(57)【要約】【課題】ゴルフ場，公園などに発生する剪定枝，刈芝などの植物残渣を肥料に再生利用する。【解決手段】植物の残渣５を植物の繊維により近い状態に粗破砕して粗破砕物８に加工する処理と、粗破砕物８に動・植物性添加物６を添加し、植物繊維成分が分解して発酵を喪失する程度の乾燥処理物９に乾燥させる処理と、乾燥処理物９を微粉砕して粉末１０に加工する処理と、微破砕処理によって得られた粉末１０を定型のペレットに固形化する処理とを順次行い、最終的に得られたペレット状の肥料７を樹木，草花，芝の育成用肥料として園内に戻し、園内の植物を育成し、緑の自然環境を維持して好ましいクローズドサイクルを実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗破砕処理と、添加並びに乾燥処理と、微破砕処理と、ペレット化処理とを有する生物由来有機系廃棄物の再資源化方法であって、
粗破砕処理は、植物残渣を植物の繊維により近い状態に粗破砕して粗破砕物に加工する処理であり、
添加並びに乾燥処理は、粗破砕物に動・植物性添加物を添加し、植物繊維成分が分解して発酵を喪失する程度の乾燥処理物に乾燥させる処理であり、
微破砕処理は、乾燥処理物を微粉砕して粉末に加工する処理であり、
ペレット化処理は、微破砕処理によって得られた粉末を定型のペレットに固形化する処理であることを特徴とする生物由来有機系廃棄物の再資源化方法。
【請求項２】
粗破砕物に添加する動・植物性添加物は、肥料として植物残渣中に不足する窒素，リン，カリウムを補うものであることを特徴とする請求項１に記載の生物由来有機系廃棄物の再資源化方法。
【請求項３】
添加並びに乾燥処理は、粗破砕物に動・植物性添加物を添加後、１２０℃〜１５０℃の温度で約５〜８時間乾燥させる処理であることを特徴とする請求項１に記載の生物由来有機系廃棄物の再資源化方法。
【請求項４】
粗破砕処理は植物残渣を１０〜２０ｍｍの大きさに破砕する処理であり、
添加並びに乾燥処理は、粗破砕物および動・植物性添加物中に含まれる水分を水分率５％以内に保たせる処理であり、
微破砕処理は、乾燥処理物を２〜３ｍｍの大きさの粉末に破砕する処理であり、
ペレット化処理は、微破砕処理によって得られた粉末の水分率を２０％前後に保って直径２〜３ｍｍ、長さ約５ｍｍのペレットに加工する処理であることを特徴とする請求項１に記載の生物由来有機系廃棄物の再資源化方法。
【請求項５】
植物残渣は、木屑、剪定屑、雑草類であり、食品残渣を含み、その配合割合は、植物残渣：食品残渣＝９：１であることを特徴とする請求項１に記載の生物由来有機系廃棄物の再資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物由来有機系廃棄物、特にゴルフ場，公園，動・植物園などで多量に発生する剪定枝，刈芝などの植物残渣を肥料として資源化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生物由来有機系廃棄物は、生物が生化学的に合成した生物由来の有機物であり、人類が合成した人造合成有機物とは区別され、生物分解が可能である。
【０００３】
従来より、生物由来有機系廃棄物を再資源化する方法は、基本的に物として回収するか或いは、エネルギーとして回収するかのいずれかであるが、物として利用するか、或いはエネルギーとして利用するかは専ら水分量によって決まる。つまり、水分さえ少なければ焼却が可能であり、含有水分が少ない廃木材（木くず）であれば、燃料として焼却時に発生する熱エネルギーを利用することができる。逆に、残飯や動植物残渣のように水分が多く、腐敗しやすい有機物は、なるべく加工せずにそのままの状態で家畜の飼料や肥料として資源化するのが望ましい。
【０００４】
