(57)【要約】【課題】澱粉製造排液から、保管性が良く、臭気や病原菌の問題が無く、肥料成分が安定しており、速効性と緩効性の肥料効果と土壌改良効果とを併せ持つ良質な有機質肥料を製造する。【解決手段】澱粉製造排液中の溶解性物質や懸濁性物質を不溶化ないし粗大化した後、含有される水分を除去し、更に固形物の温度が１２０〜２００℃に達するまで加熱焙煎処理を行って有機質肥料を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉製造排液から肥料を製造する方法において、澱粉製造排液中の溶解性物質や懸濁性物質を不溶化ないし粗大化した後、含有される水分を除去し、更に固形物の温度が１２０〜２００℃に達するまで加熱焙煎処理を行って有機質肥料を得ることを特徴とする澱粉製造排液からの肥料の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、溶解性物質や懸濁性物質を、熱凝固、酸処理、薬品凝集、又はこれらの組合せによって不溶化ないし粗大化処理することを特徴とする澱粉製造排液からの肥料の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、水分を、濃縮、脱水、乾燥、又はこれらの組合せによって除去することを特徴とする澱粉製造排液からの肥料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、澱粉製造排液から、保管性が良く、また、臭気や病原菌の問題が無く、速効性と緩効性の肥料効果と土壌改良効果とを併せ持つ良質な有機質肥料を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
澱粉の製造工程からは、澱粉の製造原料であるジャガイモをすりつぶし、固形物を分離して得られる有機物濃度の高い排液が排出される。この排液中に高濃度に含有される有機成分を肥料として有効利用すべく、従来は、この澱粉製造排液を通常、貯留して曝気処理を行うことにより含有される有機物を安定化させた後、液肥として利用されている。
【０００３】
澱粉製造排液を貯留して曝気処理を行った後、液肥として利用する従来法では、以下のような問題がある。
（１）  液肥として利用するまでの期間、貯留するための大容量の貯留槽が必要である。
（２）  貯留中、あるいは曝気中に悪臭が発生する。この悪臭を除去するには、大掛かりな脱臭設備が必要である。
（３）  澱粉製造排液中には、多くの場合、デンプン原料のジャガイモなどに固有の病原菌が混入しており、液肥として利用する際に殺菌を行う必要がある。また、殺菌のために添加した薬剤により施肥した土壌成分に悪影響を及ぼす可能性がある。
（４）  曝気による有機物の安定化の過程で、窒素などの肥料分の一部が消失するが、その割合は一定ではないために、肥料成分が安定しない。
【０００４】
特開平８−３０１６７７号公報には、土壌成分に悪影響を及ぼすことのない、特定の水溶性重合体により、澱粉製造排液中の病原菌を殺菌して液肥とすることが記載されているが、この方法では、上記（３）の問題は解決されるが、上記（１），（２），（４）の問題は解決されない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３０１６７７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、澱粉製造排液から、保管性が良く、臭気や病原菌の問題が無く、肥料成分が安定しており、速効性と緩効性の肥料効果と土壌改良効果とを併せ持つ良質な有機質肥料を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の澱粉製造排液からの肥料の製造方法は、澱粉製造排液から肥料を製造する方法において、澱粉製造排液中の溶解性物質や懸濁性物質を不溶化ないし粗大化した後、含有される水分を除去し、更に固形物の温度が１２０〜２００℃に達するまで加熱焙煎処理を行って有機質肥料を得ることを特徴とする。
【０００８】
澱粉製造排液中の溶解性物質や懸濁性物質を不溶化ないしは粗大化して得られる固形物には、窒素、リン、カリウム等の肥料成分が含まれている。この固形物を、例えば、濃縮、脱水などの手段で水分の一部を除去した後、加熱・焙煎装置に投入し、水分を完全蒸発させた後も更に固形物の温度が１２０〜２００℃に達するまで加熱焙煎を行うことにより、澱粉製造排液由来の有機物は熱変成し、重縮合反応によって腐植化が進行し、同時に殺菌及び臭気成分の分解もなされ、悪臭がなく、病原菌の問題もなく、しかも安定した品質の有機質肥料とすることができる。この有機質肥料は、速効性と緩効性の両方の肥料効果を有すると共に、土壌改良効果をも有する良質な有機質肥料である。この有機質肥料は、粉末肥料であり、従来の液肥のように大容量の貯槽を必要とすることはない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の澱粉製造排液からの肥料の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
