ処理装置は、処理槽の重量を検知する重量測定手段をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
上記生ごみ処理装置は、蓋の開閉状態を検知する開閉検知手段をさらに備え、開閉検知手段からの情報を用いて、加熱制御手段が加熱手段を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の生ごみ処理装置により、酸化剤とともに加熱されて生ごみが軟化され、その加熱後の生ごみが破砕される。これにより、生ごみの粒子径がより小さくなると共に、水への親和性が向上する。また、生ごみが高分子量物であっても、酸化剤の酸化作用により水への親和性が向上することにより、加熱された水によって容易に加水分解されるようになる。このため、生ごみの水への溶解、あるいは水への分散が容易となる。また、処理後の生ごみは、水への分散性が高いため、生ごみを水と共に排出した場合でも、生ごみの沈降堆積やそれに伴う配管の閉塞が起こりにくくなる。
さらに、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、従来では破砕困難だった生ごみをも容易に破砕することができる。このため、生ごみを数回に分けて投入したり、大きな塊を小さな塊に分割して投入したりする手間を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
まず、本発明の生ごみ処理装置について説明する。本発明の生ごみ処理装置は、生ごみの投入口を有し、生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽、処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段、処理槽に設けられた生ごみの投入口を閉じる蓋、処理槽の収容物を加熱する加熱手段、および生ごみを粉砕する破砕手段とを少なくとも備える。
【００２５】
処理槽は、生ごみおよび酸化剤を収容する。処理槽において、生ごみが酸化剤とともに加熱されて、生ごみが軟化される。
【００２６】
処理槽において、生ごみが酸化剤とともに加熱される。従って、処理槽は、加熱状態で、酸化剤により腐食されにくく、圧力上昇に対して十分な耐久性を有する材料で構成されることが好ましい。このような材料としては、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６）、ハステロイやインコネル等の耐熱性合金、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂が挙げられる。
なお、処理槽全体が上記のような材料で構成されてもよい。また、少なくとも、処理槽の生ごみおよび酸化剤が接触する内面が、上記のような材料で構成またはコーティングされていてもよい。
【００２７】
生ごみと酸化剤を加熱する際、加熱により発生する水蒸気やガス等が外部に逃げないように、処理槽は、その内部を密閉空間とすることができることが好ましい。例えば、処理槽に設けられた投入口を閉じることができる蓋を生ごみ処理装置に設けることにより、処理槽を密閉できる。このとき、処理槽内の生ごみおよび酸化剤を、特に１００℃以上で加熱する場合には、処理槽内の圧力が上昇する。このため、設けられる蓋は、高圧状態でも、処理槽を密閉できる耐圧性を有することが好ましい。
【００２８】
処理槽に設けられる投入口は、塊状の生ごみを投入できるように、できるだけ大きいことが好ましい。このため、投入口を閉じる蓋は、圧力鍋の蓋のような耐圧性の部材から構成されていることが好ましい。例えば、耐圧性の部材としては、処理槽と同様の材料により構成された蓋本体と、ステンレス合金やフッ素樹脂等の耐熱性の金属や樹脂からなるパッキンまたはＯリングとからなるものが挙げられる。
【００２９】
さらに、処理槽は、内部の蒸気を逃がすための圧力調整弁を有することが好ましい。これにより、異常なガス発生で、処理槽の内圧が上がりすぎた場合でも、その圧力を逃がし、処理槽の破裂等を防ぐことが可能となる。つまり、圧力調整弁を設けることにより、安全性を向上させることが可能となる。なお、この圧力調整弁の耐圧は、処理槽の強度が保障されるよりも小さい値、例えば数ＭＰａ以下に設定することが好ましい。
【００３０】
酸化剤供給手段は、処理槽に酸化剤を供給する。酸化剤供給手段としては、例えば、酸化剤を収容するタンクと、酸化剤を排出する弁とからなるものが挙げられる。
【００３１】
酸化剤は、酸化性物質を含む。酸化性物質としては、例えば、オゾン、過酸化水素、亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸、過マンガン酸イオン、塩素、重クロム酸イオン、酸素、二酸化塩素、次亜塩素酸イオンが挙げられる。亜ハロゲン酸としては、例えば、亜塩素酸、亜臭素酸、および亜ヨウ素酸が挙げられる。また、次亜ハロゲン酸としては、例えば、次亜塩素酸、次亜臭素酸、および次亜ヨウ素酸が挙げられる。また、酸化剤が、酸化性物質として、亜ハロゲン酸および次亜ハロゲン酸の少なくとも１種を含む場合、酸化力の強さから、亜ハロゲン酸としては、亜塩素酸または亜臭素酸が好ましく、次亜ハロゲン酸としては、次亜塩素酸または次亜臭素酸が好ましい。なお、酸化剤は、上記のような酸化性物質のうちの１種をのみを含んでいてもよいし、２種以上の酸化性物質を含んでいてもよい。
【００３２】
本発明において、上記のような酸化性物質を酸化剤としてそのまま使用してもよいし、上記酸化性物質を含む水を酸化剤として使用してもよい。
【００３３】
酸化性物質を含む水を酸化剤として用いる場合、その酸化剤は、例えば、酸化性物質を水に溶解するか、または酸化性物質を高濃度で含んだものを水に希釈することにより作製することができる。例えば、オゾン発生器により空気中に発生させたオゾンを水に投入したり、過酸化水素（保存の容易さから希釈したもの）や液体塩素を水に加えたり、亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム（高度さらし粉を含む）、過マンガン酸カリウム、または重クロム酸カリウムを水に加えることにより、酸化剤を含む水を作製することができる。また、亜塩素酸ナトリウムに塩酸を加えて二酸化塩素を生成させ、その二酸化塩素を水に溶解して得られた水溶液を、酸化剤として用いることもできる。
【００３４】
なお、上記のような酸化性物質には、第一類の危険物であるものが含まれる。このような酸化性物質は、危険物取扱者の免許を持った者が取り扱う必要があり、使用には注意を要する。
【００３５】
酸化剤は、処理槽に設けられた投入口から、酸化剤供給手段により処理槽内に供給してもよい。また、酸化剤供給手段と処理槽とを配管により接続し、その配管を通して、酸化剤を処理槽に供給してもよい。なお、酸化剤供給手段と処理槽とが配管により接続されている場合、酸化剤と生ごみの加熱時に処理槽内の圧力が外部に漏れないように、酸化剤供給手段は、例えば、酸化剤供給手段と配管との間に、処理槽を閉空間にすることができる開閉機構を備えることが好ましい。このような開閉機構としては、例えば、給湯器や化学プラントに使用される耐圧性の手動弁や電動弁を用いることができる。なお、その開閉機構は、酸化剤供給手段と処理槽とを繋ぐ配管の途中に設けられていてもよい。
【００３６】
さらに、酸化剤として、上記のような酸化性物質を含む電解水を用いることもできる。酸化性物質を含む電解水は、例えば、電気分解により酸化性物質を生成する電解質を溶解した水を電気分解することにより作製することができる。このような電解水は、上記酸化性物質を添加しなくとも、酸化性物質、例えば、次亜塩素酸、過酸化水素等を含有しているため、取り扱いが容易となる。このため、このような電解水は、本発明の生ごみ処理装置において使用する酸化剤として特に好ましい。
【００３７】
酸化性物質を含む電解水は、残留塩素を含む水道水のみを電気分解して作製することができる。電気分解される水にさらに電解質を溶解させることにより、電気分解をスムーズに行うことができる。電解質としては、例えば、ハロゲン塩、乳酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウムを使用することができる。これらのなかでも、電解水中の酸性物質の量を増加させることができるため、ハロゲン塩を電解質として用いることが特に好ましい。
【００３８】
ハロゲン塩を溶解させた水を電気分解すると、以下の式：
２Ｘ- → Ｘ2 ＋ ２ｅ- （１）
Ｘ2 ＋ Ｈ2Ｏ → ＨＸＯ ＋ ＨＸ （２）
に示されるように、陽極近傍にて、酸化性物質である塩素ならびに次亜ハロゲン酸が生成する。なお、上記式（１）および（２）において、Ｘは、Ｆ、ＣｌまたはＢｒである。
【００３９】
ハロゲン塩としては、塩化物、臭化物、またはフッ化物が挙げられる。これらのなかでも、イオンへの解離度が高く、取り扱いも容易であるため、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、臭化ナトリウム、臭化カリウムおよび臭化カルシウムが特に好ましい。
【００４０】
本発明の生ごみ処理装置において、酸化剤として電解水を使用する場合は、電解水を別途作製し、その電解水を酸化剤供給手段に供給してもよい。あるいは、酸化剤供給手段が、少なくとも電解水を生成する電解水生成部を備えていてもよい。
【００４１】
電解水生成部は、例えば、上記電解質および塩素を含む水を収容する電解槽と、その収容された水に少なくとも一部が接触するように電解槽に配置された陽極および陰極と、陽極と陰極との間に通電するための通電装置とから構成することができる。なお、陽極と陰極との間には、隔膜が設けられていてもよいし、設けられなくてもよい。
【００４２】
陽極と陰極との間に隔膜が設けられた電解槽を備える電解水生成部を用いる場合、例えば、電解質を含む水に接触させた２つの極板間に、直流電圧を通電装置により印加することにより、電解水を得ることができる。このとき、陽極の近傍にて得られる強酸性の陽極水、陰極側にて生成した強塩基性の陰極水、または陽極水に陰極水を適宜混合したものを酸化剤として用いることができる。
