(57)【要約】      （修正有）【課題】経営規模の拡大による蓄積の増加に即座に対応でき、堆肥製造施設の用地面積を変更せずに畜糞等の処理量を拡大できる醗酵処理方法を提供する。【解決手段】醗酵槽壁２の高さを、堆肥の増産分に相応する高さに嵩上げ変更し、攪拌機３の走行台車上に設けた軸受けに、アームによって遥動自在に取り付けられた攪拌爪等で構成されるロータリを、油圧又は空気圧、電機動力又は機械的動力を用いて、上下自在に制御可能ならしめる。醗酵槽１の投入側に供給される第１回目の原料たる畜糞の投入後、攪拌機３の全負荷運転に加え、第２回目の投入後、投入部分を含めて、高温醗酵の終了付近程度までを、ロータリの先端軌跡が斜めの坂を下るように割り込み攪拌するか、または当該位置まで全負荷で割り込み攪拌を実施し第２回目の投入分を高温醗酵域側に送ることで、翌日の投入スペースを確保する。これにより、１日２回投入１回排出を実現し従来の倍の処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酪農事業における畜糞等の、堆肥化を目的とする醗酵槽１と攪拌機３を有する堆肥製造施設において、醗酵槽壁２の高さを、堆肥の増産分に相応する高さに嵩上げ変更し、攪拌機３の走行台車４上に設けた軸受け５に、アーム８によって遥動自在に取り付けられた攪拌爪６等で構成されるロータリ７を、油圧又は空気圧、電機動力又は機械的動力を用いて、上下自在に制御可能ならしめる。
醗酵槽１の、投入側に供給される第１回目の原料たる畜糞の投入後での、攪拌機３の全負荷運転に加え第２回目の投入後、投入部分を含めて、高温醗酵の終了付近程度までを、ロータリ７の先端軌跡が斜めの坂を下るように割り込み攪拌するか、または当該位置まで全負荷で割り込み攪拌を実施することを特徴とした、畜糞等の醗酵処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、堆肥製造施設の内、特に高温醗酵施設の一部を改良することにより、堆肥の生産量を倍増させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、最も一般的な醗酵堆肥の製造方法は、一定の幅と長さの醗酵槽１と醗酵槽１内を長手方向に走行する攪拌機３を設け、堆肥原料となる畜糞は醗酵槽１の投入側から排出側まで攪拌されて送られて醗酵し、堆肥に成長する。
【０００３】
図３のように、畜舎から出た生の畜糞は、水分調整材等により水分を７０％程度に調整され、醗酵槽１に投入する。攪拌機３は、醗酵槽壁２の上面を排出側から投入側の方向に走行しながら攪拌する。
【０００４】
醗酵槽１内に投入された畜糞は、攪拌機３の攪拌作用によって、醗酵槽１内を排出側に向かって送られ、醗酵槽１内での滞留時間は約３０日である。畜糞の醗酵は、好気性の土壌菌によるもので、攪拌と醗酵槽１の底部に敷設した空気補給用散気管からの空気により７０度以上の高温醗酵状態になる。醗酵が活発になるのは、投入側から１０ｍ前後からで、この時点から約３０ｍの間が高温醗酵域である。醗酵槽１内醗酵は、排出側までの残り１０ｍで終了し、高温醗酵を終了した畜糞は堆肥舎へ送られる。
【０００５】
堆肥舎では畜糞を熟成させるため、低温醗酵しながら約９０日間滞留する。低温醗酵時の畜糞の温度は約５０度で、醗酵を促進するため月２回の切り返しを行う。以上の工程を経て滞留期間が満了すると畜糞は完熟の堆肥となり、製品として出荷できる。
【０００６】
醗酵槽壁２の高さは約１ｍ、巾は１０ｍまでというものが一般的なサイズで、攪拌機３は、複数の攪拌爪６を有するロータリ７、ロータリ７を指示するアーム８、ロータリ７を回転する攪拌モータ１０、ロータリ７の上下を行う上下動装置９、これら全体を支持し走行する走行台車４およびそれを駆動する走行用モータ１１から成る。
【０００７】
