(57)【要約】施肥の回数を抑えることができると共に、均一な肥効が得られる鶏糞肥料の製造方法、及び、該製造方法により製造される鶏糞肥料を提供する。鶏糞の水分含有率を２０質量％〜２５質量％に調整した後、造粒することにより、最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの鶏糞ペレットとし、パラフィンワックスを加熱により溶融させたパラフィン液に鶏糞ペレットを浸漬するという製造方法により、最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの鶏糞ペレットの表面に、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍのパラフィンワックス層を備えている鶏糞肥料を製造する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鶏糞の水分含有率を２０質量％〜２５質量％に調整した後、
造粒することにより、最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの鶏糞ペレットとし、
該鶏糞ペレットの表面を、パラフィンワックス、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリ乳酸、アルキッド樹脂、及び硫黄から選ばれる成分を含む被覆材でコーティングする
ことを特徴とする鶏糞肥料の製造方法。
【請求項２】
前記被覆材は、パラフィンワックスであり、加熱により溶融させたパラフィン液に前記鶏糞ペレットを浸漬することによりコーティングする
ことを特徴とする請求項１に記載の鶏糞肥料の製造方法。
【請求項３】
最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの鶏糞ペレットの表面に、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍのパラフィンワックス層を備えている
ことを特徴とする鶏糞肥料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鶏糞肥料の製造方法、及び、該製造方法により製造される鶏糞肥料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
養鶏場から排出される鶏糞には、成分が調整された配合飼料の未消化物が多く残存しており、肥料の三大元素である窒素、リン、カリウムが安定的に含有されている。養鶏場からは日々大量の鶏糞が排出されるため、その有効利用の観点もあり、従前より、鶏糞の一部は有機肥料として使用されている。鶏糞肥料の態様としては、微生物により鶏糞を発酵させた発酵肥料がある。しかしながら、鶏糞を発酵させるためには、広いスペースが必要であることに加え、臭気が発生するという問題がある。一方、出願人は過去に、生糞と乾燥糞とを混合することにより、水分の含有率の高い鶏糞を効率よく乾燥させる装置及びシステムを提案し、実施している（特許文献１参照）。これによれば、養鶏場に隣接させた施設など、さほど広いスペースを要しない閉鎖された空間内で、臭気の問題を低減して効率良く鶏糞を乾燥させることができる。【０００３】
鶏糞は、牛糞や豚糞に比べて窒素成分を多く含有している。乾燥鶏糞を肥料とした場合は、窒素成分は土壌中でアンモニウムイオン、硝酸イオンへと変化し、植物に吸収される。発酵肥料とする場合とは異なり、窒素成分が空気中でアンモニアとして失われないため、もともと鶏糞に多く含まれていた窒素成分が、植物の生育のための肥料成分として有効に使用されるという利点がある。また、空気中でアンモニアが発生しないため、発酵肥料では大きな問題であった臭気の発生が抑制される利点がある。【０００４】
しかしながら、乾燥鶏糞を肥料として使用している農家からは、水田や畑に基肥として施した後、追肥の回数を重ねないと作物が十分に生育しないという声や、肥効が偏り易いという声があり、改善が要請されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７４３７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、施肥の回数を抑えることができると共に、均一な肥効が得られる鶏糞肥料の製造方法、及び、該製造方法により製造される鶏糞肥料の提供を、課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明にかかる鶏糞肥料の製造方法（以下、単に「製造方法」と称することがある）は、
