JP2007098367A - Natural material for degradation, production method of natural material for degradation, and microorganism formulation employing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土壌、粘度鉱物、動植物原料等の天然素材を低分子化する技術に関し、特に、低分子化された天然素材の酸化や微生物汚染を防止して有効に回収することが可能な低分子化天然素材、低分子化天然素材の製造方法およびこれらを用いた微生物製剤に関するものである。 The present invention relates to a technology for reducing the molecular weight of natural materials such as soil, viscous minerals, animal and plant materials, and in particular, the low molecular weight that can be effectively recovered by preventing oxidation and microbial contamination of the reduced natural materials. The present invention relates to a molecular natural material, a method for producing a low molecular natural material, and a microorganism preparation using the same.
従来より、食品残渣等の廃棄物を再利用可能に処理したり無害化するための技術が提案されている。例えば、特開2003−245628号には、大豆蛋白あるいはでんぷんの少なくともどちらか一方を含む食材又は双方の成分を含有する食材の加工過程で生じる廃棄物を処理する技術が開示されている(特許文献1)。この発明は、大豆蛋白またはでんぷんの少なくとも一方を含む食材の加工過程で生じる廃棄物を、亜臨界水条件あるいは超臨界水条件下の水熱反応により分解処理し、この水熱反応処理物を固液分離して固形分を回収するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for processing recyclable waste such as food residues and making them harmless have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-245628 discloses a technique for treating waste generated in the process of processing a food containing at least one of soy protein or starch, or a food containing both components (Patent Document). 1). In the present invention, waste generated during the processing of a food material containing at least one of soy protein or starch is decomposed by a hydrothermal reaction under subcritical water conditions or supercritical water conditions, and the hydrothermal reaction treated product is solidified. The solid content is recovered by liquid separation.
しかしながら、特許文献1に記載された発明を含め、従来の廃棄物処理技術においては、廃棄物を無害化することを主目的としている。このため、再利用できる用途としては肥料や飼料等に限られており、これら以外の目的で利用するための処理条件は考慮されていない。そもそも、廃棄物を再利用するには単に無害化するだけでは足りず、より高付加価値のある性状に処理することが好ましい。しかも再利用に要するコストを考慮すれば、できる限り利用目的に適した性状に処理することが実施化のために要求される。 However, in the conventional waste treatment technology including the invention described in Patent Document 1, the main purpose is to make the waste harmless. For this reason, reusable uses are limited to fertilizers and feeds, and processing conditions for use for purposes other than these are not considered. In the first place, in order to reuse the waste, it is not necessary to simply detoxify it, and it is preferable to treat it to a property with higher added value. Moreover, if the cost required for reuse is taken into consideration, it is required for implementation that the processing should be performed in a property suitable for the purpose of use as much as possible.
一方、近年、排水や廃棄物に含有される有害物質を分解処理する技術として、微生物製剤を用いた生分解技術が注目されている。この微生物製剤は、粉末や液体等の担体に有用な微生物群が多量に含有されるものであり、低コストで環境に優しいという利点を有している。そこで、廃棄物処理により無害化された天然素材を微生物の担体として再利用することが考えられる。しかしながら、従来の処理では、天然素材に雑菌が混入してしまう可能性が高いため、微生物製剤の分解性能が低下してしまうという問題がある。また、処理後の天然素材は、冷却途中で空気に触れることにより簡単に酸化したり酸化重合してしまうため、微生物の栄養源が減少し、微生物を十分に培養させることができないという問題がある。 On the other hand, in recent years, biodegradation technology using a microbial preparation has attracted attention as a technology for decomposing toxic substances contained in wastewater and waste. This microorganism preparation contains a large amount of microorganism groups useful for a carrier such as powder or liquid, and has the advantage of being low cost and environmentally friendly. Thus, it is conceivable to reuse a natural material rendered harmless by waste treatment as a carrier for microorganisms. However, in the conventional treatment, there is a high possibility that various germs are mixed into the natural material, so that there is a problem that the degradation performance of the microbial preparation is lowered. In addition, natural materials after treatment are easily oxidized or oxidatively polymerized by exposure to air during cooling, so that there is a problem that nutrient sources for microorganisms are reduced and microorganisms cannot be cultured sufficiently. .
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、天然原料を低分子化および無害化できることはもとより、処理後の天然素材が酸化するのを防止するとともに微生物汚染を防止して、天然素材が有する機能性を保持したまま無菌状態で回収することができ、微生物製剤の担体として使用するのに適した天然素材を得ることができる低分子化天然素材、低分子化天然素材の製造方法およびこれらを用いた微生物製剤を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve such problems. In addition to being able to lower the molecular weight and detoxify natural raw materials, the present invention prevents oxidation of natural materials after treatment and prevents microbial contamination. Low molecular weight natural materials, low molecular weights that can be collected in a sterile condition while retaining the functionality of natural materials and can be obtained as natural materials suitable for use as carriers for microbial preparations It aims at providing the manufacturing method of a natural raw material, and the microbial formulation using these.
本発明に係る低分子化天然素材の特徴は、処理容器内において天然原料を水熱反応させて低分子化処理し、所定の温度まで冷却した後に、前記処理容器内に不活性ガスを注入して陽圧の不活性ガス雰囲気下に保持しながら回収した点にある。 A feature of the low molecular weight natural material according to the present invention is that the natural raw material is hydrothermally reacted in the processing container to reduce the molecular weight, and after cooling to a predetermined temperature, an inert gas is injected into the processing container. The point is that the material was recovered while being maintained in a positive pressure inert gas atmosphere.
また、本発明において、前記水熱反応は、処理容器内の圧力を1.96MPa以下、温度を210℃以下の高圧水蒸気下で処理することが好ましい。 In the present invention, the hydrothermal reaction is preferably performed under high-pressure steam at a pressure in the processing vessel of 1.96 MPa or less and a temperature of 210 ° C. or less.
また、本発明に係る低分子化天然素材の製造方法の特徴は、処理容器内で天然原料を所定の温度および圧力によって水熱反応させ、所定の温度まで冷却した後に、前記処理容器内に不活性ガスを注入して陽圧の不活性ガス雰囲気下で回収する点にある。 In addition, the low molecular weight natural material manufacturing method according to the present invention is characterized in that a natural raw material is hydrothermally reacted at a predetermined temperature and pressure in a processing container and cooled to a predetermined temperature, and then is not contained in the processing container. The active gas is injected and recovered in a positive pressure inert gas atmosphere.
また、本発明において、前記水熱反応は、前記天然原料を1.96MPa以下の圧力、かつ210℃以下の温度の高圧水蒸気下で低分子化することが好ましい。 In the present invention, the hydrothermal reaction preferably reduces the molecular weight of the natural raw material under high pressure steam at a pressure of 1.96 MPa or less and a temperature of 210 ° C. or less.
また、本発明に係る微生物製剤の特徴は、請求項1または請求項2に記載の低分子化天然素材に無菌条件下で所定の微生物を接種してなる点にある。
The microbe preparation according to the present invention is characterized in that a low molecular weight natural material according to
また、本発明において、不活性ガスに代えて浄化空気を使用してもよく、つまり、天然原料を水熱反応させて低分子化処理した後、所定の温度まで冷却し、処理容器内に浄化空気を注入して陽圧の浄化空気下に保持しながら回収するようにしてもよい。 Further, in the present invention, purified air may be used instead of the inert gas, that is, the natural raw material is hydrothermally reacted to reduce the molecular weight, and then cooled to a predetermined temperature and purified in a processing container. You may make it collect | recover, inject | pouring air and hold | maintaining under the positive pressure purified air.
