JP2610176B2 - 有機肥料製造装置 - Google Patents
有機肥料製造装置Info
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- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
- B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
- B01F27/701—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms comprising two or more shafts, e.g. in consecutive mixing chambers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/50—Mixing receptacles
- B01F35/53—Mixing receptacles characterised by the configuration of the interior, e.g. baffles for facilitating the mixing of components
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- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は鶏糞、牛糞などの畜産排泄物とわら、草、籾
殻、木材チップなどの粗大有機物の混合物を人工的に処
理して短期間に堆肥化する有機肥料の製造方法及びこの
方法を実施するための装置に関する。
殻、木材チップなどの粗大有機物の混合物を人工的に処
理して短期間に堆肥化する有機肥料の製造方法及びこの
方法を実施するための装置に関する。
畜産の大規模化による大量の排泄物は適当な処理方法
がないまま放置され、悪臭やたれ流しによる環境汚染が
公害問題となっている。
がないまま放置され、悪臭やたれ流しによる環境汚染が
公害問題となっている。
一般に鶏、牛馬、豚などの畜産排泄物や敷料として使
用される草、わら、籾殻、木材チップなどの粗大有機物
を自然界に放置したまま堆肥化するには5〜6ケ月を要
し、きわめて効率が悪く、しかも、その間悪臭を放出し
続ける。また、表面と深部の発酵ムラのため、均一に成
熟した良質の堆肥を得ることが困難であった。
用される草、わら、籾殻、木材チップなどの粗大有機物
を自然界に放置したまま堆肥化するには5〜6ケ月を要
し、きわめて効率が悪く、しかも、その間悪臭を放出し
続ける。また、表面と深部の発酵ムラのため、均一に成
熟した良質の堆肥を得ることが困難であった。
本発明はこれらの点に鑑みてなされたもので、第1の
目的は悪臭がなく、しかも短期間に良質の堆肥を製造す
る方法を提供することにある。
目的は悪臭がなく、しかも短期間に良質の堆肥を製造す
る方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は上記方法を実施するのに適した
装置を提供することにある。
装置を提供することにある。
本発明の上記第1の目的は、畜産排泄物と草、わら、
籾殻、木材チップなどの粗大有機物を含む原料を水分25
乃至75%に調整し、これらを機械的に加圧しながら切
断、混練することにより処理物を40゜乃至90℃に昇混さ
せ、しかる後、これら処理物を減圧下に急激に開放して
空気と接触させながら微粉砕することによって達成する
ことができる。
籾殻、木材チップなどの粗大有機物を含む原料を水分25
乃至75%に調整し、これらを機械的に加圧しながら切
断、混練することにより処理物を40゜乃至90℃に昇混さ
せ、しかる後、これら処理物を減圧下に急激に開放して
