(57)【要約】【課題】腐敗、嫌気性発酵に伴う悪臭の発生のおそれが少なく、施肥効果に優れた堆肥を低コストで短時間に製造できる堆肥の製造方法を提供する。【解決手段】堆肥の製造方法は、廃キノコ培地と食品残渣とを含み、水分含量７０％以下に調整された混合物を、空気の供給量を調整可能な閉鎖空間である発酵槽内に収容し、供給量を調整しながら前記発酵槽内に空気を供給し、前記混合物の温度を、腐敗菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度に上昇させて、前記混合物を発酵させる発酵工程を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃キノコ培地と食品残渣とを含み、水分含量７０％以下に調整された混合物を、空気の供給量を調整可能な閉鎖空間である発酵槽内に収容し、供給量を調整しながら前記発酵槽内に空気を供給し、前記混合物の温度を、腐敗菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度に上昇させて、前記混合物を発酵させる発酵工程を有することを特徴とする堆肥の製造方法。
【請求項２】
前記発酵工程の前に、水分含量７０％以下に調整された前記廃キノコ培地を前記発酵槽内に収容し、供給量を調整しながら前記発酵槽内に空気を供給し、前記廃キノコ培地の温度を、腐敗菌及び嫌気性菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度に上昇させて、前記廃キノコ培地を発酵させる予備発酵工程を更に有することを特徴とする請求項１に記載の堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記発酵工程が、前記混合物の温度を６０〜６５℃で所定時間保持する一次発酵工程と、前記混合物の温度を４５〜５５℃で所定時間保持する二次発酵工程と、前記混合物の温度を４０〜４５℃で所定時間保持する熟成工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の堆肥の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品残渣を原料として、悪臭の発生を伴うことなく、従来法に比べ短期間で施肥効果の高い堆肥を製造できる堆肥の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品工場、飲食店、宿泊施設、農場等から発生する食品残渣は、多大なコストをかけ廃棄及び焼却処分されている。こうした食品残渣の堆肥化は、廃棄物の有効利用及び処理コストの削減の観点から好ましいが、堆肥化処理中に腐敗菌、嫌気性菌が増殖することに伴う悪臭の発生及び腐敗物質の生成による施肥効果の低下が大きな問題となっている。腐敗菌の活動は、一般に嫌気性条件下で盛んになるため、堆肥化処理中に、酸素の供給を確保するために、堆積した堆肥の切り返しを行う必要があり、作業が繁雑となる。
【０００３】
特許文献１には、家畜糞尿、厨芥等有機性廃棄物を堆肥化する際に発生する水溶性臭気を安価に除去する方法として、堆肥化装置で発生する水溶性気体を溶解せしめた液を培養槽に循環させ、光照射下、光合成生物を液体培養し、水溶性気体を光合成生物に吸収資化させる方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、発酵処理する家畜糞尿および食物残滓の表皮温度を枯草菌に適した温度に調整することにより悪臭の発生を抑えることができる低臭気の堆肥化処理方法として、家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓に、水分調整剤を混合して水分調整する工程と、前記家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓の表皮下の発酵温度を測定し、送風手段によって消臭機能を有する微生物の適正温度に調整する工程を備えることを特徴とする低臭気の堆肥化処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２４６８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１８９５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の方法には、悪臭の抑制のためにおおがかりな処理設備が必要になると共に、堆肥に含まれる腐敗物質の除去はできないという問題があった。また、特許文献２記載の方法では、堆積された家畜糞尿、生活ゴミ、あるいは動植物残滓の中心付近の温度と表皮付近の温度が異なっており、均一な発酵を行うことが困難であるという問題があった。また、同文献の実施例によると、堆積発酵槽で１１日間にわたり１次発酵を行った後、ロータリー撹拌発酵槽で２次発酵を行っており、長時間を要すると共に、大がかりな設備を必要とするという問題もあった。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、腐敗、嫌気性発酵に伴う悪臭の発生のおそれが少なく、施肥効果に優れた堆肥を低コストで短時間に製造できる堆肥の製造方法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】
