JP2001192286A

JP2001192286A - 有機質肥料の製造方法

Info

Publication number: JP2001192286A
Application number: JP2000031214A
Authority: JP
Inventors: Hidemichi Hirata; 秀道平田; Takashi Nitta; 隆仁田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-05
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】牛、豚、鶏などの廃血を有効利用する手段と
して、血液中に含まれる鉄鎖体を乳酸発酵によって溶出
させ、これをゼオライトに吸着させ、乾燥させることに
より土壌の改良効果を発揮する有機質肥料の製造技術を
提供する。【解決手段】血液は肥料として利用される。その効果
は血液中のＮ，Ｐ，Ｋなどの肥料成分によるが、鉄鎖体
による土壌改良効果もある。鉄鎖体は活性酸素を生成し
て腐植を分解し、病原性ウイルスを駆除し、土壌を団粒
化させる効果がある。しかし、鉄鎖体は腐敗により壊れ
やすいので工業的に分離精製することが難しかった。本
発明は、工業的に生産できないヘム鉄を簡易な乳酸発酵
法で血液から安価に分離精製し、これをゼオライトに吸
着、乾燥させることで鉄鎖体の機能性を持ったゼオライ
ト物質を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、牛、豚、鶏などの
屠殺場あるいは加工場から廃棄される血液を乳酸醗酵ま
たは乳酸菌と光栄養細菌により共生醗酵することによっ
て血液中の鉄醋体を溶出させ、さらに当該醗酵物から凝
固蛋白質などの固形物を固液体分離し、当該分離液をゼ
オライトに吸着させ、乾燥させることによって、土壌の
改良効果を増強させた有機質肥料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、屠殺場などから廃棄される血液
は、大量の水で薄めたものを活性汚泥法などで水処理し
て放流するか、凝集剤を加えて凝集させたものを脱水し
て水分を除去したものを焼却したり、一部ではその乾燥
物を有機質肥料として有効利用される方法がとられてい
る。血液中には、糖質、脂質、蛋白質、核酸、ビタミ
ン、ミネラルなどが含まれており、血液を植物に施肥す
ると植物の生長に多大な効果がある。しかし、血液は非
常に腐敗し易いので、これを田畑に直接利用すると、有
機物が施肥した土壌中で急速に腐敗するため、その腐敗
により土壌中の酸素が多量に消費されたり、アンモニ
ア、硫化水素などの有害ガスが発生するなどして、農作
物の成育に障害をもたらすため、直接施肥されることは
ない。したがって、血液を肥料として活用する場合は醗
酵菌を加えて、適量の空気を供給しながら醗酵処理する
ことにより血液中の易分解性有機物を分解し、生化学的
に安定させてから使用されるのが常である。血液の施肥
効果は、血液中に含まれる窒素、燐酸、カリウムなどの
肥料成分によるものであるが、もう一つの課題として血
液中に含まれる鉄醋体による土壌の改良効果がある。血
液中には赤血球のヘモグロビンとして知られている鉄醋
体が大量に含まれている。この鉄醋体は、酸素分子と反
応して活性酸素を生成する機能があり、活性酸素は反応
性が高いので、土壌に施肥すると土の中で腐植物を分解
して肥料の吸収性を向上させたり、植物から分泌される
老廃物を分解して土壌の活性化を図ったり、病原性ウイ
ルスを駆除したり、土壌粒子を帯電させて団粒化させる
など農産物の成育に著しい効果があることが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、血液中の鉄醋
体は腐敗菌が産生する蛋白質分解酵素により容易に分解
されるので、空気を供給しながら好気的に醗酵させて作
られた有機質肥料中には鉄醋体が分解消失しているので
鉄醋体の効能はない。本発明は、上記の課題を解決する
もので、血液中に含まれる鉄醋体の機能を失わない有機
質肥料の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では次のような構成を備えている。すなわ
ち、第一の発明では、血液を５０℃以上に加熱して血液
中の赤血球を溶血する工程と、当該血液に別の工程で培
養した乳酸菌を加えて乳酸醗酵させる工程と、当該醗酵
液を遠心分離、メンブレンフィルター、限外濾過膜など
によって固液分離する工程と、当該分離液をゼオライト
に吸着させる工程と、当該吸着物を熱的に乾燥させる工
程からなる有機質肥料の製造方法である。また、第二の
発明では、血液を５０℃以上に加熱して血液中の赤血球
を溶血する工程と、当該血液に別の工程で培養した乳酸
菌と光栄養細菌を加えて光を照射しながら乳酸醗酵させ
る工程と、当該醗酵液を遠心分離、メンブレンフィルタ
ー、限外濾過膜などによって固液分離する工程と、当該
分離液をゼオライトに吸着させる工程と、当該吸着物を
熱的に乾燥させる工程からなる有機質肥料の製造方法で
ある。この発明による有機質肥料の製法は、次の４工程
から構成される。