空気と接触させながら微粉砕することによって達成する
ことができる。
発酵促進をさらに確実にするためには、畜産排泄物と
草、藁、籾殻、木材チツプなどの粗大有機物の混合物を
水分25〜75%に調整するとともに、発酵過程でPHが6乃
至9になるようにPH調整剤を加えてPH調整し、これを加
圧下で切断・混練し、加圧と混練摩擦により40゜〜90℃
に昇温させた処理物を加圧状態から解放し、空気接触の
もとに微粉砕すると一層良い。
草、藁、籾殻、木材チツプなどの粗大有機物の混合物を
水分25〜75%に調整するとともに、発酵過程でPHが6乃
至9になるようにPH調整剤を加えてPH調整し、これを加
圧下で切断・混練し、加圧と混練摩擦により40゜〜90℃
に昇温させた処理物を加圧状態から解放し、空気接触の
もとに微粉砕すると一層良い。
尚、前記水分調整は乾燥させた本発明の肥料を添加し
て行うとよい。
て行うとよい。
また、本発明の上記第2の目的は、後部に原料投入口
を有する筒状第1処理槽の先端部と、先端部に取出口を
設けた筒状第2処理槽の後部とを、開閉ゲートを介して
連通可能に接続してなり、前記第1処理槽はその筒体内
部にスクリユー圧送手段と切断・混練手段を具備すると
ともに、前記第2処理槽はその筒体内部に回転粉砕刃を
配設し、且つ筒体後方に送風装置を具備させた装置によ
って達成することができる。
を有する筒状第1処理槽の先端部と、先端部に取出口を
設けた筒状第2処理槽の後部とを、開閉ゲートを介して
連通可能に接続してなり、前記第1処理槽はその筒体内
部にスクリユー圧送手段と切断・混練手段を具備すると
ともに、前記第2処理槽はその筒体内部に回転粉砕刃を
配設し、且つ筒体後方に送風装置を具備させた装置によ
って達成することができる。
スクリユー圧送手段は好ましくは、原料を開閉ゲート
側へ圧送する主加圧シクリユーと、原料を開閉ゲート側
から押し戻すように作動する補助加圧スクリユーで構成
する。
側へ圧送する主加圧シクリユーと、原料を開閉ゲート側
から押し戻すように作動する補助加圧スクリユーで構成
する。
また、切断・混練手段は回転軸に取付けられた複数の
回転歯と、該回転歯に対応して第1処理槽の内部へ突出
する固定歯で構成することができる。この場合、固定歯
は処理槽内部への突出長さを調節可能できるようにする
のが望ましい。
回転歯と、該回転歯に対応して第1処理槽の内部へ突出
する固定歯で構成することができる。この場合、固定歯
は処理槽内部への突出長さを調節可能できるようにする
のが望ましい。
本発明の上記方法は原料を機械的に圧縮、混練して温
度を40゜乃至90゜に上昇させるので物理的、温度的刺激
により、菌が活性化され、また、加圧混練により粗大有
機物が細分化され、菌の主たる栄養分である畜産排泄物
が均一にゆきわたり、且つ温度、水分等菌の発育条件が
すべて均一の状態で菌の活性化がなされることにより、
すべて菌がむらなく活動を始め、短時間のうちに均一な
発酵がなされる。この場合、第1処理槽では高温菌が急
増殖し、低温菌は相対的に減少する。また、第2処理槽
では加圧状態から解放された処理物を微粉砕するので好
気性菌が活性化して急増殖し、相対的に嫌気性菌が減少
する。
度を40゜乃至90゜に上昇させるので物理的、温度的刺激
により、菌が活性化され、また、加圧混練により粗大有
機物が細分化され、菌の主たる栄養分である畜産排泄物
が均一にゆきわたり、且つ温度、水分等菌の発育条件が
すべて均一の状態で菌の活性化がなされることにより、
すべて菌がむらなく活動を始め、短時間のうちに均一な
発酵がなされる。この場合、第1処理槽では高温菌が急
増殖し、低温菌は相対的に減少する。また、第2処理槽
では加圧状態から解放された処理物を微粉砕するので好
気性菌が活性化して急増殖し、相対的に嫌気性菌が減少
する。
このように、発酵に有益な高温菌と好気性菌が活性化
して急増殖し、悪臭の原因である低温菌と嫌気性菌が減
