生物材料的分解方法和分解裝置制造方法
【專利摘要】生物材料的分解方法，其是利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料的方法，其特征在于，前述載體為含水聚乙烯醇載體，相對(duì)于該含水聚乙烯醇載體100重量份，將生物材料20～500重量份和水5～70重量份在反應(yīng)容器內(nèi)混合并進(jìn)行攪拌。通過(guò)該方法，可以高效地分解生物質(zhì)。此外，還可以高效地制造包含含有生物質(zhì)的分解產(chǎn)物的水溶液的液體肥料。
【專利說(shuō)明】生物材料的分解方法和分解裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料的方法和分解裝置。此外，本發(fā)明還涉及利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料而制造液體肥料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二十世紀(jì)的人類大量使用不可再生的化石資源構(gòu)筑了現(xiàn)代文明。然而，這種生活方式中，伴隨人類生活的標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)生了資源成本的急劇上漲和資源供給的窘迫等問(wèn)題，并且成為副產(chǎn)物導(dǎo)致的使地球環(huán)境惡化的原因。因此，強(qiáng)烈需要開發(fā)一種能夠有效發(fā)揮可再循環(huán)資源的技術(shù)。
[0003]特別地，生物材料(以下，有時(shí)稱為生物質(zhì))是地球上最大的可再生資源，期待有效地將其再循環(huán)。迄今為止，處理家庭生活垃圾(以下，簡(jiǎn)稱為生活垃圾)、食品加工廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物等生物質(zhì)的技術(shù)是以利用微生物的功能將生物質(zhì)部分分解而形成肥料的被稱為吲哚(indole)法的技術(shù)為基礎(chǔ)。而且，也開發(fā)了大量用于該目的使用的機(jī)器。
[0004]然而，在以往向固體生物質(zhì)中添加微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵分解的方法(固相發(fā)酵)中，與作為原料的生物質(zhì)的體積相比，微生物的量少。因此存在下述問(wèn)題:在分解的初期階段，發(fā)生由生物質(zhì)自身帶入的固有性微生物所致的分解優(yōu)先于由添加在生物質(zhì)中的微生物所致的分解的現(xiàn)象。因此，常常導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程中的異味(臭氣)的發(fā)生和腐敗等。所以，為了以固相發(fā)酵高效地分解生物質(zhì)，進(jìn)行了使用特殊性質(zhì)的微生物(例如高溫性細(xì)菌)，在抑制固有性微生物的活動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行發(fā)酵等的嘗試。
[0005]然而，這樣的方法也并非是將生物質(zhì)完全分解為液狀的方法，并不容易形成適于分解的高密度的微生物環(huán)境。鑒于這種狀況，人們提出了與微生物一起向處理槽中添加填充劑進(jìn)行分解處理的裝置、或使用粘合劑使微生物固著于基材上的微生物緩釋劑。
[0006]專利文獻(xiàn)I中公開了將生活垃圾和填充材料混合，在處理槽內(nèi)通過(guò)微生物的作用對(duì)生活垃圾進(jìn)行分解處理的生活垃圾處理裝置。作為這里使用的填充材料，記載了使用發(fā)泡樹脂細(xì)粒。作為發(fā)泡樹脂，記載了適當(dāng)?shù)氖蔷郾揭蚁?、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等合成樹脂的發(fā)泡體。此外，還記載了作為發(fā)泡體的發(fā)泡形式，可以是獨(dú)立發(fā)泡或連續(xù)發(fā)泡，但從生活垃圾的小片不會(huì)侵入發(fā)泡體內(nèi)部、或者水、空氣不易通過(guò)表面的皮層而與生活垃圾接觸的角度出發(fā)，優(yōu)選為獨(dú)立發(fā)泡。藉此，使得填充材料自身不會(huì)隨著生活垃圾一起分解，通過(guò)將填充材料和生活垃圾混合，使得生活垃圾和水分、空氣的接觸順利地進(jìn)行，從而使分解得到促進(jìn)。然而，該分解能力還不能說(shuō)完全令人滿意。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-112582號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題 本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的發(fā)明，其目的是提供能夠高效分解生物質(zhì)的生物質(zhì)的分解方法。
