(57)【要約】【課題】  粘土状のバインダにより複数の粒状物を包含させて一定の大きさの球状体（ペレット）を製造する造粒方法、及びその装置の提供。【解決手段】  粉末状のバインダ２及び種子のような粒状物３をほぼ一定厚さ及びほぼ均平に散布可能な上面を有すると共に、吸水性を有する下側のスポンジ板１と、下側のスポンジ板１上に散布された粉末状のバインダ２に対して水分を供給して膨潤にする水分供給手段１４と、水分を供給されたバインダ２上に粒状物３をほぼ均一に散布する粒状物散布手段１６と、バインダ２及び粒状物３を散布した下側のスポンジ板１の上面と対向する下面に多数の半球状のくぼみ５を形成した上側のスポンジ板４と、上側のスポンジ板４を下側のスポンジ板１と対向させた状態で水平方向に回転６させながら加圧７する水平回転・加圧手段１７と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘土状のバインダにより複数の粒状物を包含させて、ほぼ一定の大きさの球状体（ペレット）を造粒する造粒方法において、
粉末状のバインダを吸水性のスポンジ板上にほぼ一定厚さ及びほぼ均平に散布し、該バインダに水分を加えて膨潤状態にし、その上に種子のような粒状物をほぼ均一に散布し、その上から多数の半球状のくぼみを有するスポンジ板を円運動させながら加圧することにより、粒状物を転動させてバインダを付着しながら丸めてほぼ一定の大きさの球状粒を形成することを特徴とする造粒方法。
【請求項２】
粘土状のバインダにより複数の粒状物を包含させて、ほぼ一定の大きさの球状体（ペレット）を造粒する造粒装置において、
粉末状のバインダ及び種子のような粒状物をほぼ一定厚さ及びほぼ均平に散布可能な上面を有すると共に、吸水性を有する下側のスポンジ板と、この下側のスポンジ板上に散布された粉末状のバインダに対して水分を供給して膨潤にする水分供給手段と、水分を供給されたバインダ上に粒状物をほぼ均一に散布する粒状物散布手段と、バインダ及び粒状物を散布した下側のスポンジ板の上面と対向する下面に多数の半球状のくぼみを形成した上側のスポンジ板と、該上側のスポンジ板を下側のスポンジ板と対向させた状態で水平方向に回転させながら加圧する水平回転・加圧手段と、を備えたことを特徴とする造粒装置。
【請求項３】
前記水分供給手段を、下側のスポンジ板に一定量の水分を含ませるか、またはスプレーにより水を散布するかし、前記粒状物散布手段は、粒状物を上側のスポンジ板の半球状のくぼみ列に合わせて筋状に散布することを特徴とする請求項２記載の造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水稲直播に用いるための、粘土状のバインダにより複数の粒状物を包含させて一定の大きさの球状体（ペレット）を製造する造粒方法、及びその方法を実施するための造粒装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水稲の直播では、安定した苗立ちの確保と耐倒伏性の強化が特に重要な問題である。この問題を解決するため、東北農業研究センターでは平成１０年度より地域総合研究「複粒化種子を核とした寒冷地向け直播稲作営農システムの確立」を開始し、複粒化種子を利用した直播栽培技術の開発に着手した。この研究の中で、ひも状の粘土をバインダとする造粒方法が開発され、特許文献１に記載の特許を取得した。また、この方法に基づいて連続造粒装置が開発された。
【０００３】
