JP2013527104A - 有機廃棄物の処理 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、有機廃棄物を処理するプロセスであって、以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち少なくとも3つの微生物群の1以上の微生物と有機廃棄物を接触させる工程を含み、上記接触を、上記有機廃棄物を有機肥料に少なくとも部分的に変換する条件下で行うプロセスに関する。
【選択図】なし
Description
ここに開示するのは、有機廃棄物を処理するプロセスであって、以下の微生物:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち1以上の微生物と有機廃棄物を接触させる工程を含み、上記接触を、上記有機廃棄物を有機肥料に少なくとも部分的に変換する条件下で行うプロセスである。
(a)バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち1以上の微生物を含有する組成物と、
(b)有機廃棄物を有機肥料に少なくとも部分的に変換する条件下で、該有機廃棄物と上記組成物を接触させるための指示書と
を含むキットである。
(a)以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち少なくとも3つの微生物群の1以上の微生物を含有する組成物と、
(b)有機廃棄物を有機肥料に少なくとも部分的に変換する条件下で、該有機廃棄物と上記組成物を接触させるための指示書と
を含むキットが提供される。
(a)処理領域において有機廃棄物と上述の組成物を混合するための撹拌手段であって、上記処理領域の長手軸方向に沿って異なる高さで配置された2本以上のアームを有する撹拌手段と、
(b)上記有機廃棄物を加熱するための加熱手段であって、上記有機廃棄物を加熱して、上記有機廃棄物を連続的に浄化し、少なくとも部分的に処理できるよう構成されている加熱手段
を備えるシステムである。
本開示において使用する以下の単語及び用語は、以下に示すような意味を有する。
有機廃棄物を処理するためのプロセス、組成物、キット及びシステムの実施形態を以下に例示する。但し本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
添付の図面は、開示される実施形態を例示するものであり、開示される実施形態の原理を説明するための助けとなるものである。しかしながら、この図面は単に例示することを目的として設計されたものであり、本発明の限定を示すものではないことを理解されたい。
図1には、本開示のシステムの一実施形態が示されている。この実施形態において、システム100は、有機廃棄物を処理領域104に入口106を介して搬送するための搬入ベルトコンベヤ102を備えている。処理領域104は、土台107の上に配置されており、加熱手段108と撹拌手段109を備えている。撹拌手段109は、109a、109b、109c及び109dという4つのアームを有しており、これらは高さの異なる2つの位置に配置され、処理領域104の長手軸111から半径方向に延在している。上記撹拌手段は、モータ110及び減速器110aによって制御されている。処理領域104はカバー112によって覆われており、そのカバーは、出口114を通過する搬出ベルトコンベヤ116を備えている。制御ユニット118もまたカバー112に取り付けられている。
10gのグルコースと、8gの酵母エキスと、5gの塩化ナトリウムとを混合することにより、1Lの普通ブイヨン(nutrient broth)を調製した。その後、その普通ブイヨンに、選択した微生物:ストレプトマイセス・パクタム(Streptomyces pactum)、コリネバクテリウム・ストリアタム(Corynebacterium striatum)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・スファエリクス(Bacillus sphaericus)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、シュードモナス・アルカリゲネス(Pseudomonas alcaligenes)、シュードモナス・マリノグルチノサ(Pseudomonas marinoglutinosa)、ビフィドバクテリウム・サーモフィルス(Bifidobacterium thermophilus)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチラス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)及びラクトバチラス・フェルメントゥス(Lactobacillus fermentus)を接種した。ストレプトマイセス・パクタム(Streptomyces pactum)、コリネバクテリウム・ストリアタム(Corynebacterium striatum)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バチルス・スファエリクス(Bacillus sphaericus)、シュードモナス・アルカリゲネス(Pseudomonas alcaligenes)、シュードモナス・マリノグルチノサ(Pseudomonas marinoglutinosa)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチラス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)及びラクトバチラス・フェルメントゥス(Lactobacillus fermentus)を接種した普通ブイヨンを37℃で培養し、一方、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)及びビフィドバクテリウム・サーモフィルス(Bifidobacterium thermophilus)を接種した普通ブイヨンを60℃で培養した。
NPK値
