JP5819018B1 - パインアップル葉茎破砕体肥料の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パインアップル実を収穫した後の膨大な量のパインアップル葉茎について、発酵によって生じ易い水分の管理を行って、パインアップルの持つ養分を廃棄することなく、また腐らせることなく、またパインアップル葉茎自体の発酵に適した十分な水分を確保しつつ、肥料を製造し、出荷することが出来るようにする。【解決手段】パインアップル葉茎破砕体を、発酵用プールに収納し、パインアップル葉茎破砕体層となし、好気性菌発酵環境の下で、所定の室内温度で好気性菌によって発酵させて、この発酵継続するに際して、パインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させ、パインアップル葉茎破砕体層からパインアップル葉茎破砕体の発酵に伴って生じる水分を、乾燥したパインアップル葉茎破砕体に吸収させて水分を持ったパインアップル葉茎破砕体となし、パインアップル葉茎破砕体層と共にパインアップル葉茎破砕体肥料を形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、パインアップル葉茎破砕体肥料の形成方法およびこの形成方法によって形成されたパインアップル葉茎破砕体肥料に関する。

パインアップル粕(パイナップル粕ともいわれる)は、工場副産物として流通し、家畜の飼料とされる。

特許文献１には、パイナップル廃棄物をいくつかの工程を経て炭化物を形成することが記載されている。

特許文献２には、生ごみをコンテナ型堆肥化装置に投入して、船積みし、需要地近くまで輸送し、輸送中に堆肥化処理を行うことが記載されている。

特許文献３には、植物性廃棄物を、水分含有率を一定値以下にし、プログラムに従って水分の投入、温度調節を行い、発酵を続けることが記載されている。

特開２０１２−２２８６８３号公報 特開平１１−１７１６７６号公報 特開２００１−２５２６４１号公報

いずれの特許文献にも、パインアップル葉茎の肥料化について記載されておらず、パインアップル葉茎の肥料化に伴う課題、課題の解決手段を記載していない。

パインアップルの生産地、例えばフイリピンにあっては、パインアップル実を収穫した後の多量のパインアップル葉茎がパインアップル畑に埋め込まれている状態になっていて、畑の酸性化を招き、土壌汚染の原因となっている。

本件発明者等は、パインアップル実を収穫した後のパインアップル葉茎を刈り取り機で刈り取り、破砕して、縦１ｍ×横１ｍ×深さ１ｍの発酵用プールに堆積させて、好気性菌による発酵を試みた。１０日〜２週間ぐらい経過すると発酵用プールの底に１〜２ｍｍ、多い時には数ｍｍほどの水分が溜まる現象が観測された。この水分は、パインアップル葉茎の発行に伴って生じたものであり、パインアップル成分が溶解しており、このまま破棄することはパインアップル養分面で損失になるばかりでなく、この水分は空気に触れると腐食し、異臭を放ち、このような状況下では、パインアップル葉茎発酵品は、肥料として集荷することが出来ない。

本発明は、かかる点に鑑み、パインアップル実を収穫した後の膨大な量のパインアップル葉茎について、発酵によって生じ易い水分の管理を行って、パインアップルの持つ養分を廃棄することなく、また腐らせることなく、またパインアップル葉茎自体の発酵に適した十分な水分を確保しつつ、肥料を製造し、出荷することが出来るようにすることを目的とする。

本発明は、パインアップル畑で育成されたパインアップル葉茎からパインアップル実を収穫した後に収穫されたパインアップル葉茎が、刈り取り時に、あるいは刈り取った後に破砕され、好気性菌発酵環境の下で収納され、この状態を継続して発酵処理されるものであって、
当該パインアップル葉茎破砕体を、発酵用プールに収納し、パインアップル葉茎破砕体層となし、好気性菌発酵環境の下で、所定の室内温度で好気性菌によって発酵させ、この発酵継続するに際して、パインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させ、パインアップル葉茎破砕体層からパインアップル葉茎破砕体の発酵に伴って生じる水分を、乾燥したパインアップル葉茎破砕体に吸収させて水分を持ったパインアップル葉茎破砕体となし、パインアップル葉茎破砕体層と共にパインアップル葉茎破砕体肥料を形成すること、もしくは予めパインアップル葉茎破砕体を低乾燥させて、パインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させたと同等の低乾燥パインアップル葉茎破砕体を形成して、発酵継続を行い、パインアップル葉茎破砕体肥料を形成すること
を特徴とするパインアップル葉茎破砕体肥料の形成方法を提供する。