攪拌走行時には、ロータリ７を醗酵槽１の底面近くまで下げ、回転させながら走行し、復帰工程ではロータリ７を醗酵槽壁２の上面まで上げ回転は停止し、元の位置まで走行する。このとき、上下動装置９は図５に示すように、底面と上面の２点でアーム８を固定するのみである。この工程は、１日１回のサイクルで行われており、これにより畜糞の醗酵と排出側への送りを実現している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
現状の施設では、畜糞の増加に即座に対応できない。つまり家畜の飼育頭数を増やしたり、外部から畜糞を受け入れたりして、経営規模を拡大することができない。これは、畜糞処理施設そのものが処理量拡大に対応できておらず、仮に投資資金が十分確保されていても、規模を拡大させるだけの用地がない等である。本発明は、この課題を解消するためになされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
醗酵槽壁２の高さを、堆肥の増産分に相応する高さに嵩上げ変更し、攪拌機３の走行台車４上に設けた軸受け５に、アーム８によって遥動自在に取り付けられた攪拌爪６等で構成されるロータリ７を、油圧又は空気圧、電機動力又は機械的動力を用いて、上下自在に制御可能ならしめる。
醗酵槽１の、投入側に供給される第１回目の原料たる畜糞の投入後での、攪拌機３の全負荷運転に加え第２回目の投入後、投入部分を含めて、高温醗酵の終了付近程度までを、ロータリ７の先端軌跡が斜めの坂を下るように割り込み攪拌するか、または当該位置まで全負荷で割り込み攪拌を実施し第２回目の投入分を高温醗酵域側に送ることで、翌日の投入スペースを確保する。これにより、１日２回投入１回排出を実現する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、醗酵槽１の全体の一例を表したもので、醗酵槽壁２が投入側から排出側に向けて傾斜している。この傾斜の意味は、投入側の高さを従来と同じ１０００ｍｍにすることで、畜糞の投入量の目測を誤らないようにとの、現場に対する配慮である。したがって、本発明の目的においては、傾斜がなく１５００ｍｍの高さの水平でも良い。本発明において、醗酵槽壁２の高さを変更する理由は、醗酵槽１の巾と長さを変えない、つまり施設の面積を変えずに畜糞の処理量の倍増に対応するためである。
【００１１】
前述の一般的に採用されている攪拌機３の構造において、今回の発明に係わる変更点は、上下動装置９である。本発明におけるロータリ７は、上面と底面以外にその中間における任意の位置が要求される。図６は、ロータリ７が底面で全攪拌工程である。図７は、ロータリ７が中間の高さにあり、醗酵槽１の上半分の攪拌工程である。図８は、復帰工程でロータリ７は上面の高さに維持され回転はしていない。このように、ロータリ７が底面と上面の間でその位置を自由に制御出来ることが、発明の要件の一つでもある。
なお、上下動装置９は、ロータリ７の位置制御が可能な物であればよく、たとえば油圧シリンダや電動シリンダなどの直動装置とか機械的な巻上タイプでもよい。
【００１２】
図９は、醗酵槽１の側面を示している。醗酵槽１は、向かって左が畜糞の投入側で、右が排出側である。左側から１０ｍは、醗酵前段の領域で、攪拌と送りにより徐々に醗酵が始まる助走域である。図９では、１回目７．５・の投入が完了している。中央の３０ｍは、温度が７０度前後の高温醗酵域で畜糞は分解され急速に堆肥化が進行する領域である。中央の畜糞の盛り上がりは、攪拌装置による割り込み攪拌によるものでありこの割り込み攪拌は、本発明の主目的である倍投入、倍醗酵を達成するための、主要な要件の一つである。右側の１０ｍは、高温醗酵が完了した堆肥が低温発酵に移行する領域であり、水分量５５％、醗酵による減少量は４０％程度になる。
【００１３】
図１０は、醗酵槽１内における醗酵機の全負荷運転状態を示している。
