JPH03170388A - 有機質肥料の連続製造方法及び装置 - 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】 Ｌ栗±匁田里遣１ 本発明は肥料に関するもので、特に有機肥料の製造方法
及び装置に関するものである。

鎧来亘丑遣 アミン酸は植物及び動物が長時間を経て部分分解し、土
壌の宥機質部分を形成することによって生成される複雑
なフミン質から得られる種々の有機酸を含む物質である
。フミン質形或の天然の過程は長時間をかけて＊機物が
生分解して有機コロイドとアミン酸を形威するもので、
この自然の過程の中で種々の有用な植物養分がフミン酸
分子に吸着され、宥機コロイドに吸収されてアミン酸分
子の複雑な集合体や植物栄養分のアミン酸塩が形威され
る。こうして得られる肥料は植物に栄養分を安定して有
効に供給するもので、実質的に市販の化学肥料よりも安
定しているが、フミン酸肥料を天然に生或させるには長
期間が必要である。

今世紀の始めまで、＊機質廃棄物は主として肥料の窒素
供給源として用いられてきた。今日でも、農業廃棄物、
食品工業廃棄物、固体及び液体の都市廃棄物等の有機廃
棄物が大量に利用されているが、これは肥料需要の大部
分を占めている化学肥料と比較して著しく小さな部分に
過ぎない。その主要な理由はこれらの有機廃棄物を高窒
素含量で植物生長のための栄養分が徐々に放出されるよ
うな有用な形の肥料に転換させる工業的な方法や装置が
開発されていないことによるものである。

有機廃棄物を無機物質と組み合わせることによって有用
な肥料を製造することは米国特許第４７４３２８７号に
示されている。またその他にも肥料の製造法としては米
国特許第３０５０３８３号（Ｗｉｌｓｏｎ）、同第３８
８８４５０号（０’Ｎｅｉ１）、同第３８２９４４８号
（Ｔｒｏｃｉｎｏ）、同第３９４２９７０　（０’Ｄｏ
ｎｎａｌｌ）等が知られている。本願出願人の出願に係
る米国特許第４７４３２８７号には加圧反応容器を使用
した肥料の製造法が示されているが、この加圧反応容器
はその製造費及び維持費がかさみ、また処理材料の加圧
容器内への出入りに際して圧力の密閉を保持する点で困
難さがある。

有機質肥料の別の製造法において、出願人は有機物と燐
酸塩、カリ及び微量元素を含む無機物との混合物をミキ
サーに入れて、これに硫酸を添加する方法を提案してい
る。これは酸を添加した後に４０分の熟成工程を必要と
必要とするもので、混合物は熟成後、再びミキサーに戻
されて充分な量のアンモニアが添加されて必要なｐＨの
肥料とされるものである。この方法は混合物にアンモニ
アを添加する際に大量の熱と煙の発生をもたらし、アン
モニアの無駄な使用と蒸発する煙のため、工業的に使用
し得ないことが知られている。

が　決しようと　る問題点 本発明の主要な目的、は水溶性の無機塩類からなる肥料
と有機物とを組み合わせることによって安定性及び肥効
の優れた有機質肥料の製造法を提供することである。

本発明の別の目的は有機物、無機物及び栄養或分を組み
合わせて作られた肥料と、このための窒素源を提供する
ことであり、この結果、得られる肥料は希望する化学組
威を有し、しかも植物威長に必要な諸或分を決められた
長期間にわたって放出するものである。

調　べ　　　　るための手段 本発明は有機物、ミネラル及び無機物を混合して有機質
フミン酸肥料を製造する方法及び装置を提供するもので
あり、その際に、天然のフミン酸肥料の生成に必要な時
間よりも生成時間を短縮し、また得られる肥料にこれま
での市販の化学肥料では達し得なかったような各成分の
バランスのとれたゆっくりとした放出を行なわせるため
のものである。

また特に、本発明は有機質肥料の改良された有効な製造
方法及び装置を提供するもので、この方法は一種類以上
の有機物を選んでこれを一定量の窒素、燐、カリ、硫黄
及び必要ならば水と混合し、これにさらに酸を添加して
からこの混合物を充分な時間をかけて熟成させて混合物
を酸により化学的に分解させる。次にこの混合物に初回
のアンモニア添加を行なった後、さらに二回目のアンモ
ニア添加を行なって肥料製品とするものである。