[0009]用于解決技術(shù)問(wèn)題的手段
上述課題通過(guò)提供下述生物材料的分解方法而得以解決，該分解方法是利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料的方法，其特征在于，前述載體為含水聚乙烯醇載體，并且相對(duì)于該含水聚乙烯醇載體100重量份，將生物材料20?500重量份和水5?70重量份在反應(yīng)容器內(nèi)混合并進(jìn)行攪拌。
[0010]此時(shí)，優(yōu)選從上述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。此外，還優(yōu)選一邊向上述反應(yīng)容器連續(xù)地或間歇地供給水，一邊從反應(yīng)容器中連續(xù)地取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。
[0011]優(yōu)選上述微生物為芽胞桿菌(bacillus)屬的細(xì)菌。優(yōu)選上述生物材料是選自農(nóng)產(chǎn)廢棄物、畜產(chǎn)廢棄物、水產(chǎn)廢棄物、食品加工廢棄物、和廚房系廢棄物中的至少I種廢棄物。此外，還優(yōu)選相對(duì)于上述含水聚乙烯醇載體100重量份，進(jìn)一步向前述反應(yīng)容器內(nèi)加入硬質(zhì)載體20?300重量份，混合并進(jìn)行攪拌。
[0012]上述課題通過(guò)提供下述液體肥料的制造方法也得以解決，該制造方法是利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料而制造液體肥料的方法，其特征在于，前述載體為含水聚乙烯醇載體，并且相對(duì)于該含水聚乙烯醇載體100重量份，將生物材料20?500重量份和水5?70重量份在反應(yīng)容器內(nèi)混合并進(jìn)行攪拌，從前述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。
[0013]上述課題通過(guò)提供下述生物材料的分解裝置也得以解決，該分解裝置是利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料的裝置，其特征在于，具備:容納有擔(dān)載了微生物的含水聚乙烯醇載體的反應(yīng)容器；向前述反應(yīng)容器供給水的設(shè)備；對(duì)前述反應(yīng)容器內(nèi)的生物材料進(jìn)行攪拌的設(shè)備；和從前述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液的設(shè)備。
[0014]發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的分解方法，可以高效地分解生物質(zhì)。此外，還可以高效地制造包含含有生物質(zhì)的分解產(chǎn)物的水溶液的液體肥料。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015][圖1]是示出本發(fā)明的一例分解裝置的圖。
[0016][圖2]是示出實(shí)施例5中的小松菜(Japanesemustard spinach)種子的發(fā)芽狀況的圖。
[0017][圖3]是示出實(shí)施例6中小松菜的發(fā)育狀況的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明中，重要的是使用使用含水聚乙烯醇載體來(lái)作為擔(dān)載微生物的載體。聚乙烯醇由于具有大量羥基因而親水性高，與機(jī)體的親和性也高，所以適合作為微生物載體。作為含水聚乙烯醇載體，優(yōu)選使用聚乙烯醇含水凝膠，更優(yōu)選使用經(jīng)縮醛化的聚乙烯醇含水凝膠。藉此，可以進(jìn)一步增大微生物的保持量，同時(shí)還可確保重復(fù)使用時(shí)的耐久性。此外，本發(fā)明中使用的含水聚乙烯醇載體的保水性優(yōu)異。因此，即使對(duì)載體施加外力而發(fā)生變形，也不容易放出水分，可以維持適于微生物棲息的環(huán)境。另一方面，在使用聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等合成樹脂的獨(dú)立發(fā)泡體來(lái)作為擔(dān)載微生物的載體時(shí)，由于氣泡各自獨(dú)立并不連續(xù)，因而難以通過(guò)水和空氣，作為擔(dān)載微生物的載體并不優(yōu)選。在使用合成樹脂的連續(xù)發(fā)泡體來(lái)作為擔(dān)載微生物的載體時(shí)，由于與本發(fā)明中使用的含水聚乙烯醇載體不同，在施加外力發(fā)生變形時(shí)容易放出水分，因而無(wú)法維持適合微生物棲息的環(huán)境，微生物的棲息性差。
