JPH03501841A - バイオマスの変更方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 バイオマスの変更方法 発明の背景 本発明は土壌改良物質、肥料物質、および／あるいは植物生長基質中のバイオマ スの変更方法に関する。この変更方法により、堆積した、場合によっては粉砕さ れたバイオマスは自然の分解過程の作用による希望の変更段階にまで到達させら れる。 発明に従えば、いろいろな種類のバイオマスは次の様な、即ち、それぞれの層は 本質的に一種類のバイオマスからなり、一番下の層は本質的に鋸屑の大きさから 小麦粒の大きさに砕かれた木材から成り、その上に置かれた層は本質的に青もの より成り、その上に置かれた層は本質的に少し湿った藁より成り、その上の置か れた層は牛の積み肥を含む積み肥より成り、その上に本質的に鋸屑の大きさから 小麦粒の大きさに砕かれた木材から成る更なる層が置かれ、砕かれた木材から成 る層は変更に際して発生する揮発性の成分を本質的に完全に保持する厚さで形成 される方法で、互いに重ねられて置かれた層に配置される。 従来技術 土壌改良物質、肥料物質、および／あるいは植物生長基質中のバイオマスの変更 方法ははるか以前から、最早他には利用可能でないバイオマスを再び生産サイク ルに導くように別の形態で行われている。バイオマスは通常の方法て、ある場合 には、例えばシュレッダ−によって粗く砕かれ、堆積され、自然の微生物等の作 用に委ねられる。バイオマスの種々の種類の堆積物への搬入はたいてい突発的に 無秩序に行われる。 そのような堆積物内でのバイオマスの変更はそれに対応して制御なしで行われる 。従って、保持されている生成物は不均質である。 技術的な立場から見ると既知の方法の本質的な特徴は、ガス状および液体状の変 更生成物が流出可能なことである。このことは専門的な側面からも２・ず起こる こととみなされる。しかしながら、それ故、バイオマスの貴重な成分は未利用の ままである。この外、既知の方法により保持される生成物は、これらの根拠から 、土地改良物質、肥料物質あるいは植物生長基質としての効果においては、発明 者が驚くべき確証を得たようには、最良ではない。 発明の要旨 発明の課題は、単純な手段で本質的に完全なバイオマスの変更を行い、土壌改良 物質、肥料物質および／または植物生長基質よりも本質的の高い効果を示す変更 生成物を作り出すことである。 この課題を解くために、独立した請求項の特徴が用いられる；有利な形式は従属 した請求項で定義される。 本発明の特徴と有利性は、実施態様を優先的に取り扱っている、以下に例示する 明細中で、添付したスケッチ図の助けを借りて明らかにされる。 図面の説明 第１図は本発明の第一に有利な実施態様に従った堆積物の斜視断面図であり、第 ２図は本発明の第二に有利な実施態様に従った堆積物の類似の斜視断面図である 。 実施例の説明 以下の説明では共通する同じ要素は、対応する第二の実施態様の要素に”ダソシ ニ”が付加された同じ引用記号が付けられている。 本発明による方法の実施に際しては、いろいろの種類のバイオマスが入れられる 。その際、鋸屑の大きさから小麦粒の大きさに砕かれた木材の使用の受け入れと 、逃げやすい変更生成物の保持が、特に本質的である。内部でバイオマスの変更 が行われる、本発明による堆積物の外側の覆いは特別な吸収材によって同時にそ の領域内に空気の侵入を可能にするので腐敗が生じない（例えば、堆積物を小葉 や土で空気を遮断した場合の様に）。 砕かれた木材の他に、野菜、麦藁等、ならびに積み肥がバイオマスに振り向けら れる。しかも、まだ説明していないが、往々まとまって互いに重なり合って層を なす。 第１図は本発明による水平層をなす堆積物１を示す。堆積物は、堆積物で覆われ た面の外側に集水溝１ｏを備えたコンクリート床９の上に乗っている。