少するので、悪臭がなく、しかも短時間で良質の堆肥が
得られる。
して急増殖し、悪臭の原因である低温菌と嫌気性菌が減
少するので、悪臭がなく、しかも短時間で良質の堆肥が
得られる。
尚、発酵に必要なセルロース分解菌等の主要菌の生育
PHは6乃至9、生育最適PHは7〜8の間にある。発酵過
程で生成される有機酸によって原料のPHが下がり過ぎ、
あるいはアンモニア等が多いとPHが高すぎて発酵が遅れ
る場合があるが、発酵過程のPHが6乃至9になるように
予めPH調整剤で調整することによりこの問題が解消され
るとともに、PH調整剤として肥料を兼ねた物質を用いる
ことにより肥料効果も一層高まる。
PHは6乃至9、生育最適PHは7〜8の間にある。発酵過
程で生成される有機酸によって原料のPHが下がり過ぎ、
あるいはアンモニア等が多いとPHが高すぎて発酵が遅れ
る場合があるが、発酵過程のPHが6乃至9になるように
予めPH調整剤で調整することによりこの問題が解消され
るとともに、PH調整剤として肥料を兼ねた物質を用いる
ことにより肥料効果も一層高まる。
また、本発明の上記装置は第1処理槽のスクリユー圧
送手段と切断・混練手段で圧縮、混練されることにより
温度が上昇するとともに、開閉ゲートから第2処理槽の
減圧下に急激に開放され、第2処理槽内で送風のもとに
微粉砕される。従って、原料は一連の装置で一貫処理さ
れ、堆肥として取り出される。
送手段と切断・混練手段で圧縮、混練されることにより
温度が上昇するとともに、開閉ゲートから第2処理槽の
減圧下に急激に開放され、第2処理槽内で送風のもとに
微粉砕される。従って、原料は一連の装置で一貫処理さ
れ、堆肥として取り出される。
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第1図に示すように本発明の有機肥料製造装置は円筒
状の第1処理槽1と第2処理槽2を開閉ゲート3を介し
て連通可能に接続した構成になっている。
状の第1処理槽1と第2処理槽2を開閉ゲート3を介し
て連通可能に接続した構成になっている。
第1処理槽は一側に原料投入ホツパー4を有し、他側
に前記開閉ゲート3に通ずる開放口5を有する円筒体
1′からなり、この円筒体1′内にモーター等の駆動装
置6で回転するスクリユー圧送装置7と切断・混練装置
8を具備している。
に前記開閉ゲート3に通ずる開放口5を有する円筒体
1′からなり、この円筒体1′内にモーター等の駆動装
置6で回転するスクリユー圧送装置7と切断・混練装置
8を具備している。
スクリユー圧送装置7はホツパー4から投入された原
料を圧縮しながら開閉ゲート3側に送り出すもので、ホ
ツパー投入口4′に一部を臨ませた第1(メイン)スク
リユー7aの他に、この第1スクリユー7aとは逆方向に回
転する第2スクリユー7b(逆送り羽根)を組合わせるの
が望ましい。この第2スクリユーは第1処理槽1の開放
口5付近に第1シクリユー7aに対向して設けられてお
り、第1スクリユー7aによって圧送される原料をさらに
加圧するようになっている。
料を圧縮しながら開閉ゲート3側に送り出すもので、ホ
ツパー投入口4′に一部を臨ませた第1(メイン)スク
リユー7aの他に、この第1スクリユー7aとは逆方向に回
転する第2スクリユー7b(逆送り羽根)を組合わせるの
が望ましい。この第2スクリユーは第1処理槽1の開放
口5付近に第1シクリユー7aに対向して設けられてお
り、第1スクリユー7aによって圧送される原料をさらに
加圧するようになっている。
切断・混練装置8は第1処理槽1内の第1スクリユー
7a後流側、すなわち第1スクリユー7aと前記第2スクリ
ユー7bの間に設けられている。
7a後流側、すなわち第1スクリユー7aと前記第2スクリ
ユー7bの間に設けられている。
この切断・混練装置8はモータ等の駆動装置によって
