JP5579122B2 - 有機肥料製造システム - Google Patents

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Description

本発明は、イエバエの幼虫を利用して家畜の排泄物から有機肥料を製造する有機肥料製造方法に関する。
一般に、養豚や乳牛飼育等の畜産施設では、毎日飼育頭数に応じて糞尿が排出され、その処理は、微生物を使った堆肥化が一般的である。
しかし、家畜糞尿は含水率が高いため、微生物による処理では時間がかかり過ぎ、ある地域では大量に発生する家畜糞を処理しきれずに野積みされ、これが地下水の汚染源になるという社会問題を引き起こしており、その処理が問題となっている。特に、環境基準が厳しくなって来た最近は、悪臭を放つ不衛生な畜糞を簡単に投棄するようなことは認められない状況にある。
畜産規模の拡大に伴って大量に発生する家畜の排泄物を短期間に効率よく処理することは難しく、畜産農家にとって家畜の排泄物の処理が多大な負担となっている。このような負担を軽減するための畜糞を処理する昆虫バイオ処理システムが提案されている（特許文献1参照）。
特許文献1に開示の昆虫バイオ処理システムは、畜糞が置かれる処理容器を順次搬送する処理容器搬送手段と、処理容器搬送手段により順次送られてくる空の処理容器に畜糞を供与する廃棄物供与手段と、畜糞が供与されて送られてくる処理容器中の未養生の畜糞にイエバエの卵または弱齢幼虫を付与する虫付与手段と、処理容器を多段に積み上げて必要な期間中保管して畜糞を養生する廃棄物養生手段と、養生中の処理容器より這い出してくるイエバエの幼虫または這い出した幼虫が変態して生じた蛹を回収する虫回収手段と、養生を済ませた処理容器搬送手段により順次送られてくる処理容器から養生済の畜糞を回収する廃棄物回収手段とを備えている。
この昆虫バイオ処理システムでは、畜糞をイエバエの幼虫に食させることによってその畜糞を無害化または低害化にすることができる。
特開２００２−１１４４０号公報
しかしながら、前記特許文献1に開示された昆虫バイオ処理システムは、畜糞をイエバエの幼虫に食させてその畜糞を無害化処理または低害化処理するが、イエバエ幼虫を使用した有機肥料化処理は、温度及び湿度の調節が可能な処理室内に、容器に入れた廃棄物にイエバエ卵を接種して収容し、卵を孵化させて幼虫を生育させているものであり、搬入、搬出が全て手作業でなされ、また、幼虫が一定以上に生育すると培地外に出て蛹となる習性を利用しているため、容器外に這い出した幼虫の処理も手作業で行う必要がある。しかもこれらの作業が行われる処理室内は、糞尿の臭気が充満し、這い出た幼虫（ウジムシ）が一面に這い回る等、著しく作業環境が悪く、人の手作業には馴染まないという問題があった。
また、イエバエの幼虫は１週間で十分な飼育容積と餌があれば、餌である飼料処理量は爆発的に増大し、逆に、これに対応する飼育面積や餌が与えられないと、家畜糞が幼虫の体内で酵素分解されて排泄されることで製造された有機肥料基材も減り、幼虫の生育も鈍化してしまうといった問題もあった。
本発明の課題は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、豚糞等の家畜糞尿の処理をイエバエ幼虫によって行わせるに際し、飼育面積を十分に得るとともに、餌も十分投与可能で幼虫の成長を促進させ、家畜糞が幼虫の体内で酵素分解され排泄する量を増進させ、かつ、処理収納室内での手作業を不要にすることから、少ない労力で効率良く、家畜糞尿を有機肥料化処理ができる有機肥料製造システムを提供しようとするものである。
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、各実施例、特に実施例１に対応するもので、イエバエの幼虫を利用して家畜の排泄物から有機肥料を製造する有機肥料製造システムであって、
卵から孵化した幼虫を育成する第１育成処理収納部を設け、該第１育成処理収納部の下方で複数に分割された第２育成処理収納部を配置し、前記第１育成処理収納部に幼虫自らが這い出すことを利用して落下する落下部を設けて排泄物を敷き詰めた第２育成処理収納部に幼虫を該落下部から落下させ、
同様に該第２育成処理収納部の下方で複数に分割された第３育成処理収納部を配置し、前記第２育成処理収納部に落下部を設けて排泄物を敷き詰めた第３育成処理収納部に幼虫を落下部から落下させ、
この処理を最終育成処理収納部まで数回繰り返し、前記各育成処理収納部は前記幼虫の飼育過程において前記排泄物を幼虫の体内で酵素分解して排泄されることで有機肥料基材を製造し、製造された該有機肥料基材を集積して排出する有機肥料基材集積部と、最終育成処理収納部から這い出して落下する幼虫群を集積して排出する幼虫集積部とを備え、これら集積した有機肥料基材と該幼虫群とを搬出することを特徴とする。
