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技術 有機発酵肥料の製造方法

出願人 鈴木俊規
発明者 鈴木俊規
出願日 2013年10月29日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2013-224198
公開日 2015年5月7日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 2015-086089
状態 特許登録済
技術分野 肥料 固体廃棄物の処理 汚泥処理
主要キーワード 水分吸収力 原液換算 ビニール類 ペレット成形機 短繊維状物 浄化処理施設 食品系廃棄物 高速粉砕機
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(2015年5月7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

ゴミ(主として食品系廃棄物調理残渣物等)、及び脱水汚泥原料とする有機発酵肥料の製造方法の提供。

解決手段

次の第1工程〜第4工程を経る有機肥料の製造方法において、第1工程の混合物、又は第1工程の混合物及び第3工程の混合物に、更に粉砕物を添加することを特徴とする有機発酵肥料の製造方法。第1工程:生ゴミ,有機水調整材,及びEM資材(菌)の混合物を高速粉砕機にかけて粉砕して得られるペースト嫌気発酵する工程第2工程:第1工程で得られる嫌気発酵物を、水分が20〜40%に乾燥して半乾燥物を得る工程第3工程:第2工程で得られる半乾燥物、及び脱水汚泥又は(/及び)家畜糞の混合物を粉砕して得られるペーストを再度嫌気発酵する工程。第4工程:第3工程で得られる嫌気発酵物をペレット成形した後、更に乾燥する工程

概要

背景

ゴミは、大部分が農産物であるから、農地還元することがリサイクルの観点から望ましい。また、し尿汚泥家畜糞も同様である。
従来から生ゴミ(食品系廃棄物)や家畜糞(牛糞豚糞鶏糞)のような有機性廃棄物に、有機水調整材モミガラフスマ雑穀モミガラ、おが粉、米ヌカコーヒー滓ガラ廃菌床有機性ALC等)、EM資材(菌)等を添加した後、発酵、乾燥等の処理単独、又は組み合わせにより、種々の肥料堆肥土壌改良剤等)の製造が行われている。

概要

生ゴミ(主として食品系廃棄物、調理残渣物等)、及び脱水汚泥原料とする有機発酵肥料の製造方法の提供。 次の第1工程〜第4工程を経る有機肥料の製造方法において、第1工程の混合物、又は第1工程の混合物及び第3工程の混合物に、更に粉砕物を添加することを特徴とする有機発酵肥料の製造方法。第1工程:生ゴミ,有機水分調整材,及びEM資材(菌)の混合物を高速粉砕機にかけて粉砕して得られるペースト嫌気発酵する工程第2工程:第1工程で得られる嫌気発酵物を、水分が20〜40%に乾燥して半乾燥物を得る工程第3工程:第2工程で得られる半乾燥物、及び脱水汚泥又は(/及び)家畜糞の混合物を粉砕して得られるペーストを再度嫌気発酵する工程。第4工程:第3工程で得られる嫌気発酵物をペレット成形した後、更に乾燥する工程

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

次の第1工程〜第3工程を経る有機肥料の製造方法において、第1工程の混合物に、更に粉砕物を添加することを特徴とする有機発酵肥料の製造方法。第1工程:生ゴミ有機水調整材,及びEM資材(菌)の混合物を高速粉砕機にかけて粉砕して得られるペースト嫌気発酵する工程第2工程:第1工程で得られる嫌気発酵物を乾燥して乾燥物を得る工程第3工程:第2工程で得られる乾燥物をペレット成形した後、更に乾燥する工程

請求項2

次の第1工程〜第4工程を経る有機肥料の製造方法において、第1工程の混合物、又は第1工程の混合物及び第3工程の混合物に、更に竹の粉砕物を添加することを特徴とする有機発酵肥料の製造方法。第1工程:生ゴミ,有機水分調整材,及びEM資材(菌)の混合物を高速粉砕機にかけて粉砕して得られるペーストを嫌気発酵する工程第2工程:第1工程で得られる嫌気発酵物を、水分が20〜40%に乾燥して半乾燥物を得る工程第3工程:第2工程で得られる半乾燥物、及び脱水汚泥又は(/及び)家畜糞の混合物を粉砕して得られるペーストを再度嫌気発酵する工程。第4工程:第3工程で得られる嫌気発酵物をペレット成形した後、更に乾燥する工程