廃木材（木屑）には建築物新築現場，土木建築現場，建物解体現場などから発生する廃木材、木材又は木材製品製造現場から発生する廃木材、工場，倉庫，輸送，電力，通信現場から発生する廃木材、市町村が収集する粗大ごみ中の廃木材のほかに林地で発生する廃木材がある。廃木材は、燃料としてエネルギー回収を行なうのがもっとも簡単な方法であるが、資源化の立場からは、廃木材は木材としてもう一度使用することが望ましく、建築物新築現場，土木建築現場，建物解体現場などから発生する廃木材は、そのまま或いはチップにしてパーティクルボード，ファイバーボードなどに加工することができる（例えば非特許文献１参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】村田徳治著「最新リサイクル技術の実際」株式会社オーム社１９９３年７月３０日、Ｐ１４４〜１４８
【０００６】
しかし、林地で発生する廃木材の再利用は難しく、また、燃料としての利用も難しいことから、従来は専ら焼却処分されていたのが実情である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
林地で発生する廃木材には、木材の生産地で発生する廃木材に限られず、芝や樹木などを広範囲で育成しているゴルフ場，公園，動・植物園などに発生する剪定枝，刈芝などの植物残渣が含まれる。これらの植物残渣は、従来は専ら焼却処分されていたが、ダイオキシン発生の危険があって、最近では簡単に焼却処分することができない。しかも、廃棄物処分場の確保が難しいことから、ゴルフ場，公園などに発生した植物残渣を外部に搬出することは必ずしも容易ではない。
【０００８】
また、残飯や動植物残渣は、家畜の飼料や肥料として資源化が可能であるが、ゴルフ場，公園内の食品提供施設に発生した食品残渣は、その発生源において自家処理できることが最も望ましい。
【０００９】
ところが、ゴルフ場，公園，動・植物園などに発生する剪定枝，刈芝などの植物残渣や食品残渣などは、外部に持ち出して処分されていたため、運搬に手数がかかるだけでなく、運搬車両の走行による環境汚染を引き起こし、また燃焼されると、二酸化炭素の増大、ダイオキシンの発生などの環境破壊の大きな要因となっていた。しかも、ゴルフ場，公園，動・植物園の園内の植物の育成には専ら化学肥料が用いられることが多いため、土壌の荒廃が進行して樹木の涸渇を招く大きな原因になっていた。剪定枝葉や塵芥類を処理して液肥に再生することが可能である（例えば特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】特許公開２００２−１３６９４９  （段落００２４〜００３２）
【００１１】
たしかに、植物残渣はバクテリア（微生物）による完熟堆肥化が可能である。しかし、植物が保有するセルロース、リグニン等の物質を微生物が分解するのは容易な事ではなく、年単位の時間と、発酵を促す為の熟成場所を要し、さらにはその処理に多大な労力が必要である。また、食品残渣は、ｐＨ値がアルカリ性であり、塩分や油分の含有割合が多いことが、食品残渣を有価物として再資源化を妨げる大きな原因になっていた。
【００１２】
本発明の目的は、ゴルフ場，公園などに発生する木屑、剪定屑、雑草類などの植物残渣および、レストランなどから発生する食品残渣を、分解のための時間、空間、労力を要することなく肥料，土壌改良材などに再生利用する資源化方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による生物由来有機系廃棄物の再資源化方法においては、粗破砕処理と、添加並びに乾燥処理と、微破砕処理と、ペレット化処理とを有する生物由来有機系廃棄物の再資源化方法であって、
粗破砕処理は、植物の残渣を植物の繊維により近い状態に粗破砕して粗破砕物に加工する処理であり、
添加並びに乾燥処理は、粗破砕物に動・植物性添加物を添加し、植物繊維成分が分解して発酵を喪失する程度の乾燥処理物に乾燥させる処理であり、
微破砕処理は、乾燥処理物を微粉砕して粉末に加工する処理であり、
ペレット化処理は、微破砕処理によって得られた粉末を定型のペレットに固形化する処理である。
【００１４】
また、粗破砕物に添加する動・植物性添加物は、肥料として植物残渣中に不足する窒素，リン，カリウムを補うものである。
【００１５】
また、添加並びに乾燥処理は、粗破砕物に動・植物性添加物を添加後、１２０℃〜１５０℃の温度で約５〜８時間乾燥させる処理である。
【００１６】
