(57)【要約】【課題】クラゲから肥料を製造する方法において、クラゲに含まれている肥料として有効なカリウム、マグネシウム、カルシウム、リン、窒素を失わず、肥料として好ましくないナトリウム塩を減少させることのできる方法を提供すること。【解決手段】撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１工程と、遠心分離又は濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分離する第２工程と、懸濁状固形分分離後のクラゲ懸濁溶液を減圧下（例えば大気圧から７４０ｍｍＨｇ減圧下）、４０°Ｃ〜５０°Ｃで加熱することでナトリウム塩を沈殿させてクラゲ懸濁溶液を濃縮する第３工程と、濃縮後のクラゲ懸濁溶液に第２工程で分離した懸濁状固形分を撹拌混合して目的の肥料とする第４工程とによって、クラゲから肥料を製造する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１の工程と、遠心分離又は濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分離する第２の工程と、懸濁状固形分分離後のクラゲ懸濁溶液を減圧条件下４０°Ｃ〜５０°Ｃの温度で加熱することによりナトリウム塩を沈殿させてクラゲ懸濁溶液を濃縮する第３の工程と、濃縮後のクラゲ懸濁溶液に第２工程で分離した懸濁状固形分を撹拌混合する第４の工程とからなり、第４工程の撹拌混合で得られたクラゲ懸濁溶液を肥料とすることを特徴とするクラゲから肥料を製造する方法。
【請求項２】
撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１の工程と、遠心分離又は濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分離する第２の工程とからなり、第２工程で分離した懸濁状固形分を肥料とすることを特徴とするクラゲから肥料を製造する方法。
【請求項３】
撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１の工程と、遠心分離又は濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分離する第２の工程と、懸濁状固形分分離後のクラゲ懸濁溶液を減圧条件下、４０°Ｃ〜５０°Ｃの温度で加熱することにより、ナトリウム塩を沈殿させてクラゲ懸濁溶液を濃縮する第３の工程とからなり、第３工程で濃縮したクラゲ懸濁溶液を肥料とすることを特徴とするクラゲから肥料を製造する方法。
【請求項４】
第３工程が第２工程で懸濁状固形分を分離した後のクラゲ懸濁溶液を、大気圧からほぼ７４０ｍｍＨｇ減圧した条件下、４０°Ｃの温度で所定時間加熱することにより、クラゲ懸濁溶液をほぼ１０倍に濃縮することを特徴とする請求項１又は３記載のクラゲから肥料を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラゲから肥料を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
世界各地の沿岸地域では、毎年春から夏にかけてクラゲが大量に発生し、火力発電所や原子力発電所の冷却水取水口を閉塞し、出力低下を余儀なくされる等の被害が発生している。
これに対して発電所では、取水口の前面でクラゲを回収し、廃棄処分している。
クラゲ回収量は、季節や場所によって異なるが、ある発電所では１日約２００トン回収され、別の発電所では一年間で約３０００トン回収されたという報告がある。推計によれば現在瀬戸内海に生息するクラゲは、約１０万トンとも言われている。
このように大量に発生し、回収されたクラゲを単に廃棄処分するのでなく、肥料、飼料等に有効に利用する方法が種々提案されているが、単に肥料として利用できることを示しているだけのものが殆どであった。
【０００３】
例えば「くらげの油温脱水処理法」（特開平１０−２４９２９９）が提案されている。この提案は、クラゲを処理するに際し、３段階の減圧工程を経て油温脱水するとともに、初期減圧工程では、クラゲの含有水分の大部分を蒸散させ、中期減圧工程では脱水したクラゲをやや固定化し、後期減圧工程では組織芯部に含有する水分を水と油の比重の置換で蒸散して含水率を５％〜２０％とし、蛋白質の熱変性により臭気成分を除去することを特徴としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の提案からは、クラゲを肥料に利用できることは示されているが、クラゲに含まれるどのような成分が肥料に利用されているか、肥料にとって好ましくない成分が含まれているのか否かが示されていないため、その有効性について不明であった。