なお、例えば、塩化ナトリウムを溶解した水を電気分解すると、少なくとも陽極水には次亜塩素酸が含まれる。
【００４３】
また、陽極と陰極との間に隔膜を有さない電解槽を備える電解水生成部を用いる場合、陽極近傍と陰極近傍の電解水が混合されるので、弱酸性の電解水を得ることができる。なお、電解質を含む水に予め酸などを加えておくことにより、電解槽が隔膜を有さない電解水生成部を用いても、強酸性の電解水を得ることが可能となる。
【００４４】
以上のように、隔膜の有無、また電解質を含む水に含まれる電解質の種類等を変化させることにより、例えば、酸性電解水、弱酸性電解水、電解次亜水、アルカリ水を生成することができる。
【００４５】
電解水生成部を構成する電解槽は、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エボナイト等の樹脂、陶磁器等の材料から構成することができる。また、例えば、ゴム、合成樹脂等で高絶縁ライニングした鉄槽を電解槽として用いてもよい。
【００４６】
電極の材料としては、電気分解反応の用途で通常用いられる材料、例えば、表面に、ルテニウム、イリジウム、白金、パラジウム、ロジウム、錫若しくはこれらの酸化物又はフェライトを有する材料を用いることが好ましい。電極そのものが、上記のような材料で構成されていてもよいし、電極の基材の表面が、上記のような材料で被覆されていてもよい。また、電極の材料としては、上記金属元素を含む合金も好適に用いられる。このような合金としては、例えば、白金−イリジウム合金、ルテニウム−錫合金、ルテニウム−チタン合金が挙げられる。上記金属および合金は、耐食性に優れており、陽極として用いる場合には、優れた不溶性を示す。
【００４７】
また、塩素発生用の電極としては、電解水への不溶解性、逆電圧洗浄時の耐久性等が要求される。このような電極としては、特に、パラジウム、ルテニウム、または白金とイリジウムとの合金からなるものが好ましい。
【００４８】
なお、陰極は厳しい不溶性が要求されない。このため、陰極としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、チタン又はチタン合金、あるいはハステロイ、インコネル等のニッケル合金からなるものを用いることができる。
【００４９】
隔膜としては、例えば、素焼き板（多孔性焼結体）、陶磁器、金網、有孔金属板、ガラス繊維不織布、親水性高分子膜（ポリエステル不織布）、イオン交換膜、ポリプロピレン不織布、塩化ポリエチレン膜、ポリテトラフルオロエチレン膜、フッ化ビニリデン膜、ポリオレフィン系樹脂膜、フレミオン膜、代用としてゴム、プラスチック材からなるものを用いることができる。例えば、隔膜としては、ポリエステルまたはガラス繊維からなる不織布を、０．２〜２００μｍの孔径を有する親水性の樹脂皮膜で被覆したものを用いることができる。
【００５０】
通電装置としては、電気分解で一般的に用いられる装置を特に限定されることなく用いることができる。
【００５１】
電解水を処理槽等へ流すための配管は、例えば、硬質塩化ビニル樹脂からなる管等で構成することができる。
【００５２】
電気分解は、５〜５０Ｖの電圧、電極表面積あたり０．５〜６００Ａ／ｍ2の電流で行うことが好ましい。なお、電流密度が６００Ａ／ｍ2より大きい場合には、陽極の表面が剥離したり、陽極を構成する材料が溶出し易くなる。電流密度が０．５Ａ／ｍ2より小さい場合には、陽極の面積を大きくする必要があるため、電解水生成部の小型化が困難となる。
【００５３】
また、酸化水供給手段が電解水生成部を備える場合、本発明の生ごみ処理装置は、上記電解水生成部に水を供給するための水供給手段を備えることが好ましい。この水供給手段は、電気分解時に必要な量の水を、電解水生成部に供給できるものであればよい。このような水供給手段としては、例えば、電解水生成部において一度に使用する量以上の量の水を一時的に保持するタンクおよび弁から構成することができる。
または、電解水供給手段を、電磁弁を介して上水道に接続し、その電磁弁を開くことにより、電解水供給手段に水を供給してもよい。
【００５４】
酸化剤が、例えば、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオンおよび／または塩素を酸化性物質として含む場合、酸化剤の有効塩素濃度は、５０〜３０００ｐｐｍであることが好ましい。その中でも、生ごみの酸化がより効率的に進行するため、有効塩素濃度は５００〜３０００ｐｐｍであることがさらに好ましい。有効塩素濃度が、５０ｐｐｍ未満では酸化力が不十分となる。有効塩素濃度が３０００ｐｐｍを超えると酸化力は十分となるが、この酸化剤を収容する部分等の腐食が大きくなる。
なお、これらのことは、酸化剤が電解水である場合にも同様である。
【００５５】
生ごみを軟化する場合、酸化剤による酸化効果ができるだけ大きくなることが好ましい。例えば、酸化剤が酸化性物質として次亜塩素酸を含む場合、酸化剤のｐＨが３以上６．５以下になることが好ましい。これにより、次亜塩素酸イオン（プロトンが解離した形態）と比較して酸化力の強い次亜塩素酸（プロトンが解離していない形態）の存在が９割以上となるからである。
【００５６】
上記のような範囲に酸化剤のｐＨを調節するために、本発明の生ごみ処理装置は、酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段および酸化剤のｐＨを調整することができるｐＨ制御手段をさらに備えることが好ましい。なお、酸化剤のｐＨの調節は、酸化剤供給手段において行ってもよいし、処理槽において酸化剤が生ごみに接触した状態で行ってもよい。
【００５７】
上記ｐＨ測定手段としては、例えば、半導体式ｐＨセンサ（新電元工業（株）製）が挙げられる。また、ｐＨ制御手段は、酸化剤供給手段内または処理槽内の酸化剤のｐＨを３以上６．５以下に調整できるものであれば特に限定されない。ｐＨ制御手段としては、例えば、ｐＨ調整剤を収容するタンクおよびｐＨ調整剤を排出する弁からなるものが挙げられる。
ここで、ｐＨ調整剤としては、例えば、塩酸、硫酸等の鉱酸、酢酸、クエン酸等の有機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ、およびそれらの水溶液が挙げられる。
【００５８】
投入される生ごみの量とそのｐＨが予めわかっている場合には、添加する酸化剤のｐＨを調整するのみで、生ごみと混合した後の酸化剤のｐＨを調整することができる。この場合、酸化水供給手段がｐＨ測定手段およびｐＨ制御手段を備えることが好ましい。このとき、生ごみと混合した後の酸化剤が所定のｐＨとなるように、ｐＨ測定手段でｐＨを測定しながら、ｐＨ制御手段により、酸化剤供給手段内の酸化剤のｐＨが調節される。
【００５９】
また、酸化剤のｐＨの調整が、処理槽において、生ごみに接触した状態で行われる場合、生ごみに接触した状態で酸化剤のｐＨを実測することができるように、ｐＨ測定手段は、処理槽に設けられることが好ましい。これにより、生ごみと混合している酸化剤のｐＨが３以上６．５以下の範囲に入ることを確認しながら、上記ｐＨ制御手段により、酸化剤のｐＨを調整することが可能となる。
【００６０】
なお、酸化剤供給手段が電解水生成部を備えており、酸性の陽極水を酸化剤として使用する場合、塩基性の陰極水をｐＨ調整剤として使用することができる。このように陰極水をｐＨ調整剤として用いることは、ｐＨ調整剤を収容するタンク等を設ける必要がないため特に好ましい。
また、陽極水と陰極水とを所定の割合で混合することにより、酸化剤のｐＨを上記範囲に予め設定することも可能である。この場合、電解水生成部がｐＨ制御手段を兼ねるため、ｐＨ制御手段を改めて設ける必要はない。
【００６１】
処理槽内の生ごみは、酸化剤とともに加熱手段により加熱される。加熱手段としては、処理槽に収容された生ごみと酸化剤を加熱できる手段を、特に限定されることなく用いることができる。加熱手段としては、例えば、ジュール熱を用いた電気加熱装置、ガスや石油等の燃焼熱を用いた燃焼装置、ヒートポンプ、誘導加熱装置等が挙げられる。
なお、電気加熱装置のような接触加熱装置を加熱手段として用いる場合、加熱効率を高めるために、加熱手段を処理槽の内壁に設置したり、投げ込みヒータのようなコイル状の加熱手段を処理槽内部の収容物に直接接触させたりすることが好ましい。
【００６２】
また、処理後の生ごみを排出した後で、処理槽内に雑菌が繁殖しないように、酸化剤と加熱手段を用いて、処理槽内部を滅菌あるいは乾燥することもできる。
【００６３】
酸化剤と生ごみを含む収容物の加熱温度は、生ごみを構成する有機物が十分に軟化される温度、あるいは低分子化されて液化される温度に設定される。本発明において、その加熱温度は、１５０℃以下であることが好ましい。
加熱温度が１５０℃を超えると、生ごみを構成する有機物が低分子化されるとともに、その低分子化された成分の重合も起こり始め、タール等の高分子物が生じ易くなる。このため、生ごみの軟化あるいは低分子化が大きく進まなくなる。タールが生じると、タールが処理槽の内壁に付着し、メンテナンス性が悪くなる。また、高温ならびに高圧に対応した設備が必要となるため、安全性の面からも好ましくない。さらに、処理槽が法規制（労働安全衛生法ボイラー及び圧力容器安全規則）の対象となった場合、個別検査が義務付けられ、装置の量産化が事実上不可能となる。
【００６４】
よって、加熱温度を制御するために、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽内部の収容物の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段より得られる情報を用いて、加熱手段を制御する加熱制御手段を備えることが好ましい。このとき、加熱手段による加熱温度は、１５０℃以下に制御されることが好ましい。
