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技術 有機質の発酵堆肥の製造方法及び製造装置

出願人 株式会社日清エンジニアリングカイセ理化株式会社株式会社ニッケーコーポレーション
発明者 海瀬昇
出願日 1998年2月3日 (22年9ヶ月経過) 出願番号 1998-021667
公開日 1999年8月10日 (21年3ヶ月経過) 公開番号 1999-217286
状態 未査定
技術分野 固体廃棄物の処理 肥料
主要キーワード ドレーン排出 各移送機構 水循環機構 ノコクズ 水分制御 混合循環 土地面積 原料供給機構
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年8月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

有機質発酵堆肥を効率よく製造することができる有機質の発酵堆肥の製造方法及び製造装置を提供する。

解決手段

水分が調節された有機質の堆肥材料と堆肥材料用分解材とを計量して混合してなる原料混合物と、酵素剤と酵素剤用活性材とを計量して混合してなる添加剤混合物とを、温度と水分とが制御可能な縦型発酵タンク3に供給し、前記縦型発酵タンク3では前記両混合物を充分に攪拌混合するとともに循環機構33によって下部から上部に循環流させ、縦型発酵タンク3の内部で充分に発酵させてなる堆肥を前記循環機構の途中に設けた切換バルブ34の操作により外部に排出するようにすることを特徴とする。

概要

背景

周知のように、有機質発酵堆肥は、主として酸性土壌アルカリ側に移行させるために施肥されるものであって、従来ではほとんどが野積み方式により手作業で製造されていた。これに対し、合成肥料若しくは化学肥料は連続的に大量生産することができるが、近年では、健康食品指向が強まり、有機栽培による農作物が珍重されるにあたっては、前記有機質の発酵堆肥が見直され始めている。

概要

有機質の発酵堆肥を効率よく製造することができる有機質の発酵堆肥の製造方法及び製造装置を提供する。

水分が調節された有機質の堆肥材料と堆肥材料用分解材とを計量して混合してなる原料混合物と、酵素剤と酵素剤用活性材とを計量して混合してなる添加剤混合物とを、温度と水分とが制御可能な縦型発酵タンク3に供給し、前記縦型発酵タンク3では前記両混合物を充分に攪拌混合するとともに循環機構33によって下部から上部に循環流させ、縦型発酵タンク3の内部で充分に発酵させてなる堆肥を前記循環機構の途中に設けた切換バルブ34の操作により外部に排出するようにすることを特徴とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

水分が調節された有機質堆肥材料と堆肥材料用分解材とを計量して混合してなる原料混合物と、酵素剤と酵素剤用活性材とを計量して混合してなる添加剤混合物とを、温度と水分とが制御可能な縦型発酵タンクに供給し、前記縦型発酵タンクでは前記両混合物を充分に攪拌混合するとともに循環機構によって下部から上部に循環流させ、縦型発酵タンクの内部で充分に発酵させてなる堆肥を前記循環機構の途中に設けた切換バルブの操作により外部に排出するようにしたことを特徴とする有機質の発酵堆肥の製造方法。

請求項2

有機質の堆肥材料用タンク及び堆肥材料分解材用タンクとを有するとともに計量部粉砕部、混合部及び移送機構等を有する原料供給機構と、酵素剤及び酵素剤用活性材の計量部、混合部及び移送機構を有する添加剤供給機構と、前記両供給機構各移送機構連絡されて両混合物を収納することができるとともに内部の水分と温度とを制御可能な縦型発酵タンクとを有し、前記縦型発酵タンクには内部に収納する混合物を下部から上部に循環流させる循環機構を接続し、前記循環機構の途中には縦型発酵タンクの内部の混合物が発酵してなる堆肥を外部に排出する切換バルブを設けてなることを特徴とする有機質の発酵堆肥の製造装置

