JPH09328683A

JPH09328683A - 土壌改良材および人工土壌

Info

Publication number: JPH09328683A
Application number: JP14902696A
Authority: JP
Inventors: Kunii Nakada; 邦位中田
Original assignee: Nakata Giken KK; Yasuda Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Nakata Giken KK; Yasuda Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】粒子が微粉化しにくく、理想的な吸水性およ
び保水性を有し、且つ、炭化の歩留りが良く、連続的に
量産でき、生産コストを低減できること。【解決手段】きのこ廃培地と、微細粒子から成る無機
質粘結材とを水分を介して混合し、該無機質粘結材で表
面を薄膜状に被覆した前記きのこ廃培地の粒子を、炭化
すべく焼成して生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は土壌改良材および人
工土壌に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、炭は土壌改良材として広く知
られ、一般的に利用されている。また、従来、炭を得る
には、閉塞性のある燃焼空間内に可燃物をプールし、ガ
ス成分を燃焼させ、その可燃物を炭化する方法がとられ
ている。この方法は、いわば閉塞式（バッチ式）の炭化
炉であり、炭化炉内への酸素の供給量を抑制すること
で、炭化した可燃物がさらに酸化して灰にならないよう
にしている。また、閉塞式のため、炭化炉内の温度を高
温に維持でき、ガス成分を木材の芯等の可燃物の内部か
らも抜き出すことができ、大型の可燃物を炭化できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
閉塞式の炭化炉では、木材等の大型の可燃物から炭を生
成する際には有効であるが、粒状のものを炭化させる場
合には歩留りが悪く、大部分が灰になってしまう。灰に
ならずとも、炭化した粒子が脆く微粉化し易いという課
題があった。そして、所定の吸水性および保水性を有す
るものの、理想的ではなかった。また、可燃物を炭化炉
内に一旦プールするため、連続的に生産できず、生産効
率が悪かった。従って、大量の炭化物を工業的に生産す
るには適さないという課題があった。特に、酸化し易い
粒状のものを、量産するには適さなかった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、粒子が微粉化し
にくく、理想的な吸水性および保水性を有し、且つ、炭
化の歩留りが良く、連続的に量産でき、生産コストを低
減できる土壌改良材および人工土壌を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するに次の構成を備える。すなわち、本発明は、き
のこ廃培地と、微細粒子から成る無機質粘結材とを水分
を介して混合し、該無機質粘結材で表面を薄膜状に被覆
した前記きのこ廃培地の粒子を、炭化すべく焼成して生
成したことを特徴とする土壌改良材にある。

【０００６】また、本発明は、上記の土壌改良材と、き
のこ廃培地とを混合して設けられたことを特徴とする人
工土壌にもある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
の形態を説明する。先ず、本発明にかかる土壌改良材に
ついて説明する。本発明にかかる土壌改良材は、きのこ
廃培地と、微細粒子から成る無機質粘結材とを水分を介
して混合し、該無機質粘結材で表面を薄膜状に被覆した
前記きのこ廃培地の粒子を、炭化すべく焼成して生成さ
れる。無機質粘結材で被覆されるため、内部が炭化部と
なり、表層がセラミックの皮膜層となる。なお、セラミ
ックの皮膜層には、無数の孔が開いた状態となってい
る。

【０００８】このように、きのこ廃培地の粒子を出発原
料とし、その原料の表面を無機質粘結材で被覆して焼成
する場合、大気に解放した雰囲気内で焼いても、高い歩
留りで炭化できる。その炭化率（炭の歩留り）は、無機
質粘結材の添加比率等の条件によるが、例えば、無機質
粘結材の一例であるベントナイトの添加量をきのこ廃培
地の重量の５％程度とすれば、従来の技術の欄で説明し
た閉塞式による場合と比較すると倍以上の歩留りにする
ことができた。また、ベントナイトを被覆しないで焼い
た場合は、完全に灰になってしまう。これは、可燃成分
が無機質粘結材の微細粒子で被覆されることによって、
きのこ廃培地の粒子のガス成分が燃焼されるが、炭素成
分の酸化が抑制されるためと考えられる。

【０００９】ところで、きのこの廃培地とは、きのこの
人工栽培において、きのこ菌糸が繁殖して巣くい、きの
こが収穫された後に廃却される廃培地のことである。き
のこの人工栽培は、えのき茸、本しめじ、或いはしいた
け等でなされている。きのこの培地の成分としては、オ
ガ粉（おが屑）、とうもろこしの穂芯を粉砕して成るコ
ーンコブ、米ぬか等が用いられている。一般的には、え
のき茸の栽培にはオガ粉を主成分とする培地が適すると
され、本しめじの栽培にはコーンコブを主成分とする培
地が適するとされている。また、上記の無機質粘結材と
しては、耐火粘土、ベントナイト、特殊粘土等のいわゆ
る粘土質粘結材が好ましく、とりわけベントナイトの酸
化抑制効果が大きい。

