生物材料的分解方法和分解装置制造方法及图纸

生物材料的分解方法，其是利用担载于载体的微生物分解生物材料的方法，其特征在于，前述载体为含水聚乙烯醇载体，相对于该含水聚乙烯醇载体100重量份，将生物材料20～500重量份和水5～70重量份在反应容器内混合并进行搅拌。通过该方法，可以高效地分解生物质。此外，还可以高效地制造包含含有生物质的分解产物的水溶液的液体肥料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物材料的分解方法和分解装置
本专利技术涉及利用担载于载体的微生物分解生物材料的方法和分解装置。此外，本专利技术还涉及利用担载于载体的微生物分解生物材料而制造液体肥料的方法。
技术介绍
二十世纪的人类大量使用不可再生的化石资源构筑了现代文明。然而，这种生活方式中，伴随人类生活的标准化，产生了资源成本的急剧上涨和资源供给的窘迫等问题，并且成为副产物导致的使地球环境恶化的原因。因此，强烈需要开发一种能够有效发挥可再循环资源的技术。特别地，生物材料(以下，有时称为生物质)是地球上最大的可再生资源，期待有效地将其再循环。迄今为止，处理家庭生活垃圾(以下，简称为生活垃圾)、食品加工废弃物、农业废弃物等生物质的技术是以利用微生物的功能将生物质部分分解而形成肥料的被称为吲哚(indole)法的技术为基础。而且，也开发了大量用于该目的使用的机器。然而，在以往向固体生物质中添加微生物来进行发酵分解的方法(固相发酵)中，与作为原料的生物质的体积相比，微生物的量少。因此存在下述问题:在分解的初期阶段，发生由生物质自身带入的固有性微生物所致的分解优先于由添加在生物质中的微生物所致的分解的现象。因此，常常导致发酵过程中的异味(臭气)的发生和腐败等。所以，为了以固相发酵高效地分解生物质，进行了使用特殊性质的微生物(例如高温性细菌)，在抑制固有性微生物的活动的同时进行发酵等的尝试。然而，这样的方法也并非是将生物质完全分解为液状的方法，并不容易形成适于分解的高密度的微生物环境。鉴于这种状況，人们提出了与微生物一起向处理槽中添加填充剂进行分解处理的装置、或使用粘合剂使微生物固着于基材上的微生物缓释剂。专利文献I中公开了将生活垃圾和填充材料混合，在处理槽内通过微生物的作用对生活垃圾进行分解处理的生活垃圾处理装置。作为这里使用的填充材料，记载了使用发泡树脂细粒。作为发泡树脂，记载了适当的是聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等合成树脂的发泡体。此外，还记载了作为发泡体的发泡形式，可以是独立发泡或连续发泡，但从生活垃圾的小片不会侵入发泡体内部、或者水、空气不易通过表面的皮层而与生活垃圾接触的角度出发，优选为独立发泡。藉此，使得填充材料自身不会随着生活垃圾一起分解，通过将填充材料和生活垃圾混合，使得生活垃圾和水分、空气的接触顺利地进行，从而使分解得到促进。然而，该分解能力还不能说完全令人满意。现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开平8-112582号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题 本专利技术是为了解决上述课题而完成的专利技术，其目的是提供能够高效分解生物质的生物质的分解方法。用于解决技术问题的手段 上述课题通过提供下述生物材料的分解方法而得以解决，该分解方法是利用担载于载体的微生物分解生物材料的方法，其特征在于，前述载体为含水聚乙烯醇载体，并且相对于该含水聚乙烯醇载体100重量份，将生物材料20?500重量份和水5?70重量份在反应容器内混合并进行搅拌。此时，优选从上述反应容器中取出含有分解产物的水溶液。此外，还优选一边向上述反应容器连续地或间歇地供给水，一边从反应容器中连续地取出含有分解产物的水溶液。优选上述微生物为芽胞杆菌(bacillus)属的细菌。优选上述生物材料是选自农产废弃物、畜产废弃物、水产废弃物、食品加工废弃物、和厨房系废弃物中的至少I种废弃物。此外，还优选相对于上述含水聚乙烯醇载体100重量份，进一步向前述反应容器内加入硬质载体20?300重量份，混合并进行搅拌。上述课题通过提供下述液体肥料的制造方法也得以解决，该制造方法是利用担载于载体的微生物分解生物材料而制造液体肥料的方法，其特征在于，前述载体为含水聚乙烯醇载体，并且相对于该含水聚乙烯醇载体100重量份，将生物材料20?500重量份和水5?70重量份在反应容器内混合并进行搅拌，从前述反应容器中取出含有分解产物的水溶液。上述课题通过提供下述生物材料的分解装置也得以解决，该分解装置是利用担载于载体的微生物分解生物材料的装置，其特征在于，具备:容纳有担载了微生物的含水聚乙烯醇载体的反应容器；向前述反应容器供给水的设备；对前述反应容器内的生物材料进行搅拌的设备；和从前述反应容器中取出含有分解产物的水溶液的设备。