本発明においては、澱粉製造排液を原料として有機質肥料を製造する。澱粉の製造工程では、まず、原料のジャガイモをすりつぶし、デカンターで固形物と排液とに固液分離する。ここで排出される排液は、蛋白質を主成分とする高濃度有機物排液であり、一般に、デカンター排液と呼称される。一方、デカンターで分離された固形物は、ハイスクリーンで粕を除去し、澱粉乳が取り出される。この澱粉乳は更にセパレーターで洗浄、分離して蛋白や不純物を除去して精製し、精製澱粉乳を脱水、乾燥することにより製品の澱粉が得られる。このセパレーターでの精製工程で排出される排液は、デカンター排液よりも有機物濃度が低く、一般にセパレーター排液と呼称される。
【００１１】
本発明は、これらの澱粉製造排液のいずれの排液にも適用可能であり、両排液を混合して肥料製造原料としても良いが、特にＢＯＤ値が１０，０００ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは２０，０００ｍｇ／Ｌ以上、特に好ましくは３０，０００ｍｇ／Ｌ以上の高有機物濃度のデカンター排液に適用することが好ましい。
【００１２】
澱粉製造排液は、まず、熱凝固、酸処理、薬品凝集、又はこれらの組合せなどの適当な手段で、含有される溶解性物質や懸濁性物質を不溶化ないし粗大化する。例えば、澱粉製造排液を７０〜１００℃に加熱することにより、溶解性蛋白質を凝固析出させることができる。この加熱方法としては、蒸気吹き込みなどの手段が一般的である。また、澱粉製造排液中の溶解性蛋白質は、亜硫酸や塩酸などの酸の添加により排液のｐＨを４．５〜４．８、例えば４．７程度にまで下げる酸処理によっても凝固析出させることができる。また、排液中の溶解性物質や懸濁性物質は無機凝集剤やアニオン系、カチオン系、又はこれらの凝集剤を組合せて添加することによっても不溶化ないし粗大化することができる。
【００１３】
これらの熱凝固、酸処理、薬品凝集などの手段は、それぞれ単独で行っても良く、２種以上を組み合わせて行っても良い。
【００１４】
次いで、不溶化ないし粗大化した固形物を濃縮、脱水などの手段で、好ましくは含水率６０〜８５重量％（固形物濃度４０〜１５重量％）程度まで脱水する。この濃縮、脱水処理には、沈殿槽、加圧浮上による濃縮、遠心脱水機、ベルトプレス脱水機、フィルタープレス脱水機等による脱水等を適宜組み合せて行うことができる。更に、乾燥処理により含水率０〜３０重量％程度まで水分の除去を行っても良い。この場合、乾燥排ガスは１００℃以上の高温の水蒸気が主体であり、澱粉製造排液中に吹き込んで、熱凝固処理に利用することができる。
【００１５】
このようにして脱水ないし乾燥した固形物を加熱・焙煎装置に投入して加熱し、水分を完全蒸発させた後も更に固形物の温度が１２０〜２００℃に達するまで加熱焙煎を続ける。即ち、加熱により固形物中の水分が徐々に蒸発し、含水率が１重量％未満となって乾燥が完了した後も、更に１２０〜２００℃で加熱を継続する。
【００１６】
固形物の加熱乾燥で水分が蒸発する過程において、水分が残留している間は、被処理物である固形物の温度は１００℃未満であるが、水分が完全に蒸発除去された後も加熱を継続すると、被処理物の温度は１００℃以上に上昇する。この状態で被処理物を１２０〜２００℃に到達するまで加熱を続けると、被処理物中の有機物は熱変性し、重縮合反応によって腐植化が進行し、臭気の問題もなく、当然熱殺菌もなされ、安定した品質の粉体状有機質肥料となる。
【００１７】
本発明において、水分が完全蒸発した後の到達温度は１２０〜２００℃、好ましくは１５０〜２００℃とする。この温度範囲であれば、水分は完全に蒸発除去され、臭気成分も分解されると共に有機物は炭化することなく熱変性し、良好な有機質肥料を得ることができる。また、水分が完全蒸発後も１２０〜２００℃の温度範囲で加熱する処理時間は、加熱温度にもよるが、１時間以上、特に３〜５時間程度とすることが好ましい。この加熱時間が１時間未満では良好な有機質肥料を得ることができず、５時間を超えると運転コスト的に不利である。
【００１８】
なお、加熱・焙煎装置としては、固形物の温度を均一に上昇させることができる装置であることが好ましく、熱媒油を用いた間接加熱型の装置が最適であるが、これに限定されるものではなく、直火型の焙煎装置なども採用可能である。