【００１０】なお、きのこ廃培地の粒子（原料）に無機
質粘結材を被覆するには、原料に充分な水分が含まれて
いる場合は新たに水分を添加することなく、充分な水分
を含んでいない場合は新たに水分を添加し、単に混練す
ればよい。被膜は薄くても十分な酸化抑制効果がある。

【００１１】以上のように生成された土壌改良材には、
以下のような特長がある。先ず、無機質粘結材が焼成さ
れることでセラミックの皮膜層が形成されるため、炭化
の歩留りが良いと共に、粒子がしっかりと形成され、微
粉化しにくくなる。従って、取扱い易く、畑に散布する
ような場合であっても風によって飛散しにくく、非常に
利用し易い。また、通常の炭はほとんどが水に浮くのに
対して、本発明の土壌改良材は保水性が良く水に浮かな
い。このため、本発明の土壌改良材は地面に散布した場
合、土になじみ易く土中に入り易い。また、無機質粘結
材の被覆によって酸化が好適に抑制されることから、後
述する炭化炉のような大気解放の雰囲気中において連続
的に量産できるため生産コストを低減できる。

【００１２】また、きのこの廃培地は、きのこ菌糸が繁
殖して巣くった後のオガ粉等を主成分としており、その
オガ粉等には菌糸による微細な孔が形成されている。ま
た、セラミックの皮膜層には、原料のガス成分が燃焼す
る際にガスが噴出する等して形成された無数の孔が形成
されている。このように形成された土壌改良材は、理想
的な多孔質材になっており、その吸水性および保水性が
理想的に優れている。実験的には、２００ｃｃのコップ
に入れた４０ｇの本発明による土壌改良材によって、約
１６０ｇの水を保持することができた（そのコップを逆
さにしても１６０ｇの水は落下しなかった）。これに対
して、単なるオガ粉に表面にベントナイトを被覆したも
のを焼成して形成した炭化物では、その炭化物４０ｇを
２００ｃｃのコップに入れて上記の条件と同様に実験し
たところ、約９０ｇの水を保持できたが、本発明による
土壌改良材の保水性に比べて明らかに劣っていた。

【００１３】次に、本発明にかかる人工土壌について説
明する。本発明かかる人工土壌は、前記本発明にかかる
土壌改良材と、きのこ廃培地とを混合して設けられたこ
とを特徴とする。すなわち、この人工土壌は、同一の原
料で、その原料を炭化したものと、生の原料とを混合し
て設けられたものである。これにより、廃棄物として処
理の難しかったきのこ廃培地を有効に利用できる。前記
土壌改良材ときのこ廃培地とを好適に混合するには、リ
ボンミキサー等を用いて混練すればよい。混練によっ
て、粒子を団粒状から単粒状にでき、前記土壌改良材と
腐敗していないきのこ廃培地とを好適に混合できる。そ
の混合・混練する工程は、きのこ廃培地をきのこ栽培用
瓶からかき出した直後に行うとよい。えのき茸のきのこ
廃培地は、適当な水分を有しており好適である。また、
水分の多いきのこ廃培地でも、前記土壌改良材は吸水性
が高いため、好適に混合できる。

【００１４】また、きのこ廃培地を瓶からかき出した直
後は、雑菌（青カビ、赤カビ等）が入っていない状態で
あり、前記土壌改良材との混練によって水分が吸収され
ることで雑菌の繁殖（腐敗化）を防止できる。また、混
合・混練することによって、前記土壌改良材の粒子が、
きのこ廃培地の粒子の周囲に略均一に付着（コーティン
グ）した状態になる。きのこ廃培地自体は有機物であ
り、雑菌が繁殖可能であるが、抗菌性に富む炭化物であ
る土壌改良材が周囲に付着することによって、雑菌は繁
殖できなくなる。これにより、きのこ廃培地（腐敗化し
ていない有機物の養分があるもの）を含む人工土壌とし
て好適に利用および保存できる。

