JP2021013364A - 鶏糞飼料製造方法および鶏糞飼料製造装置 - Google Patents

鶏糞飼料製造方法および鶏糞飼料製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】鶏糞を処理して安全に飼料化することが可能な鶏糞飼料製造方法および鶏糞飼料製造装置の提供。【解決手段】酸素を供給することなく処理炉2内で鶏糞を熱分解して灰化する。処理路2内では低酸素状態が維持されるので、鶏糞の熱分解が進行し、灰化する。この熱分解後の灰はカルシウム分を多く含み、無菌状態となるため、飼料として利用することが可能である。【選択図】図1

Description

本発明は、鶏糞を処理して飼料化する鶏糞飼料製造方法および鶏糞飼料製造装置に関する。
養鶏場から排出される鶏糞の処理が問題となっている。鶏糞は通常、肥料として処理される(例えば、特許文献1参照。)か、焼却処理される(例えば、特許文献2参照。)が、鶏糞を飼料として利用する試みもなされている。例えば、特許文献3には、鶏糞に水を加えて混合物を生成し、生成された混合物を篩選別して篩上に残留する残渣物に発酵菌を混合して発酵させることによって飼料を生成することが記載されている。
特開2002−160986号公報 特開2004−37062号公報 特開2008−142022号公報
特許文献3に記載の方法では、残渣物に発酵菌を混合して発酵させることにより、残渣物に含まれる水分や栄養分を栄養源として増殖させるものであるため、残渣物に有害菌が含まれている場合には飼料として使用することができず、安全性に問題がある。
そこで、本発明においては、鶏糞を処理して安全に飼料化することが可能な鶏糞飼料製造方法および鶏糞飼料製造装置を提供することを目的とする。
本発明の鶏糞飼料製造方法は、酸素を供給することなく処理炉内で鶏糞を熱分解して灰化することを特徴とする。本発明の鶏糞飼料製造方法では、処理路内で低酸素状態が維持されるので、鶏糞の熱分解が進行し、灰化する。この熱分解後の灰はカルシウム分を多く含み、無菌状態となるため、飼料として利用することが可能である。
熱分解は、500〜600℃で2〜3時間を行うことが望ましい。これにより、熱分解後の灰は十分に無菌状態となり、無菌でカルシウム分を多く含む飼料が得られる。また、500℃以上で熱分解することで鶏糞中の尿素が分解され、窒素分が含まれない飼料となる。なお、500℃未満とする場合には2〜3時間の熱分解では滅菌が不十分となる可能性があり、熱分解時間を長くする必要がある。また、600℃超とする場合には、カルシウム分が分解されてしまうため、飼料中のカルシウム分が少なくなる。
本発明の鶏糞飼料製造装置は、酸素を供給することなく鶏糞を熱分解する熱分解部を有する処理炉を含むものである。本発明の鶏糞飼料製造装置によれば、処理路内で低酸素状態が維持されるので、鶏糞の熱分解が進行し、飼料として利用可能なカルシウム分を多く含む灰が得られる。
酸素を供給することなく処理炉内で鶏糞を熱分解して灰化する構成により、飼料として利用することが可能なカルシウム分を多く含む飼料が得られる。
本発明の実施の形態における鶏糞飼料製造装置の正面図である。 図1の鶏糞飼料製造装置の平面図である。 処理炉の平面図である。 乾燥部の縦断面図である。 図4のV矢視図である。 図4のVI矢視図である。 熱分解部の縦断面図である。 図7のVII−VII断面図である。 図8のIX−IX断面図である。 図8のX−X断面図である。 一次浄化槽の平面図である。 図11の一次浄化槽の正面図である。 図11の一次浄化槽の右側面図である。 二次浄化槽の平面図である。 図14の二次浄化槽の正面図である。 図14の二次浄化槽の右側面図である。 循環浄化槽の平面図である。 図17の循環浄化槽の正面図である。 図17の循環浄化槽の右側面図である。 投入装置部分を拡大した正面図である。 図20のXXI−XXI断面図である。