【００１９】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２０】
実施例１
本発明の澱粉製造排液からの肥料の製造方法により、澱粉製造排液から有機質肥料の製造を行った。原料とした澱粉製造排液の水質は以下の通りであった。
【００２１】
［澱粉製造排液の水質］
ＳＳ  ：  ６，０００ｍｇ／Ｌ
ＢＯＤ：  ３０，０００ｍｇ／Ｌ
Ｔ−Ｎ：  ４，０００ｍｇ／Ｌ
リン  ：  ５００ｍｇ／Ｌ
【００２２】
この澱粉製造排液から図１に示すフローにより、熱凝固、濃縮、脱水、乾燥・加熱焙煎処理を経て有機質肥料を製造した。詳細は以下の通りである。
【００２３】
まず、澱粉製造排液に１２０℃の蒸気を吹き込んで、７０〜１００℃に加熱することにより熱凝固処理を行った。生成した凝固物は、沈殿による濃縮分離で固形物濃度５重量％に濃縮した後、遠心脱水機により脱水した。脱水物の固形物濃度は３２重量％であった。
【００２４】
この脱水物を２００℃の熱媒油による間接加熱型の加熱・焙煎装置に投入し、水分の完全蒸発後も更に加熱を続け、固形物の温度が１６０℃になった製品を取り出した。即ち、加熱により加熱・焙煎装置内の被処理物は約９５℃にまで上昇し、この温度付近でほぼ一定であったが、加熱開始から１０時間後に水分がほぼ完全になくなって乾燥が完了されると、加熱・焙煎装置内の被処理物の温度は急上昇して１６０℃に到達したため、加熱を停止し、加熱・焙煎装置内容物を取り出した。
【００２５】
得られた加熱・焙煎製品の肥料成分の分析結果は以下の通りであった。なお、製品中の水分は加熱・焙煎装置から取り出した後、大気中の水分を吸収したものである。
【００２６】
［加熱・焙煎製品の肥料成分］
水分                  ：  ０．２重量％
有機炭素              ：  ４３．８重量％
窒素全量              ：  １１．２重量％
リン酸全量（Ｐ２Ｏ５）：  １．２重量％
カリウム全量（Ｋ２Ｏ）：  １．７重量％
【００２７】
この加熱・焙煎製品を用いて、以下のコマツナの栽培試験を行い、栽培試験結果を表１に示した。
【００２８】
［コマツナの栽培試験］
化学肥料を窒素で１００ｍｇ／ポットとなるよう施用したものに、各々、加熱・焙煎製品を０．９ｇ／ポット（標準量）、１．９ｇ／ポット（２倍量施用）、２．８ｇ／ポット（３倍量施用）、３．８ｇ／ポット（４倍量施用）となるよう加え、ガラスハウス内で約１ヶ月間コマツナの栽培を行った。
【００２９】
結果は、化学肥料のみを窒素で１００ｍｇ／ポットとなるように施用した標準区の栽培試験結果（コマツナの収穫量）を１００として、相対値で示した。
【００３０】
比較例１
実施例１において、脱水物を加熱・焙煎装置に投入し、乾燥後、即ち、加熱開始から８．５時間後に、加熱・焙煎装置内の被処理物の水分が完全蒸発する少し前に加熱・焙煎装置内容物を取り出したこと以外は同様にして処理を行った。
【００３１】
この、乾燥直前段階で取り出した乾燥製品の肥料成分の分析結果は以下の通りであった。
【００３２】
［乾燥製品の肥料成分］
水分                  ：  ８．３重量％
有機炭素              ：  ４３．８重量％
窒素全量              ：  １０．６重量％
リン酸全量（Ｐ２Ｏ５）：  ０．９重量％
カリウム全量（Ｋ２Ｏ）：  ２．１重量％
【００３３】
この乾燥製品を用いて、実施例１と同様にして、コマツナの栽培試験を行い、結果を表１に示した。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１のコマツナの栽培試験結果から、比較例１の乾燥製品は土壌中で急速に分解し、放出された過剰なアンモニアが植物に害を生じさせるため、施肥量が多いと結果が格段に劣るのに対して、実施例１の加熱・焙煎製品は、熱変成により有機物が腐植化することで安定化し、多量に施肥しても害が出ず、むしろ生育が促進される良質な有機質肥料であることが確認できた。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の澱粉製造排液からの肥料の製造方法によれば、澱粉製造排液から、保管性が良く、臭気や病原菌の問題が無く、肥料成分が安定しており、速効性と緩効性の肥料効果と土壌改良効果とを併せ持つ良質な有機質肥料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における有機質肥料の製造手順を示す工程図である。
【図１】
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