この場合、製品が特定の作物の主要肥料戊分比となるよ
うに各威分の量は調整される。

本発明の望ましい形においては、有機物含量は最終製品
が粒状のもので３０％以上、スラリー状のもので１〜２
５％（乾燥重量）である。無機物の必要量がこの有機物
に混合され、もしも必要ならばこの混合物に水を添加し
たり、有機物を脱水することによって粒状製品の場合に
は１２〜４０重量％の水分含量に調整される。最終製品
がスラリー状の場合にも同様に調整されて水分含量５０
〜９０％とされる。

次に、充分量の酸、例えば硫酸や燐酸等を混合容器内の
下流部で添加して、ｐＨ値を通常約０．５〜１．０程度
にまで急変させて有機物を化学的に分解させ、これを充
分な時間熟成し、酸を有機物及び無機物と反応させる。

酸と有機物及び無機物との化学反応はまだ充分解明され
てはいないが、この化学反応によってフミン酸及びコロ
イドが生或するものと考えられている。本発明の望まし
い具体例においては、粒状製品の製造に際しては、この
熟成した混合物にアンモニア水または無水アンモニア等
の塩基性物質の初回量を加えて混合して、このｐＨを酸
の添加によって生或したｐＨ値よりも高く、最終製品の
ｐＨ値よりも低いｐＨ値に上昇させる。この混合物は空
気冷却されるか、または酸素含有ガスの添加によって冷
却され、次いでこの混合物は二回目のアルカリ添加が行
なわれ最終製品のｐＨ値にまでｐＨ値を上昇させられる
。

本発明の最大の特徴は右機物と無機物との混合物への酸
の添加後に混合物の熟成工程を設けた点１１ にあり、それによって有機物の化学分解を促進させてア
ンモニア添加前のコロイドの生或を促進させた点にある
。この熟成工程は＊機物中への酸の一層の浸透をもたら
し、それによって化学分解を促進させ、酸の有効利用を
もたらすものである。

粒状製品の製造に関しての本発明の別の特徴は混合物へ
のアルカリ添加な二工程に分けて行なうことであり、ま
た、アルカリ物質の二回目の添加は先だって処理物の熟
成と冷却の工程を設けたことである。混合物を冷却する
ことによる利点は添加されたアルカリ物質の気化を減少
させ、アルカリ物質のより効果的な利用をはかることで
ある。

この冷却工程がなければ、加圧容器と気化ガスの処理が
準備されない限り、アルカリ物質の大量の蒸散をもたら
すこととなり、またこのような加圧容器による処理は実
用的に困難である。アルカリ物質の添加中に二回以上の
熟成工程を設けることによる効果は充分に解明されては
いないが、アルカリ物質の有効利用とアルカリ物質と混
合物との結合を改善させるものである。

ｌ　２ 丈盈１ 以下の実施例によって本発明を実施するための方法及び
装置が詳細に示される。

第一図は本発明の装置で、粒状アミン酸肥料製品を作る
ための装置を模式的に示したものである。選ばれる有機
物は固体でも液体でもよいが、本発明の粒状製品をつく
るための望ましい形として有機物は脱水堆肥化、消化、
機械粉砕またはふるい別によって予処理されて水分が浸
透した形とされる。限定のためではなく、具体例をあげ
ればホッパ−１２内の宥機廃棄物は家畜、家禽の肥料、
排水スラッジ、台所廃物、製綿くず、果物缶詰工業廃物
、野菜缶詰工業廃物、ナッツ缶詰工業廃物、製紙パルプ
廃物、マッシュルーム生産廃物、アルコール生産廃物、
、リグナイト、レオナルダイト、フミン質、石炭等であ
る。この装置はさらに燐鉱石のような無機物を入れるた
めの第２ホッパ−１４と、カリ及びその他のミネラル類
を入れるための第３ホッパ−１６を備えている。ホッパ
−１２、ｌ４、１６からの原料は定量されてコンベア１
８に入れられ、ミキサー２０に移送される。ミキサー２
０は別の形でもよいが、本発明の望ましい形では農業用
の飼料や穀物を混合するために一般的に用いられている
型式の、連続式のパドル型ミキサーでホッパ−１２、１
４、１６からの原料を連続的に受け入れるための入口端
２２と排出端２４とを有する。原料は計量されてホッパ
ー１２、ｌ４、１６からミキサー２０に移送されるが、
有機廃棄物と無機物との量は最終肥料製品が以下の諸工
程で使用される酸及びアルカリの有効威分含量をも含め
て希望する化学組威のものとなるように計算される。も
しも原料中に既に存在する水分で不足する場合には、水
もまた計算されてミキサー２０内の混合物に添加される
。

