JP2001089273A

JP2001089273A - 米糠炭化物を利用した肥料、土壌改良材、水質改良材及び消臭材並びに防錆方法

Info

Publication number: JP2001089273A
Application number: JP30283799A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Nishimura; 和明西村; Nagaaki Kataoka; 長昭片岡; Takayuki Maruyama; 隆之丸山
Original assignee: AARU DAKKU KK; NICHIBAKU KK; YAMASHO KK
Current assignee: AARU DAKKU KK; NICHIBAKU KK; YAMASHO KK
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】多量に出る米糠の有効活用を図る。【解決手段】米糠又は米糠絞り粕を炭化して得られた
炭化物を肥料・土壌改良材・水質改良材・消臭材等とし
て利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、米糠（米糠絞り粕
を含む。）の炭化物を利用する肥料・土壌改良材・水質
改良材・消臭材・防錆方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭が透水性・保水性・保肥性・微生物相
改善力・水質浄化力を持つことは周知であり、炭は土壌
改良・水質改良等に使われている。やし殻炭・木炭・竹
炭・もみ殻炭・稲わら炭・バカス炭・おがくず炭を使う
のが一般的である。ただし、炭の効用が認知されている
とはいえ、農業等への普及はまだ十分でない。普及が進
まない理由の一つに環境問題がある。炭化時に出る排ガ
スの無害化処理が大変難しい。また、炭化に経費が掛か
って炭化物が高価になってしまうといった問題点もあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、多量に排出する米糠を炭化して利用するこ
とで安価に得ることができる優れた肥料・土壌改良材・
水質改良材・消臭材・防錆方法を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る肥料を植
物に施肥して使用するとき、または水に混ぜて水耕栽培
をするとき、米糠炭化物からリン・カルシウム・カリ・
マグネシウム等のイオンが溶け出し、肥料の作用を発揮
する。請求項２に係る土壌改良材を土壌に混ぜて使用す
るとき、土壌がアルカリ性になって改良される。また、
微生物の代謝活動が活発となって、同じく土壌が改良さ
れる。請求項３に係る水質改良材を使用するとき、汚水
が浄化される。亜硝酸イオン・硝酸イオンも除去され
る。請求項４に係る消臭材を使用するとき、消臭材が臭
いを吸収する。請求項５に係る防錆方法を実施すると
き、機器・装置等に使用する水はアルカリ性であるか
ら、機器・装置等は全く錆びないか又は極めて錆びにく
い。

【０００５】

【発明の実施の形態】玄米を精米する段階で米糠は約１
０％も発生する。米糠の用途は主として油用・飼料・食
品加工用であるが、それらの用途に使用される量は限ら
れている。また、米糠は通常環境下で保存すると腐敗す
るため、必要になった時点で必要な量を確保しようとし
ても大変難しい。したがって、燃料としても利用しにく
い。農業においてもボガシ肥を作る場合に米糠が使われ
るが、極めて少ない量に過ぎない。また、米糠は１５〜
２０％の油脂を含み、分解が遅い。無機化率が５０％に
達するに要する日数も長くなり、米糠自体が肥料として
使われることは少ない。米糠が実際に利用される量は以
上のように大したものでなく、多くは産業廃棄物として
処分されている。

【０００６】本発明の発明者は、処分に困っている米糠
を有効に活用できないかと鋭意検討を重ねた。米糠や米
糠の絞り粕を炭化物にすることを思い付き、その炭化物
の活用面について研究した。そして、従来のもみ殻・稲
わら等の炭化物には無い性能を有することを発見した。
米糠・米糠絞り粕の炭化物は安価に製造できる点も確認
し、本発明を完成することができた。

【０００７】まず、本出願の出願人が試みた米糠炭化方
法の１例を紹介する。取扱いをし易くするため及び炭化
効率を上げるため、米糠をあらかじめ造粒する。造粒機
にて５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で加圧成型し、直径８ｍｍ×長
さ１０〜１５ｍｍの円柱状に造粒した。造粒したもの
を、図１・２・３に示す炭化装置で炭化した。その炭化
装置を図１・２・３に基づいて説明する。

【０００８】図１は炭化装置の全体を示す正面図、図２
は炭化装置のうち炭化炉を示す縦断面図、図３は図２の
Ａ−Ａ断面図である。１は炭化炉の炉体を示している。
炉体１には、ほぼ水平に貫いて内筒２を配置している。
内筒２は、左側から右側へ行くに従い少しずつ低くなる
ようにやや傾けている。炉体１の両端壁と内筒２との間
にシール材３を取り付けている。内筒２には内部中央か
ら外方へと直角に折れ曲がる排ガス管４の幾つかを、９
０度ずつ位置をずらせながら等間隔で設けている。炉体
１の外部にある部分において内筒２の左端付近及び右端
付近の外周にギヤ５をそれぞれ取り付けている。ギヤ５
は駆動モータ６で回転させる。炉体１の外壁には温度測
定用の熱電対７を幾つか取り付けている。また、炉体１
内の下部にはバーナ８を等間隔で幾つか設けている。炉
体１の下方には炉体１内の右端に通じる排煙路９を設
け、排煙路９内に二次燃焼バーナ１０を設けている。