請求項２の発明は、実施例１から請求項４に対応するもので、請求項１に記載の有機肥料製造システムにおいて、前記各育成処理収納部は、幼虫の受取部と落下部を固定枠体に設けるとともに、底面上には底面全面を覆う板状体を移動可能に設けたことを特徴とする。
請求項３の発明は、主に、実施例５に対応するもので、請求項１に記載の有機肥料製造システムにおいて、前記各育成処理収納部は、幼虫の受取部と落下部と底部を有するトレーとするとともに、該トレーは循環するコンベヤによって移動可能に設けたことを特徴とする。
請求項４の発明は、主に実施例１及び４に対応するもので、請求項１から請求項３に記載の有機肥料製造システムにおいて、前記育成処理収納部には、上方の育成処理収納部の前記落下部に対応する受取部を設け、該受取部は落下部の幅を所望数に分割した幅の板状体とし、かつ、該板状体は外側に突き出た張出部を有する形状としたことを特徴とする。
請求項５の発明は、主に実施例２に対応するもので、請求項１から請求項４に記載の有機肥料製造システムに対応するもので、前記育成処理収納部には、上方の育成処理収納部の前記落下部に対応する受取部を設け、該受取部は落下部の幅を所望数に分割した幅のローラとし、かつ、該ローラの表面には幼虫を傷つける刃を設けたことを特徴とする。
請求項６の発明は、主に実施例１に対応するもので、請求項１から請求項５に記載の有機肥料製造システムにおいて、前記幼虫集積部には、幼虫群の一部、或いは蛹の１部を抽出してイエバエの成虫とする成虫抽出部を設け、該成虫抽出部で抽出して育成したイエバエの成虫を第１育成処理収納部の上方に配置した卵接種部に導く誘導部を設けたこと特徴とする。
請求項７の発明は、主に実施例１に対応するもので、請求項６に記載の有機肥料製造システムにおいて、前記卵接種部は複数の回転する部屋を設けたものであって、該複数の部屋のうち上方に開口が位置した部屋では開口に餌を供給するとともに、該餌に紫外線を照射し、イエバエの成虫が卵を接種して所定期間経過後に段階的に回転し、その過程で卵から幼虫に育成させ、該幼虫を部屋が回転することによって下向きに位置した開口から第１育成処理収納部に落下させることを特徴とする。
請求項８の発明は、主に実施例１に対応するもので、請求項１から請求項７に記載の有機肥料製造システムにおいて、前記最終育成処理収納部からの集積して排出された幼虫は、殺処分して飼料として加工することを特徴とする。
請求項１から請求項４の有機肥料製造システムの発明によれば、家畜の排泄物がイエバエの幼虫の体内で酵素分解されてその幼虫から排泄されることで有機肥料基材が作られるので、焼却処分する場合の燃料の消費がなく、二酸化炭素を排出しないので環境への負荷が軽減され、細菌による従来の無害化処理と異なり、長期間の悪臭の発生や病原菌の繁殖もなく、イエバエの幼虫の食性を利用して排泄物を安全に処理することができる。
また、イエバエの幼虫の飼育面積・容積を十分に得るとともに、餌を十分投与可能であるので、幼虫の食性を増進させ、豚等の家畜の多量の排泄物を短期間に効率よく有機肥料基材に変えることができる。特に、幼虫の成長に伴いそれに合ったように育成処理収納部を小分けに分割しているので、満遍なく均一に餌を処理することができる。
また、本有機肥料製造システムは、有機肥料基材が豊富なキトサンを含むことから、それらの有機肥料基材により土壌改良や抗菌作用、植物の成長促進、植物の病気抑制効果、果実質の改良等に優れた有機肥料を作ることができる。
更に、処理収納室内での手作業をより少なくし、効率良く、少ない労力で有機肥料化処理ができる。
また、請求項５の有機肥料製造システムの発明によれば、上記の効果に加えて、幼虫を受け取るローラの表面の刃によって、イエバエの幼虫の皮膚に擦過傷を負わせるので、傷つけられた幼虫が抗菌ペプチドを豊富に生成することができる。
請求項６の有機肥料製造システムの発明によれば、上記の効果に加えて、幼虫の一部をイエバエの成虫にして、産卵させることにより、外から幼虫を導入することなく、システム内でイエバエの幼虫を再生産して循環システムを形成することができる。
請求項７の有機肥料製造システムの発明によれば、請求項５の効果に加えて、イエバエの成虫を所定の産卵場所に誘導するので卵接種の効率を向上させることができる。
更に、請求項８の有機肥料製造システムの発明によれば、請求項１から請求項７の効果に加えて、最終育成処理収納部から集積して排出された幼虫を優良な飼料として排出し、これを利用することができる。
本発明の前提となる有機肥料製造システムの全体の概略図、 イエバエの幼虫の成長に伴う餌食摂取量の変化を表したグラフの図、 本発明の実施例１の有機肥料製造システムの全体の概略図、 図３のｚ-ｚ線での上面からの平面図、 実施例１の卵接種・孵化装置の側面からの断面図、 図５でのロータリーローラの正面からの断面図、 図７(a)は図３の育成処理収納部の展開図、図７(ｂ)は図７(a)の育成処理収納部の拡大説明図、図７(c)は図３の一方の育成処理収納部の側面図、 育成処理収納部の拡大斜視図、 本発明の実施例２の育成処理収納部のローラ型受取部の拡大斜視図、 本発明の実施例３の有機肥料製造システムの全体の概略図、 本発明の実施例４の育成処理収納部の展開図、 本発明の実施例５の有機肥料製造システムの全体の概略図である。