標準的なケルダール法(APHA 4500 Norg B)を用いて有機肥料中の全窒素量を測定した。有機肥料の標準的な酸消化に続いて高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)を行って、有機肥料中のリン含有量及びカリウム含有量を測定した。
標準的な強熱減量法(LOI)を用いて有機炭素含有量を測定した。有機廃棄物又は有機肥料の試料の重量を計測し、初期重量を記録した。次に、試料を350℃のオーブン内に3時間入れた。その後、試料を冷却し、重量を再計測し、その最終重量を記録した。有機炭素含有量を以下のように求めた。
有機炭素%=(減少した重量÷初期重量)×100
窒素含有量は、標準的なケルダール法(APHA 4500 Norg B)を用いて測定した。
C/N比=有機炭素%:窒素%
(生鶏糞を原料とした有機肥料の製造)
生鶏糞、鶏の死骸及び鶏の羽根をおがくず、灰、もみ殻、稲わら、麦わら、キノコ廃菌床又はトウモロコシの穂軸と混合した。有機廃棄物混合物の初期水分量を最初の6時間は35〜60重量%に調整し、その後は15〜20重量%に再調整して維持した。混合物を最初の2時間は100〜150℃に加熱し、その後、混合物を50〜65℃に冷却した。上述のようにして調製した微生物組成物をこの混合物に添加した。
(空果房を原料とした有機肥料の製造)
脱穀した5〜10mmのEFP(空果房)粒子を鶏糞、鶏の死骸、ヤギ糞、POME、EFB灰及び/又は灰と混合した。有機廃棄物混合物の初期水分量を最初の6時間は35〜60重量%に調整し、その後は15〜20重量%に再調整して維持した。混合物を最初の2時間は100〜150℃に加熱し、その後、混合物を50〜65℃に冷却した。上述のようにして調製した微生物組成物をこの混合物に添加した。
(食品廃棄物汚泥を原料とした有機肥料の製造)
食品廃棄物スラリー及び/又は食品加工工場の粗目スクリーンステーションで集めた物質を、もみ殻、稲わら、麦わら、トウモロコシの穂軸、コーヒー豆殻、アブラヤシEFB、オリーブ殻、果皮、木くず、廃棄野菜、キノコ廃菌床、使用済みのランの堆肥、及び/又は、花の切りくずと混合した。有機廃棄物混合物の初期水分量を最初の6時間は35〜60重量%に調整し、その後15〜20重量%に再調整して維持した。混合物を最初の2時間は100〜150℃に加熱し、その後、混合物を50〜65℃に冷却した。上述のようにして調製した微生物組成物をこの混合物に添加した。
有利にも、有機廃棄物を処理するための本開示のプロセスは、有機肥料を製造するための改良されたプロセスを提供する。より有利には、本開示のプロセスでは、有機肥料を製造するために必要な期間が、従来の堆肥化法を用いた場合に要する数ヶ月から、本開示のプロセス、組成物及びシステムを用いることでたった1日又は数日へと実質的に減少する。高いC/N比を有する有機廃棄物は、本開示のプロセス、組成物及びシステムを用いれば、わずか24時間後にはC/N比が減少した有機肥料へと迅速に変換することができる。これは、結果としてエネルギー費と人件費の実質的な削減にもなる。
102 搬入ベルトコンベヤ
104 処理領域
106 入口
107 土台
108 加熱手段
109 撹拌手段
110 モータ
110a 減速器
111 処理領域104の長手軸
112 カバー
114 出口
116 搬出ベルトコンベヤ
118 制御ユニット
Claims (49)
- 有機廃棄物を処理するプロセスであって、
以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち少なくとも3つの微生物群の1以上の微生物と有機廃棄物を接触させる工程を含み、
前記接触を、前記有機廃棄物を有機肥料に少なくとも部分的に変換する条件下で行う
プロセス。 - 以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物の各微生物群の1以上の微生物と有機廃棄物を接触させる工程を含む、
請求項1記載のプロセス。 - ストレプトマイセス(Streptomyces)属微生物及びコリネバクテリウム(Corynebacterium)属微生物からなる群から選択される1以上の微生物と前記有機廃棄物を接触させる工程をさらに含む、
請求項1又は2記載のプロセス。 - 前記有機廃棄物の初期水分量は25重量%〜70重量%である、
請求項1〜3のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記接触は、前記バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち少なくとも3つの微生物群の1以上の微生物を含有する組成物を前記有機廃棄物に添加する工程を含む、
請求項1〜4のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記接触は、以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物の各微生物群の1以上の微生物を含有する組成物を添加する工程を含む、
請求項1〜5のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記組成物は、ストレプトマイセス(Streptomyces)属微生物及びコリネバクテリウム(Corynebacterium)属微生物からなる群から選択される1以上の微生物をさらに含有する、
請求項5又は6記載のプロセス。 - 前記組成物は、ストレプトマイセス・パクタム(Streptomyces pactum)及びコリネバクテリウム・ストリアタム(Corynebacterium striatum)からなる群から選択される1以上の微生物を含有する、
請求項7記載のプロセス。 - 前記バチルス(Bacillus)属微生物は、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・スファエリクス(Bacillus sphaericus)及びバチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)からなる群から選択される、