【０００９】内筒２の左側から内筒２内へとフィーダ１
１を挿入している。フィーダ１１内にスクリュー１２を
設け、外部に取り付けたギヤ１３を駆動モータで回転さ
せてスクリュー１２を回転させるようにしている。フィ
ーダ１１にはホッパー１４の下端を取り付けている。ホ
ッパー１４の上方に原料ホッパー１５を設けている。内
筒２内の右端から下方へと炭化物排出管１６を取り付け
ている。内筒２の右側から内筒２内へと高温ガス管１７
を挿入している。高温ガス管１７はブロワ１８を介して
燃焼装置１９へ連結している。

【００１０】内筒２は例えば３ｒｐｍ程度の低速で回転
させる。燃焼装置１９で発生させた高温ガス（８５０〜
９１０度）をブロワ１８によって高温ガス管１７から内
筒２内へ送り込む。米糠造粒物は原料ホッパー１５から
ホッパー１４へ落とし、スクリュー１２によって内筒２
内へ連続的に供給する。スクリュー１２の回転数を３．
２２ｒｐｍとしたとき、造粒物供給量は５０ｋｇ／ｈと
なる。スクリュー１２の回転数を１．９４ｒｐｍとした
ときは造粒物供給量は１５ｋｇ／ｈとなる。

【００１１】高温ガス管１７から内筒２内に流入した高
温ガスは、フィーダ１１から供給される造粒物を次第に
炭化させていく。造粒物が内筒２内に滞留する炭化時間
は１０〜１２分である。炭化温度は３００〜８００度で
ある。８００度を越えると炭化物自体が軟化し、炉壁に
付着して炭化物収率が低下したり炉内からの排出が困難
になったりする。もちろんこの現象は炉内滞留時間によ
って異なる。

【００１２】炭化中に乾留ガスが発生するが、乾留ガス
は排ガス管４から外へ出て、炉体１内でバーナ８によっ
て着火し燃える。そして、排煙路９から排出していくと
き、乾留ガス中の未燃焼物は二次燃焼バーナ１０によっ
て燃焼し、奇麗になった排ガスが外部へ出ていく。炭化
した造粒物は炭化物排出管１６から排出される。

【００１３】生の米糠は油脂を多量に含んで可燃ガスを
大量に発生するため、点火時から初期段階だけを除い
て、消費する燃料はほとんど必要としない。この可燃ガ
スをメタンガスと仮定すると、米糠処理量５０ｋｇ／ｈ
で約４７Ｎｍ^３／ｈ、１５ｋｇ／ｈで約１４Ｎｍ^３の乾
留ガスが発生し、自燃する。外部から供給する燃料は
１．５ｋｇ／ｈ以下で済む。この点は米糠を炭化する場
合の大きな特徴である。

【００１４】このやり方を更に前進させると、米糠を併
用し、可燃ガス発生量の少ないいろいろな有機物を炭化
することができる。例えば農業で排出するもみ殻・枯れ
草・稲わら・サトウキビの絞り粕・農業用フィルム等を
米糠と共に炭化することで燃料を少なくし、環境汚染も
避けることができる。このとき、用途によって市販の微
生物資材を混ぜたり、ゼオライト・蛎殻等の一般に使用
される無機質資材を混ぜたりしてもよい。炭化工程で発
生する排熱は冷暖房等に有効活用してもよい。

【００１５】このようにして製造した米糠炭化物の性状
は次のとおりである。嵩比重：０．２６〜０．２８可燃分：４９〜５８％灰分：４１〜５０％炭化物の成分：炭素・カリ・リン・カルシウム・マグネ
シウム・シリカ水分吸着能：３００％以上（炭化物を水中に入れて取り
出した後の重さ）ＰＨ：７．３〜８．５（水に５〜１５重量％の炭化物を
浸漬したとき）気孔の大きさ：ＳＥＭ写真からミクロ孔〜マクロ孔の存
在が観察できる。

