(57)【要約】【課題】  再利用が困難と言われているビート畑土壌の再利用を可能にすることを課題とする。【解決手段】  （ａ）において、ビートの根１１や屑１２が残留した状態のビート畑土壌１０と、米ぬかなどの植物性残渣１３と、魚かすなどの動物性残渣１４と、ビート廃液１５とを準備する。（ｂ）において、ミキサー１６に、ビート畑土壌１０、植物性残渣１３、動物性残渣１４及びビート廃液１５を投入し、十分に混合する。（ｃ）において、混合物１７を適当な容器１８へ移し、そこへ発酵菌１９を投入し、一定期間寝かせることで、発酵させる。（ｄ）において、発酵物２２を焼却設備２０へ投入し、水分を蒸発させると共に、殺菌温度以上に保つことで、病害虫や菌類を死滅させる。得られた生成物２３は、乾燥した砂状の土になり、十分な栄養分を含むため、有機肥料として再利用することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビートを収穫した後、病害虫や菌類を含むビート畑土壌を殺菌して再利用可能にする方法であって、ビートの根や屑が残留した状態のビート畑土壌に米ぬかなどの植物性残渣と魚かすなどの動物性残渣を加えて混合する工程と、この混合物に発酵菌を加えて発酵させる発酵工程と、得られた発酵物を焼却設備で焼却殺菌する工程とからなり、ビート畑土壌と植物性残渣と動物性残渣を有機肥料の形態で再利用することを特徴とするビート畑土壌の再利用方法。
【請求項２】
ビートを収穫した後、病害虫や菌類を含むビート畑土壌を殺菌して再利用可能にする方法であって、ビートの根や屑が残留した状態のビート畑土壌を数年間放置して、前記根や屑を腐敗させる工程と、得られた土壌を含水率が１０質量％未満になるまで焼却設備で焼却殺菌する工程とからなり、ビート畑土壌を融雪散布剤の形態で再利用することを特徴とするビート畑土壌の再利用方法。
【請求項３】
ビートを収穫した後、病害虫や菌類を含むビート畑土壌を殺菌して再利用可能にする方法であって、ビートの根や屑が残留した状態のビート畑土壌を数年間放置して、前記根や屑を腐敗させる工程と、得られた土壌を含水率が１０質量％〜３０質量％になるように焼却設備で焼却殺菌する工程とからなり、ビート畑土壌を苗床の土として再利用することを特徴とするビート畑土壌の再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビート畑土壌の再利用技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビートは砂糖大根とも呼ばれ、砂糖キビと共に砂糖を得ることができる作物である。理由は不明であるが、ビートを収穫した後は土壌に線虫類などの病害虫や好ましくない菌類が繁殖し、輪作ができないことが分かった。
【０００３】
従来、対策として、薬液消毒や加熱消毒が試みられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１７８３４８公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００１−３５３２０５公報（請求項１）
【０００４】
特許文献１の技術は、薬液を土壌に注入して消毒を行うことを特徴とする。
特許文献２の技術は、土壌を空中に浮かせながら火炎で焼くことで消毒を行うことを特徴とする。
【０００５】
薬液消毒や加熱消毒をビート畑に適用したが、病害虫や菌類を完全に殺すことはできなかった。その理由は、土壌にビートの毛根や屑が残留しており、これらに虫（特に卵）や菌が深く侵入しており、生き残った虫（卵）や菌が繁殖するからであると思われる。であれば、消毒前に土壌から根や屑を除去する必要があるが、毛根は微細であり、完全に除去することは困難である。
【０００６】