請求項3

竹粉砕物添加量が、有機水分調整剤の30〜50重量%である請求項1又は請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項4

竹の粉砕物の嵩密度が、0.1〜0.3(g/ml)である請求項1〜請求項3に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項5

有機水分調整材が、モミガラフスマ、赤キビおが粉、米ヌカの1種、叉は2種以上である請求項1〜請求項4に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項6

ペーストの水分含有量が、45〜55%である請求項1〜請求項5に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項7

EM資材(菌)の添加量が、生ゴミ重量の0.05%以上である請求項1〜請求項6に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項8

第3工程に、EM資材(菌)を添加する請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項9

家畜糞が、牛糞豚糞、又は鶏糞である請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項10

第1工程の嫌気発酵期間が2〜3週間である請求項1に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項11

第1工程の嫌気発酵期間が5〜7日である請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項12

第3工程の嫌気発酵期間が3〜5日である請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。

請求項13

ペレット成形時の水分含有量が、10〜20%である請求項1〜請求項12記載の有機発酵肥料の製造方法。

技術分野

0001

この発明は、家庭又は事業所等で発生する生ゴミ(主として食品系廃棄物調理残渣物等)を原料とする有機発酵肥料の製造方法に関する。
また、生ゴミに対し、し尿処理施設食品工場の排水浄化処理施設等で絶えず発生する脱水汚泥や、家畜糞牛糞豚糞鶏糞)等を加えたものを発酵原料とする有機発酵肥料の製造方法に関する。

背景技術

0002

生ゴミは、大部分が農産物であるから、農地還元することがリサイクルの観点から望ましい。また、し尿汚泥や家畜糞も同様である。
従来から生ゴミ(食品系廃棄物)や家畜糞(牛糞、豚糞、鶏糞)のような有機性廃棄物に、有機水調整材モミガラフスマ雑穀モミガラ、おが粉、米ヌカコーヒー滓ガラ廃菌床有機性ALC等)、EM資材(菌)等を添加した後、発酵、乾燥等の処理単独、又は組み合わせにより、種々の肥料堆肥土壌改良剤等)の製造が行われている。

先行技術

0003

特開2001−151585
特開2010−241637
特開2009−136853
特開2010−208893

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、従来の有機肥料の製造方法には、下記の欠点があった。
(イ)肥料の製造に時間がかかりすぎる。
(ロ)生ゴミや家畜糞(牛糞、豚糞、鶏糞)等の処理工程における腐敗臭、及びこれに伴う昆虫ハエアブ等)の発生、並びに肥料(最終生成物)の悪臭等を完全に除去することが困難である。

0005

発明者は以上の欠点を除去するために鋭意努力した結果、
(a)生ゴミ、有機水分調整材、EM資材(菌)を加えたものに、更に粉砕物を添加して嫌気発酵させることにより、又(b)前記嫌気発酵終了物に、脱水汚泥、家畜糞等を添加して再度嫌気発酵すると、より肥料の製造期間が短縮されることを知り本発明を完成した。

