(57)【要約】【課題】自然界に存在する発酵菌を利用し、簡素な設備と最小のエネルギーの投入で菌の活動に適した環境を保って、短時間で堆肥化を完了させる。【解決手段】コンテナ１内に形成された堆肥化空間３内に、堆肥化対象物Ｃとともに針葉樹のチップ等の菌床を投入し、堆肥化空間３の環境を、堆肥化空間３の外部から内部へ空気を供給する送風機８で温度とＣＯ２  濃度を制御パラメータとして制御し、堆肥化を促進する。針葉樹を原材料とする菌床は、堆肥化促進材料として使用した後、土壌改良材として利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境を制御した堆肥化空間内で堆肥の製造を行う堆肥の製造装置であって、
堆肥化空間内に、堆肥化対象物とともに針葉樹を原材料とする菌床を投入して堆肥化を促進することを特徴とする堆肥の製造装置。
【請求項２】
堆肥化空間が、可搬性を有するコンテナ内に形成されていることを特徴とする請求項１記載の堆肥の製造装置。
【請求項３】
堆肥化空間の環境を制御する手段が、堆肥化空間の外部から内部へ空気を供給する送風手段であって、制御パラメータが温度とＣＯ２  濃度であることを特徴とする請求項１又は２記載の堆肥の製造装置。
【請求項４】
堆肥化空間の内部へ供給される空気を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の堆肥の製造装置。
【請求項５】
堆肥化の過程で生成される、濃厚に発酵菌を含む水分を集め、堆肥化対象物に散布する散布手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の堆肥の製造装置。
【請求項６】
堆肥化空間から排出される排気の脱臭を行う脱臭装置を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の堆肥の製造装置。
【請求項７】
動力源が、自然エネルギーによって発電される電力であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の堆肥の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然界に存在する発酵菌を利用し、菌の活動に適した環境を保つことにより、バイオマスの堆肥化を促進し、短時間、低コストで堆肥を製造することのできる堆肥の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バイオマスの利用の一環として、バイオマスを堆肥化し、土壌改良、肥料として利用することが行われている。
従来、堆肥化にあたっては、堆肥化対象物を土間などに積み上げ、堆肥化する時間を短縮するため、人力や機械による切り返し混合、通気などを行っている。堆肥化は数カ月を要するプロセスであるので、堆肥化の進行に伴って、堆肥化対象物を逐次移動させる方法がとられている。
【０００３】
しかし、このような堆肥化を行う設備は、広大な作業面積を必要とするので、必ずしも潤沢な用地を保有しない日本の農家にとっては好ましくない。また、公園剪定木の処理のような分散したバイオマスの堆肥化などにも適していない。
そこで、堆肥化を促進するため、温度等を制御した処理容器内で堆肥化させることも行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、このような装置では、処理容器内の閉鎖空間において堆肥化を良好な好気性条件で進行させるため、多量の空気の吹き込みや攪拌装置を必要とし、エネルギーの消費が多い。
また、堆肥化の際に発生する臭気、あるいは堆肥化対象物の持つ臭気の除去についても、従来、活性炭、水の散布など各種の方法がとられているが、コストや効果の面で満足できるものではない。
なお、バイオマスの中でも針葉樹の木部は堆肥化が進行しないため、例えば、公園などの針葉樹の剪定枝などの適切な処理方法が模索されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１３２００９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、バイオマスの堆肥化における上記問題を解決するものであって、自然界に存在する発酵菌を利用し、簡素な設備と最小のエネルギーの投入で菌の活動に適した環境を保って、短時間で堆肥化を完了させることのできる、低コストで効果的な堆肥の製造装置を提供することを目的とする。
