(57)【要約】【課題】米飯等の高粘度のバイプロが有効利用され且つ乳酸菌が豊富に含まれた発酵リキッド飼料が安全かつ自動的に豚に給餌される。【解決手段】穀物飼料が所定の混合比で湯温水と混合された穀物溶液を生成し、その穀物溶液がポンプ１０によって発酵タンク９へ移送されて乳酸発酵する。そして、水素イオン濃度がアルカリタンク１６によってｐＨ＝５.５〜６.０に設定され且つ液温がヒータＨによって３７℃に設定される。なお、ｐＨ調整は発酵の１時間の間行われる。そして、所定の時間経過後、発酵飼料はポンプ１０によって計量混合タンク４に移送されて所定の混合比率でバイプロと混合されて発酵リキッド飼料となる。そして、発酵リキッド飼料は、システム制御装置２０によって各バルブが操作されることにより各餌箱Ｆに給餌される。この時、システム制御装置２０は圧力センサ１２および流量センサ１３からの信号を監視し、異常の場合はポンプ１０を停止する。【選択図】図１
2007006753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀物飼料を貯蔵する飼料貯蔵手段と、該穀物飼料を溶媒に溶解し穀物溶液を生成する第１混合手段と、食品工場副産物を貯蔵する資源貯蔵手段と、前記穀物溶液と前記食品工場副産物とを混合しリキッド飼料を生成する第２混合手段と、前記穀物飼料等を計量する計量手段と、前記リキッド飼料を移送する移送手段と、遠隔操作されるバルブと、圧力を検知する圧力検知手段と、流量を検知する流量検知手段と、前記移送手段および前記バルブを制御するシステム制御手段と、該バルブの開状態によって移送手段の作動を制限するインターロック手段とを具備し、食品工場副産物を含むリキッド飼料が自動生成され自動的に給餌されることを特徴とするリキッドフィーディングシステム。
【請求項２】
穀物飼料を貯蔵する飼料貯蔵手段と、該穀物飼料を溶媒に溶解し穀物溶液を生成する第１混合手段と、該穀物溶液を発酵させ発酵飼料を生成する発酵手段と、食品工場副産物を貯蔵する資源貯蔵手段と、前記発酵飼料と前記食品工場副産物とを混合し発酵リキッド飼料を生成する第２混合手段と、前記穀物飼料等を計量する計量手段と、該発酵リキッド飼料を移送する移送手段と、遠隔操作されるバルブと、圧力を検知する圧力検知手段と、流量を検知する流量検知手段と、前記移送手段および前記バルブを制御するシステム制御手段と、該バルブの開状態によって移送手段の作動を制限するインターロック手段とを具備し、食品工場副産物を含む発酵リキッド飼料が自動生成され自動的に給餌されることを特徴とするリキッドフィーディングシステム。
【請求項３】
圧力または流量のいずれか１つが異常の場合、前記リキッド飼料または前記発酵リキッド飼料の移送を停止するフェール・セーフ手段と、配管内部の圧力を逃気する圧力逃気手段とを具備している請求項１又は２に記載のリキッドフィーディングシステム。
【請求項４】
前記リキッド飼料または前記発酵リキッド飼料の給餌が完了した後、所定の間配管内部を洗浄する配管洗浄手段を具備している請求項１又は２に記載のリキッドフィーディングシステム。
【請求項５】
前記リキッド飼料または前記発酵リキッド飼料の給餌が完了した後、配管内部の圧力を監視し、異常の場合は圧力を逃気する圧力監視手段を具備している請求項１又は２に記載のリキッドフィーディングシステム。
【請求項６】
前記移送手段は移送流体の脈動を吸収する軸流回転容積式のポンプである請求項１又は２に記載のリキッドフィーディングシステム。
【請求項７】
前記発酵手段または前記資源貯蔵手段は水素イオン濃度または環境温度を調整する手段を備えている請求項１又は２に記載のリキッドフィーディングシステム。
【請求項８】
前記資源貯蔵手段は、ギ酸により水素イオン濃度がｐＨ４から４.５に維持されている請求項７に記載のリキッドフィーディングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リキッドフィーディングシステム、特に食品工場副産物としてのバイプロが有効利用されたリキッド飼料又はリキッド飼料に乳酸菌が豊富に含まれた発酵リキッド飼料が安全かつ自動的に豚に給餌されることが可能となる高粘度の食品工場副産物に対応したリキッドフィーディングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、豚の飼料というと、日本では残飯等の食物残渣が連想され、事実、食物残渣が豚の飼料として広く利用されている。それに対して養豚先進国であるヨーロッパ、特にイギリス、オランダまたはデンマークでは、食品製造の過程において廃棄される食品工場副産物（主として、形状不良等により商品として市場に置くことができないもの）、いわゆるバイプロが豚の飼料として広く利用されている。例えば、これらのバイプロを穀物飼料に加えて、或いはその穀物飼料に更に配合飼料を加えた上でリキッド飼料とし、あるいは、そのリキッド飼料に乳酸菌や乳酸発酵飼料を添加した発酵リキッド飼料として利用されている。
このように、リキッドフィーディングシステムは、養豚業界にとっては飼料コストの削減をもたらす一方、食品業界にとってもバイプロの処理コストの削減をもたらし、食品業界と養豚業界にとって有効なシステムとして機能している。近年、我が国の養豚業界においても、発酵リキッドフィーディングシステムの導入が推進され、数としてはヨーロッパと比較することができない程少数であるが実際にそのシステムを導入して運用している養豚農家も存在する（例えば、非特許文献１を参照。）。