回転する複数の回転歯8aと、これら回転歯8aに対応して
第1処理槽1内に突出させた固定歯8bから構成されてい
る。この固定歯8bは回転歯8aとの摺り合いで原料の切断
を助けるとともに原料の共回りを防止する作用を有する
他、原料圧送の邪魔板として機能するようになってい
る。従って、固定歯8bは好ましくは螺送り等の手段で第
1処理槽1内へ進退自在に取付け、突出長さを調節して
原料送り量及び圧縮・摩擦による温度制御ができるよう
にするのが望ましい。
回転する複数の回転歯8aと、これら回転歯8aに対応して
第1処理槽1内に突出させた固定歯8bから構成されてい
る。この固定歯8bは回転歯8aとの摺り合いで原料の切断
を助けるとともに原料の共回りを防止する作用を有する
他、原料圧送の邪魔板として機能するようになってい
る。従って、固定歯8bは好ましくは螺送り等の手段で第
1処理槽1内へ進退自在に取付け、突出長さを調節して
原料送り量及び圧縮・摩擦による温度制御ができるよう
にするのが望ましい。
第2処理槽2は一側に前記開閉ゲート3に連通する導
入口9を有し、他側に成品取出口10を設けた円筒体2′
を有し、この円筒体2′内に、処理物を微細に粉砕しな
がら取出口10に送り出すための回転粉砕刃11を配設する
とともに該円筒体2′の前記導入口9側端部に円筒内へ
空気を送るための送風装置12を具備している。
入口9を有し、他側に成品取出口10を設けた円筒体2′
を有し、この円筒体2′内に、処理物を微細に粉砕しな
がら取出口10に送り出すための回転粉砕刃11を配設する
とともに該円筒体2′の前記導入口9側端部に円筒内へ
空気を送るための送風装置12を具備している。
図の実施例では回転粉砕刃11と送風装置12はモーター
13によって駆動される共通の回転軸に取付けられてい
る。
13によって駆動される共通の回転軸に取付けられてい
る。
尚、図中14は送風装置12の空気取入口である。
次に、図の装置を用いて堆肥を製造する本発明の方法
を説明する。
を説明する。
先ず、鶏糞、牛馬糞その他の畜産排泄物と草、わら、
籾殻、木材チツプなどの粗大有機物(好ましくは畜舎の
敷料として使用したもの)を原料とし、この原料15を水
分25%乃至75%に調整した後ホツパー4から第1処理槽
1に投入する。
籾殻、木材チツプなどの粗大有機物(好ましくは畜舎の
敷料として使用したもの)を原料とし、この原料15を水
分25%乃至75%に調整した後ホツパー4から第1処理槽
1に投入する。
原料15は圧送手段7の第1スクリユー7aによって送り
出され途中の切断・混練装置8によって細かく細分化さ
れる。切断・混練装置8、特にその固定歯8bは邪魔板の
役割をする。従って、第1スクリユー7aによって送られ
た原料は圧縮されながら切断・混練されるため、圧縮熱
と摩擦熱により温度が急上昇する。この場合、固定歯8b
の突出長さを調節して、混練摩擦の強弱、原料送り量等
を加減できるほか、第2スクリユー7bを設けることによ
り内部圧力を更に高め温度をさらに急上昇させることが
できる。
出され途中の切断・混練装置8によって細かく細分化さ
れる。切断・混練装置8、特にその固定歯8bは邪魔板の
役割をする。従って、第1スクリユー7aによって送られ
た原料は圧縮されながら切断・混練されるため、圧縮熱
と摩擦熱により温度が急上昇する。この場合、固定歯8b
の突出長さを調節して、混練摩擦の強弱、原料送り量等
を加減できるほか、第2スクリユー7bを設けることによ
り内部圧力を更に高め温度をさらに急上昇させることが
できる。
かくして、第1処理槽1内の原料15は圧縮、混練によ
り温度が上昇し、物理的、温度的刺激により菌が活性化
するため発酵が均一になり且つ著しく促進されるととも
に、高温下のため高温菌が急増殖するので相対的に低温
菌が減少し、悪臭が抑制される。
り温度が上昇し、物理的、温度的刺激により菌が活性化