本発明によれば、天然原料を低分子化および無害化できることはもとより、処理後の天然素材が酸化するのを防止するとともに微生物汚染を防止して、天然素材が有する機能性を保持したまま無菌状態で回収することができ、微生物製剤の担体として使用するのに適した天然素材を得ることができる。 According to the present invention, natural raw materials can be reduced in molecular weight and detoxified, and after processing, the natural materials are prevented from being oxidized and microbial contamination is prevented. It is possible to obtain a natural material suitable for use as a carrier for microbial preparations.
以下、本発明に係る低分子化天然素材、低分子化天然素材の製造方法およびこれらを用いた微生物製剤の実施形態について図面を用いて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a low molecular weight natural material, a method for producing a low molecular weight natural material, and a microbial preparation using the same will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る低分子化天然素材の製造システム1を示す全体模式図である。本実施形態の低分子化天然素材製造システム1は、主として、各種の天然原料を収容して低分子化処理するための処理容器2と、この処理容器2に投入された天然原料を攪拌するための攪拌手段3と、処理容器2内の天然原料に対して水蒸気を注入するための水蒸気注入手段4と、処理容器2内の圧力を調節するための圧力調節手段5と、処理容器2内に不活性ガスを注入するための不活性ガス注入手段6と、前記攪拌手段3、前記水蒸気注入手段4、前記圧力調節手段5および不活性ガス注入手段6を制御するための制御手段7とから構成されている。
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing a low molecular weight natural material production system 1 according to the present invention. The low molecular weight natural material production system 1 of the present embodiment mainly agitates a
なお、本実施形態で処理する天然原料は、広く自然界に普遍的に存在する各種の天然原料を対象としており、土壌や粘度鉱物の他、動植物原料や有機性廃棄物をも対象としている。例えば、動植物原料としては、海産物、農産物および植物体(薬草およびアレロパシー物質産生植物)等を使用することができ、有機性廃棄物としては、乾燥鶏糞や焼成鶏糞等の畜産廃棄物、カニ殻・エビ殻・鱗等の水産廃棄物、稲藁や籾殻等の農産廃棄物および伐採樹木チップ等を使用することができる。 In addition, the natural raw material processed in this embodiment is intended for various natural raw materials that exist widely in the natural world, and is intended for animal and plant raw materials and organic waste in addition to soil and viscous minerals. For example, marine products, agricultural products, and plants (medicinal herbs and allelopathic substance-producing plants) can be used as animal and plant raw materials, and organic wastes include livestock waste such as dried and burned chicken manure, crab shells, Marine waste such as shrimp shells and scales, agricultural waste such as rice straw and rice husks, and felled tree chips can be used.
本実施形態の各構成部についてより詳細に説明すると、処理容器2は、耐圧性を備えた第一種圧力容器により構成されており、その内部で天然原料を水熱反応させるようになっている。本実施形態において、水熱反応とは、高温高圧の水蒸気を利用した反応であり、各種の天然原料を無害化および低分子化させる作用を有している。水熱反応させる圧力および温度の大きさは、その目的が単に無害化するだけでなく利用価値のある低分子天然素材を残すことであるため、この目的が達成可能な範囲に設定される。後述するように基本的には、圧力が1.96MPa以下、温度が210℃以下に設定するのが好ましい。
If it demonstrates in detail about each structure part of this embodiment, the
また、処理容器2の上部には天然原料の投入口21が設けられるとともに、下部には排出口22が設けられている。排出口22には無菌室25が連結されており、滅菌処理された天然素材を無菌状態で所望の菌を摂取したり、包装等行えるようになっている。前記排出口22には殺菌用紫外線ランプ等を取り付けてもよい。また、投入口21および排出口22は、天然原料を処理する際に処理容器2内の高温高圧条件に耐えられるパッキンが使用された密閉構造を備えている。投入口21および排出口22は、安全性を考慮して、処理容器2内の圧力が0.015MPa以下にまで減圧されない限り、開閉操作が反応しない制御システムを備えている。
In addition, an
なお、処理容器2内の上方には上部温度センサ23aが設けられ、下方には下部温度センサ23bが設けられている。本実施形態では、上部温度センサ23aおよび下部温度センサ23bは処理容器2の鉛直方向から約30°傾斜された処理容器2の内面に配置されている。また、処理容器2内の上方には、圧力を検出する圧力センサ24が備えられている。
An
つぎに、攪拌手段3は、投入された天然原料を一様に加圧および加温するためのものである。この撹拌手段3は、処理容器2内の長手方向に水平回動軸31を軸支しており、この水平回動軸31の垂直面に対して前方に傾斜された撹拌羽根32を取り付けている。水平回動軸31には、これを正逆回動可能な駆動モータ33が連結されている。撹拌手段3は、投入された天然原料を攪拌しつつ徐々に移送するようになっており、投入口21から排出口22まで延在している。一方、駆動モータ33はインバータ制御により回転数および回転方向が制御自在なモータであり、天然原料が水熱反応により無害化および低分子化されるまで必要に応じて処理容器2内で往復動させる。
Next, the
つぎに、水蒸気注入手段4は、高温高圧の水蒸気を発生させるボイラー41と、このボイラー41から発生した水蒸気を処理容器2内に供給するための送気管42とを有している。ボイラー41で発生する水蒸気の圧力およびその圧力に付随する温度は一定値に保持されており、処理容器2内の圧力および温度は、水蒸気の注入量で調節するようになっている。また、送気管42は、処理容器2に対して水平回動軸31よりも上方位置であって略水平方向に連結されている。これは、処理容器2内の天然原料が堆積して圧力を受けていない状態のときに高温高圧水蒸気を当てたい、つまり、天然原料が撹拌されて中空に浮き、他の天然原料に覆い被さる直前に高温高圧水蒸気を当てるのが最適であり、高い処理効率が得られるからである。
Next, the water vapor injection means 4 has a
つぎに、圧力調節手段5は、処理容器2内の圧力および温度を調節するものであり、開閉自在に電気制御されるドレンバルブ51と、このドレンバルブ51を介して処理容器2内の水蒸気を排気するための排気管52とから構成されている。そして、処理容器2内の圧力または温度が所定値を越えるとドレンバルブ51を開放し、処理容器2内の水蒸気を抜いて所定の圧力または温度以下に保持するようになっている。また、本実施形態では、ドレンバルブ51にコールドトラップ8が着脱自在に設けられており、天然原料に応じて気化された各種の有効成分を回収し得るようになっている。なお、排気管52にはサイレンサー9を経由して冷却装置10が連結されており、処理容器2からの水蒸気を冷却して液化し、排水処理設備11に供給するようになっている。さらに、サイレンサー9により、騒音防止条例の規制値をクリアして市街地などに設置できるよう設計されている。
Next, the pressure adjusting means 5 adjusts the pressure and temperature in the
不活性ガス注入手段6は、処理容器2内に不活性ガスを注入するものであり、不活性ガスが封入された不活性ガスボンベ61と、この不活性ガスボンベ61を処理容器2に連結する注入口62と、この注入口62に設けられた注入バルブ63とから構成されている。本実施形態では、不活性ガスとして窒素を使用しているが、これに限られるものではなく、アルゴン等、処理後の天然素材を酸化あるいは酸化重合させないものであればよい。また、酸化防止を必要とせず、単に無菌状態の天然素材を取得したい場合には、浄化処理を施した無菌空気を使用してもよい。
The inert gas injection means 6 is for injecting an inert gas into the
つぎに、制御手段7は、上部温度センサ23a、下部温度センサ23bおよび圧力センサ24に接続されており、これらセンサからの検出信号や所定の制御プログラムに基づいて、攪拌手段3、水蒸気注入手段4、圧力調節手段5および不活性ガス注入手段6を制御するものである。制御手段7は、駆動モータ33の回転方向や回転速度を制御して、処理容器2内における天然原料の撹拌移送時間を制御する。また、制御手段7には、予め各種の天然原料を低分子化処理するのに最適な温度および圧力に関する処理条件が設定されており、この処理条件を保持するように水蒸気注入手段4および圧力調節手段5をフィードバック制御している。すなわち、制御手段7は、上部温度センサ23a、下部温度センサ23bおよび圧力センサ24の検出結果に基づき、処理容器2内の温度および圧力が処理条件に満たない場合には、水蒸気注入手段4を制御して水蒸気を注入するし、逆に処理条件を越えそうな場合には、圧力調節手段5を制御して水蒸気を排気し、温度および圧力を低下させるようになっている。
Next, the control means 7 is connected to the
なお、処理対象となる天然原料の種類によっては、水熱反応処理によってテルペンやフラボン、フェノールのような揮発成分として気化状態で処理容器2内に存在したり、オリゴ糖やアミノ糖として水蒸気中に含有する場合がある。このような有用成分は、処理温度の範囲によって抽出可能な状態に処理できたり、分解によって消滅してしまう。そこで、本実施形態では、各天然原料や抽出対象に応じて回収すべき揮発成分や水溶液成分の温度範囲を予め設定している。そして、制御手段7は、処理を開始後、容器内温度が所定の温度範囲に到達したとき、ドレンバルブ51にコールドトラップ8を接続してドレンバルブ51を開放し、上記温度範囲を超えたとき、再びコールドトラップ8を離脱させてドレンバルブ51を閉じるように設定されている。なお、回収対象によっては完全に水熱反応処理を終えた後に処理物を冷却する途中においてコールドトラップ8を接続し、所望の低分子化天然素材を水溶液成分として抽出してもよい。