また、粗破砕処理は植物残渣を１０〜２０ｍｍの大きさに破砕する処理であり、
添加並びに乾燥処理は、粗破砕物および動・植物性添加物中に含まれる水分を水分率５％以内に保たせる処理であり、
微破砕処理は、乾燥処理物を２〜３ｍｍの大きさの粉末に破砕する処理であり、
ペレット化処理は、微破砕処理によって得られた粉末の水分率を２０％前後に保って直径２〜３ｍｍ、長さ約５ｍｍのペレットに加工する処理である。
【００１７】
また、植物残渣は、木屑、剪定屑、雑草類であり、食品残渣を含み、その配合割合は、植物残渣：食品残渣＝９：１である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図によって説明する。図１において、本発明による生物由来有機系廃棄物の再資源化方法は、粗破砕処理１と、添加並びに乾燥処理２と、微破砕処理３と、ペレット化処理４とを順に行なって植物残渣５に動・植物性添加物６を添加し、これをペレット状の肥料７に加工するものである。
【００１９】
本発明において、植物残渣５とは、ゴルフ場，動・植物園，公園などの園内の樹木，草花を管理することによって発生する木屑，剪定屑，雑草，落葉，剪定芝などを意味する。また、動・植物性添加物６とは、基本的にゴルフ場，動・植物園，公園の食品提供施設、特にレストランで発生した食品残渣及び園内で飼育されている動物の排泄物、例えば鶏糞，牛糞その他の加工品例えば骨粉，魚粕などである。以下に順を追って各処理の内容を説明する。
【００２０】
（１）粗破砕処理
粗破砕処理１は、植物残渣５を植物の繊維により近い状態に粗破砕して粗破砕物に加工する処理である。ゴルフ場，動・植物園，公園などの園内においては、定期的に樹木の伐採，剪定、草花の植替えが行なわれ、また日常の清掃などの管理業務によって、定期的、或いは不定期的に多量の植物残渣５が発生する。
【００２１】
本発明は、園内で発生した植物残渣５を燃やさず、また、外部に運び出さずに園内で自家処理し、植物残渣５を肥料，土壌改良材などに再生させて園内の植物育成に利用するのが最終目的である。粗破砕処理１は、剪定枝を含む植物残渣５を図３に示す破砕機１１に収容し、回転カッター１２を転回させながら、植物残渣５を破砕し、これを篩１３に掛けて１０〜２０ｍｍの大きさに調整する。粗破砕処理５によって、粗破砕物８が生産される。
【００２２】
（２）添加並びに乾燥処理
添加並びに乾燥処理２は、粗破砕物８に動・植物性添加物６を添加し、植物繊維成分が分解して発酵を喪失する程度の乾燥処理物９に乾燥させる処理である。
【００２３】
植物残渣５だけでは、肥料、或いは土壌改良材として窒素，リン，カリウムの３成分が不足する。動・植物性添加物６は、肥料あるいは土壌改良材として不足の栄養分を補うために添加するのである。園内にレストランのような食品提供施設があれば、その施設から出される食品残渣によってかなりの成分を補うことができる。
【００２４】
さらに、動物園にあっては、鶏糞，牛糞までを自給できる。肥料の加工に必要なすべての動・植物性添加物６を自給できることは、自家処理実現上に好ましいことではあるが、動・植物性添加物６は、必ずしも園内の生産物だけにこだわらず、必要により外部から材料を導入してもよいのは勿論である。
【００２５】
植物残渣５は、園内に１年を通じていつも同じものが同じ量だけ発生するとは限らない。どうしても季節の要因によって植物残渣５の種類が異なり、発生した植物残渣５の含有成分は季節ごとに当然異なる。また、植物残渣５中に本来的に含まれている肥料に必要な３成分が１％以下と低いので、園内に発生した植物残渣５のすべてを植物態の繊維物質を考え、植物残渣をベースとし、動・植物性添加物６の添加によって必要な３成分を補うと考えてよい。
【００２６】
動・植物性添加物６を添加した粗破砕物８の乾燥処理は、図３に示す乾燥炉１４内で行なう。乾燥炉１４内に投入された粗破砕物８は、加熱ヒータ１５で加熱されながら、攪拌機１６で攪拌混合され、加熱ヒーター１５の熱によって粗破砕物８は乾燥処理される。乾燥処理に際しては、加熱によって粗破砕物８中に含まれる水分が水蒸気となって乾燥炉１４内の圧力が上昇し、粗破砕物８は、加圧状態で乾燥処理される。乾燥炉１４内の圧力は、乾燥炉１４に接続された配管のバルブ１７を制御して調整する。