請求項1〜8のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記シュードモナス(Pseudomonas)属微生物は、シュードモナス・アルカリゲネス(Pseudomonas alcaligenes)及びシュードモナス・マリノグルチノサ(Pseudomonas marinoglutinosa)からなる群から選択される、
請求項1〜9のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物は、ビフィドバクテリウム・サーモフィルス(Bifidobacterium thermophilus)である、
請求項1〜10のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記ラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物は、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチラス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)及びラクトバチラス・フェルメントゥス(Lactobacillus fermentus)からなる群から選択される、
請求項1〜11のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記接触工程中に、前記有機廃棄物を曝気する工程を含む、
請求項1〜12のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記接触工程中に、前記有機廃棄物の温度を35℃〜75℃に制御して前記有機廃棄物を有機肥料に変換する工程を含む、
請求項1〜13のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記接触工程の前に、前記有機廃棄物の温度を80℃〜175℃に制御して不要な微生物を前記有機廃棄物から除去する工程を含む、
請求項14記載のプロセス。 - 前記組成物は溶液である、
請求項5〜15のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記組成物は粉末である、
請求項5〜15のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記溶液の微生物含有量は、微生物培養液において微生物量が5体積%〜50体積%である、
請求項16記載のプロセス。 - 前記粉末の微生物含有量は、粉末1g当たりの生菌数が1×1010個〜15×1010個である、
請求項17記載のプロセス。 - 前記微生物組成物中の微生物が、ストレプトマイセス・パクタム(Streptomyces pactum)、コリネバクテリウム・ストリアタム(Corynebacterium striatum)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・スファエリクス(Bacillus sphaericus)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、シュードモナス・アルカリゲネス(Pseudomonas alcaligenes)、シュードモナス・マリノグルチノサ(Pseudomonas marinoglutinosa)、ビフィドバクテリウム・サーモフィルス(Bifidobacterium thermophilus)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチラス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)及びラクトバチラス・フェルメントゥス(Lactobacillus fermentus)からなる群から選択される1以上の微生物である、
請求項7〜19のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記有機廃棄物は、農業廃棄物、食品廃棄物、有機性廃棄物、工場排水、都市ごみ、下水、汚泥、動物性廃棄物及び産業廃棄物からなる群から選択される、
請求項1〜20のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記農業廃棄物は、アブラヤシ空果房、オリーブ殻、トウモロコシの穂軸、コーヒー豆殻、もみ殻、稲わら、キノコ廃菌床、ヤシの葉、ヤシの幹、ヤシ殻、ヤシ繊維、農場排水、屠殺場からの廃棄物、花の切りくず、使用済みの花の堆肥、麦わら、果物ごみ及び野菜ごみからなる群から選択される、
請求項21記載のプロセス。 - 前記動物性廃棄物は、鶏糞、牛糞、ヤギ糞、馬糞、羊糞及び豚糞からなる群から選択される、
請求項21記載のプロセス。 - 前記有機廃棄物は、粒径が1mm〜20mmである、
請求項1〜23のいずれか一項記載のプロセス。 - 前記微生物の少なくとも1つと前記有機廃棄物を接触させる前記工程は、少なくとも18時間行われる、
請求項1〜24のいずれか一項記載のプロセス。 - 1以上の添加物又は養分を前記有機廃棄物に添加して前記微生物による前記有機廃棄物の変換効率を向上させる工程をさらに含む、
請求項1〜25のいずれか一項記載のプロセス。 - 有機廃棄物を処理することにより、有機肥料を製造する、有機肥料のNPK値を高める、有機肥料のカリウム値を高める、有機廃棄物の臭気を減らす、有機廃棄物からの養分の溶脱を防ぐ、又は、廃棄物の蓄積量を減らすための、以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち少なくとも3つの微生物群の1以上の微生物の使用。
- 前記使用は、以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物の各微生物群の1以上の微生物の使用を含む、
請求項27記載の使用。 - ストレプトマイセス(Streptomyces)属微生物及びコリネバクテリウム(Corynebacterium)属微生物からなる群から選択される微生物をさらに含む、
