乳牛粪尿のメタン発酵における屑ナガイモの添加効果
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3) ９月下旬以降、屑ナガイモ添加量を僅かに減じ て12月上旬まで運転を続けたが、メタン濃度が回復する ことはなかった。
4) 12月上旬にリンゴ粕添加を、１月中旬以降に屑 ナガイモの増量を行ったところ、メタン濃度は更に低下 し53％前後で安定した。また、バイオガス発生量は漸増 したもののＶＳ除去率、ＶＳ当たりバイオガス発生量は 横ばい若しくは低下する傾向を示した。
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0
60%
140
120
100 40%
80
60
加水
20%
40
リン ゴ粕
屑ナガイ モ
搾汁液
20
副原料添加割合
0%
0
（％） ＶＳ／現物 6.0（ 3.3～10.6） 13.2（ 9.2～18.0） 17.6（10.2～23.3）
140%
平成17年６月８日から約50㎏の添加を開始し、７月は 約100㎏、８月は約200㎏、９月以降約400㎏、18年１月 中旬以降約500㎏を原則とした。
2) リンゴ粕 17年12月９日から約20㎏の添加を開始し、12月14日以 降約100㎏とした。（図１、２） (3) 発酵原料投入回数及び発酵槽滞留時間 発酵槽への投入は１日１回とした。投入量は発酵原料 に加水して1.62m３／日とし、発酵槽滞留時間を35.3日固 定とした。 (4) 発酵温度及び撹拌 発酵温度は36℃とした。発酵槽撹拌は10分／時間とし、 発酵温度が低下した場合の加温中は連続撹拌とした。
２ 試験方法
(1) 発酵原料及び前処理Байду номын сангаас1) 糞尿
フリーストール牛舎由来搾乳牛約30頭分の糞尿をロー ラープレスにより２回搾汁した搾汁液。
2) 屑ナガイモ及びリンゴジュース粕（以下「リン ゴ粕」とする）
共選場及び加工場から生じた廃棄部を油圧分別機によ り夾雑物除去及びペースト化した液状物。
(2) 副原料添加量 1) 屑ナガイモ
乳牛糞尿からのバイオガス発生量を増加させるために は、有機系廃棄物の添加が有効と考えられる。本課題で は、青森県の特産品であるナガイモ及びリンゴの加工の 際に生じる廃棄部分について、フリーストール牛舎由来 乳牛糞尿を発酵主原料としたときの副原料としての有効 性を明らかにするため、添加量の違いによるガス発生量 等を検討した。
なお、屑ナガイモ、リンゴ粕処理の観点から見れば、 現物量として50％、ＶＳ量として120％程度までの添加 であれば、メタン濃度は低下するものの良好な発酵状態 を維持したままバイオガス発生量を増加させることが可 能であり、このときのメタン濃度の下限は53％程度であ ることが推察された。
４ まとめ
乳牛糞尿を発酵原料とするメタン発酵において、屑ナ ガイモ及びリンゴジュース粕を副原料としたときのバイ オガス発生量及びメタン濃度の変化等を調査した結果、
副原料添加割合
VS当たりｶﾞｽ発生量(m3/㎏)
ガス発生量（m3／日） メタン濃度 VS除去率
月日（平成17～18年） 図１ 発酵原料投入量
月日（平成17～18年） 図２ 投入発酵原料中ＶＳ量
70
62%
70%
0.70
60
60%
60%
0.60
50
58%
50%
0.50
40
56%
40%
0.40
30
54%
30%
以下の知見を得た。 ① 乳牛糞尿に対する屑ナガイモの添加割合は現物量と して30％、有機物量として60％程度までは、メタン濃度 にほとんど影響を与えず効率的にバイオガス発生量を増 加させる。 ② 乳牛糞尿と屑ナガイモとの混合物を発酵原料とした ときの有機物当たりのバイオガス発生量は0.54m３／㎏／ 日、有機物除去率は60％程度が上限と考えられる。 ③ 屑ナガイモ及びリンゴジュース粕を現物量として50 ％、有機物量として120％程度まで添加しても、発酵状 態は良好でありメタン濃度は53％程度で安定する。