この集水 溝１０は、場合によっては流出する流体成分を堆積物に再び導くために働く。コ ンクリート床はこの機能を援助するために軽い勾配（少なくとも２″′）を付け て置かれているので、流出した流体は集水溝１０の方へ流れる。コンクリート床 は固定されているので、通常の方法では流体成分が流出せず、堆積物に保持され たままになる。集水溝１０は特別な場合にのみ備えている。コンクリートの代わ りに、本質的には、水を透過しない、例えば粘土のような他の材料を用いること が可能であることが理解される：合成物質の材料は優先的には用いられない。 コンクリート床９の上には鋸屑の大きさから小麦粒の大きさに砕かれた木材の〈 実施例では約２０ｃｍの厚さの）層２が載せられている。この木材層は下方向に 通過する流体状の変更生成物を吸い上げ、また、本発明の方法の経過に際しては それ自身が変更される。一番下側の木材層２の厚さは、−面では、常にこの吸収 機能が満足され得るように選ばれる：これよりはるかに大きい厚さは可能性とし ては小さい。 一番下の木材層２（後に更に述べる、細かく砕かれた木材から成る届がどうであ ろうとも）の材料としては、例えば製材所、家具工場、大工工場、窓工場、ベニ ヤ板工場、森林清掃等からの、例えば３０ｍｍ以上の大きさの幹およ・び枝の木 屑等が適する。樹皮および殻は細かく砕かれる。針葉樹の利用に際しては、変更 過程に悪い影響を及ぼすので多量の針葉をいれないように注意すべきである。　 細かく砕かれた木で出来たこの一番下の層２の上には青ものでできた層３が置か れている。この層は通常の方法ではｌｏａｍから４０ｃｍの厚さである。しかし ながら、その厚さは、処理が行われる青ものの種類、特に、砕き度、拡がり度等 に大きく依存する。生活から出るものと嗜好品から出るものの割合がどうであろ うと、例えば牧場の餌、蕪の葉、馬鈴薯の葉、よもぎ、生は垣の刈り屑、庭園の 清掃屑、芝生の刈り屑、人参の葉、セロリ、跣菜およびサラダの廃物、葡萄の搾 り糟、ビール醸造の糟、穀物のサイロの廃物、製粉所の廃物、食料貯蔵庫の廃物 が適する。町の塵芥、水植物、さとうきび、木の葉、森林清掃からでる小枝と潅 木およびそのような物の生物的廃物が更に適する。　果物の廃物もまた挿入する ことができる。バイオマスは自然の湿分に侵入される。特に、雨に濡れた青もの は適している。バイオマスの圧縮は生じさせるべきではない。ｍ１ｋｒｏｚｉｄ ｅあるいはｐｈｙ−ｔｏｎｚｉｄｅの内容物質を有する植物部は振り向けるべき ではない。例えば、多量の緑のシャクナゲの葉はある場合には有害である。 青ものは要求に応じて細かく砕かれる。例えば、小枝などは粉砕されるべきであ る。 青もの層３の上には湿った茶類の層４が置かれる。茶類は濡れているのではなく 、わずかに湿っているべきである。これは粉砕されずに持ち込まれ、しかもでき るだけ嵩ぼるのが有利である。茶類の層４には、例えば、油菜の茎、穀物の茎、 とうもろこしの茎、ひまわりの茎、木綿の屑、麻の屑、美果類の茎、大豆の茎、 腐った干し草、葦、濡れた木の葉等が適している。 茶類の層４の上には積み肥でできた層５が置かれる。牛の積み肥、特に乳牛の積 み肥が独占的に用いられると、比較的薄い層でよい。 高く積んだ積み肥が利用されるならば、これは細かく砕かれるべきである。牛の 積み肥と共に他の種類の積み肥を混ぜることも可能である。 積み肥の層５の上には、さらに、鋸屑の大きさから小麦粒の大きさに細かく砕か れた木材の層６が置かれる。この更なる層をもって本発明の意義をなす完全な堆 積層が完成される。第１図が示すように、この砕かれた木材の更なる層の上に、 有利なように第二の堆積層が、しかも前述の順序と同じ順序で築かれる。