本発明は、パインアップル畑で育成されたパインアップル葉茎からパインアップル実を収穫した後に収穫されたパインアップル葉茎が、刈り取り時に、あるいは刈り取った後に破砕され、好気性菌発酵環境の下で収納され、この状態を継続して発酵処理されるものであって、
当該パインアップル葉茎破砕体を、発酵用プールに収納し、パインアップル葉茎破砕体層となし、好気性菌発酵環境の下で、所定の室内温度で好気性菌によって発酵させ、この発酵継続するに際して、
予めパインアップル葉茎破砕体を低乾燥させて、低乾燥パインアップル葉茎破砕体を形成して、発酵継続を行い、
発酵継続中のパインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させ、パインアップル葉茎破砕体層からパインアップル葉茎破砕体の発酵に伴って生じる水分を、乾燥したパインアップル葉茎破砕体に吸収させて水分を持ったパインアップル葉茎破砕体となし、パインアップル葉茎破砕体層と共にパインアップル葉茎破砕体肥料を形成し、
パインアップル葉茎破砕体肥料を形成すること
を特徴とするパインアップル葉茎破砕体肥料の形成方法を提供する。

本発明は、上述されたパインアップル葉茎破砕体肥料の形成方法によって製造されたパインアップル葉茎破砕体肥料を提供する。

本発明によれば、パインアップル実を収穫した後の膨大な量のパインアップル葉茎について、発酵によって生じ易い水分の管理をパインアップル葉茎の乾燥に基づく管理によって行って、パインアップルの持つ養分を廃棄することなく、また腐らせることなく行いながら、パインアップル葉茎自体の発酵に適した十分な水分を確保しつつ、肥料を製造し、出荷することが出来る。

実をパインアップル収穫した後のパインアップル葉茎の外観を示す図。 パインアップル葉茎成分比較図。 本発明の実施例であるパインアップル葉茎からの肥料形成方法を示すフローチャート図。 含水率、歩留率、減容率の処理例を示す図。 パインアップル葉茎刈り取り機１１に例を示す図。 パインアップル葉茎破砕体を示す図。 発酵用プールの例を示す図。 梱包容器の１例を示す図。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

実施例を説明する前に、パインアップルの葉、パインアップルの茎の成分上の特徴を説明する。図１に、実をパインアップル収穫した後のパインアップル葉茎の外観を示す。

パインアップル葉茎は、図１に示すように根元から情報の伸びる茎、茎の全面から分岐する多数の葉を有して、畑中に根、茎の上端に頂部頂点を備えて、根元の地表から最上部の葉と茎都の付け根の部分までの長さが“Ｌ”とされる。

本発明では、パインアップル葉、パインアップル茎を合わせた時にパインアップル葉茎部廃棄物と称する。パインアップル葉茎は、それ自体が好気性菌を保持し、細かく裁断されると、水分が残留した状態で自然発酵する。本発明の実施にあたっては、自然発酵によって肥料を形成する場合と好気性菌の発酵菌を投入することで発酵を加速させて肥料を形成する場合の双方を行うことが出来る。特に断らない限り、本実施例は、好気性菌の発酵菌を投入することなく、自然発酵方式で肥料を形成する場合について説明する。

図２は、パインアップル葉茎成分比較を示す図である。

パインアップル葉茎は、酸性デタ―ジェント繊維、中性デタージェント繊維、非繊維性炭水化物、総繊維で類似した性質を持ち、肥料原料並びに飼料原料としての優れた成分を持つ。パインアップル茎は、総繊維量で、葉に比べてすくないが、非繊維性炭水化物および細胞内容物の成分でパインアップル葉に比べて多く含まれ、飼料原料として優れた成分を持っている。

上述したように、パインアップル葉茎は、パインアップル粕と同様の成分を備え、パインアップル葉は繊維成分が多く、パインアップル茎は肥料としての養分に富、両者が混合されて優れた肥料原料となる。

