(57)【要約】【課題】本発明は、草本類の萱（かや）、葦（よし）、芒（すすき）、稲藁（いなわら）、籾殻（もみがら）、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉又は木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹を乾燥粉砕し、成形してペレットを形成する。【解決手段】草本類の萱、葦、芒、稲藁、籾殻、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉は、収穫した状態から水分を蒸発させて乾燥させ、含水率を８％〜２５％の範囲になるようにし、裁断して短冊片とし、更にこの短冊片を粉砕してペレット直径の１／２の網目を通過する大きさにする。粉砕された萱、葦、芒、稲藁、籾殻、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉は、ペレタイザー〈ペレット成形機〉により低温成形温度でペレット状に成形して、前記ペレットの直径は、４〜２５ｍｍとしたものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
草本類の内、カヤ、ヨシ、ススキ、稲ワラ、モミガラ、タバコの茎、トウモロコシの茎、ダイズの茎、アズキの茎、トマトの茎又は木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹の一つ又は複数を粉化し、含水率を８％〜２５％の範囲になるように乾燥し、低温成形温度でペレット状に成形することを特徴とする草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造方法。
【請求項２】
前記草本類の粉化における粉化度は、ペレットの直径以下の篩網目を通過した大きさに粉砕したことを特徴とする請求項１記載の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造方法。
【請求項３】
前記木本類の粉化における粉化度は、ペレット直径の１／２の篩網目を通過した大きさに粉砕したことを特徴とする請求項１記載の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造方法。
【請求項４】
前記草本類又は木本類の成形温度は、５０℃〜１２０℃の範囲としたことを特徴とする請求項１記載の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造方法。
【請求項５】
前記草本類の成形温度が７０℃±１５℃、木本類が１００℃±１５℃の範囲で成形することを特徴とする請求項４記載の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造方法。
【請求項６】
乾燥装置とペレット成形機が連係し、ペレットの成形品質に応じて、乾燥度を連続的に調整可能な乾燥装置とすることを特徴とする草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造装置。
【請求項７】
前記ペレット成形機のダイスは、L／D（直径D対孔深さL）が３〜７の範囲にあるダイスを用いて成形することを特徴とする請求項６記載の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造装置。
【請求項８】
草本類の内、カヤ、ヨシ、ススキ、稲ワラ、モミガラ、タバコの茎、トウモロコシの茎、ダイズの茎、アズキの茎、トマトの茎又は木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹の一つ又は複数の材料を用いてペレット状に成形したことを特徴とする草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料。
【請求項９】
前記ペレットの直径は、４〜２５ｍｍとしたことを特徴とする請求項８記載の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、草本類、木材枝葉を粉砕し、成形してペレットを形成した草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭とおから又は炭とおからに骨骨粉、生ゴミ、籾殻、米糠などを配合し、撹拌し練り合わせ、ペレット形状にして乾燥させた固形のペレットが知られている（特許文献１を参照）。
この公知技術では、籾殻や草等の炭、粉末、粒状等の炭を３に対し、水分が約８０％含んだおからを１の割合で二種類を投入し、投入された炭とおからを混合、撹拌し練り合わせ、押出機によりペレット形状に成形した固形ペレットを連続して作り、固形化されたペレットに温風又は熱風を当てて、水分を約２０％に乾燥させるものである。その際、炭とおからが撹拌されると自然に発熱作用が起こり３０℃〜４０℃の発熱が発生することにより、その混合物が乾燥した時に固まりやすくなり、ペレットの固形化はおからに含んでいるでんぷん質の成分が炭とおからを固める性質によりペレット形状に固まる作用がある。