【００１５】また、以上のように、前記土壌改良材と前
記きのこ廃培地を混合することによって、ｐＨを自在に
調整できる。例えば、前記土壌改良材と前記きのこ廃培
地の混合比を好適に調整することで、ｐＨ（水素イオン
濃度指数）を中性にすることができ、好適な培養土とし
て利用できる。例えば、炭化された前記土壌改良材のｐ
Ｈが９程度のアルカリ性であり、きのこ廃培地のｐＨが
５程度の酸性であれば、その混合比を略１対１とするこ
とで中性の人工土壌を得ることができる。また、混合比
を自由に選択することによって、特定の植物に好適な人
工土壌を容易に調整して得ることができる。なお、前記
土壌改良材のｐＨそのものも、無機質粘結材の種類また
は焼成条件によって調整できる。以上のように、本発明
にかかる人工土壌によれば、保水性、ｐＨ調整等に関す
る特性の優れた培養土として広く利用できる。例えば、
水耕栽培の土壌としても好適に利用できる。

【００１６】次に、本発明にかかる土壌改良材を生産す
る製造装置について説明する。図１は、前記土壌改良材
等の炭化物を生産する炭化炉を説明する側面図である。
１０は炉部であり、表面を無機質粘結材で被覆した可燃
物或いは可燃物を含む材料を原料（本発明ではきのこ廃
培地）とし、その原料の可燃物を炭化させて炭化物を連
続的に効率良く生産するために、両端が開放された筒状
に形成されている。従来の閉塞式の炭化炉とは異なり、
筒状の炉部１０の両端は開放しており、いわば開放式の
炭化炉である。

【００１７】また、この炉部１０は、長手方向に複数に
分割可能に設けられている。すなわち、複数の単位筒状
炉１０ａ、１０ａ、・・・が連結されて炉部１０が形成
されている。単位筒状炉１０ａは、両端にフランジ１
１、１１が形成されており、このフランジ１１を利用し
て螺子等で長手方向に連結され、筒状に長い炉部１０が
形成される。このように構成されているため、容易に製
作でき、保守保全（メンテナンス）を容易に行うことが
できる。燃焼部等の老朽化し易い部分は、消耗品として
部分的に交換できる。

【００１８】炉部１０は筒状に長く形成されており、そ
の長さによって、原料を乾燥させる乾燥部Ａ、着火およ
び燃焼させる部分である炭化部Ｂを好適に設けることが
できる。また、炉部１０の軸心を中心にする回転動と、
後述する螺旋状の送り手段によって、原料を炉部１０内
を通って投入口１２から排出口１４へ送ることができ
る。炉部１０の一端側にある投入口１２側で原料が乾燥
され、中途部で着火され、他端側にある排出口１４まで
の間でガスが燃焼されて、最終的に炭化物が排出口１４
から排出されるのである。従って、この炉部１０を用い
れば、粒状の原料を連続的に送り、炭化物を連続的に排
出でき、工業的に大量の炭化物を効率良く生産できる。

【００１９】１６はバーナーであり、排出口１４に対向
して配設されている。このバーナー１６で炎を炉部１０
内へ放射して、原料の主にガス成分を燃焼させる。燃焼
空気の流れは、原料が送られる方向と反対方向になる。
この燃焼空気（加熱乾燥空気）が炉部１０内を吹き抜け
ることによって、後から順次送られてくる原料を好適に
乾燥させることができる。原料から発生したガス成分を
燃焼させた熱を有効に利用できる。従って、水分を含ん
だ原料でも好適に乾燥して炭化でき、効率良く炭化物を
得ることができる。１８は煙突であり、排気ガスが排出
される。原料を乾燥する際に発生する悪臭を消すには、
この煙突１８の部分にアフターバーナーを設置すればよ
い。

【００２０】２０は駆動ローラーであり、基台２２に回
転自在に装着され、駆動装置の一例であるモーター２４
によってチェーン機構２５を介して回転駆動される。ま
た、駆動ローラー２０は炉部１０の単位筒状炉１０ａ、
１０ａ同士が連結されたフランジ１１の外周側面に当接
し、炉部１０が軸心を中心に回転できるように支持して
いる。２６は従動ローラーであり、一対で炉部１０を支
持すると共に、炉部１０をその軸心を中心に回転させる
ことができるように回転自在に設けられている。従っ
て、モーター２４の駆動力によって駆動ローラー２０を
回転すると、筒状の炉部１０を軸線を中心に回転させる
ことができる。なお、上記の構成からなる回転駆動装置
に限らず、歯車機構、ベルト機構、減速機構等を組み合
わせて、適宜構成できるのは勿論である。