Depending on the type of natural raw material to be treated, hydrothermal reaction treatment may be present in the
また、本実施形態の制御手段7は、上記攪拌移送時間が経過して低分子化処理が完了すると、ドレンバルブ51を開放して処理容器2内の水蒸気を排気し、容器内温度を徐々に低下させるように設定されている。そして、容器内温度が所定の温度まで低下したとき、ドレンバルブ51を一旦閉じ、不活性ガス注入手段6の注入バルブ63を開放して処理容器2内に不活性ガスを流入し、処理容器2内に外部から空気や雑菌が流入しない程度の陽圧、すなわち大気圧よりわずかに高い程度の微陽圧に保持しつつ処理物を室温程度まで冷却する。
Further, when the agitation transfer time elapses and the molecular weight reduction process is completed, the control means 7 of the present embodiment opens the
上記のように不活性ガスを注入して微陽圧を維持しながら冷却するのは、外部から酸素が流入して処理後の低分子化天然素材が酸化してしまうのを防止するためである。また、不活性ガスを注入するタイミングは、容器内圧力が負圧に至らないタイミングであればいつでもよい。その後、不活性ガス雰囲気の微陽圧下で排出口22が開放され、処理後の天然素材が無菌室25に排出される。
The reason why cooling is performed while injecting an inert gas and maintaining a slight positive pressure as described above is to prevent oxygen from flowing in from the outside and oxidizing the low molecular weight natural material after treatment. . The timing of injecting the inert gas may be any time as long as the internal pressure of the container does not reach a negative pressure. Thereafter, the
つぎに、本実施形態の低分子化天然素材製造システム1による低分子化天然素材の製造方法について説明する。 Below, the manufacturing method of the low molecular weight natural raw material by the low molecular weight natural raw material manufacturing system 1 of this embodiment is demonstrated.
まず、処理対象となる天然原料の種類ごとに、処理容器2内における処理時の圧力および温度条件、さらにはコールドトラップ8で回収すべき温度範囲等を予め制御手段7に対して設定しておく。この場合、設定される容器内圧力および容器内温度は、各種の天然原料が低分子化されるとともに、十分な滅菌作用が発揮される程度に設定されており、本実施形態では、容器内圧力を約1.96MPa以下、容器内温度を約210℃以下の範囲内に設定する。通常、この設定値を超える温度及び圧力に達すると、天然原料の炭化が進行し、微生物の栄養源となるミネラル等の各種成分の滅失量が大きくなってしまう。
First, for each type of natural raw material to be processed, the pressure and temperature conditions at the time of processing in the
つぎに、投入口21から所定の天然原料を処理容器2内に投入する。つづいて、ボイラー41から高温高圧の水蒸気の注入を開始するとともに、撹拌羽根32によって天然原料を大きく攪拌し、徐々に排出口22方向へ移送する。処理量によっては駆動モータ33を逆方向に反転させて天然原料を往復させながら攪拌移送を行う。これにより小さい処理容器2であっても充分な処理時間が得られる。
Next, a predetermined natural raw material is charged into the
この攪拌移動している間、水平回動軸31よりも上方に取り付けられた送気管42から高温高圧の水蒸気が注入される。このため、天然原料は撹拌手段3の攪拌によって水平回動軸31の上方にばらばらに飛散されたときに、高温高圧の水蒸気が効果的に吹き付けられる。したがって、水蒸気圧力に付随する加熱および水蒸気による加水分解が効果的に進められ、低分子化が進行する。このとき、本実施形態では、圧力が1.96MPa以下、温度が210℃以下の処理条件で処理するため、天然原料を低分子化および無害化するのに十分な加水分解作用を発揮することが可能である。
During this agitation and movement, high-temperature and high-pressure steam is injected from the
また、本実施形態では、処理を開始後、容器内温度が天然原料の種類に応じた所定の温度範囲になったとき、自動または手動によってドレンバルブ51にコールドトラップ8を接続してドレンバルブ51を開放する。これにより、排気される水蒸気から有用な成分が回収される。そして、容器内温度が所定の温度範囲を越えたとき、ドレンバルブ51を閉じるとともにコールドトラップ8を外し、再び、処理容器2内の低分子化処理を進行させる。
In the present embodiment, after the processing is started, when the temperature in the container falls within a predetermined temperature range corresponding to the type of natural raw material, the
なお、処理容器2内に高温高圧の水蒸気が注入されている間、制御手段7は、上部温度センサ23a、下部温度センサ23bおよび圧力センサ24の検出結果を常に監視し、処理容器2内の温度や圧力が予め設定した処理条件を満たすように水蒸気注入手段4および圧力調整手段5を制御している。
While high-temperature and high-pressure steam is injected into the
つづいて、設定した攪拌移送時間が経過すると、制御手段7は水蒸気注入手段4を制御して水蒸気の注入を停止し、ドレンバルブ51を開放する。これにより、処理容器2内の水蒸気が排気管52を通じて排気され、処理容器2内の温度および圧力が急激に低下するため、天然原料が低分子化される。これは、水蒸気の排気により、減圧蒸留、水蒸気蒸留あるいは昇華に類似した現象が発生したためと考えられる。なお、本実施形態では、注入停止後、直ちに水蒸気を排気しているが、低分子化処理の確実性・安定性を想定して数分程度保持してもよい。
Subsequently, when the set agitation transfer time elapses, the control means 7 controls the water vapor injection means 4 to stop the water vapor injection and opens the
その後、制御手段7は、処理容器2内が微陽圧になるまで自然冷却した後、徐々に不活性ガスを注入する。これにより、処理容器2内に不活性ガスを充満させる。そして、処理後の天然素材は不活性ガス雰囲気の微陽圧下において無菌状態のまま無菌室25へ排出される。
Thereafter, the control means 7 naturally cools the inside of the
以上のような圧力および温度による水熱処理によって天然原料は結合分子の分離と分解が起こって低分子化され、加圧蒸気によって滅菌される。そして、不活性ガスを注入して処理容器2内を微陽圧に保持しながら、性状変化させた天然素材を無菌室25へと移送して回収するため、処理後の天然素材が酸化したり酸化重合してしまうことがなく、微生物汚染してしまうのを防止する。
The natural raw material is separated and decomposed by the hydrothermal treatment with the pressure and temperature as described above to reduce the molecular weight, and is sterilized with pressurized steam. In addition, while the inert gas is injected and the inside of the
また、以上の処理により製造された天然素材に、無菌条件下で所定の微生物を接種することにより、微生物製剤が製造される。なお、本実施形態において使用する微生物は、安全性が担保された農薬微生物や、常在性微生物である乳酸菌等の食品微生物、脱窒細菌等の環境微生物、根粒菌・窒素固定菌・枯草菌等の農業関連微生物等を使用することが安全上好ましい。 In addition, a microorganism preparation is produced by inoculating a natural material produced by the above treatment with a predetermined microorganism under aseptic conditions. The microorganisms used in the present embodiment are agrochemical microorganisms that ensure safety, food microorganisms such as lactic acid bacteria that are resident microorganisms, environmental microorganisms such as denitrifying bacteria, rhizobia, nitrogen-fixing bacteria, and Bacillus subtilis. It is preferable from the viewpoint of safety to use agricultural-related microorganisms such as
つぎに、本実施形態の具体的な実施例について説明する。以下の各実施例では、実用化を想定し、天然原料から、微生物製剤の担体やJAS(日本農林規格)に適合する肥料等として使用するのに適した天然素材を製造する実験を行った。 Next, specific examples of the present embodiment will be described. In each of the following examples, an experiment for producing a natural material suitable for use as a carrier of a microbial preparation or a fertilizer conforming to JAS (Japanese Agricultural Standards) was performed on the assumption of practical use.
