堆肥制造系统和堆肥制造方法

文档序号:253422阅读:278来源:国知局
堆肥制造系统和堆肥制造方法
【专利摘要】通过作用于堆肥原料所含有的水分而进行加热,高效率地加热堆肥原料,营造良好的微生物的活动环境。降低制造堆肥时的电力消费而降低堆肥的制造成本。对于集积的堆肥原料(9)输出传播在微波导波管(15)内的微波,令堆肥原料(9)所含有的水分吸收输出的微波而进行热能转换,从而加热堆肥原料(9)。
【专利说明】堆肥制造系统和堆肥制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在利用存在于自然界的微生物制造堆肥原料时,营造良好的微生物的活动环境,高效率地制造堆肥的堆肥制造系统和堆肥制造方法。
【背景技术】
[0002]以往,堆肥原料中碳成分较多,含有如固氮菌、乳酸菌、光热细菌、放射细菌或酵母等的需氧性或厌氧性且低温发酵菌、中温发酵菌、高温发酵菌的各种微生物,堆肥由这些微生物分解、发酵堆肥原料来制造。需要说明的是,作为堆肥原料所含有的微生物,存在着需氧性和厌氧性,根据堆肥原料所含有的微生物的种类,最适控制收容堆肥原料的槽内的气氛来制造堆肥。
[0003]无论是上述的需氧性或厌氧性的哪ー种微生物,均有必要将投入至槽内的堆肥原料升温成为至少约40°C以上而营造良好的微生物的初期发酵环境。因此,例如JP2007-217270A1所示的堆肥制造装置中,在收容含有需氧性微生物的堆肥原料的第一槽和收容含有厌氧性微生物的堆肥原料的第二槽之间,具备利用在从第二槽内的空气中分离氧气而供给至第一槽的、氧气富化器运作时产生的400°C ~800°C的热来加热空气供给至第ー槽内的加热装置,通过该加热装置使堆肥原料升温而改善初期发酵。
[0004]另外,至于JP2005-67918A1所示的堆肥制造装置,将向环境得以控制的堆肥化空间内供给的空气,通过设置于通气路内的加热器升温而营造良好的微生物的活动环境,提高初期发酵。需要说明的是,堆肥原料的分解、发酵后,因微生物的自身发酵热促进堆肥原料的加热,因此无需从外部加热即可高温化。
[0005]然而,上述的专利文献I以及2的加热装置(加热器)均有下述问题:加热空气,将经加热的空气放出至堆肥原料中而进行加热,因此堆肥原料的加热效率低的同时,用于加热空气的电カ消费增多而导致制造成本的増大。

【发明内容】

[0006]发明要解决的课题
要解决的问题点在于:通过加热装置将经加热的空气放出至堆肥原料中而进行加热,因此堆肥原料的加热效率低的同时,电カ消费增多而导致堆肥的制造成本増大的点。
[0007]解决课题的手段
本发明的权利要求1,其最主要的特征在于,具备下述装置:将含有微生物和水分的所需量的堆肥原料集积的堆肥原料集积槽;至少配设在堆肥原料集积槽的床面,具有向集积的堆肥原料输出微波的多数的微波输出孔,在内部传播微波的微波导波管;向微波导波管输出微波的微波振荡装置,其中,对于集积的堆肥原料输出传播在微波导波管内的微波,令堆肥原料中所含有的水分吸收输出的微波而进行热能转换,从而使堆肥原料升温。
[0008]权利要求8,其最主要的特征在于:利用集积在堆肥原料集积槽的堆肥原料所含有的微生物进行分解、发酵来制造堆肥的堆肥制造方法,其中,通过对于集积的堆肥原料输出微波,令堆肥原料所含有的水分吸收输出的微波,从而转换为热能来加热堆肥原料,至少能够促进利用微生物进行的堆肥原料的初期发酵。
[0009]发明效果
本发明通过作用于堆肥原料所含有的水分而进行加热,可以高效率地加热堆肥原料,营造良好的微生物的活动环境的同时,可以降低电カ消费而降低堆肥的制造成本。
【专利附图】

【附图说明】
[0010][图1]为显示堆肥制造系统的概略的说明图;
[图2]为显示微波的输出装置的说明图;
[图3]为显示通过微波进行的堆肥原料的加热例的说明图。
[0011]实施例1
下面,根据实施例所示的图来说明本发明。
[0012]如图1和图2所示,堆肥制造系统的堆肥原料集积槽I在所需面积的床面3的两侧和内面直立设置有对应集积 容量的高度为5.7的侧壁,其前方敞开。而后,在上述堆肥原料集积槽I的床面3上,集积有家畜粪(牛粪、猪粪、鸡粪等)或厨房垃圾等的堆肥原料9。上述堆肥原料9,虽然本身含有大量的水分,但在进行后述的通过微波进行的加热处理吋,若含有水分量少,则有必要将其调整成为至少60%wt。