【００６５】
温度測定手段は、処理槽の収容物の温度を測定することができ、かつ加熱時の耐圧性と化学的な耐久性を有することが好ましい。温度測定手段としては、例えば、表面がステンレス鋼で覆われた熱電対、クロメル−アルメル合金からなる熱電対、および白金合金からなる熱電対を用いることができる。また、断熱性を向上させて、加熱時のエネルギーロスを低減するために、熱電対の表面が、ガラスウールのような断熱材で覆われていることが好ましい。
加熱制御手段としては、例えば、サーモスタット、マイクロコンピュータ等を備えるデジタル温度コントローラ、または温度センサとリレーとを組み合わせた装置を使用することができる。
【００６６】
また、処理槽に設けられた投入口を塞ぐ蓋が閉じられた状態にないと、加熱手段を作動できないように制御するために、投入口の蓋の開閉状態を検知する開閉検知手段を備えることが好ましい。この開閉検知手段は、加熱制御手段に接続されている。開閉検知手段としては、例えば、蓋の荷重により作動するスイッチ、荷重センサ、圧力センサ、赤外線センサ、光センサが挙げられる。
このような開閉検知手段を設け、加熱手段の作動を制御することにより、加熱された生ごみおよび酸化剤、ならびに加熱により発生する水蒸気およびガスに、人が接触する機会が少なくなり、安全性を向上させることが可能となる。また、生ごみおよび酸化剤を、特に１００℃以上で加熱する場合、水や酸化剤が蒸発して、処理槽が空焚き状態になることを防ぐことができる。さらに、蓋が閉じられるとともに加熱手段が作動するように制御することにより、手動で加熱手段を作動させる手間を省くことができる。
【００６７】
低温、特に１００℃未満の温度において、生ごみの軟化または低分子化を効果的に進行させるためには、酸化剤を生ごみに十分に作用させて、疎水性の有機物の水への親和性を高める必要がある。したがって、加熱温度を５０℃以上１００℃未満の加熱温度で生ごみを加熱する場合には、有効塩素濃度が５００ｐｐｍ以上かつｐＨ３以上６．５以下に調整された酸化剤を用いることが好ましい。また、このとき、酸化剤と生ごみの合計重量のうちの生ごみの割合（以下、生ごみの重量比率ともいう）が６０％以下となるように、酸化剤を添加することが好ましい。
上記条件にて、生ごみを加熱することにより、例えば、酸化剤が次亜塩素酸を酸化性物質として含む場合、生ごみ中の有機物に対し、十分な量の次亜塩素酸が特に酸化力の強い形態（プロトンが解離していない形態）にて作用する。このため、生ごみが、例えば、疎水性の強いセルロースのような高分子有機物を含んでいたとしても、水への親和性が向上し、生ごみは加水分解を受けやすい状態に変性される。この結果、従来、生ごみの加水分解速度が遅かった５０℃以上１００℃未満の温度領域においても、生ごみが加水分解され、数時間以内に、生ごみを軟化させることが可能となる。
【００６８】
また、加熱温度を１００℃未満に設定することにより、処理槽の耐熱性ならびに耐圧性の要求仕様が大きく緩和される。このため、生ごみ処理装置を安価に構成することが可能となる。
【００６９】
上記のように、生ごみの重量比率が６０％以下となるように、酸化剤を処理槽へ投入するためには、生ごみ自体の投入重量と、酸化剤の投入重量を測定する必要がある。そのため、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽の重量を測定する重量測定手段を備えることが好ましい。重量測定手段としては、例えば、ロードセルが挙げられる。
【００７０】
生ごみの重量比率が６０％以下となるように、酸化剤を処理槽に投入する場合、重量測定手段は以下のようにして用いることができる。
例えば、まず、ユーザが重量測定手段を用いて、投入した生ごみの重量（生ごみを投入後の処理槽の重量と、空の状態における処理槽の重量の差）を測定する。その後、酸化剤供給手段により酸化剤を処理槽に投入する。生ごみの重量比率が、例えば、６０％となったときに、酸化剤の投入が停止される。
なお、上記開閉検知手段により処理槽の投入口の蓋が閉められたことを検知したのちに、生ごみの重量を重量測定手段により測定してもよい。
【００７１】
加熱後の収容物に含まれる軟化した生ごみは、破砕手段によって、破砕される。これにより、生ごみの粒径がさらに小さくされる。
破砕手段としては、例えば、カッターミル、チェーンミル等のミルや、ヘンシェルミキサー等の回転刃または回転翼を有するミキサー類、ならびに金属粒子、樹脂粒子またはガラス粒子のようなメディアと混合し、振動や回転を与えて、生ごみを粉砕するボールミルやシェーカー類が挙げられる。なお、回転刃や回転翼の形状や大きさ、その回転数、および回転時間は、生ごみの種類、量などにより、適宜変更される。
【００７２】
本発明の生ごみ処理装置において、破砕手段は、例えば、処理槽の内部に設置することができる。
【００７３】
生ごみを加熱手段により加熱する前に、この破砕手段を作動させ、生ごみの粗破砕を実施することができる。この粗破砕の工程により、生ごみの軟化をより短時間に行うことが可能となる。
【００７４】
また、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽とは別に破砕槽を備え、その破砕槽に破砕手段が配置されることが好ましい。この場合、処理槽において、生ごみが加熱され、破砕槽において、軟化された生ごみが破砕される。
【００７５】
処理槽とは別に破砕槽を設けることにより、破砕手段が加熱を受けないようにすることができる。このため、破砕手段を構成する材料について、耐熱性と化学的な耐久性の両立を図る必要がなく、イニシャルコストを低減できる。さらには、破砕手段のヒートショックによる劣化を抑制することができる。
【００７６】
破砕槽を構成する材料としては、処理槽を構成するのと同様の材料の他に、例えば、処理槽を構成する上記材料より耐熱性は劣るが、優れた化学的耐久性を有するポリエチレン、ポリプロピレン、硬質塩化ビニル樹脂のような樹脂を使用することができる。
【００７７】
処理槽から破砕槽への収容物の排出は、例えば、処理槽と破砕槽の間に設置された排出弁を用いて行うことができる。生ごみが処理槽において加熱されているときには、排出弁を閉じておく。処理槽での加熱が終了した後に、排出弁を開放することにより、軟化した生ごみを含む収容物を破砕槽に排出することができる。なお、排出弁の開閉は手動で行ってもよいし、処理槽における加熱の終了後に自動的に行われるようにしてもよい。
【００７８】
また、本発明の生ごみ処理装置において、処理槽に、または破砕槽が設けられている場合にはその破砕槽に、排出口を設けることが好ましい。この排出口により、破砕後の収容物を、生ごみ処理装置をひっくり返すことなく、外部に排出することが可能となる。ここで、処理槽または破砕槽に設けられる排出口は、加熱時の処理槽の内圧に耐えることができ、開閉可能であることが好ましい。排出口の開閉は、生ごみの破砕の終了後に、手動で行ってもよいし、自動で行われるようにしてもよい。
また、この排出口は、下水配管等を含む外部排水管へ直結させてもよい。
なお、破砕後の収容物は、生ごみ処理装置をひっくり返して、処理槽に設けられた生ごみの投入口から取り出してもよい。
【００７９】
例えば、破砕後の収容物を排出口から外部排水管に排出する場合、破砕後の収容物が排出されやすいように、処理槽の内部と外部とを連通するための、耐圧性の手動弁または電動弁を処理槽に設けることが好ましい。なお、大量の液体が処理槽の内部に導入された場合でも、外部との連通を確保するために、耐圧性の手動弁または電動弁は、処理槽の上部に配置することが好ましい。
【００８０】
また、生ごみ処理装置が破砕槽をさらに備える場合には、その手動弁または電動弁は、処理槽または破砕槽のいずれかに設ければよい。なお、手動弁または電動弁が処理槽に設けられた場合、処理槽と破砕槽との間に設けられた外部排出弁を開く必要がある。
【００８１】
また、上記投入口を開くことにより処理槽の内部と外部とを連通させたのち、破砕後の収容物を排出口から排出してもよい。
【００８２】
さらに、処理槽および破砕槽の内部の底部が、排出口に向かって低くなるように傾斜していることが好ましい。これにより、処理槽または破砕槽に設けられた排出口に、破砕後の収容物が流れ込みやすくすることができる。
【００８３】
また、処理槽または破砕槽の排水口に外部排水管が接続されている場合、例えば、排水口と外部排水管との間に、分級手段を配置することが好ましい。この分級手段としては、所定の粒径以下の生ごみを通過させることのできるものを、特に限定することなく用いることができる。
このような分級手段を配置することにより、粉砕が不十分な生ごみが外部排水管に詰まり、その外部排水管を塞がないようにすることができる。また、分級手段は、処理槽または破砕槽の下部に設けてもよい。
なお、分級手段を通過できなかった生ごみは、次回の生ごみが投入されたときに、再度処理されて、徐々に細かくされる。
【００８４】
分級手段としては、例えば、フィルタや網等のメッシュ状部材や、貫通孔を有する板状部材を使用することができる。分級手段を構成する材料としては、処理槽と同様の材料を使用することができる。
分級手段が破砕槽の排出口と外部排水管との間に配置される場合、破砕槽は加熱されることがない。このため、分級手段を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンのような、耐熱性は高くないが化学的耐久性が高い樹脂を使用することができる。
【００８５】
破砕後の収容物は、例えば、外部排水管に、処理槽内に一定量の水を貯蔵し、かつ前記一定量を超えた水を排出する機構（トラップ）を設けることにより、処理槽または破砕槽から排出することができる。
【００８６】
また、分級手段と外部排水管の間に外部排出弁を設け、破砕手段による破砕の終了を検知した後に、この外部排出弁を開放することによって、処理槽または破砕槽の収容物を排出してもよい。なお、この外部排出弁の開放は、手動で行ってもよいし、破砕の終了を検知する検知手段を用いて自動で行われるようにしてもよい。