リキッドフィーディングシステムの上記以外のメリットは、液状で給餌されるので飼料効率が良いこと、乾燥することがなく、液状の牛乳および乳製品、米飯、豆腐なども飼料として用いることが可能で飼料コストを下げることが可能であること、更に畜舎内の飼料に起因する粉塵を少なくし豚の呼吸器疾患を改善することができることが挙げられる。
最近では、乳酸菌の酵母および大腸菌といった有害菌に対する抑制作用と、消化吸収促進作用が注目されており、乳酸菌を用い飼料を乳酸発酵させた発酵リキッドフィーディングシステムも普及し始めている。
また、従来のリキッドフィーディングシステムは、国内代理店を介して畜産先進国であるヨーロッパのメーカから輸入され、国内の養豚農家に提供されている。当然のことではあるが、これらのリキッドフィーディングシステムはパンおよび乳製品等のヨーロッパのバイプロを基に設計されている。
【０００３】
【非特許文献１】"有機性資源飼料化関連情報"、[online]、［平成１７年１月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http:/group.lin.go.jp/mf-kikou/yuuki7-4.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリキッドフィーディングシステムでは、乳酸発酵させた液状の飼料をポンプによって各豚舎に非金属の配管、例えば塩化ビニルの配管を介して豚舎の各餌箱に移送している。発酵リキッド飼料が配管内周面に残留していると、酵母が発酵する過程で炭酸ガスが発生するので、その炭酸ガスによって配管の内圧が異常に上昇して配管が破裂する場合がある。配管の破裂を防止するために、定期的に配管の内部を水道水で洗浄する必要がある。
しかし、日本のバイプロは、豆腐、麺類および米飯等の粘性の高い副産物が多く含まれており配管内周面に付着した残留飼料は、一旦乾燥すると水洗浄のみでは容易に除去できない場合があり、酵母の異常発酵によって発生する炭酸ガスが給餌配管に充満し配管が破裂し、その復旧の間豚に対し給餌をすることができず、その結果、豚の発育停滞が生じ経済的に損害を被る問題があった。
他方、従来のシステムを長い間使用していると、上記残留飼料が配管の内周面に漸次堆積して配管を詰まらせる問題点がある。更に、上述した通りバイプロは、米飯等の高粘度の物質を多量に含んでおり、ポンプにて豚舎の各餌箱に移送される場合、配管が目詰まりを起こしポンプが空転してポンプが破損しあるいはポンプ内部が詰まり作動不能になり、その復旧の間豚に給餌をすることが出来ないという同様な問題があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、食品工場副産物としてのバイプロが有効利用されたリキッド飼料又はリキッド飼料に乳酸菌が豊富に含まれた発酵リキッド飼料が安全かつ自動的に豚に給餌されることが可能となる高粘度の食品工場副産物に対応したリキッドフィーディングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するための第１の発明では、穀物飼料を貯蔵する飼料貯蔵手段と、該穀物飼料を溶媒に溶解し穀物溶液を生成する第１混合手段と、食品工場副産物を貯蔵する資源貯蔵手段と、前記穀物溶液と前記食品工場副産物とを混合しリキッド飼料を生成する第２混合手段と、前記穀物飼料等を計量する計量手段と、前記リキッド飼料を移送する移送手段と、遠隔操作されるバルブと、圧力を検知する圧力検知手段と、流量を検知する流量検知手段と、前記移送手段および前記バルブを制御するシステム制御手段と、該バルブの開状態によって移送手段の作動を制限するインターロック手段とを具備し、食品工場副産物を含むリキッド飼料が自動生成され自動的に給餌されることを特徴とする。
上記第１の発明のリキッドフィーディングシステムでは、穀物飼料が第１混合手段によって穀物溶液となり、更に第２混合手段によってバイプロと混合されてリキッド飼料となるプロセスがシステム制御手段および計量手段によって自動的かつ正確に行われる。また、システム制御手段によってバルブが遠隔制御されてリキッド飼料の給餌が自動的に行われる。さらに、バルブが故障した場合は、インターロック手段によって移送手段の作動が制限されるので、システム全体が故障することを好適に防止する。また、リキッド飼料による目詰まりは、圧力検知手段からの圧力情報および流量検知手段からの流量情報によって事前に検知される。これにより、米飯等の高粘度のバイプロが使用される場合であっても、システムが安全に保護される。その結果、食品工場副産物としてのバイプロが有効利用されたリキッド飼料が自動生成され自動的に豚に給餌することが可能になる。
【０００６】