硫酸や燐酸等の酸が、酸タンク２Ｂからノズル２８を経
てミキサー内の混合物に噴射または噴霧されミキサー内
のパドルによって充分な攪はんを受けて混合され有機物
の化学分解をおこさせる。この硫酸または燐酸は化学反
応をおこして混合物の温度を上昇させ、有機物のｐＨ値
を０．５にまで急速に低下させる。パドル型ミキサーの
パドルはミキサー内の物質を攪はんしながら入口端２２
から出口端２４へと移送する。混合物はミキサー２０の
出口端２４から細長い熟成ビン３０の一端に排出される
。熟或ビンは側壁３１とビンの床部分を構戒する移動ベ
ルト３２を有している。熟成ビン３０内の低ｐＨ物質は
熟成ビンの長さ方向に沿って移動ベルトで移動する際に
熟成され冷却される。本発明の一例においては、この熟
或ビンは細長く、混合物が２０〜６０分間この熟或ビン
内に滞在するような速度でベルトが移動する。充分に解
明されてはいないが、混合物の熟或は有機物中への酸の
浸透を容易にして有機物の化学分解をもたらすものと考
えられる。ミキサー２０と熟成ビン３０の中の物質は酸
性が強いので、ミキサー及び熟成ビンの構成材料は低ｐ
Ｈ混合物の腐蝕性に耐えるためにステンレス鋼のような
耐蝕性材料で構成されることが望まれる。図面ではこの
熟成ビンは内部からの噴霧の流出を防止するための天井
３６によって覆われている。

熟成ビン３０の排出端３８から、熟成された混合物１　
　！） がベルトコンベア４０に排出され、次いでこのコンベア
４０により次ぎのパドル型ミキサー４２に移送される。

ミキサー４２はミキサー４２内に送られてきた混合物に
アルカリ物質を噴射するための複数の噴射ノズル４Ｂを
備えたマニホールド４４を宥する。アルカリ物質は別の
ものでもよいが、本発明の一例ではアンモニア水または
無水アンモニアである。

タンク４８内のアンモニアがノズル４Ｂからミキサ４２
内の物質に噴射され、混合物はミキサーのパドルで攪は
んされる。本発明の望ましい形では、充分量のアンモニ
アが混合物に噴射されて混合物のｐＨ値を最終肥料製品
のｐＨ値よりも低い中間のｐＨ値に上昇させる。本発明
の一例では、ミキサ４２はフード４７によって天井が閉
塞されている。

このフード４７は酸性物質とアルカリとの化学反応によ
って発生する煙霧の流出を防止し、発生した煙霧を凝縮
させ混合物へと還流させる。

ミキサーからの物質はコンベアベルト５０に排出されて
第２ミキサー５２に移送される。第２ミキサ５２はミキ
サー４２と同様にパドル型ミキサーである。ベルトコン
ベア５０は、ミキサー４２の排出端から出る混合物が第
２ミキサー５２に移送される時にそれらの物質が空気に
さらされて冷却され空気混入されたと同じように、大気
中にさらされている。混合物が第２ミキサー５２を通過
する際にミキサー５２のノズル５Ｂを通ってタンク４８
から二度目のアンモニア噴射が行なわれ、混合物のｐＨ
が最終肥料製品のｐＨ値にまで上昇させられる。

混合物に対してアルカリ物質を二回に分けて添加するこ
とと、ミキサー４２と５２の間で混合物を冷却し空気混
入することは、まだ充分解明されていないが、このアル
カリ物質の二回以上の分割添加と中間の熟成がアルカリ
物質の利用度を高め、混合物との結合を増進させると考
えられる。混合物の熟成は混合物をコンベア上で大気に
さらすことによって達威され得るが、混合物にアルカリ
を添加する各工程の間で混合物に酸素含有ガスを噴射す
ることによって混合物の冷却と空気混入を行なうことも
できる。

肥料の生成に関しては右機物を化学分解してフミン酸を
生成させるのは有機物と無機物との混合物の急激なｐＨ
変化によるものと考えられる。最初に酸を混合した後の
混合物の熟成、冷却、空気混入が有機物中への酸の浸透
を促進し有機物の化学分解を増大させる。無機元素がフ
ミン酸分子を包囲する分子塊を作り右機コロイドを飽和
することによって高肥沃土壌に天然に見られると同じよ
うなアミン酸等の有機肥料を作るものと考えられている
。