従って、近年は、ビート畑土壌の消毒を断念し、畑の表土を新しい土壌に替え、古い土壌を山間部に廃棄することが行われている。しかし、地球資源の有効利用を考えると、ビート畑の土壌の有効活用を促す必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、再利用が困難と言われているビート畑土壌の再利用を可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ビートを収穫した後、病害虫や菌類を含むビート畑土壌を殺菌して再利用可能にする方法であって、ビートの根や屑が残留した状態のビート畑土壌に米ぬかなどの植物性残渣と魚かすなどの動物性残渣を加えて混合する工程と、この混合物に発酵菌を加えて発酵させる発酵工程と、得られた発酵物を焼却設備で焼却殺菌する工程とからなり、ビート畑土壌と植物性残渣と動物性残渣を有機肥料の形態で再利用することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ビートを収穫した後、病害虫や菌類を含むビート畑土壌を殺菌して再利用可能にする方法であって、ビートの根や屑が残留した状態のビート畑土壌を数年間放置して、前記根や屑を腐敗させる工程と、得られた土壌を含水率が１０質量％未満になるまで焼却設備で焼却殺菌する工程とからなり、ビート畑土壌を融雪散布剤の形態で再利用することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、ビートを収穫した後、病害虫や菌類を含むビート畑土壌を殺菌して再利用可能にする方法であって、ビートの根や屑が残留した状態のビート畑土壌を数年間放置して、前記根や屑を腐敗させる工程と、得られた土壌を含水率が１０質量％〜３０質量％になるように焼却設備で焼却殺菌する工程とからなり、ビート畑土壌を苗床の土として再利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、発酵工程でビートの根や屑、植物性残渣及び動物性残渣を発酵させことで、分解・細粒化することができる。次に細粒に掬う虫や細菌は、加熱処理することで容易に且つ完全に死滅させることができる。
生成物は、養分に富むため、有機肥料として使用することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、長期の腐敗工程でビートの根や屑を腐敗させ、分解・細粒化することができる。次に細粒に掬う虫や細菌は、加熱処理することで容易に且つ完全に死滅させることができる。
加熱時間を延ばして含水率を１０質量％未満、好ましく５質量％未満にすれば、黴の発生は心配ないので、袋詰め保管が可能となり、春先に畑に積もった雪の上に散布して、融雪を促す融雪剤としての活用が有力となる。元々土であるから、融雪後は畑の土壌の一部となり、自然に戻すことができる。
【００１３】
請求項３に係る発明では、長期の腐敗工程でビートの根や屑を腐敗させ、分解・細粒化することができる。次に細粒に掬う虫や細菌は、加熱処理することで容易に且つ完全に死滅させることができる。
加熱時間を調節して含水率を１０質量％〜３０質量％、好ましくは１０質量％〜１５質量％にすれば、畑の土壌として還元することができる。加熱時間が比較的短くて済むため、焼却殺菌工程が短くなり、燃料費が節約できるなど生産コストを抑えることができる。加えて、生成物は、殺菌が完了しているため、付加価値のある苗床の床土に充てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るビート畑土壌の再利用方法のフロー図である。
（ａ）において、ビートの根１１や屑１２が残留した状態のビート畑土壌１０と、米ぬかなどの植物性残渣１３と、魚かすなどの動物性残渣１４と、ビート廃液１５とを準備する。
【００１５】
植物性残渣１３は、精米工場から残渣として出る米ぬか、畑、野菜市場、食品加工工場から出る野菜屑、豆腐工場から出るおからなど、植物性残渣であれば種類は問わない。
動物性残渣１４は、魚の骨、あら、食肉工場から出る肉片など、動物性残渣であれば種類は問わない。