課題を解決するための手段

0006

従って、本願発明は、下記の請求項1〜請求項13により構成されている。
(請求項1)
次の第1工程〜第3工程を経る有機肥料の製造方法において、第1工程の混合物に、更に竹の粉砕物を添加することを特徴とする有機発酵肥料の製造方法。
第1工程:生ゴミ,有機水分調整材,及びEM資材(菌)の混合物を高速粉砕機にかけて粉砕して得られるペーストを嫌気発酵する工程
第2工程:第1工程で得られる嫌気発酵物を乾燥して乾燥物を得る工程
第3工程:第2工程で得られる乾燥物をペレット成形した後、更に乾燥する工程
(請求項2)
次の第1工程〜第4工程を経る有機肥料の製造方法において、第1工程の混合物、又は第1工程の混合物及び第3工程の混合物に、更に竹の粉砕物を添加することを特徴とする有機発酵肥料の製造方法。
第1工程:生ゴミ,有機水分調整材,及びEM資材(菌)の混合物を高速粉砕機にかけて粉砕して得られるペーストを嫌気発酵する工程
第2工程:第1工程で得られる嫌気発酵物を、水分が20〜40%に乾燥して半乾燥物を得る工程
第3工程:第2工程で得られる半乾燥物、及び脱水汚泥又は(/及び)家畜糞の混合物を粉砕して得られるペーストを再度嫌気発酵する工程。
第4工程:第3工程で得られる嫌気発酵物をペレット成形した後、更に乾燥する工程
(請求項3)
竹粉砕物添加量が、有機水分調整剤の30〜50重量%である請求項1又は請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項4)
竹の粉砕物の嵩密度が、0.1〜0.3(g/ml)である請求項1〜請求項3に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項5)
有機水分調整材が、モミガラ、フスマ、赤キビ、おが粉、米ヌカの1種、叉は2種以上である請求項1〜請求項4に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項6)
ペーストの水分含有量が、45〜55%である請求項1〜請求項5に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項7)EM資材(菌)の添加量が、生ゴミ重量の0.05%以上である請求項1〜請求項6に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項8)
第3工程に、EM資材(菌)を添加する請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項9)
家畜糞が、牛糞、豚糞、又は鶏糞である請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項10)
第1工程の嫌気発酵期間が2〜3週間である請求項1に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項11)
第1工程の嫌気発酵期間が5〜7日である請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項12)
第3工程の嫌気発酵期間が3〜5日である請求項2に記載する有機発酵肥料の製造方法。
(請求項13)
ペレット成形時の水分含有量が、10〜20%である請求項1〜請求項12記載の有機発酵肥料の製造方法。

0007

(イ)本願発明において、生ゴミとは、食品を製造し、調理する際に発生する食品原料の残渣、又は食べ残し等により発生する有機性廃棄物をいう。
実際には、通常行政当局収集する家庭又は事業所等で発生する生ゴミ(主として食品系廃棄物、調理残渣物)を使用する。
(ロ)本願発明において、脱水汚泥とは、し尿処理施設、食品工場の浄化処理施設浄化槽)等で絶えず発生する余剰汚泥から水分を一部除去したものをいう。汚泥は、水分(80%以上)が多く、腐敗して異臭発散し、その有効利用がなかなか難しい廃棄物であるが、本発明によれば、かかる汚泥を、肥料として好適に有効利用することができる。また、家畜糞とは、牛糞、豚糞、又は鶏糞等をいう。
(ハ)本願発明において、有機水分調整材とは、生ゴミ、脱水汚泥等の水分含量を減らすと共に、ベタベタ、ドロドロ状態を改善するために加える天然植物性有機物をいい、具体的には、モミガラ、フスマ、雑穀モミガラ、おが粉、米ヌカ、コーヒー滓、茶ガラ、廃菌床、有機性ALC等をいう(前記おが粉には、雑木や剪定枝破砕物も含む。)。
(ホ)本願発明に使用する竹は、その種類を問わず、叉生竹でも乾燥竹のどちらでもよい。
竹の粉砕物の添加量は、有機水分調整剤の30〜50重量%が好ましい(請求項1及び請求項2の第1工程)。
竹の粉砕物(竹バム)は、その嵩密度が、0.1〜0.3(g/ml)程度に粉砕された短繊維状物が好適である。嵩密度が前記範囲以外の粉砕物を用いると、水分吸収力ペレット成形に悪影響が生ずる
このような短繊維状の竹粉砕物は、高速粉砕機、例えば植物揉しゅう機SRM−15,SRM−50,SRM−100(西邦機工株式会社製)等により得られる。
なお、前記竹粉砕物の嵩密度は、竹粉砕物を乾燥機中で70℃で30分乾燥後、その200gを200mlのメスシリンダーに入れ、メスシリンダーの底を布を敷いた台に、軽く10回打ちつけて体積を測定した値である(同一の条件で小麦粉を測定した値は、例えば1.42ml/gであった)。
(ヘ)本願発明において、EM資材(菌)とは、Effective Micro・organism(通称EM菌)として市販されているものである。このEM菌は、自然界に存在する微生物の内の農業生産などに有用な放線菌光合成菌乳酸菌糸状菌酵母などの5科10属80余種の嫌気性好気性の微生物を含むものである。
EM資材は、通常、市販されている液状物(原液)を、1000倍程度に希釈して使用する(生ゴミ重量に対し、原液換算0.02〜0.2%使用)。
なお、EM資材は第一工程(請求項1、及び請求項2)ばかりではなく、第2工程(請求項2)においても、必要に応じて使用するのが好ましい(脱水汚泥又は(/及び)家畜糞に対して、原液換算で0.02〜0.2%)。