パインアップル畑に残されたパインアップルの葉茎は、通常農場主に帰属する。パインアップル畑に残されたパインアップルの葉茎の廃棄物問題を解決するために本実施例では、パインアップルの葉茎からパインアップルの性状を活用した発酵を行うことでパインアップル有機肥料を形成する。後述するようにパインアップルの葉茎は、特に葉は、パインアップル粕と同様の優れた成分を有していて肥料の原料とすること出来るばかりでなく、他の繊維成分を含まない肥料原料とを混在させることを可能にして農業経営に利益をもたらす。

図３は、本発明の実施例であるパインアップル葉茎からの肥料形成方法を示すフローチャートである。

図３において、パインアップル葉茎を原料とする肥料形成方法は、
パインアップル畑で育成されたパインアップル葉茎からパインアップル実を収穫した後のパインアップル葉茎を刈り取り収穫する工程（Ｓ１）
刈り取り時に、あるいは刈り取った後にパインアップル葉茎を微細に破砕し、パインアップル葉茎破砕体を形成する工程（Ｓ２）
パインアップル葉茎破砕体を工場に搬入し、固定式あるいは移動式の発酵用プールへ投入し、投入によってパインアップル葉茎破砕体層をする工程（Ｓ３）、
好気性菌による発酵工程（Ｓ４）、
乾燥したパインアップル葉茎投入し、パインアップル葉茎破砕体層と混在したパインアップル葉茎層の形成工程（Ｓ５）、
この状態で、発酵を継続する工程（Ｓ６）、
梱包工程（Ｓ７）、および
パインアップル肥料としての出荷工程（Ｓ８）
から構成される。

この肥料形成方法は、工程Ｓ１，Ｓ２を同じにして、Ｓ１１〜Ｓ１３工程によって代替される。Ｓ１１〜Ｓ１３は、次の通りである。

乾燥することで、低乾燥のパインアップル葉茎破砕体を形成する工程（Ｓ１１）、
形成された低乾燥のパインアップル葉茎破砕体を発酵用プールへ投入し、乾燥したパインアップル葉茎の混在したパインアップル葉茎層（Ｓ５参照）と同等のパインアップル葉茎層を形成する工程（Ｓ１2），および
発酵、発酵を継続させる工程（Ｓ１3）
からなる。この肥料形成方法は、ルートＳ１４を設けることで、先の肥料形成方法に結合させることが出来る。

発酵工程（Ｓ４）で、水分計によって水分量が観測され、水分調整のための乾燥の準備、あるいは水分調整のための乾燥と乾燥方法の最適手段の選択がなされるようにしてもよい。このような計測に基づく水分調整がなされてもよいが、操業エンジニアは、長年の経験によって水分量を予測することが可能であり、計測機械に依存することなく水分調整することが可能である。

Ｓ５あるいはＳ１２における混在状況は、パインアップル葉茎層としての混在状態の場合とパインアップル葉茎破砕体が混在している状態の場合の双方を含む。

Ｓ４，Ｓ６あるいは、Ｓ１３における発酵においては、廃棄物であるパインアップル葉茎を、水分含有率を一定値以上にし、プログラムに従って水分の管理、温度調節を行い、発酵を続けることが出来る。パインアップル葉茎は、それ自体が水分を十分に含んでいて好気性菌によって十分に発酵させることに適している。それ自体が持つ水分を調節することなく発酵させると、水分がパインアップル葉茎から抽出され、発酵用プールの底部に溜まってしまう現象が生じてしまう。このために、発酵を妨げることなく、かつ腐敗の原因となる水分の溜まりをなくすることが大切になる。したがって、パインアップルの含水量、含水率の管理は、乾燥させる場合あるいは乾燥したパインアップル葉系を追加する場合に、含水量あるいは含水率が、水分の溜まりを形成しない限界値を最良に値として管理するのがよい。水分の溜まりを形成しない限界値は、当業者には過去の経験から蓄積されており、ＰＣによる管理をするときの格納データとされる。

含水率は、歩留率あるいは減容率に等価的に置換可能であり、歩留率あるいは減容率とすることで視覚的に確認出来る格納データとなる。含水率と歩留率あるいは減容率との関係は次の通りである。

低乾燥状態生成にあたっての計算式を説明する。

前提条件として、
１）乾燥前には、原料としてのパインアップル生状態の葉茎体の重量Ｗ１が計測される。

２）原料としてのパインアップル生状態の葉茎体の含水率として、典型的な８５％（０．８５）が採用される。

a)原料の乾燥後の重量からその含水率Xを導き出す計算式
乾燥前含水率０．８５、乾燥前重量Ｗ１，乾燥後重量Ｗ２として、
Ｘ＝[０．８５−（１−Ｗ２/Ｗ１）]÷（Ｗ２/Ｗ１）
となる。この時に、歩留り率はＷ２/Ｗ１で、減容率は、（１−Ｗ２/Ｗ１）で表わされる。