[0019]其中，優(yōu)選使用下述球狀含水凝膠，其是將溶解有聚乙烯醇、和藻酸鹽之類的水溶性高分子多糖類溶解的水溶液滴加至氯化鈣水溶液之類的含有多價(jià)金屬離子的水溶液中，成形為球狀，接著使用福爾馬林等進(jìn)行縮醛化處理而成的球狀含水凝膠。這樣，由于可得到均勻的球狀凝膠，保持微生物的球狀凝膠載體的表面與生物質(zhì)的接觸效率變高，分解效率提聞，同時(shí)反復(fù)使用時(shí)的耐久性也提聞。
[0020]本發(fā)明的含水聚乙烯醇載體中使用的聚乙烯醇可通過(guò)聚合乙酸乙烯酯等羧酸乙烯酯，并進(jìn)行皂化而得到。從強(qiáng)度、耐水性等方面出發(fā)，優(yōu)選平均聚合度為1000以上、特別更優(yōu)選1500以上的聚乙烯醇。此外，從耐水性等方面出發(fā)，優(yōu)選使皂化度為95摩爾％以上、進(jìn)而為98摩爾％以上、特別為99.8摩爾％以上。本發(fā)明中可以使用未改性聚乙烯醇，但在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)也可以使用各種改性聚乙烯醇。
[0021 ] 上述平均聚合度通過(guò)下式算出。
平均聚合度=([η] X 103/7.94) (1/0.62)
[n]表示特性粘度，該特性粘度的測(cè)定如下所述進(jìn)行。即，將聚乙烯醇系聚合物完全皂化、然后進(jìn)行再乙?；?，對(duì)于所得聚合物，使用烏氏粘度計(jì)，在丙酮中、30°c下測(cè)定特性粘度[H]。
[0022]本發(fā)明中使用的含水聚乙烯醇載體優(yōu)選具有三維立體網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有連續(xù)孔。通過(guò)形成這種結(jié)構(gòu)，可以使含水聚乙烯醇載體的表面積顯著增大，使微生物保持性以及與生物質(zhì)的接觸效率進(jìn)一步增大，可以使生物質(zhì)的分解效率提高。含水聚乙烯醇載體的含水率優(yōu)選為50?95重量％。含水率小于50重量％時(shí)，微生物的保持量可能變得不充分，更優(yōu)選為70重量％以上。另一方面，含水率超過(guò)95重量％時(shí)，載體的強(qiáng)度可能降低，更優(yōu)選為92重量％以下。
[0023]優(yōu)選含水聚乙烯醇載體的當(dāng)量球直徑為0.5?6_。通過(guò)使載體的大小為該范圍，可以使載體的操作性提高，并且可使載體每單位重量的表面積增大。藉此，可以使微生物保持性以及與生物質(zhì)的接觸效率進(jìn)一步增大，從而提高生物質(zhì)的分解效率。
[0024]本發(fā)明中，擔(dān)載于含水聚乙烯醇載體的微生物只要能夠分解生物質(zhì)則沒(méi)有特別限制，優(yōu)選為芽胞桿菌屬的細(xì)菌。作為芽胞桿菌屬的細(xì)菌，可舉出:解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)IF014141> 環(huán)狀芽抱桿菌(Bacillus circulans)IF03329、凝結(jié)芽抱桿菌(Bacillus coagulans) IF012583、地衣芽胞桿菌(Bacilluslicheniformis)IF012195> 巨大芽胞桿菌(Bacillus megaterium)IFO AKU212、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis) IF03134、枯草芽孢桿菌 TS-A (FERM P-18351)等。其中，本發(fā)明中擔(dān)載于載體的微生物更優(yōu)選為納豆芽孢桿菌(Bacillus subtilis:枯草芽孢桿菌)和/或其同屬細(xì)菌。此外，載體可擔(dān)載I種芽孢桿菌屬的細(xì)菌，也可以擔(dān)載2種以上的芽孢桿菌屬的細(xì)菌。[0025]本發(fā)明中，擔(dān)載于含水聚乙烯醇載體的微生物可依照常法培養(yǎng)而得。其培養(yǎng)條件根據(jù)微生物的種類而不同，可以適宜選擇使微生物的量為最大的條件進(jìn)行培養(yǎng)。作為培養(yǎng)微生物時(shí)的培養(yǎng)基，可使用含有淀粉、蛋白胨、酪蛋白水解物、糊精、酵母提取物、葡萄糖等天然有機(jī)物質(zhì)的培養(yǎng)基。此外，根據(jù)情形，也可向培養(yǎng)基中適量添加磷酸鹽、鉀鹽等無(wú)機(jī)鹽類。進(jìn)而，還可向培養(yǎng)基中適量添加小麥麩、米糠、大豆粉、稻殼等營(yíng)養(yǎng)源。關(guān)于培養(yǎng)條件，也沒(méi)有特別限制，可以適宜選擇適于使通氣液體培養(yǎng)、固體培養(yǎng)等通常的微生物增殖的條件。