【００８７】
破砕の終了を検知する検知手段としては、破砕手段が例えばモータによる回転式のものであれば、回転速度または回転数を検出するセンサを用いることができる。あるいは、破砕の開始から所定時間をカウントした後、自動的に破砕手段を停止させ、外部排出弁を開放するようにしてもよい。
【００８８】
上記のように、生ごみを酸性の酸化剤を用いて処理することが好ましい。この場合、加熱後の収容物は、強酸性になっていることが多い。従って、破砕後の収容物を処理槽から外部に排出する前に、あるいは加熱後の収容物を処理槽から破砕槽に排出する前に中和することが好ましい。よって、本発明の生ごみ処理装置は、処理槽の収容物を中性付近に中和することができる中和手段を備えることが好ましい。
【００８９】
生ごみ処理装置が処理槽および破砕槽の両方を備える場合、収容物の中和を、破砕槽内にて実施することも考えられる。しかしながら、破砕槽および破砕手段の劣化を抑制するために、加熱後の収容物を処理槽において予め中和し、中和された収容物を破砕槽に排出することが好ましい。
なお、破砕後の収容物を、別のところにため、そこで中和してもよい。
【００９０】
中和手段としては、破砕後または加熱後の収容物を中性付近に中和できるものを、特に限定されることなく用いることができる。例えば、中和手段としては、例えば、中和剤を収容するタンクとその中和剤の供給を制御する弁からなる装置が挙げられる。ここで、中和剤としては、例えば、チオ硫酸ナトリウム、苛性ソーダ、アンモニア水、消石灰を用いることができる。
【００９１】
また、本発明の生ごみ処理装置が陽極水と陰極水を分離して取り出せる電解水生成部を備える場合には、酸性の陽極水と塩基性の陰極水の両方を生成することができるため、それらの電解水を、酸化剤のｐＨの調整、ならびに処理槽または破砕槽の収容物を中和するための中和剤として使用することができる。なお、電解水を作製したときに、陰極水が残った場合は、これを一時的に保持して、収容物の中和に使用することもできる。
【００９２】
また、収容物の上記中和手段による中和は、処理槽に配置されたｐＨ測定手段を用いて、その収容物のｐＨを実測しながら行うことが好ましい。ｐＨ測定手段は、ｐＨを測定できるものであれば、特に限定されることなく用いることができる。このようなｐＨ測定手段として、例えば、ｐＨセンサが挙げられる。
【００９３】
例えば、破砕後の収容物を下水道へ流入する場合は、中和手段とｐＨ測定手段を用いて、その収容物のｐＨを、下水道への流入基準であるｐＨ５．６〜８．６に調整することが好ましい。
【００９４】
また、破砕後の収容物は、その温度が所定の温度以下に下がった後に、排出口を介して処理槽または破砕槽から外部に排出することが好ましい。よって、例えば、温度測定手段を用いて、その収容物の温度を測定し、その温度が所定の温度以下に下がったことを確認することが好ましい。なお、この場合、温度測定手段は、処理槽に、または破砕槽が設けられている場合には破砕槽に配置されることが好ましい。なお、温度測定手段は、上記と同様なものを用いることができる。
【００９５】
下水道への流入水の温度基準は４５℃未満である。このため、破砕後の収容物の温度が４５℃未満になったことを、温度測定手段により確認した後、その収容物を下水道に排出することが好ましい。
【００９６】
上記のように、下水道への排出時に、収容物の温度は４５℃未満であるため、排出口から下水道への配管として、例えば、風呂周りで活用している硬質塩化ビニル樹脂からなる管または塩化ビニル樹脂ライニング鋼管を使用できる。これにより、本発明の生ごみ処理装置を安価に構成することができる。
【００９７】
なお、破砕後の収容物の温度は、所定時間の間、自然放冷を行うことにより、低下させてもよい。あるいは、例えば、冷却ファン、ヒートポンプ、ペルチェ素子のような冷却手段を利用して、破砕後の収容物を強制的に冷却してもよい。
【００９８】
また、本発明の生ごみ処理装置が、隔膜を用いた電解水生成部を備える場合には、収容物を排出した後の処理槽または破砕槽に陰極水を供給し、処理槽または破砕槽を洗浄してもよい。この槽洗浄工程を実施することにより、残存する収容物に起因する臭気、ぬめり等の発生を抑制することが可能となる。
【００９９】
破砕後の収容物を、さらに生物処理に供してもよい。このとき、その収容物は、ｐＨおよび温度を調整して、例えば、生物処理槽に移送されることが好ましい。このように、破砕後の収容物のｐＨおよび温度を調節することにより、例えば、生物処理槽の微生物が、死滅することを防止することできる。なお、この場合にも、中和手段ならびに冷却手段としては、上記のものを使用することができる。
【０１００】
破砕後の収容物は、液肥に利用することもできる。この場合にも、生物処理を行う場合と同様、破砕後の収容物は、ｐＨおよび温度を調節することが好ましい。
【０１０１】
なお、破砕後の収容物を生物処理に供する場合、あるいは破砕後の収容物を液肥として利用する場合は、破砕後の収容物を活性炭のような還元剤と接触させて、残存する未反応の酸化剤を除去することが特に好ましい。
【０１０２】
次に、本発明の生ごみ処理装置を用いた生ごみの処理方法について説明する。
まず、生ごみは、処理槽において、加熱手段により酸化剤とともに加熱されて、軟化される。次いで、その加熱後の生ごみが、破砕手段により破砕される。ここで、軟化とは、生ごみの硬度、あるいは引っ張り強度、曲げ強度等が低下するともに、生ごみを構成する不溶性の有機物の分子量が低下し、水に膨潤した状態となることをいう。
【０１０３】
生ごみを酸化剤とともに加熱することにより、生ごみを構成する有機物に、例えば、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基のような親水性官能基が導入され、この結果、生ごみの水への親和性が向上する。ここで、高分子量の疎水性有機物を含む生ごみであっても、酸化剤の酸化作用によって水への親和性が向上した状態で加熱することにより、その生ごみは、容易に加水分解されるようになる。このような加水分解反応により生ごみは低分子化され、一部の成分が水に溶けたり、ゲル状になったりして粒径が小さくなる。
【０１０４】
生ごみの水への親和性の向上および粒径の低下により、生ごみと水の混合物の固液分離性が低下し、生ごみが水に分散した状態が安定化する。すなわち、加熱後の生ごみは、加熱前の生ごみと比較して、沈降したり、装置の底部に堆積したりしにくい状態となる。しかしながら、粒径の大きい生ごみは、沈降する傾向にあるので、そのような粒径の大きな生ごみを破砕手段により破砕する。
【０１０５】
このように、生ごみを酸化剤とともに加熱して軟化させたのちに、加熱後の生ごみを破砕することにより、破砕工程が容易になるとともに、破砕により生ごみの粒径をより小さくすることができる。
【０１０６】
以上のように、本発明の生ごみ処理装置においては、生ごみと酸化剤を加熱して軟化し、その後、加熱後の生ごみを破砕することに特徴がある。これにより、例えば、野菜の大きな塊や芯、あるいは繊維質の野菜のような、従来のディスポーザーでは破砕が困難であるものでも、投入回数を複数に分けたり、投入前に分割したりせずに、処理することが可能となる。
【０１０７】
また、生ごみを粗破砕したのちに、その粗破砕後の生ごみを、上記加熱工程および破砕工程に供してもよい。この方法では、最初に、生ごみを粗破砕して、小さくするので、上記酸化剤とともに加熱したときの酸化が容易となる。したがって、短時間のうちに、生ごみを軟化（液化または低分子化）することができる。
また、生ごみを酸化剤とともに加熱する工程と破砕工程とを同時に行ってもよい。
【０１０８】
なお、加熱温度は、上記のように、５０℃以上１５０℃以下とすることが好ましい。
また、酸化剤のｐＨは３以上６．５以下であることが好ましく、酸化剤の有効塩素濃度は、５０〜３０００ｐｐｍであることが好ましい。
特に、生ごみを低温（特に、５０℃以上１００℃未満）で加熱する場合、有効塩素濃度が５００ｐｐｍ以上で、かつｐＨが３以上６．５以下である酸化剤を用いることが好ましい。また、この場合、生ごみの重量比率は６０％以下であることが好ましい。
なお、加熱時間は、酸化剤に含まれる酸化性物質の種類、酸化剤の有効塩素濃度等に依存して、適宜変更される。
【０１０９】
以上のように、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、生ごみの水への親和性が高くなり、生ごみの水への溶解性が高くなるとともに、生ごみの水への分散安定性が高くなる。このため、水を媒体として生ごみを排出する場合でも、配管内での生ごみの沈降堆積やこれに伴う配管の閉塞が起こりにくくすることができる。
【０１１０】
以下、図面を参照しながら、本発明について具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１に、本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理装置を示す。
図１の生ごみ処理装置１は、生ごみ（図示せず）と酸化剤２とを収容する処理槽３、処理槽３に酸化剤２を供給するための酸化剤供給手段４、処理槽３内の生ごみを酸化剤２と共に加熱するための加熱手段５、および処理槽３内部に収容された生ごみを破砕するための破砕手段である回転刃６を具備する。
処理槽３の上部には、投入口７が設けられている。投入口７は、蓋（図示せず）によって、閉じることができる。投入口７を閉じるための蓋は、圧力鍋の蓋のような耐圧構造になっており、加熱時に発生するガスが処理槽３の外部に漏れないように、処理槽３を密閉している。
【０１１１】
処理槽３の底部には、排出口が設けられている。本実施形態においては、排出口と外部排水管８は外部排出弁９により接続されている。外部排出弁９は耐圧性であり、生ごみおよび酸化剤の加熱時に発生するガスが、処理槽３の外部に漏れないように密閉する役割を有している。