醗酵機の運転は、醗酵機のロータリ７が、醗酵槽１の底面から１００ｍｍの高さまで下がり、その高さで投入側まで攪拌する。底面から１００ｍｍの高さの意味は、醗酵促進用空気を供給する配管（散気管）の保護のためである。運転が完了した時点では、排出側に排出用堆肥が９・進み、投入側には２回目投入を受け入れるスペースが確保される。
【００１４】
図１１は、攪拌機３による全負荷運転が終了した後の醗酵槽１と畜糞の状態である。醗酵槽１の排出側では、高温醗酵済みの畜糞９・が排出されており、左の投入側では、同日２回目の畜糞が７．５・投入されている。これで投入畜糞の合計は、１日あたり１５・となる。
図１２は、攪拌機３による攪拌を槽の途中から実行する割り込み攪拌の実施例である。実施例では、排出側から１０ｍほど手前にあたる、高温醗酵域終了付近の畜糞上部を起点にして、投入側の方向斜めに下るように攪拌を行う。
【００１５】
割り込み攪拌では、ロータリ７の通過する部分が攪拌されながら斜め上方に１．６ｍ引き上げられる。これは、畜糞が通常の倍の早さで高温醗酵域に取り込まれることになる。この工程の目的は、醗酵前段の畜糞を早期に取り込み、すでに醗酵の進んでいる畜糞と攪拌混合することにより、高温醗酵を促進させ、且つ、倍容量の堆肥を生産することにある。
【００１６】
高温醗酵域の中間部が盛り上がる現象は、割り込み攪拌による斜め倍速送りによるもので、中央部から下りの傾向になるのは、醗酵による分解に起因する。高温醗酵による、減少率は、比重比で４０％前後にも達する。これが、中央部が山形になる原因である。
【００１７】
図１３は、割り込み攪拌が終了した時点の醗酵槽１の状態を示す。攪拌機３の運転は１日あたり全負荷運転と割り込み運転の２回で、第１３図は、攪拌機３の１日の運転が終了した状態でもある投入側には次の日の投入スペースが確保されている。割り込み運転では、投入側の畜糞は取り込まれて送られるが、排出側は送りがなく排出されない。
【００１８】
【発明の効果】
図１４は、本発明実施前の醗酵槽１へ投入する畜糞の詳細である。畜糞に水分調整材を混合し、水分を７０％に調整している。全体の重量は、６０００ｋｇ、容積は７．５・で、これが１日１回分の投入量である。醗酵槽１より１日あたり排出される畜糞の量は図１５に示すように、投入量６０００ｋｇに対しており、排出量３６００ｋｇとなる。醗酵による減少量は、投入量の４０％減である。
【００１９】
本発明実施により、６０００ｋｇ（７．５・）を１日２回投入することが可能となり、上記投入量の倍になる。したがって、投入する量の合計は１２０００ｋｇ／日（１５・）となり、醗酵槽１からの排出量は、投入量１２０００ｋｇ／日（１５・）に対して減少量４０％とすると、７２００ｋｇ／日（９．０・）となり、排出量も倍増させることができる。図１６にその詳細を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体図
【図２】攪拌機の構造図
【図３】醗酵堆肥製造の流れ図
【図４】従来の全体図
【図５】従来のロータリの動き
【図６】全負荷運転時のロータリ
【図７】割り込み運転時のロータリ
【図８】復帰時または過負荷時のロータリ
【図９】第１回目投入後の醗酵槽側断面イメージ
【図１０】全負荷運転イメージ
【図１１】全負荷運転後、第２回目投入後の醗酵槽側断面イメージ
【図１２】割り込み運転イメージ
【図１３】割り込み運転後の醗酵槽側断面イメージ
【図１４】従来の醗酵槽への投入量詳細
【図１５】従来の醗酵槽への排出量詳細
【図１６】本発明の醗酵槽への投入・排出量詳細
【符号の説明】
１  醗酵槽
２  醗酵槽壁
３  攪拌機
４  走行台車
５  軸受け
６  攪拌爪
７  ロータリ
８  アーム
９  上下動装置
１０  攪拌モータ
１１  走行用モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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