この第 二の堆積層は細かく砕かれた木材からなる層６が一番下の層”を形成し、木材層 ６の上には第二の青もの層３が置かれ、その上には第二の茶類の層４と第二の積 み肥の層５が置かれる。この上には再び細かく砕かれた木材の層６が続（。この 層は第１図の実施例では同時に堆積物１の最上部の完成された層を形成する。こ の堆積物は実際には約２ｍの高さがある。水平な堆積層から築かれた堆積物はさ らに堆積層を知られた方法で付は加えられて合計の高さが３ｍに達する。 本質的には、各場合、堆積物１の最上部の層は再び細かく砕かれた木材層６によ って形成される。堆積物内での変更で自由になる揮発性の変更生成物を吸収でき るように、この層は厚くなくてはならない。不十分な厚さでは暗い色が貫通して 染まることにより、最上部の層が十分厚いかどうかがわかる。この場合、最上部 の木材層は細かく砕かれた、更なる木材層の付加により強化される。普通の場合 には最上部の木材＠６は１０ｃｍから２０ｃｍで十分である。堆積物の構築に際 しては、最後に調達された層が細かく砕かれた木材であるならば、仕事は長期間 中断されるのみである。こうして、発明に係わる必要な覆いが保証される。 一番下の木材層２、青もの層３、茶類の層４および積み肥の層５かみなる堆積層 の合計体積に関して、一番下の木材層２の体積比が約２５％、青もの層３のそれ が約４０％、茶類の層のそれが約３０％および積み肥の層５のそれが約３％のと き有利である。更なる可能性もなく、また、たいした有利性がないにしても、も し多量の積み肥が調達されなければならないならば、積み肥部分をおよそ３０％ まであげることも可能である。しかしながらその際、容積で最小３％の乳牛積み 肥は保持しなければならない。この様に、積み肥を増やした際には、最良の結果 を狙って変更の間に堆積物は移し替えられる。 第１図に示された堆積物１は大きく変化する幅をもって仕上げられる。通常の方 法では幅は７ｍと２０ｍの間である。堆積物の長さは任意である。堆積物の高さ はすでに述べたように２ｍと３ｍの間である。 堆積物１の側面には鋸屑の大きさから小麦粒の大きさに砕かれた木材でできた側 面用の外層７．８が付けられている。この層は一番下の木材層２を一番上の堆積 物１の上側を覆う木材層６と結合させる。ｍ面の木材層７．８の水平面に対する 傾斜角は約４５″′と５］。 の間であるので、堆積物は安定しており、側面の木材層７と８は滑り落ちない。 構築の後すぐ青もの層３の上で側面の木材層７、已にスリットを残すことがてき る。これは、それから２日後に細かく砕いた木材で閉じられる。このスリットは 初期に青もの層に大量の空気の供給を可能にするという有利な役目をする。しか し、その際、内容物質は漏れない。これは内容物質が、青もの層の上にある九本 状の木材層に掴まれているか、あるいは一番下の木材層２に吸収されるためであ る。 堆積物１は第２図の様にひとつの変化した構成を持つ。その中では、そうでなけ れば上で第１図に従って説明した堆積物の堆積層に完全に対応する堆積層は、往 々堆積物１°の垂直中心面に対して斜めに傾いている。この堆積物の構築に際し ては下方への通気のために床の上に一層（２０ｃｍの厚さ）の強い柴の大枝が置 かれ、それからその上は約１０ｃｍの厚さの薄い小枝で覆われる。この上には薬 類の層が、それからは既に述べた層の構築がなされる。第２図において床９“と 一番下の木材層２°の間の大枝および小枝からなるこの層は大ざっばに描かれて いる。このような堆積物は１度あるいは２度移し替えられなければならない。 二番目に扱われる実施態様における堆積物１゛もまた細かく砕かれた木材２“、 ７′、８“、６゛で出来た眉によって前面覆われている。それは幅が１５ｍから ２０ｍの間で、長さは任意で、５ｍより低い高さで勝れて構築され得る。 非常に高い積み肥の場合には、その高さはおよそ３．５ｍを越えてはならないの で、この堆積物は移し替えなければならない。 