【０００８】
前記目的に沿う本発明は、廃キノコ培地と食品残渣とを含み、水分含量７０％以下に調整された混合物を、空気の供給量を調整可能な閉鎖空間である発酵槽内に収容し、供給量を調整しながら前記発酵槽内に空気を供給し、前記混合物の温度を、腐敗菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度に上昇させて、前記混合物を発酵させる発酵工程を有することを特徴とする堆肥の製造方法を提供することにより上記課題を解決するものである。
【０００９】
本発明に係る堆肥の製造方法において、前記発酵工程の前に、水分含量７０％以下に調整された前記廃キノコ培地を前記発酵槽内に収容し、供給量を調整しながら前記発酵槽内に空気を供給し、前記廃キノコ培地の温度を、腐敗菌及び嫌気性菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度に上昇させて、前記廃キノコ培地を発酵させる予備発酵工程を更に有していてもよい。
【００１０】
本発明に係る堆肥の製造方法において、前記発酵工程が、前記混合物の温度を６０〜６５℃で所定時間保持する一次発酵工程と、前記混合物の温度を４５〜５５℃で所定時間保持する二次発酵工程と、前記混合物の温度を４０〜４５℃で所定時間保持する熟成工程を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る堆肥の製造方法では、食品残渣を廃キノコ培地と混合し、水分含量を７０％以下に調整することにより、十分な通気性を確保した状態で、閉鎖空間である発酵槽内に収容し、空気を供給することにより、好気性微生物による好気性発酵を行わせる。一般に腐敗菌の至適温度は、好気性発酵を司る好気性微生物のそれよりも低いため、空気の供給量を調整することにより、好気性発酵による発熱により混合物の温度を、腐敗菌の至適温度よりも高くすることにより、腐敗菌の活動を抑制し、好気性発酵を優性に進行させることができる。また、嫌気性発酵は酸素の存在により活動が抑制されるため、腐敗及び嫌気性発酵に伴う悪臭物質や腐敗物質、嫌気性代謝産物の産生が抑制される。そのため、悪臭物質の処理設備が不要となり、廃キノコ培地及び食品残渣を効率よく肥効成分に変換させることができる。また、発酵工程を閉鎖空間内で行うことにより、発酵が混合物の全体にわたって均一に進行するため、切り返しが不要となり、作業性が向上すると共に、おおがかりな設備が不要となる。さらに、空気の供給量により混合物の温度を調整できるため、発酵の進行に応じて最適な温度を保つことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
続いて、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。本発明の一の実施の形態に係る堆肥の製造方法（以下、単に「堆肥の製造方法」と略称する場合がある。）は、廃キノコ培地と食品残渣とを含み、水分含量７０％以下に調整された混合物を、空気の供給量を調整可能な閉鎖空間である発酵槽内に収容し、供給量を調整しながら発酵槽内に空気を供給し、混合物の温度を、腐敗菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度に上昇させて、前記混合物を発酵させる発酵工程を有する。上述のように、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度となるように供給量を調整しながら空気を供給することにより、好気性微生物による好気性発酵が促進される一方、混合物の発酵熱による温度上昇に伴い、腐敗菌の活動が抑制され、嫌気性菌の活動が抑制される。
【００１３】
堆肥の原料となる食品残渣は、農産、畜産、食品工場等の食品産業、ホテル等の宿泊施設、レストラン等の飲食店等において発生する植物質、動物質の廃棄物で、堆肥の製造に通常用いられるものを特に制限なく用いることができる。食品残渣の具体例としては、籾殻、麦皮、コーンコブ、バガス、そば殻、豆殻、米ぬか、オカラ、果実ジュースの搾り滓、調理で生ずる残飯、野菜屑等の生ゴミ及び食品工場等において発生する不良品、賞味期限切れの食品等が挙げられる。
【００１４】