技術分野

0001

本発明は、有機質発酵堆肥を効率よく製造することができる有機質の発酵堆肥の製造方法及び製造装置に関するものである。

背景技術

0002

周知のように、有機質の発酵堆肥は、主として酸性土壌アルカリ側に移行させるために施肥されるものであって、従来ではほとんどが野積み方式により手作業で製造されていた。これに対し、合成肥料若しくは化学肥料は連続的に大量生産することができるが、近年では、健康食品指向が強まり、有機栽培による農作物が珍重されるにあたっては、前記有機質の発酵堆肥が見直され始めている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、前記従来の野積み方式のよる発酵堆肥の製造では、不快な悪習が発生するばかりでなく、長期間と広大な場所が必要となるため、十分な土地面積を有する農家でなければ実施することができず、しかも大変な重労働が必要であった。さらに、原材料として用いる有機質堆肥材料が一定でないなどの理由により、均一な品質製品を常に安定に製造することができなかった。また、有機質の発酵堆肥を製造する装置の開発も幾つか提案されているが、十分に満足できる品質を有する有機質の発酵堆肥を安定に、連続的に製造できたという報告はなされていない。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、上記した従来の欠点に鑑み提案されたもので、有機質の堆肥材料と堆肥材料用分解材とを計量して混合してなる原料混合物と、酵素剤と酵素剤用活性材とを計量して混合してなる添加剤混合物とを、温度と水分とが制御可能な縦型発酵タンクに供給し、前記縦型発酵タンクでは前記両混合物を充分に攪拌混合するとともに循環機構によって下部から上部に循環流させ、縦型発酵タンクの内部で充分に発酵させてなる堆肥を前記循環機構の途中に設けた切換バルブの操作により外部に排出するようにしたことを特徴とする有機質の発酵堆肥の製造方法に関するものである。

0005

また、本発明は上記した有機質の発酵堆肥の製造方法を実施する製造装置をも提案するものであり、水分計を備える有機質の堆肥材料用タンク及び堆肥材料分解材用タンクとを有するとともに計量部粉砕部、混合部及び移送機構等を有する原料供給機構と、酵素剤及び酵素剤用活性材の計量部、混合部及び移送機構を有する添加剤供給機構と、前記両機構の各移送機構連絡されて両混合物を収納することができて内部の水分と温度とを制御可能な縦型発酵タンクとを有し、前記縦型発酵タンクには内部に収納する混合物を下部から上部に循環流させる循環機構を接続し、前記循環機構の途中には縦型発酵タンクの内部の混合物が発酵してなる堆肥を外部に排出する切換バルブを設けてなることを特徴とする有機質の発酵堆肥の製造装置に関するものである。

発明を実施するための最良の形態

0006

以下の本発明の実施の形態を説明する。本発明においては、原料として有機質の堆肥材料と堆肥材料用分解材、また添加剤として酵素剤及び酵素剤用活性材を使用する。前記した有機質の堆肥材料は堆肥の原料となるもので、イナワラモミガラササノコクズシバ、その他のあらゆる種類の有機質の植物材料を使用することができる。また前記堆肥材料用分解材は、堆肥材料の硬い成分組織の分解を促進して発酵し易くするとともに堆肥の原材料となるもので、鶏フンプンフン、人プン等を使用することができる。そして前記酵素剤は、堆肥材料及び堆肥材料用分解材を発酵させるとともに悪習の発生を防止するもので、既に多くの製品が各種メーカーから市販されているから、前記有機質の堆肥材料の種類によって適宜に選定することができる。また、前記酵素剤用活性材は、前記酵素剤の発酵作用を促進させるとともに活性化させるもので、米ぬかデンプンカス等を使用することができる。尚、これらの原材料は、前記によって一例を示したに過ぎなくて前記例示に限定されるものではなく、その機能を発揮できるあらゆる種類の原材料を使用することができる。

