JP3234981B2 - 土壌改良剤の製造装置 - Google Patents

土壌改良剤の製造装置

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  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耕地に混入して使
われる農業用の土壌改良剤に関し、特に有機物を熱分解
して得られた炭化成分を含む土壌改良剤の製造装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、農業では強力な殺虫・殺菌力をも
つ農薬が使用されてているが、消費者のニーズから、農
薬の使用をできるだけ減らして、品質の高い作物をつく
ることが望まれている。他方、土壌に耐性菌が出現して
農薬の効果を低下させ、土壌病虫害が増加する傾向にあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように減農薬・高
品質栽培が要請される実情にあって、木炭を用いた土壌
改良剤が、近年特に注目されている。このような土壌改
良剤によれば、セン虫を駆除して土の環境を良くし、作
物の活力を高めて果樹の糖度を1.5倍に増やす効果が
ある。しかしながら、1反(約992m)当たり約6
00kg必要とするために、原料である生木の炭材を多
量に用意しなければならないという問題がある。その一
方で、土壌改良剤が有効に除去できる病害虫の適用範囲
を広げつつ、連作障害を防止し、作物の生長を促進させ
ることが要請されている。本発明は上記の問題を解決す
るもので、その目的は、単位面積あたりの使用量を減ら
し、病害虫の適用範囲を広げ、連作障害を除去し、作物
の品質向上を促進させる土壌改良剤の製造装置の提供に
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の土壌改良剤の
造装置は、開閉可能な天井蓋を有し籾殻及び木材チップ
が投入される有底の蒸し焼き装置本体と、該蒸し焼き装
置本体内の中央部に立設され下側に金網付きの燃料点火
部が設けられた筒形の燃焼炉と、該燃料点火部の外周に
配設され前記蒸し焼き装置本体の外部と連通する小孔付
きの環状通気パイプとを備えることを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】本製造装置において、炭窯である
蒸し焼き装置本体は、上部側を開口させた筒形であっ
て、この開口部には天井蓋を開閉可能に設ける。蒸し焼
き装置本体内の中央箇所には燃焼炉を立設し、燃焼炉の
形状は中空筒形とする。燃焼炉の下部には、所定の目粗
さ(メッシュ)の金網付き燃料点火部を形成し、この金
網により、炭粉の燃料点火部への移動を阻止できるよう
にする。燃料点火部の外周には環状通気パイプを設け、
環状通気パイプの周面には多数の小孔を形成する。環状
通気パイプの少なくとも一箇所は、蒸し焼き装置本体の
外部に連通させ、これにより、蒸し焼き装置本体の外部
と内部の間の通気性を確保する。
【0006】土壌改良剤を製造するには、蒸し焼き装置
本体内に木材チップと籾殻を投入すると共に、燃焼炉内
に所定量の燃料を投入する。次いで、燃料を点火して蒸
し焼き装置本体の天井蓋を閉め、木材チップと籾殻の蒸
し焼きを行う。この場合、温度130〜170℃の条件
下で9〜11時間蒸し焼きを行う。次いで、所定時間経
過後、燃料の消火を確認し、自然冷却を11時間以上行
う。これにより、籾殻炭粉及び木炭粉が得られる。尚、
得られた木炭が大きい場合は、砕いて木炭粉にして土壌
改良剤として用いる。
【0007】籾殻炭粉には、酸性土壌をアルカリ性に変
化させる作用がある。また、木炭には、土壌中のミネラ
ルを吸着する作用がある。本発明の混合容量割合を、モ
ミガラ炭粉1.0に対して木炭粉1.3〜1.7とした
のは、木炭粉の割合が1.3未満だと、籾殻炭粉のもつ
アルカリ化作用が著しく低下する反面、木炭粉の割合が
1.7を越えると、木炭粉のもつミネラル吸着作用が著
しく損なわれるからである。
【0008】また、籾殻及び木材チップの蒸し焼き温度
を130〜170℃としたのは、蒸し焼き温度が130
℃未満だと、木材チップの炭化(熱分解)が不十分とな
る反面、蒸し焼き温度が170℃を越えると、籾殻の炭
化(熱分解)が過大となり、製炭粉としての品質が低下
するからである。
【0009】さらに、籾殻及び木材チップの蒸し焼き時
間を9〜11時間としたのは、蒸し焼き時間が9時間未
満だと、籾殻及び木材チップの内部まで充分に炭化処理
されない反面、蒸し焼き時間が11時間を越えると、特
に籾殻及び木材チップの表面部分が過大に炭化処理され
るからである。
【0010】さらにまた、籾殻及び木材チップの自然冷
却時間を11時間以上としたのは、自然冷却時間が11
時間未満だと、籾殻及び木材チップの製炭量が少なくな
るからである。尚、急冷でなく自然冷却するのは、炭化
が適当に制御されて良質の炭粉が作られるからである。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図に基づいて説
明する。図1は本実施例に係る土壌改良剤の製造装置を