「鶏糞の水分含有率を２０質量％〜２５質量％に調整した後、
造粒することにより、最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの鶏糞ペレットとし、
該鶏糞ペレットの表面を、パラフィンワックス、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリ乳酸、アルキッド樹脂、及び硫黄から選ばれる成分を含む被覆材でコーティングする」ものである。【０００８】
詳細は後述するように、鶏糞をそのまま乾燥させた乾燥鶏糞と、水分含有率を調整した鶏糞を造粒した鶏糞ペレットとを比較すると、鶏糞ペレットの方が肥料成分の土壌中での溶出が安定していることが確認された。加えて、鶏糞ペレットを被覆材で被覆することにより、肥料成分の溶出が長期間にわたり持続することが確認された。肥料成分が早期に溶出してしまう場合は、溶出した成分を作物が吸収しきれない内に流失して無駄となり、施肥の回数も増えてしまう。これに対し、本構成の製造方法により製造された鶏糞肥料では、肥料成分の溶出が長期間にわたり安定的に持続するため、施肥の回数を抑えて作物を十分に生育させることができる。【０００９】
また、鶏糞を乾燥させただけの乾燥鶏糞は、砂状から塊状まで粒度にばらつきが大きいため、均一に散布する作業自体が困難である。また、水田や畑などに施肥した場合、粒度の大きな乾燥鶏糞が散布された箇所と粒度の小さな乾燥鶏糞が散布された箇所とでは、肥料成分の量に大きな差異が生じ、肥効が偏り易いすい。これに対し、本構成の製造方法では、鶏糞を粒度のそろったペレット状としているため、均一に散布する作業が容易である。また、粒度がそろっているため、肥料成分が局在しにくく、肥効の偏りを低減することができる。【００１０】
本発明にかかる鶏糞肥料の製造方法は、上記構成において、
「前記被覆材は、パラフィンワックスであり、加熱により溶融させたパラフィン液に前記鶏糞ペレットを浸漬することによりコーティングする」ものとすることができる。【００１１】
パラフィンワックスは、メタン系炭化水素のうち、主に炭素数が１８〜４０の炭化水素の混合物である。メタン系炭化水素は、炭素数が１７以下では常温で液体であるが、炭素数が１８以上では常温で固体である。パラフィンワックスは融点が４５℃〜７５℃と低いため、加熱により溶融して鶏糞ペレットをコーティングし、その後冷却することにより固化させる工程が簡易である。また、パラフィンワックスは比較的安価であるため、大量に消費される肥料のコーティング材として適している。更に、パラフィンワックスの構成元素は炭素と水素のみであるため、分解されて水と二酸化炭素になり、環境に与える負荷が小さい利点を有している。【００１２】
次に、本発明にかかる鶏糞肥料は、
「最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの鶏糞ペレットの表面に、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍのパラフィンワックス層を備えている」ものである。【００１３】
これは、上記の製造方法において、被覆材としてパラフィンワックスを選択し、これを厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍとなるようにコーティングした場合に、製造される鶏糞肥料の構成である。後述するように、本構成の鶏糞肥料は、施肥の初期に溶出停滞期間を有するシグモイド型の溶出曲線を示し、肥料成分の溶出が長期間にわたり持続する作用を十分に発揮するものであった。【００１４】
ここで、鶏糞ペレットの「最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍ」とは、鶏糞ペレットそれぞれにおいて最も長い部分の長さを規定したものであり、鶏糞ペレットが円柱状である場合は円柱の直径または長さの長い方が５ｍｍ〜２０ｍｍであり、鶏糞ペレットが楕円球である場合は、楕円形断面における長径が５ｍｍ〜２０ｍｍであることを指している。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、施肥の回数を抑えることができると共に、均一な肥効が得られる鶏糞肥料の製造方法、及び、該製造方法により製造される鶏糞肥料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】乾燥鶏糞とコーティング層を有しない鶏糞ペレットについて、（ａ）アンモニア態窒素の溶出を対比したグラフ、及び、（ｂ）硝酸態窒素の溶出を対比したグラフである。