なお、処理槽３の排出口の構成としては、図１に示されるような構成以外にも、外部排水管８に、処理槽３内に一定量の水を貯蔵しかつ前記一定量を超えた水を排出する機構を持たせる構成としてもよい。この点については以下の実施形態についても同様である。
【０１１２】
また、図１の生ごみ処理装置１において、処理槽３の投入口７は、例えば、シンク面１０のシンク排水口に位置するよう取り付けられる。
【０１１３】
次に、生ごみ処理装置１の作動方法について、以下に順を追って説明する。
【０１１４】
まず、外部排出弁９を閉じ、投入口７から処理槽３内に、生ごみを投入する。その後、酸化剤供給手段４より酸化剤２を処理槽３の内部に投入し、生ごみと酸化剤２とを接触させる。なお、酸化剤供給手段４は弁１１を備えており、弁１１を開閉することにより、酸化剤２が処理槽３に供給される。
【０１１５】
酸化剤供給手段４は、例えば、生ごみの処理ごとに、酸化剤２を自動的に供給するように設定することができる。これにより、ユーザが処理ごとに酸化剤２を処理槽３に供給する手間を省くことができる。
また、酸化剤供給手段４の容量を大きくすることにより、ユーザが、酸化剤２を調製する頻度を低減させることも可能となる。なお、酸化剤２は、生ごみよりも前に投入してもよい。また、投入される酸化剤の量は、生ごみの量に応じて適宜変更される。これらのことは、以下の実施形態においても、同様である。
【０１１６】
続いて、投入口７を蓋で閉じる。次いで、加熱手段５により、処理槽内の収容物を加熱する。このとき、処理槽３に収容された生ごみの温度が、処理槽３に設けられた温度測定手段１３により測定される。電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）により加熱手段５が制御されて、加熱温度が所定の温度に保持される。
なお、蓋が閉じられたことを開閉検知手段（図示せず）を備える場合には、開閉検知手段が、蓋が閉じられたことを検知した後、開閉検知手段からの情報により、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）が加熱手段５を制御するようにしてもよい。
【０１１７】
所定の時間、加熱した後、加熱手段５を停止して、加熱を終了する。次いで、処理槽３の内部に設置された回転刃６をモータ１４によって回転させて、軟化された生ごみが破砕される。本実施形態において、モータ１４も電装部１２により制御されている。この点については、以下の実施形態についても同様である。
【０１１８】
所定の時間が経過した後、あるいは回転刃６の回転速度または回転数が所定の値に到達した後、回転刃６を停止して、生ごみの破砕を終了する。破砕後の生ごみは、その温度が十分に低下した後、外部排出弁９を開放することにより、酸化剤２とともに外部排水管８を通して、例えば、下水道のような外部に排出される。このとき、処理槽の収容物が排出されやすいように、投入口７を閉じる蓋を開けて、外部と処理槽３の内部を連通させることが好ましい。
【０１１９】
なお、本実施形態においては、回転刃６による生ごみの破砕は、加熱による軟化の終了後に行っている。生ごみを粗破砕したのち、その粗破砕した生ごみを加熱工程および破砕工程に供してもよい。また、生ごみを加熱しながら、同時に回転刃６を回転させて、生ごみを破砕してもよい。
【０１２０】
（実施の形態２）
図２に、本発明の別の実施形態にかかる生ごみ処理装置を示す。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。このことは、以下の実施の形態においても同様である。
【０１２１】
図２の生ごみ処理装置２０は、処理槽３に接続された破砕槽２１、および処理槽３と破砕槽２１との間に配置された排出弁２２をさらに備える。本実施形態において、破砕手段である回転刃６は、破砕槽２１内に設置されている。
【０１２２】
本実施形態において、生ごみの処理は、基本的には、上記実施の形態１と同様に行うことができる。
【０１２３】
まず、排出弁２２を閉じ、投入口７から処理槽３内に、生ごみを投入する。その後、酸化剤供給手段４より酸化剤２を処理槽３の内部に投入し、生ごみと酸化剤２とを接触させる。
【０１２４】
続いて、投入口７を蓋で閉じる。開閉検知手段（図示せず）を備える場合、その開閉を検知した後、開閉検知手段からの情報に基づいて、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）が加熱手段５を作動させる。
【０１２５】
処理槽３に投入された生ごみは、酸化剤２とともに、加熱手段５により所定の温度で加熱され、軟化される。処理槽３の収容物の温度は温度測定手段１３により測定され、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）により所定の温度に保持される。
【０１２６】
所定の時間、生ごみを加熱した後、加熱手段５を停止する。次いで、排出弁２２を開放して、加熱後の収容物を処理槽３から破砕槽２１へ排出する。このとき、加熱後の収容物が排出されやすいように、投入口７を閉じる蓋を開けて、外部と処理槽３の内部を連通させることが好ましい。
なお、排出弁２２の開放は、手動で行ってもよい。または、加熱制御手段（図示せず）と排出弁２２とを連動させて、生ごみの加熱が終了したのちに、排出弁２２が自動的に開放されるようにしてもよい。
【０１２７】
その後、破砕槽２１の内部の回転刃６を、モータ１４によって回転させることにより、軟化された生ごみを破砕する。破砕後の生ごみは、その温度が十分に低下した後、外部排出弁９を開放することにより、酸化剤２と共に外部排水管８を通して、例えば、下水道のような外部に排出される。
【０１２８】
なお、破砕槽２１内に排出されずに残った生ごみは、水道水をシンクに流して破砕槽２１内に導き、その水道水とともに、排出してもよいし、取り出して固形物として廃棄してもよい。あるいは、残った生ごみは、そのまま残しておき、他の生ごみと一緒に処理してもよい。
残った生ごみを他の生ごみとさらに処理する場合、その生ごみがある程度に減量しなくなれば、それを取り出して別に廃棄処分することが好ましい。
なお、これらのことは、実施の形態１および実施の形態３でも同様である。
【０１２９】
また、十分に破砕されなかった生ごみが、排出口の方へ移動し、排出口や排水管を詰まらせないように、処理槽３内または破砕槽２１内に分級手段を設けることが好ましい。図２の生ごみ処理装置において、処理槽３の下部に分級手段２３が設けられている。
このように、分級手段２３を設けることにより、破砕されていない生ごみが排出口の方へ移動することを防止することが可能となる。
【０１３０】
（実施の形態３）
図３に、本発明のさらに別の実施形態にかかる生ごみ処理装置を示す。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図３の生ごみ処理装置３０においては、酸化剤供給手段４が、酸化性物質を含む電解水を生成する電解水生成部３１を備えている。
【０１３１】
電解水生成部３１は、電解槽３２、電解槽３２に配置された陽極３３および陰極３４、陽極３３と陰極３４との間に通電するための通電装置３５、ならびに陽極３３と陰極３４との間に配置された隔膜３６を具備する。
本実施形態では、電解水生成部３１にて生成される、酸化性物質を含む電解水を酸化剤２として用いている。
【０１３２】
また、図３の生ごみ処理装置３０は、電解水生成部３１にて生成した電解水を貯蔵するタンク３７を備えている。
【０１３３】
なお、図１の生ごみ処理装置１および図２の生ごみ処理装置２０においても、図３に示すような電解水生成部３１を備えた酸化剤供給手段４を設置してもよい。
【０１３４】
図３の生ごみ処理装置３０においても、図１と同様に、破砕手段である回転刃６が処理槽３内部に設置される構成としている。図３の生ごみ処理装置において、図２に示されるように、処理槽とは別に破砕槽を設置し、その破砕槽の内部に回転刃を設置してもよい。
【０１３５】
本実施形態においても、生ごみの処理は、基本的には、上記実施の形態１と同様にして行うことができる。
まず、外部排出弁９を閉じ、投入口７から処理槽３内に生ごみを投入する。その後、電解水生成部３１にて生成した酸化性物質を含む電解水を、酸化剤２として酸化剤供給手段４より弁１１を介して、処理槽３内に供給し、酸化剤と生ごみとを接触させる。
【０１３６】
生ごみに対する電解水の供給量を決定するため、図３の生ごみ処理装置３０は、処理槽３の重量を測定する重量測定手段３８をさらに備えている。重量測定手段３８を酸化剤供給手段４の弁１１と連動させることにより、生ごみを軟化するのに必要な量の電解水を供給することが可能となる。これにより、生ごみ処理装置３０を効率的に作動させることが可能となる。なお、電解水以外の酸化剤の供給量を決定するために、重量測定手段３８を使用しても差し支えない。
【０１３７】
続いて、投入口７を蓋で閉じる。開閉検知手段（図示せず）を備える場合、その開閉を検知した後、開閉検知手段からの情報に基づいて、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）が加熱手段５を作動させる。
【０１３８】
処理槽３に投入された生ごみは、電解水とともに、加熱手段５により所定の温度で加熱され、軟化される。このとき、処理槽３の収容物の温度は、温度測定手段１３により測定される。また、その収容物の温度は、電装部１２に内蔵された加熱制御手段（図示せず）により所定の温度に保持される。
【０１３９】
所定の時間、加熱を実施した後、加熱手段５を停止し、処理槽３の内部の回転刃６をモータ１４によって回転させることにより、軟化された生ごみを破砕する。
所定の時間が経過した後、あるいは回転刃６の回転速度または回転数が所定の値に到達した後、回転刃６を停止して、生ごみの破砕を終了する。
【０１４０】
破砕後の生ごみは、それが十分に冷えた後で、外部排出弁９を開放することにより、酸化水と共に、外部排水管８を通して、例えば、下水道のような外部に排出される。このとき、処理槽の収容物が排出されやすいように、投入口７を閉じる蓋を開けて、外部と処理槽３の内部を連通させることが好ましい。