[0026]作為使微生物擔(dān)載于含水聚乙烯醇載體的方法，并無(wú)特別限制，例如，可以通過(guò)下述方法來(lái)?yè)?dān)載。
[0027]制備使含水聚乙烯醇載體分散于水中而得的分散液，向其中添加由天然有機(jī)物質(zhì)等構(gòu)成的培養(yǎng)基并充分進(jìn)行混合。此時(shí)，優(yōu)選相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份添加培養(yǎng)基I?5重量份。繼而，通過(guò)向其中添加微生物并充分進(jìn)行混合，從而培養(yǎng)微生物并將微生物擔(dān)載于載體。微生物的培養(yǎng)條件沒(méi)有特別限制，微生物為芽孢桿菌時(shí)為20?30°C、10?40小時(shí)。通過(guò)設(shè)為上述溫度范圍，可以長(zhǎng)時(shí)間維持培養(yǎng)的增殖速度，故優(yōu)選。此外，通過(guò)設(shè)為上述時(shí)間范圍，可以將足夠分解生物質(zhì)的量的微生物擔(dān)載于載體。通過(guò)設(shè)為這樣的培養(yǎng)條件，芽孢桿菌增殖至投入的菌數(shù)的10倍?100倍左右。此外，還優(yōu)選以4?8小時(shí)間隔對(duì)含有載體的培養(yǎng)液進(jìn)行攪拌。藉此，可以使微生物有效地?fù)?dān)載于含水聚乙烯醇載體。
[0028]作為使微生物擔(dān)載于含水聚乙烯醇載體的方法，特別是從簡(jiǎn)化制法的觀點(diǎn)出發(fā)，也優(yōu)選預(yù)先將培養(yǎng)基溶解于水，將該培養(yǎng)基溶液與含水聚乙烯醇載體混合，并向其中混合微生物的方法。此時(shí)的微生物的培養(yǎng)條件并無(wú)特別限制，在微生物為芽孢桿菌時(shí)，優(yōu)選在室溫?28°C下進(jìn)行培養(yǎng)。此外，還可以選擇在由天然有機(jī)物質(zhì)等構(gòu)成的培養(yǎng)基中添加微生物來(lái)培養(yǎng)微生物后，投入含水聚乙烯醇載體，使微生物擔(dān)載于該載體的方法。優(yōu)選以4?8小時(shí)間隔對(duì)含有載體的培養(yǎng)液進(jìn)行攪拌。藉此，可以使微生物有效地?fù)?dān)載于含水聚乙烯醇載體。
[0029]本發(fā)明中分解的生物材料只要是微生物能夠分解的有機(jī)物則沒(méi)有特別限制，優(yōu)選為選自農(nóng)產(chǎn)廢棄物、畜產(chǎn)廢棄物、水產(chǎn)廢棄物、食品加工廢棄物、和廚房系廢棄物中的至少I種廢棄物。其中，適合作為本發(fā)明中分解的生物材料的是廚房系廢棄物，特別是生活垃圾。
[0030]此外，為了高效地分解生物材料，更優(yōu)選為上述廢棄物中的I種廢棄物，進(jìn)一步優(yōu)選為由單一植物種類或單一動(dòng)物種類構(gòu)成的廢棄物。這里，作為生物材料為單一植物種類時(shí)的例子，可舉出草坪草。通常，對(duì)于高爾夫球場(chǎng)、足球場(chǎng)、操場(chǎng)等生長(zhǎng)有草坪草的場(chǎng)所，需要定期地修剪草坪草。若將此時(shí)修剪的草坪草直接放置，則可能對(duì)草坪草的生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。此外，即便對(duì)修剪的草坪草進(jìn)行處理也存在耗費(fèi)時(shí)間和成本的問(wèn)題。因此，若利用本發(fā)明的分解方法分解修剪的草坪草則可在不耗費(fèi)時(shí)間和成本的情形下高效地處理。進(jìn)而，含有草坪草經(jīng)分解處理而得的分解產(chǎn)物的水溶液還可以作為液體肥料使用。即，修剪的草坪草可以重新作為用于草坪草生長(zhǎng)的肥料而構(gòu)建循環(huán)型再循環(huán)系統(tǒng)。
[0031]本發(fā)明的分解方法中，將擔(dān)載了微生物的含水聚乙烯醇載體、生物材料和水在反應(yīng)容器內(nèi)混合并進(jìn)行攪拌。此時(shí)，混合的生物材料的量相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份為20?500重量份。反應(yīng)容器內(nèi)的生物材料的量相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份若小于20重量份，則相對(duì)于生物材料的量，微生物的量變多，并無(wú)效率。反應(yīng)容器內(nèi)的生物材料的量?jī)?yōu)選為30重量份以上、更優(yōu)選為50重量份以上。另一方面，反應(yīng)容器內(nèi)的生物材料的量相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份若超過(guò)500重量份，則相對(duì)于生物材料的量，微生物的量減少，分解效率可能變差。反應(yīng)容器內(nèi)的生物材料的量相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份，優(yōu)選為300重量份以下、更優(yōu)選為200重量份以下。