図1は本発明の実施の形態における鶏糞飼料製造装置の正面図、図2は平面図、図3は処理炉の平面図、図4は乾燥部の縦断面図、図5は図4のV矢視図、図6は図4のVI矢視図、図7は熱分解部の縦断面図、図8は図7のVII−VII断面図、図9は図8のIX−IX断面図、図10は図8のX−X断面図である。
図1および図2に示すように、本発明の実施の形態における鶏糞飼料製造装置1は、鶏糞を処理する処理炉2と、処理炉内で発生した排ガスを浄化する浄化装置3と、鶏糞を処理炉2内へ自動的に搬送する自動搬送装置4と、自動制御盤5とを有する。処理炉2は、円筒状であり、上部に自動搬送装置4により供給される鶏糞を乾燥する乾燥部2Aを、下部に乾燥部2Aにおいて乾燥された鶏糞を熱分解する熱分解部2Bを、それぞれ有する。
図3および図4に示すように、処理炉2の上部カバー20には、鶏糞を投入する投入口21と、処理炉2内で発生した排ガス(排煙)を吸入する2つの排ガス吸入口22とが設けられている。投入口21には、後述する投入装置40が接続され、鶏糞が処理炉2内に自動的に投入されるようになっている。
乾燥部2Aは外壁50と内壁51とを有する。外壁50と内壁51との間の空間は自動的に給排水が行われる空間部52となっている。乾燥部2A内には、投入口21から投入される鶏糞を受けて乾燥部2Aの中央部へ導くための受け板53が設けられている。また、乾燥部2A内には、上下2段式とした受けバー54および攪拌バー55が設けられている。
受けバー54は、複数の棒体を内壁51から乾燥部2Aの中央部へ向けて斜め下方に延設したものである。攪拌バー55は乾燥部2Aの中央部に上下方向に延設された回転軸56から受けバー54の上部へ向けて斜め上方へ延設したものである。回転軸56は処理炉2の上部カバー20上に設けられた駆動装置23によって回転駆動され、この回転軸56とともに攪拌バー55は回転する。図5および図6に示すように、上下2段式の受けバー54は平面視で長さが互い違いとなるように設けられ、攪拌バー55は平面視で90°異なる位置に設けられている。これにより、鶏糞が上段および下段を真っ直ぐに落下しないようにしている。
駆動装置23は上部カバー20上に設けられたギヤードモータ24により駆動される。攪拌バー55(回転軸56)は、駆動装置23、ギヤードモータ24およびインバータ(図示せず。)により回転速度が制御される。また、乾燥部2Aの上部および下部にはそれぞれ温度計57A,57Bが設けられている。温度計57A,57Bは、自動制御盤5に接続されている。
図7に示すように、熱分解部2Bの下部にはロストル60と、ロストル60上の鶏糞の熱分解が継続するように自動的に着火する自動着火装置61(図8参照。)とを有する。熱分解部2Bの壁部62A内には耐火セメントが設けられている。底部62B上にも耐火セメントが設けられている。ロストル60上の壁部62Aの内側はエキスパンドメタル63で覆われている。熱分解部2Bの上部には、熱交換用パイプ64が螺旋状に設けられている。熱分解部2Bの上部、中部および下部にはそれぞれ温度計58A,58B,58Cが設けられている。温度計58A,58B,58Cは、自動制御盤5に接続されている。
乾燥部2Aから落下した鶏糞は、ロストル60下部より自動着火装置61により一定時間加熱され、熱分解を開始する。そして、乾燥部2Aにおいて乾燥された鶏糞は、断続的にロストル60上にほぼ均一に落下し、ロストル60上で熱分解が継続される。低酸素状態で熱分解された鶏糞は炭化され、磁性灰となってロストル60の格子の目から下方へ落下する。