【０００６】血液の前処理工程血液中に含まれる赤血球の細胞膜を熱的に破壊する工程
で、血液を５０℃以上に加温すると赤血球の細胞膜が破
壊され、赤血球中に含まれるヘモグロビンが溶出する。
また、白血球や血小板などの細胞も壊れ、細胞質が細胞
外に溶出するので、血液の発酵処理が容易になる。血液
の加温処理は、赤血球のヘモグロビンを溶出させるだけ
でなく、血液に媒介している腐敗菌を滅菌する効果があ
るので、後工程の乳酸発酵を旺盛に行わせるためにも重
要な操作である。

【０００７】血液の醗酵工程血液中の鉄醋体は、腐敗菌が産生する蛋白質分解酵素に
よって容易に分解されるので、有機質肥料を生産するた
めに活用される好気的な発酵処理は利用できない。本発
明では、それに代わって乳酸発酵を利用している。乳酸
発酵は乳酸菌による発酵処理であり、養分として糖質を
欲するが、その代謝産物として乳酸を産生する。その代
謝は主に糖質の分解にのみ止められ、蛋白質や脂質など
は分解されない。すなわち、血液の加温により溶血した
血液成分は乳酸菌の増殖の栄養源になるが、生化学的に
分解されるのは主に糖質である。その結果、乳酸菌の培
養液には血液中の鉄醋体が分解されないで、蛋白質や脂
質と共に残存する。しかし、乳酸発酵が進むにつれ、乳
酸醗酵により産生される乳酸によって溶液のＰＨが低下
すると血液中の蛋白質が凝固する。さらに、乳酸は血液
中のカルシウムイオンと反応して不溶性の乳酸カルシウ
ムが生成されるので、蛋白質の凝固が促進されることに
なる。この乳酸菌による乳酸発酵に光栄養細菌を共生さ
せると、乳酸発酵が促進する。光栄養細菌は、アンモニ
ア、硫化水素、炭酸ガス、水素イオンなどを栄養源にし
て増殖するが当該発酵液に光栄養細菌を加えると乳酸発
酵の過程で発生する水素イオンと炭酸ガスを栄養源にし
てブドウ糖が産生される。そのブドウ糖は乳酸菌の栄養
源であり、乳酸菌は光栄養細菌が産生したブドウ糖を栄
養吸収して乳酸を産生するので、乳酸菌と光栄養細菌の
共生発酵によって乳酸の生成が増強されることになる。
血液の乳酸発酵において、乳酸の生成量が増加すると蛋
白質の凝固が促進され、蛋白質と鉄醋体の分離が容易に
なる。なお、光栄養細菌による生化学反応では、エネル
ギー源として光が必要なので、乳酸菌と光栄養細菌によ
る共生発酵では光の照射が必要となる。

【０００８】醗酵液の固液分離工程血液の乳酸発酵液には鉄醋体が溶液として含まれている
ので、発酵液を固液分離すると鉄醋体を水溶液として分
離することができる。しかしながら、乳酸発酵した血液
には、血液の細胞質、凝固蛋白質、乳酸カルシウム、脂
質などが乳化した状態で含まれているため、自然沈殿の
ような方法では容易に分離できない。それを可能にする
方法は遠心分離、メンブレンフィルター、限外濾過膜な
どによる固液分離処理である。

【０００９】分離液をゼオライトに吸着させる工程遠心分離、メンブレンフィルター、限外濾過膜などの方
法によって固液分離された血液の乳酸発酵液は生化学的
に不安定なので、外気に晒さらすと容易に腐敗して変質
する。これを農業資材にするためには容易に変質しない
ことが必要である。そこで、まず当該分離液を物理的に
安定化させるために固形物を除去した当該分離液をゼオ
ライトに吸着させる。このことによって多穴質なゼオラ
イトに吸蔵された当該分離液は物理的に安定なものとな
り、熱的に変成されにくいものになる。