また、臭気などの公害の少ない堆肥の製造装置を提供することを目的とする。
さらに、針葉樹系のバイオマスを堆肥化促進材料として使用した後、土壌改良材として利用可能とする堆肥の製造装置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】
本発明は、環境を制御した堆肥化空間内で堆肥の製造を行う堆肥の製造装置において、堆肥化空間内に、堆肥化対象物とともに針葉樹を原材料とする菌床を投入して堆肥化を促進することにより上記課題を解決している。
針葉樹を原材料とする菌床としては、針葉樹のチップやおがくず等が用いられる。針葉樹の木部には、多数の導管が蜂の巣状に配置されている。この構造はセルロースとリグニンで構成され、力学的にも化学的にも極めて安定している。チップ化された状態においても、この構造は保持され、多孔質で空気や水分を多量に含むことができる。
【０００８】
針葉樹のチップやおがくず等は、この空気を含む孔の存在により、嫌気条件になり難く、通気量が少なくて良く、好気性の発酵菌、土壌中の菌などの生息環境として優れた環境を用意するため、菌床として極めて優れている。
従って、自然界に存在する発酵菌を利用し、簡素な設備と最小のエネルギーの投入で菌の活動に適した環境を保って、堆肥化対象物の堆肥化を短時間で完了させることができる。特別な菌を投入する必要はない。
【０００９】
また、針葉樹を原材料とする菌床は、その孔が堆肥などに由来する栄養分などを吸着し易く、植物の養分を多量に含むことができ、堆肥化促進材料として使用した後、土壌改良材として利用することができる。
堆肥化空間が可搬性を有するコンテナ内に形成されていると、車両上へ搭載したり、牽引することが可能であり、機動的に堆肥化対象物を処理することができる。
【００１０】
堆肥化空間の環境を制御する手段を、堆肥化空間の外部から内部へ空気を供給する送風手段とし、温度とＣＯ２  濃度を制御パラメータとすることで、堆肥化空間を発酵菌の活動に最適な環境に保ち、堆肥化を促進することができる。
堆肥化空間の内部へ供給される空気を加熱する加熱手段を備えることにより、特に堆肥化の初期に堆肥化空間の温度を速やかに適温とし発酵の開始を早めることができる。
【００１１】
堆肥化の過程で（特に初期を中心に）生成される、濃厚に発酵菌を含む水分を集め、堆肥化対象物に散布する散布手段を備えることにより、堆肥化の進行をさらに促進することができる。
堆肥化空間から排出される排気の脱臭を行う脱臭装置を備えることにより、臭気などの公害を少なくすることができる。
動力源として、自然エネルギーによって発電される電力を利用するように構成すると、堆肥の製造装置の総体的な公害負荷を低く抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である堆肥の製造装置の構成図である。
この堆肥の製造装置では、コンテナ１内に外壁２で囲まれて閉鎖された堆肥化空間３が形成されており、この堆肥化空間３内に堆肥化対象物Ｃを堆積する床面４が設けられている。床面４とコンテナ１の底面５との間には、入気路６が形成されており、コンテナ１の床面２には空気を通過させる小孔７が設けられている。入気路６の入口側には外部から堆肥化空間３内部へ空気を供給するための送風機８が設けられており、また、通気路６内には、堆肥化空間３の内部へ供給される空気を加熱するためのヒーター９が設置されている。
【００１３】
コンテナ１の底部には、コンポストジュースＪを集めるタンク１０と、コンポストジュースＪを吸い上げて堆肥化対象物Ｃに散布するためのポンプ１１が設けられている。コンポストジュースＪは、堆肥化の過程で生成され堆肥化対象物Ｃから滲出する、濃厚に発酵菌を含む水分である。
堆肥化空間３には、排風機１２を備えた排気路１３が設けられており、排気路１３の出口側は脱臭装置１４内に開口している。脱臭装置１４では、排気をＮａＯＨ水溶液、Ｃａ（ＯＨ）２  水溶液等のアルカリ水を通過させることにより排気から臭気成分を除去する。
【００１４】
コンテナ１の外壁２には、送風機８、ヒーター９、ポンプ１１、排風機１２等の各機器を制御するための制御盤１５が設置され、電源装置１６から電力が供給される。電源装置１６には、太陽光発電機や風力発電機等の自然エネルギーによって発電する発電装置を用いることができる。
また、堆肥化空間３内には、温度センサー１７とＣＯ２  濃度センサー１８とが設けられており、検出データを制御盤１５に送るようになっている。ここで、温度センサー１７はＣＯ２  濃度センサー１８と一緒に設置されているが、別途例えば堆肥化対象物Ｃの内部に設置してもよい。