本実施例の実験では、容積が3000リットルの処理容器2を使用し、この処理容器2に対して充填率が65%〜95%となるように天然原料を投入した。また、処理条件としては、容器内圧力が約1.96MPa以下、容器内温度が約210℃以下の範囲内で天然原料の種類・性質を考慮して適宜選択して設定した。不活性ガスとしては、経済性を考慮して窒素ガスを使用した。
In the experiment of this example, a
『真コンブの調理くずから天然素材を製造する実験』
実施例1では、天然原料として家庭や店舗等から出る真コンブの調理くずを使用して天然素材を製造する実験を行った。まず、処理容器2内に真コンブの調理くず1tを投入し、攪拌条件下において容器内圧力を約1.96MPa、容器内温度を約200℃に保持して処理を行った。水熱反応させた後、ドレンバルブ51から水蒸気を排出して容器内温度を101℃まで低下させ、ドレンバルブ51を閉じて処理後の天然素材を室温以下になるまで冷却した。そして、処理容器2内が微陽圧になった時点で窒素ガスの注入バルブ63を開放するとともにドレンバルブ51を徐々に開放して窒素ガスを注入し、殺菌用紫外線ランプを照射しながら滅菌容器に処理後の天然素材を排出させたところ、オリゴ糖を含有する液状物が回収された。一方、比較例1では、実施例1と同様の処理を行った後、窒素ガスを注入せずに処理物を回収した。
“Experiment to produce natural materials from cooking scraps of true kombu”
In Example 1, an experiment was conducted in which a natural raw material was produced using cooked scraps of true kombu from a home or a store as a natural raw material. First, 1 t of true kombu cooking waste was put into the
そして、実施例1および比較例1で回収した処理物を20℃で2週間保管した後、無菌的に分析用サンプルを採取し、細菌数およびその他の微生物数を測定した。その結果を図2に示す。なお、細菌数はブイヨン寒天培地を使用し、その他の微生物数については、ポテト・デキストロース寒天培地を使用して平板への塗沫法により測定した。図2に示すように、比較例1の処理物では、細菌が106CFU/ml検出され、その他の微生物が103CFU/ml検出されたのに対し、実施例1の天然素材では検出限界以下の値であり、窒素ガス雰囲気の陽圧下における回収処理による滅菌効果の持続性について有効な結果が認められた。 And after processing the processing thing collect | recovered in Example 1 and Comparative Example 1 at 20 degreeC for 2 weeks, the sample for analysis was extract | collected aseptically and the number of bacteria and the number of other microorganisms were measured. The result is shown in FIG. The number of bacteria was measured using a bouillon agar medium, and the number of other microorganisms was measured using a potato dextrose agar medium by a smearing method on a flat plate. As shown in FIG. 2, 10 6 CFU / ml of bacteria were detected in the treated product of Comparative Example 1 and 10 3 CFU / ml of other microorganisms were detected, whereas the detection limit was detected in the natural material of Example 1. The following values were obtained, and an effective result was confirmed for the sustainability of the sterilization effect by the recovery treatment under a positive pressure in a nitrogen gas atmosphere.
また、オリゴ糖の含む液状物が回収されたことを確認するための実験を行った。上記各サンプルを0.45μmのメンブランフィルターでろ過して不溶物を除去した後、ゲルろ過クロマトグラフィー用試料とした。このゲルろ過クロマトグラフィーでは、ゲル担体としてSephadex G−25(Pharmacia社製)を使用し、室温条件下で移動相にイオン交換水を用いて0.5ml/minで行った。標準物質としては、グルコースとマルトトリオースマルトペンタオースを供試し、検出には示差屈折計を使用した。そして、4分ごとに溶出液を回収し、展開開始からの溶出量と全糖量の測定結果を図3に示す。図3に示すように、各溶出量に対し、本発明および比較例においてグルコース換算糖量が検出され、本実施形態によって真コンブを処理した後の液状物にはオリゴ糖類が含有されていることが確認され、これを抽出可能であることが認められた。 In addition, an experiment was conducted to confirm that the liquid containing the oligosaccharide was recovered. Each sample was filtered through a 0.45 μm membrane filter to remove insolubles, and then used as a sample for gel filtration chromatography. In this gel filtration chromatography, Sephadex G-25 (manufactured by Pharmacia) was used as a gel carrier, and ion-exchanged water was used as a mobile phase at room temperature and 0.5 ml / min. Glucose and maltotriose maltopentaose were used as standard substances, and a differential refractometer was used for detection. And an eluate is collect | recovered every 4 minutes, and the measurement result of the elution amount from a development start and a total sugar amount is shown in FIG. As shown in FIG. 3, for each elution amount, a glucose-converted sugar amount is detected in the present invention and the comparative example, and the liquid product after processing the true kombu according to this embodiment contains an oligosaccharide. It was confirmed that it can be extracted.
以上の測定結果より、比較例1の処理物には、細菌およびその他の微生物が含有されているのに対し、実施例1による天然素材には、細菌およびその他の微生物がほとんど存在していないことが示され、その処理後の液状物にはオリゴ糖が含有されていることがわかる。実施例1による処理物は、JASに適合した単肥や土壌改良資材として使用するのに好適な天然素材であることがわかる。 From the above measurement results, the treated product of Comparative Example 1 contains bacteria and other microorganisms, whereas the natural material according to Example 1 has almost no bacteria and other microorganisms. It can be seen that the oligosaccharide is contained in the liquid after the treatment. It turns out that the processed material by Example 1 is a natural material suitable for using as a simple fertilizer and soil improvement material which adapted JAS.