0008

本願発明を以上のように構成する理由は、下記のとおりである。
(1)竹は、種々の栄養素アミノ酸無機質酵素等)を多量に含むと共に、いわゆる乳酸菌、放線菌等を多量に含んでいるので、発酵が迅速に行われること。
(2)竹は、生ゴミの臭気や水分の吸収力が優れていること。
(3)竹の破砕物を添加すると、発酵終了物が適度の保形性を有し、ペレット化が極めて容易となること。
(4)従来の生ゴミ、脱水汚泥等をEM菌を用いて肥料化する技術は、少なくとも月単位の発酵時間を必要としているが、有機水分調整材の一部に竹の粉砕物を添加することにより、発酵時間を著しく短縮することができること(10〜20日)。
(5)本願発明において、生ゴミと脱水汚泥(家畜糞を含む)の両者を原料とする場合には、両者を混合して同時に発酵(1回で発酵)させるよりは、まず生ゴミを短期間発酵(一次発酵)した後、発酵を中断し、水分が20〜30%になるまで乾燥し、これに脱水汚泥(家畜糞を含む)を添加して再度水分を調節し、さらに発酵(二次発酵)させる二段発酵処理の方が、全体として発酵時間を著しく短縮できること。
(6)生ゴミ単独ではなく、脱水汚泥(家畜糞を含む)を混合して発酵処理する方が、発酵終了物が適度の保形性を有し、ペレット成形が容易となること。
(7)二次発酵する際の水分調整には、竹の粉砕物を添加する方が発酵が順調に進むこと。

発明の効果

0009

本発明の有機肥料の製造方法によれば、従来処分が困難であった生ゴミ、又は生ゴミに脱水汚泥や家畜糞を添加したものからから、極めて短期間にペレット(ケーキ)状で保存性のよい有機発酵肥料を製造することができる。

図面の簡単な説明

0010

本願発明に係る有機肥料の製造方法(請求項2)を示すブロック図である。

0011

(1)生ゴミ専用回収BOX(50L)で回収された生ごみから、ビニール類金物を除去した。
(2)この生ごみを、有機水分調整剤(モミガラ及びフスマ)並びに竹粉砕物(有機水分調整材の約40%使用)と共に前記高速粉砕機(西邦機工株式会社製)に入れて粉砕した。このとき同時にEM資材(生ゴミの0.1重量%)を加え、全体の水分含量を45〜55%に調整した(ペースト状)。
竹粉砕物は、乾燥状態孟宗竹を前記高速粉砕機により、予め粉砕したものを使用した(〔0005〕(ホ)参照)。
(3)前記(2)で得られる粉砕・混合物(ペースト状)を、ブラスチック製のコンテナーに20kgずつ小分けし、表面をビニールシート被い18〜20日間常温放置し(嫌気)発酵させた。
(4)前記(3)で得られた発酵物を乾燥機(株式会社伊電機工作所製:IDY型)で、80±10℃で、約12時間乾燥し、生ゴミの半乾燥物(水分含有量:約30%)を得た。
得られた発酵終了物は、悪臭が完全に消失し、ペレット化が可能となる保形成を有していた。
(5)前記(4)で得られた発酵物を、ペレット成形機(榎本ビーエー株式会社:E−ペレッター)によりペレット(d:6〜8mm,h:15〜20mmの円筒形)に成形し、前記(4)の乾燥機により120℃〜140℃で乾燥(30〜60分間)して、ペレット状の有機発酵肥料を製造した。