【００２７】
例えば、剪定屑３５％、落葉２０％、剪定芝（雑草）３５％、食品残渣１０％の割合で植物残渣５に、動・植物性添加物６を添加し、攪拌混合しつつ乾燥炉１４内で１２０℃の温度、約８時間乾燥させ、最終的に植物残渣５の粗破砕物および動・植物性添加物６中に含まれる水分を水分率５％以内に保たせる。乾燥処理によって、植物残渣５は、植物繊維成分が分解して発酵を喪失する程度の乾燥処理物９が得られる。本発明において、植物繊維成分が分解して発酵を喪失する程度とは、分解したセルロース、リグニンの分子間の結合を失い、植物細胞による発酵能力を喪失している状態であって、分解によって炭化した状態ではない。以下に植物が保有する繊維成分の分解メカニズムを説明する。
【００２８】
（３）植物が保有する繊維成分の分解メカニズムについて、
以下に植物が保有する繊維成分の分解メカニズムを説明する。植物が保有する繊維質の分解メカニズムは、概ね以下の通りである。すなわち、すべての植物は繊維質からなっている。この繊維質の構成を図解すると図２の通りである。図中、Ｃはセルロース、Ｌは、リグニンを示している。図２に示すように、植物の繊維質は、上下のリグニンＬの層間にセルロースＣが挟まれた積層構造である。
【００２９】
セルロース（ｃｅｌｕｌｏｕｓｅ）の一般的化学式は（Ｃ６Ｈ１２０６）ｎ＋６ｎＯ２である。その特徴として、セルロース分子は、多数のブドウ糖が脱水縮合して鎖状に連なった構造をもっている。セルロース分子はその多数が平行集束してミクロフイブリルをつくり、これはさらに一つの繊条に集束してフイブリルを形成し、このフイブリルが集まって細胞膜を形づくっているのである。
【００３０】
リグニン（ｌｉｇｎｉｎ）分子は、植物体の骨格を形成する主要成分である。植物は生長にしたがって木質化の現象がみられるが、これは細胞膜上にリグニンが堆積して起こる物理的化学的性質の変化によるもので、木質化した細胞は分裂増殖の機能を失う。この結果、リグニン含有量は一定（通常２０％〜３０％）となる。また、リグニンは酸によって加水分解されない高分子無定形物質であって、個々の細胞を相互に膠着して植物組織を強固にしている。
【００３１】
リグニンの化学的構造式は、フエニルプロパン（Ｃ６−Ｃ３）系の構成単位が結合した複雑な物質で、メトキシル基−ＯＣＨ３を必ず含有している。
【００３２】
なお、植物残渣バクテリア（微生物）による植物繊維の分解反応は式（１）の通りである。
（Ｃ６Ｈ１２Ｏ６）ｎ＋６ｎＯ２→６ｎＣＯ２＋６ｎＨ２Ｏ  ・・・・（１）
この反応は、従来のバクテリアによる植物残渣の完熟肥料化の反応式である。すなわち、セルロースは、好気的条件の下で炭酸ガスと水とに分解するというものである。
【００３３】
本発明による生物由来系廃棄物の再資源化方法の最大の特徴は、熟成の不要化を実現する点にある。これは従来のバクテリア（微生物）による完熟堆肥化の考え方とは大きな違いである。その分解過程を以下に説明する。
【００３４】
１）分解過程
植物残渣を、植物が炭化する温度以下であって、植物細胞による発酵能力を喪失する温度、具体的には、１２０℃〜１５０℃に設定した乾燥機の中で蒸気圧（１．５〜２．０気圧）を加えながら約５〜８時間処理をすると、植物体内のリグニン、セルロースが分解する。分解に伴って外観的には色素が変化し黄変する。分解したセルロース、リグニンは、この時既に分子間の結合を失っており、細胞による発酵能力を完全に喪失している。この分解の過程は、臭気によって確認することができ、植物残渣は、分解によって炭化したというものではないのである。
【００３５】
２）臭気による分解の確認
従来の発酵による堆肥化においては、完熟までの発酵過程確認方法の一つに臭気によって確認していく方法がある。一次発酵の段階ではアンモニア臭がしてとても顔を近づける事は出来ない。二次発酵の段階ではアンモニア臭は少し治まり、糖分（黒砂糖）の臭気がする。完熟の段階では糖分（黒砂糖）の臭気にカビの臭気が混じった状態だが、臭いそのものは治まり、顔を近づけてもそれほど抵抗のない状態となる。