したがって、
Ｘ＝（０．８５−減容率）÷歩留り率
となる。

例えば、１００ｋｇのパインアップル葉茎体が乾燥されて２０ｋｇになった場合の含水率Ｘは、
Ｘ＝［０．８５−（１−２０/１００）］÷２０/１００
＝（０．８５−０．８）÷０．２＝０．２５
となり、含水率２５％であることが計算される。

b) 原料の含水率を予め定めた含水率X値にするために、重量をいくらまで落とせばよいかの歩留率Ｙを導き出す計算式
Ｙ＝（１−０８５）÷（１−X）
Ｙ＝（１−０．８５）÷（１−０．２５）＝０．２
よって、この場合には、歩留率を０．２とすることになる。そして、減容率は、０．８となる。

図４には、処理１から２４が記載され、含水量と歩合率あるいは減容率との関係が記載されている。

乾燥されたパインアップル葉茎を混在させるときの一つの典型的な事例は、Ｓ３において投入されるパインアップル葉茎の量を５９５ｋｇとしたときに、乾燥したパインアップル葉茎の量は、１０５ｋｇである。これらの量から、含水率、歩留率および減容率を容易に計算することが出来る。

これらの工程によって、パインアップル葉茎破砕体を、発酵用プールに収納し、パインアップル葉茎破砕体層となし、好気性菌発酵環境の下で、所定の室内温度でパインアップル葉茎破砕体自体が持つ好気性菌によって、あるいは投与された好気性菌によって発酵させ、この発酵継続するに際して、パインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させ、パインアップル葉茎破砕体層からパインアップル葉茎破砕体の発酵に伴って生じる水分を、乾燥したパインアップル葉茎破砕体に吸収させて水分を持ったパインアップル葉茎破砕体となし、パインアップル葉茎破砕体層と共にパインアップル葉茎破砕体肥料を形成すること、もしくは予めパインアップル葉茎破砕体を低乾燥させて、パインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させたと同等の低乾燥パインアップル葉茎破砕体を形成して、発酵継続を行い、パインアップル葉茎破砕体肥料を形成するパインアップル葉茎破砕体肥料の方法が形成される。

また、これら２つの手法を結合させることで、パインアップル葉茎破砕体を、発酵用プールに収納し、パインアップル葉茎破砕体層となし、好気性菌発酵環境の下で、所定の室内温度で好気性菌によって発酵させ、この発酵継続するに際して、予めパインアップル葉茎破砕体を低乾燥させて、低乾燥パインアップル葉茎破砕体を形成して、発酵継続を行い、発酵継続中のパインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させ、パインアップル葉茎破砕体層からパインアップル葉茎破砕体の発酵に伴って生じる水分を、乾燥したパインアップル葉茎破砕体に吸収させて水分を持ったパインアップル葉茎破砕体となし、パインアップル葉茎破砕体層と共にパインアップル葉茎破砕体肥料を形成するパインアップル葉茎破砕体肥料を形成する方法とすることが出来る。この方法によれば、Ｓ１１の低乾燥のパインアップル葉茎破砕体の乾燥程度を軽度なものとして、Ｓ５にて最終的に水分管理を行うようにすることが出来る。

図５は、パインアップル畑で育成されたパインアップル葉茎からパインアップル実を収穫した後のパインアップル葉茎収穫システム６０でのパインアップル葉茎を刈り取り収穫する工程（Ｓ１）に用いられるパインアップル葉茎の刈り取り機６１を示す。

図５に示すように、刈り取り機６１は、刈り取り部６４、破砕部６２および搬送部６３からなる。刈り取り部６４は、先端に上下方向に角度調節可能な刈り取り刃を備える。刈り取り機６１は、自走式であり、数条のパインアップル葉茎を同時に刈り取ることが出来る。刈り取られたパインアップル葉茎は、破砕される。破砕されたパインアップル葉茎は、搬送部６３を構成するベルトコンベアによって搬送され、搬送されたパインアップル葉茎体は、トラック６５に積み込まれ、発酵用プールを備えた工場に運ばれる。