前記目的を達成するため第２の発明では、穀物飼料を貯蔵する飼料貯蔵手段と、該穀物飼料を溶媒に溶解し穀物溶液を生成する第１混合手段と、該穀物溶液を発酵させ発酵飼料を生成する発酵手段と、食品工場副産物を貯蔵する資源貯蔵手段と、前記発酵飼料と前記食品工場副産物とを混合し発酵リキッド飼料を生成する第２混合手段と、前記穀物飼料等を計量する計量手段と、該発酵リキッド飼料を移送する移送手段と、遠隔操作されるバルブと、圧力を検知する圧力検知手段と、流量を検知する流量検知手段と、前記移送手段および前記バルブを制御するシステム制御手段と、該バルブの開状態によって移送手段の作動を制限するインターロック手段とを具備し、食品工場副産物を含む発酵リキッド飼料が自動生成され自動的に給餌されることを特徴とする。
上記第２の発明のリキッドフィーディングシステムでは、穀物飼料が第１混合手段によって穀物溶液となり、発酵手段によって発酵飼料となり、更に第２混合手段によってバイプロと混合されて発酵リキッド飼料となるプロセスがシステム制御手段および計量手段によって自動的かつ正確に行われる。また、システム制御手段によってバルブが遠隔制御されて発酵リキッド飼料の給餌が自動的に行われる。さらに、バルブが故障した場合は、インターロック手段によって移送手段の作動が制限されるので、システム全体が故障することを好適に防止する。また、発酵リキッド飼料による目詰まりは、圧力検知手段からの圧力情報および流量検知手段からの流量情報によって事前に検知される。これにより、米飯等の高粘度のバイプロが使用される場合であっても、システムが安全に保護される。その結果、食品工場副産物としてのバイプロが有効利用され且つ乳酸菌が豊富に含まれた発酵リキッド飼料が自動生成され自動的に豚に給餌することが可能になる。
【０００７】
第３の発明では、圧力または流量のいずれか１つが異常の場合、前記リキッド飼料または前記発酵リキッド飼料の移送を停止するフェール・セーフ手段と、配管内部の圧力を逃気する圧力逃気手段とを具備していることとした。
上記第３の発明のリキッドフィーディングシステムでは、圧力情報または流量情報から発酵リキッド飼料等による目詰まりが検知されると、フェール・セーフ手段によってシステム移送手段が停止され、圧力逃気手段によって残留圧力が外部に逃気される。これにより、米飯等の高粘度のバイプロが使用される場合であっても、システムが安全に保護される。
【０００８】
第４の発明では、前記リキッド飼料または前記発酵リキッド飼料の給餌が完了した後、所定の間配管内部を洗浄する配管洗浄手段を具備していることとした。
上記第４の発明のリキッドフィーディングシステムでは、発酵リキッド飼料等の給餌後に、配管洗浄手段によって配管内部が洗浄される。これにより、配管の目詰まりや異常発酵による配管内圧の異常上昇が好適に防止され得る。
【０００９】
第５の発明では、前記リキッド飼料または前記発酵リキッド飼料の給餌が完了した後、配管内部の圧力を監視し、異常の場合は圧力を逃気する圧力監視手段を具備していることとした。
上記第５の発明のリキッドフィーディングシステムでは、給餌が完了した運転停止時に配管内部に固着した残留飼料中の酵母が発酵し配管内部の圧力が異常に上昇する場合は、圧力監視手段によってその異常上昇が検知され、生成ガスが外部に逃気されることによって配管内圧の異常上昇が抑えられ配管が破裂することがなくなる。
【００１０】
第６の発明では、前記移送手段は移送流体の脈動を吸収する軸流回転容積式のポンプであることとした。
上記第６の発明のリキッドフィーディングシステムでは、移送手段は、軸流回転容積式のポンプであるから、ターボ式の遠心ポンプまたはターボ式の軸流ポンプと異なり、流体の流速が高くなく且つ流体の脈動を好適に吸収する。その結果、目詰まりが起こりにくく米飯等の高粘度のバイプロを移送することに適する。
【００１１】
第７の発明では、前記発酵手段または前記資源貯蔵手段は水素イオン濃度または環境温度を調整する手段を備えていることとした。
上記第７の発明のリキッドフィーディングシステムでは、発酵手段または資源貯蔵手段は水素イオン濃度または環境温度を調整する手段を具備しているため、大腸菌や酵母等の有害菌の生育を抑制し且つ腸内温度および腸内酸性条件で活発に働く乳酸菌の生育を促進することが可能になる。その結果、発酵リキッド飼料が豚の腸内に入った場合、乳酸菌のプロバイオティク作用により腸内のバランスが整えられ、抗生物質を投与しない豚の飼育ができるようになる。
【００１２】
第８の発明では、前記資源貯蔵手段は、ギ酸により水素イオン濃度がｐＨ４から４.５に維持されていることとした。
本願の発明者が鋭意研究したところによると、ギ酸により水素イオン濃度がｐＨ４から４.５に維持されている場合、酵母や大腸菌等の豚に有害な細菌の活動が抑制されることを見いだした。
そこで、上記第８の発明のリキッドフィーディングシステムでは、ギ酸により水素イオン濃度をｐＨ４から４.５に維持する手段を備えていることとした。これにより、豚に対しては酵母や大腸菌等の細菌濃度が低く乳酸菌濃度の高い発酵リキッド飼料を給餌することが可能になり、豚の健全な発育に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のリキッドフィーディングシステムによれば、穀物飼料が第１混合手段によって穀物溶液となり、発酵リキッド飼料の場合は発酵手段によって発酵飼料となり、更に第２混合手段によってバイプロと混合されてリキッド飼料または発酵リキッド飼料となるプロセスがシステム制御手段および計量手段によって自動的かつ正確に行われる。また、システム制御手段によってバルブが遠隔制御されてリキッド飼料または発酵リキッド飼料の給餌が自動的に行われる。