【００２１】次に炉部１０の詳細を説明する。炉部１０
は、金属材（例えば、ステンレススチール（ＳＵＳ）
材）からなる筒状の内筒部材２８と、金属材からなり、
内筒部材２８が内部に挿入されて二重筒を形成するため
に内筒部材２８よりも大径に設けられた筒状の外筒部材
３０と、内筒部材２８と外筒部材３０との間隙に設けら
れた断熱材層３２とから成る。断熱材層３２の一例とし
ては、セラミックファイバーを粘着材で固めたものを利
用することができる。断熱材層３２を設けるのは、金属
材からのみなる炉部では放熱性が高く、燃焼温度を維持
することが難しいことによる。

【００２２】内筒部材２８の内部には、前記原料を投入
口１２から排出口１４へ送るための螺旋状の送り羽根
（スクリュー）であるスパイラル３４が固定されてい
る。スパイラル３４は、単位筒状炉１０ａの内筒部材２
８および外筒部材３０の長さと略同一の長さに設定され
ている。すなわち、スパイラル３４も炉部１０の長手方
向に多数に分割されている。単位筒状炉１０ａを連結し
た際にスパイラル３４の螺旋が連続した状態にならない
場合があるが、各スパイラル３４が原料を送れる方向に
統一されて配されている場合には、各単位筒状炉１０ａ
に設けられたスパイラル３４は、原料を送るように作用
できるため、機能的な不都合はない。

【００２３】以上の構成から成る炭化炉によれば、前記
原料が、投入口１２から投入されると、炉部１０の回転
と共に回転するスパイラル３４、３４ａの作用で排出口
へ向かって移動される。なお、スパイラル３４ａは、最
も投入口１２側の単位筒状炉１０に固定され、炉部１０
と共に回転し、供給ボックス１３内に投入された原料を
送る。４２はカバーであり、原料が炉部１０と供給ボッ
クス１３との隙間から脱落しないようにカバーしてい
る。点火は排出口に対向して設けられたバーナー１６に
よってなされる。バーナー１６は、連続的に送られる前
記原料が連続して炭化（燃焼）されるように、放射され
る炎の強さが調整される。原料の種類によっては、原料
自らの特にガス成分の燃焼で、バーナー１６は送風だけ
でよい場合もある。

【００２４】原料は排出口１４側で燃焼され、投入口１
２側では原料が燃焼することで発生する熱気が、バーナ
ー１６による送風と共に熱風となり、原料を効率良く乾
燥できる。原料を乾燥するためのエネルギーを節約でき
る。前記原料の可燃物は、ベントナイト等の無機質粘結
材で被覆されており、酸化が抑制されているため、ガス
化した燃焼物は燃えるが、炭素の酸化は抑制される。こ
のため、通常、燃焼温度は７００〜８００°Ｃ程度に抑
制される。このように燃焼温度が低温であるため、内筒
部材２８は、例えばステンレススチールのような金属材
で形成されているが、耐久性等については問題ない。

【００２５】以上のようにして、原料が炭化され、炭化
物（本発明では前記土壌改良材）となって排出口から排
出される。その炭化物は酸化が抑制されているため、排
出されると急激に温度が奪われ、排出された直後に火が
消え、効率良く粒状の粒炭というべき炭化物を生産する
ことができる。そして、以上ようにして連続的に生産さ
れた前記土壌改良材を、腐敗していないきのこ廃培地と
連続的に混合すれば、効率良く人工土壌を生産でき、そ
の生産コストを低減できるのである。以上、本発明につ
き好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、本発明は
この実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸
脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のこと
である。

【００２６】

【発明の効果】本発明にかかる土壌改良材によれば、無
機質粘結材で表面を薄膜状に被覆したきのこ廃培地の粒
子を、炭化すべく焼成して生成されている。このため、
粒子が微粉化しにくく、理想的な吸水性および保水性を
有し、且つ、炭化の歩留りが良く、連続的に量産できる
ため生産コストを低減できるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる土壌改良材を生産する炭化炉を
説明する側面図である。

【符号の説明】

１０炉部１２投入口１４排出口１６バーナー１８煙突２０駆動ローラー２４モーター２８内筒部材３０外筒部材３２断熱材層３４スパイラル３８分割筒材４０固定片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】きのこ廃培地と、微細粒子から成る無機
質粘結材とを水分を介して混合し、該無機質粘結材で表
面を薄膜状に被覆した前記きのこ廃培地の粒子を、炭化
すべく焼成して生成したことを特徴とする土壌改良材。
【請求項２】請求項１記載の土壌改良材と、きのこ廃
培地とを混合して設けられたことを特徴とする人工土
壌。