ビート廃液１５は、ビートの絞り汁から糖分を回収した後に発生する廃液である。
【００１６】
すなわち、ビート畑土壌１０は、廃棄物であり、従来は、焼却処分又は埋め立て処分されたきた。
【００１７】
（ｂ）において、ミキサー１６に、ビート畑土壌１０、植物性残渣１３、動物性残渣１４及びビート廃液１５を投入し、十分に混合する。
ビート畑土壌１０は４０〜６０質量％、植物性残渣１３は２０〜４０質量％、動物性残渣１４は１０〜２０質量％、ビート廃液は１０質量％未満の割合で混合する。ビート廃液２０は除外することができる。
【００１８】
植物性残渣１３が２０質量％未満であると、栄養分が不足するため、有機肥料化が難しくなる。逆に、４０質量％を超えると、他の物質、特にビート畑土壌１０の処理量が少なくなるため、好ましくない。
同様に動物性残渣１４が１０質量％未満であると、栄養分が不足するため、有機肥料化が難しくなる。逆に、２０質量％を超えると、他の物質、特にビート畑土壌１０の処理量が少なくなるため、好ましくない。
【００１９】
（ｃ）において、混合物１７を適当な容器１８へ移し、そこへ発酵菌１９を投入し、一定期間寝かせることで、発酵させる。発酵作用により、ビートの根１１、同屑１２、植物性残渣１３、動物性残渣１４などの固形物は
溶けて液状物になる。すなわち、固形物がほぼ液状物になるまで、発酵工程を実施する。ただし、ビート畑土壌１０に含まれいた病害虫や菌類は生存し且つ発酵により増殖する可能性がある。
【００２０】
（ｄ）において、発酵物２２を焼却設備２０へ投入し、水分を蒸発させると共に、殺菌温度以上に保つことで、病害虫や菌類を死滅させる。得られた生成物２３は、乾燥した砂状の土になり、十分な栄養分を含むため、有機肥料として再利用することができる。
【００２１】
図２は本発明に係る焼却設備の全体図であり、焼却設備２０は、火炎発生室３０と、回転しながら被焼却物を焼却処理する回転筒５０と、この回転筒５０に被焼却物を投入する装入コンベア４０と、からなる。以下、構成要素を詳しく説明する。
【００２２】
図３は図２の３−３線断面図、すなわち火炎発生室３０の平面断面図であり、火炎発生室３０は、円筒の一端を塞いでなる鋼製ハウジング３１と、この鋼製ハウジング３１の内面に張付けた耐火材３２・・・と、鋼製ハウジング３１の一端に取付けたバーナ３３と、鋼製ハウジング３１を包むシュラウド３４とからなる。
【００２３】
燃焼に必要な空気は、シュラウド３４と鋼製ハウジング３１との間を通り、バーナ３３の近傍に且つ鋼製ハウジング３１に開けた空気穴３５・・・を介して鋼製ハウジング３１内に至るが、この過程で予熱されたホットエアになる。同時に、シュラウド３４は内面が空気で冷やされるため、高温にはならない。この結果、火炎発生室３０の周囲が比較的低温になり、作業環境が良好になる。
【００２４】
本発明では、火炎発生室３０の出口３６に、被焼却物を装入する装入コンベア４０を取付けたことを特徴とする。
装入コンベア４０は、火炎発生室３０の出口３６へ差込んだ鋼製円筒４１と、この鋼製円筒４１に回転自在に収納したスクリュー４２と、このスクリュー４２を回転させるためのスプロケット４３、チェーン４４、スプロケット４５及びモータ４６からなり、鋼製円筒４１は、火炎に曝される部位であっても、耐熱被覆を施さぬことを特徴とする。
【００２５】
図４は本発明に係る回転筒、出口ホッパ及びサイクロンセパレータの断面図であり、回転筒５０は、炭素鋼又はステンレス鋼製の円筒部５１の入口５２にＳ字形状の掻き爪５３・・・を取付け、これらの掻き爪５３・・・に続けて円筒部５１内に案内板５４・・・を配置しただけの単純な筒体である。案内板５４は水平に対し２０〜３０°の傾斜をつけておく。この傾斜により、被焼却物を図左から右へゆっくり移動させることができる。
【００２６】
掻き爪５３・・・は耕耘機に搭載する耕耘爪、具体的には、なた爪と称する鈎形状の爪であって、主に土塊を回転筒５０内へ呼び込む作用、すなわち火炎発生室の出口３６へ戻さぬ働きをする。