また、システム制御手段によってバルブが遠隔制御されてリキッド飼料または発酵リキッド飼料の給餌が自動的に行われる。さらに、バルブが故障した場合は、インターロック手段によって移送手段の作動が制限されるので、システム全体が故障することを好適に防止する。また、リキッド飼料または発酵リキッド飼料による目詰まりは、圧力検知手段からの圧力情報および流量検知手段からの流量情報によって事前に検知される。加えて、圧力情報または流量情報からリキッド飼料または発酵リキッド飼料による目詰まりが検知されると、フェール・セーフ手段によって移送手段が停止され、圧力逃気手段によって残留圧力が外部に逃気される。これにより、米飯等の高粘度のバイプロが使用される場合であっても、システムが安全に保護される。その結果、食品工場副産物としてのバイプロが有効利用され且つ乳酸菌が豊富に含まれたリキッド飼料または発酵リキッド飼料が自動生成され自動的に豚に給餌されることが可能になる。また、リキッド飼料または発酵リキッド飼料の給餌後に、配管洗浄手段によって配管内部が洗浄される。これにより、配管の目詰まりや異常発酵による配管内圧の異常上昇が好適に防止され得る。さらに、給餌が完了した運転停止時に配管内部に固着した残留飼料中の酵母が発酵し配管内部の圧力が異常上昇する場合は、圧力監視手段によってその異常上昇が検知され、生成ガスが外部に逃気されることによって配管内圧の異常上昇が抑えられ配管が破裂することがなくなる。
他方、移送手段は、移送流体の脈動を吸収する軸流回転容積式のポンプであるから、ターボ式の遠心ポンプまたはターボ式の軸流ポンプと異なり、流体の流速が高くなく且つ流体の脈動を好適に吸収する。その結果、目詰まりが起こりにくく米飯等の高粘度のバイプロを移送することに適する。
更に、発酵手段または資源貯蔵手段は水素イオン濃度および環境温度を調整する手段を具備しているため、大腸菌や酵母等の有害菌の生育を抑制し且つ腸内温度および腸内酸性条件で活発に働く乳酸菌の生育を促進することが可能になる。その結果、発酵リキッド飼料が豚の腸内に入った場合、乳酸菌のプロバイオティク作用により腸内のバランスが整えられ、抗生物質を投与しない豚の飼育ができるようになり、豚の健全な発育に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明に係るリキッドフィーディングシステムの一実施例である発酵リキッドフィーディングシステム１００を示すシステム系統図である。
この発酵リキッドフィーディングシステム１００は、穀物飼料が貯蔵される飼料貯蔵手段としての穀物タンク１と、熱水を生成するボイラー２と、熱水に対し加水することによって生成された湯温水を貯蔵する湯温水タンク３と、穀物飼料と湯温水が所定の比率で混合された穀物溶液または発酵飼料とバイプロが所定の比率で混合された発酵リキッド飼料を混合貯蔵する第１混合手段または第２混合手段としての計量混合タンク４と、計量混合タンク４の重量を計測する計量手段としてのロードセル５と、バイプロを貯蔵する資源貯蔵手段としての第１バイプロタンク６と、同第２バイプロタンク７と、同第３バイプロタンク８と、穀物溶液を発酵させ発酵飼料とする発酵手段としての発酵タンク９と、穀物溶液またはバイプロを移送する移送手段としてのポンプ１０と、ポンプの吸入側に外径の大きな異物が混入することを阻止する阻集器１１と、ポンプの吐出圧を計測する圧力検知手段としての圧力センサ１２と、ポンプの吐出側の流量を計測する流量検知手段としての流量センサ１３と、各バイプロタンク６,７,８および発酵タンク９の水素イオン濃度を検知するｐＨセンサ１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｄと、各バイプロタンク６,７,８および発酵タンク９の水素イオン濃度を調整する手段としてのギ酸タンク１５およびアルカリタンク１６と、配管内部を洗浄または配管内部の発酵リキッド飼料を排出する加圧媒体としての循環水を貯蔵する戻り水タンク１７と、給餌配管の内周面を洗浄するパイプピッグＰを送り出すランチャー１８とそれを受け取るキャッチャー１９と、遠隔操作弁Ｖ１,・・・,Ｖ１４,Ｖ２５,Ｖ２７,・・・,Ｖ３１と、フィードバルブＶ１４,・・・,Ｖ２４,Ｖ２６と、圧力センサ１２からの信号や流量センサ１３からの信号やｐＨセンサからの信号に基づいてポンプ１０の作動や遠隔操作弁の開閉作動を行うシステム制御手段としてのシステム制御装置２０とを具備して構成されている。また、遠隔操作弁以外のバルブは全て手動弁であり、常時開とする。
【００１６】
なお、システム制御装置２０の動作については、図２を参照しながら後述するが、ポンプ１０の作動に関し、システム制御装置２０の制御プログラムでインターロックが構成されている。例えば、発酵飼料を発酵タンク９から計量混合タンク４へ移送する場合、バルブＶ２、バルブＶ９、バルブＶ１０およびバルブＶ１が開となっていない場合は、ポンプ１０は作動しないことになる。これにより、バルブ開閉不具合による配管内圧上昇等を防止し、その結果、配管破裂を防止することが可能になる。
【００１７】