【０１４１】
本実施形態では、電解水生成部３１より酸化性物質を含む電解水を生成し、その電解水を酸化剤として使用する。ハロゲン塩等の電解質を溶解した水を電気分解するのみで酸化性物質を含む電解水を生成できるため、酸化剤供給手段の管理が容易となる。したがって、産業用途のみならず、一般家庭やレストランのような、化学物質の管理が困難な場所にも、本発明の生ごみ処理装置を設置することが可能となる。
【０１４２】
電解水としては、上記電解水生成部３１において生成された酸性の陽極水を用いることが好ましい。また、塩基性である陰極水をタンク３７に留めておき、破砕後に、その陰極水をタンク３７から処理槽３の収容物に供給することにより、破砕後の収容物を処理槽３内で中和することが可能となる。この場合、陰極水を収容するタンク３７および弁１１がｐＨ制御手段として機能する。また、その陰極水を用いて、収容物を排出した後の処理槽３内を洗浄してもよい。
生成した陽極水と陰極水とを所定のｐＨになるように混合し、その混合物を酸化剤として用いてもよい。
【０１４３】
さらに、別のｐＨ制御手段を設け、電解水生成部において、電気分解される水のｐＨを調節してもよい。このとき、電気分解される水をｐＨセンサのようなｐＨ測定手段で測定しながら、その水を電気分解してもよい。
【０１４４】
また、上記実施の形態１〜３において、破砕後の収容物は、ｐＨや温度を調整した後、下水に放出してもよい。あるいは、ｐＨや温度を調節した破砕後の収容物を、生物分解槽で処理し、その後、下水に放出してもよい。
【０１４５】
本発明を、以下の実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例は、本発明を限定するものではない。
【実施例】
【０１４６】
《実施例１》
図３に示す生ごみ処理装置を用いて、生ごみを処理した。
処理槽３および投入口７を閉じる蓋は、ＳＵＳ３０４で構成した。処理槽３の内容積は３００ｍｌとした。加熱手段５としてはバンドヒータを用いた。このとき、収容物と接触するように熱電対を処理槽３に投入し、その収容物の温度を、熱電対を用いて測定して、収容物の温度を加熱制御手段により制御した。
【０１４７】
電解水生成部３１を有する酸化剤供給手段４としては、イオン洗浄水メーカ（松下電器産業（株）製のＭＳ-Ｗ１）を用いた。食塩を添加した水道水を、イオン洗浄水メーカを用いて電気分解し、その陽極側の電解水（ｐＨ２．５、有効塩素濃度：１５００ｐｐｍ）を、酸化剤として用いた。
【０１４８】
モータ１４および破砕手段である回転刃６としては、ナショナルファイバーミキサーＭＸ−Ｘ６２のクッキングミルＡＶＡ１４−１２１５のモータおよびカッター刃を用いた。
【０１４９】
室温において、処理槽３に、以下のような標準生ごみ５０ｇ（含水率：約８０％）を投入した後、上記酸化剤を７５ｍｌ投入して、投入口７を蓋により閉めた。
【０１５０】
標準生ごみの内訳は、キャベツ１２．５ｇ、ジャガイモ２．５ｇ、タマネギ２．５ｇ、ダイコン２．５ｇ、リンゴ７．５ｇ、オレンジ７．５ｇ、生肉１．５ｇ、生魚４．０ｇ、鶏卵殻１ｇ、御飯５．５ｇ、および茶殻３．０ｇであり、合計で５０ｇであった。この組成は、（社）日本電気工業会で、標準生ごみとされている組成である。
【０１５１】
その標準生ごみを、１５０℃で１時間加熱し、軟化した。このとき、生ごみの重量比率は４０％とした。ここで、生ごみの重量比率とは、酸化剤と生ごみの合計重量のうちの生ごみの割合をいう。なお、生ごみの重量比率は、電解水の比重を１として計算することができる。
そののち、室温まで冷却し、カッター刃を１分間回転させ、生ごみを破砕した。破砕の後、外部排水弁を開けて、破砕後の生ごみを酸化剤とともに排出した。
【０１５２】
次に、この排出液の粒度分布を測定した。粒度分布の測定には、４７５０、２０００、１０００、８５０、４２５、２５０、１０６、および７５ミクロンの標準篩およびミクロ形電磁振動ふるい器（筒井理化学器機（株）のＭ−２形）を用いた。電磁振動ふるい器の振動調製ダイヤル６で１０分間振動した後、各粒度成分の重量を計測した。なお、２０分振動後の粒度分布もほぼ同様であることから、以下の実施例においても、その振動時間は１０分間とした。
《比較例１》
【０１５３】
酸化剤の供給および加熱は行わず（つまり、生ごみの軟化は行わず）、生ごみに水道水７５ｍｌを加え、カッター刃を１分間回転させて、生ごみを破砕したこと以外、実施例１と同様にして、生ごみを処理した。投入する生ごみも、実施例１と同じ組成のものを同じ重量だけ用いた。
排出液の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
【０１５４】
実施例１と比較例１の排出液に含まれる生ごみの粒度分布を図４に、累積粒度分布を図５に示す。
その結果、実施例１の方が、比較例１よりも、生ごみが小粒子化されていることがわかる。
【０１５５】
また、実施例１と比較例１で排出された排出液５ｍｌを３倍に希釈し、２０ｍｌの試験管に入れて静置し、固形分の沈降量を所定の時間ごとに観察した。図６に、初期高さに対する沈降した固形分の高さの比を百分率値で表した値を縦軸に、時間を横軸にとったグラフを示す。ここで、初期高さとは、排出液を３倍に希釈して攪拌した後に試験管に入れて静置を開始した時間を初期として、その時の試験管底面から固液界面までの高さ（固形分高さ）のことをいう。
【０１５６】
その結果、破砕処理のみ行った生ごみ（比較例１）は、約５０分で半分の高さまでに沈降した。一方、軟化後に破砕処理を行った生ごみ（実施例１）は、２００分経っても、殆ど固形分は沈降しなかった。その後５日経過しても、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの９６％を保持しており、処理後の生ごみは、４％程度しか沈降しなかった。
【０１５７】
以上のように、従来の破砕のみを行うディスポーザーでは、生ごみの粒径が大きく、処理後１時間程度で生ごみが沈降する。このため、処理後の生ごみが、処理槽、配管、管渠内等で沈降堆積し、その流動性が低下する。さらには処理後の生ごみにより、配管が閉塞されるおそれがある。
【０１５８】
一方、本発明のように、酸化剤とともに加熱された後に破砕された生ごみは、約５日後にも殆ど沈降しなかった。よって、本発明の生ごみ処理装置によって処理された生ごみは、液体を媒体とする排出、移送等に非常に好都合である。
《実施例２》
【０１５９】
本実施例では、標準生ごみの代わりに、トウモロコシの芯を用いたこと以外、実施例１と同様の装置を用い、トウモロコシの芯を、実施例１と同様にして処理した。具体的には、処理槽３に、直径３０ｍｍ×高さ２０ｍｍの円柱状のトウモロコシの芯（２５ｇ）を入れた後に、実施例１で用いたのと同じ酸化剤を７５ｍｌ投入した。ここで、生ごみ（トウモロコシの芯）の重量比率は２５％であった。
このトウモロコシの芯を酸化剤とともに、１５０℃に１時間加熱したのち、カッター刃を１分間回転させて破砕処理した。処理後のトウモロコシの芯を含む収容物を、排水バルブを開けて排出した。排出液の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
《比較例２》
【０１６０】
軟化は行わず、トウモロコシの芯に水道水７５ｍｌを加え、破砕したこと以外、実施例２と同様にして、トウモロコシの芯を処理した。なお、トウモロコシの芯も、実施例２と同様なものを用いた。
排出液の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。なお、処理後、処理槽３内には、直径２０ｍｍの球状のものが２つ残存していた。
【０１６１】
図７に、実施例２および比較例２の排出液に含まれる粒子の累積粒度分布を示す。図７に示されるように、比較例２よりも、実施例２において、トウモロコシの芯が小粒子化されていることがわかる。
【０１６２】
また、比較例２において、トウモロコシの芯を破砕だけでは塊状のものが残存していた。一方、実施例２では、大きな塊は認められず、小粒子化されたトウモロコシの芯が水によく分散していた。
【０１６３】
さらに、トウモロコシの芯の硬度を、軟化処理の前後で、ゴム硬度計を用いて測定した。その結果、軟化処理前においては、トウモロコシの芯の硬度は２０〜３８であり、硬いところで８２であった。一方、軟化処理後においては、トウモロコシの芯の硬度は、計測不能の０となっていた。このように、生ごみが軟化されることによって、その後の破砕が容易となり、破砕だけの処理に比べて、生ごみがより小さい粒子になる。このため、処理後の生ごみが水中によく分散し、その状態が安定化している。従って、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、従来、破砕処理が困難であったトウモロコシの芯のように硬いものでも、容易に処理することが可能となる。
《実施例３》
【０１６４】
標準生ごみの代わりに、３５ｇの玉ねぎの皮を用いたこと以外、実施例１と同様の装置および同様の方法で、処理を行った。ここで、生ごみ（玉ねぎの皮）の重量比率は３２％であった。排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
《比較例３》
【０１６５】
３５ｇの玉ねぎの皮に水道水７５ｍｌを加えて、破砕処理のみを行ったこと以外、実施例１と同様の装置および同様の方法で、処理を行った。排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
【０１６６】
図８に、実施例３および比較例３の排出液に含まれる粒子の累積粒度分布を示す。図８に示されるように、比較例３よりも、実施例３において、玉ねぎの皮が小粒子化されていることがわかる。玉ねぎの皮は、破砕だけでは小粒子化が困難であることが知られているが、その粒径は標準生ごみほどに小粒子化されることがわかる。よって、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、排出液に玉ねぎの皮を分散させることが可能となる。