【００１６】まず、製造した米糠炭化物の肥料としての
利用面に関する次の試験をした。米糠炭化物・備長炭・
竹炭・やし殻活性炭・もみ殻炭を用意し、それらを各別
の水に５％ずつ添加したものを用意した。それらを使
い、ガーデンクレソン・貝割れ大根・ミニトマトの種を
まいて室内で水耕栽培をした。この結果、いずれの栽培
においても米糠炭化物を浸漬した水を使った栽培で成育
が最も早く、根や茎の太さも最も大きくなった。また、
水が無くなってから枯れるまでの時間も、米糠炭化物添
加水で栽培したものが他のものより１０〜２０日も長か
った。米糠炭化物を水に入れるとリン・カルシウム・カ
リ・マグネシウム等のイオンが溶け出す。このことは米
糠炭化物が肥料になることを示唆している。米糠炭化物
を加えれば他の肥料の量を少なくすることもできる。

【００１７】つぎに、米糠炭化物の土壌改良作用につい
て説明する。前記のとおり、米糠炭化物はアルカリ性で
ある。土壌に混ぜると、土壌がアルカリに傾いて改良さ
れる。また、土壌中の微生物が活発に代謝活動をすると
土壌が改良されるが、米糠炭化物は微生物の代謝活動を
促進する機能を有する。この機能の点を説明する。

【００１８】次の試験をした。まず、米糠炭化物のほか
に市販の活性炭・備長炭・竹炭を超純水にそれぞれ６重
量％ずつ添加したものを９６時間常温で静置した後に蔗
糖を２０％ずつ溶解した蔗糖水溶液試料を用意した。別
に超純水に２０％の蔗糖を溶解した蔗糖水溶液試料も用
意し、全部で５種類の蔗糖水溶液試料とした。それらの
３０ミリリットルずつに５０００ミリグラムずつのイー
スト菌系を混ぜた。そして、２７度で９０分保管する間
の累計ガス発生量の経時変化を調べたら、図４のように
なった。ガスは微生物の代謝活動によって発生する炭酸
ガスである。米糠炭化物を添加したものは、備長炭・竹
炭を添加したものや超純水だけのものよりガス発生時点
が１０分以上も早い。９０分後の累計ガス発生量も他の
ものよりかなり多い。米糠炭化物が微生物の代謝活動を
促進することを示唆している。

【００１９】つぎに、次の試験をした。米糠炭化物を体
積比でそれぞれ１０％・３０％・５０％添加してよく混
合した土と庭の土とをガラス製広口瓶にそれぞれ入れ、
紙片と木綿生地片もそれぞれ混入して室内に放置した。
観察結果を表１に示す。米糠炭化物がセルロース分解菌
の活性を高めるものと考えられる。

【００２０】

【表１】

【００２１】つぎに、米糠炭化物による水質改良の点を
説明する。まず、汚水に米糠炭化物を添加処理した場合
にＣＯＤがどのように変化するかを見てみた。結果は図
５の上図に示すとおりとなった。すなわち、米糠炭化物
で処理しない場合は１０日間でＣＯＤはほとんど減らな
いのに対し、米糠炭化物で処理した場合は７日間で大き
く減っている。また、ＮＨ_４ ^＋・ＮＯ_２ ⁻・ＰＯ_４ ^３−
についても経時変化を測定して見たら、図５の下図に示
すとおりとなった。米糠炭化物を添加しない場合はＮＨ
_４ ^＋・ＰＯ_４ ^３−はゆっくり減少していくのに対し、米
糠炭化物を添加した場合はそれらのイオンは急激に減少
していく。汚水に米糠炭化物を投入するとリン酸イオン
（ＰＯ_４ ^３−）がリン酸カルシウム等に変化して凝集沈
澱し、リン酸イオンが除去される。

【００２２】肥料を過剰投与した場合、硝酸性窒素から
出る亜硝酸イオン・硝酸イオンのうち農作物に吸収され
ない分が地中に浸透する。それを人間が取り込むと健康
障害を引き起こすのではないかと懸念されている。特に
亜硝酸イオンを含む水を飲むと、ひどい場合には酸素を
運ぶヘモグロビンが亜硝酸イオンの作用によって酸素を
運ばなくなる。呼吸をしているのに酸素不足で窒息する
という状況に陥る可能性があると言われている。そこ
で、米糠炭化物が硝酸性窒素を除去する能力について試
験をしてみた。土壌５００ｇに米糠炭化物を５％又は１
５％添加して混合し、４５ｍｇ／リットルの硝酸イオン
を含む汚水１リットル及び１ｍｇ／リットルの亜硝酸イ
オンを含む汚水１リットルにそれぞれ投入した。そし
て、硝酸イオン・亜硝酸イオンの濃度の経時変化を見る
ことで除去能力を評価した。結果を表２に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】なお、米糠炭化物を添加した場合、更に黒
糖１〜５％水溶液やアルコール１ミリリットル（０．１
％）を添加すると、硝酸イオン・亜硝酸イオンとも１０
日後にはゼロになった。以上から、米糠炭化物が硝酸性
窒素の除去効果を有することが明らかである。黒糖水溶
液やアルコールを併用すると、更に効果的である。