計量混合タンク４では、穀物タンク１から穀物飼料が導入され、その穀物飼料に所定の量の湯温水が加水されて攪拌されることによって穀物溶液が生成される。そして、その穀物溶液は、ポンプ１０によって発酵タンク９に移送され、乳酸発酵し発酵飼料となる。そして、その発酵飼料は、豚に給餌される時に、再びポンプ１０によって計量混合タンク４へ移送され、その発酵飼料に所定の量のバイプロがポンプ１０によって移送され混合されて攪拌されることによって発酵リキッド飼料が生成され、その発酵リキッド飼料はポンプ１０によって豚に給餌される。なお、発酵飼料とバイプロの混合比は、例えば発酵飼料：バイプロ＝１：１の比率である。
【００１８】
第１バイプロタンク６に対しては、例えば豆腐類の食品工場副産物が貯蔵され、第２バイプロタンク７に対しては、例えば米飯等の食品工場副産物が貯蔵され、第３バイプロタンク８に対しては、例えば生麺等の食品工場副産物が貯蔵される。
【００１９】
発酵タンク９では、穀物飼料が所定の濃度で湯温水に溶解している穀物溶液に対して乳酸菌が添加され、後述するｐＨ調整が行われた後、液温が３７℃に維持された状態で穀物溶液は乳酸発酵する。なお、液温の調整は、システム制御装置２０が温度センサＴｈからの信号に基づいてヒータＨを作動させることによって行われる。ここで、液温が室温ではなく３７℃に維持されているのは、大腸菌や酵母等の有害菌の生育を抑制し且つ豚の腸内温度で活発に働く乳酸菌の生育を促進するため為である。その結果、豚の腸内に入った乳酸菌のプロバイオティク作用により腸内のバランスが整えられ、抗生物質を投与しない豚の飼育が可能となる。
【００２０】
ポンプ１０は、ロータおよびステータから成り、ロータが真円断面の金属性雄ねじを形成し、ステータが長円形断面の弾性材料の雌ねじを形成し、ロータの回転に伴ってその雌雄ねじが互いに嵌合しながら吸入口から流体を吸い込み、吸い込まれた流体は雄ねじと雌ねじによって圧縮されて吐出口より送り出される。雄ねじと雌ねじによって形成される隙間は小さいが、雌ねじは弾性材料で作られているために流体がポンプ内部で目詰まりを起こすことなく流体を送り出すことができ、弾性材料によって流体の脈動が好適に吸収される。従って、移送される流体が米飯等の高粘度のバイプロであっても、ポンプ１０は好適に流体を目的とする地点へ移送することができる。ポンプ１０としては、例えばモーノポンプを使用することが望ましい。また、ポンプ１０は、所定のバルブが開の時のみ動作することができるようにシステム制御装置２０によってインターロックされ、なお且つ圧力センサ１２または流量センサ１３の指示値が異常の場合ポンプ１０は停止するようにシステム制御装置２０によってフェール・セーフされる。
【００２１】
阻集器１１は、マグネットを有し金属等を捕獲することが出来るように構成されている。
【００２２】
圧力センサ１２は、指示値の閾値が０.６ＭＰａ（＝６.１kgf/cm２）に設定され、その閾値以上の圧力を検知するとシステム制御装置２０に接点信号を出力する。システム制御装置２０は、その信号に基づいてポンプ１０の作動を停止する。従って、ポンプ１０の下流の配管が詰まっている場合は、ポンプ１０の吐出圧が上昇して配管およびポンプを破損させることがあるが、システム制御装置２０は圧力センサ１２からの信号に基づいてポンプ１０を停止させてシステムを安全な方向にする、いわゆるフェール・セーフの措置をとることが可能になる。また、配管内部に残留した発酵リキッド飼料中の酵母が異常発酵し二酸化炭素を生成し、配管の内圧が上昇して配管を破裂させることがあるが、このような場合もシステム制御装置２０は、所定のバルブを開にし内圧を大気に開放して配管の破裂を防止する。
【００２３】
流量センサ１３は、流量５００ｇ（比重換算後）で１パルスの信号をシステム制御装置２０に出力する。ポンプ１０の正常運転時の配管内部の流量は１.５[kg/sec]であるから、３パルス／秒（３０パルス／１０秒）をシステム制御装置２０に出力する。システム制御装置２０は、例えば１０秒間のパルスの入力をチェックして１０秒間当たり２０パルス以下となった場合はポンプ１０を停止させる。従って、ポンプ１０の上流の配管またはポンプ１０の吸入口が詰まっている場合は、ポンプが空転して破損に到ることがあるが、システム制御装置２０は、流量センサ１３からの信号に基づいてポンプを安全な方向にする、いわゆるフェール・セーフの措置をとることが可能になる。
【００２４】
ギ酸タンク１５は、例えば酸性であるギ酸（ＨＣＯＯＨ）が貯蔵され、システム制御装置２０からの制御信号に基づいて、各バイプロタンク６,７,８へギ酸を供給し、これにより、各バイプロタンク６,７,８に貯蔵されている各バイプロの水素イオン濃度は、常時ｐＨ４.０〜４.５に維持される。その結果、各バイプロにおいて酵母や大腸菌といった豚の体内に有害な細菌の生育が好適に抑制される。
【００２５】
アルカリタンク１６は、例えば強アルカリ性である苛性ソーダ（ＮaＯＨ）が貯蔵され、システム制御装置２０からの制御信号に基づいて、発酵タンク９へ苛性ソーダを供給し、これにより、発酵飼料の水素イオン濃度は、ｐＨ＝５.５〜６.０の範囲に調整される。なお、このｐＨ調整は、後述するように発酵の初期の間、例えば１時間の間のみ行われる。その結果、発酵飼料において、乳酸菌の増殖が好適に促進される反面、酵母や大腸菌といった豚の体内に有害な細菌の生育が好適に抑制されることになる。因みに、発酵飼料内では７〜１５億個／ｍｌ程度の乳酸菌が確認される。
【００２６】