案内板５４は、底に溜まった土を持ち上げてある程度の高さから落下させる破砕作用及び撹拌作用と、回転筒５０の出口５５へ徐々に土を移動する働きをする。
【００２７】
図示する通り、本実施例では円筒部５１は断熱材を内張りしていない筒体である。断熱材を張らぬため円筒部５１は軽量となり、小さなトルクで回転させることができる。
【００２８】
出口ホッパ６０は加熱処理済みの土を受け止めて、落下させるための単純な室である。
サイクロンセパレータ７０は、前記出口ホッパ６０の上部から細かな土砂を含む粉塵を引出す導入管７１と、この導入管７１に介在させたブロア７２と、立て向き円筒部７３と、この円筒部７３の上部に張ったフィルタ７４と、天井から延ばした排風管７５と、前記円筒部７３の底に設けた細かな土砂を切出す切出し口７６とからなる。
【００２９】
サイクロンセパレータ７０は、遠心力及び比重差を利用した分離器であり、導入管７１を円筒部７３の接線上に接続しておき、導入管７１を通じて細かな土砂、粉塵を含む空気を円筒部７３に吹込むとこの空気は円筒部７３内を高速で旋回する。比重の大きな土砂は遠心力で円筒部７３の内壁に衝突し、内壁に沿って落下する。一方、比重の小さな空気や塵は円筒部７３の中心部分に集り、上昇し、フィルタ７４を通ったのち排風管７５を通じて外へ出る。このときの排風はフィルタ７４で濾過された後のものであるから十分にクリーンである。
この様にサイクロンセパレータ７０は簡単に固形物と気体とを分離することができるものである。
【００３０】
排風管７５には、次に述べるバイパス形脱臭機構８０を付設することが望ましい。バイパス形脱臭機構８０は、排風管７５の通風を締切る第１仕切弁８１と、この第１仕切弁８１の１次側（上流側）から分岐した風抽出管８２と、この風抽出管８２に介設した第２仕切弁８３と、風抽出管８２の先端に設ける小型燃焼室８４と、この小型燃焼室８４に取付けたミニバーナ８５と、小型燃焼室８４から前記第１仕切弁８１の２次側（下流側）まで延ばした風戻し管８６、この風戻し管８６に介設した第３仕切弁８７とからなる。
【００３１】
通常の操業では、第２仕切弁８３及び第３仕切弁８７は閉じ、ミニバーナ８５は点火せずに、第１仕切弁８１を開く。すなわち、バイパス形脱臭機構８０を使用しない。
しかし、排風管７５の出口からの排風に臭いが残るときには、バイパス形脱臭機８０を作動させる。
【００３２】
第２仕切弁８３及び第３仕切弁８７は開き、ミニバーナ８５を点火し、第１仕切弁８１を閉じる。すると、臭いの残る排風は、小型燃焼室８４に至り、そこでさらなる焼却処理がなされる。これで臭いは十分に消える。脱臭済みの排風を排風管７５に戻し、大気へ放出する。小型燃焼室８４に白金触媒を介在させることが望ましい。
回転筒５０による１次脱臭と、バイパス形脱臭機構８０による２次脱臭により、脱臭作用をより強化することができる。
【００３３】
また、前記ブロア７２は重要な機器である。粉塵を含む空気を加速し、サイクロンのための遠心力に変換させること、及び回転筒５０内において高温ガスを出口５５に向って誘導する役割を果たすからである。
【００３４】
この誘導について詳しく説明すると、火炎発生室の出口３６から吹出す高温ガスは、ブロア７２で引くことにより、回転筒５０を円滑に流れる。もし、ブロア７２が無ければ、高温ガスは出口ホッパ６０の底から吹出す可能性がある。この点、ブロア７２で強制的に吸引することで、高温ガスを出口５５に向って円滑に流すことができ、且つ出口ホッパ６０の底からガスが吹き出る心配も無い。
【００３５】
図５は本発明に係るビート畑土壌の再利用方法の別のフロー図である。
（ａ）において、ビートの根１１や屑１２が残留した状態のビート畑土壌１０を数年間放置して、根１１や屑１２を腐敗させる。
（ｂ）において、数年間放置した土壌９０に、根１１や屑１２は溶けてしまい固形物の形態では残らない。その代わりに、土壌９０に害虫９１や菌類が繁殖する。