专利技术效果 根据本专利技术的分解方法，可以高效地分解生物质。此外，还可以高效地制造包含含有生物质的分解产物的水溶液的液体肥料。【附图说明】[图1]是示出本专利技术的一例分解装置的图。[图2]是示出实施例5中的小松菜(Japanesemustard spinach)种子的发芽状况的图。[图3]是示出实施例6中小松菜的发育状况的图。【具体实施方式】本专利技术中，重要的是使用使用含水聚乙烯醇载体来作为担载微生物的载体。聚乙烯醇由于具有大量羟基因而亲水性高，与机体的亲和性也高，所以适合作为微生物载体。作为含水聚乙烯醇载体，优选使用聚乙烯醇含水凝胶，更优选使用经缩醛化的聚乙烯醇含水凝胶。藉此，可以进一步增大微生物的保持量，同时还可确保重复使用时的耐久性。此外，本专利技术中使用的含水聚乙烯醇载体的保水性优异。因此，即使对载体施加外力而发生变形，也不容易放出水分，可以维持适于微生物栖息的环境。另一方面，在使用聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等合成树脂的独立发泡体来作为担载微生物的载体时，由于气泡各自独立并不连续，因而难以通过水和空气，作为担载微生物的载体并不优选。在使用合成树脂的连续发泡体来作为担载微生物的载体时，由于与本专利技术中使用的含水聚乙烯醇载体不同，在施加外力发生变形时容易放出水分，因而无法维持适合微生物栖息的环境，微生物的栖息性差。其中，优选使用下述球状含水凝胶，其是将溶解有聚乙烯醇、和藻酸盐之类的水溶性高分子多糖类溶解的水溶液滴加至氯化钙水溶液之类的含有多价金属离子的水溶液中，成形为球状，接着使用福尔马林等进行缩醛化处理而成的球状含水凝胶。这样，由于可得到均匀的球状凝胶，保持微生物的球状凝胶载体的表面与生物质的接触效率变高，分解效率提闻，同时反复使用时的耐久性也提闻。本专利技术的含水聚乙烯醇载体中使用的聚乙烯醇可通过聚合乙酸乙烯酯等羧酸乙烯酯，并进行皂化而得到。从强度、耐水性等方面出发，优选平均聚合度为1000以上、特别更优选1500以上的聚乙烯醇。此外，从耐水性等方面出发，优选使皂化度为95摩尔％以上、进而为98摩尔％以上、特别为99.8摩尔％以上。本专利技术中可以使用未改性聚乙烯醇，但在不损害本专利技术效果的范围内也可以使用各种改性聚乙烯醇。[0021 ] 上述平均聚合度通过下式算出。 平均聚合度=([η] X 103/7.94) (1/0.62) [n]表示特性粘度，该特性粘度的测定如下所述进行。即，将聚乙烯醇系聚合物完全皂化、然后进行再乙酰化，对于所得聚合物，使用乌氏粘度计，在丙酮中、30°c下测定特性粘度[H]。本专利技术中使用的含水聚乙烯醇载体优选具有三维立体网孔结构，该结构具有连续孔。通过形成这种结构，可以使含水聚乙烯醇载体的表面积显著增大，使微生物保持性以及与生物质的接触效率进一步增大，可以使生物质的分解效率提高。含水聚乙烯醇载体的含水率优选为50?95重量％。含水率小于50重量％时，微生物的保持量可能变得不充分，更优选为70重量％以上。另一方面，含水率超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物材料的分解方法，其是利用担载于载体的微生物分解生物材料的方法，其特征在于，所述载体为含水聚乙烯醇载体，并且相对于该含水聚乙烯醇载体100重量份，将生物材料20～500重量份和水5～70重量份在反应容器内混合并进行搅拌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.07 JP 2011-2232301.生物材料的分解方法，其是利用担载于载体的微生物分解生物材料的方法，其特征在于，所述载体为含水聚乙烯醇载体，并且相对于该含水聚乙烯醇载体100重量份，将生物材料20?500重量份和水5?70重量份在反应容器内混合并进行搅拌。2.权利要求1所述的生物材料的分解方法，其中，从所述反应容器中取出含有分解产物的水溶液。3.权利要求2所述的生物材料的分解方法，其中，一边向所述反应容器连续地或间歇地供给水，一边从所述反应容器中连续地取出含有分解产物的水溶液。4.权利要求1?3中任一项所述的生物材料的分解方法，其中，所述微生物为芽胞杆菌(bacillus)属的细菌。5.权利要求1?4中任一项所述的生物材料的分解方法，其中，所述生物材料是选自农产废弃物、畜产废弃物、水产废...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂井拓夫，桥本保，吉原资二，
申请(专利权)人：IGA生命科技研发株式会社，株式会社可乐丽，
类型：发明
国别省市：日本;JP