戻り水タンク１７内の水は、発酵リキッド飼料の給餌後に配管内部を循環して洗浄するための洗浄水または配管内部の発酵リキッド飼料を移送するための加圧媒体として使用される。これにより、豚に発酵リキッド飼料を給餌した後の配管内部に残留する発酵リキッド飼料を除去し、これらによる配管内部の目詰まりや酵母の異常発酵による配管内圧の上昇を好適に防止する。なお、配管内部の洗浄については、図２を参照して後述するが、自動給餌動作完了後にバルブＶ６、バルブＶ１３、バルブＶ２６およびバルブＶ８を開とし、ポンプ１０にて戻り水タンク１７の水を循環させることによって行われる。循環時間は、例えば５分間である。
【００２７】
遠隔操作弁Ｖ１,・・・,Ｖ１４,Ｖ２５,Ｖ２７,・・・,Ｖ３１は、例えば空気圧作動弁であり、システム制御装置２０からの制御信号に基づいてコンプレッサ（図示せず）がバルブに圧縮空気を供給し、その圧縮空気によってバルブが開閉動作する。
【００２８】
餌箱ＦにはレベルセンサＬＧが設置されており、発酵リキッド飼料が所定のレベルまで給餌されると、システム制御装置２０はフィードバルブＶ１５,・・・,Ｖ２４,Ｖ２６をオフとし、給餌が停止される。
【００２９】
図２は、システム制御装置２０の動作を説明するフロー図である。
先ず、ステップＳ１において、システム制御装置２０は、操作者が予め設定した穀物飼料に対する湯温水の混合比率ならびに発酵飼料に対するバイプロの混合比率ならびに穀物溶液を乳酸発酵させる際の発酵温度を読み込む。因みに、本実施例では、穀物飼料および湯温水の混合比率は１：２.５であり、発酵飼料およびバイプロの混合比率は１：１であり、発酵温度は３７℃に設定されている。
【００３０】
ステップＳ２では、システム制御装置２０は所定量の穀物飼料をコンベア（図示せず）を駆動することによって穀物タンク１から計量混合タンク４へ導入する。そして、バルブＶ２９およびバルブＶ３０を開として穀物飼料に所定量の湯温水を加水する。なお、穀物飼料の重量および湯温水の重量はロードセル５によって正確に計測される。そして、攪拌機を作動させてこれらの液を十分に攪拌して穀物溶液とする。そして、バルブＶ２９およびバルブＶ３０を閉とした後、ボイラー２を停止する。ボイラー２内のスチームは、バルブＶ２８を開閉して大気に放出される。
【００３１】
ステップＳ３では、システム制御装置２０は、バルブＶ１、バルブＶ７、バルブＶ１２およびバルブＶ２を開とし、ポンプ１０を作動させ、計量混合タンク４の穀物溶液を発酵タンク９へ移送する。ロードセル５の指示値がゼロになる時に、ポンプ１０を停止しバルブＶ１、バルブＶ７、バルブＶ１２およびバルブＶ２を閉とする。
【００３２】
ステップＳ４では、操作者は、穀物溶液に乳酸菌培養液を添加すると共に、システム制御装置２０は、ｐＨセンサ１４ｄの指示値に基づいて穀物溶液の水素イオン濃度をｐＨ＝５.５〜６.０に設定する。同時に、温度センサＴｈの指示値に基づいてヒータＨを作動させ穀物溶液の温度を３７℃に設定する。なお、温度センサＴｈは、例えば熱電対またはサーミスタである。
【００３３】
ステップＳ５では、システム制御装置２０は、水素イオン濃度および液温を監視しながら所定の時間、例えば６〜９時間、穀物溶液を乳酸発酵させる。なお、上記ｐＨ調整は、例えば発酵開始から１時間の間のみ行う。また、詳細な発酵工程等については、図３および図４を参照しながら後述することとする。
【００３４】
図３は、乳酸菌の発酵工程を示す説明図である。
第１工程１０では、上記穀物溶液Ｍに対して種菌として乳酸菌培養液を４％重量濃度になるように、例えば４０[kg]を接種して、第１次発酵準備液Ｐ１を生成する。なお、以降、頭の次数は、接種した乳酸菌培養液Ｌに対する乳酸菌の発酵回数を示し、従って、一般に第ｎ次発酵準備液Ｐnとは、第ｎ回目の乳酸発酵が起こる直前の発酵飼料溶液であり、後述する第ｎ次発酵飼料Ｈnとは、第ｎ回目の乳酸発酵によって生成された発酵飼料溶液であることを示している。また、後述する第ｎ次残留発酵飼料Ｂnとは、第ｎ次発酵飼料Ｈnのうちから次なる乳酸発酵の菌床として残された発酵飼料溶液であることを示している。
【００３５】
図４は、乳酸菌の発酵サイクルを示す説明図である。
図４（ａ）の第２工程２０では、前述のステップＳ４に示すように、第１次発酵準備液Ｐ1にｐＨ調整液、アルカリタンク１６から例えば苛性ソーダを添加して水素イオン濃度を下げる（ｐＨを上げる）ことを行う。
【００３６】
同（ｂ）の第３工程３０では、前述のステップＳ４に示すように、ｐＨを調整した第１次発酵準備液Ｐ1Hの液温を３８±１[℃]に設定し、望ましくは３７[℃]に設定し、同（ａ）の発酵時間と合わせ６時間から９時間発酵させて第１次発酵飼料Ｈ１を生成する。
【００３７】
同（ｃ）の第４工程４０では、例えば、第１次発酵飼料Ｈ１の８０％を発酵リキッド飼料の発酵飼料として取り出し、残りの第１次発酵飼料Ｈ１の２０％に相当する第１次残留発酵飼料Ｂ１を次の菌床として確保する。なお、取り出された第１次発酵飼料Ｈ１は、後述のステップＳ６に示すように、ポンプ１０によって計量混合タンク４へ移送されバイプロと所定の比率で混合され発酵リキッド飼料となる。
【００３８】
なお、この第１次残留発酵飼料Ｂ１の量は、上記第１工程１０の乳酸菌培養液Ｌの接種量および接種後の発酵サイクルの回数によっても変動する。本実施形態では、乳酸培養液の接種量が発酵飼料の４％重量濃度であり且つ発酵サイクル回数が７回であるため、発酵飼料の約２０％に相当する量を菌床として確保している。