0007

本発明の製造方法においては、まず有機質の堆肥材料及び堆肥材料用分解材の水分量をそれぞれ水分計で測定し、一定の水分に調節したら、各々計量部にて個別に計量して所定の比率にし、両者を粉砕機に供給して充分に粉砕した状態で混合部で混合する。そして、この有機質の堆肥材料及び堆肥材料用分解材の原料混合物を移送機構により縦型発酵タンクに投入する。また、酵素剤と酵素剤用活性材を各々計量部にて個別に計量して所定の比率にし、両者を混合機構で混合してなる添加剤混合物を移送機構により前記縦型発酵タンクに投入する。

0008

前記縦型発酵タンクには、内部に収納される原料混合物と添加剤混合物とを充分に攪拌混合するとともに、タンク下部から上部に循環流させる循環機構を設けてあり、しかも内部に収納されている混合物の含有水分と温度とを制御することができる。したがって、縦型発酵タンクに投入される原料混合物及び添加剤混合物は、温度と含有水分が調整されて攪拌混合されるとともに、下部から排出されて上部に供給される循環流となり、添加剤混合物によって制御された最適な雰囲気により次第に発酵して堆肥化される。

0009

そして、前記のように予め有機質の堆肥材料及び堆肥材料用分解材はそれぞれ含有する水分を測定してあるので、縦型発酵タンク内に臨む水分計によって混合物全体含水量を測定することができる。したがって、混合物に含水している水分が少ない場合にはノズル等にて必要水量を縦型発酵タンクへ注入すればよいし、多い場合には、例えば、前記循環機構から水分を吸引除去すればよい。尚、水分は、絶乾重量に対して60〜70%程度とするのが望ましいが、この数値に特に限定するものではない。

0010

また、前記縦型発酵タンクは温度管理可能な構造を有しており、例えば壁面を2重にしたジャケット構造とし、内部を20〜70℃程度の範囲で温度制御が可能な温水冷水循環機を取り付けるようにしても良い。そして、前記縦型発酵タンクの内部を、前記混合物を循環流させながら攪拌混合し、センサーにより50〜70℃になったらジャケット構造によって縦型発酵タンクの内部を30℃程度にまで低下させる。このようにして高温低温とを繰り返して過剰な昇温を避けながら、縦型発酵タンクの内部の混合物を十分に発酵させる。上記において、前記縦型発酵タンクの内部を85℃程度まで昇温すると発酵菌が熱で死滅するおそれがあるので、最高温度を60℃程度に制御するのが望ましい。

0011

本発明では、こうして温度と水分とを制御しながら混合物を最適な状態で発酵させた発酵堆肥を得ることができ、発酵堆肥は適宜に縦型発酵タンクの外部に排出して温風乾燥、計量、袋詰め等して製品とすることができる。また、縦型発酵タンクの底部に溜る液体の一部は混合物から分遊離するので、取り出して水栽培用の液肥とすることもできる。また、この液肥のPH値を測定して堆肥の腐敗を防止することができる。

0012

このように本発明の有機質の発酵堆肥の製造方法は、従来重労働であった作業をほとんど自動化し、しかも含水量や重量、温度等を測定して一定の品質を有する発酵堆肥を連続的に且つ短時間に製造することができる。

0013

さらに、以下の種々の効果を奏する。本発明における発酵タンクは、縦型であるため設置面積が少なくてよい。また、含水量、重量、温度、時間等の各種の条件を数値データとして保存することにより、堆肥化するための数値を化学的に検討、実施することができる。即ち、前記のように有機質の堆肥材料としては、多種の有機質を用いることができるが、用いた有機質の種類、性状によって堆肥化条件は一定でないため、これらを数値データで管理することは極めて重要である。例えば、水分量が均一でない有機質の堆肥材料でも添加水量を調節することにより、均一な製品である有機質の発酵堆肥を製造することができる。また、本発明では有機質の原料混合物を粉砕機にかけ、しかも酵素剤等を含む添加剤混合物を使用するので、悪臭を発生することなく発酵堆肥を短時間で製造することができる。