《実施例４》
【０１６７】
標準生ごみの代わりに、スイカの皮を用いたこと以外、実施例１と同様の装置および方法を用いて、処理した。ここで、スイカの皮の形状は、およそ２０ｍｍ×１００ｍｍ×高さ３０ｍｍであり、その重量は３２ｇであった。ここで、生ごみ（スイカの皮）の重量比率は３０％であった。
排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
《比較例４》
【０１６８】
実施例１と同様の装置を用い、スイカの皮に水道水７５ｍｌを加えて、破砕処理のみを行ったこと以外、実施例１と同様にして、処理を行った。ここで、スイカの皮の重量は実施例４と同じ３２ｇとしたが、そのスイカの皮の大きさでは、破砕が困難であったので、そのスイカの皮を２０ｍｍ×２０ｍｍ×３０ｍｍの大きさに裁断した。
破砕処理後、排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
なお、破砕処理後、処理槽３内には、直径２０ｍｍの球状のものが２つ残存していた。
【０１６９】
図９に、実施例４および比較例４の排出液に含まれる粒子の累積粒度分布を示す。図９に示されるように、比較例４よりも、実施例４において、スイカの皮が小粒子化されていることがわかる。また、比較例４では、破砕処理だけでは塊状のものが残存していた。一方、実施例４では、大きな塊は認められず、小粒子化されたスイカの皮が排出液によく分散していた。
【０１７０】
また、スイカの皮の硬度を、ゴム硬度計を用いて、軟化処理の前後で測定した。軟化処理前において、スイカの皮の硬度は約１５であり、外側の皮の硬いところで、その硬度は５８であった。軟化処理後においては、スイカの皮の硬度は、計測不能の０となっていた。このように、軟化されることによって、その後の破砕処理が容易となり、破砕だけの処理に比べて、生ごみがより小さい粒子になる。このため、処理後の生ごみが水中において簡単に沈降せずによく分散し、その状態が安定化している。従って、本発明の生ごみ処理装置を用いることにより、従来、破砕処理が困難であったスイカの皮のように硬いものでも、容易に処理することが可能となる。
《実施例５〜８》
【０１７１】
軟化処理の温度および時間を、以下のように変更したこと以外、実施例４と同様にして、スイカの皮を処理した。スイカの皮は、実施例４と同様なものを用いた。
実施例５では、１００℃で１時間処理した。実施例６では、８０℃で１時間処理した。実施例７では、５０℃で１時間処理した。実施例８では、２６℃で１５時間処理した。
実施例５〜８における排出液に含まれる粒子の粒度分布を、実施例１と同様にして測定した。
【０１７２】
実施例４〜実施例８の排出液に含まれる粒子の粒度分布のうち、実施例４と実施例６と実施例８とにおける累積粒度分布、および比較として比較例４における累積粒度分布を、図１０に示す。図１０に示されるように、実施例４、６および８においては、比較例４よりも、スイカの皮が小粒子化されている。
また、軟化処理の温度が低くなるにつれて（実施例４：１５０℃、実施例６：８０℃、実施例８：２６℃）、その処理時間を長くしたとしても、スイカの皮を小粒子化する効果は小さくなっていた。
【０１７３】
次に、実施例４〜８の排出液と比較例４の排出液の各５ｍｌを３倍に希釈し、２０ｍｌの試験管に入れ、静置し、固形分の沈降量を所定の時間ごとに観察した。初期高さに対する静置してから１００時間後の固形分の高さの比を百分率値として表した値を、表１に示す。
【０１７４】
【表１】
【０１７５】
表１に示されるように、加熱温度が１５０℃以下である場合、その加熱温度が高いほど、初期高さに対する１００時間後の沈降高さは大きくなり、処理後の生ごみの分散安定性は向上した。
《実施例９〜１３》
【０１７６】
実施例１と同様の生ごみ処理装置を用いて、生ごみを処理した。
酸化水としては、陽極側の電解水と陰極側の陰極水を混合して電解水（ｐＨ５．０、有効塩素濃度：１５００ｐｐｍ）を用いた。
【０１７７】
室温において、処理槽に、以下のような標準生ごみ５０ｇ（含水率：約８０％）を投入した後、上記酸化水を７５ｍｌ投入して、投入口を閉めた。
【０１７８】
標準生ごみの内訳は、にんじん９ｇ、キャベツ９ｇ、バナナの５ｇ、リンゴ５ｇ、グレープフルーツの皮５ｇ、鳥のモモの骨（湯通し）５ｇ、卵殻１ｇ、米飯５ｇ、茶殻２ｇであり、合計で５０ｇであった。この組成は、「ディスポーザ排水処理システム性能基準（案）」（（社）日本下水道協会）で、標準生ごみとされている組成である。
【０１７９】
上記標準生ごみを、５０℃で３時間加熱し、軟化した。このとき、生ごみの重量比率は４０％とした。
そののち、室温まで冷却し、破砕手段であるカッター刃を１分間回転させ、生ごみを破砕した。この破砕の後、排水バルブを開けて、破砕後の生ごみを酸化剤とともに排出した。
【０１８０】
また、この排出された排出液５ｍｌを３倍に希釈し、２０ｍｌの試験管に入れて静置し、１００時間後の固形分の沈降高さを記録した。初期高さに対する沈降した固形分の高さの比を百分率値で表した値を求め、処理液の分散安定性を評価した。
【０１８１】
酸化剤のｐＨを、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。
実施例１０では、ｐＨ２．５の電解水を用いて処理した。実施例１１では、ｐＨ３の電解水を用いて処理した。実施例１２では、ｐＨ６．５の電解水を用いて処理した。実施例１３では、ｐＨ７の電解水を用いて処理した。
【０１８２】
また、実施例１０〜１３の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表２に示す。
【０１８３】
【表２】
【０１８４】
その結果、表２に示されるように、酸化剤のｐＨが２．５である実施例１０およびそのｐＨが７である実施例１３では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方で、酸化剤のｐＨが５である実施例９、そのｐＨが３である実施例１１およびそのｐＨが６．５である実施例１２では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの７割以上を保持しており、処理後の生ごみは３割程度しか沈降していなかった。よって、ｐＨ３以上６．５以下に調整された酸化剤を用いることにより、処理後の生ごみの分散安定性を高くすることができる。
《実施例１４〜１７》
【０１８５】
加熱の温度を、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。生ごみは、実施例９と同様なものを用いた。
実施例１４では１００℃で加熱した。実施例１５では９０℃で加熱した。実施例１６では４０℃で加熱した。実施例１７では２５℃で加熱した。
また、実施例１４〜１７の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表３に示す。表３には、実施例９の結果も同時に示す。
【０１８６】
【表３】
【０１８７】
１００℃で加熱した実施例１４および２５℃で加熱した実施例１７では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方、９０℃で加熱した実施例１５および５０℃で加熱した実施例９では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの８割程度を保持しており、生ごみは２割程度しか沈降していなかった。よって、有効塩素濃度が１５００ｐｐｍであり、ｐＨが５である酸化剤を用い、生ごみをその酸化剤とともに５０℃以上１００℃未満に加熱することにより、処理後の生ごみの分散安定性を高くすることができる。
《実施例１８〜１９》
【０１８８】
生ごみの重量比率を、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。生ごみは、実施例９と同様なものを用いた。
実施例１８では、生ごみの重量比率を６０％とした。実施例１９では、生ごみの重量比率を８０％とした。
実施例１８〜１９の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表４に示す。なお、表４には、実施例９の結果をも同時に示す。
【０１８９】
【表４】
【０１９０】
表４に示されるように、生ごみの重量比率が８０％である実施例１９では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方、生ごみの重量比率が６０％である実施例１８および生ごみの重量比率が４０％である実施例９では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの７割以上を保持しており、処理後の生ごみは３割程度しか沈降していなかった。よって、生ごみを酸化剤と共に加熱する場合、生ごみの重量比率が６０％以下となるように、酸化水の量を調整することが好ましい。
《実施例２０〜２１》
【０１９１】
酸化剤の有効塩素濃度を、以下のように変更したこと以外、実施例９と同様にして、生ごみを処理した。生ごみは、実施例９と同様なものを用いた。
実施例２０では、酸化剤の有効塩素濃度を４００ｐｐｍとした。実施例２１では、酸化剤の有効塩素濃度を５００ｐｐｍとした。
【０１９２】
また、実施例２０〜２１の排出液における、静置してから１００時間後の初期高さに対する沈降した固形分の高さの比（固形分の沈降高さ／初期高さ）を、実施例９と同様にして測定した。結果を表５に示す。表５には、実施例９の結果も同時に示す。
【０１９３】
【表５】
【０１９４】
表５に示すように、酸化剤の有効塩素濃度が４００ｐｐｍである実施例２０では、処理後の生ごみは、１００時間後に半分近くまで沈降した。一方で、酸化剤の有効塩素濃度が５００ｐｐｍである実施例２１およびその有効塩素濃度が１５００ｐｐｍである実施例９では、処理後の生ごみの沈降高さは、初期高さの７割以上を保持しており、処理後の生ごみは３割程度しか沈降していなかった。よって、ｐＨ５の酸化剤を用いて５０℃で加熱する場合、酸化剤の有効塩素濃度が５００ｐｐｍ以上であることが好ましい。