これらの食品残渣を、本実施の形態に係る堆肥の製造方法の原料として使用する場合、水分含量の異なるものを適宜混合する等して、水分含量が７０％以下となるように調整する。水分含量を７０％以下とすることにより、十分な通気性が保たれ、後述する発酵工程において好気性微生物による好気性発酵が円滑に進行する。食品残渣は、必要に応じて、粉砕又は細断して用いてもよい。
【００１５】
食品残渣と共に堆肥の原料となる廃キノコ培地は、コーンコブ、米ぬか、ふすま等を原料とするもので、好気性発酵に適していると共に、年間を通して安定した品質のものを安価に入手できる。廃キノコ培地は、通常、水分含量が５０〜６０％であるため、水分含量を７０％以下に調整することなく、後述する発酵工程又は予備発酵工程において使用することができる。廃キノコ培地は、食品残渣と同様、必要に応じて、粉砕又は細断して用いてもよい。
【００１６】
堆肥の原料の混合物は、キノコの廃培地及び食品残渣以外に、堆肥の原料として用いられる任意の他の成分を含んでいてもよい。他の成分の具体例としては、養鶏場等から排出される家鶏の排泄物であり、窒素及びリン酸を豊富に含むことから、肥料原料として広く用いられている鶏ふん等が挙げられる。
【００１７】
発酵工程では、廃キノコ培地と食品残渣とを含み、水分含量７０％以下に調整された混合物を、空気の供給量を調整可能な閉鎖空間である発酵槽内に収容し、供給量を調整しながら発酵槽内に空気を供給し、混合物の温度を、腐敗菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する所定の温度に上昇させて、混合物を発酵させる。廃キノコ培地と食品残渣の混合比は特に制限されず、例えば、所望の水分含量が得られるように両者を任意の割合で混合して用いることができる。
【００１８】
閉鎖空間である発酵槽は、一部に、ドア、上蓋等の開閉可能な開口を有し、そこから廃キノコ培地及び食品残渣を槽内に投入することができる。発酵槽には、外部から空気を廃キノコ培地と食品残渣の混合物に供給するための散気管等の空気供給手段、発酵槽の上部に設けられた排気口が備えられている。発酵槽の内部に供給する空気量は、ポンプやバルブ等により調整可能であり、空気の供給量を調整することにより、好気性発酵の進行を調整し、発酵熱による温度上昇を制御することができる。廃キノコ培地と食品残渣の混合物の温度は、腐敗菌の活動が抑制され、好気性微生物による好気性発酵が進行する温度に保持される必要があるが、一般に、腐敗菌の活動は４０℃以上で抑制されること、好気性微生物の至適温度が４０〜６５℃であることに鑑みて、より好ましくは６０〜６５℃に、所定の時間保持される（１次発酵工程）。易分解性の有機化合物の分解がほぼ完了すると、空気の供給量を増やしても温度が上昇しなくなるが、その後、空気の供給量を調整し、混合物の温度を４５〜５５℃に所定時間保持することが好ましい（２次発酵工程）。その後、混合物の温度を４０〜４５℃に所定時間保持してもよい（熟成工程）。上述の各工程において、所定の温度で保持される時間は、発酵槽内の温度変化、水分含量の変化、混合物の性状（外観、色、臭気）等に応じて適宜設定される。
【００１９】
なお、発酵工程の前に、廃キノコ培地のみを用いて、上記と同様の条件で好気性発酵を行わせる予備発酵工程を実施してもよい。廃キノコ培地は品質が安定しているため、予備発酵工程により、好気性発酵を司る好気性微生物を増殖させておくと、後に追加する食品残渣の好気性発酵も円滑に進行させることができる。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
予備発酵した廃キノコ培地（水分含量３０〜４０％）と野菜クズ（モヤシ、キャベツ、ハクサイ）を、通気を壊さないように、軽く混合して、床面に複数の散気管が配置され、全面にドアが設けられた発酵槽に深さ３０ｃｍまで投入し、ドアを閉じ、外部からポンプを介して空気を供給した。空気を供給開始後、２４時間後に堆積物の中心温度は５０℃以上に上昇し、空気中の温度は、４５℃以上に達した。４８時間後には堆積物の中心温度は６５℃以上に上昇した。２日間隔で５回にわたり、予備発酵したキノコの廃培地と野菜クズを、軽く混合して、発酵槽内に入れ、温度、湿度、臭いの状態を３０日間観察した。温度は混合物を初投入後、１５日間は６０℃以上に上昇しないように、空気の供給量を調整し、発酵槽内の温度を６０℃で１５日間、５０℃で７日間、４０℃で８日間保持した。湿度は混合物投入後、７日間後、５０％以下に下がり、空気供給量が下がるにつれて、湿度は徐々に低下する。腐敗菌による悪臭、嫌気性菌の悪臭は抑制された。好気性菌の発酵臭は、初回混合物を投入後３日目に、ドア開閉時にアンモニア臭を感じたが、それ以後、アンモニア臭は消失した。好気性発酵臭は高温期、中温期、熟成期を通過する事で、アンモニア臭が感じされる状態から、徐々にアンモニア臭が低下して、３０日目には、ほとんどアンモニア臭がない状態まで下がった。腐敗臭、嫌気性発酵臭はなく、好気性発酵臭は微小であり、周辺に拡散はしなかった。