【００２５】つぎに、消臭能力に関する試験をした。ま
ず、硫化水素水に空気を吹き込んで発生した硫化水素ガ
スを１リットルのフラスコで捕集し、検知管式気体測定
器（ガステック製ＧＶ−１００Ｓ）で硫化水素ガス濃度
を直ちに測定した。そして、直後に同じフラスコに米糠
炭化物粉末（１０〜２０μ網粒）１０ｇを投入したもの
及び投入しないままのものの２種類について３０分後に
硫化水素ガス濃度を再び測定した。アンモニアについて
も同様の試験をした。すなわち、アンモニア水に送気し
て発生したアンモニアをフラスコで捕集し、濃度を測定
した。そして、米糠炭化物を直後に投入したもの及び投
入しないままのものについて３０分後に再び測定した。
結果は表３のとおりである。検知管としては、硫化水素
の場合はガステック製Ｎｏ．４Ｍを使用し、アンモニア
の場合はＮｏ．３Ｌを使用した。

【００２６】

【表３】

【００２７】米糠炭化物は腐らないので長期保存が可能
で、保管条件の制約もない。つまり米糠を炭化すること
で米糠が持っている分解の遅さ・保存性の悪さという欠
点を無くすことができる。しかも、米糠炭化物を保存し
ている場所の悪臭も吸着し空気も浄化する。米糠炭化物
は家畜舎の消臭にも積極的に利用することもできる。

【００２８】つぎに、米糠炭化物が防錆作用を発揮する
点に着目した。米糠炭化物を１％以上添加した水のＰＨ
は７．３〜８．５である。硬度は５０〜１００で、水道
水と変わらない。弱アルカリであるが、米糠炭化物に含
まれるリン酸イオンとカルシウムイオンの作用による。
このため、防錆作用を発揮し、中に鉄を浸しても錆びる
ことがない。水中に米糠炭化物を投入すると白い浮遊物
（ハイドロオキシアパタイトと推定される。）が溶出し
てくるが、不織布・濾紙で除去できる。除去した水の中
でも鉄は錆びない。以上のように、米糠炭化物は防錆機
能を有するから、例えばボイラー等の熱交換機器の水循
環経路に、米糠炭化物を入れたタンクやカートリッジを
設置し、防錆システムとすることができる。

【００２９】以上のように、米糠炭化物は肥料・土壌改
良材・水質改良材・消臭材として利用でき、防錆作用も
発揮する。この米糠炭化物は、実際には次のような使い
方をする。黒糖溶液・木節・粘土等の粘結材で固めた成
型体にして使用してもよい。 ○米糠炭化物を農業用水路に浸漬する。 ○米糠炭化物を土壌に混ぜる。 ○土壌表面下５０ｃｍ以下に米糠炭化物層を作る。 ○米糠炭化物を水田にまく。 ○水田・畑の周りに米糠炭化物の囲い・土手を作る。 ○家畜舎にまいたり充填物を置いたりする。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る肥料・土壌改良材・水質改
良材・消臭材・防錆方法は、安価に得られる米糠炭化物
を利用したものであり、極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】炭化装置を示す正面図である。

【図２】炭化装置の要部を示す縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】各種炭を用いた微生物代謝活動促進に関する試
験の結果を示す図である。

【図５】米糠炭化物を用いた場合及び用いない場合の汚
水浄化試験の結果を示す図である。

【符号の説明】

１炉体２内筒１１フィーダ１６炭化物排出管１７高温ガス管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村和明埼玉県久喜市中央３丁目２番18号株式会社アール・ダック内 (72)発明者片岡長昭東京都墨田区緑４丁目25番２号株式会社ニチバク内 (72)発明者丸山隆之東京都台東区東上野４丁目６番７号株式会社山商内Ｆターム(参考） 4B023 LE08 4D004 AA04 BA02 BA03 BA04 CA14 CA26 CB04 DA02 DA06 4G046 CA00 CB08 HA01 HB02 4G066 AA04B AC39A CA02 CA28 CA41 CA43 DA03 DA07 FA18 FA23 4H061 AA01 CC42 KK08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】米糠又は米糠絞り粕を炭化して得られた
米糠炭化物からなる肥料。
【請求項２】米糠又は米糠絞り粕を炭化して得られた
米糠炭化物からなる土壌改良材。
【請求項３】米糠又は米糠絞り粕を炭化して得られた
米糠炭化物からなる水質改良材。
【請求項４】米糠又は米糠絞り粕を炭化して得られた
米糠炭化物からなる消臭材。
【請求項５】米糠又は米糠絞り粕を炭化して得られた
米糠炭化物で処理して得られたアルカリ水を、防錆を必
要とする機器・装置等に使用することを特徴とする防錆
方法。