請求項27又は28記載の使用。 - 前記バチルス(Bacillus)属微生物は、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・スファエリクス(Bacillus sphaericus)及びバチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)からなる群から選択される、
請求項27〜29のいずれか一項記載の使用。 - 前記シュードモナス(Pseudomonas)属微生物は、シュードモナス・アルカリゲネス(Pseudomonas alcaligenes)及びシュードモナス・マリノグルチノサ(Pseudomonas marinoglutinosa)からなる群から選択される、
請求項27〜30のいずれか一項記載の使用。 - 前記ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物は、ビフィドバクテリウム・サーモフィルス(Bifidobacterium thermophilus)である、
請求項27〜31のいずれか一項記載の使用。 - 前記ラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物は、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチラス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)及びラクトバチラス・フェルメントゥス(Lactobacillus fermentus)からなる群から選択される、
請求項27〜32のいずれか一項記載の使用。 - 前記微生物は、ストレプトマイセス・パクタム(Streptomyces pactum)及びコリネバクテリウム・ストリアタム(Corynebacterium striatum)からなる群から選択される、
請求項29記載の使用。 - 有機廃棄物を処理するための組成物であって、以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち少なくとも3つの微生物群の1以上の微生物を含有する組成物。
- 以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物の各微生物群の1以上の微生物を含有する、
請求項35記載の組成物。 - ストレプトマイセス(Streptomyces)属微生物及びコリネバクテリウム(Corynebacterium)属微生物からなる群から選択される1以上の微生物をさらに含有する、
請求項35又は36記載の組成物。 - 前記バチルス(Bacillus)属微生物は、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、バチルス・スファエリクス(Bacillus sphaericus)及びバチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)からなる群から選択される、
請求項35〜37のいずれか一項記載の組成物。 - 前記シュードモナス(Pseudomonas)属微生物は、シュードモナス・アルカリゲネス(Pseudomonas alcaligenes)及びシュードモナス・マリノグルチノサ(Pseudomonas marinoglutinosa)からなる群から選択される、
請求項35〜38のいずれか一項記載の組成物。 - 前記ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物は、ビフィドバクテリウム・サーモフィルス(Bifidobacterium thermophilus)である、
請求項35〜39のいずれか一項記載の組成物。 - 前記ラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物は、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチラス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)及びラクトバチラス・フェルメントゥス(Lactobacillus fermentus)からなる群から選択される、
請求項35〜40のいずれか一項記載の組成物。 - 前記微生物は、ストレプトマイセス・パクタム(Streptomyces pactum)及びコリネバクテリウム・ストリアタム(Corynebacterium striatum)からなる群から選択される、
請求項37記載の組成物。 - 前記組成物は溶液である、
請求項35〜42のいずれか一項記載の組成物。 - 前記組成物は粉末である、
請求項35〜42のいずれか一項記載の組成物。 - 有機廃棄物と請求項35〜44のいずれか一項記載の組成物を含有する有機肥料。
- 有機廃棄物の処理に用いるためのキットであって、
(i)以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物のうち少なくとも3つの微生物群の1以上の微生物を含有する組成物と、
(ii)有機廃棄物を有機肥料に少なくとも部分的に変換する条件下で、該有機廃棄物と前記組成物を接触させるための指示書と
を含むキット。 - 前記組成物は、以下の微生物種:バチルス(Bacillus)属微生物、シュードモナス(Pseudomonas)属微生物、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属微生物及びラクトバチルス(Lactobacillus)属微生物の各微生物群の1以上の微生物を含有する、
請求項46記載のキット。 - ストレプトマイセス(Streptomyces)属微生物及びコリネバクテリウム(Corynebacterium)属微生物からなる群から選択される微生物を含有する組成物をさらに含む、
請求項46又は47記載のキット。 - 1以上の添加物又は養分をさらに含み、その1以上の添加物又は養分は、前記組成物中の前記微生物の増殖率を向上させることができるものである、
請求項46〜48のいずれか一項記載のキット。
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