【００３６】
本発明においては、添加並びに乾燥処理において、植物が炭化しない程度の
温度で加熱乾燥することによって、植物残渣は、分解過程を経て、出来あがってきた物質の臭いは、糖分（黒砂糖）とカビの臭気が入り混じった臭いであることから、発酵過程の最終の状態（完熟段階）に近いことが確認できる。
【００３７】
３）炭化でないことの確認
有機化合物が複雑な化学変化や細菌の作用などにより分子結合を分解されると、ガス成分と固形成分とになる、その固形成分の中で炭素が大部分を占める状態が炭化である。ここでは、炭化を目指しているのではない。もし１５０℃以上の高温を加えて乾燥処理を行なうと、植物残渣はすべて炭化状態となり、木炭と同等の価値でしかなくなってしまう。
【００３８】
なお、食品残渣のｐＨ値はアルカリ性であり、塩分、油分の含有量が多いものの、木屑，剪定屑，雑草といった植物残渣は、食品残渣の問題点とされるｐＨ値、塩分，油分含有量の数値は低い。したがって、食品残渣と、植物残渣とをある一定の配合によってブレンドをすることで、食品残渣の問題点を解決する事が出来る。その配合割合は、植物残渣：食品残渣＝９：１であることが実験的に確認できた。
【００３９】
（４）微破砕処理
微破砕処理３は、乾燥処理物９を微粉砕して粉末１０に加工する処理である。乾燥処理物９を図３に示す破砕機１８内に投入し、カッター１９を回転させながら乾燥処理物９を粉砕し、篩２０を通して乾燥処理物９を２〜３ｍｍの大きさに調整する。得られた粉末はいわゆる粉末肥料である。このままでも肥料として使用可能であるが、本発明においては、取り扱いを容易にするため、さらには、長期間肥効を持続させるためにペレット化処理を行なう。
【００４０】
（５）ペレット化処理
ペレット化処理４は、粉末１０を定型のペレットに固形化する処理である。ペレット化処理では、微粉砕処理によって得られた粉末１０の水分率を２０％前後に調整して図３に示すペレット機２１内に投入し、ローラー２２を回転させながら粉末１０を底の孔から押し出して直径２〜３ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット状の肥料７に加工する。
【００４１】
以上の一連の処理によって、最終的に得られたペレット状の肥料７は、樹木、草花、芝の育成用肥料として園内に戻される。園内に多量に発生した植物残渣５は、肥料に形を変えて園内の土壌を肥沃にし、園内の植物を育成し、緑の自然環境を維持して好ましいクローズドサイクルをもたらす。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときには、園内に発生した植物残渣を肥料として資源化し、園内に散布して植物育成に利用することによって、樹木の涸渇を招くことがなく、園内の自然環境を快適に維持することができる。しかも、植物残渣をその発生源において処理するため、従来のように園外へ運び出すことによる運搬の手数、運搬車両の走行による環境汚染がなく、また処理は燃焼によらないため、二酸化炭素の増大、ダイオキシンの発生などの環境破壊の要因を作りだすことがない。本発明によれば、大掛かりな設備は必要でなく、破砕機，乾燥機，ペレット加工機などのわずかな機器類の組合わせによって実現することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の方法を実現するシステムのフロー図である。
【図２】植物の繊維質の構成を示す図である。
【図３】各処理を行なう装置例を示す図である。
【符号の説明】
１  粗破砕処理
２  添加並びに乾燥処理
３  微破砕処理
４  ペレット化処理
５  植物残渣
６  動・植物性添加物
７  ペレット状肥料
８  粗破砕物
９  乾燥処理物
１０  粉末
【図１】
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【図２】
2004337804.tif 000004
【図３】
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