JP2021058676A - 吸湿材含有消臭粉末及び消臭方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この吸湿材含有消臭粉末及び消臭方法は、
家畜糞又は人の糞尿を含む原料からリン肥料を製造するリン肥料の製造方法
であって、
原料を乾燥させて乾燥済原料を得る乾燥工程と、
乾燥工程で得られた乾燥済原料を燻製器内で燻煙にさらす燻製工程と
を経る
ことを特徴とするリン肥料の製造方法
にも用いることができる。
まず、第一実施態様のリン肥料の製造方法について説明する。図1は、第一実施態様のリン肥料の製造方法を説明するフローチャートである。第一実施態様のリン肥料の製造方法は、図1に示すように、硫酸処理工程S11と、消石灰処理工程S12と、固液分離工程S13と、乾燥工程S14と、粒径調整工程S15と、燻製工程S16とを経ることによって、家畜糞又は人の糞尿を含む原料からリン肥料を製造するものとなっている。
硫酸処理工程S11は、上述した原料に硫酸水溶液を加えて混合(懸濁)することで、第一スラリー液を得る工程である。これにより、原料に含まれるアンモニア等の窒素化合物等を中和して、悪臭をより効果的に軽減することができる。原料に加える硫酸水溶液の量は、特に限定されないが、通常、原料100質量部に対して100〜300質量部程度とされる。硫酸の濃度も特に限定されないが、硫酸濃度が低すぎると、悪臭を効果的に軽減しにくくなるおそれがある。このため、第一スラリー液の硫酸濃度が、0.2mol/L以上となるようにすると好ましい。第一スラリー液の硫酸濃度は、0.3mol/L以上となるようにするとより好ましく、0.5mol/L以上となるようにするとさらに好ましい。一方、硫酸濃度が高すぎると、設備が腐食されやすくなるおそれがある。このため、第一スラリー液の硫酸濃度が1mol/L以下となるようにすると好ましい。第一実施態様のリン肥料の製造方法においては、原料100質量部に対して1mol/Lの硫酸水溶液を200質量部加えることで、第一スラリー液の硫酸濃度が0.66mol/L程度となるようにしている。
消石灰処理工程S12は、硫酸処理工程S11で得られた第一スラリー液に消石灰(水酸化カルシウム)を加えて混合することで、第二スラリー液を得る工程である。消石灰は、粉末状のものを第一スラリー液に直接加えるようにしてもよいが、第一実施態様のリン肥料の製造方法においては、水に消石灰を懸濁した石灰乳を第一スラリー液に加えている。
固液分離工程S13は、消石灰処理工程S12で得られた第二スラリー液を、固体部分と液体部分とに分離する工程である。得られた固体部分である前処理済原料は、次の乾燥工程S14に用いられる。固液分離の方法は、特に限定されず、例えば、重力落下による自然濾過のほか、真空脱水機、加圧脱水機(フィルタープレス)、ベルトプレス、スクリュープレス、遠心濃縮脱水機(スクリューデカンタ)、多重円板脱水機、多重板波動フィルターを用いた方法等を採用することができる。
乾燥工程S14は、固液分離工程S13で得られた固体部分(前処理済原料)を乾燥させて、乾燥済原料を得る工程である。前処理済原料の乾燥方法は、特に限定されず、天日干しや陰干しであってもよいが、乾燥機を用いて加熱、減圧又は風乾すること等によって乾燥させるようにすると好ましい。加熱することによって前処理済原料を乾燥させる場合において、加熱温度は、特に限定されないが、通常50〜300°C程度とされ、好ましくは70〜200°C程度とされる。乾燥時間も特に限定されず、乾燥機の温度や減圧状態等によって調整する。第一実施態様のリン肥料の製造方法においては、前処理済原料を、約100°Cの乾燥機内に入れて約24時間乾燥させているが、乾燥機の温度を150〜170°C程度まで上げる場合には、乾燥時間を2〜3時間程度にしてもよい。乾燥工程S14は、バッチ工程としても、ベルトコンベア等を用いた連続工程としてもよい。
粒径調整工程S15は、乾燥工程S14で得られた乾燥済原料の粒径を調整する工程である。具体的には、乾燥工程S14で得られる乾燥済原料はケーキ状又はクラム(そぼろ)状となっている場合が多いところ、これを破砕、選別して、粒径が所定の大きさ(以下、「粒径上限値」と呼ぶことがある。)以下となるようにする。というのも、乾燥済原料の粒径が大きいままで次の燻製工程S16を行った場合には、乾燥済原料の粒の内部まで燻煙や熱が行き届かず、効果的に悪臭を軽減しにくくなるおそれがあるからである。粒径上限値は、10mm以下とすると好ましく、6mm以下とするとより好ましく、3mm以下とするとさらに好ましい。しかし、乾燥済原料の粒径を細かくしすぎると、粒同士の間隙が詰まりすぎて、却って乾燥済原料全体に燻煙や熱が行き届きにくくなるおそれがある。このため、粒径上限値は、0.2mm以上とすると好ましく、0.4mm以上とするとより好ましく、0.7mm以上とするとさらに好ましい。第一実施態様のリン肥料の製造方法においては、粒径上限値を1.0mmとしている。