【図２】コーティング層を有しない鶏糞ペレット、廃油をコーティングした鶏糞ペレット、及び、パラフィンワックスをコーティングした鶏糞ペレットについて、溶出試験におけるアンモニア態窒素の濃度の経時的変化を示すグラフである。
【図３】コーティング層を有しない鶏糞ペレット、廃油をコーティングした鶏糞ペレット、及び、パラフィンワックスをコーティングした鶏糞ペレットについて、溶出試験におけるアンモニア態窒素の溶出％の経時的変化を示すグラフである。
【図４】鶏糞の乾燥に用いた装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態である鶏糞肥料の製造方法、及び、該製造方法により製造される鶏糞肥料について説明する。
【００１８】
本実施形態の製造方法は、鶏糞を乾燥させ水分含有率を調整する水分調整工程と、水分が調整された鶏糞を造粒する造粒工程と、造粒工程により得られた鶏糞ペレットを被覆材でコーティングするコーティング工程と、を具備している。
【００１９】
具体的に説明すると、水分調整工程では、次の造粒工程に適した水分含有率である２０質量％〜２５質量％に、鶏糞の水分含有率を調整する。養鶏場から排出されたばかりの鶏糞は、水分含有率が７０質量％〜８０質量％と非常に高い。そこで、水分調整工程では、鶏糞を乾燥させることにより、水分含有率を調整する。なお、既存の乾燥設備を使用する場合など、乾燥させる工程で水分含有率が２０質量％より低下する場合は、乾燥させる工程を経た鶏糞に水分を与えることによって、２０質量％〜２５質量％の水分含有率に調整しても良い。
【００２０】
造粒工程では、水分含有率が上記範囲に調整された鶏糞を造粒し、最大長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの鶏糞ペレットとする。造粒装置としては、押出造粒装置、転動造粒装置、撹拌造粒装置等を使用可能である。
【００２１】
コーティング工程では、鶏糞ペレットの表面を被覆材でコーティングする。コーティングの方法としては、被覆材を溶融させた溶融液、被覆材を溶媒に溶解させた溶液、または、被覆材を溶媒に分散させた分散液に、鶏糞ペレットを浸漬する方法、溶融液、溶液、または分散液を鶏糞ペレットの表面に噴霧する方法、溶融液、溶液、または分散液と鶏糞ペレットとを流動層中で流動させる方法、を例示することができる。被覆材の溶融液を使用した場合は、コーティング後に鶏糞ペレットを冷却して被覆材を固化させる。被覆材の溶液または分散液を使用した場合は、コーティング後に鶏糞ペレットを乾燥させて溶媒を除き、コーティング層を形成させる。
【実施例】
【００２２】
養鶏場から排出された鶏糞を、乾燥装置で乾燥させた後、水分を付与して水分含有率を２０質量％〜２５質量％に調整した。水分含有率が調整された鶏糞を、押出造粒器で造粒して鶏糞ペレットとした。被覆材としてパラフィンワックスを用い、鶏糞ペレットの表面をコーティングした。【００２３】
より詳細には、乾燥装置としては、株式会社ハイテム製「プレートドライヤー」を使用した。これは、養鶏場からの廃熱を利用して鶏糞を乾燥させる装置である。上述したように、養鶏場から排出されたばかりの鶏糞は、７０質量％〜８０質量％という非常に大きな水分含有率を有している。このように水分含有率の高い鶏糞を、化石燃料の燃焼熱、或いはこれを変換した電気エネルギーにより乾燥させるとすれば、莫大なエネルギーを必要とし、鶏糞を肥料として有効利用できたとしても、経済的な利点の小さいものとなる。乾燥装置「プレートドライヤー」は、空気調和された養鶏場の内部空間から排出される空気や、養鶏場の内部空間を空気調和するための空調機器からの排気が有する熱など、養鶏場からの廃熱を、鶏糞を乾燥させる空間に導入することにより、新たなエネルギーを消費することなく鶏糞を乾燥させる構成である。【００２４】
乾燥装置の構成を具体的に説明すると、乾燥装置１０は鶏舎に隣接して設置されており、図４に示すように、乾燥室１１と、乾燥室１１の内部に鶏糞を搬入するベルトコンベア１２と、ベルトコンベア１２の下方において上下に離隔して水平に配された二枚のプレート２１，２２と、二枚のプレート２１，２２の間を移動するスクレーパ２３と、二枚のプレート２１，２２の下方の空間に廃熱を有する空気を送風する送風機１３を備えている。また、乾燥装置１０は、乾燥室１１の内壁に支持されて水平方向に移動する移動体１４と、移動体１４にそれぞれ支持されて移動体１４と一体的に移動する堰止めブレード１５、及び、水平方向の軸周りに回転するスクリュー１６を備えている。堰止めブレード１５はベルトコンベア１２の上面の僅か上方に位置するように配されており、スクリュー１６は二枚のプレート２１，２２のうち上方のプレート２１とベルトコンベア１２との間に配されている。【００２５】