また、熱分解部2Bの正面には、ロストル60の上下位置にそれぞれ点検扉65,66が設けられている。点検扉65には覗き窓65Aが設けられている。覗き窓65Aにより、熱分解部2Bの内部の状況を確認することが可能である。また、点検扉66には小窓66Aが設けられている。点検扉66よりロストル60下部の磁性灰を取り出すことが可能である。また、鶏糞飼料製造装置1の運転中であっても小窓66Aから電動吸入工具を用いて磁性灰を吸入採取することが可能となっている。
次に、浄化装置3について説明する。浄化装置3は、水70が貯留され、上部にガス溜まり部71が形成される浄化水槽7と、処理炉2から吸入した排ガスを一次浄化する一次浄化槽8と、一次浄化槽8により浄化したガスを二次浄化する二次浄化槽9と、二次浄化槽9により浄化したガスを循環浄化する循環浄化槽10とを有する。
図11は一次浄化槽8の平面図、図12は図11の正面図、図13は図11の右側面図である。図11〜図13に示すように、一次浄化槽8は浄化水槽7の上部に設けられ、下面が浄化水槽7の上部に開放されて接続された箱状物である。一次浄化槽8の2つの流入口80と処理炉2の2つの排ガス吸入口22とは、それぞれ煙道11により接続されている。
また、一次浄化槽8は、処理炉2の上部から煙道11を通じて流入する排ガスに対して水を噴射するノズル81と、浄化水槽7から水70を吸い上げてノズル81へ供給するポンプ82(図1および図2参照。)と、浄化水槽7のガス溜まり部71からガスを吸い上げて一次浄化槽8へ戻す配管83と、配管83の途中に設けられた電動送風機84とを備える。ノズル81は、充円錐状に水70を噴射する充円錐ノズルである。ノズル81は、一次浄化槽8内に横向きに設けられている。
図14は二次浄化槽9の平面図、図15は図14の正面図、図16は図14の右側面図である。図14〜図16に示すように、二次浄化槽9は浄化水槽7の上部に設けられ、下面が浄化水槽7の上部に開放されて接続された円筒状物である。二次浄化槽9の流入口90と浄化水槽7の上壁に設けられた吸込口72とは配管91により接続されている。配管91の途中には電動送風機92が設けられている。
また、二次浄化槽9は、浄化水槽7のガス溜まり部71から配管91を通じて電動送風機92により吸い上げたガスに対して水を噴射するノズル93と、浄化水槽7から水70を吸い上げてノズル93へ供給するポンプ94とを備える。ノズル93は、充円錐状に水70を噴射する充円錐ノズルである。ノズル93は、二次浄化槽9内に上向きかつ上下2段に設けられている。
図17は循環浄化槽10の平面図、図18は図17の正面図、図19は図17の右側面図である。図17〜図19に示すように、循環浄化槽10は浄化水槽7の上部に設けられ、下面が浄化水槽7の上部に開放されて接続された円筒状物である。循環浄化槽10は二次浄化槽9と返送配管12との間に設けられる。返送配管12は二次浄化槽9および循環浄化槽10を通過したガスを処理炉2内へ送り込む配管である。返送配管12は吸込口104に接続されている。返送配管12の途中には、ガスを処理炉2へ送り込むための電動送風機13が設けられている。
循環浄化槽10の流入口100と二次浄化槽9の吸込口95とは配管101により接続されている。二次浄化槽9の吸込口95は、二次浄化槽9を通過したガスを吸い込むようにノズル93よりも下方の二次浄化槽9下部に形成されている。循環浄化槽10は、返送配管12の途中に設けられた電動送風機13の吸引力により配管101を通じて二次浄化槽9よりガスを吸い上げ、この吸い上げたガスに対して水を噴射するノズル102と、浄化水槽7から水70を吸い上げてノズル102へ供給するポンプ103とを備える。ノズル102は、充円錐状に水70を噴射する充円錐ノズルである。ノズル102は、循環浄化槽10内に上向きかつ上下2段に設けられている。