本発明の前提となる有機肥料製造システムの全体の概略を図１を参考にして説明する。
図１において、有機肥料製造システムは、主に、[１：餌食作成工程]、[２:餌食供給工程]、[３:卵接種・孵化工程]、[４:幼虫飼育工程]、[５:幼虫と肥料の分別工程]、[６:有機肥料作成工程]、[７:幼虫の殺処分工程]、[８:飼料加工工程]、[９:リサイクル工程]から構成されている。以下に各工程の概略を説明する。
[１：餌食作成工程]
餌食作成工程は、イエバエの幼虫(蛆虫)の餌を作る工程であるが、主に栄養価が高い豚糞尿の他に、もみ殻、おから、水、米ぬかや豚の内臓を使用するが、本実施例ではイエバエの食性増進のため、おからともみ殻（約9：1）を豚糞（鶏糞）に2〜4割混ぜ、水分調整し攪拌する。さらに、家畜の排泄物に食物残渣も混入させ、食物残渣が排泄物中において腐敗して餌食が作られる。このように、食物残渣が排泄物中において腐敗して餌食が作られるため、家畜の排泄物とともに人間が出す大量の食物残渣（残飯）を処理することができる。
[２:餌食供給工程]
餌食供給工程は、上記の所定量の餌食を、図３．４で後述するホッパーから、複数段に積層されている第２育成処理収納部から最終育成処理収納部に供給し、これらの育成処理収納部を幼虫育成室２に移動させる。
[３:卵接種・孵化工程]
卵接種・孵化工程は、卵接種・孵化装置でイエバエの成虫を誘導して、成虫になってから４日以後は産卵可能となり１４日で産卵量が減少するので、この期間に卵接種・孵化装置の餌食地にイエバエが好むスキンミルクと酒粕によるマーキングと紫外線を照射して産卵を促し、所定場所に産卵させ、１日程度で幼虫に孵化するので、最上段の第１育成処理収納部に１齢幼虫を落下させて収納する。
[４:幼虫飼育工程]
幼虫飼育工程は、孵化直後に幼虫育成室２の暗中で飼育し、１回脱皮後の２齢幼虫も暗中または薄明中で飼育するとともに、2回脱皮後の蛹変態前の3齢幼虫を照明中で飼育して約６日程度飼育する。
イエバエの幼虫は餌食を求めて前進することを利用し、次段の複数の育成処理収納部に自ら落下し飼育され、同様に、更に次段の分割された複数の育成処理収納部に自ら落下し飼育される。
なお、実施例２では、育成処理収納部を落下して次の育成処理収納部に移動する際に幼虫(蛆虫：ウジ虫)の皮膚に擦過傷を付けることで治癒力による抗菌ペプチドを作らせている。
[５:幼虫と肥料の分別工程]
幼虫と肥料の分別工程は、蛹変態期を迎えた幼虫の活発な蠕動離散習性を利用して幼虫は所定の集積容器に自ら落下し幼虫は良質な飼料Ｅとして排出される。家畜糞を食した排泄物である育成処理収納部に残った有機肥料基材は飼育室から搬出される。
この幼虫と肥料の分別は、卵を接種してから4日目に始まって7日目に終了するが、3齢幼虫を照射中で飼育することにより蛹変態期を迎えた幼虫の走光性を利用して幼虫と肥料基材とを確実に分別することができる。
[６:有機肥料作成工程]
有機肥料作成工程は、幼虫飼育工程において、餌食の65〜90％が幼虫に食され、餌食の10〜35％の残余の餌食が発酵した有機肥料基材にキトサンを豊富に含むイエバエの成虫の死骸とイエバエの脱け殻とを混合した有機有機肥料基材となる。
[７:幼虫の殺処分工程]
幼虫の殺処分工程は、餌食に卵を接種してから4日目に、有機肥料基材から分別され集積容器に自ら落下した幼虫群をスチーム・煮沸・焼却等で殺処分する。ここで、他の種類の昆虫の幼虫が紛れ込んだとしても他の昆虫の幼虫を幼虫群から排除できる。
[８:飼料加工工程]
飼料加工工程は、餌食に卵を接種してから5日目以降に、所定の集積容器に自ら落下した幼虫群をトロプス等の飼料Ｅに加工する。
[９:リサイクル工程]
リサイクル工程は、餌食に卵を接種してから5日目以降の幼虫群から一部の幼虫を抽出し、抽出した幼虫を成虫に成長させ、イエバエの正の走光性と走行性(光に向かう習性)を利用し、光と臭いでダクトを介して前記[３]の卵接種・孵化装置に誘導し、それら成虫に卵を産ませ、次世代の卵を餌食に接種することにより循環を構築するため、外部から新たに卵を調達する必要がない。
次に、上記各工程の実施例１の詳細を図２以下に沿って説明する。
本発明は、イエバエの幼虫の飼育容積(面積)を十分に得るとともに、餌を十分投与可能とするシステムであるが、これは図２に示すように、イエバエの幼虫の餌食摂取量は卵或いは産卵直後の１kgが、十分な飼育容積(面積)と餌食があると、７日後の１７０時間で約１６００ｋｇの１６００倍の餌を摂取することができ、それだけ豚糞等を幼虫の体内で酵素分解して幼虫からの排泄物が優良な有機肥料基材となる。
したがって、従来のように同一のトレーで幼虫を飼育したのでは、十分な飼育容積(面積)と餌食を幼虫に与えることができない。