この方法で造粒された複粒化種子を用いて、秋田県太田町を中心とする営農試験地で平成１１〜１５年に精密播種栽培試験を実施し、安定した生育・収量が得られている。平成１４年度の主な試験結果では、出芽率９９．５％、苗立本数１３０本/ｍ２  、穂数４２９本／ｍ２  、収量５５４ｋｇ／１０ａ（坪刈り）であった。この複粒化種子を用いた水稲直播の体系として、一般には苗立ちと倒伏が問題となる背負い動力散布機や無人ヘリを用いた散播方式において、苗立ちの安定と播種深度の確保・株立ちによる耐倒伏性の向上により、安定した収量と高い品質を確保できると期待されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２４６４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまでに開発した粘土ひも切断方式による連続造粒装置は、複粒化種子一粒当たりの種籾数の精度が高く、形状が安定していた点で優れていた。しかし、（１）バインダに用いる粘土の水分調整に時間と労力、及び熟練を要すること、（２）練った粘土の繰り出しに大きな装置が必要であること、（３）装置全体の構成が複雑、かつ大型で、製造コストが大きいこと（現在の構成では、装置の値設は概算で１６００万円）、（４）造粒の能率が高くないこと（１時間あたり約６．５万粒）、（５）湛水直播に用いるために、造粒後に更に酸素発生剤のカルパーをコーティングする必要があること（粘土内にカルパーを含ませることは困難）は、実際の農業現場でこの技術が導入されるために大きな妨げであった。
【０００６】
このような問題点を解決するためには、調整作業が簡単なバインダを利用し、簡便な装置で効率よく造粒できる新たな造粒方法、及びその装置を開発する必要があることが指摘された。複粒化種子に要請される条件は、（１）水稲種子２〜６粒程度を含むペレット形状とし、含まれる種子数のばらつきが小さいこと、（２）形状は球形で、直径が小さいこと、（３）適度な硬度を有し機械播種できること、（４）湛水直播用に酸素発生剤を含有すること、である。本発明は、上記の条件を満たしながら、作業効率に優れた新たな造粒方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の造粒方法及び装置は、以下の手段及び構成を有することを特徴としている。
Ａ．粘土状のバインダにより複数の粒状物を包含させて、ほぼ一定の大きさの球状体（ペレット）を造粒する造粒方法において、
粉末状のバインダを吸水性のスポンジ板上にほぼ一定厚さ及びほぼ均平に散布し、該バインダに水分を加えて膨潤状態にし、その上に種子のような粒状物をほぼ均一に散布し、その上から多数の半球状のくぼみを有するスポンジ板を円運動させながら加圧することにより、粒状物を転動させてバインダを付着しながら丸めてほぼ一定の大きさの球状粒を形成する。
【０００８】
Ｂ．粘土状のバインダにより複数の粒状物を包含させて、ほぼ一定の大きさの球状体（ペレット）を造粒する造粒装置において、
粉末状のバインダ及び種子のような粒状物をほぼ一定厚さ及びほぼ均平に散布可能な上面を有すると共に、吸水性を有する下側のスポンジ板と、この下側のスポンジ板上に散布された粉末状のバインダに対して水分を供給して膨潤にする水分供給手段と、水分を供給されたバインダ上に粒状物をほぼ均一に散布する粒状物散布手段と、バインダ及び粒状物を散布した下側のスポンジ板の上面と対向する下面に多数の半球状のくぼみを形成した上側のスポンジ板と、該上側のスポンジ板を下側のスポンジ板と対向させた状態で水平方向に回転させながら加圧する水平回転・加圧手段と、を備えた。
Ｃ．前記水分供給手段を、下側のスポンジ板に一定量の水分を含ませるか、またはスプレーにより水を散布するかし、前記粒状物散布手段は、粒状物を上側のスポンジ板の半球状のくぼみ列に合わせて筋状に散布する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記Ａ．（請求項１）〜Ｃ．（請求項３）の手段及び構成を有することにより、以下の効果を奏することができる。
イ．上記Ａ．の手段により、粘土を粉末にしたバインダを加湿して膨潤にし、この膨潤になったバインダにより直接、種子のような粒状物を一粒から複数粒を包含させたほぼ一定の大きさの球状体（ペレット）を造粒し、これを乾燥してから機械播種作業に用いることができる。
【００１０】