[0032]混合的水的量相對(duì)于擔(dān)載了微生物的含水聚乙烯醇載體100重量份為5?70重量份。通過(guò)水的量在該范圍內(nèi)，可以有效地分解生物質(zhì)。反應(yīng)容器內(nèi)的水的量相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份優(yōu)選為10重量份以上、更優(yōu)選為20重量份以上。
[0033]在反應(yīng)容器內(nèi)，除了擔(dān)載有微生物的含水聚乙烯醇載體、生物材料和水之外，還可以相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份進(jìn)一步加入硬質(zhì)載體20?300重量份，混合并進(jìn)行攪拌。作為上述硬質(zhì)載體的原材料，優(yōu)選使用硬質(zhì)樹脂、陶瓷、金屬片、木片等與含水聚乙烯醇載體相比更硬的材料。生物材料和硬質(zhì)載體通過(guò)在反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行攪拌，生物材料被硬質(zhì)載體破碎，生物材料的分解得到促進(jìn)。反應(yīng)容器內(nèi)的硬質(zhì)載體的量相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份若小于20重量份，則得不到充分的破碎力。反應(yīng)容器內(nèi)的硬質(zhì)載體的量?jī)?yōu)選為30重量份以上、更優(yōu)選為50重量份以上。另一方面，反應(yīng)容器內(nèi)的硬質(zhì)載體的量相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份若超過(guò)300重量份，則硬質(zhì)載體的量過(guò)多，分解效率變差。反應(yīng)容器內(nèi)的硬質(zhì)載體的量?jī)?yōu)選為200重量份以上、更優(yōu)選為250重量份以上。此外，優(yōu)選硬質(zhì)載體的當(dāng)量球直徑為0.5?15mm。
[0034]繼而，將以上述比例擔(dān)載有微生物的含水聚乙烯醇載體、生物材料和水在反應(yīng)容器內(nèi)混合并進(jìn)行攪拌，由此擔(dān)載于載體的微生物將生物材料分解。對(duì)混合方法和攪拌方法沒(méi)有特別限制，可以在規(guī)定大小的反應(yīng)容器中投入含水聚乙烯醇載體、生物材料和水，使用公知的攪拌裝置對(duì)反應(yīng)容器內(nèi)的內(nèi)容物進(jìn)行攪拌。
[0035]此外，本發(fā)明的分解方法中，優(yōu)選從上述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。具體地，將微生物擔(dān)載載體、生物材料和水在反應(yīng)容器內(nèi)混合，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后或生物材料分解規(guī)定量后，從反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。如此，含有分解產(chǎn)物的水溶液不會(huì)積存在反應(yīng)容器內(nèi)。
[0036]此外，還優(yōu)選一邊向反應(yīng)容器連續(xù)地或間歇地供給水，一邊從反應(yīng)容器中連續(xù)地取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。如此，可以將反應(yīng)容器內(nèi)的水的量調(diào)整為相對(duì)于微生物擔(dān)載載體100重量份為5?70重量份。此外，若連續(xù)地將分解處理中減少的分量的生物材料投入反應(yīng)容器，也可以連續(xù)地進(jìn)行分解處理。
[0037]本發(fā)明中，利用擔(dān)載于載體的微生物將生物材料分解，并從反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液，由此可以高效地制造液體肥料。
[0038]本發(fā)明的分解裝置具備:收納擔(dān)載有微生物的含水聚乙烯醇載體的反應(yīng)容器；向上述反應(yīng)容器供給水的設(shè)備；對(duì)上述反應(yīng)容器內(nèi)的生物材料進(jìn)行攪拌的設(shè)備；和從上述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液的設(shè)備。