0012

前記ペレットを肥料としての観点から化学分析した結果は表1のとおりであり、農作物用の乾燥肥料として、十分な特性を備えていた。

0013

〔比較例1〕

0014

実施例1において、粉砕竹を使用せず、有機水分調整剤のみを使用して水分調整を行って同様に処理したものは、発酵終了までに5月以上を要した。

0015

(1)生ゴミ専用回収BOX(50L)で回収された生ごみから、ビニール類や金物を除去した。
(2)この生ごみを、有機水分調整剤(モミガラ及びフスマ)並びに竹粉砕物(有機水分調整材の約40%使用)と共に前記高速粉砕機(西邦機工株式会社製)に入れて粉砕した。このとき同時にEM資材を加え、全体の水分含量を45〜55%に調整した(ペースト状)。
竹粉砕物は、乾燥状態の孟宗竹を前記高速粉砕機により、予め粉砕したものを使用した(〔0005〕(ホ)参照)。
(3)前記(2)で得られる生ゴミ粉砕・混合物を、ブラスチック製のコンテナーに、20kgずつ小分けし、表面をビニールシートで被い6日間常温に放置し(嫌気)発酵させた。この発酵物の臭気は、大部分が消失していた。
(4)前記(3)で得られた発酵物を乾燥機(株式会社伊藤電機工作所製、又は株式会社大建製)で、80℃,約12時間乾燥し、半乾燥物(水分含有量:約30%)を得た。
(5)前記半乾燥物に、竹粉砕物(半乾燥物の約10%)、し尿処理場で発生した脱水汚泥と牛糞の等量混合物(水分約75%)を、(1:2)〜(2:1)の範囲で混合し、更にEM資材(前記等量混合物の0.1重量%)を加えて、全体の水分含量を45〜55%に調整した後、3〜4日間前記(3)と同様に(嫌気)発酵させた。
得られた発酵終了物は、悪臭が完全に消失し、ペレット化が容易に可能となる適度の保形成を有していた。
(6)前記(5)で得られた発酵物を、ペレット成形機(榎本ビーエー株式会社)によりペレット(d:6〜8mm,h:15〜20mmの円筒形)に成形し、前記(4)の乾燥機により120℃〜140℃で乾燥(30〜60分間)して、ペレット状の有機発酵肥料を製造した(図1参照)。

0016

前記ペレットを肥料としての観点から化学分析した結果は表2のとおりであり、農作物用の乾燥肥料として、十分な特性を備えていた。

0017

〔比較例2〕

0018

実施例2において、粉砕竹を使用せず、有機水分調整剤のみを使用して水分調整を行って同様に処理したものは、発酵終了までに、一次発酵及び2次発酵に、それぞれ3月以上を要した。
〔比較例3〕

0019

実施例2において、生ごみに最初から脱水汚泥を混ぜて同様に処理したものは、発酵終了までに1月以上を要した。

0020

前記実施例1及び2、並びに比較例1〜3の結果をまとめて表2に示す。

実施例

0021

0022

本発明によれば、従来、有効利用することが非常に困難であった生ゴミ、脱水汚泥、家畜糞等を、非常に短期間に、良好な有機肥料に転換することができるので、産業上の十分な利用可能性がある。

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