返送配管12の吸込口104は、循環浄化槽10を通過したガスを吸い込むようにノズル102よりも下方の循環浄化槽10下部に形成されている。返送配管12は、処理炉2内のロストル60の下方空間に設けられたガス吐出管6に接続されている。ガス吐出管6は、返送配管12により送り込まれるガスを処理炉2内のロストル60の下方空間へ略均等に吐出するものである。ガス吐出管6は、図8に示すように、鋼管を平面視で処理炉2の中央部を中心とするリング状に配置したリング状部67と、鋼管を平面視で処理炉2の中央部へ向かって直線状に配置した直線状部68と、返送配管12が接続される吸入口69Aとを有する。
リング状部67には、図9に示すように、処理炉2の中央部側の斜め上方に向かって形成された開孔67Aを、リング状の円周方向に所定間隔で複数備えている。直線状部68には、図10に示すように、直線状部68の延長方向に向かって左右両側の斜め上方に向かってそれぞれ形成された開孔68A,68Bを、直線状部68の延長方向に所定間隔で複数備えている。また、リング状部67には、処理炉2の周囲の3方向から空気を吸入するためのコック付き空気吸入口69B,69C,69Dが接続されている。コック付き空気吸入口69B,69C,69Dは、磁性灰を取り出すときのみ開き、鶏糞飼料製造装置1の運転の際は常時閉じた状態とする。
次に、自動搬送装置4について説明する。自動搬送装置4は、鶏糞を処理炉2の上部から自動的に投入する投入装置40と、鶏糞を投入装置40へ搬送する搬送コンベア41とを有する。図20は投入装置40部分を拡大した正面図、図21は図20のXXI−XXI断面図である。
図20および図21に示すように、投入装置40は、処理炉2の上部に接続され、上方から供給される鶏糞を処理炉2内に投入する筒状部42と、筒状部42の上下に所定間隔で設けられ、筒状部42内を開閉する一対のダンパー43A,43Bを有する。ダンパー43A,43Bはそれぞれエアシリンダ44A,44Bによって筒状部42内部に進退動作させるものである。上下一対のダンパー43A,43Bは、筒状部42内を一定の時間間隔で交互に開閉する。
搬送コンベア41は、スクリューコンベア、バケットコンベアやベルトコンベア等を使用することが可能である。搬送コンベア41は、水平または傾斜させて設けられる。搬送コンベア41の搬送量は、ギヤードモータやインバータ等により自由に制御することが可能である。
次に、上記構成の鶏糞飼料製造装置1の動作について説明する。鶏糞は搬送コンベア41へ供給され、搬送コンベア41により投入装置40の上方へ供給される。投入装置40の上方から供給された鶏糞は、上下一対のダンパー43A,43Bが一定の時間間隔で交互に開閉することで、一定量ずつ処理炉2内へ投入される。
処理炉2内へ投入された鶏糞は、乾燥部2Aにおいて熱分解部2Bから上昇する熱により乾燥される。このとき、鶏糞は、上下2段式の受けバー54上で回転する攪拌バー55により攪拌されながら乾燥される。また、自動制御盤5には、乾燥部2Aの上部および下部にそれぞれ設けられた温度計57A,57Bにより測定された温度が表示されるので、この表示された温度に基づき温度管理が行われる。また、本実施形態における鶏糞飼料製造装置1では、乾燥部2Aの外壁50と内壁51との間の空間部52に空気を自動的に吸排気することで、余熱により温風を得ることも可能となっている。なお、空間部52に水を自動的に給排水することで、余熱により温水を得ることも可能である。
乾燥部2Aにより乾燥された鶏糞は、断続的に熱分解部2B内のロストル60上にほぼ均一に落下する。この落下した鶏糞は、自動着火装置61によってロストル60下部より一定時間加熱され、熱分解される。コック付き空気吸入口69B,69C,69Dは常時閉じた状態で運転され、熱分解部2B内は低酸素状態が維持されるので、熱分解部2B内の鶏糞は酸化(燃焼)に移行することなく、熱分解が進行する。すなわち、酸素濃度の薄い状態ではガスの大部分が窒素となり、熱分解部2B内は低酸素状態で燃焼が抑制され、熱分解(蒸し焼き状態)が進行する。なお、自動制御盤5には、熱分解部2Bの上部、中部および下部にそれぞれ設けられた温度計58A,58B,58Cにより測定された温度が表示されるので、この表示された温度に基づき、鶏糞の熱分解温度が500〜600℃となるように温度管理が行われる。