そこで、図３、図４(図３z-z線断面平面図)の実施例１に示すように育成処理収納部を多段(31段)とし、１つの育成処理収納部から、下位の育成処理収納部を複数に分割して乗数的に増加させ、イエバエの幼虫の飼育容積(面積)を十分に得るとともに、餌を十分投与するようにしたものである。
(１)[産卵の流れ]
図３、４において、有機肥料製造システムの施設１は、主に、１対で多段の育成処理部１A、１Bから構成されており、ほぼ同じ構成であるので、一方の育成処理部１Aの構成を詳しく説明する。
育成処理部１Aは、温度が25〜30℃の範囲に維持され、飼育室内部の湿度が50〜70％の範囲に維持すべく、育成処理部１Aを覆うように幼虫育成室２が設けられ、その最上部には卵接種・孵化装置３が設けられている。
この卵接種・孵化装置３は、図４、図５に示すように、４本のロータリーローラ３１が水平に掛け渡されており、図５の側断面図に示すように、４部屋に分割されて、回転軸３２を中心にして約１日で段階的に１８０度回転するようになっており、卵から孵化するまでこの第１部屋３１１に卵と餌を存在するようにしており、この第１部屋３１１の位置に他の第２〜４部屋が存在するとロータリーローラ３１の側面に設けた餌供給部３４からスクリューコンベア３４１等により餌Ｂを供給するようになっている。
図５の状態で、第１部屋３１１は上方に開口部３３が設けられ、その正面図の図６に示すように、軸３２方向には大部分をカバー３５で覆い、狭い開口部３３としており、この第１部屋３１１には餌Ｂを供給されている。そして、この開口部３３の餌食Ｂの表面の適所には、イエバエが好むスキンミルクと酒粕等からなるマーキング装置(図示せず)によるマーキングと、紫外線ランプ３６により紫外線を照射できる構成になっており、イエバエの成虫の習性から自然とその場所に集まるようになっている。
これは、成虫になってから４日以後は産卵可能となり１４日で産卵量が減少するので、この期間に産卵させたい場所(開口部３３)をマーキングして、この所定場所にイエバエを誘導させ、卵Cを産卵させる為である。また、産卵できない４日間、或いは、産卵以外の時に飛遊を休ませるために、卵接種・孵化装置３の天井付近に止まり木用のネット３７が張ってある。
こうして、図５の第１部屋３１１は産卵部屋となっているが、これより先に産卵が終了し９０度回転した状態の第２部屋３１２では孵化が開始しており、その先の更に９０度回転した第３部屋３１３は開口部３３が下向になって、餌食Ｂと孵化した幼虫Ａが第１育成処理収納部４１に落下するようになっている。更に９０度回転した第４部屋３１４は次の産卵部屋となるよう準備する。
このように、卵接種部である卵接種・孵化装置３は、複数の回転する第１〜４部屋が部屋を設けたものであって、該複数の部屋のうち上方に開口が位置した部屋には、餌Ｂが供給させ、その餌Ｂに紫外線を照射し、イエバエの成虫を誘ってその場所にイエバエの成虫が卵を接種し、所定期間経過後に段階的に各第１〜４部屋が回転し、その過程で卵から幼虫に育成させ、該幼虫を部屋が回転することによって下向き位置した開口から第１育成処理収納部に落下させる。
(２)[幼虫の流れ]
次に、前記育成処理部１Aの第１育成処理収納部４１は、３１段に積層された育成処理収納部４を４列並べた最上段(１)の１つであるが、育成処理収納部４の全体を図３〜図８に沿って説明する。図３の上方からの平面図が図４であり、その育成処理収納部４をそれぞれを展開したのが図７であり、さらに、３段目（4-1）と４段目(8-1)を拡大したのが図８である。
なお、図７(a)は図３の育成処理収納部の展開図、図７(ｂ)は図７(a)の育成処理収納部の拡大説明図、図７(c)は図３の一方の育成処理収納部の側面図でり、更に詳しくは、図７(a)は、図３の３１段に積層された各育成処理収納部４を、それぞれ上面から見た状態に展開したもので、符合(1)(2)・・・(31)は上からの順番を表し、各収納部内の数字１,2-1,4-1・・・は、増加する階層を表しており、例えば、「１」は最初の第１階層（第１育成処理収納部４１）で、「２−１」は２倍に細分化さる第２階層(第２育成処理収納部４２）の１番目の収納部「２−２」は第２階層(第２育成処理収納部４２)での２番目の収納部、同様に、「４−１」は、更に２倍に細分され合計４倍に細分化された一番目で、第３階層(第３育成処理収納部４３)での１番目の収納部「８−１」は、更に２倍に細分され合計８倍に細分化された一番目で、第４階層(第４育成処理収納部４４)での１番目の収納部「１６−１」は、更に２倍に細分され合計１６倍に細分化され、第５階層(最終育成処理収納部４５)での１番目の収納部を表す。また、図７(b)で、Xは受取部の箇所を、Yは落下部の箇所、ハッチング部分は側壁、矢印は幼虫の進行方向を表している。
そこで説明するが、先ず、育成処理収納部４の１例として、図８の拡大斜視図を説明すると、図８は図３での３段目の第３育成処理収納部４３(4-1)と、その下の４段目の第４育成処理収納部４４(8-1)の斜視図の例示である。