ロ．上記Ｂ．の構成により、粉末状のバインダ及び種子のような粒状物をほぼ一定厚さ及びほぼ均平に散布可能な上面を有し、かつ吸水性を有する下側のスポンジ板上に、粉末のバインダをほぼ一定の厚さに散布し、該バインダに水分を供給して一定時間で膨潤状態にし、その上に粒状物を散布して、下側のスポンジ板の上面と対向する下面に多数の半球状のくぼみを形成した上側のスポンジ板を、加圧しながら水平方向に円運動させることにより、粒状物を転がしてバインダを付着しながら球状に凝集させ、球状粒を効率よく成形することができる。
ハ．上記Ｃ．の構成により、下側のスポンジ板に一定量の水分を含ませるか、またはスプレーにより水を散布するかするので、下側のスポンジ板にほぼ一定量の水分が供給され、その上に散布されるバインダに対して水分がほぼ一定に供給されて、ほぼ一定の膨潤状態にすることができる。また、膨潤状態のバインダ上に粒状物を、上側のスポンジ板の半球状のくぼみ列に合わせて筋状に散布するので、含有粒数の一定な、精度の高い球状粒を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、本発明による連続造粒装置の側面図、図２は、本発明の原理を説明するための下側のスポンジ板上に粘土を粉末にしたバインダを散布した状態の斜視図、図３は、同下側のスポンジ板上に散布されたバインダに給水して膨潤にし、その上に種子（籾）を散布して、下側のスポンジ板の上側に上側のスポンジ板を位置させた状態の斜視図、図４は、同下側のスポンジ板の上側に上側のスポンジ板を重ねて、上側のスポンジ板を水平回転させながら加圧する状態の斜視図、図５は、同下側のスポンジ板の上面上に、造粒された球状体（ペレット）が置かれている状態の斜視図、図６は、従来の方法により造粒された複粒化種子（ａ）と、本発明の方法により造粒された球状体（ｂ）の平面図、図７は、本発明の方法により造粒された球状体の断面図である。
【００１２】
図２ないし図５に基づいて、本発明に係る造粒方法（装置）の原理について説明する。  本発明により造粒される球状体（ペレット）８は、陶芸用粘土の原土を粉末にしたバインダ２により、一粒から複数の水稲催芽種子＝種籾（粒状物）３を包含させて、ほぼ一定の大きさに造粒される。まず、粉末状のバインダ２を吸水性の下側のスポンジ１板上にほぼ一定厚さ及びほぼ均平に散布し、該バインダ２に水分を加えて膨潤状態にし、その上に種子３をほぼ均一に散布し、その上から下面に多数の半球状のくぼみ５を有する吸水性の上側のスポンジ板４を対面させ、該上側のスポンジ板４を水平方向に円運動６させながら下方に向け加圧７することにより、種子３を転動させてバインダ２を付着しながら丸め、ほぼ一定の大きさの球状体（複粒化種子）８を形成する。球状体８は、乾燥して水稲湛水直播に用いられる。
【実施例１】
【００１３】
上記造粒方法（装置）について、さらに具体的に説明する。
バインダ２は、粘土粉末に酸素発生剤等の他の粉末状の資材の添加が可能である。このバインダ２を、吸水性を有し、厚さ５ｍｍのシート状のセルローススポンジからなる下側のスポンジ板１上に一定の厚さに散布し（図２）、該バインダ２に適量の水分を加え、十分時間をかけて膨潤にさせる。水分の加水方法は、予めスポンジ板１に一定量の水分を含ませておいて、その上にバインダ２を散布する形で徐々に吸水させるか、バインダ２を散布してからバインダ２に対して水分をスプレーする。そして、膨潤になったバインダ２上に、種子３を散布する（図３）。この下側のスポンジ板１の上から、半球状のくぼみ５を下面に配列した発砲ゴムのスポンジからなる上側のスポンジ板４を被せ、下方に向け加圧７しながら水平方向に円運動６させることにより（図４）、種子３が転がり、バインダ２を付着しながら凝集し、くぼみ５の配列に収まる形で球体状のペレット（複粒化種子）８が成形される（図５）。
【００１４】