本願発明者は、クラゲの肥料としての有効性を調べるため、クラゲの成分分析を行って表１の結果を得、肥料としての潜在的有効性を調べて表２の結果を得た。
【０００５】
【表１】
2004075450.tif 000002
【０００６】
【表２】
2004075450.tif 000003
【０００７】
表１は、クラゲ中の各種成分定量分析結果を示すもので、クラゲに含まれる全リン、全窒素はＪＩＳ　Ｋ０１０２工場排水試験方法により定量し、その他の成分は誘導結合プラズマ発光成分分析法により定量した。
なお、表１において海水成分濃度は参考として示すもので、文献値を示す。
この分析結果から、クラゲは植物にとって一般的に好ましくないとされるナトリウムを多く含んでいるが、肥料の５要素であるマグネシュウム、カルシウム、窒素，リン、カリウムを多く含み、肥料としての有効性を潜在的にもつことがわかった。
【０００８】
表２は、クラゲの肥料としての潜在的有効性を調べるために、クラゲを室温で撹拌してほぼ均一に懸濁した溶液（以下、クラゲ懸濁溶液という。）とし、このクラゲ懸濁溶液をそのまま肥料として用い、チンゲンサイを栽培したときの収穫後のチンゲンサイの重量を示すものである。
この表２の結果から、ミズクラゲ及びアカクラゲの肥料としての効果は、化成肥料と同等あるいはそれ以上であることがわかった。
【０００９】
また、輸送コストを削減するために、クラゲ懸濁溶液の体積を減らす方法について検討した。ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等の塩の溶解度差を利用すれば、多量に含まれるナトリウム塩を他の塩類より優先的に沈殿させることが可能である。
そこで、ロータリーエバポレータを用いてクラゲ懸濁溶液を減圧下で加熱し、体積を減少させる実験を行った。この際、加熱温度を変化させ、加熱濃縮前と加熱濃縮後における各種成分濃度変化を調べた。クラゲ懸濁溶液中のナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム濃度はイオンクロマトグラフィーで定量し、全リン、全窒素についてはＪＩＳ　Ｋ０１０２工場排水試験方法で定量した。その結果、加熱温度を上げれば、濃縮は短時間で行われるが、クラゲ懸濁溶液が泡立ちナトリウム塩を沈殿させることが困難であった。例えば７０°Ｃで加熱したところ、溶液が泡立ち、塩化ナトリウムを効果的に沈殿させることが困難であった。
一方、温度を４０°Ｃ〜５０°Ｃとして濃縮すれば時間はかかるが、泡立たずにナトリウム塩を沈殿させることができることがわかった。例えばクラゲ懸濁溶液を大気圧より７４０ｍｍＨｇ減圧した条件下で、４０°Ｃで約１０倍に濃縮したときの、濃縮前后の溶液中各種成分の濃度より計算した各種成分の減少率は表３のようになった。
ここで、濃縮率は、濃縮前后のカルシウム濃度比から求めた。また、約１０倍濃縮するために、ミズクラゲの場合は約６時間、アカクラゲの場合は約１０時間要した。
【００１０】
【表３】
2004075450.tif 000004
【００１１】
表３から、カリウム、マグネシウム、カルシウムについても多少減少するが、ナトリウムを８０％以上減少できることがわかった。
また、全リン、全窒素もかなり減少しているが、これは溶存性のリンや窒素以外の形態のものが加熱濃縮時に同時に沈殿したためである。
したがって、肥料化のために実際に濃縮する場合には、濃縮前に遠心分離または濾過によりリンや窒素を多量に含む懸濁状固形分を予め除いておき、濃縮後の溶液に戻すのが有効であることもわかった。
【００１２】
本発明は、上述の知見に基づいてなされたので、クラゲから肥料を製造する方法において、肥料として有効なカリウム、マグネシウム、カルシウム、リン、窒素をできるだけ減少させずに、肥料として好ましくないナトリウム塩のみを減少させたバランスの良い肥料を提供することを第１の目的とするものである。
また、肥料として有効なリン、窒素を有し、肥料として好ましくないナトリウム塩を減少させた肥料を提供することを第２の目的とするものである。