示す一部破断斜視図、図2は図1の一部断面正面図、図
3(A)は煙突部の平面図、(B)は煙突部の一部断面
正面図、図4(A)燃料点火部の平面図、(B)燃料点
火部の正面断面図、図5は通気パイプを示す平面図であ
る。
【0012】図1乃至図2において、1は籾殻及び木材
チップ(雑木チップ、鋸屑、樹皮屑、製材屑等)を合計
2000リットル投入できる円筒形のステンレス製蒸し
焼き装置本体で、密閉容器である蒸し焼き装置本体1の
下側は有底面21とされている。
【0013】蒸し焼き装置本体1の上側には段付き開口
部11が設けられ、この開口部11には、下側に段部を
もつ断面コ字形の天井蓋2が開閉可能に装着される。
尚、図1中の想像線で示すように、蒸し焼き装置本体1
の下底面21にはローラ12を取り付ければ、蒸し焼き
装置本体1を所望する場所に容易に移動させることがで
きる。
【0014】蒸し焼き装置本体1内の中央箇所には、中
空筒形の燃焼炉3が同心状に立設され、燃焼炉3は、蒸
し焼き装置本体1とほぼ同じ高さにされている。燃焼炉
3の下側部分、上側部分は、それぞれ燃料点火部31、
煙突部32とされ、煙突部32の下端は、燃料点火部3
1内に挿通連結されている。尚、煙突部32の上端は、
天井蓋2の下面に対向近接しているが、天井蓋2の対向
箇所には開閉小窓を設けてもよい。図3に示すように、
煙突部32の下側外周面には、4本のL字型パイプによ
る支持脚4の上端が円周角度90°置きに固着され、そ
の下端は、蒸し焼き装置本体1の下底面に固定されてい
る。
【0015】図4に示すように、燃焼炉3の燃料点火部
31には、ステンレス製金網5が三組の内外一対のリン
グ部材51に溶接固定されている。この金網5の目の粗
さは25メッシュ程度とされ、それゆえ、所定粒径より
大きい炭粉は、金網5より燃料点火部31内に侵入でき
ないようにされている。
【0016】燃料点火部31の外周には環状の通気パイ
プ7が設けられ、通気パイプ7の適宜箇所には、ブラケ
ット71を介して、蒸し焼き装置本体1の下底面に支持
固定されている。通気パイプ7の内周面には、多数の小
孔6が形成されている。具体的には、小孔6は円周等角
度をあけて12個設けられ、通気パイプ7の半径方向に
穿設されている。
【0017】図5に示すように、環状通気パイプ7の側
面の適宜箇所には、棒状連絡パイプ8の一端が連結さ
れ、連絡パイプ8の他端は蒸し焼き装置本体1の外部に
臨んでいる。この連絡パイプ8により、蒸し焼き装置本
体1の内外における空気やガス(炭化過程で出る煙等)
の流通性が確保され、しかも蒸し焼き装置本体1の下部
における熱損失を極力少なくして順調な温度上昇が可能
にされている。尚、連絡パイプ8の他端部には、空気開
閉弁及び空気調整手段を設けることができる。
【0018】本装置により炭粉を製造するには、例え
ば、以下の工程に従えばよい。先ず、天井蓋2を開い
て、蒸し焼き装置本体1内に、雑木等を2〜3cm程度
に切断した木材チップを約120kg容量投入した後、
この木材チップの上に籾殻を約80kg容量投入する。
次いで、燃焼炉3の燃料点火部31に必要量の燃料(新
聞紙等)を詰めて点火した後に天井蓋2を閉める。尚、
籾殻は点火後に必要により補給してもよい。
【0019】このあと密閉状態のままで一定時間蒸し焼
きを行うが、本工程では蒸し焼き温度を130〜170
℃、望ましくは約150℃程度に保持しながら、蒸し焼
きを継続させる。燃料点火してから炭化が終わるまでの
時間は9〜11時間、望ましくは10時間とする。この
あと火種の無いことを確認した上で、引き続き12時間
の自然冷却を行う。これにより、特に木炭はこれを必要
により細かく粉砕することで、籾殻炭粉及び木炭粉が約
4対6の容量比率で得られる。実際に得られた籾殻炭粉
及び木炭粉は、表面から内部までムラなく充分に炭化処
理され、従来の製造方法に比べて収炭率は約1.5倍に
向上した。
【0020】次に、上記籾殻炭粉を40容量%、木炭粉
を60容量%それぞれ混合して土壌改良剤を製造した。
この他に油粕などを適当量配合してもよい。この土壌改
良剤を実際に果樹園に散布したところ、散布前と比較し
て果実の糖度が3倍以上に向上した。特にアミノ酸や糖
の生成が増すので、日照不足でもミカンやスイカ等の糖
度が上がり味や香りも良くなる。また、草花畑に散布し
た場合は、散布前と比較して発根、発芽、苗の活着が促
進され、散布前と比較して短時間でキクなどの草花が生
長した。さらに、野菜畑などの一般農地に長期間散布し
たところ、土壌病害虫であるセン虫、ダニ、油虫等が有
効に防除され、しかも同一作物を数年栽培した際の連作
障害も予防できた。これは土の微生物相が改善され根の
活力が高まり、肥料が効率よく吸収されたためと考えら
れる。
【0021】
【比較例】比較例として、実施例の製炭方法とは蒸し焼
き温度だけを異ならせ、蒸し焼き温度130℃未満のも
の(比較例1)、蒸し焼き温度170℃を越えるもの
(比較例2)をそれぞれ製造したところ、比較例1で
は、木材チップの炭化が不足した。また、比較例2で
は、籾殻の炭化が過大になり、総じて製炭の品質は、実
施例に比べ劣っていた。
【0022】他の比較例として、実施例の製炭方法とは
蒸し焼き時間だけを異ならせ、蒸し焼き9時間未満のも