【００１０】ゼオライトを乾燥させる工程ゼオライトに吸蔵した当該分離液の成分は物理的に安定
化したものになっているが、分離液は腐敗菌に冒されや
すく、容易に腐敗する。これを防止するためには濡れた
状態にあるゼオライトを乾かすことが良く、天火や気流
乾燥などによって熱的に乾燥させる。ゼオライトに吸蔵
され、乾燥状態になった鉄醋体は、物理的にも生化学的
にも安定なものとなり、長期的に鉄醋体の機能を発揮す
る物質となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は先のごとく構成された有
機質肥料の製造方法であり、この方法によって有機質肥
料を製造する場合は、まず血液を加熱処理する必要があ
る。血液中の赤血球を破壊するためには、少なくとも５
０℃以上に加温する必要があるが、病原菌や腐敗菌を滅
菌するためには、７０℃以上に加温することが望まし
い。その加温方法は、血液に水蒸気を吹き込んだり、温
湯で加熱したり、電磁波を照射して加熱するなど、いか
なる方法でも良い。

【００１２】加熱処理した血液に適量の乳酸菌を加える
と、乳酸発酵する。乳酸発酵させる温度の適温は、接種
する乳酸菌の種類によって異なるが、概ね肌温で良く、
３０℃から４０℃範囲に調整すると良い。また、血液に
植菌する乳酸菌の種類は、特に限定されない。乳酸菌は
発酵形体の違いによりホモ型とヘテロ型に大別される
が、そのどちらでも良い。その植菌方法は、血液に乳酸
菌を直接植菌しても良く、また、別の工程で培養した乳
酸菌培養液を添加しても良い。

【００１３】当該発酵処理では乳酸菌と光栄養細菌を加
えた共生発酵が有効である。共生発酵によって処理する
場合は、発酵液に光を照射することが必要である。光栄
養細菌は紅色非硫黄細菌、紅色硫黄細菌、緑色硫黄細
菌、滑走性糸状緑色硫黄細菌などに分類される。硫黄細
菌は、無機栄養だけで増殖する独立栄養細菌で、二酸化
炭素を還元するための電子供与体として硫黄化合物を欲
して嫌気条件下で増殖する。しかし、紅色非硫黄細菌は
電子供与体として有機物が使えるので、本発明では紅色
非硫黄細菌を用いている。ただ、紅色硫黄細菌と紅色非
硫黄細菌は常に共生関係にあり、それぞれの性質がはっ
きりしない点があるから、紅色非硫黄細菌に限定される
ものではない。

【００１４】乳酸発酵の日数は、接種する乳酸菌の種類
と、発酵温度基質の濃度などによって異なるが、早くて
３日間、遅くて１０日程度である。この期間内で生成さ
れる乳酸の濃度、ＰＨなどを検知して発酵の終点を見定
めるが、乳酸発酵が不十分だと乳酸による血液蛋白質の
凝固が不十分となり、後工程の固液分離が困難になる。

【００１５】乳酸発酵を完結させた発酵液を遠心分離、
メンブレンフィルター、限外濾過膜によって処理し、発
酵液中の固形物を除去する。これらの操作は回分的に行
えるが、連続操作ができる縦型遠心分離機や平流型のメ
ンブレンフィルターや限外濾過膜を使えば連続的に処理
される。特にメンブレンフィルターと限外濾過膜では、
濾過膜の分画特性によって透過液の性状が違ったものに
なる。その性状は、発酵液を遠心分離したものは凝固蛋
白質と血液の細胞質が分離され、分離液中には、ミネラ
ル、鉄醋体、脂質、水溶性の有機物が含まれる。また、
発酵液をメンブレンフィルターで透過処理したものは、
脂質が除去され、ミネラル、鉄醋体、水溶性の有機物が
含まれる。発酵液を限外濾過膜で透過処理したものはミ
ネラル、鉄醋体、有機酸などの低分子有機物が含まれ
る。

【００１６】次いで、固液分離した発酵液をゼオライト
に吸着させる。その種類は、天然ゼオライトでも合成ゼ
オライトでも人工ゼオライトでも良い。また、ゼオライ
トの粒子径は大きくても小さくても良いが、発酵液の吸
着量を多くするためには粒子の比表面積が大きいものが
良く、経験的に３ｍｍ以下のものが望ましい。

【００１７】発酵液を吸着させたゼオライトを乾燥させ
る方法としては、乾燥機を使用するのが良い。その場
合、ゼオライトに吸着させる発酵液の吸収量は、ゼオラ
イトの乾燥方法と密接に関係する。例えば、ゼオライト
の表面張力によって自然に吸収される発酵液の量は重量
比で５０％程度だが、平板に敷きつめたゼオライトに発
酵液を噴霧しながら天火乾燥させる方法では、１００％
程度の発酵液を吸着させることができる。また、噴霧型
の気流乾燥機によって乾燥させる場合は２００％程度の
発酵液が吸着される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【例−１】鶏肉加工場から廃棄される鶏の血液を採取
し、これを６０℃で約３時間加熱した後、４０℃以下に
冷却して、アシドフィルス菌（乳酸菌）を植種して４０
℃に保ちながら６日間乳酸発酵させた。その発酵液を遠
心分離器にかけて固形物を除去し、その分離液に重量比
で等量の天然ゼオライトを加えて天火乾燥した結果、ゼ
オライト１ｋｇに対して２６ｍｇの鉄醋体（ヘム鉄）が
含まれるゼオライト吸着物が得られた。