【０００３】
又、おから、コーヒー滓、すそこ又は籾殻から選ばれる一種以上の植物性食物残滓粉末と繋ぎ材としてのコンスターチとからなる混合ペレットが知られている（特許文献２を参照）。
この公知技術では、おから、コーヒー滓、すそこ又は籾殻から選ばれた一種以上の植物性食物残滓を乾燥して水分含量を１５％以下、好ましくは５〜１０％とし、更に微粉砕して大きさを３０ミクロン以下とする植物性食物残滓粉末とコンスターチとからなる混合ペレットを製造し、次いでこの混合ペレットと流動性の良い生分解性プラスチックとを１０〜５０：９０〜５０の配合比、比重を０．８〜１．２に調整して混合撹拌し、射出成形して希望の成形品を安価に製造するものである。
【０００４】
次いで、現存する生物を構成する構成物質を起源としてエネルギー源として利用可能な資源がバイオマスであって、石油等の化石資源を除くものをいい、このバイオマスを用いた燃料が知られている（特許文献３を参照）。
この公知技術では、茸栽培に使用した茸栽培用培地の使用済み培地を乾燥し、乾燥した使用済み培地をペレット状、粒状、タブレット状及びフレーク状のいずれかの形状に成形してバイオマス燃料を製造するものであり、この場合、いずれの形状に成形する場合でも含水率が１３％以下となるように使用済み培地を乾燥するものである。
【０００５】
特許文献１はペレット形状の土壌改良剤であり、特許文献２は混合ペレットと生分解性プラスチックを混合し成形品を製造するものであり、特許文献３は籾殻を主原料とし、副原料を米糠、豆皮、ふすま、ビートとした茸栽培用培地である。
したがって、産業廃棄物として処分される草本類の内、カヤ、ヨシ、ススキ、稲ワラ、モミガラ、タバコの茎、トウモロコシの茎、ダイズ枝葉、アズキ枝葉、トマト枝葉又は木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹をペレット形状に形成し、バイオマス燃料とするものは、上記特許文献１〜３は何ら記載されていない。
【特許文献１】特開２００５−２３０５号公報
【特許文献２】特開２００１−８１２０１号公報
【特許文献３】特開２００８−１２０８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、草本類の萱（かや）、葦（よし）、芒（すすき）、稲藁（いなわら）、籾殻（もみがら）、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉又は木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹を乾燥粉砕し、成形してペレットを形成した草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造方法は、草本類の内、カヤ、ヨシ、ススキ、稲ワラ、モミガラ、タバコの茎、トウモロコシの茎、ダイズの茎、アズキの茎、トマトの茎、また、木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹の一つ又は複数を粉化し、含水率を８％〜２５％の範囲になるように乾燥し、低温成形温度でペレット状に成形するものである。
前記草本類の粉化における粉化度は、ペレットの直径以下の篩網目を通過した大きさに粉砕したものである。
前記木本類の粉化における粉化度は、ペレット直径の１／２の篩網目を通過した大きさに粉砕したものである。
前記材料の成形温度は、５０℃〜１２０℃の範囲としたものである。
前記草本類の成形温度が７０℃±１５℃、木本類が１００℃±１５℃の範囲で成形するものである。
前記ペレットの直径は、４〜２５ｍｍとしたものである。
前記ペレット成形ダイスは、L／D（直径D対孔深さL）が３〜７の範囲にあるダイスを用いて成形するものである。
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造装置は、乾燥装置とペレット成形機が連係し、ペレットの成形品質によって、乾燥度を連続的に調整可能な乾燥装置を有するものである。
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料は、草本類の内、カヤ、ヨシ、ススキ、稲ワラ、モミガラ、タバコの茎、トウモロコシの茎、ダイズの茎、アズキの茎、トマトの茎又は木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹の一つ又は複数の材料を用いてペレット状に成形したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造方法は、粉化度及び成形温度を制御することにより、草本類の内、カヤ、ヨシ、ススキ、稲ワラ、モミガラ、タバコの茎、トウモロコシの茎、ダイズの茎、アズキの茎、トマトの茎、また、木本類のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹の一つ又は複数の材料をリグニンの熱軟化のみに依存することなく１００℃以下の低温成形温度におけるセルロース、セミセルロース等の熱軟化、水分離脱による水素結合や粉体間の絡みによる結合により少ないエネルギーでペレット化できる効果がある。
