JP2005229911A - Method for reusing soil of beet field - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a technique for reusing beet field soil.
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。 Beet, also called sugar radish, is a crop that can obtain sugar with sugar millet. The reason is unknown, but after harvesting the beet, pests such as nematodes and undesired fungi propagated in the soil and it was found that rotation was not possible.
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。
The technique of Patent Document 1 is characterized in that a chemical solution is injected into soil to perform disinfection.
The technique of Patent Document 2 is characterized in that disinfection is performed by baking with a flame while floating the soil in the air.
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。 Although chemical disinfection and heat disinfection were applied to the beet field, the pests and fungi could not be completely killed. The reason seems to be that beet hair roots and debris remain in the soil, and insects (especially eggs) and fungi invade deeply into them, and surviving insects (eggs) and fungi breed. . Then, it is necessary to remove roots and debris from the soil before disinfection, but the hair roots are fine and difficult to remove completely.
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。 Therefore, in recent years, disinfecting beet field soil has been abandoned, replacing the top soil of the field with new soil, and discarding old soil in mountainous areas. However, considering the effective use of earth resources, it is necessary to promote the effective use of beet field soil.
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。 An object of the present invention is to enable reuse of beet field soil, which is said to be difficult to reuse.
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。 The invention according to claim 1 is a method of making beet field soil containing pests and fungi sterilized after harvesting beet and making it reusable. Adding and mixing plant residues such as rice bran and animal residues such as fish meal, fermentation process adding fermentative bacteria to this mixture and fermenting the obtained fermented product with incineration equipment It is characterized by reusing beet field soil, plant residue and animal residue in the form of organic fertilizer.
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。 The invention according to claim 2 is a method for making beet field soil containing pests and fungi sterilized after harvesting beet and making it reusable, wherein beet field soil in a state in which beet roots and debris remain is obtained. It consists of the process of decaying the roots and debris by leaving it for several years and the process of incinerating and sterilizing the obtained soil with an incinerator until the moisture content is less than 10% by mass. It is characterized by being reused in the form.
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。
The invention according to
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。
In the invention which concerns on Claim 1, it can decompose | disassemble and refine | pulverize by fermenting a beet root and waste, a vegetable residue, and an animal residue in a fermentation process. Next, insects and bacteria that crawl into fine particles can be easily and completely killed by heat treatment.
Since the product is rich in nutrients, it can be used as an organic fertilizer.
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。
In the invention which concerns on Claim 2, the root and waste of a beet | root can be rotted in a long-term rot process, and can be decomposed | disassembled and refined. Next, insects and bacteria that crawl into fine particles can be easily and completely killed by heat treatment.
If the heating time is extended to a moisture content of less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight, there will be no worries about the occurrence of soot, so it can be stored in a bag and sprayed on the snow piled up in the field in early spring. Therefore, it can be used effectively as a snow melting agent to promote snow melting. Since it is originally soil, it becomes part of the field soil after snow melting and can be returned to nature.
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。
In the invention which concerns on
If the moisture content is adjusted to 10% by mass to 30% by mass, preferably 10% by mass to 15% by mass by adjusting the heating time, it can be reduced as soil in the field. Since the heating time can be relatively short, the incineration sterilization process can be shortened, and fuel costs can be saved, thereby reducing production costs. In addition, since the sterilization has been completed, the product can be used for added-value nursery bed soil.
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。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a flowchart of a method for reusing beet field soil according to the present invention.
In (a),
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。
The
The
The
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。
That is, the
(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。
In (b),
The
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。
If the
Similarly, if the
(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。
In (c), the
(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。
In (d), the fermented
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。
FIG. 2 is an overall view of the incineration facility according to the present invention. The
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。
3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 in FIG. 2, that is, a plan cross-sectional view of the
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。
The air necessary for combustion passes between the
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。
The present invention is characterized in that a charging
The charging
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。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the rotary cylinder, outlet hopper and cyclone separator according to the present invention. The
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。
The scraping
The
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。
As shown in the figure, in this embodiment, the
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。
The
The
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。
The
Thus, the
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。
The exhaust pipe 75 is desirably provided with a bypass
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。
In normal operation, the
However, when odor remains in the exhaust air from the outlet of the exhaust pipe 75, the
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。
The
By the primary deodorization by the rotating
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。
The
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。
This induction will be described in detail. The hot gas blown out from the
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。
FIG. 5 is another flowchart of the method for reusing beet field soil according to the present invention.
In (a), the
In (b), the
(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。
In (c), the
(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。
In (d), when the drying time is extended and incinerated until the water content becomes less than 10% by mass, preferably less than 5% by mass, the
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。
The
The snow melting spray agent is stored in a
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。
Since the
Although the drying cost (incineration cost) increases, according to the present invention, conventionally beet field soil that has been disposed of in landfill can be reused in the form of a snowmelt spray with high added value.
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。
In particular, when the water content is lowered to less than 5% by mass, long-term storage becomes possible. On the other hand, the drying cost increases.
Therefore, it is desirable to adjust the moisture content to less than 10% by mass when the required storage period is short, and to adjust the moisture content to less than 5% by mass when the required storage period is long.
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。
Alternatively, in (e), the drying time is shortened and incineration is performed so that the moisture content is 10% by mass to 30% by mass, preferably 10% by mass to 15% by mass.
Since the slightly
Since the drying time (incineration time) is short, the drying cost can be suppressed. The
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。
If it is 15-30 mass% of moisture content, it is suitable for the soil used immediately after heat processing. On the other hand, if the soil is stored for a while after the heat treatment, generation of drought is expected. In that case, it is necessary to lower the moisture content to 15% by mass or less.
Therefore, when using the soil, it is desirable to adjust the moisture content to 30% by mass or less, and when storing for a while, it is desirable to adjust the moisture content to 15% by mass or less.
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。 The incineration equipment used in the incineration process is preferably the incineration equipment shown in the present invention, but any equipment can be used as long as it can heat the incineration object to 850 ° C. or more, preferably about 1200 ° C. Any structure is acceptable.
本発明は、ビート畑土壌の再利用方法に好適である。 The present invention is suitable for a method for reusing beet field soil.
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。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
After harvesting the beet, the beet field soil containing pests and fungi is sterilized so that the beet field soil can be reused. It consists of a process of decaying scraps and a process of incinerating and sterilizing the obtained soil with an incineration facility so that the moisture content becomes 10% by mass to 30% by mass, and reusing the beet field soil as a seed bed soil Reuse method of beet field soil characterized by.
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