図６は、刈り取り時に、あるいは刈り取った後にパインアップル葉茎を破砕し、パインアップル葉茎破砕体を形成する工程（Ｓ２）によって生成されたパインアップル葉茎破砕体１７を示す。

図６（ｉ）は、より細かく裁断されたパインアップル葉茎破砕体を示し、図６(ｉｉ)は、少し大きめの寸法に裁断されたパインアップル葉茎破砕体を示す。

パインアップル葉茎破砕体は、微細なほど自然発酵が促進される。一般的に粒度が大きいほど半乾燥の時間が長くされる。粒度は、適宜選択される。

図７は、パインアップル葉茎破砕体を発酵させるための乾燥用プール２２を示す。乾燥用プール２２の底部には、発生した水分引抜き用の孔２３が設けられる．本実施例によって正常に操作されている時にはこの孔２３から水分が抜き出されることはない。乾燥用プール２２は他の形態であってもよい。

パインアップル葉茎破砕体は、投入時の水分量を維持し、所定の室内温度で例えば４０日以上の期間に亘ってパインアップル葉茎破砕体が持つ好気性菌による好気性自然発酵状態がなされる。４０日以上経過すると、パインアップル葉茎破砕体から、完熟発酵させたパインアップル葉茎破砕体肥料が形成される。この間に、上述したように水分発生防止のための軽度の乾燥工程、すなわち水分引抜き工程が挿入、操作される。４０日は典型的な例であり、４０日を基本として数日の変動が考慮されてよい。好気性菌を投入する場合には、上述した日数を短縮することが出来る。

生成された肥料は、梱包され、袋詰めのパインアップル肥料体２４とされる。図２に示す各内容物を含んだパインアップル肥料が形成され、有効な肥料が提供される。

２４…袋体（パインアップル肥料）、６０…パインアップル葉茎収穫システム、６１…刈り取り機、６２…破砕部、６３…搬送部、６４…刈り取り部、６５トラック。

Claims (2)

1. パインアップル畑で育成されたパインアップル葉茎からパインアップル実を収穫した後に収穫されたパインアップル葉茎が、刈り取り時に、あるいは刈り取った後に破砕され、好気性菌発酵環境の下で収納され、この状態を継続して発酵処理されるものであって、
   当該パインアップル葉茎破砕体を、発酵用プールに収納し、パインアップル葉茎破砕体層となし、好気性菌発酵環境の下で、所定の室内温度で好気性菌によって発酵させ、この発酵継続するに際して、パインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させ、パインアップル葉茎破砕体層からパインアップル葉茎破砕体の発酵に伴って生じる水分を、乾燥したパインアップル葉茎破砕体に吸収させて水分を持ったパインアップル葉茎破砕体となし、パインアップル葉茎破砕体層と共にパインアップル葉茎破砕体肥料を形成すること、もしくは予めパインアップル葉茎破砕体を低乾燥させて、発酵継続を行い、パインアップル葉茎破砕体肥料を形成すること
   を特徴とするパインアップル葉茎破砕体肥料の形成方法。
2. パインアップル畑で育成されたパインアップル葉茎からパインアップル実を収穫した後に収穫されたパインアップル葉茎が、刈り取り時に、あるいは刈り取った後に破砕され、好気性菌発酵環境の下で収納され、この状態を継続して発酵処理されるものであって、
   当該パインアップル葉茎破砕体を、発酵用プールに収納し、パインアップル葉茎破砕体層となし、好気性菌発酵環境の下で、所定の室内温度でパインアップル葉茎破砕体を好気性菌によって発酵させ、この発酵継続するに際して、
   予めパインアップル葉茎破砕体を低乾燥させて、低乾燥パインアップル葉茎破砕体を形成して、発酵継続を行い、
   発酵継続中のパインアップル葉茎破砕体層に乾燥したパインアップル葉茎破砕体を混在させ、パインアップル葉茎破砕体層からパインアップル葉茎破砕体の発酵に伴って生じる水分を、乾燥したパインアップル葉茎破砕体に吸収させて水分を持ったパインアップル葉茎破砕体となし、パインアップル葉茎破砕体層と共にパインアップル葉茎破砕体肥料を形成し、
   パインアップル葉茎破砕体肥料を形成すること
   を特徴とするパインアップル葉茎破砕体肥料の形成方法。

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