第３育成処理収納部４３(4-1)は全体が断面略Ｕ字型で、底部４aと両側壁４b,４cが幼虫育成室２に固定的(勿論、車輪で育成処理収納部４全体が移動することは妨げない。)に設けられ、手前側(図８)の壁４bの一部に切欠部４dを設け、その切欠部４dの底部４aには底部４aから外側に突き出た板状体の張出部(インデックス型)からなる受取部４eが設けられ、この受取部４eの幅4e1は全体壁幅の約１／４である。この受取部４eは上方から落下してくるイエバエの幼虫Ａを受け取り、餌食が敷き詰められた内側の底部４aの上面の板状体５(５３)に幼虫を導くためのものである。
図８で、底部４aの上面のステンレス製の板状体５(５３)は、両側壁４b,４cに沿って往復動が可能であり、底部４a上をスライド可能に設けられ、板状体５の上面には、均一に幼虫のための餌食Ｂが敷き詰められている。
背面側(図８)の壁４cにも一部に幼虫が下方に落下するための切欠した落下部４fを設け、この落下部４fの幅は全体壁(4b,4c)幅の約１／２である。ここで、餌食Ｂを求めて前進する幼虫Ａは、この落下部４fから下の全体壁(4b,4c)幅の約１／４の受取部の２つの４段目と７段目の第４育成処理収納部４４(8-1、8-2)に落下する。
この第３育成処理収納部４３は他の育成処理収納部４も基本的には同じで、図７の展開図からも判るように、１つの第１育成処理収納部４１から落下する幼虫は、落下の際にその下方の２つの第２育成処理収納部４２(２段目2-1、１７段目2-2)に分割され、更に、これが各々下方の２つの第３育成処理収納部４３(３段目4-1、１０段目4-2、１８段目4-3、２５段目4-4）の合計４つと増加し、更に各々下方の２つの第４育成処理収納部４４(４段目8-1、７段目8-2、１１段目8-3、１４段目8-4、１９段目8-5、２２段目8-6、２６段目8-7、２９段目8-8）の合計８つに増加し、同様に、これらが最終育成処理収納部４５(５段目16-1、６段目16-2、８段目16-3、９段目16-4、１２段目16-5、１３段目16-6、１５段目16-7、１６段目16-8、２０段目16-9、２１段目16-10、２３段目16-11、２４段目16-12、２７段目16-13、２８段目16-14、３０段目16-15、３１段目16-16）の合計１６個、即ち、１つの第１育成処理収納部４１が最終的には、１６倍の１６個の最終育成処理収納部４５と「２」の乗数で増加する構成である。
この場合、図８に示すように、イエバエの幼虫Ａは側面から見ると、育成処理収納部４の段毎に左右交互に進行方向を変えていくので、複数の育成処理収納部４は縦方向に積み重ねるので、高層にはなるが、場所を取らず、スペース的には有利である。
また、第２階層を２列にしてもよく、この場合には、積層の高さは半分になり、かつ、落下部の位置は幅の設計に自由度が増すが、平面の育成処理収納部４の占有面積は倍になる。
このように、上方段の育成処理収納部４の幼虫の這い出す落下部４fの幅に対応して、下方の育成処理収納部４は前記幅を複数に分割し、その分割した幅の複数の外側に突き出た張出部からなる受取部を設けて、所望の数に増加させて育成処理収納部４とすれば、イエバエの幼虫の飼育容積を十分に得られ、餌も十分投与可能となる育成処理収納部４とすることができ、幼虫の食性を増進させるようにすることができる。
また、本実施例では、産卵から最終育成処理収納部４５からの落下までの期間を６〜７日程度に設定したが、その設定に合うように幼虫が移動する長さとなる各育成処理収納部４の大きさを設定するか、上述したように育成処理収納部４の分割する数や段数を設定すればよい。
ここで、育成処理収納部４での幼虫の移動について、その流れを纏めて説明すると、卵接種・孵化装置３の４本のロータリーローラ３１が回転し、このロータリーローラ３１の各部屋３１１〜３１４から孵化したイエバエの幼虫Ａが第１育成処理収納部４１に落下する。この第１育成処理収納部４１の底部a上面の板状体５１が、受取部４eを形成しており(他の育成処理収納部の受取部とは異なり、張出部を形成せずに板状体５１自体が受取部となる。)、幼虫は第１育成処理収納部４１の板状体５１上の餌食Ｂを食べながら落下部４fに向かい、落下部４fに到達すると落下部４fから２手に分かれて、次の２つの第２育成処理収納部４２(2-1,2-2)の受取部４eに向かって落下し受け取られる。
同様に、幼虫は第３育成処理収納部４３、第４育成処理収納部４４と２の倍数で増え、第５番目の最終育成処理収納部４５の板状体５上の餌食を食べ尽くして、最終育成処理収納部４５の落下部４fに到達して、最下位置にある育成処理収納部４の面積より大きな集積容器である幼虫集積部６A(6B)に集積する。なお、第５階層の最終育成処理収納部４５の落下部4fは、それより下位の育成処理収納部４の板状体の受取部(X:インデックス型)4eに引っ掛からないように側壁4b,4cを設けて置けばよい。
この幼虫集積部６Aに集積し５日以上を経過した幼虫群は、乾燥状態にしながら集積容器ごと幼虫育成室２から排出され、先ず、この幼虫群から一部の幼虫を抽出し、抽出した幼虫を成虫に成長させ、イエバエの正の走光性と走行性を利用し、光と臭いでダクト(図示せず)を介して、前述した卵接種・孵化装置３に循環させ、リサイクル利用する。