[0039]図I是示出本發(fā)明的一例分解裝置的圖。該分解裝置具備:反應(yīng)容器1，向反應(yīng)容器I供給水的灑水管2，用于攪拌反應(yīng)容器I內(nèi)的內(nèi)容物的攪拌刮刀3和安裝有攪拌刮刀的軸4、以及取出含有分解產(chǎn)物的水溶液的水溶液取出管5。
[0040]分解裝置的反應(yīng)容器I中收納擔(dān)載有微生物的含水聚乙烯醇載體。此時(shí)收納于反應(yīng)容器I的含水聚乙烯醇載體優(yōu)選為上述微生物擔(dān)載載體。
[0041]灑水管2是用于向反應(yīng)容器I內(nèi)供給水的管。水的供給方法沒(méi)有特別限制，優(yōu)選如圖1所示，在灑水管2上以適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)置孔，安裝于反應(yīng)容器I的上部，并自反應(yīng)容器I的上部灑水。此外，灑水管2的根數(shù)、孔的大小、孔的個(gè)數(shù)等也沒(méi)有特別限制，可以適宜調(diào)整為對(duì)反應(yīng)容器I內(nèi)的全部?jī)?nèi)容物供給水。通過(guò)以該方法灑水，可以維持適當(dāng)?shù)乃至俊?br> [0042]攪拌刮刀3將反應(yīng)容器I內(nèi)的內(nèi)容物混合并進(jìn)行攪拌。攪拌刮刀3的片數(shù)和大小沒(méi)有特別限制，可以適宜設(shè)定使反應(yīng)容器I內(nèi)的內(nèi)容物充分混合、攪拌的片數(shù)、大小。
[0043]此外,軸4可以通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),優(yōu)選如圖1所示使用電動(dòng)機(jī)7。軸4的旋轉(zhuǎn)數(shù)沒(méi)有特別限制，可以是使反應(yīng)容器I內(nèi)的生物擔(dān)載載體、生物材料和水充分混合、攪拌的程度的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
[0044]水溶液取出管5是用于將反應(yīng)容器I內(nèi)的水、即含有分解產(chǎn)物的水溶液從反應(yīng)容器I中取出的管。具體地，優(yōu)選如圖1所示，含有分解產(chǎn)物的水溶液通過(guò)設(shè)置于反應(yīng)容器I的下部的口徑I?2mm的篩板6進(jìn)行過(guò)濾，并由水溶液取出管5取出。
[0045]使用該分解裝置進(jìn)行生物材料的分解時(shí)的優(yōu)選實(shí)施方式是:相對(duì)于含水聚乙烯醇載體100重量份，將生物材料20?500重量份和水5?70重量份加入反應(yīng)容器I內(nèi)，混合并進(jìn)行攪拌。投入反應(yīng)容器I的順序沒(méi)有限制，可以將生物材料投入反應(yīng)容器I后通過(guò)灑水管2供給水，也可以通過(guò)灑水管2供給水后將生物材料投入反應(yīng)容器1，還可以一邊通過(guò)灑水管2供給水一邊將生物材料投入反應(yīng)容器I。此外，還優(yōu)選以存在于反應(yīng)容器I內(nèi)的水的量相對(duì)于生物擔(dān)載載體100重量份為5?70重量份的方式由灑水管2供給水。
[0046]繼而，在反應(yīng)容器I內(nèi)投入生物材料，通過(guò)灑水管2供給水，通過(guò)攪拌刮刀3將內(nèi)容物混合、攪拌，由此對(duì)生物材料進(jìn)行分解處理。此外，由灑水管2供給的水清洗反應(yīng)容器I內(nèi)的內(nèi)容物，提取含有分解產(chǎn)物的水溶液，通過(guò)水溶液取出管5取出至分解裝置外。由此，得到投入生物質(zhì)原料的重量的約20倍量的含有分解產(chǎn)物的溶液。
實(shí)施例
[0047]以下，用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。以下說(shuō)明中，有時(shí)將含有分解產(chǎn)物的水溶液稱為BDS(Biomass Digested Solution，生物質(zhì)降解溶液)。
[0048]以下實(shí)施例中，作為載體，使用含水聚乙烯醇載體(以下，稱為載體A)、聚丙烯載體(以下，稱為載體B)、和低含水聚乙烯醇載體(以下，稱為載體C)。這里，載體A是將溶解有聚乙烯醇和藻酸鹽的水溶液滴加至含有氯化鈣水溶液的水溶液中、然后用福爾馬林進(jìn)行定型而得的多孔結(jié)構(gòu)的球狀聚乙烯醇系含水凝膠。該載體A的當(dāng)量球直徑為4_，含水率為89重量％。此外，載體B為無(wú)孔的立方體(一邊為約5mm)，含水率為O重量％。載體C是通過(guò)在載體A的制造中將定型的反應(yīng)溫度變高而得的多孔結(jié)構(gòu)的球狀聚乙烯醇系含水凝膠。該載體C的當(dāng)量球直徑為4mm，含水率為45重量％。