『乾燥鶏糞から天然素材を製造する実験』
実施例2では、天然原料として乾燥鶏糞を使用して天然素材を製造する実験を行った。処理容器2内に乾燥鶏糞5tを投入し、攪拌条件下において容器内圧力を約1.96MPa、容器内温度を約200℃に保持して処理を行った。水熱反応させた後、ドレンバルブ51から水蒸気を排出して容器内温度を101℃まで低下させた。この際、ドレンバルブ51にコールドトラップ8を取り付け蒸気成分を回収した。また、ドレンバルブ51を閉じて天然素材を室温以下になるまで冷却させた後、処理容器2内が微陽圧になった時点で注入バルブ63を開放するとともにドレンバルブ51を徐々に開放して窒素ガスを注入した。そして、殺菌用紫外線ランプを照射しながら滅菌容器に処理後の天然素材を排出させたところ、リン酸、カリウム、カルシウム、マグネシウムおよび含窒素化合物を含有する液状物が回収された。一方、比較例2では、窒素ガスを注入させる点以外は、実施例2と同様の実験を行い、処理物を回収した。
"Experiment to produce natural materials from dried chicken manure"
In Example 2, an experiment for producing a natural material using dry chicken manure as a natural material was conducted. 5t of dry chicken manure was introduced into the
実施例2および比較例2で回収した処理物を20℃で2週間保管した後、無菌的に分析用サンプルを採取し、実施例1と同様の測定法により、細菌数およびその他の微生物数を測定した。その結果を図4に示す。図4に示すように、比較例2の処理物では、細菌が107CFU/ml検出され、その他の微生物が105CFU/ml検出されたのに対し、実施例2の天然素材では検出限界以下の値であった。 Samples for analysis were collected aseptically after storing the treated products collected in Example 2 and Comparative Example 2 at 20 ° C. for 2 weeks, and the number of bacteria and other microorganisms were determined by the same measurement method as in Example 1. It was measured. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, 10 7 CFU / ml of bacteria were detected in the treated product of Comparative Example 2 and 10 5 CFU / ml of other microorganisms were detected, whereas the detection limit was detected in the natural material of Example 2. The following values were obtained.
また、メイラード反応および酸化重合の状況を把握するため、上記各サンプルを0.45μmのメンブランフィルターでろ過して不溶物を除去した後、可視(438nm)の吸光度を測定することにより、メイラード反応生成物の外径を測定した。その結果を図5に示す。なお、吸光度は、上記各サンプルを窒素ガス気流中で1.0以下になるまで希釈し、この希釈倍率で窒素ガス気流中で測定した。図5に示すように、比較例2の処理物に含有されるメイラード反応生成物の外径は0.471nmであり、実施例2の天然素材に含有されるメイラード反応生成物の外径は0.120nmであり、低分子化されていることがわかる。 In addition, in order to grasp the status of Maillard reaction and oxidative polymerization, each sample was filtered through a 0.45 μm membrane filter to remove insoluble matters, and then the visible (438 nm) absorbance was measured, thereby generating a Maillard reaction. The outer diameter of the object was measured. The result is shown in FIG. In addition, the absorbance was measured by diluting each sample in the nitrogen gas stream until it became 1.0 or less, and using this dilution ratio in the nitrogen gas stream. As shown in FIG. 5, the outer diameter of the Maillard reaction product contained in the treated product of Comparative Example 2 is 0.471 nm, and the outer diameter of the Maillard reaction product contained in the natural material of Example 2 is 0. It can be seen that the molecular weight is reduced to 120 nm.
以上の測定結果より、比較例2の処理物には、細菌およびその他の微生物が含有されているのに対し、実施例2による天然素材には、細菌およびその他の微生物がほとんど存在していないことが示された。また、メイラード反応生成物の外径は、水熱反応による水素結合の切断によって低分子化されていることが示され、実施例2の処理物は比較例に比べても4分の1程度まで低分子化されており、酸化重合の影響が極力抑制されていると考えられる。以上、実施例2の実験結果によれば、実施例2による処理物は、日本農林規格に適合した単肥として使用するのに好適な天然素材であることがわかる。 From the above measurement results, the treated product of Comparative Example 2 contains bacteria and other microorganisms, whereas the natural material according to Example 2 has almost no bacteria and other microorganisms. It has been shown. Moreover, it is shown that the outer diameter of the Maillard reaction product is reduced in molecular weight by breaking hydrogen bonds by hydrothermal reaction, and the processed product of Example 2 is up to about a quarter of the comparative example. It is thought that the molecular weight is low and the influence of oxidative polymerization is suppressed as much as possible. As mentioned above, according to the experimental result of Example 2, it turns out that the processed material by Example 2 is a natural material suitable for using as a simple fertilizer adapted to Japanese agricultural and forestry standards.
『ピートモス、赤玉土およびバーミキュライトから微生物製剤を製造する実験』
実施例3では、ピートモス、赤玉土およびバーミキュライトを重量比で5:10:1に混合した天然原料を担体原料として使用し、微生物製剤を製造する実験を行った。処理容器2内に上記担体原料を700リットル投入し、攪拌条件下において容器内圧力を約1.5MPa、容器内温度を約130℃で10分間保持して処理を行った。水熱反応させた後、ドレンバルブ51から水蒸気を排出して容器内温度を101℃まで低下させ、ドレンバルブ51を閉じて処理後の天然素材を30℃以下になるまで冷却した。そして、担体原料を攪拌しながら、注入バルブ63を開放するとともに、ドレンバルブ51を徐々に開放して窒素ガスを注入するとともに、細菌懸濁液を10リットル添加した。処理容器2内が微陽圧になった時点で、殺菌用紫外線ランプを照射しながら滅菌容器に処理後の天然素材を排出した。一方、比較例3では、1/100のスケールで実験室用の蒸気滅菌器を使用して130℃で10分間、担体原料の滅菌操作を行い、以後はクリーンベンチを使用して細菌の接種作業を行った。
"Experiment to produce microbial preparations from peat moss, red crust and vermiculite"
In Example 3, an experiment for producing a microbial preparation was performed using a natural raw material in which peat moss, red bean clay and vermiculite were mixed at a weight ratio of 5: 10: 1 as a carrier raw material. 700 liters of the above-mentioned carrier raw material was put into the
なお、本実施例3では、細菌懸濁液として、ホウレンソウを栽培している圃場の表面土壌から硝酸態窒素の脱窒能を有するPseudomonas sp.(シュードモナス)属細菌を分離した後、ポテト・シュークロース寒天培地に画線し、25℃で10日間培養したものを滅菌水で106CFU/mlに調整したものを使用した。また、細菌懸濁液の添加作業は、窒素ボンベ61の注入口62に細菌懸濁液を収容した耐圧容器の入口部を連結することにより行った。
In Example 3, after separating Pseudomonas sp. (Pseudomonas) genus bacteria having the ability to denitrify nitrate nitrogen from the surface soil of the field where spinach is cultivated as a bacterial suspension, potato shoe What was streaked on a Claus agar medium and cultured for 10 days at 25 ° C. was adjusted to 10 6 CFU / ml with sterilized water. In addition, the addition of the bacterial suspension was performed by connecting the inlet portion of the pressure vessel containing the bacterial suspension to the
実施例3および比較例3で回収した処理物を25℃で10日間、静置培養した後、無菌的に菌数測定用サンプルを採取し、接種菌数および雑菌数を測定した。その結果を図6に示す。なお、細菌数は、ポテト・シュークロース寒天平板とクリスタルバイオレットを含有する同培地を使用して測定した。図6に示すように、比較例3の処理物中には、シュードモナス属細菌が107CFU/g検出された他、グラム陽性細菌および糸状菌がそれぞれ102CFU/g、103CFU/g検出された。一方、実施例3による微生物製剤では、接種したシュードモナス属細菌が108CFU/g検出されたが、グラム陽性細菌、糸状菌およびその他の微生物は検出限界以下であった。 The treated products collected in Example 3 and Comparative Example 3 were statically cultured at 25 ° C. for 10 days, and then a sample for measuring the number of bacteria was aseptically collected, and the number of inoculated bacteria and the number of bacteria were measured. The result is shown in FIG. The number of bacteria was measured using the same medium containing potato sucrose agar plate and crystal violet. As shown in FIG. 6, 10 7 CFU / g of Pseudomonas bacteria were detected in the treated product of Comparative Example 3, and 10 2 CFU / g and 10 3 CFU / g of Gram-positive bacteria and filamentous fungi were respectively detected. was detected. On the other hand, in the microorganism preparation according to Example 3, 10 8 CFU / g of the inoculated Pseudomonas bacteria was detected, but the gram-positive bacteria, filamentous fungi and other microorganisms were below the detection limit.