するため発酵が均一になり且つ著しく促進されるととも
に、高温下のため高温菌が急増殖するので相対的に低温
菌が減少し、悪臭が抑制される。
開閉ゲート3の開閉度を調整することにより処理物の
排出量が加減されるとともに、これにより内部圧、温度
を調整することができる。このようにして第1処理槽1
内で加圧、混練された処理物は40゜乃至90℃の温度に昇
温させた後、開閉ゲート3から放出される。開閉ゲート
3から排出された高温の処理物は加圧状態から開放さ
れ、第2処理槽2内に送られるが、第2処理槽2内では
空気と接触させながら処理物を高速回転刃で微粉砕する
ため、処理物は酸素にまんべんなく接触し、その結果、
好気性菌が活性化して急増殖し、発酵が早まるとともに
嫌気性菌の減少により悪臭はさらに抑制される。
排出量が加減されるとともに、これにより内部圧、温度
を調整することができる。このようにして第1処理槽1
内で加圧、混練された処理物は40゜乃至90℃の温度に昇
温させた後、開閉ゲート3から放出される。開閉ゲート
3から排出された高温の処理物は加圧状態から開放さ
れ、第2処理槽2内に送られるが、第2処理槽2内では
空気と接触させながら処理物を高速回転刃で微粉砕する
ため、処理物は酸素にまんべんなく接触し、その結果、
好気性菌が活性化して急増殖し、発酵が早まるとともに
嫌気性菌の減少により悪臭はさらに抑制される。
かくして、送風下で微粉砕された処理物は有機肥料16
として取出口10から排出される。
として取出口10から排出される。
すでに述べたように、発酵に必要なセルロース分解菌
等の主要菌は生育のPHが6〜9、生育最適PHは7〜8で
ある。原料は後述する処理槽での発酵過程の生産物とし
て有機酸を生育するためPHが下がり、発酵が遅れる場合
がある。同様に原料にアンモニアが多いとPHが高くなり
すぎ、同様に発酵が遅れる。これを矯正して発酵促進を
さらに向上させるとともに、肥料効果を高めるため、上
記の水分調整とともにあるいは水分調整後に例えばケイ
酸石灰、石灰チッソ、生石灰、消石灰、炭酸石灰、苦土
石灰、苦土生石灰など、カルシウムを含み肥料として使
用可能な物質(PHが下がり過ぎる場合)あるいは過燐酸
石灰、重過燐酸生灰などのリン酸系肥料(PHが上がり過
ぎる場合)をPH調整剤として加え、発酵過程のPHが6〜
9になるようにPH調整をしておくのが望ましい。
等の主要菌は生育のPHが6〜9、生育最適PHは7〜8で
ある。原料は後述する処理槽での発酵過程の生産物とし
て有機酸を生育するためPHが下がり、発酵が遅れる場合
がある。同様に原料にアンモニアが多いとPHが高くなり
すぎ、同様に発酵が遅れる。これを矯正して発酵促進を
さらに向上させるとともに、肥料効果を高めるため、上
記の水分調整とともにあるいは水分調整後に例えばケイ
酸石灰、石灰チッソ、生石灰、消石灰、炭酸石灰、苦土
石灰、苦土生石灰など、カルシウムを含み肥料として使
用可能な物質(PHが下がり過ぎる場合)あるいは過燐酸
石灰、重過燐酸生灰などのリン酸系肥料(PHが上がり過
ぎる場合)をPH調整剤として加え、発酵過程のPHが6〜
9になるようにPH調整をしておくのが望ましい。
尚、第5図は本発明の方法及び装置で処理されてから
発酵が完了するまでの処理物の経時的温度曲線である。
発酵が完了するまでの処理物の経時的温度曲線である。
本発明は以上のように原料を機械的に加圧、切断・混
練することにより温度を急激に上昇させた後、急激に減
圧下に開放し、空気接触のもとで微粉砕して酸素にまん
べんなく触れさせるので、物理的、温度的刺激により菌
が活性化し、発酵が著しく促進される。このため、従
来、5〜6ケ月を要していた堆肥化がわずか数日でなし
遂げられ、しかも、均一良質の堆肥が得られる。
練することにより温度を急激に上昇させた後、急激に減
圧下に開放し、空気接触のもとで微粉砕して酸素にまん