[0013]另外,上述堆肥原料9,其本身含有存在于自然界的乳酸菌或酵母等的需氧性或厌氧性的微生物,因此在自然放置状态下也能够通过微生物进行堆肥原料的发酵、分解,然而直到堆肥化,需要以几个月为单位的时间,生产率低。因此,在本发明中,根据需要添加发酵温度为2(T60°C的中温发酵菌以及发酵温度为60°C以上的高温发酵菌,使后述的通过微波加热进行的堆肥原料9的发酵效率化。
[0014]本发明的课题在于:促进集积在堆肥原料集积槽I的堆肥原料的初期发酵,大幅度缩短堆肥化期间而提高生产率。在堆肥原料集积槽I的床面3内,埋设有分岐的多数列的空气送出管11。各空气送出管11中,以长度方向并以适宜的间隔设置有多数的送出孔11a,其构成能够使空气经过形成在床面3上的沟(无图示)吹到堆肥原料集积槽I内。
[0015]这些空气送出管11连接有送风机等的送风装置13,将通过送风装置13产生而供给的压缩空气从送出ロ Ila喷射。另外,在堆肥原料集积槽I的床面3内,在各空气送出管11的相互间埋设有多数的微波导波管15。
[0016]各微波导波管15为后述的反射微波的不锈钢、铁等的金属材质,且内部具有以长度方向延长的作为导波路的中空部。另外,该微波导波管15所图示的上面,对于长度方向以适宜的间隔形成有多数的微波输出孔15a。该微波输出孔15a以微波波长的四分之ー以上的宽度形成。
[0017]并且,微波导波管15的上面粘着透过微波的合成树脂板或玻璃板等的防水板17,而该防水板17封止微波输出孔15a来控制水的浸入。
[0018]上述微波导波管15的一方端部,连接有微波振荡装置19,向微波导波管15内输出振荡的微波,边在内面反射边传播。该微波振荡装置19是将微波数帯域(2~10GHz)的微波,通过例如以0.5飞kW输出的磁控管、激光二极管以及由多段増幅器构成的半导体微波振荡装置等而构成。作为微波,由电波法等分配为エ业用、科学用、医疗用等用途的例如2.45GHz较为适宜,但不限定于上述周波数和输出,关于周波数,在约f 20GHz的范围内适当选择即可。
[0019]需要说明的是,微波导波管15的另一方端部被封闭,其封闭端的内面安装有吸收边在内面反射边传播的微波的微波吸收板(无图示)。由此,传播至微波导波管15的另ー方端部的微波由该微波吸收板吸收,因此避免该微波反射至封闭端内面而向输入端侧返回传播。
[0020]另外,上述微波振荡装置19在微波输出时发热。因此,将送风装置13的输入侧和微波振荡装置19通过送风管21连接,将微波振荡装置19的发热空气吸引而冷却的同吋,将吸引的微波振荡装置19的发热空气向空气送出管11内送出,使集积在堆肥原料集积槽I内的堆肥原料9加热而升温。
[0021]并且,在集积在堆肥原料集积槽I内的堆肥原料9上,被覆薄板(被覆シー卜)23以覆盖堆肥原料9的整个上面的方式设置,该被覆薄板23上设置有吸引在堆肥原料9的发酵、分解时产生的水蒸气或臭气的多数个的吸入罩25。各吸入罩25经过导管31连接水回收器27和送风机等的吸引装置29,而经过吸入罩25回收的来自堆肥原料9的水蒸气等,通过水回收器27进行热交換,作为凝集的水分被回收。
[0022]接下来,对上述的堆肥制造系统的堆肥制造作用和方法进行说明,在堆肥原料集积槽I的床面3上铺满的合成树脂制的网眼薄板(无图示)上堆积而集积堆肥原料9。集积的堆肥原料9,通常其含水率为7(T90%wt,有些情况下可能为60%wt以下。若出现这种情况,则有必要对于集积的堆肥原料9喷水,调整其含水率为60%wt以上。
[0023]然后,当集积的堆肥原料9 中所含有的微生物为需氧性微生物的情况下,在上述状态下驱动送风装置13,从空气送出管13对集积的堆肥原料9内喷射空气而控制微生物的活动环境为需氧条件,可以在促进堆肥原料9的分解、发酵的同时,发振驱动微波振荡装置19,向微波导波管15内输出所需周波数和输出的微波。
[0024]输出至微波导波管15内的微波,边在微波导波管15内反射而向端部侧传播,边ー部分经过微波输出孔15a输出至集积的堆肥原料9。由此集积的堆肥原料9所含有的水分吸收输出的微波而转换为热能量,得以加热。
[0025]需要说明的是,微波振荡装置19在其驱动时产生热量,加热周围的空气,经加热的空气伴随着送风装置13的驱动,经过送风管21被吸引,从空气送出管11放出至集积的堆肥原料9中而得以加热。