【００３９】
図４（ｄ）の第５工程５０では、取り出した第１次発酵飼料に相当する分の穀物溶液Ｍを補充して第２次発酵準備液Ｐ２を生成する。なお、発酵温度を３８±１［℃］に設定し、望ましくは３７℃に設定して第２次発酵準備液Ｐ２を発酵させる。
【００４０】
そして、再び上記第２工程２０に戻り、同様な処理を繰り返し、第２次発酵飼料Ｈ２、第２次残留発酵飼料Ｂ２、第３次発酵準備液Ｐ３、・・・、第ｎ次発酵飼料Ｈn、・・・を順に生成する。なお、本実施形態では、第２工程２０から第５工程５０に至る発酵サイクルを７回繰り返す毎に、再び図１の第１工程１０に戻り、乳酸菌培養液Ｌを接種する。使い古しの乳酸菌に代わり新たな乳酸菌を接種し乳酸菌全体に活性力を与えるためである。
【００４１】
再び図２に戻り、ステップＳ６では、システム制御装置２０は、バルブＶ１、バルブＶ２バルブＶ９およびバルブＶ１０を開とし且つポンプ１０を作動させて発酵タンク９内の発酵飼料を再び計量混合タンク４へ移送する。なお、発酵飼料の重量はロードセル５によって正確に計測される。そして、所定の量の発酵飼料が計量混合タンク４へ移送されると、システム制御装置２０はポンプ１０を停止しバルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ９およびバルブＶ１０を閉とする。
【００４２】
ステップＳ７では、システム制御装置２０は、バルブＶ１、バルブＶ３、バルブＶ４、バルブＶ５およびバルブＶ１０を開とし且つポンプ１０を作動させて所定量のバイプロを計量混合タンク４へ移送する。なお、バイプロの重量はロードセル５によって正確に計測される。そして、所定の量のバイプロが計量混合タンク４へ移送されると、システム制御装置２０はポンプ１０を停止しバルブＶ１、バルブＶ３、バルブＶ４、バルブＶ５およびバルブＶ１０を閉とする。
【００４３】
ステップＳ８では、システム制御装置２０は、発酵飼料およびバイプロを攪拌して発酵リキッド飼料とし、バルブＶ１、バルブＶ７、バルブＶ１３、バルブＶ２７、フィードバルブＶ１５,・・・,Ｖ２４,Ｖ２６を開とし且つポンプ１０を作動させて発酵リキッド飼料を各餌箱Ｆに給餌する。
【００４４】
ステップＳ９では、システム制御装置２０は、圧力センサ１２の指示値からポンプ吐出圧が閾値、例えば０.６ＭＰａ近傍であることを確認すると共に流量センサ１３の指示値から閾値、例えば１.５［ｋｇ/ｓｅｃ]近傍であることを確認する。そして、ポンプ吐出圧が閾値未満である場合は、吸込口の上流において配管が詰まっていることが考えられ、一方、ポンプ吐出圧が閾値を越える場合は、吐出口より下流において配管が詰まっていることが考えられる。また、流量センサ１３の指示値が閾値未満の場合はポンプ上流またはポンプ下流の配管が詰まっていることが考えられる。従って、システム制御装置２０は、いずれか一方の指示値が異常の場合はポンプ１０を停止し、両指示値が正常の場合はステップＳ１０へ進む。
【００４５】
ステップＳ１０では、システム制御装置２０はロードセル５の指示値から所定の量の発酵リキッド飼料が計量混合タンク４から移送されたか否かを確認する。そして、所定の量の発酵リキッド飼料が計量混合タンク４から移送された場合は、ステップＳ１１へ進み、所定の発酵リキッド飼料が移送されていない場合は、ステップＳ９へ戻る。
【００４６】
ステップＳ１１では、システム制御装置２０は、バルブＶ１およびバルブＶ７を閉とし、バルブＶ６を開とし戻り水を使用して配管内部の発酵リキッド飼料を移送する。これは、ロードセル５がゼロになると、計量混合タンク５の発酵リキッド飼料は全て配管内部に移送され、ポンプ１０の上流において移送される発酵リキッド飼料がなくなりポンプが空転して破損することを防止するためであることと、給餌箱Ｆまでの配管内部に残留している発酵リキッド飼料を完全に給餌箱Ｆに供給するためである。
【００４７】
ステップＳ１２では、システム制御装置２０は、レベルセンサＬＧの指示値から、発酵リキッド飼料が所定のレベルまで給餌された場合は、ポンプ１０を停止し、逐次フィードバルブＶ１５,・・・,Ｖ２４を閉とする。
【００４８】
ステップＳ１３では、システム制御装置２０は、バルブＶ８を開とし、ポンプ１０を作動させて戻り水を使用して給餌ラインを洗浄する。所定の時間、例えば５分間洗浄した後、ポンプ１０を停止し、バルブＶ２７を閉とする。次に、バルブＶ１１およびバルブＶ１４を開とし、ランチャー１８のパイプピッグＰをバルブＶ１４の下流に移動させ、バルブＶ１１、バルブＶ１４およびバルブＶ２５を閉とし、ポンプ１０を作動させて所定の時間、例えば５分間給餌ラインを洗浄する。なお、パイプピッグＰは戻り水に押されて配管内周面と摺動しながらキャッチャー１９に移動する。
【００４９】
ステップＳ１４では、システム制御装置２０は、ポンプ１０を停止し、バルブＶ６、バルブＶ８、バルブＶ１３、バルブＶ２５およびバルブＶ２６を閉とする。
【００５０】