【００１５】
コンテナ１には移動用に複数の車輪１９が設けられている。
この堆肥の製造装置で堆肥を製造する場合には、堆肥化空間３の床面４上に堆肥化対象物Ｃとともに針葉樹のチップやおがぐず等の菌床を投入する。堆肥化対象物Ｃは有機物であれば植物系には限定されず、動物の排泄物等畜産系のものが入っても構わない。
【００１６】
それから、送風機８で堆肥化空間３内部へ空気を供給する。堆肥化の初期には、発酵菌の活動を助けるために、例えば堆肥化空間３の温度が３０℃になるまでヒーター９で暖気を行う。
発酵菌の活動により発酵が活発になると堆肥化空間３の温度が上昇し、暖気操作が不要となるので、温度センサー１７の検出信号が所定温度に達したら、ヒーター９への送電を停止する。
【００１７】
発酵菌の活動がさらに活発になると、堆肥化空間３の温度は更に上昇を続けるが、発酵菌の多くは環境温度が７０〜８０℃を超えると死滅してしまうので、これを防ぐため堆肥化空間３の温度が過度に上昇しないよう、外気を送風機８から供給する。供給された空気は、床面４の小孔７を通って堆肥化対象物Ｃの中に吹き込まれ、温度の上昇を抑制する。
【００１８】
また、堆肥化空間３のＣＯ２  濃度の過度の上昇は発酵菌の活動を妨げるため、ＣＯ２  濃度センサー１８の検出信号が所定濃度を超えると送風機８からの空気の供給量を増加させる。
なお、針葉樹のチップ等の菌床は、空気を含む孔の存在により、嫌気条件になり難く、この針葉樹のチップの効果によりＣＯ２  濃度が過度に上昇する頻度は少ないため、ＣＯ２  濃度による制御を省いても良いケースも多く、送風機８の運転時間を少なくし、省エネルギー化が可能となる。
【００１９】
送風機８から堆肥化空間３への外気の供給を円滑に行うとともに、菌の活動に不都合なＣＯ２  の滞留を防ぐため、堆肥化空間３内の空気は、排風機１２によって排気路１３から脱臭装置１４を経て外部へ排出される。
堆肥化プロセスで生成される乳酸、酪酸などの臭気成分は、アルカリと極めて容易に反応し、ポリ乳酸などの水溶液となって脱臭装置１４内に残留し外部には漏れ出さない。また、アルカリ液との反応で生成する物質は生分解性の化合物であるため、生態系への害が無い。
【００２０】
堆肥化の過程、特に初期を中心に堆肥化対象物Ｃから滲出する水分は、濃厚に栄養分と発酵菌を含むコンポストジュースＪとなっている。このコンポストジュースＪはタンク１０に集められ、ポンプ１１で吸い上げて堆肥化対象物Ｃに散布する。これにより、堆肥化の進行をさらに活発にすることができる。
堆肥化対象物Ｃの切り返し、混合は望ましいことであるが、この堆肥の製造装置では行わなくても良い。これは、針葉樹チップの含む空気のために、切り返しを行わなくても発酵菌の活動に必要な空気が保持されるからである。
【００２１】
この堆肥の製造装置は、簡素かつポータブルな装置であって、３〜４週間という短期間で堆肥化対象物Ｃを堆肥化することができる。
針葉樹チップは、引き続き菌床として利用できるが、数回繰り返し使用すると空隙の減少がみられるので交換する。
排出された針葉樹チップ等の菌床には、植物の生育に適した養分が吸着されており、一度８０℃程度まで温度を上昇させて発酵菌を死滅させることで、極めて栄養分に富んだ土壌改良材として利用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の堆肥の製造装置は、自然界に存在する発酵菌を利用し、簡素な設備と最小のエネルギーの投入で菌の活動に適した環境を保って、短時間で堆肥化を完了させることができ、低コストで効果的に堆肥を製造することができる。また、臭気などの公害が少なく、さらに、針葉樹系のバイオマスを堆肥化促進材料として使用した後、土壌改良材として利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である堆肥の製造装置の構成図である。
【符号の説明】
１      コンテナ
２      外壁
３      堆肥化空間
４      床面
５      底面
６      入気路
７      小孔
８      送風機
９      ヒーター
１０    タンク
１１    ポンプ
１２    排風機
１３    排気路
１４    脱臭装置
１５    制御盤
１６    電源装置
１７    温度センサー
１８    ＣＯ２  濃度センサー
１９    車輪
Ｃ      堆肥化対象物
Ｊ      コンポストジュース
【図１】
2005067918.tif 000003