の(比較例3)、蒸し焼き11時間を越えるもの(比較
例4)をそれぞれ製造したところ、比較例3では、籾殻
及び木材チップの内部まで充分な炭化処理が施されなか
った。また、比較例4では、特に籾殻表面及び木材チッ
プ表面の炭化処理が過大になり、総じて製炭の品質は、
実施例に比べ劣っていた。
【0023】また、混合容量割合に関し籾殻炭粉1.0
に対して、木炭1.3未満のもの(比較例5)、木炭
1.7を越えるもの(比較例6)をそれぞれ製造し、農
地に土壌改良剤として散布したところ、比較例5では、
同じ酸性土壌をアルカリ性に変化させるのに、実施例の
土壌改良剤に比べて散布量を1.3倍以上多く必要とし
た。また、比較例6では、土壌中のミネラルを吸着する
効果が実施例に比べて劣り、たとえば果実の糖度は散布
前と比較して2倍程度に止まった。これにより、実施例
の土壌改良剤の方が比較例6のものに比べて、糖度向上
に関して1.5倍に増大することが確認された。
【0024】本発明の籾殻炭粉及び木炭粉は、セルロー
スやリグニン等を熱分解して残ったもので、pHが8〜
9で多孔性を有し膨大な表面積をもつ。このために、本
土壌改良剤を混合耕運した場合、酸性土壌が効果的にア
ルカリ性土壌に変わり、稲、野菜、花、果樹の田畑の土
が若返って栽培作物の生育を促進させる。また、土の中
のミネラル、有害ガス、窒素、微生物などを吸着し、土
壌環境を変え肥効が向上して根の活力が高まり、酵素・
触媒的な面から作物の生理代謝を促し農薬の効力を助け
る。
【0025】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば、実施例では木材チップの上に籾殻を投入
したが、両者の投入順序や投入場所は目的に応じて自由
に変更可能で、蒸し焼き装置本体内の上下全域に混合投
入しても差し支えない。また、環状通気パイプには内側
の周面にのみ小孔を設けたが、内外両側の周面あるいは
外周面のみに小孔を設けてもかまわない。
【0026】
【発明の効果】以上、本発明によれば、下記のような優
れた効果が得られた。 (1)本製造装置によれば、金網付きの燃料点火部を備
えた蒸し焼き装置本体内で木材チップと籾殻を蒸し焼き
するので、蒸し焼き空間の上下全領域における対流放射
熱作用が高く、籾殻炭粉と木炭粉の同時製造を装置一台
で効率良く行うことができる。 (2)燃料点火部の周囲に小孔付きの環状通気パイプを
設けたので、蒸し焼き装置本体内の通気性を均等に確保
でき、燃焼用空気ないし気体の流れを円滑に制御するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る土壌改良剤の製造装置を示す一
部破断斜視図である。
【図2】図1の一部断面正面図である。
【図3】(A)は煙突部の平面図、(B)は煙突部の一
部断面正面図である。
【図4】(A)燃料点火部の平面図、(B)燃料点火部
の正面断面図である。
【図5】通気パイプを示す平面図である。
【符号の説明】
1 蒸し焼き装置本体 2 天井蓋 3 燃焼炉 4 L字形パイプ 5 金網 6 小孔 7 通気パイプ 8 連絡パイプ 11段付き開口部 12移動用ローラ 21下底面 31燃料点火部 32煙突部 51リング部材 71ブラケット

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】開閉可能な天井蓋を有し籾殻及び木材チッ
    プが投入される有底の蒸し焼き装置本体と、該蒸し焼き
    装置本体内の中央部に立設され下側に金網付きの燃料点
    火部が設けられた筒形の燃焼炉と、該燃料点火部の外周
    に配設され前記蒸し焼き装置本体の外部と連通する小孔
    付きの環状通気パイプとを備えることを特徴とする土壌
    改良剤の製造装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548938B2 (en) 2000-04-18 2003-04-15 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator
US6717332B2 (en) 2000-04-18 2004-04-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a support structure and actuator
US6759790B1 (en) 2001-01-29 2004-07-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
US6774539B2 (en) 2002-09-23 2004-08-10 Lockheed Martin Corporation High pressure, high speed actuator
US6836056B2 (en) 2000-02-04 2004-12-28 Viking Technologies, L.C. Linear motor having piezo actuators

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