また、抽出の終わった幼虫集積部６Aの幼虫群Ａは、スチーム・煮沸・焼却等で殺処分するが、チキン・キトサンが豊富な良質の飼料Ｅとすることができ、所定の加工を施して出荷する。
(３)[家畜糞の流れ]
次に、家畜糞の流れを説明する。
本実施例１でのイエバエの幼虫の餌を作る餌食作成工程は、餌食作成装置７で、おからともみ殻（約9：1）を豚糞（鶏糞）に2〜4割混ぜ、水分調整し攪拌し、さらに、家畜の排泄物に食物残渣も混入させ、食物残渣が排泄物中において腐敗して餌食が作られ、食物残渣が排泄物中において腐敗して餌食が作られるため、家畜の排泄物とともに人間が出す大量の食物残渣（残飯）を処理するようにして作成される。
この作成した餌食は餌食供給工程で、所定量の餌食Ｂを、図３．４の餌食ホッパ７１A,７２Bに供給する。ここで餌食ホッパ７１A，７１Bの排出口のゲート７２を制御して、図３で右側に移動する板状体５,51,52〜531の上面に、餌食Ｂを均一に覆うように供給する。ここで、板状体５,51,52〜531の移動はフィードローラ５５に連結するモータ(図示せず)で制御されるが、板状体５,51,52〜531はベルトコンベア状にしてモータで速度調整可能の構成で、餌食Ｂが育成処理収納部４の領域の板状体５,51,52〜531の表面上に存在するように、板状体５の移動速度とゲート７２の開閉を制御する。
この時、この幼虫育成室２の内部の温度は25〜30℃、湿度は50〜70％の範囲に維持する。
次に、餌食Ｂが育成処理収納部４の領域の板状体５,51,52〜531の表面上に満遍なく供給されると、幼虫育成室２内の板状体５,51,52〜531の移動を止める。そして、孵化直後の幼虫育成室２の暗中で飼育し、１回脱皮後の２齢幼虫も暗中または薄明中で飼育し、2回脱皮後の蛹変態前の3齢幼虫を照明中で飼育して約６日程度飼育する。育成処理収納部４での家畜糞等の餌食Ｂを幼虫Ａに食べさせ、幼虫Ａの体内で酵素分解されて排泄されることで有機肥料基材となる。
各育成処理収納部４の板状体５,51,52〜531上の家畜糞等の餌食Ｂの大部分が、幼虫Ａを幼虫Ａの体内で酵素分解されて処理されて有機肥料基材Dとなる。なお、この工程では、通常、餌食の65〜90％が幼虫に食され、餌食の10〜35％の残余の餌食が発酵して上記有機肥料基材Dに、更に、キトサンを豊富に含むイエバエの成虫の死骸やイエバエの脱け殻とを混合しており、これが最終的な有機有機肥料基材Dである。
この出来上がった有機有機肥料基材Dを載せて停止していた板状体５,51,52〜531は、再び稼働して幼虫育成室２の外に移動(図４で右側)させる。この時、板状体５,51,52〜531上には幼虫育成室２側に固定された、掻き出し用のスクレイパー５６が設けられ、有機肥料基材Dの進行方向を９０度変えて落下させ、下方の有機肥料基材集積部８の集積容器に乾燥させながら集積して幼虫育成室２から搬出して出荷する。
本発明の実施例１での有機肥料製造システムは、以上詳述したの(１)[産卵の流れ]、(２)[幼虫の流れ]、(３)[家畜糞の流れ]を約１週間のサイクルで繰り返して、自動的にイエバエの幼虫を用いた有機肥料基材を製造する。
この実施例１の有機肥料製造システムは、家畜の排泄物がイエバエの幼虫の体内で酵素分解され、その幼虫から排泄されることで有機肥料基材が作られるので、従来のように焼却処分する場合の燃料の消費がないことはもちろん、二酸化炭素を排出しないので環境に対する負荷が軽減され、細菌による従来の無害化処理と異なり、長期間の悪臭の発生や病原菌の繁殖もなく、イエバエの幼虫の食性を利用して排泄物を安全に処理することができる。
また、育成処理収納部４を３１段にして、イエバエの幼虫の飼育容積を十分に得るとともに、餌も十分投与可能であるので、幼虫の食性を増進させ、豚等の家畜の多量の排泄物を短期間に効率よく有機肥料基材に変えることができる。特に、幼虫の成長に伴いそれに合わせて育成処理収納部を３１の育成処理収納部に小分けに分割しているので、満遍なく均一に餌を処理することができる。
また、イエバエ幼虫による有機肥料基材が豊富なキトサンを含むから、それら有機肥料基材から土壌改良や抗菌作用、植物の成長促進、植物の病気抑制効果、果実質の改良等に優れた有機肥料を作ることができ、処理収納室内での手作業を極力少なくし、効率良く、少ない労力で有機肥料化処理ができる。
また、幼虫群や蛹の一部を抽出しイエバエの成虫にして、産卵させることにより、システム内でイエバエの幼虫を再生産して循環システムを形成しているので、外部から新たに卵を調達する必要がない。
更に、最終育成処理収納部からの集積して排出された幼虫を優良な飼料Ｅとして利用することができる。
次に、実施例２を図９で説明するが、実施例２は、受取部の構成が実施例１と異なるだけで、他の構成は実施例１と同じであるので詳細は省略する。