【０１９５】
以上のように、破砕処理だけを行う従来のディスポーザーでは、処理後の生ごみの粒径が大きく沈降が速い。このため、例えば、処理槽、配管、または管渠内で沈降堆積し、その流動性が低下する。さらには、配管等が閉塞される可能性がある。一方、本発明の生ごみ処理装置を用いて処理することにより、処理後１００時間経過後も、処理後の生ごみは、殆ど沈降しない。このため、処理後の生ごみを、水を媒体として、排出または移送する場合に、非常に好都合となる。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明の生ごみ処理装置は、生ごみを破砕して排出する装置として有用であると共に、例えば、水を分散媒として、固形有機物を移送する装置としても有用である。よって、本発明の生ごみ処理装置は、工場等で発生する有機性の固形廃棄物を、水系の分散媒に分散させることによる、廃棄物の処分に用いることができる。これにより、例えば、廃棄物の処理を一本化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる生ごみ処理装置１０の概略図である。
【図２】本発明の別の実施形態にかかる生ごみ処理装置２０の概略図である。
【図３】本発明のなお別の実施形態にかかる生ごみ処理装置３０の概略図である。
【図４】実施例１と比較例１における処理後の生ごみの粒度分布を示すグラフである。
【図５】実施例１と比較例１における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図６】実施例１と比較例１における処理後の生ごみの沈降量を所定の時間ごとに観察したグラフである。
【図７】実施例２と比較例２における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図８】実施例３と比較例３における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図９】実施例４と比較例４における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【図１０】実施例４、６および８と比較例４における処理後の生ごみの累積粒度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１９８】
１、２０、３０ 生ごみ処理装置
２ 酸化剤
３ 処理槽
４ 酸化剤供給手段
５ 加熱手段
６ 回転刃
７ 投入口
８ 外部排水管
９ 外部排水弁
１０ シンク面
１１ 弁
１２ 電装部
１３ 温度測定手段
１４ モータ
２１ 破砕槽
２２ 排出弁
２３ 分級手段
３１ 電解水生成部
３２ 電解槽
３３ 陽極
３４ 陰極
３５ 通電装置
３６ 隔膜
３７ タンク
３８ 重量測定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）生ごみを投入する投入口を有し、前記生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽と、
（２）前記処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
（３）前記処理槽の投入口を閉じる蓋と、
（４）前記処理槽の内部を加熱する加熱手段と、
（５）前記処理槽の収容物を破砕する破砕手段と、を少なくとも備える生ごみ処理装置。
【請求項２】
前記処理槽が、破砕前または破砕後の前記収容物を排出する排出口を備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】
（６）前記処理槽から排出された前記収容物を収容する破砕槽をさらに備え、
前記破砕手段が、前記破砕槽の内部に設けられている請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
前記破砕槽が、破砕後の前記収容物を排出する排出口を備える請求項３記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
前記処理槽内の前記収容物の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段により得られる情報を用いて前記加熱手段を制御する加熱制御手段とをさらに備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項６】
前記酸化剤供給手段が、電解質を含む水を電解して電解水を生成する電解水生成部を有し、前記電解水生成部は、前記電解質を含む水を収容する電解槽、前記電解槽に配置された陽極および陰極、ならびに前記陽極と前記陰極との間に通電するための通電装置を具備する請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項７】
前記電解質が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カルシウム、および臭化カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項６に記載の生ごみ処理装置。
【請求項８】
前記酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、前記酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項９】
前記酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、前記酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに有し、前記ｐＨ調整剤が、前記電解水生成部の陰極近傍で生成した陰極水を含む請求項６記載の生ごみ処理装置。
【請求項１０】
前記処理槽の重量を検知する重量測定手段をさらに備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項１１】
前記蓋の開閉状態を検知する開閉検知手段をさらに備え、前記開閉検知手段からの情報に従って前記加熱制御手段が前記加熱手段を制御する請求項５記載の生ごみ処理装置。
【請求項１】
（１）生ごみを投入する投入口を有し、前記生ごみおよび酸化剤を収容する処理槽と、
（２）前記処理槽に酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
（３）前記処理槽の投入口を閉じる蓋と、
（４）前記処理槽の内部を加熱する加熱手段と、
（５）前記処理槽の収容物を破砕する破砕手段と、を少なくとも備える生ごみ処理装置。
【請求項２】
前記処理槽が、破砕前または破砕後の前記収容物を排出する排出口を備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項３】
（６）前記処理槽から排出された前記収容物を収容する破砕槽をさらに備え、
前記破砕手段が、前記破砕槽の内部に設けられている請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項４】
前記破砕槽が、破砕後の前記収容物を排出する排出口を備える請求項３記載の生ごみ処理装置。
【請求項５】
前記処理槽内の前記収容物の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段により得られる情報を用いて前記加熱手段を制御する加熱制御手段とをさらに備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項６】
前記酸化剤供給手段が、電解質を含む水を電解して電解水を生成する電解水生成部を有し、前記電解水生成部は、前記電解質を含む水を収容する電解槽、前記電解槽に配置された陽極および陰極、ならびに前記陽極と前記陰極との間に通電するための通電装置を具備する請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項７】
前記電解質が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カルシウム、および臭化カリウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項６に記載の生ごみ処理装置。
【請求項８】
前記酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、前記酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項９】
前記酸化剤のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、前記酸化剤のｐＨを調節するｐＨ制御手段をさらに有し、前記ｐＨ調整剤が、前記電解水生成部の陰極近傍で生成した陰極水を含む請求項６記載の生ごみ処理装置。
【請求項１０】
前記処理槽の重量を検知する重量測定手段をさらに備える請求項１記載の生ごみ処理装置。
【請求項１１】
前記蓋の開閉状態を検知する開閉検知手段をさらに備え、前記開閉検知手段からの情報に従って前記加熱制御手段が前記加熱手段を制御する請求項５記載の生ごみ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１９２４２５（Ｐ２００６−１９２４２５Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２０８３０（Ｐ２００５−３２０８３０）
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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