このとき、低酸素状態中の酸素分子は、燃焼(酸化)で炭素分子と化合することなく、着火により燃焼を始めた鶏糞(有機物)の分子構造体に並進状態で衝突することにより、衝突時のポテンシャルエネルギが熱エネルギに変換され、それぞれの有機物特有の臨界温度付近(低温プラズマ状態)で熱イオン分解(化学反応を伴う分子動力学)を始める。一方、この熱イオン分解に関わらなかった酸素分子は、有機物が熱イオン分解で徐々に灰化される過程で、酸素分子のファンデルワールス力とその物質の壁が持っているポテンシャルエネルギで互いに引き合うことにより、また、プラズマ状態で生起する電磁界中で酸素分子が格子状(梯子状)に整列した状態で内部に閉じ込められる。これにより、強磁性を持つ磁性灰が生成される。
この鶏糞飼料製造装置1では、熱分解部2Bにおいて発生した熱が乾燥部2Aに上昇し、乾燥部2Aにおいて鶏糞の乾燥に利用されるので、鶏糞を事前に乾燥することが不要となり、効率よく熱分解処理し、灰化することが可能となっている。なお、前述のように、鶏糞の熱分解温度は500〜600℃とし、1バッチ当たり熱分解の時間を2〜3時間とする。この熱分解後の灰はカルシウム分を多く含み、無菌状態となるため、飼料として利用することができる。
また、本実施形態における鶏糞飼料製造装置1では、熱交換用パイプ64に水を自動的に給排水することで、余熱により温水を得ることも可能となっている。なお、鶏糞の乾燥が不要な場合には、乾燥部2Aを省略した構成とすることも可能である。
処理炉2内の排ガスは処理炉2の上部の排ガス吸入口22から煙道11を通じて浄化装置3へ送られる。このとき、処理炉2内で発生した排ガスは、投入装置40の上下一対のダンパー43A,43Bが交互に開閉することで、投入装置40への逆流が防止される。
一次浄化槽8では、図11〜図13に示すように、ポンプ82により浄化水槽7の水70が吸い上げられ、ノズル81から0.2〜0.3MPaの圧力で充円錐状に噴射される。これにより、排ガスは急冷されるとともに分解されて浄化され、排ガスと接触した水70は浄化水槽7内へ落下する。また、浄化水槽7のガス溜まり部71のガスは、吸込口83Aから電動送風機84により吸い上げられ、配管83を通じて一次浄化槽8へ送られる。これにより、排ガスに対して繰り返し一次浄化槽8で水70がノズル81より噴射され、ガス溜まり部71の圧力上昇抑制と排ガスの濃度の低下が行われる。
また、図14〜図16に示すように、浄化水槽7のガス溜まり部71のガスは、吸込口72から電動送風機92により吸い上げられ、配管91を通じて二次浄化槽9へ送られる。二次浄化槽9では、ポンプ94により浄化水槽7の水70が吸い上げられ、上下2段のノズル93から0.2〜0.3MPaの圧力で充円錐状に噴射される。これにより、二次浄化槽9へ送られたガスは分解、無煙、無臭化された後、吸込口95から循環浄化槽10へ送られる。また、ノズル93から噴射された水70は、二次浄化槽9の下部から浄化水槽7内へ落下する。
図17〜図19に示すように、二次浄化槽9を通過したガスは、返送配管12の途中に設けられた電動送風機13(図1参照。)によって吸込口95から配管101へ吸い上げられ、循環浄化槽10へ送られる。循環浄化槽10では、ポンプ103により浄化水槽7の水70が吸い上げられ、上下2段のノズル102から0.2〜0.3MPaの圧力で充円錐状に噴射される。これにより、循環浄化槽10へ送られたガスは分解、無煙、無臭化された後、吸込口104から返送配管12へ送られる。また、ノズル102から噴射された水70は、循環浄化槽10の下部から浄化水槽7内へ落下する。なお、循環浄化槽10を省略し、二次浄化槽9から返送配管12へ直接送られる構成としても良い。