0014

以下に本発明の製造装置を図1系統図に記載した実施例に基づいて詳細に説明する。本発明の有機質の発酵堆肥の製造装置は、有機質の堆肥材料や分解材を縦型発酵タンクに供給する原料供給機構1と、前記堆肥材料や分解材を発酵させる酵素剤その活性材とからなる添加剤を前記縦型発酵タンクに供給する添加剤供給機構2と、両供給機構1、2から繰り出される原料及び添加剤を混合して発酵させ、堆肥にする縦型発酵タンク3とを有する。

0015

前記した原料供給機構1は、前記有機質の堆肥材料を貯溜する堆肥材料用タンク11と、前記堆肥材料を分解させる分解材を貯溜する分解材用タンク12とを有し、前記両タンク11、12には水分計13、14を臨ませて、内部に貯溜する堆肥材料及び分解材の水分を維持、管理することができる。

0016

そして、前記堆肥材料用タンク11と分解材用タンク12との排出口には、堆肥材料及び分解材を一定の配合率に計量する計量部15が位置し、計量部15によって計量された堆肥材料及び分解材は粉砕機等からなる粉砕部16により例えば10mm以下に粉砕され、ミキサー等からなる混合部17で堆肥材料及び分解材を充分に攪拌混合した後、コンベアー等からなる原料移送機構18が原料混合物を前記縦型発酵タンク3にまで搬送して投入する。

0017

したがって、前記原料供給機構1は、堆肥材料用タンク11、分解材用タンク12、計量部15、粉砕部16、混合部17及び原料移送機構18からなり、コンピューター制御による自動化によって一連に作動させることができる。

0018

前記添加剤供給機構2は、前記酵素剤の貯溜部21と、前記酵素剤用活性材の貯溜部22とを有し、各貯溜部に貯溜する酵素剤及び活性材を計量部23に導いて一定の配合率にし、この添加剤混合物をミキサー等からなる混合部24に供給して充分に攪拌混合し、コンベアー等からなる添加剤移送機構25によって添加剤混合物を前記縦型発酵タンク3にまで搬送して投入する。

0019

したがって、前記した添加剤供給機構2は、酵素剤の貯溜部21、酵素剤用活性材の貯溜部22、計量部23、混合部24及び添加剤移送機構25からなるもので、酵素剤の貯溜部21の酵素剤と酵素剤用活性材の貯溜部22の活性材とは手動により計量部23に供給して計量し、その後は自動化して作動させることができる。

0020

前記縦型発酵タンク3は、原料混合物と添加剤混合物とを攪拌混合して発酵させることにより堆肥化させるもので、具体的構成は、前記したように壁面が水密な2重構造であって、中空壁面内部に温水、冷水等の水循環機構31を接続してあり、上端の開口部には、内部を密閉できる蓋3’を着脱可能に設けてある。そして、前記縦型発酵タンク3の下端の出口には、混合循環ポンプ32を設置してあり、前記混合循環ポンプ32からは縦型発酵タンク3の上端にまで接続した混合物循環機構33を有し、前記混合物循環機構33の途中に設けた切換バルブ34には乾燥装置35、計量装置36及び袋詰め装置37等からなる堆肥処理機構38を接続している。

0021

また、前記縦型発酵タンク3には水分計のセンサー39及び温度計のセンサー40等が臨み、前記混合循環ポンプ32からは途中に吸引ポンプ41を設けた液体循環機構42が延在して前記縦型発酵タンク3の上端に接続され、前記液体循環機構42の途中に設けた三方弁43には水供給機構44から流量調整機構45により水量が調整される水供給路46を接続してある。