また、肥料として有効なカリウム、マグネシウム、カルシウムを有し、肥料として好ましくないナトリウム塩を減少させた肥料を提供することを第３の目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、クラゲから肥料を製造する方法であって、撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１の工程と、遠心分離又は濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分離する第２の工程と、懸濁状固形分分離後のクラゲ懸濁溶液を減圧条件下４０°Ｃ〜５０°Ｃの温度で加熱することによりナトリウム塩を沈殿させてクラゲ懸濁溶液を濃縮する第３の工程と、濃縮後のクラゲ懸濁溶液に第２工程で分離した懸濁状固形分を撹拌混合する第４の工程とからなり、第４工程の撹拌混合で得られたクラゲ懸濁溶液を肥料とすることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２記載の発明は、クラゲから肥料を製造する方法であって、撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１の工程と、遠心分離又は濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分離する第２の工程とからなり、第２工程で分離した懸濁状固形分を肥料とすることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、クラゲから肥料を製造する方法であって、撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１の工程と、遠心分離又は濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分解する工程と、懸濁状固形分分離後のクラゲ懸濁溶液を減圧条件下、４０°Ｃ〜５０°Ｃの温度で加熱することにより、塩化ナトリウムを沈殿させてクラゲ懸濁溶液を濃縮する第３の工程とからなり、第３工程で濃縮したクラゲ懸濁溶液を肥料とすることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１又は３記載の発明において、肥料として好ましくないナトリウム塩をより効果的に減少させるために、第３工程が第２工程で懸濁状固形分を分離した後のクラゲ懸濁溶液を、大気圧からほぼ７４０ｍｍＨｇ減圧した条件下、４０°Ｃの温度で所定時間加熱することにより、クラゲ懸濁溶液をほぼ１０倍に濃縮することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるクラゲから肥料を製造する方法の一実施形態例を説明する。
つぎの第１工程から第４工程によってクラゲから肥料が製造される。
（１）第１工程では、ミズクラゲやアカクラゲなどのクラゲを容器内に入れ、室温（例えば２０°Ｃ〜２５°Ｃ）で緩やかに１２時間程度撹拌し、クラゲをクラゲ懸濁溶液とする。例えばクラゲを入れた容器内に撹拌用の金属棒を入れ、容器を緩やかに回転して撹拌し、クラゲをクラゲ懸濁溶液とする。
この第１工程では、ミキサーで激しく撹拌するとか、温度を上げるかすれば、より短時間でクラゲ懸濁溶液とすることができるが、クラゲが大量に採取される時期が５月〜９月の気温の高い季節であることを考えると、単に室温で緩やかに撹拌するだけでも十分である。
【００１８】
（２）第２工程では、第１工程で得たクラゲ懸濁溶液を遠心分離機に入れ、遠心分離作用を用いてリンと窒素を多量に含む懸濁状固形分を分離する。この懸濁状固形分は通常の遠心分離（例えば３５００ｒｐｍ、５分程度）で分離できる。遠心分離の代わりにフィルタを用いた濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を多量に含む懸濁状固形分を分離してもよい。濾過では目詰まりが予想されるので、遠心分離の方が好ましい場合が多いと考えられる。
【００１９】
（３）第３工程では、第２工程で懸濁状固形分を分離した後のクラゲ懸濁溶液を、大気圧から７４０ｍｍＨｇ減圧した条件下で、４０°Ｃで約６〜１０時間加熱する。具体的には、ミズクラゲの場合に約６時間、アカクラゲの場合に約１０時間加熱する。
この第３工程によって、肥料として好ましくないナトリウム塩（例えば塩化ナトリウム）を多量に沈殿させてクラゲ懸濁溶液を１０倍に濃縮できる。すなわち、ナトリウム、カリウム、マグネシウムカルシウム等の塩の溶解度差を利用して、クラゲ懸濁溶液中に多量に含まれるナトリウム塩を他の塩類より優先的に沈殿させて除去することができる。
【００２０】
（４）第４工程では、第３工程でナトリウム塩が沈殿除去されたクラゲ懸濁溶液に、第２工程で分離されたリンと窒素を多量に含む懸濁状固形分を室温で撹拌混合し、懸濁状固形分をクラゲ懸濁溶液に溶解して目的の肥料とする。この肥料は、クラゲ懸濁溶液であるが、クラゲ中の肥料として有効な成分であるカリウム、マグネシウム、カルシウム、窒素、リンをできるだけ減少させずに、肥料として好ましくないナトリウム塩のみを減少させ、しかも１０倍に濃縮して容積を減少させることができる。