発明の効果 細か（砕かれた木材から成り、堆積物全面の覆いに投入された、本発明に係わる 層は、発明に係わる実施を全ての既知の実施に対抗して示す長所の獲得のための 特別な意義の知識状態によっている。 全変更過程の間、あたかも周囲に対して遮断された場合のように湿分と揮発成変 更成分が保持され、しかし、腐敗は生じないように堆積物内部での変更過程は進 む。鋸屑の大きさから小麦粒の大きさに砕かれた木材は大きい表面積を持つ小さ い粒子から成り立っている。 木材は粉砕過程において、不揃いの形状から、拡がりがあり、通気性のある、従 って、特に吸収性能を持つように分断され、引き裂かれる。そうして、木材は揮 発性の変更生成物および構成要素の侵入湿分を保持し、自身に結合させ、植物性 養分に変化させる。同時に木材自身実際完全に変更される。揮発性の内容物の保 持と同時の、空気の完全ではない遮断は変更を生じせしめる種々の生物に対する 良好な変更条件を与えることが考えられる。発明に従って構築された堆積物内で は、生物の活動には戻らない崩壊過程が関与している可能性があるが、好気性と 嫌気性の変更過程が恐らく特別均衡をとって生じるだろう。 木材が欠乏している場合には、堆積物の前面の覆いのために投入する、覆いと密 閉用の材料として次の材料、すなわち、藁、とうもろこしの茎、ひまわりの茎、 さとうきび、葦、および／あるいは植物の似た構造の乾いた残さいが利用され得 る；その際、これらの材料は粉砕されるときに、個々の粒に常にできるだけ広い 表面積を与えるために、できるだけ強く砕かれ、破られ、破壊および／あるいは 寸断されることが重要である。 本発明保持されている固定変更生成物は既知の方法での生成物よりも非常に優れ ていることが実証される。他の混合肥料は純粋な土地養分であるが、発明に係わ る変更生成物はこれ゛に加えて植物性養分および種子と幼植物のための植物床で あり、根茎形成を促す。従来の混合肥料では例えば１粒の小麦の種から６ないし ７本の茎がでるのが限界値である。もし、発明に係わる堆積物からできる変更生 成物質上で対応する１粒の小麦の種を育成すると、１粒から２８本まての茎がで る！そのような栽培法は信じられないほど強力である。 化学肥料で育てられた小麦あるいはとうもろこしの繊維板は、空気に２．３力月 さらすと崩壊するが、発明に係わる変更生成物上で育てられたそのような植物の 繊維板は、２年間空気乾燥させた後でも完全無欠で、手で触っても壊れない。 発明に係わる変更生成物は植物生長基質として役に立つ。しかし、これはまた、 土壌改良材としても働く。例えば、荒れた土地およびステップ地が、発明に係わ る変更生成物の、対応する量の添加によって、収穫をもたらす肥沃な土地に変化 させられる。この場合、もし、土地に必要な保水力が達成されるなら、すぐに吸 引能力と吸収能力のある肥沃層が生まれる。発明に係わる変更生成物で育てられ た植物はその立派な根茎のために５０％少ない給水でよい。 発明に係わる実施が終点まで経過する期間はおよそ４力月から１２力月で可能で あるが、それに対応した処置によって期間は影響を受ける。より長期の変更期間 が勝れて選ばれる。例えば、すでに存在する変更生成物を、新しく構成される堆 積物の中にスターターとして入れることによって、変更は非常に速められ得る。 これに対して、市販の混合肥料を小量入れることもできる。両方の場合とも、変 更速度をもたらす材料は、発明に係わる体積物の構築の際、茶類の層の上に入れ られる。　変更方法の速度を速めた実施のために、新しく構築した堆積物を、す でに存在し変更が生じている堆積物に接続させて封入することができる。その他 、′母堆積物”が、青もの層かみ積み肥の層の範囲で、勝れて横から切り掛けら れる。そうすると、新堆積層は母堆積層に寄り掛けて作るので、対応する新しい 堆積物の層との直接の結合が生じる。