【例−２】屠殺場から廃棄される豚の血液を採取し、こ
れを７０℃で約２時間加熱した後、４０℃以下に冷却し
てサーモフィルス菌（乳酸菌）とロドシュードモナス・
カプシュラータ（光栄養細菌）とを植種して３７〜４２
℃に保ちながら５日間乳酸発酵させた。その発酵液をメ
ンブレンフィルターによって濾過し、その濾液に重量比
で約半量の合成ゼオライトを加えて熱風乾燥機で乾燥し
たところ、ゼオライト１ｋｇに対して６２ｍｇの鉄醋体
（ヘム鉄）が含有されるゼオライト吸着物が得られた。

【例−３】屠殺場から廃棄される牛の血液を採取し、こ
れを８０℃で約１時間加熱した後、一旦４０℃以下に冷
却してサリバリウス菌（乳酸菌）とロゼオバクター・デ
ニトリフィカンス（光栄養細菌）を植種して、蛍光灯に
よる光を照射（約４０００ルックス）しながら約４日間
乳酸発酵させた。その発酵液を限外濾過膜で透過処理
し、その透過液に重量比で約半量の人工ゼオライトを加
えて遠赤外線を照射しながら乾燥したところ、ゼオライ
ト１ｋｇに対して８３ｍｇの鉄醋体（ヘム鉄）が含有さ
れるゼオライト吸着物が得られた。

【００１９】

【発明の効果】本発明の効果は、血液中に含まれる鉄鎖
体を乳酸菌または乳酸菌と光栄養細菌の共棲下で乳酸発
酵させることによって血球から鉄醋体を溶出させ、その
分離したものをゼオライトに吸着させ、さらに乾燥させ
たものであるから、腐敗して変質し易い鉄鎖体が変質す
ることなく、長期的に保存できる状態になる。鉄鎖体は
酸素分子と反応して活性酸素を生成する機能があり、そ
れを土壌に施肥すると土壌中で腐植物を分解し、肥料の
吸収性を向上させ、病原性ウイルスを駆除し、土壌粒子
を団粒化させるなどの農産物の成育に著しい効果がある
ことが知られているので、血球から分離した鉄鎖体を含
有するゼオライトは土壌中で腐植物を分解し、肥料の吸
収性を向上させ、病原性ウイルスを駆除し、土壌を団粒
化させるなどの土壌改良機能を発揮する有機質肥料とし
て利用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595056192 仁田隆千葉市花見川区朝日ケ丘町2545−14 (72)発明者平田秀道神奈川県横須賀市公郷町５丁目91番地 (72)発明者仁田隆千葉県千葉市花見川区朝日ケ丘町2545番地の14 Ｆターム(参考） 4B065 AA01X AA40X AA49X AC20 BB25 BC42 BC44 BC48 CA49 4H026 AA01 AA08 AA15 AB02 4H061 AA02 CC31 DD14 EE44 EE66 GG18 GG19 GG48 GG54 GG56 GG62 GG70 HH12 HH28 HH44 LL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機質肥料の製造方法であって、血液を
５０℃以上に加熱して血液中の赤血球を溶血する工程
と、当該血液に別の工程で培養した乳酸菌を加えて乳酸
醗酵させる工程と、当該醗酵液を遠心分離、メンブレン
フィルター、限外濾過膜などによって固液分離する工程
と、当該分離液をゼオライトに吸着させる工程と、当該
吸着物を熱的に乾燥させる工程からなることを特徴とす
る有機質肥料の製造方法。
【請求項２】有機質肥料の製造方法であって、血液を
５０℃以上に加熱して血液中の赤血球を溶血する工程
と、当該血液に別の工程で培養した乳酸菌と光栄養細菌
を加えて、光を照射しながら乳酸醗酵させる工程と、当
該醗酵液を遠心分離、メンブレンフィルター、限外濾過
膜などによって固液分離する工程と、当該分離液をゼオ
ライトに吸着させる工程と、当該吸着物を熱的に乾燥さ
せる工程からなることを特徴とする有機質肥料の製造方
法。