0022

したがって、原料供給機構1及び添加剤供給機構2から投入される原料混合物及び添加剤混合物は、縦型発酵タンク3の内部において混合循環ポンプ32の駆動で混合物循環機構33を通過して縦型発酵タンク3の上部に供給される循環流となり、この循環流の過程新鮮な空気を外部から取り込みながら充分に攪拌混合される。そして、縦型発酵タンク3の内部は、センサー40により温度が検出されて水循環機構31から冷水若しくは温水が縦型発酵タンク3の壁面内部を循環し、添加剤混合物により発酵に最適な温度に制御される。尚、縦型発酵タンク3においては、混合物循環機構33が駆動して混合物が循環流している時間帯では蓋3’を開放して内部に新鮮な空気を導入し、混合物循環機構33が駆動していない時間帯では蓋3’により密閉して混合物の発酵を促進させる。

0023

前記縦型発酵タンク3の内部は、前記センサー39によって水分が検出され、水分が不足する場合には吸引ポンプ41が作動して混合循環ポンプ32に染み出る水分を吸引して液体循環機構42を通過させ、三方弁43の操作によって縦型発酵タンク3の内部に供給することにより、縦型発酵タンク3内部の混合物に水分を供給することができる。更に、混合循環ポンプ32からの水分供給でもまだ水分が不足する場合、三方弁43を切り換えて水供給機構44からの水を流量調整機構45で流量を調整しながら縦型発酵タンク3に供給することにより、縦型発酵タンク3の内部の混合物の水分を適正に維持することができる。

0024

なお、縦型発酵タンク3の内部の混合物の水分が過多の場合、混合循環ポンプ32に余分な水分が染み出るので、混合循環ポンプ32と吸引ポンプ41との間に設けた切換弁47を操作して混合循環ポンプ32の排出口からドレーン排出路48に排出し、そのまま廃棄したり液肥に使用することができる。また、前記混合循環ポンプ32にはPHセンサー49を位置させ、縦型発酵タンク3内の混合物の液体若しくは混合物自体のPHを検知して、酸性側に移行しているようであれば、腐敗を防止するために中性側若しくはアルカリ側に変換するような処置をすればよい。

0025

そして、前記縦型発酵タンク3の内部において前記両混合物が温度制御、水分制御の基に十分に攪拌混合される。そして、混合物循環機構33が作動している時間帯では縦型発酵タンク3の蓋3’を開放して外部の新鮮な空気を取り入れながら攪拌混合し、混合物循環機構33が作動していない時間帯では蓋3’により密閉して発酵させる。また、縦型発酵タンク3の混合物が発酵により堆肥となったら、前記切換バルブ34を切り換えて前記堆肥処理機構38に導入し、前記乾燥装置35により乾燥、計量装置36により計量、及び袋詰め装置37により袋詰めを行って製品化することになる。また、必要であれば縦型発酵タンク3の内部に攪拌機構50を設け、混合物循環機構33とともに若しくは単独で駆動して、縦型発酵タンク3の内部の混合物の堆肥化処理を促進するようにしてもよい。