前記上側のスポンジ板４のくぼみ５は、半径７ｍｍ、深さ４ｍｍの半球状のものを、２ｍｍ間隔で配置するように加工したウレタンスポンジを使用し、水平方向に半径約８ｍｍの円運動を行った場合、成形された複粒化種子８は直径約８ｍｍ、含まれる種子３数は３〜６粒である。この方法でできる複粒化種子８は、球形からやや円錐に近い形状となる。膨潤になったバインダ２上に散布する種子３を、上側のスポンジ板４のくぼみ５の配置に合わせて点状、もしくは筋状に配置することによって、造粒精度はより高くなる。また、くぼみ５の大きさやバインダ２の量等の条件を変更することにより、１〜２粒程度の種子３に、酸素発生剤を含むバインダ２を用いて複粒化種子８を造粒することができる。そして、図６に示すように、従来の方法により造粒された複粒化種子８ａと、本発明の方法により造粒された複粒化種子８を比較すると、複粒化種子８の方が球状で、小径であり、かつ粒が揃っている。また、図７に示すように、複粒化種子８には複数の種子３がバインダ２により包含されている。
【実施例２】
【００１５】
次に、図１に示す、本発明の原理を用いた連続造粒装置１０について説明する。
連続造粒装置１０は、架台フレーム１１に搬送面の全長が約４ｍの無端ベルトコンベア１２をプーリを介して水平に張設している。該ベルトコンベア１２の搬送面上に、上記下側のスポンジ板１をベルト状にしたものが載置されて、矢印方向にベルトコンベア１２と同期して移動するように、また、ベルトコンベア１２の下方に張り出すようにして無端状に張設されている。このベルトコンベア１２及びスポンジ板ベルト１の搬送始端部上に、上記バインダ２を散布するバインダ散布機構１３が設けられ、スポンジ板ベルト１上にバインダ２を散布する。スポンジ板ベルト１は、ベルトコンベア１２の下方に張り出した底部が、架台フレーム１１の下部に設けられた洗浄・給水用水槽１４内に前後のガイドローラ１４ａ，１４ａを介して案内され、スポンジ板ベルト１に付着したバインダ２を洗い落とすと共に、スポンジ板ベルト１に給水する。スポンジ板ベルト１が洗浄・給水用水槽１４から出た位置に、上下一対の脱水ローラ１５が設けられ、この脱水ローラ１５，１５間をスポンジ板ベルト１が通過する際に脱水され、スポンジ板ベルト１の含水量が調節される。
【００１６】
前記バインダ散布機構１３と所定間隔を置いてスポンジ板ベルト１の移動方向後方に、上記種子３を散布する種子散布機構１６が設けられ、バインダ散布機構１３によりスポンジ板ベルト１上に散布され、スポンジ板ベルト１の含有水分により膨潤となったバインダ２上に種子３を散布する。種子散布機構１６のさらに後方に、種子散布機構１６と所定間隔を置いて水平回転・加圧機構（造粒機構）１７が設けられている。この水平回転・加圧機構１７は、長さ１３０ｃｍのスポンジ板ベルト１と同方向に等速で回動する無端ベルトの外周面に、上記くぼみ５を有する上側のスポンジ板ベルト４を無端状に接着したものであり、水平回転と下方への加圧を行う。ベルトコンベア１２及びスポンジ板ベルト１の搬送終端部下方には、スポンジ板ベルト１と上側のスポンジ板ベルト４により造粒され、スポンジ板ベルト１により搬送されてその搬送終端から落下する複粒化種子８を受けて収容する球状体収容容器１８が設けられている。なお、前記ベルトコンベア１２外周面には、スポンジ板ベルト１の内周面との摩擦が大きくなるように、発砲ゴムのスポンジが貼り付けられている。
【００１７】
また、吸水性のスポンジ板ベルト１は、洗浄・給水用水槽１４を通ってから脱水ローラ１５により脱水され、一定の水分を含んだ状態で、ベルトコンベア１２と共に移動する。このスポンジ板ベルト１上にバインダ散布機構１３から酸素発生剤のカルバーを混合した適量のバインダ２を散布し、図示しないスクレイパーで均平にする。スポンジ板ベルト１が移動して種子散布機構１６に達する間に、バインダ２はスポンジ板ベルト１が含有する水分を吸収し、約３０秒で膨潤状態になる。この膨潤状態になったバインダ２の上に、種子散布機構１６から催芽した水稲の種籾（種子３）を散布する。その後、水平回転・加圧機構１７の上側のスポンジ板ベルト４が、スポンジ板ベルト１と同方向に等速で回動しながら下方に加圧され、スポンジ板ベルト１との間で連続的に球形状のペレット（複粒化種子）８を成形する。
【００１８】