母堆積物の切り掛けのところで取り出され た材料は新しい堆積物の茶類の層に薄く拡散される。それから、積み肥と一番上 の木材層の運び上げによって堆積物はすぐ完成させられる。 発明に係わる方法の実施に際して、多量の汚水（家畜の尿水）を利用することも 可能である。これは比率１：１の水で薄めてすべての層に振りかけられる。その ような堆積物ては青もの部分を２０％減らし、茶類と木材部分をそれぞれ１０％ 増やせる長所が生まれる。 変更の終点は堆積物からのプローブ出力によって簡単に確かめられる。終点では 堆積物の内部の材料が統一的に黒く色づき、砕けやすくなる。変更過程は終点に 到達するまで計測器によって、例えば、温度などの監視を行うゾンデ（探針）の 搬入によって、追跡されている。このようなゾンデあるいは検出器は、また、” 堆積物の内部で希望通り、湿分が変化しないようにコントロールするために用い られる。好ましくない気象条件により堆積物が一度乾燥し過ぎると、水が点状で 上部の木材層を通して供給される；一番上の木材層の湿った場所はそれに続く細 かく砕いた更なる木材層の運び上げによって覆われる。 発明に係わる方法を、例えば、個々の層の部分が、次々にトロッコあるいはその ような物で運び込まれる屋根付き建て屋の中で、自動化して実施することかが可 能である。直接連続して木材層、青もの層、茶類の層、および積み肥の層が運び 上げられ最後に一番上の木材層が装備される。この場合、輸送装置は裁断装置を 備えることも可能である。一番上の木材層の運搬に用いられるトロッコは木材層 を滑らかにする制削器（削り落し器）を備えると有利である。 堆積物を移し替えなければならないときは、まず最初に一番下の木材層が必要な 厚さ準備される。この上に、同じ様におよそ２０ｃｍの厚さの層の、移し替えら れる堆積物の材料が来る。この材料はある場合には少し湿らされている。その上 に、裁断された茶類の、およそ１０ｃｎ＋の厚さで同じ様に少し湿らされた層が 続く。移し替えられる堆積物と茶類から成る材料の層が、更に希望する堆積物の 高さまで重ねられる。細かく砕かれた木材から成る覆いにより再び覆われる。 多くの材料では堆積物を移し替えることは望ましくなく、通気が望ましい。この 目的のために堆積物の構築の前にケーブルあるいは棒状の物を床の上に置くとよ い。それから、この上に堆積物を構築する。通気のためにケーブルあるいは棒は 、例えばクレーンで堆積物を貫いたまま持ち上げられる。これにより、希望する 通気性を生じさせる。 国際調査報告 一陶一−＾−−ｊ＋ａ、　ＰＣＴ／ＥＰ　８９１００９６９国際調査報告　ＥＰ 　８９００９６９

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．堆積した、場合によって粉砕されたバイオマスが自然の分解過程の作用によ る希望の変更段階にまで到達させられる土壌改良物質、肥料物質および／あるい は植物生長基質中のバイオマスの変更方法にして、細かい有機材料で出来、本質 的に全方向を覆われた層（２、６、７、８）内のバイオマスが変更に際して生じ る揮発性の構成物質が本質的に完全に保持されるような厚さで囲まれることを特 徴とするバイオマスの変更方法。
2. ２．覆いの層（２、６、７、８）が木材、樹皮、藁、とうもろこしの茎、ひまわ りの茎、きびの茎、朝鮮あざみの茎、木綿の木、さとうきび、葦および／あるい はそれに類似した構造の乾燥した固い植物の残さいから成り、材料は本質的に鋸 屑の大きさから小麦粒の大きさに砕かれていることを特徴とする請求項１に記載 の方法。
3. ３．強い太陽光線に当てられないバイオマスが新しい、場合によっては雨に濡れ たあるいはそれに対応して少し湿った状態で持ち込まれることを特徴とする請求 項１又は２に記載の方法。