【００３６】
（ｃ）において、病害虫や菌類を含む土壌９０を焼却設備２０へ投入し、水分を蒸発させると共に、殺菌温度以上に保つことで、病害虫や菌類を死滅させる。得られた生成物９３は、乾燥の度合いによって使い分ける。
【００３７】
（ｄ）において、乾燥時間を延ばして、含水率が１０質量％未満、好ましくは５質量％未満になるまで焼却したときには、紙袋９４に詰める。この紙袋９４を次の初春まで保管し、初春に畑を覆う雪に生成物９３Ａを散布する。
【００３８】
生成物９３Ａは黒又は褐色の砂状の土であり、太陽光を良好に吸収する性質を有する。雪に生成物９３Ａを散布すれば、雪溶けを促すことができる。この様な物質を「融雪散布剤」と呼ぶ。
融雪散布剤は紙袋９４に詰めて保存するが、含水率が１０質量％以上であると、紙袋９４が濡れ、破れやすくなる。そこで、含水率が１０質量％未満、好ましくは５質量％未満になるまで乾燥させる。
【００３９】
生成物９３Ａは土そのものであるから、融雪作用を発揮した後、畑の土に同化し、畑の土壌として役目を果たす。
乾燥コスト（焼却コスト）は嵩むが、従来、埋め立て廃棄されていたビート畑土壌を、本発明によれば、付加価値の高い融雪散布剤と形態で再利用することができる。
【００４０】
特に、５質量％未満まで含水率を下げると、長期の保存が可能となる。反面、乾燥コストは嵩む。
そこで、必要とする保管期間が短い場合には、含水率を１０質量％未満にし、必要とする保管期間が長い場合には、含水率を５質量％未満に調整することが望ましい。
【００４１】
又は、（ｅ）において、乾燥時間を短くして、含水率が１０質量％〜３０質量％、好ましくは１０質量％〜１５質量％になるように焼却する。
やや湿った生成物９３Ｂは、無菌であるため、苗床の土９５として再利用することができる。
乾燥時間（焼却時間）が短いため、乾燥コストを抑えることができる。無菌の生成物９３Ｂは、家庭菜園の土壌や、通常の畑の土壌に充てることが差し支えない。
【００４２】
含水率１５〜３０質量％であれば、加熱処理後、直ぐに使用する土壌に好適である。一方、土壌を加熱処理後、暫く保管する場合には、黴の発生が予想される。その場合は、１５質量％以下に含水率を下げる必要がある。
そこで、土壌をする使用する場合には、含水率を３０質量％以下にし、暫く保管する場合には、含水率を１５質量％以下に調整することが望ましい。
【００４３】
尚、焼却工程で用いる焼却設備は、本発明で示した焼却設備が好適であるが、８５０℃以上、好ましくは１２００℃程度まで被焼却物を加熱することできる設備であればよく、それの形式、構造は問わない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ビート畑土壌の再利用方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るビート畑土壌の再利用方法のフロー図である。
【図２】本発明に係る焼却設備の全体図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】本発明に係る回転筒、出口ホッパ及びサイクロンセパレータの断面図である。
【図５】本発明に係るビート畑土壌の再利用方法の別のフロー図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…ビート畑土壌、１１…ビートの根、１２…ビート屑、１３…植物性残渣、１４…動物性残渣、１５…ビート廃液、１７…混合物、１９…発酵菌、２０…焼却設備、２２…発酵物、２３…生成物、９３Ａ…含水率が１０質量％未満の生成物、９３Ｂ…含水率が１０〜３０質量％である生成物、９５…苗床の土。
【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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