乾燥肥料の形態で処理する必要のある場合には、最終ミ
キサーから排出される混合物の水分含量を約２０重量％
とすることが望ましいことが知られている。この水分含
量で混合物は容易に粒状化されて貯蔵される。なお、水
分含量は使用される有機物の種類で異なり、１２〜４０
％の範囲内であればよい． 以下に本発明の方法を用いて主要威分比が重量比で５−
５−０−８　（Ｎ−Ｐ−Ｋ−Ｓ）を有する粒状肥料を作
る場合を説明する。有機物としＮ−Ｐ−Ｋ比１．５−１
．５−０．０５のマッシュル−ム廃物堆肥を最終製品の
乾燥重量の５３．９％使用する．この有機材料に燐鉱石
を混合する。燐鉱石はＰ２０５３１．５％で最終製品の
１５．９％である．この有機，無機混合物に硫酸を混合
する。添加量は最終製品の２４％である。この酸性混合
物に無水アンモニアを最終製品乾燥重量の６．３％添加
する。

最初に有機物と燐鉱石を水分含量が２５％となるように
充分な水と混合する。この水分量は１２〜４０％の範囲
内で粒径その他を調整するために変化し得る。カリ、微
量元素、あるいは窒素等も必要に応じて添加される。こ
の予備混合物の流速が決められ、それに伴って硫酸、ア
ンモニアの噴射速度が調整される。この予備混合物の流
速は例えば２３３ボンド／分であれば、第１ミキサーで
の硫酸の噴射は８０ボンド／分である。硫酸噴射の後で
、混合物は４０〜６０分間熟成される．次いでアンモニ
アミキサーで２０．７ボンド／分出アンモニアが噴射さ
れる。

右機物と燐鉱石は第１ミキサーを通過するにっ１　９ れて硫酸と完全に混合される。この酸性化混合物は１０
０〜２３０’　Ｆの温度に達して有機物及び無機物の化
学分解をおこさせる。これらの混合物は次いで４０〜６
０分間熟成室で熟成される。この熟成した酸性混合物に
アンモニアを二段階で噴射する。各段階共に充分に混合
されつつある混合物にアンモニアを添加、熟成、空気混
入、冷却が行なわれて温度は１６０〜２２０°Ｆに上昇
する。この温度と化学反応が諸威分を化学分解させて新
しい分子構造を形威させると考えられている。

個々の元素はフミン酸分子の周囲に分子塊を形威して有
機コロイドを飽和させることによって天然に存在する高
肥沃土壌と同じものが得られる。

完全肥料として作られるこの混合物は任意の粒径の粒状
とするために造粒機に入れられる等、要求される製品規
格に沿ってさらに処理される。

及亘曵羞１ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、任意の
組威を宥する有機質肥料を工業的に生産することが可能
である。