二枚のプレート２１，２２はそれぞれ、鶏糞が通過する大きさの孔部２５と、気体は通過するが鶏糞は通過しない大きさの多数の通気孔２６を有している。また、二枚のプレート２１，２２のうち上方のプレート２１における孔部２５と、下方のプレート２２における孔部２５は、上下方向で位置が重ならないように設定されている。【００２６】
上記構成の乾燥装置１０により、鶏糞は次のように乾燥される。まず、鶏糞は、ベルトコンベア１２によって乾燥室１１の内部に搬入される。このとき搬入される鶏糞は、未乾燥の生糞に乾燥済みの鶏糞が混合されたものである。ベルトコンベア１２上の鶏糞は、移動体１４に支持された堰止めブレード１５に当たり、上方のプレート２１の上に落下する。プレート２１の上に落下した鶏糞は、移動体１４の移動に伴い回転しながらプレート２１の上方を通過するスクリュー１６によって均される。また、上方のプレート２１の孔部２５を介して落下した鶏糞は、下方のプレート２２の上に載置される。これにより、間に空間を有する二枚のプレート２１，２２の上に、上下方向に重なることなく、二段に鶏糞が敷きつめられた状態となる。【００２７】
送風機１３によってプレート２１，２２の下方へ送り込まれた空気は、廃熱を有する暖かい空気であり、プレート２１，２２に多数設けられた通気孔２６及び孔部２５を介して上昇する。これにより、鶏糞の粒の間を通過する空気が有する廃熱によって、鶏糞が効率よく乾燥される。【００２８】
乾燥した鶏糞は、移動するスクレーパ２３によってプレート２２から掻き落とされ、乾燥室１１の底部に落下する。落下した鶏糞は、底部を移動する底部スクレーパ１７によって集められ、ピット１９内に堆積する。また、上方のプレート２１上で乾燥した鶏糞は、次に乾燥させる鶏糞をベルトコンベア１２で搬入する際に、図示しない櫛状部材の移動により掻き落とされ、最終的には底部スクレーパ１７によってピット１９まで運ばれる。【００２９】
上記の乾燥装置１０によって、鶏糞は約１５質量％の水分含有率まで乾燥される。そこで、乾燥鶏糞に水分を噴霧しつつ混合することにより、鶏糞の水分含有率を２０質量％〜２５質量％に調整する。【００３０】
押出造粒装置としては、株式会社チヨダマシナリー製、フラットダイ式プレスペレッターを使用した。この装置では、フラットなダイ上を公転しつつ自転する円錐形ローラによって鶏糞が掻き寄せられ、ダイに押し込まれて造粒される。円錐形ローラは周面に溝加工が施されており、ダイとのスリップが抑制されていると共に一定の圧力で鶏糞が押し出されるため、粒度のそろった鶏糞ペレットが安定的に製造される。鶏糞ペレットのサイズ及び形状は、直径５ｍｍ〜７ｍｍ、高さ７ｍｍ〜１２ｍｍの円柱状とした。【００３１】
コーティング工程ではパラフィンワックス（林純薬工業株式会社製、融点４８℃〜５０℃）を、８０℃で加熱して溶融させたパラフィン液に、かご状の容器に収容した鶏糞ペレットを浸漬した。容器をパラフィン液から引き上げた後、常温まで冷却することにより、パラフィンワックスを固化させた。コーティング層の厚さは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであった。これを、実施例の試料Ｓ１とした。【００３２】
まず、ペレット化による効果を確認するために、乾燥装置１０で乾燥させた後の乾燥鶏糞（試料Ｒ１）、及び、造粒工程を行ったがコーティング工程には供していない鶏糞ペレット（試料Ｒ２）について、それぞれ溶出試験を行った。試料Ｒ１及び試料Ｒ２を、それぞれ常温に保持した水に同一の質量割合で投入し、経時的にアンモニア態窒素、及び、硝酸態窒素の濃度を定量した。その結果をそれぞれ図１（ａ），（ｂ）に示す。【００３３】
図１（ａ），（ｂ）から分かるように、アンモニア態窒素及び硝酸態窒素の何れについても、ペレット化した試料Ｒ２は、濃度の経時的な変化が小さく、緩やかに減少している。これに対し、ペレット化していない試料Ｒ１は、アンモニア態窒素及び硝酸態窒素の何れについても、濃度が低下した後で大きく上昇するなど、変動が大きい。このことから、ペレット化していない乾燥鶏糞は、経時的な溶出が不安定で予測ができず、溶出の制御が困難であるのに対し、ペレット化することにより溶出が安定し、溶出の制御がし易くなると考えられた。【００３４】