以上の測定結果より、比較例3の処理物は、蒸気滅菌器を使用して滅菌したにもかかわらず、雑菌が含有されてしまうのに対し、実施例3による微生物製剤は、接種したシュードモナス属細菌以外の雑菌は存在していないことが示され、純度が高く生分解性能の高い微生物製剤になり得ることがわかる。また、実施例3の処理物は合成化合物ではなく天然素材を使用した担体として日本農林規格にも適合する。 From the above measurement results, the treated product of Comparative Example 3 contained miscellaneous bacteria despite being sterilized using a steam sterilizer, whereas the microorganism preparation of Example 3 was inoculated with Pseudomonas sp. It is shown that various bacteria other than bacteria are not present, and it can be seen that it can be a microbial preparation with high purity and high biodegradability. In addition, the treated product of Example 3 conforms to Japanese Agricultural Standards as a carrier using a natural material instead of a synthetic compound.
『赤玉土、籾殻および乾燥鶏糞から微生物製剤を製造する実験』
実施例4では、赤玉土、籾殻および乾燥鶏糞を重量比で1:2:1に混合した天然原料を担体原料として使用し、微生物製剤を製造する実験を行った。処理容器2内に上記担体原料を700リットル投入し、攪拌条件下において容器内圧力を約1.96MPa、容器内温度を約200℃に保持して処理を行った。水熱反応させた後、ドレンバルブ51から水蒸気を排出して容器内温度を101℃まで低下させ、ドレンバルブ51を閉じて処理後の天然素材を30℃以下になるまで冷却した。そして、再びドレンバルブ51を開放するとともに、担体原料を攪拌しながら注入バルブ63を徐々に開放して窒素ガスを注入し、細菌懸濁液を添加した。処理容器2内が微陽圧になるまで窒素ガスを注入した後、殺菌用紫外線ランプを照射しながら滅菌容器に処理後の微生物製剤を排出した。
"Experiment to produce microbial preparation from red crust, rice husk and dried chicken manure"
In Example 4, an experiment was carried out to produce a microbial preparation using a natural raw material in which red jade earth, rice husk and dried chicken manure were mixed at a weight ratio of 1: 2: 1 as a carrier raw material. 700 liters of the carrier raw material was charged into the
一方、比較例4Aでは、実施例4における窒素ガスの代わりに無菌フィルターで浄化した圧縮空気を使用して製造した微生物製剤を使用した。さらに、比較例4Bでは、窒素ガスや浄化空気を使用せずに製造した微生物製剤を使用した。 On the other hand, in Comparative Example 4A, a microbial preparation produced using compressed air purified with a sterile filter was used instead of nitrogen gas in Example 4. Furthermore, in Comparative Example 4B, a microbial preparation produced without using nitrogen gas or purified air was used.
なお、本実施例4では、細菌懸濁液として、市販の納豆から分離したBacillus subtilis(バチルス・ズブチリス)細菌をポテト・デキストロース寒天平板に画線し、30℃で3日間培養したものを滅菌水で107CFU/mlに調整したものを使用した。また、細菌懸濁液の添加作業は、実施例3と同様の方法により行った。 In this Example 4, Bacillus subtilis bacteria isolated from commercially available natto were streaked on a potato-dextrose agar plate as a bacterial suspension and cultured at 30 ° C. for 3 days. Used to adjust to 10 7 CFU / ml. In addition, the addition of the bacterial suspension was performed in the same manner as in Example 3.
実施例4および比較例4A,4Bで回収した処理物を28℃で14日間、静置培養した後、無菌的に菌数測定用サンプルを5点採取し、接種菌数および雑菌数を測定した。その結果を図7に示す。なお、細菌数は、ポテト・デキストロース寒天平板を使用して実施例3と同様の操作により測定した。図7に示すように、比較例4Bの処理物中には、納豆菌が105〜106CFU/g検出された他、グラム陰性細菌、糸状菌およびその他の微生物がそれぞれ107〜108CFU/g、105〜106CFU/gおよび108〜109CFU/g検出された。一方、実施例4および比較例4Aによる微生物製剤では、納豆菌がそれぞれ108〜109CFU/gおよび107〜108CFU/g検出されたが、グラム陰性細菌、糸状菌およびその他の微生物はほとんど検出されなかった。 The treated products collected in Example 4 and Comparative Examples 4A and 4B were statically cultured at 28 ° C. for 14 days, and then aseptically five samples for measuring the number of bacteria were collected, and the number of inoculated bacteria and the number of bacteria were measured. . The result is shown in FIG. The number of bacteria was measured in the same manner as in Example 3 using a potato-dextrose agar plate. As shown in FIG. 7, in the treated product of Comparative Example 4B, 10 5 to 10 6 CFU / g of natto bacteria were detected, and 10 7 to 10 8 gram-negative bacteria, filamentous fungi, and other microorganisms, respectively. CFU / g, 10 5 to 10 6 CFU / g and 10 8 to 10 9 CFU / g were detected. On the other hand, in the microorganism preparations according to Example 4 and Comparative Example 4A, 10 8 to 10 9 CFU / g and 10 7 to 10 8 CFU / g of natto bacteria were detected, respectively. However, gram-negative bacteria, filamentous fungi and other microorganisms were detected. Was hardly detected.
以上の測定結果より、比較例4Bの処理物は、滅菌処理をせずに回収したため各種の雑菌が混入してしまったのに対し、実施例4および比較例4Aによる微生物製剤は、滅菌条件下でかつ不活性ガス雰囲気または浄化空気下で回収したため接種した納豆菌以外の雑菌はほとんど存在していないことが示された。ただし、比較例4Aによる微生物製剤は、肥料等として使用するには問題ないが、空気気流下で回収しているため、酸化や酸化重合が進行しており、その点で微生物製剤としての性状が低下する。本実施例4の実験結果によれば、実施例4による微生物製剤は、純度が高く、生分解性能が高い微生物製剤になり得ることがわかり、また、合成化合物ではなく天然素材を使用するため担体として日本農林規格にも適合する。 From the above measurement results, the processed product of Comparative Example 4B was collected without sterilization, and various miscellaneous germs were mixed, whereas the microorganism preparations of Example 4 and Comparative Example 4A were subjected to sterilization conditions. In addition, since it was collected in an inert gas atmosphere or purified air, it was shown that there were almost no germs other than inoculated natto. However, the microbial preparation according to Comparative Example 4A has no problem to be used as a fertilizer or the like, but since it is collected under an air stream, oxidation and oxidative polymerization are in progress, and in that respect the properties as a microbial preparation are descend. According to the experimental results of this Example 4, it can be seen that the microbial preparation according to Example 4 can be a microbial preparation with high purity and high biodegradability, and also because it uses natural materials instead of synthetic compounds, the carrier It also conforms to Japanese agricultural and forestry standards.