【００２１】
前記実施形態例では、第１工程から第４工程までの工程を経て、クラゲから目的の肥料を製造する方法について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、前記第１工程〜第４工程のうちの第１工程と第２工程の２つの工程によって、又は第１工程から第３工程までの３つの工程によって、クラゲから目的の肥料を製造する方法についても利用することができる。
【００２２】
第１工程と第２工程の２つの工程によってクラゲから肥料を製造する方法では、前記実施形態例の第１工程〜第４工程中のうちの第１工程と第２工程により肥料を製造するもので、その第２工程において、遠心分離又は濾過により、第１工程で得たクラゲ懸濁溶液から分離したリンと窒素を多量に含む懸濁状固形分が目的の肥料に利用できる。
【００２３】
第１工程から第３工程までの３つの工程によって、クラゲから目的の肥料を製造する方法では、前記実施形態例の第１工程〜第４工程のうちの第１工程〜第３工程により肥料を製造するもので、その第３工程において大気圧から７４０ｍｍＨｇ減圧した条件下で４０°Ｃで約６時間〜１０時間加熱することで、目的の肥料を得ることができる。すなわち、第２工程で懸濁状固形分を分離除去した後のクラゲ懸濁溶液から、肥料として好ましくないナトリウム塩を多量に沈殿させてクラゲ懸濁溶液を１０倍に濃縮し、この濃縮したクラゲ懸濁溶液を目的の肥料に利用できる。
【００２４】
前記実施形態例では、ナトリウム塩をより効果的に減少させるために、第３工程が、大気圧から７４０ｍｍＨｇ減圧した条件下で４０°Ｃで約６時間〜１０時間加熱する場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、減圧下、４０°Ｃ〜５０°Ｃで所定時間加熱することにより、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等の塩の溶解度差を利用して、第２工程で懸濁状固形分を分離した後のクラゲ懸濁溶液中に多量に含まれるナトリウム塩を他の塩類より優先的に沈殿させて除去し、所定濃度に濃縮する場合について利用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、撹拌によりクラゲをクラゲ懸濁溶液とする第１工程と、遠心分離または濾過によりクラゲ懸濁溶液からリンと窒素を含む懸濁状固形分を分離する第２工程と懸濁状固形分分離後のクラゲ懸濁溶液を減圧下、４０°Ｃ〜５０°Ｃで加熱することにより、ナトリウムを塩沈殿させてクラゲ懸濁溶液を濃縮する第３工程と、濃縮後のクラゲ懸濁溶液に第２工程で分離した懸濁状固形分を撹拌混合して目的の肥料とする第４工程とによってクラゲから肥料を製造する構成としたので、つぎのような効果を有する。
クラゲに含まれている肥料として有効なカリウム、マグネシウム、カルシウム、リン、窒素をできるだけ減少させずに、肥料として好ましくないナトリウム塩のみを減少させたバランスの良い肥料を得ることができる。しかも、肥料として利用するクラゲ懸濁溶液を濃縮しているので、減容化して輸送コストを削減することができる。
【００２６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の第１工程〜第４工程のうちの第１工程と第２工程によって肥料を製造し、その第２工程で分離したリンと窒素を多量に含む懸濁状固形分を目的の肥料とする構成としたので、肥料として有効なリンと窒素を多量に含み、肥料として好ましくないナトリウム塩を減少させた肥料を得ることができる。
【００２７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の第１工程〜第４工程のうちの第１工程〜第３工程によって肥料を製造し、その第３工程で濃縮したクラゲ懸濁溶液を目的の肥料とする構成とした。このため、肥料として有効なカリウム、マグネシウム、カルシウムをできるだけ減少させずに、肥料として好ましくないナトリウム塩を減少させた肥料を得ることができる。しかも、肥料として利用するクラゲ懸濁溶液を濃縮しているので、減容化して輸送コストを削減することができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は３記載の発明において、第３工程が、大気圧から７４０ｍｍＨｇ減圧した条件下で、４０°Ｃで所定時間加熱することにより、クラゲ懸濁溶液をほぼ１０倍にに濃縮する構成としたので、肥料として好ましくないナトリウム塩をより効果的に減少させることができる。