Experiment Station of Animal Husbandry)
１ はじめに
３ 試験結果及び考察
フリーストール乳牛舎由来の排泄物は糞尿混合を余儀 なくされることから高水分であり、堆肥化処理が困難で ある。一方、近年、北海道や岩手県などで多く導入され ているメタン発酵処理は、乳牛糞尿を発酵原料とした場 合のバイオガス発生量が少なく非効率的であることが知 られている。
(1) 発酵原料の性状 試験に供試した発酵原料の全固形物量（ＴＳ）及び有 機物量（ＶＳ）を表１に示した。屑ナガイモ、リンゴ粕 とも糞尿に比して高いＶＳ、ＴＳであり、添加資材とし て有効と考えられた。 (2) バイオガス発生量及びメタン濃度
1) 試験開始時から７月下旬にかけて発酵原料量及 び投入ＶＳ量は減少したものの、バイオガス発生量は横 ばい、ＶＳ当たりガス発生量は増加しており、屑ナガイ モ添加がガス発生量増加に寄与していることが示唆され た。一方、バイオガス中メタン濃度は漸減した。
2) ８月及び９月に屑ナガイモ添加量をそれぞれ前 月の２倍に増量したところ、バイオガス発生量は急増し たものの、ＶＳ当たりのバイオガス発生量は0.54m３／㎏ ／日、ＶＳ除去率は60％前後で横ばいとなった。バイオ ガス中メタン濃度は８月にはそれまでと同様な緩やかな 低下であったが、９月には急激な低下を示した。
月日（平成17～18年） 図３ バイオガス発生量とメタン濃度
月日（平成17～18年） 図４ ＶＳ除去率とＶＳ当たりガス発生量
0.30
20
52%
20%
0.20
バイ オガス発生量
VS除去率
10
メタン 発生量
50%
10%
VS当たりバイ オガス発生量 0.10
メタン 濃度
VS当たりメタン 発生量
0
48%
0%
0.00
6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～ 6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～
乳牛糞尿のメタン発酵における屑ナガイモの添加効果
佐藤義人
（青森県農林総合研究センター畜産試験場） Effect of Addition of Waste Chinese Yam in Methane Fermentation of dairy cattle Wastes
Yosihito SATOU (Aomori Prefectual Agriculture and Forestry Reserch Center,
120%
100%
80%
60%
リン ゴ粕 屑ナガイ モ 搾汁液 副原料添加割合
40% 20% 0%
発酵原料投入量（㎏／日） 6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～
副原料添加割合 発酵原料中ＶＳ量（㎏／日） 6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～
(3) 発酵状態 全試験期間を通じて、発酵液のｐＨは８前後、酸化還 元電位（ＯＲＰ）は-300mV台であり、また、異常発泡や 発酵停止も見られなかったことから、屑ナガイモ及びリ ンゴ粕添加による発酵状態の悪化はなかったものと考え られる。 (4) 以上より、乳牛糞尿を発酵原料とするメタン発酵 において、屑ナガイモの添加割合は現物量として30％、 ＶＳ量として60％程度まではメタン濃度にほとんど影響 を与えず効率的にバイオガス発生量を増加させることが 明らかとなった。また、乳牛糞尿と屑ナガイモとの混合 物を発酵原料としたときのＶＳ当たりのバイオガス発生 量の上限は0.54m３／㎏／日、ＶＳ除去率は60％程度と考 えられた。
表１ 発酵原料の全固形物量（ＴＳ）及び有機物量（ＶＳ）
原料
ＴＳ
ＶＳ／ＴＳ
乳牛糞尿搾汁液
7.9（ 4.3～13.8）
76.7（62.9～82.0）
屑ナガイモペースト
15.5（11.0～21.8）
85.5（74.5～94.4）
リンゴ粕ペースト
18.0（10.5～23.8）