『大根から天然素材を製造する実験』
実施例5では、天然原料として大根を使用して天然素材を製造する実験を行った。処理容器2内に大根600kgを投入し、攪拌条件下において容器内圧力を約1.96MPa、容器内温度を約200℃に保持して処理を行った。水熱反応させた後、ドレンバルブ51から水蒸気を排出して容器内温度を102℃まで低下させてドレンバルブ51を閉じた。そして、注入バルブ63を開放するとともに、ドレンバルブ51を徐々に開放して窒素ガスを注入して処理容器2内を微陽圧に保持しながら天然素材を室温以下になるまで冷却した。窒素気流下で滅菌容器に処理後の天然素材を排出したところ、液状物が回収された。一方、比較例5では、窒素ガスを注入させる点以外は、実施例5と同様の実験を行い、処理物を回収した。
"Experiment to produce natural materials from radish"
In Example 5, an experiment for producing a natural material using radish as a natural material was conducted. 600 kg of radish was put into the
また、メイラード反応および酸化重合の状況を把握すべく、実施例5および比較例5で回収した処理物から分析用サンプルを採取し、この分析用サンプル中のメイラード反応生成物の外径を、分光光度計を使用し430nmの吸光度で測定した。その結果を図8に示す。なお、吸光度の測定は、実施例2と同様の方法により測定した。図8に示すように、比較例5の処理物に含有されるメイラード反応生成物の外径は0.511nmであるのに対し、実施例5の天然素材に含有されるメイラード反応生成物の外径は0.220nmであり、約半分以下にまで低分子化されていることがわかる。 In addition, in order to grasp the status of Maillard reaction and oxidative polymerization, an analytical sample was collected from the treated products recovered in Example 5 and Comparative Example 5, and the outer diameter of the Maillard reaction product in the analytical sample was measured by spectroscopic analysis. Measurement was performed at an absorbance of 430 nm using a photometer. The result is shown in FIG. The absorbance was measured by the same method as in Example 2. As shown in FIG. 8, the outer diameter of the Maillard reaction product contained in the treated product of Comparative Example 5 is 0.511 nm, whereas the outer diameter of the Maillard reaction product contained in the natural material of Example 5 is increased. It can be seen that the diameter is 0.220 nm, and the molecular weight is reduced to about half or less.
以上の測定結果より、実施例5による天然素材に含有されるメイラード反応生成物の外径は、比較例5に比較して、半分以下にまで低減されることが示され、水熱反応によりダイコンを構成する分子結合を効果的に切断して低分子化できるとともに、酸化重合が極力抑制されていることがわかる。 From the above measurement results, it is shown that the outer diameter of the Maillard reaction product contained in the natural material according to Example 5 is reduced to less than half compared with Comparative Example 5, and the radish reaction is performed by hydrothermal reaction. It can be seen that the molecular bonds constituting the can be effectively cut to reduce the molecular weight, and the oxidative polymerization is suppressed as much as possible.
『セイタカアワダチソウから天然素材を製造する実験』
実施例6では、天然原料として自然発生のセイタカアワダチソウの根部を水洗いし、約5cm程度に裁断したものを使用して天然素材を製造する実験を行った。処理容器2内にセイタカアワダチソウ500リットルを投入し、攪拌条件下において容器内圧力を約1.96MPa、容器内温度を約200℃に保持して処理を行った。この際、ドレンバルブ51にコールドトラップ8を取り付け、蒸気成分を回収しつつ容器内温度を102℃まで低下させてドレンバルブ51を閉じた。このコールドトラップ8では、テルペン類やフェノール類が回収された。そして、注入バルブ63を開放するとともに、ドレンバルブ51を徐々に開放して窒素ガスを注入して処理容器2内を微陽圧に保持しながら天然素材を室温以下になるまで冷却した。窒素気流下で滅菌容器に処理後の天然素材を排出したところ、液状物が回収された。一方、比較例6では、窒素ガスを注入させる点以外は、実施例6と同様の実験を行い、処理物を回収した。
"Experiment to produce natural materials from scorpion millet"
In Example 6, an experiment was conducted in which a natural material was produced using a naturally-occurring root of the smelt moth that was naturally washed as a raw material and was cut into approximately 5 cm. The
実施例6および比較例6で回収した処理物のうち、コールドトラップ8から取得した凝縮物を除いて分析用サンプルを採取し、この分析用サンプル中のメイラード反応生成物の外径を、実施例5と同様の方法により測定した。図9に示すように、比較例6の処理物に含有されるメイラード反応生成物の外径は0.318nmであるのに対し、実施例6の天然素材に含有されるメイラード反応生成物の外径は0.114nmであり、約3分の1程度にまで低分子化されていることがわかる。
Of the processed products recovered in Example 6 and Comparative Example 6, the sample for analysis was collected except for the condensate obtained from the
以上の測定結果より、実施例6による天然素材に含有されるメイラード反応生成物の外径は、比較例6に比較して、半分以下にまで低減されることが示された。 From the above measurement results, it was shown that the outer diameter of the Maillard reaction product contained in the natural material according to Example 6 was reduced to less than half compared with Comparative Example 6.
『アルファルファおよび真コンブの調理くずから微生物製剤を製造する実験』
実施例7では、天然原料として、アルファルファおよび真コンブの調理くずを使用して微生物製剤を製造する実験を行った。処理容器2内にアルファルファ100kgおよび真コンブの調理くずを10kg投入し、攪拌条件下において容器内圧力を約1.96MPa、容器内温度を約200℃に保持して処理を行った。水熱反応させた後、ドレンバルブ51から水蒸気を排出して容器内温度を101℃まで低下させ、ドレンバルブ51を閉じて処理後の天然素材を30℃以下になるまで冷却した。そして、天然原料を攪拌しながら、注入バルブ63を開放するとともに、ドレンバルブ51を徐々に開放して窒素ガスを注入し、乳酸菌懸濁液を添加した。処理容器2内が微陽圧になるまで窒素ガスを注入した後、殺菌用紫外線ランプを照射しながら滅菌容器に処理後の微生物製剤を排出した。
"Experiment to produce microbial products from alfalfa and true kombu cooking waste"
In Example 7, an experiment was conducted to produce a microbial preparation using alfalfa and true kombu cooking scraps as natural raw materials. The
一方、比較例7Aでは、実施例7における窒素ガスの代わりに無菌フィルターで浄化した圧縮空気を使用して製造した微生物製剤を使用した。さらに、比較例7Bでは、窒素ガスや浄化空気を使用せずに製造した微生物製剤を使用した。 On the other hand, in Comparative Example 7A, a microbial preparation produced using compressed air purified with a sterile filter was used instead of nitrogen gas in Example 7. Furthermore, in Comparative Example 7B, a microbial preparation produced without using nitrogen gas or purified air was used.
なお、本実施例7では、市販のヨーグルトから乳酸菌を分離し、これをV8液体培地を使用して嫌気性条件下において30℃で5日間培養させた培養液5リットルを乳酸菌懸濁液として使用した。また、乳酸菌懸濁液の添加作業は、実施例3と同様の方法により行った。 In Example 7, lactic acid bacteria were separated from commercially available yogurt, and 5 liters of the culture solution was cultured at 30 ° C. for 5 days under anaerobic conditions using a V8 liquid medium as a lactic acid bacteria suspension. did. The addition of the lactic acid bacteria suspension was performed in the same manner as in Example 3.