4. ４．いろいろな種類のバイオマスが、それぞれの層が、本質的に一種類のバイオ マスから成り立つように、互いに上へ重ねられた層になって配列されることを特 徴とする請求項１乃至請求項３のいづれかに記載の方法。
5. ５．一番下の層（２）が覆いの層の構成要素であり、本質的に鋸屑の大きさから 小麦粒の大きさに砕かれた木材から成り、その上に置かれた層（３）は本質的に 青ものから成り、その上に置かれた層（４）は本質的に少し湿った藁類から成り 、その上に置かれた層（５）は本質的に牛の積み肥を含んでいる積み肥から成り 、さらにその上の層（６）は覆いの層の構成要素であると共に本質的には鋸屑の 大きさから小麦粒の大きさに砕かれた木材から成ることを特徴とする請求項４に 記載の方法。
6. ６．一番下の、細かく砕かれた木材から成る層（２）は暑さが１０ｃｍから３０ ｃｍで、有利なのはおよそ２０ｃｍであることを特徴とする請求項５に記載の方 法。
7. ７．細かく砕かれた木材から成る一番下の層（２）が下部の４つの層の全体積の およそ２５％になることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
8. ８．青もの層（３）が細かく砕かれた、特に裁断された葉、茎、搾り糟、菜葉、 小枝あるいはその様な青もの材料を含むことを特徴とする請求項５乃至請求項７ のいづれかに記載の方法。
9. ９．青もの層（３）がおよそ１０ｃｍから４０ｃｍの間の厚さであることを特徴 とする請求項５乃至請求項８のいづれかに記載の方法。
10. １０．青もの層（３）が下部の４つの層の全体積のおよそ４０％になることを特 徴とする請求項５乃至請求項９のいづれかに記載の方法。
11. １１．構築のすぐ後、青もの層（３）の高さで覆いの横方向の断面（７、８）に 開口部が作られ、所定の時間後には再び閉じられることを特徴とする請求項８乃 至請求項１０のいづれかに記載の方法。
12. １２．この開口部は約２日後に閉じられることを特徴とする請求項１１に記載の 方法。
13. １３．藁類の層（４）が約１０ｃｍから３０ｃｍの厚さであることを特徴とする 請求項５乃至請求項１２のいづれかに記載の方法。
14. １４．藁類の層（４）が下部の４つの層の全体積の約３０％になることを特徴と する請求項５乃至請求項１３のいづれかに記載の方法。
15. １５．藁類の層（４）はできるだけ嵩ばるように裁断されないまま持ち込まれる ことを特徴とする請求項５乃至請求項１４のいづれかに記載の方法。
16. １６．藁類の層（４）が藁の他に干し草、葦、芥、およびその様なものを含むこ とを特徴とする請求項５乃至請求項１５のいづれかに記載の方法。
17. １７．積み肥の層（５）がふんわりした状態で持ち込まれた牛の積み肥から成り 、下部の４つの層の全体積のおよそ３％を占めることを特徴とする請求項５乃至 請求項１６のいづれかに記載の方法。
18. １８．ひとつあるいは複数の、その時々で青もの層、その上に置かれた藁類の層 、その上に置かれた積み肥の層、およびその上に置かれた細かく砕かれた木材層 から成る、更なる堆積層が更なる層（６）の上に構築されることを特徴とする請 求項５乃至請求項１７のいづれかに記載の方法。
19. １９．全ての層が本質的に水平に配置されていることを特徴とする請求項５乃至 請求項１８のいづれかに記載の方法。
20. ２０．全ての層が水平に対して零でない角度で傾斜して配置されていることを特 徴とする請求項５乃至請求項１８のいづれかに記載の方法。
21. ２１．２つの堆積層が対置して、しかし、本質的には同じ傾斜角で、隣合わせに 配置されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. ２２．層が堆積物を形成することを特徴とする請求項５乃至請求項２１のいづれ かに記載の方法。