成形された複粒化種子８は、スポンジ板ベルト１により搬送されてその搬送終端から排出され、落下して球状体収容容器１８に収容される。スポンジ板ベルト１は、その後、ベルトコンベア１２を離れてガイドローラ１４ａ，１４ａに案内されて洗浄・給水用水槽１４内に入り、余分なバインダ２の汚れを洗い落とし、同時に十分に吸水し、脱水ローラ１５により一定水分まで脱水されてから次の造粒行程に移行する。なお、この実施例では、ベルトコンベア１２、下側のスポンジ板ベルト１及び上側のスポンジ板ベルト４の各幅を３０ｃｍとしている。そして、各ベルト１２，１，４を２ｍ／分の速度で動かした場合で、計算上、１時間あたり１２万粒（約０．６ｈａの播種量に相当)の造粒が可能である。
【００１９】
次に、上記本発明の方法（装置）により造粒された複粒化種子８を用いて出芽試験を行った結果について説明する。
複粒化種子８の苗立ちについて、室内試験で調査した。その結果、一般的な湛水直播で行われている酸素発生剤の被覆方法による単粒２倍量カルパーコーティング種子に比べ、表１に示すように、複粒化種子８の方が高い苗立ち率を示した。
【００２０】
複粒化種子８の造粒は、試作途中の造粒装置の一部を使用し、加圧円運動によりバッチ式で行った。種子は、水稲品種「あきたこまち」を浸種、催芽して供試した。湿籾に対し約２倍重の粘土粉末（陶芸用粘土とカルパーを等量混合）と約０．８倍重の水分を供給して造粒し、半日風乾後、１週間冷蔵（約４℃）してから、土壌を充填して代かきした容器に播種した。１６℃の恒温器内で１週間落水管理後に湛水管理で栽培を継続し、播種後１ヵ月の苗立ち率（播種粒数に対する、第二葉まで展開した種子数）を調査した結果、複粒化種子８の苗立ち率が９１．６±１．７％であったのに対し、単粒２倍量カルパーコート種子では７３．１±１．６％となり、複粒化種子８は１％水準で有意に苗立ち率が高かった。この結果から、本発明の造粒方法による複粒化種子８は、苗立ちについて特に問題はないと判断された。
【００２１】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の造粒方法及び装置により、粘土状のバインダにより複数の粒状物を包含させて一定の大きさの球状体（ペレット）を製造し、水稲直播に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による連続造粒装置の側面図である。
【図２】本発明の原理を説明するための下側のスポンジ板上に粘土を粉末にしたバインダを散布した状態の斜視図である。
【図３】同下側のスポンジ板上に散布されたバインダに給水して膨潤にし、その上に種子（籾）を散布して、下側のスポンジ板の上側に上側のスポンジ板を位置させた状態の斜視図である。
【図４】同下側のスポンジ板の上側に上側のスポンジ板を重ねて、上側のスポンジ板を水平回転させながら加圧する状態の斜視図である。
【図５】同下側のスポンジ板の上面上に、造粒された球状体（ペレット）が置かれている状態の斜視図である。
【図６】従来の方法により造粒された複粒化種子（ａ）と、本発明の方法により造粒された球状体（ｂ）の平面図である。
【図７】本発明の方法により造粒された球状体の断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  下側のスポンジ板（ベルト）
２  バインダ（粘土の粉末）
３  水稲種子（粒状物）
４  上側のスポンジ板（ベルト）
５  半球状のくぼみ
６  水平方向の円運動
７  下方への加圧
８  球状体（ペレット）・複粒化種子
１０  連続造粒装置
１１  架台フレーム
１２  無端ベルトコンベア
１３  バインダ散布機構
１４  洗浄・給水用水槽  １４ａ  ガイドローラ
１５  脱水ローラ
１６  種子散布機構
１７  水平回転・加圧機構（造粒機構）
１８  球状体収容容器
【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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【図６】
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【図７】
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