実施例7および比較例7A,7Bで回収した微生物製剤を28℃で3日間、静置培養した後、無菌的に菌数測定用サンプルを採取し、接種菌数および雑菌数を測定した。その結果を図10に示す。なお、接種菌数は、V8寒天培地と炭酸カルシウムとの重層培地を使用し、雑菌数は、ポテト・デキストロース寒天平板を使用して測定した。図10に示すように、比較例7Bの処理物中には、雑菌である細菌、糸状菌およびその他の微生物がそれぞれ10−8CFU/g、104CFU/gおよび106CFU/g検出されたにも関わらず、乳酸菌は検出されなかった。一方、実施例7および比較例7Aによる微生物製剤では、接種した乳酸菌がそれぞれ106CFU/gおよび104CFU/g検出されたが、細菌、糸状菌およびその他の微生物はほとんど検出されなかった。 The microorganism preparations collected in Example 7 and Comparative Examples 7A and 7B were statically cultured at 28 ° C. for 3 days, and then a sample for measuring the number of bacteria was aseptically collected, and the number of inoculated bacteria and the number of various bacteria were measured. The result is shown in FIG. The number of inoculated bacteria was measured using a layered medium of V8 agar medium and calcium carbonate, and the number of miscellaneous bacteria was measured using a potato-dextrose agar plate. As shown in FIG. 10, 10 −8 CFU / g, 10 4 CFU / g, and 10 6 CFU / g are detected as bacteria, filamentous fungi, and other microorganisms as bacteria in the treated product of Comparative Example 7B. Nevertheless, no lactic acid bacteria were detected. On the other hand, in the microorganism preparations of Example 7 and Comparative Example 7A, the inoculated lactic acid bacteria were detected at 10 6 CFU / g and 10 4 CFU / g, respectively, but bacteria, filamentous fungi and other microorganisms were hardly detected.
以上の測定結果より、比較例7Bの処理物は、無菌処理を施していないため各種の雑菌が混入してしまい乳酸菌が消滅しているのに対し、実施例7および比較例7Aによる微生物製剤には、水熱処理後に接種した乳酸菌以外の雑菌はほとんど存在せず、滅菌および無菌処理の効果が維持されていることが示された。ただし、比較例7Aによる微生物製剤は、肥料等として使用するには問題ないが、空気気流下で回収しているため酸化や酸化重合しており、微生物製剤の適性は低いと考えられる。 From the above measurement results, the processed product of Comparative Example 7B was not sterilized, and thus various germs were mixed in and the lactic acid bacteria disappeared, whereas the microbial preparations of Example 7 and Comparative Example 7A were used. There was almost no miscellaneous bacteria other than lactic acid bacteria inoculated after hydrothermal treatment, indicating that the effects of sterilization and aseptic treatment were maintained. However, although the microbial preparation according to Comparative Example 7A has no problem to be used as a fertilizer or the like, it is considered that the suitability of the microbial preparation is low because it is collected under an air stream and is oxidized or oxidatively polymerized.
なお、上述した各実施例の他、天然原料として甲殻類およびそれらの殻を使用した場合、アンモニア、アミン類、アミノ糖、オリゴ糖、カルシウム化合物等が天然素材として回収し得る。また、天然原料として魚の鱗を使用した場合、コラーゲンやカルシウム化合物等が天然素材として回収し得る。さらに、天然原料として薬草類、海藻類、剪定葉、伐採木材チップ、アレロパシー物質産生植物を使用した場合、テルペン類、フラボノール類、フェノール類、オリゴ糖、マグネシウム化合物、ミネラル類等が天然素材として回収し得る。また、稲藁や籾殻等の有機性廃棄物を天然原料とした場合には、オリゴ糖やケイ酸化合物等が天然素材として回収し得る。さらに、乾燥鶏糞や焼成鶏糞を天然原料とした場合には、含窒素化合物、リン酸化合物、カルシウム化合物、カリ化合物等が天然素材として回収し得る。 In addition to the above-described examples, when crustaceans and their shells are used as natural raw materials, ammonia, amines, amino sugars, oligosaccharides, calcium compounds, and the like can be recovered as natural materials. In addition, when fish scales are used as natural raw materials, collagen, calcium compounds, and the like can be recovered as natural raw materials. Furthermore, when natural herbs, medicinal herbs, seaweeds, pruned leaves, felled wood chips, allelopathic substance-producing plants are used, terpenes, flavonols, phenols, oligosaccharides, magnesium compounds, minerals, etc. are recovered as natural materials Can do. In addition, when organic waste such as rice straw and rice husks is used as a natural raw material, oligosaccharides, silicic acid compounds and the like can be recovered as natural raw materials. Furthermore, when dried chicken manure or burned chicken manure is used as a natural raw material, nitrogen-containing compounds, phosphate compounds, calcium compounds, potash compounds, and the like can be recovered as natural materials.
以上のような本実施形態によれば、
1.天然原料を低分子化および無害化できることはもとより、処理後の天然素材が酸化するのを防止するとともに微生物汚染を防止することができる。
2.天然素材が有する機能性を保持したまま無菌状態で回収することができ、微生物製剤の担体として使用するのに適した天然素材を得ることができる。
3.天然原料から製造される天然素材を固形成分、液状成分および揮発性成分として分別抽出することができる。
4.担体として合成化合物を使用しない微生物製剤を製造できるため、畜産、農業、環境等の各種分野に供給することができる
等の効果を奏する。
According to this embodiment as described above,
1. In addition to being able to reduce the molecular weight and detoxify the natural raw material, it is possible to prevent the natural material after treatment from being oxidized and to prevent microbial contamination.
2. It can be recovered in a sterile state while retaining the functionality of the natural material, and a natural material suitable for use as a carrier for a microbial preparation can be obtained.
3. Natural materials produced from natural raw materials can be separated and extracted as solid components, liquid components and volatile components.
4). Microbial preparations that do not use synthetic compounds as a carrier can be produced, and thus can be supplied to various fields such as livestock, agriculture, and the environment.
なお、本発明に係る低分子化天然素材、低分子化天然素材の製造方法およびこれらを用いた微生物製剤は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。 Note that the low molecular weight natural material, the method for producing the low molecular natural material, and the microbial preparation using the same according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed.
例えば、上述した実施形態では、高温高圧の水蒸気下で処理しているが、水熱反応させ得るものであれば、これに限られるものではない。例えば、処理容器2内に予め天然原料と水道水を投入し、この処理容器2内を攪拌しながら高温高圧に保持して水熱反応させるようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the treatment is performed under high-temperature and high-pressure steam, but the invention is not limited to this as long as it can be hydrothermally reacted. For example, natural raw materials and tap water may be charged into the
1 低分子化天然素材製造システム
2 処理容器
3 攪拌手段
4 水蒸気注入手段
5 圧力調節手段
6 不活性ガス注入手段
7 制御手段
8 コールドトラップ
9 サイレンサー
10 冷却装置
11 排水処理設備
21 投入口
22 排出口
23a 上部温度センサ
23b 下部温度センサ
24 圧力センサ
25 無菌室
31 水平回動軸
32 攪拌羽根
33 駆動モータ
41 ボイラー
42 送気管
51 ドレンバルブ
52 排気管
61 不活性ガスボンベ
62 注入口
63 注入バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Low molecular weight natural raw
Claims (6)
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JP2005295675A JP2007098367A (en) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Natural material for degradation, production method of natural material for degradation, and microorganism formulation employing thereof |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8850715B2 (en) * | 2006-09-07 | 2014-10-07 | Eisenmann Ag | Process and installation for drying articles |
JP2015048399A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Production device and production method for organic matter |
CN113755373A (en) * | 2021-09-02 | 2021-12-07 | 安徽农业大学 | Method for preparing decay promoting microbial inoculum for returning straws to field |
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2005
- 2005-10-07 JP JP2005295675A patent/JP2007098367A/en active Pending
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