0026

次に、本発明の一般的又は基本的な製造工程の実施例を説明する。

0027

(1日目)
酵素剤及び酵素剤用活性材(米ぬか)を、それぞれ計量部23にて計量(酵素剤:3kg,酵素剤用活性材:計量部23kg)し、混合部24で30分間混合する。
有機質の堆肥材料(ササ、シバ)は堆肥材料用タンク11に収納され、堆肥材料用分解材(鶏フン)は分解材用タンク12に収納されている。前記堆肥材料用タンク11及び分解材用タンク12から供給される有機質の堆肥材料及び堆肥材料用分解材を前記計量部15で計量(有機質の堆肥材料:絶乾として1ton,堆肥材料用分解材:絶乾として100kg)して粉砕部16に供給し、10mm以下の寸法に粉砕して混合部17に供給する。
前記混合部17において、有機質の堆肥材料と堆肥材料用分解材(原料混合物)とを2時間混合し、原料移送機構18により縦型発酵タンク3にまで移送して投入する。
前記の混合部24から、酵素剤及び酵素剤用活性材(添加剤混合物)を前記添加剤移送機構25により縦型発酵タンク3にまで移送して投入する。そして、前記混合循環ポンプ32を駆動して切換バルブ34を混合物循環機構33に連絡し、縦型発酵タンク3の内容物を十分に循環流させて、原料混合物と添加剤混合物との混合物が重量比において約98:2であるから、新鮮な外気を導入しながら両混合物が均一になるように混合する。
縦型発酵タンク3内の水分をセンサー39で検出し、必要水分量(絶乾に対し60〜200%)の水を水供給機構44から流量調整機構45により流量調整して水供給路46から縦型発酵タンク3に供給する。その際にも縦型発酵タンク3を開放したまま前記混合循環ポンプ32を連続運転させ、縦型発酵タンク3の内部が60℃であることを確認する。混合循環ポンプ32の作動は、約2時間程度である。
上記の作業を終了したら、全装置の電源オフにして縦型発酵タンク3に蓋3’をし、密閉して静置する。

0028

(2〜3日目)縦型発酵タンク3に臨ませたセンサー39により、縦型発酵タンク3の内部の温度が50℃程度であることを確認するとともに、混合循環ポンプ32を連続運転して縦型発酵タンク3の内容物を継続的に循環流させる。

0029

(3〜4日目)
縦型発酵タンク3内の温度が下がり始めると、前記水循環機構31から温水を縦型発酵タンク3に壁面内部に供給し、約25℃程度に維持するとともに、縦型発酵タンク3を開放して混合循環ポンプ32を約1時間作動させ、縦型発酵タンク3の内部の混合物を空気に接触させながら攪拌混合する。
混合循環ポンプ32は、約1時間の作動である。
その後、縦型発酵タンク3の内部を60℃にまで昇温させる。

0030

(5日目以降)前記2〜3日目の操作、3〜4日目の操作を1回だけ繰り返す。

0031

その後、切換バルブ34を切り換えて縦型発酵タンク3の堆肥を混合循環ポンプ32の作動により袋詰め装置37に供給し、製品とする。

発明の効果

0032

以上要するに本発明の有機質の発酵堆肥の製造方法は、従来重労働であった作業を自動化し、しかも含水量や重量、温度等を測定して一定の品質を有する発酵堆肥を連続的に且つ短時間に製造することができる。また、使用する発酵タンクが縦型であるため設置面積が少なく、十分な土地面積を有する農家でなくても実施することができる。さらに、含水量、重量、温度、時間等の各種の条件を数値データとして保存することにより、堆肥化するための数値を科学的に検討、実施することができ、例えば、水分量が均一でない有機質の堆肥材料でも添加水量を調節することにより均一で安定した有機質の発酵堆肥を製造することができるばかりでなく、悪臭の発生を酵素剤によって防止することができる。また、有機質の堆肥材料を粉砕機にかけ、しかも酵素剤を使用するので、発酵堆肥が短時間で製造できる。

図面の簡単な説明

0033

図1本発明の製造装置の概略系統図である。

--

0034

1原料供給機構
2添加剤供給機構
3縦型発酵タンク
11堆肥材料用タンク
12分解材用タンク
13水分計
14 水分計
15計量部
16粉砕部
17 混合部
18原料移送機構
21酵素剤の貯溜部
22 酵素剤用活性材の貯溜部
23 計量部
24 混合部
25添加剤移送機構
31水循環機構
32混合循環ポンプ
33 混合物循環機構
34 切換バルブ
35乾燥装置
36計量装置
37袋詰め装置
38堆肥処理機構
39センサー
40 センサー
41吸引ポンプ
42液体循環機構
43三方弁
44水供給機構
45流量調整機構
46水供給路
47切換弁
48ドレーン排出路
49 PHセンサー
50 攪拌機構

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