次に、パラフィンワックスのコーティングによる効果を確認するために、ペレット化しているがコーティングをしていない上記の試料Ｒ２と、鶏糞ペレットにパラフィンワックスをコーティングした試料Ｓ１について、溶出試験を行った。また、比較のために、鶏糞ペレットに廃油をコーティングした試料Ｒ３についても、同様に溶出試験を行った。【００３５】
ここで、試料Ｒ３は、被覆材として、安価で入手し易い疎水性の材料である廃油を選択したものであり、食堂等から排出される廃棄物としての廃油を使用した。廃油に凝固剤を添加し９０℃に加熱した廃油液に、かご状の容器に収容した鶏糞ペレットを浸漬した。容器を廃油液から引き上げた後、常温まで冷却することにより、廃油を固化させた。コーティング層の厚さは、試料Ｓ１と同様に、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとした。【００３６】
溶出試験は、次のように行った。試料Ｓ１、試料Ｒ２、及び試料Ｒ３を、それぞれ同一質量、同一サイズの容器に入れ、一日一回、同一体積の水を注ぎ、同一時間保持した後でろ過し、ろ液におけるアンモニア態窒素の濃度を定量した。その結果を、図２，図３に示す。ここで、図２は、試験回数に対するアンモニア態窒素の濃度変化を示すグラフであり、図３は全溶出量に対する溶出％を試験回数に対してプロットしたグラフである。【００３７】
図２及び図３から分かるように、コーティング層を有しない試料Ｒ２は、早期に窒素分が溶出し、３日（３回）で全量が溶出してしまった。廃油をコーティングした試料Ｒ３（鶏糞ペレット）は、試料Ｒ２よりは溶出がやや遅れたもののさほどの相違はなく、４日（４回）で全量が溶出した。これに対し、パラフィンワックスをコーティングした試料Ｓ１は、試料Ｒ２，試料３に比べて大幅に長い９日（９回）という期間にわたり、窒素成分が持続的に溶出していることが確認された。また、図３から明らかなように、パラフィンワックスをコーティングした試料Ｓ１は、初期に溶出停滞期間を有するシグモイド型の溶出曲線を示した。【００３８】
なお、コーティング層を有しない試料Ｒ２と廃油をコーティングした試料Ｒ３は、２日目で完全にペレットの形状が崩壊した。一方、パラフィンワックスをコーティングした試料Ｓ１は、３日目から少しずつ崩壊し始めたものの、９日目までペレットの形状が保たれていた。このことからも、パラフィンワックスをコーティングすることにより、肥料成分を長期にわたりペレット内に保持することができ、長期にわたり持続的に肥料成分を溶出できることが分かる。【００３９】
そして、廃油をコーティングした試料Ｒ３では、肥料成分の溶出を制御できなかったことから、被覆材としては単に疎水性であるだけでは足らず、ある程度の皮膜強度を有する皮膜を形成できることが要請されるものであり、そのような被覆材として、パラフィンワックスが適していることが確認された。【００４０】
以上のように、本実施形態の製造方法によれば、乾燥鶏糞をペレット化することにより、肥料成分の土壌中での溶出を安定化することができ、更に鶏糞ペレットの表面を被覆材でコーティングすることにより、肥料成分の溶出が長期間にわたり持続する鶏糞肥料を製造することができる。これにより、施肥の回数を抑えて作物を十分に生育させることができる。【００４１】
また、鶏糞ペレットは、直径５ｍｍ〜７ｍｍ、高さが７ｍｍ〜１２ｍｍの円柱状であり、大きさ及び形状が揃っているため、均一に散布する作業が容易である。粒度の揃った肥料を均一に散布できることにより、肥料成分が局在しにくいため、肥効の偏りを低減することができる。【００４２】
更に、パラフィンワックスは、上記サイズの鶏糞ペレットに厚さ０．５ｍｍ〜１．ｍｍでコーティングした場合に、肥料成分の溶出を長期にわたり持続させる作用を十分に発揮させる被覆材として適していた。また、パラフィンワックスを鶏糞ペレットにコーティングした鶏糞肥料は、シグモイド型の溶出曲線を示した。【００４３】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。【００４４】
例えば、上記では、鶏糞ペレットを、押出造粒により円柱状に成形する場合を例示したが、造粒方法やペレットの形状はこれに限定されない。例えば、転動造粒によって、球状のペレットとすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019038820.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2019038820.tif 000007
2019038820.tif 000008
2019038820.tif 000009