燻製工程S16は、粒径調整工程S15で粒径を調整された乾燥済原料を燻製器内に入れて、燻煙にさらし、リン肥料を得る工程である。この燻製工程S16によって、リン肥料の悪臭を軽減することができる。また、乾燥済原料に含まれる水分や低沸点成分を蒸発させて、リン肥料の重量を減らし、リン肥料のリン含有量を高めることもできる。
続いて、第二実施態様のリン肥料の製造方法について説明する。第二実施態様のリン肥料の製造方法については、主に、上述した第一実施態様のリン肥料の製造方法と異なる構成について説明し、その他の構成についての説明を割愛する。第二実施態様のリン肥料の製造方法の説明で特に言及しない構成については、第一実施態様のリン肥料の製造方法と同様の構成を採用することができる。
続いて、第三実施態様のリン肥料の製造方法について説明する。第三実施態様のリン肥料の製造方法については、主に、上述した第一実施態様のリン肥料の製造方法と異なる構成について説明し、その他の構成についての説明を割愛する。第三実施態様のリン肥料の製造方法の説明で特に言及しない構成については、第一実施態様のリン肥料の製造方法と同様の構成を採用することができる。
本発明のリン肥料の製造方法を用いた場合には、通常、原料100質量部に対して5〜20質量部程度のリン肥料が得られる。このリン肥料のリン含有量は、用いた原料の組成によっても異なるが、通常、P2O5換算で4質量%以上とされ、好ましくは、6質量%以上とされる。上記の実施態様のリン肥料の製造方法においては、P2O5換算で8〜9質量%程度のリンを含むリン肥料を製造することができる。リン肥料の含水率は、燻製工程S16の各種条件(温度や時間等)を変化させることによって、0.5%程度〜50%程度の範囲で調節することができる。
〈実施例1〉
養鶏施設から排出された鶏糞を原料として、以下の要領でリン肥料を製造した。まず、原料100質量部に対し、1mol/Lの希硫酸を200質量部加えて混合し(硫酸処理工程)、その混合液(第一スラリー液)を3時間静置した。次に、第一スラリー液を攪拌しながら、これに消石灰の懸濁液(石灰乳)を徐々に加えてpHが11.0となるように調製し(消石灰処理工程)、その調整液(第二スラリー液)を1時間ごとに軽く攪拌しながら6時間おいた。その後、木綿の濾布を用いた自然濾過によって第二スラリー液を固液分離し(固液分離工程)、得られた固体部分を100°Cの乾燥機内で24時間乾燥させた(乾燥工程)。以下、この乾燥工程を終えた状態の試料を「乾燥済原料(前処理有)」と呼ぶことがある。得られた乾燥済原料(前処理有)を、目の粗さが1.0mmのふるいにかけて粒径調整した(粒径調整工程)後、燻製器内で燻煙にさらした(燻製工程)。具体的には、ドラム缶程度の大きさの燻製器の底部に燻煙材を置き、燻製器下段(燻煙材を入れた箇所の20〜30cm程度上方)に乾燥済原料(前処理有)を置いた状態で、燻製器の底部を外部から加熱して燻煙材に燻煙を発生させた。燻煙材としては、乾燥させた剪定枝を使用した。この状態で燻製器を閉じ、2〜3時間程度放置した。このようにして得られたリン肥料の量は、原料100質量部に対して5〜10質量部程度であった。
実施例1と同じ原料(鶏糞)を、上記の硫酸処理工程、消石灰処理工程及び固液分離工程を経ることなく、そのまま乾燥しただけ(粒径調整工程や燻製工程も行わない)の試料を得た。乾燥は、100°Cの乾燥機内で24時間行った。以下、この状態の試料を「乾燥済原料(前処理無)」と呼ぶことがある。
原料として、し尿処理場から排出された脱水ケーキを用いた以外は、実施例1と同様の条件でリン肥料を製造した。
原料として、実施例2と同じ脱水ケーキを用いた以外は、比較例1と同様の条件で乾燥させ、試料を得た。
各試料に含まれるリンの定量を、過塩素酸分解法によって行った。すなわち、試料に硫酸、硝酸及び過塩素酸を加えて加熱し、冷却後濾過して得られた濾液にバナドモリブデン酸液を加えて、波長440nmにおける吸光度を測定した。吸光度計は、日立ハイテクサイエンス社製の「レシオビーム分光光度計 U−1800」を使用した。測定された吸光度を、リン酸標準液を用いて作成した検量線と比較することによって、試料に含まれる総リン含有量[mg/kg]を定量した。
結果を表1に示す。なお、肥料の分野においては、リン含有量を五酸化二リン(P2O5)に換算して表示することが通例となっているため、表1においても、上で述べた方法で定量した総リン含有量[mg/kg]を、P2O5含有量[mg/kg]に換算して表示している。
S12 消石灰処理工程
S13 固液分離工程
S14 乾燥工程
S15 粒径調整工程
S16 燻製工程
S17 希釈工程
Claims (4)
- 消臭粉末である米糠に、吸湿材であるパーライトを添加した吸湿材含有消臭粉末。
- 米糠100重量部に対して、パーライトを20重量部以上添加した請求項1記載の吸湿材含有消臭粉末。
- 請求項1又は2記載の吸湿材含有消臭粉末で被消臭物を被覆することによって、被消臭物を消臭する消臭方法。
- 被消臭物の上面全体に1cm以上の厚みで吸湿材含有消臭粉末を敷き詰める請求項3記載の消臭方法。
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