２　０

【図面の簡単な説明】

第１図は粒状肥料製品製造のための本発明の斜視図、第
２図は第１図の装置の平面図である．符号の説明 ２０、４２、５２：ミキサー　　４８：アルカリタンク
２６：酸タンク　　　　　　１８：コンベア５６、４６
、２８：ノズル ３０：熟成室 ５０、３２、４０：ベルトコンベア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）有機物を、最終肥料製品において予め決めら
   れている無機物の含量を供給するに充分な量の無機化合
   物と混合し、この混合物の水分含量を有機物の全重量の
   約１２〜４０％とし、 （ｂ）この混合物を充分量の酸と混合して混合物のｐＨ
   を急速に低下させて有機物を化学分解させ、 （ｃ）これを、有機物の分解に充分な時間、熟成させ、 （ｄ）この熟成させた混合物を充分量のアルカリ物質と
   混合して熟成混合物のｐＨ値よりも高いｐＨ値とし、 （ｅ）工程（ｄ）で得られた混合物をさらにまたアルカ
   リ物質と混合して、得られる混合物のｐＨ値を最終肥料
   製品に求められるｐＨ値にまで高める 工程からなることを特徴とする窒素、燐、カリ、硫黄、
   カルシウム、微量元素類及びそれらの混合物よりなる群
   から選ばれる無機物の決められた量を含有する有機質肥
   料の製造方法。 ２、工程（ｄ）の後に、混合物を酸素含有ガスにさらす
   ことによって混合物の冷却及び空気混合を行なう工程を
   有する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、有機物の乾燥固体重量が最終肥料製品の全乾燥固体
   重量の約３０％以上である特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ４、工程（ａ）の前に、酸の浸透に充分な粒径となるよ
   うに有機物を予備処理する工程を有する特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ５、工程（ｄ）の前で混合物の温度が１００〜２５０°
   Ｆの範囲内にある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、工程（ｄ）が、混合物をｐＨ０．５にまで急速に変
   化させるに充分な量の酸と混合する工程である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ７、工程（ｂ）で得られる混合物のｐＨ値が約２〜４で
   あり、かつ最終肥料製品のｐＨ値が約４〜８の範囲内で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８、工程（ａ）が、有機物と無機物との混合物に加水し
   たり、有機物を脱水したりして、全製品重量の約１５〜
   ２５％の含水量となるようにする工程を含むものである
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９、工程（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）が大気圧下
   で行なわれる特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０、（ａ）有機物を、最終肥料製品において予め決め
   られている無機物の含量を供給するに充分な量の無機化
   合物と混合し、 （ｂ）この有機物と無機物との混合物に加水するかまた
   は有機物を脱水することによって、水分含量が最終肥料
   製品の全重量の約１２〜４０％となるように調整し、 （ｃ）この混合物を充分量の酸と混合して混合物のｐＨ
   を急速に低下させて混合物を化学分解させ、 （ｄ）これを有機物の化学分解に充分な時間熟成させ、 （ｅ）この熟成させた混合物を充分量のアルカリ物質と
   混合して最終製品のｐＨ値との中間のｐＨ値に上昇させ
   、 （ｆ）この混合物を酸素含有ガスにさらすことによって
   冷却し、 （ｇ）この冷却された混合物を充分量のアルカリ物質と
   混合して最終肥料製品に求められるｐＨ値にまで高める 工程からなることを特徴とする窒素、燐、カリ、硫黄及
   びそれらの混合物よりなる群から選ばれる無機物の決め
   られた量を含有するフミン酸肥料の製造方法。 １１、（ａ）有機物を充分量の無機化合物と混合するこ
   とによって肥料製品中に予め決められた量の無機物を供
   給するための混合手段、 （ｂ）有機物と無機物との混合物を酸と混合することに
   よって混合物のｐＨ値を低下させて混合物の化学分解を
   おこさせるための手段、 （ｃ）混合物を充分な時間、熟成させて有機物を分解さ
   せるための収納設備、 （ｄ）該混合手段から該収納設備まで混合物を移送する
   ためのコンベア手段 （ｅ）熟成された混合物を充分量のアルカリ物質と混合
   して予め決められた中間のｐＨ値を有する中間混合物を
   生成させるためのもので、収納設備からの混合物を受け
   るための第２ミキサーを備えた第１混合手段、第１混合
   手段で得られるこの中間混合物をアルカリ物質と混合し
   て混合物のｐＨ値を上昇させるためのもので、中間混合
   物を受けるための第３ミキサーを備えた第２混合手段、
   及び混合物を第１混合手段から第２混合手段に移送する
   ためのもので、移送時に混合物の冷却及び熟成の手段を
   備えたコンベア手段 からなることを特徴とする窒素、燐、カリ、硫黄、カル
   シウム、及び微量元素類及びそれらの混合物よりなる群
   から選ばれる無機物の予め決められた量を含有する有機
   質肥料製造装置。 １２、混合物を酸と混合するための混合手段が、攪はん
   手段中に酸を噴射するためのものであり、それによって
   酸が攪はん手段内で有機物及び充分量の無機物と混合さ
   れるものである特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３、混合物の収納設備が側壁を有する細長いビンであ
   り移動するコンベア表面がこのビンの床面を構成してい
   る特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １４、第１混合手段が、アンモニア供給源に結合され、
   アンモニアを第２ミキサーに噴射するための１個以上の
   インジェクターを有するものである特許請求の範囲第１
   １項記載の装置。 １５、コンベア手段が、移動する細長いコンベア表面で
   あり、中間混合物を支持し、この中間混合物の冷却及び
   空気混入のために大気中にさらされているものである特
   許請求の範囲第１１項記載の装置。 １６、アルカリ物質を混合するための第２混合手段がア
   ンモニア供給源に結合されアンモニアを第３ミキサーに
   噴射するための１個以上のインジェクターを有するもの
   である特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １７、第１ミキサーがハウジングを有し、ハウジング内
   に複数の可動ミキサー部分を有するものである特許請求
   の範囲第１１項記載の装置。