べんなく触れさせるので、物理的、温度的刺激により菌
が活性化し、発酵が著しく促進される。このため、従
来、5〜6ケ月を要していた堆肥化がわずか数日でなし
遂げられ、しかも、均一良質の堆肥が得られる。
また、処理時間が短いうえ、悪臭の原因となる低温
菌、嫌気性菌が著しく減少されるので処理中も悪臭や汚
水の流出がなく、さらに処理面積が数十分の一で済み、
排泄物をその場で処理できるので公害防止、生活環境の
改善に著しく貢献できる。
菌、嫌気性菌が著しく減少されるので処理中も悪臭や汚
水の流出がなく、さらに処理面積が数十分の一で済み、
排泄物をその場で処理できるので公害防止、生活環境の
改善に著しく貢献できる。
さらに、土壌における作物の試験では、従来のように
数ケ月を要して得られる堆肥に比較し、ネコブ線虫に対
して良い結果が得られ、また、施肥後の土壌面の繁殖状
態が良いことが認められた。このことは本発明の方法で
得られた有機肥料が数ケ月を要した従来の堆肥より分解
が浅いため、土壌に取っては養分が多く、土壌菌の繁殖
が良くなるために、結果として病原菌が抑圧され、病害
中が減少したもので、有機質肥料の本来の目的を達成で
きる点からきわめて有用である。
数ケ月を要して得られる堆肥に比較し、ネコブ線虫に対
して良い結果が得られ、また、施肥後の土壌面の繁殖状
態が良いことが認められた。このことは本発明の方法で
得られた有機肥料が数ケ月を要した従来の堆肥より分解
が浅いため、土壌に取っては養分が多く、土壌菌の繁殖
が良くなるために、結果として病原菌が抑圧され、病害
中が減少したもので、有機質肥料の本来の目的を達成で
きる点からきわめて有用である。
第1図は本発明による有機肥料製造装置の平面図、第2
図は第1図II−II線断面図、第3図は第1図III−III線
断面図、第4図は第1図の右側面図、第5図は処理工程
中の処理物の温度曲線である。 1……第1処理槽、2……第2処理槽、3……開閉ゲー
ト、7……スクリユー圧送装置、7a……第1スクリユ
ー、7b……第2スクリユー、8……切断・混練装置、8a
……回転歯、8b……固定歯、9……導入口、10……取出
口、11……回転粉砕歯、12……送風装置、15……原料、
16……成品、
図は第1図II−II線断面図、第3図は第1図III−III線
断面図、第4図は第1図の右側面図、第5図は処理工程
中の処理物の温度曲線である。 1……第1処理槽、2……第2処理槽、3……開閉ゲー
ト、7……スクリユー圧送装置、7a……第1スクリユ
ー、7b……第2スクリユー、8……切断・混練装置、8a
……回転歯、8b……固定歯、9……導入口、10……取出
口、11……回転粉砕歯、12……送風装置、15……原料、
16……成品、
Claims (3)
- 【請求項1】後部に原料投入口を有する筒状第1処理槽
の先端部と、先端に取出口を有する筒状第2処理槽の後
部とを開閉ゲートを介して連通可能に連結してなり、前
記第1処理槽はその中空内部にスクリュー圧送手段と切
断・混練手段を具備するとともに、他方、前記第2処理
槽は中空内部に回転粉砕刃を具備し、さらに、スクリュ
ー圧送手段が第1処理槽の原料投入口から開閉ゲートへ
原料を圧縮搬送する第1スクリューと、開閉ゲート付近
に対向して設けられ、第1スクリューと逆方向に回転す
る第2スクリューからなることを特徴とする有機肥料製
造装置。 - 【請求項2】切断・混練手段が第1処理槽内の回転軸に
取付けられた複数の回転歯と、処理槽の円筒内へ突出し
て設けられ且つ対応する回転歯と接近もしくは摺接する
複数の固定歯からなることを特徴とする請求項(1)記
載の有機肥料製造装置。 - 【請求項3】固定歯が円筒内への突出長さを調節可能に
設けられていることをさらに特徴とする請求項(2)記
載の有機肥料製造装置。
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