[0049][微生物擔(dān)載載體的制備]
將芽孢桿菌接種于液體培養(yǎng)基(葡萄糖5%、蛋白胨0.5%、酵母提取物0.3%、pH6.8)，在28°C培養(yǎng)芽孢桿菌48小時(shí)。在如此制作的芽孢桿菌培養(yǎng)液中投入以濕重量計(jì)為1.5倍量的載體A、載體B或載體C，充分?jǐn)嚢?，在室?22°C )靜置，使菌體擔(dān)載于載體。
[0050][擔(dān)載的細(xì)菌數(shù)的測(cè)定]
將擔(dān)載有微生物的載體A?C的載體ImL各自粉碎,懸浮于殺菌水,對(duì)擔(dān)載于各載體的細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基瓊脂平板上培養(yǎng)72小時(shí)后的細(xì)菌數(shù)、168小時(shí)培養(yǎng)后的細(xì)菌數(shù)分別進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果不于表1。以下，將擔(dān)載有微生物的載體A稱為微生物擔(dān)載載體A、將擔(dān)載有微生物的載體B稱為微生物擔(dān)載載體B、將擔(dān)載有微生物的載體C稱為微生物擔(dān)載載體C。
[0051][表 I]
【權(quán)利要求】
1.生物材料的分解方法，其是利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料的方法，其特征在于，所述載體為含水聚乙烯醇載體，并且相對(duì)于該含水聚乙烯醇載體100重量份，將生物材料20?500重量份和水5?70重量份在反應(yīng)容器內(nèi)混合并進(jìn)行攪拌。
2.權(quán)利要求1所述的生物材料的分解方法，其中，從所述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。
3.權(quán)利要求2所述的生物材料的分解方法，其中，一邊向所述反應(yīng)容器連續(xù)地或間歇地供給水，一邊從所述反應(yīng)容器中連續(xù)地取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。
4.權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的生物材料的分解方法，其中，所述微生物為芽胞桿菌(bacillus)屬的細(xì)菌。
5.權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的生物材料的分解方法，其中，所述生物材料是選自農(nóng)產(chǎn)廢棄物、畜產(chǎn)廢棄物、水產(chǎn)廢棄物、食品加工廢棄物、和廚房系廢棄物中的至少I種廢棄物。
6.權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的生物材料的分解方法，其特征在于，相對(duì)于所述含水聚乙烯醇載體100重量份，進(jìn)一步向所述反應(yīng)容器內(nèi)加入硬質(zhì)載體20?300重量份，混合并進(jìn)行攪拌。
7.液體肥料的制造方法，其是利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料而制造液體肥料的方法，其特征在于，所述載體為含水聚乙烯醇載體，并且相對(duì)于該含水聚乙烯醇載體100重量份，將生物材料20?500重量份和水5?70重量份在反應(yīng)容器內(nèi)混合并進(jìn)行攪拌，從所述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液。
8.生物材料的分解裝置，其是利用擔(dān)載于載體的微生物分解生物材料的裝置，其特征在于，具備:容納有擔(dān)載了微生物的含水聚乙烯醇載體的反應(yīng)容器；向所述反應(yīng)容器供給水的設(shè)備；對(duì)所述反應(yīng)容器內(nèi)的生物材料進(jìn)行攪拌的設(shè)備；和從所述反應(yīng)容器中取出含有分解產(chǎn)物的水溶液的設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK103987467SQ201280059825
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年10月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月7日
【發(fā)明者】坂井拓夫, 橋本保, 吉原資二 申請(qǐng)人:Iga 生命科技研發(fā)株式會(huì)社, 株式會(huì)社可樂(lè)麗