97.6（96.8～98.2）
注）括弧内は最小値～最大値
4) 12月上旬にリンゴ粕添加を、１月中旬以降に屑 ナガイモの増量を行ったところ、メタン濃度は更に低下 し53％前後で安定した。また、バイオガス発生量は漸増 したもののＶＳ除去率、ＶＳ当たりバイオガス発生量は 横ばい若しくは低下する傾向を示した。
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0
60%
140
120
100 40%
80
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加水
20%
40
リン ゴ粕
屑ナガイ モ
搾汁液
20
副原料添加割合
0%
0
（％） ＶＳ／現物 6.0（ 3.3～10.6） 13.2（ 9.2～18.0） 17.6（10.2～23.3）
140%
平成17年６月８日から約50㎏の添加を開始し、７月は 約100㎏、８月は約200㎏、９月以降約400㎏、18年１月 中旬以降約500㎏を原則とした。
2) リンゴ粕 17年12月９日から約20㎏の添加を開始し、12月14日以 降約100㎏とした。（図１、２） (3) 発酵原料投入回数及び発酵槽滞留時間 発酵槽への投入は１日１回とした。投入量は発酵原料 に加水して1.62m３／日とし、発酵槽滞留時間を35.3日固 定とした。 (4) 発酵温度及び撹拌 発酵温度は36℃とした。発酵槽撹拌は10分／時間とし、 発酵温度が低下した場合の加温中は連続撹拌とした。
２ 試験方法
(1) 発酵原料及び前処理Байду номын сангаас1) 糞尿
フリーストール牛舎由来搾乳牛約30頭分の糞尿をロー ラープレスにより２回搾汁した搾汁液。
2) 屑ナガイモ及びリンゴジュース粕（以下「リン ゴ粕」とする）
共選場及び加工場から生じた廃棄部を油圧分別機によ り夾雑物除去及びペースト化した液状物。
(2) 副原料添加量 1) 屑ナガイモ
乳牛糞尿からのバイオガス発生量を増加させるために は、有機系廃棄物の添加が有効と考えられる。本課題で は、青森県の特産品であるナガイモ及びリンゴの加工の 際に生じる廃棄部分について、フリーストール牛舎由来 乳牛糞尿を発酵主原料としたときの副原料としての有効 性を明らかにするため、添加量の違いによるガス発生量 等を検討した。
なお、屑ナガイモ、リンゴ粕処理の観点から見れば、 現物量として50％、ＶＳ量として120％程度までの添加 であれば、メタン濃度は低下するものの良好な発酵状態 を維持したままバイオガス発生量を増加させることが可 能であり、このときのメタン濃度の下限は53％程度であ ることが推察された。
４ まとめ
乳牛糞尿を発酵原料とするメタン発酵において、屑ナ ガイモ及びリンゴジュース粕を副原料としたときのバイ オガス発生量及びメタン濃度の変化等を調査した結果、
副原料添加割合
VS当たりｶﾞｽ発生量(m3/㎏)
ガス発生量（m3／日） メタン濃度 VS除去率
月日（平成17～18年） 図１ 発酵原料投入量
月日（平成17～18年） 図２ 投入発酵原料中ＶＳ量
70
62%
70%
0.70
60
60%
60%
0.60
50
58%
50%
0.50
40
56%
40%
0.40
30
54%
30%
以下の知見を得た。 ① 乳牛糞尿に対する屑ナガイモの添加割合は現物量と して30％、有機物量として60％程度までは、メタン濃度 にほとんど影響を与えず効率的にバイオガス発生量を増 加させる。 ② 乳牛糞尿と屑ナガイモとの混合物を発酵原料とした ときの有機物当たりのバイオガス発生量は0.54m３／㎏／ 日、有機物除去率は60％程度が上限と考えられる。 ③ 屑ナガイモ及びリンゴジュース粕を現物量として50 ％、有機物量として120％程度まで添加しても、発酵状 態は良好でありメタン濃度は53％程度で安定する。
Experiment Station of Animal Husbandry)
１ はじめに
３ 試験結果及び考察