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造装置は、乾燥装置とペレット成形機が連係し、ペレットの成形品質によって、乾燥度を連続的に調整できる効果がある。
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料は、従来は廃棄処分されていたカヤ、ヨシ、ススキ、稲ワラ、モミガラ、タバコの茎、トウモロコシの茎、ダイズの茎、アズキの茎、トマトの茎やスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹を少ないエネルギーで成形することによりペレット化して１／６〜１／４程度減容化され、ＣＯ２削減の暖房、給湯等のバイオマス燃料として利用できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料及びその製造方法の一実施例を添付図面に基づいて、以下に説明する。
本発明は、草本類の萱（かや）、葦（よし）、芒（すすき）、稲藁（いなわら）、籾殻（もみがら）、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉、木材枝葉のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹を乾燥粉砕し、成形してペレットを形成する草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料を製造するものである。
【００１０】
草本類の萱（かや）、葦（よし）、芒（すすき）、稲藁（いなわら）、籾殻（もみがら）、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉は、収穫した状態から水分を蒸発させて乾燥させ、含水率を８％〜２５％の範囲になるようにする。
この乾燥した萱（かや）、葦（よし）、芒（すすき）、稲藁（いなわら）、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉を裁断して短冊片とし、更にこの短冊片を粉砕してペレットの直径以下の網目を通過する大きさにする。
なお、乾燥した籾殻の場合は、磨り潰すようにして籾殻を半割にし、半割にされた籾殻を粉砕してペレットの直径以下の篩（ふるい）網目を通過する大きさにする。
【００１１】
粉砕された萱（かや）、葦（よし）、芒（すすき）、稲藁（いなわら）、籾殻（もみがら）、タバコの茎、トウモロコシの茎、大豆の枝葉、小豆の枝葉、トマトの枝葉は、ペレタイザー〈ペレット成形機〉により低温成形温度でペレット状に成形して、前記ペレットの直径は、４〜２５ｍｍとしたものである。
前記草本類の成形温度は７０℃±１５℃の範囲で成形するものである。
【００１２】
次に、木材枝葉のスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹を乾燥させ、含水率を８％〜２５％の範囲になるようにする。
この乾燥したスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹を破砕してチップ片（小木片）とし、更にこのチップ片（小木片）を粉砕してペレット直径の１／２の篩（ふるい）網目を通過する大きさにする。
粉砕されたスギ枝葉、リンゴ剪定枝、松葉、竹は、ペレタイザー〈ペレット成形機〉により低温成形温度でペレット状に成形して、前記ペレットの直径は、４〜２５ｍｍとしたものである。
前記木本類の成形温度は１００℃±１５℃の範囲で成形するものである。
【００１３】
本発明の草本類、木材枝葉を主原料とするバイオマス燃料の製造装置は、乾燥装置とペレット成形機が連係し、ペレットの成形品質に応じて、乾燥度を連続的に調整可能な乾燥装置を有する。
前記ペレット成形機のダイスは、L／D（直径D対孔深さL）が３〜７の範囲にあるダイスを用いて成形する。
【００１４】
［試験例］
前記草木類のもみ殻、稲わら、すすき及び木本類のりんご剪定枝、杉葉、竹の含水率、工業分析をＪＩＳＭ８８１２に従って行い、北海道大学にて燃焼試験を行った。
発熱量は粉砕・乾燥後ＩＫＡ社Ｃ７０００カロリーメータで２度測定し、その平均値をとった結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１に示す結果から、イネ由来(もみ殻、稲わら)のペレットはいずれも灰分が多く、白色を呈していたことからケイ酸と考えられ、灰分量が多いものは発熱量が低い傾向にある。
しかし、りんご剪定枝と杉葉ではその関係が逆転している。
杉葉は他の原料に比べ固定炭素が高いことから、葉中に含まれる油成分などが高い発熱量の原因であると考えられる。