[0026]通过上述微波的输出加热堆肥原料9而升温,控制微生物的活动环境为适合发酵和分解的状态,使堆肥原料9的分解、发酵得以促迸。需要说明的是,若通过上述微波进行的加热使堆肥原料9的温度升温至约40°C以上,则堆肥原料9因上述的通过微波进行的加热和伴随着通过微生物进行的发酵等而产生的自身产生热,而促进升温。
[0027]需要说明的是,在上述制造过程中,因通过高温发酵菌进行的堆肥原料9的发酵、分解,堆肥原料9的温度成为90°C以上,看出因微生物的死灭而温度下降吋,对集积的堆肥原料9进行反击(切り返し)的同时,根据需要添加微生物而使堆肥化得以均一化。另外,在上述制造过程中,伴随着由上述送风和通过微波进行的加热,从集积的堆肥原料9产生水蒸气或臭气,而产生的水蒸气等由覆盖堆肥原料9的上面的被覆薄板23收集后,经过吸入罩25回收而水分化。[0028]然后,因上述通过微波进行的加热和通过微生物的发酵热进行的加热,堆肥原料9的分解、发酵得以进展而堆肥化后,干燥处理使其含水率为约25%wt,来制造堆肥。
[0029]需要说明的是,当堆肥原料9中所含有的微生物为厌氧性的情况下,则在停止从空气送出管11对堆肥原料9的空气喷射的同时,继续进行从吸入罩25的排气,減少堆肥原料9中的空气,从而使活动环境最适化。另外,对于如上述制造的堆肥,根据需要,混合稻草、稻壳、树皮等使其腐熟,而成为所望的堆肥。
[0030]图3显示本发明的堆肥原料的加热状态,在以下条件下加热处理堆肥原料: 集积在堆肥原料集积槽的堆肥原料的重量:约40吨;
添加微生物:商品名KN菌(股份公司吉良商会制);
堆肥原料的平均含水率:80%wt ;
微波导波管数:1根;
微波导波管的长度:5m ;
微波:2.45GHz ;
微波输出:lKW/h。
[0031]将堆肥原料所含有的微生物的初期发酵达到活跃化的40°C,用了 5天,堆肥原料达到78°C,用了 11天。相对于此,在常温放置堆肥原料的情况下,即使经过15天后,也没有表现出堆肥原料的升温。因此,利用微波加热堆肥原料9的本发明,能够大幅度缩短堆肥原料9的初期发酵期间。`
【权利要求】
1.堆肥制造系统,其具备下述装置: 将含有微生物和水分的所需量的堆肥原料集积的堆肥原料集积槽; 至少配设在堆肥原料集积槽的床面,具有向集积的堆肥原料输出微波的多数的微波输出孔,在内部传播微波的微波导波管; 向微波导波管输出微波的微波振荡装置, 其中,对于集积的堆肥原料输出传播在微波导波管内的微波,令堆肥原料中所含的水分吸收输出的微波而进行热能转换,从而加热堆肥原料。
2.权利要求1中的堆肥制造系统,其中,将集积在堆肥原料集积槽中的堆肥原料的水分含量至少调整为60%wt。
3.权利要求1中的堆肥制造系统,其中,在堆肥原料集积槽的至少床面上配设连接于送风装置的空气送出管,对于集积的堆肥原料送气,使其能够适合需氧性微生物的活动环境。
4.权利要求3中的堆肥制造系统,其中,在空气送出管中,供给微波振荡装置内的空气,而能够进行加热。
5.权利要求1中的堆肥制造系统,其中,覆盖集积的堆肥原料的上面,设置具有连接于排气装置的罩的被覆薄板,能够回收从堆肥原料放出的水蒸气。
6.权利要求1中的堆肥制造系统,其中,覆盖集积的堆肥原料的上面,设置具有连接于排气装置的罩的覆盖薄板,排出堆肥 原料中的空气,使其能够适合厌氧性微生物的活动环境。
7.权利要求1中的堆肥制造系统,其中,在堆肥原料中,根据需要,添加中温发酵微生物和高温发酵微生物的至少ー种。
8.堆肥制造方法,其是利用集积于堆肥原料集积槽的堆肥原料所含有的微生物进行分解、发酵来制造堆肥的堆肥制造方法, 其中,通过对于集积的堆肥原料输出微波,令所含有的水分吸收微波,从而转换为热能来加热堆肥原料,至少能够促进利用微生物进行的堆肥原料的初期发酵。
9.权利要求8中的堆肥制造方法,其中,至少在堆肥原料集积槽的床面埋设连接于微波振荡装置的微波导波管,对于集积的堆肥原料输出传播在微波导波管内的微波,而能够进行加热。
10.权利要求8中的堆肥制造方法,其中,在堆肥原料中,根据需要,添加中温发酵微生物和高温发酵微生物的至少ー种。
【文档编号】C05F9/02GK103483029SQ201210197323
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】青山谦司, 野田了诚, 安斎弘树 申请人:吉尼克斯株式会社, 辻村工业株式会社
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