ステップＳ１５では、システム制御装置２０は、所定の時刻、例えば運転停止中の２２時、２４時および２６時に圧力センサ１２の指示値から残留発酵リキッド飼料中の酵母が配管内部で異常発酵していないかを確認する。圧力センサ１２の指示値が閾値、例えば０.６ＭＰａを越える場合は、バルブＶ１,Ｖ２,Ｖ３,Ｖ４,Ｖ５,Ｖ６,Ｖ７,Ｖ８,Ｖ９,Ｖ１０,Ｖ１２,Ｖ１３,Ｖ２６,Ｖ２７を開とし内圧を計量混合タンク４、各バイプロタンク６,７,８、発酵タンク９および戻り水タンク１７を介して大気に開放し、配管の内圧を閾値未満にする。なお、バルブの開時間は、例えば２秒間とし、システム制御装置２０は開時間経過後に上記バルブを閉とする。システム制御装置２０は所定時間だけ圧力の監視を行い、所定時間が経過した後終了する。
【００５１】
上記発酵リキッドフィーディングシステム１００によれば、穀物飼料が所定の混合比で湯温水と混合されて穀物溶液となり、発酵タンク９へポンプ１０によって移送されて発酵飼料となり、更に計量混合タンク４にポンプ１０によって移送され所定のバイプロ比でバイプロと混合されて発酵リキッド飼料となるプロセスがシステム制御装置２０によって自動的に行われる。また、システム制御装置２０によってバルブが遠隔制御されて発酵リキッド飼料の給餌が自動的に行われる。さらに、発酵リキッド飼料が配管内部に残留し異常発酵する場合は、システム制御装置２０が所定のバルブを開閉することによって生成ガスが外部に逃気され配管内圧の上昇が抑えられて配管が破裂することがなくなる。加えてバルブが故障した場合は、システム制御装置２０によってポンプ１０の作動が制限される。また、発酵リキッド飼料が内部に堆積し目詰まりが発生する場合は、圧力センサ１２からの信号および流量センサ１３からの信号を基にシステム制御装置２０はポンプ１０を停止する。これにより、米飯等の高粘度のバイプロが使用される場合であっても、システムが安全に保護され、配管の破裂およびポンプの故障がなくなる。その結果、食品工場副産物としてのバイプロが有効利用され且つ乳酸菌が豊富に含まれた発酵リキッド飼料が安全かつ自動的に豚に給餌されることが可能になる。
他方、ポンプ１０は、軸流回転容積式のポンプ例えばモーノポンプであるから、ターボ式の遠心ポンプまたはターボ式の軸流ポンプと異なり、流体の流速が高くなく且つ流体の脈動を好適に吸収する。その結果、目詰まりが起こりにくく米飯等の高粘度のバイプロを移送することに適する。
更に、各バイプロタンク６,７,８はギ酸タンク１５を具備する一方、発酵タンク９はアルカリタンク１６およびヒータＨを具備しているため、酵母や大腸菌等の有害菌の生育を好適に抑制し且つ、腸内温度および腸内酸性条件で活発に働く乳酸菌の生育を促進することが可能になる。その結果、発酵リキッド飼料が豚の腸内に入った場合、乳酸菌のプロバイオティク作用により腸内のバランスが整えられ、抗生物質を投与しない豚の飼育ができるようになる。そして、システム制御装置２０は、発酵温度および水素イオン濃度を、乳酸菌の生育を促進し且つ大腸菌や酵母等の有害菌の生育を抑制する範囲に調整または維持することにより、豚に対して乳酸菌濃度の高い発酵リキッド飼料を給餌することが可能になり、豚の健全な発育に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のリキッドフィーディングシステムは、畜産業において豚または鶏等の家畜に対し液状の飼料を給餌する装置として好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るリキッドフィーディングシステムの一実施例である発酵リキッドフィーディングシステムを示すシステム系統図である。
【図２】システム制御装置の動作を説明するフロー図である。
【図３】乳酸菌の発酵工程を示す説明図である。
【図４】乳酸菌の発酵サイクルを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１                      穀物タンク
２                      ボイラー
３                      湯温水タンク
４                      計量混合タンク
５                      ロードセル
６，７，８              バイプロタンク
９                      発酵タンク
１０                    ポンプ
１１                    阻集器
１２                    圧力センサ
１３                    流量センサ
１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｄ  ｐＨセンサ
１５                    ギ酸タンク
１６                    アルカリタンク
１７                    戻り水タンク
１８                    ランチャー
１９                    キャッチャー
２０                    システム制御装置
１００                  発酵リキッドフィーディングシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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