フリーストール乳牛舎由来の排泄物は糞尿混合を余儀 なくされることから高水分であり、堆肥化処理が困難で ある。一方、近年、北海道や岩手県などで多く導入され ているメタン発酵処理は、乳牛糞尿を発酵原料とした場 合のバイオガス発生量が少なく非効率的であることが知 られている。
(1) 発酵原料の性状 試験に供試した発酵原料の全固形物量（ＴＳ）及び有 機物量（ＶＳ）を表１に示した。屑ナガイモ、リンゴ粕 とも糞尿に比して高いＶＳ、ＴＳであり、添加資材とし て有効と考えられた。 (2) バイオガス発生量及びメタン濃度
1) 試験開始時から７月下旬にかけて発酵原料量及 び投入ＶＳ量は減少したものの、バイオガス発生量は横 ばい、ＶＳ当たりガス発生量は増加しており、屑ナガイ モ添加がガス発生量増加に寄与していることが示唆され た。一方、バイオガス中メタン濃度は漸減した。
2) ８月及び９月に屑ナガイモ添加量をそれぞれ前 月の２倍に増量したところ、バイオガス発生量は急増し たものの、ＶＳ当たりのバイオガス発生量は0.54m３／㎏ ／日、ＶＳ除去率は60％前後で横ばいとなった。バイオ ガス中メタン濃度は８月にはそれまでと同様な緩やかな 低下であったが、９月には急激な低下を示した。
月日（平成17～18年） 図３ バイオガス発生量とメタン濃度
月日（平成17～18年） 図４ ＶＳ除去率とＶＳ当たりガス発生量
0.30
20
52%
20%
0.20
バイ オガス発生量
VS除去率
10
メタン 発生量
50%
10%
VS当たりバイ オガス発生量 0.10
メタン 濃度
VS当たりメタン 発生量
0
48%
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0.00
6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～ 6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～
乳牛糞尿のメタン発酵における屑ナガイモの添加効果
佐藤義人
（青森県農林総合研究センター畜産試験場） Effect of Addition of Waste Chinese Yam in Methane Fermentation of dairy cattle Wastes
Yosihito SATOU (Aomori Prefectual Agriculture and Forestry Reserch Center,
120%
100%
80%
60%
リン ゴ粕 屑ナガイ モ 搾汁液 副原料添加割合
40% 20% 0%
発酵原料投入量（㎏／日） 6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～
副原料添加割合 発酵原料中ＶＳ量（㎏／日） 6/2～ 6/8～ 7/1～ 8/1～ 9/1～ 9/23～ 12/9～ 1/18～
(3) 発酵状態 全試験期間を通じて、発酵液のｐＨは８前後、酸化還 元電位（ＯＲＰ）は-300mV台であり、また、異常発泡や 発酵停止も見られなかったことから、屑ナガイモ及びリ ンゴ粕添加による発酵状態の悪化はなかったものと考え られる。 (4) 以上より、乳牛糞尿を発酵原料とするメタン発酵 において、屑ナガイモの添加割合は現物量として30％、 ＶＳ量として60％程度まではメタン濃度にほとんど影響 を与えず効率的にバイオガス発生量を増加させることが 明らかとなった。また、乳牛糞尿と屑ナガイモとの混合 物を発酵原料としたときのＶＳ当たりのバイオガス発生 量の上限は0.54m３／㎏／日、ＶＳ除去率は60％程度と考 えられた。
表１ 発酵原料の全固形物量（ＴＳ）及び有機物量（ＶＳ）
原料
ＴＳ
ＶＳ／ＴＳ
乳牛糞尿搾汁液
7.9（ 4.3～13.8）
76.7（62.9～82.0）
屑ナガイモペースト
15.5（11.0～21.8）
85.5（74.5～94.4）
リンゴ粕ペースト
18.0（10.5～23.8）
97.6（96.8～98.2）
注）括弧内は最小値～最大値