実施例２は、実施例１での受取部4eの所望の１部又は全部を外側に突き出た板状体（インデックス型）に代えて、刃付き回転ローラ型としたものである。
図９に示すように、実施例１での上方の育成処理収納部４の幼虫の這い出す落下部4fの幅に対応して、下位の育成処理収納部４は前記幅を複数に分割した幅の刃付きローラ461からなる受取部４６とし、この刃付きローラ461の表面には、幼虫の皮膚に擦過傷をつけるローラ軸方向の刃462が設けられている。
これは、イエバエの幼虫の皮膚に擦過傷をつけると、傷つけられた幼虫が抗菌ペプチドを豊富に生成することが知られており、これを利用して幼虫が育成処理収納部４を移動するために落下する際、受取部４６を刃462付きの回転する刃付きローラ461にして、この刃462の上に幼虫を落下させて、幼虫に傷を付けるようにしている。
この刃付きローラ461は、幼虫が抗菌ペプチドを豊富に生成する位置の受取部に設ければよく、受取部4eの所望の１部又は全部に設ければよい。
実施例２の他の作用・効果は、実施例１と同じである。
次に、実施例３を図１０で説明するが、実施例３は、図１０に示すように、実施例１とは往復動するステンレス製の板状体５に代えて、合成樹脂製の長尺フィルム５７とし、１方向に繰り出して巻き取るようにして、育成処理部１も一対ではなく単体とした構成が異なるだけで、他の構成は実施例１或いは実施例２と同じであるので詳細は省略する。
実施例３は、各板状体５,51,52〜531を往復動させる実施例１の構成とは異なり、装置の構成は簡単となるが、長尺フィルム５７の再利用には清掃等に手間が掛かる。
しかし、実施例１に比べて、育成処理部１が単体でよく、板状体５も合成樹脂製の長尺フィルム５７としているので、プラント全体を小型にできるという利点がある。
次に、実施例４を図１１で説明するが、実施例１で、１つの第１育成処理収納部４１が最終的には、１６倍の最終育成処理収納部４５となり、「２」の乗数で増加する構成となることから、１つの育成処理収納部４を３つの育成処理収納部４に分割するようにすれば、育成処理収納部４は「３」の乗数で増加する構成になる。
このようにした構成が実施例４である。図１１に示すように(符合の表示方法は、図７と同じである。）、第１階層の１つの第１育成処理収納部471の落下部Ｙに対応して、下位の第２階層の第２育成処理収納部472の受取部Ｘを前記落下部Ｙの幅の１／３にして３つの育成処理収納部472に分割する。同様に、下位の第３階層の第３育成処理収納部473の受取部Ｘを前記落下部Ｙの幅の１／３にして３つの育成処理収納部473に分割する。これを繰り返し、下位の第４階層の第４(最終)育成処理収納部474の受取部Ｘを前記落下部Ｙの幅の１／３にして３つの育成処理収納部474に分割するするように構成すれば、育成処理収納部４は「３」の乗数的に増加する構成になる。即ち、最終的には、１×３×３×３＝２７倍の面積の最終育成処理収納部４５となる。
このように、実施例１や本実施例４や同様の他の分割方法で、育成処理収納部４の階層毎に分割数を適当に設定して設計すれば、面積の増加割合を幼虫の成育度合いに合わせることができる。
なお、実施例４では、受取部の幅は実施例１に比べて狭くなるが、下位の育成処理収納部４の面積を大きくすることができる。また、同様に、第１階層の１つの第１育成処理収納部471の落下部に対応して、下位の第２階層の第２育成処理収納部472の受取部Ｘを落下部の幅の１／４にして、４つの育成処理収納部472に分割し、これを繰り返せば、育成処理収納部４は「４」の乗数的に増加する構成になる。
次に、実施例５を図１２で説明するが、実施例１や実施例５では、各育成処理収納部４は幼虫の受取部と落下部を固定され、底面上の板状体を移動可能にしているが、実施例５では、実施例１や実施例４の各育成処理収納部を移動容器型(トレー)にし、図１２に示すように、これら複数の育成処理収納部４自体を移動するようにしたもので、幼虫の受取部と落下部と底部4a との他に前後に区切りの区切壁４８１を有するトレー４８とするとともに、このトレー４８は循環するコンベア４８２によって移動可能に設けた移動容器型の育成処理収納部４としている。
図１２に示すように、先ず、循環コンベア４８２に搭載されたトレー４８は餌食ホッパ７１から家畜糞等の所定量の餌食Ｂを供給を受け、供給が終了すると幼虫育成室２に移動し、幼虫育成室２の上部に設けた卵接種・孵化装置３(図５．６参照)からに実施例１と同様に幼虫の供給を受け、実施例１と同様に多段に設けたトレー４８で配置させるが、幼虫は餌食を処理しながら、自ら下位のトレー４８に落下しながら移動し、最終的には幼虫集積部６に集積する。
一方、幼虫により餌食の処理した有機肥料基材Dを積載したトレー４８は、幼虫育成室２から次の有機肥料基材集積部８に移動し、有機肥料基材集積部８ではトレー４８の底部４aを斜め或いは逆さにして有機肥料基材Dを落下させ容器に排出する。他の構成及び作用・効果は基本的には実施例１と同じであるので省略する。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。