返送配管12へ送られたガスは吸入口69Aからガス吐出管6内へ入り、ロストル60の下方空間へ直線状部68の開孔68A,68Bおよびリング状部67の開孔67Aから斜め上方へ向かって略均等に吐出される。この吸入口69Aから供給される浄化ガスは、無煙、無臭化された酸素濃度の低いガスであり、処理炉2内では低酸素状態が維持されるので、熱分解部2B内の鶏糞の熱分解が進行する。以上の動作は、自動制御盤5により全て自動制御される。
以上のように、本実施形態における鶏糞飼料製造装置1では、処理炉2において発生した排ガスは処理炉2の上部から煙道11を通じて一次浄化槽8、浄化水槽7、二次浄化槽9および循環浄化槽10により浄化され、返送配管12を通じて処理炉2内へ全て戻されるので、排ガスは大気放出されることがなく、環境公害がない。また、ガス吐出管6の開孔67A,68A,68Bおよび吸入口69Aを通過する浄化ガスは無煙、無臭化されたものであるため、煤の発生と付着が防止され、メンテナンスは不要となる。
また、排ガス中の炭素は水70とともに落下した浄化水槽7内で固形化し、タールとなるので、この浄化水槽7内のタールを回収して利用することが可能となる。なお、浄化水槽7内の水70は、別途設けられたリザーブタンク(図示せず。)内において凝集剤を用いて浄化され、循環するようになっており、交換は不要となっている。
また、本実施形態における鶏糞飼料製造装置1では、ガス吐出管6により無煙、無臭化された酸素濃度の低い浄化ガスが処理炉2内のロストル60の下方空間へ略均等に吐出されるので、処理炉2の熱分解部2B内の酸素量が均等となり、熱分解部2B内において鶏糞が均等に効率良く熱分解される。これにより、熱分解部2B内の鶏糞をむらなく効率的に熱分解処理することが可能となっている。
本発明は、鶏糞を処理して飼料化する鶏糞飼料製造方法および鶏糞飼料製造装置として有用であり、特に、鶏糞を処理して安全に飼料化することが可能な鶏糞飼料製造方法および鶏糞飼料製造装置として好適である。
1 鶏糞飼料製造装置
2 処理炉
2A 乾燥部
2B 熱分解部
3 浄化装置
4 自動搬送装置
5 自動制御盤
6 ガス吐出管
7 浄化水槽
8 一次浄化槽
9 二次浄化槽
10 循環浄化槽
11 煙道
12 返送配管
13 電動送風機
20 上部カバー
21 投入口
22 排ガス吸入口
23 駆動装置
24 ギヤードモータ
40 投入装置
41 搬送コンベア
42 筒状部
43A,43B ダンパー
44A,44B エアシリンダ
50 外壁
51 内壁
52 空間部
53 受け板
54 受けバー
55 攪拌バー
56 回転軸
57A,57B,58A,58B,58C 温度計
60 ロストル
61 自動着火装置
62A 壁部
62B 底部
63 エキスパンドメタル
64 熱交換用パイプ
65 点検扉
65A 窓
66 点検扉
66A 小窓
67 リング状部
67A 開孔
68 直線状部
68A,68B 開孔
69A 吸入口
69B,69C,69D コック付き空気吸入口
70 水
71 ガス溜まり部
72 吸込口
80 流入口
81 ノズル
82 ポンプ
83 配管
83A 吸込口
84 電動送風機
90 流入口
91 配管
92 電動送風機
93 ノズル
94 ポンプ
95 吸込口
100 流入口
101 配管
102 ノズル
103 ポンプ
104 吸込口

Claims (3)

  1. 酸素を供給することなく処理炉内で鶏糞を熱分解して灰化することを含む鶏糞飼料製造方法。
  2. 前記熱分解は、500〜600℃で2〜3時間行うことを特徴とする請求項1記載の鶏糞飼料製造方法。
  3. 酸素を供給することなく鶏糞を熱分解する熱分解部を有する処理炉を含む鶏糞飼料製造装置。
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