Ａ・・幼虫、Ｂ・・餌食、C・・卵、D・・有機肥料基材、E・・飼料、
１,１A,１B・・育成処理部、
２・・幼虫育成室、
３・・卵接種・孵化装置、
３１・・ロータリーローラ、
３１１・・第１部屋、３１２・・第２部屋、３１３・・第３部屋、３１４・・第４部屋、
３２・・回転軸、３３・・開口部、
３４・・餌供給部、３４１・・スクリューコンベア、
３５・・カバー、３６・・紫外線ランプ、３７・・止まり木用のネット、
４・・育成処理収納部、
4a・・底部、4b，4c・・側壁、4d・・ 切欠部、
4e・・受取部(X:板状体：インデックス型)、4e1・・幅、4f・・落下部(Y)、
41,471・・第１育成処理収納部、
42,472・・第２育成処理収納部、43,473・・第３育成処理収納部、
44,474・・第４育成処理収納部、
４５・・最終育成処理収納部、
４６・・受取部(X:ローラ型)、461・・刃付きローラ、462・・刃、
４８・・トレー（移動容器型の育成処理収納部)、区切壁481、循環コンベア482、
５,51,52〜531・・板状体、５５・・フィードローラ、５６・・スクレイパー、
５７・・板状体(長尺フィルム)、
６,６A,６B・・幼虫集積部、
７・・餌食作成装置、
７１,７１A,７１B・・餌食ホッパ、７２・・ゲート、
８・・有機肥料基材集積部

Claims (8)

  1. イエバエの幼虫を利用して家畜の排泄物から有機肥料を製造する有機肥料製造システムであって、
    卵から孵化した幼虫を育成する第１育成処理収納部を設け、
    該第１育成処理収納部の下方で複数に分割された第２育成処理収納部を配置し、前記第１育成処理収納部に幼虫自らが這い出すことを利用して落下する落下部を設けて排泄物を敷き詰めた第２育成処理収納部に幼虫を該落下部から落下させ、
    同様に該第２育成処理収納部の下方で複数に分割された第３育成処理収納部を配置し、前記第２育成処理収納部に落下部を設けて排泄物を敷き詰めた第３育成処理収納部に幼虫を落下部から落下させ、
    この処理を最終育成処理収納部まで数回繰り返し、
    前記各育成処理収納部は前記幼虫の飼育過程において前記排泄物を幼虫の体内で酵素分解して排泄されることで有機肥料基材を製造し、
    製造された該有機肥料基材を集積して排出する有機肥料基材集積部と、最終育成処理収納部から這い出して落下する幼虫群を集積して排出する幼虫集積部とを備え、これら集積した有機肥料基材と該幼虫群とを搬出することを特徴とする有機肥料製造システム。
  2. 前記各育成処理収納部は、幼虫の受取部と落下部を固定枠体に設けるとともに、底面上には底面全面を覆う板状体を移動可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の有機肥料製造システム。
  3. 前記各育成処理収納部は、幼虫の受取部と落下部と底部を有するトレーとするとともに、該トレーは循環するコンベヤによって移動可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の有機肥料製造システム。
  4. 前記育成処理収納部には、上方の育成処理収納部の前記落下部に対応する受取部を設け、該受取部は落下部の幅を所望数に分割した幅の板状体とし、かつ、該板状体は外側に突き出た張出部を有する形状としたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の有機肥料製造システム。
  5. 前記育成処理収納部には、上方の育成処理収納部の前記落下部に対応する受取部を設け、該受取部は落下部の幅を所望数に分割した幅のローラとし、かつ、該ローラの表面には幼虫を傷つける刃を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４に記載の有機肥料製造システム。
  6. 前記幼虫集積部には、幼虫群の一部、或いは蛹の１部を抽出してイエバエの成虫とする成虫抽出部を設け、該成虫抽出部で抽出して育成したイエバエの成虫を第１育成処理収納部の上方に配置した卵接種部に導く誘導部を設けたこと特徴とする請求項１から請求項５に記載の有機肥料製造システム。
  7. 前記卵接種部は複数の回転する部屋を設けたものであって、該複数の部屋のうち上方に開口が位置した部屋では開口に餌を供給するとともに、該餌に紫外線を照射し、イエバエの成虫が卵を接種して所定期間経過後に段階的に回転し、その過程で卵から幼虫に育成させ、該幼虫を部屋が回転することによって下向きに位置した開口から第１育成処理収納部に落下させることを特徴とする請求項６に記載の有機肥料製造システム。
  8. 前記最終育成処理収納部から集積して排出された幼虫は、殺処分して飼料として加工することを特徴とする請求項１から請求項７に記載の有機肥料製造システム。
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