(57)【要約】【課題】食品が付着したプラスチック廃棄物を主体として他に難溶融性の廃棄物も含む原料から、長期保存によっても腐敗等の問題を生じない高熱量の燃料塊を得ることができる食品付着廃棄物を用いた燃料塊の製造方法を提供する。【解決手段】食品が付着したプラスチック廃棄物を含む原料を圧縮した後に、当該成形体の外周面を加熱して溶融させる圧縮減容工程と、この圧縮減容工程において得られた成形体を所定の長さ寸法に切断する切断工程と、この切断工程によって切断された成形体の塊を、可撓性を有する袋部材内に収納した後に、当該袋部材内を減圧して開口部を気密的に封じる減圧梱包工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品が付着したプラスチック廃棄物を含む原料を圧縮した後に、当該成形体の外周面を加熱して溶融させる圧縮減容工程と、
この圧縮減容工程において得られた成形体を所定の長さ寸法に切断する切断工程と、
この切断工程によって切断された成形体の塊を、可撓性を有する袋部材内に収納した後に、当該袋部材内を減圧して開口部を気密的に封じる減圧梱包工程と、を有することを特徴とする食品付着廃棄物を用いた燃料塊の製造方法。
【請求項２】
上記減圧梱包工程において、上記袋部材内を６０ＫＰａ以下の真空度となるように減圧することを特徴とする請求項１に記載の食品付着廃棄物を用いた燃料塊の製造方法。
【請求項３】
上記原料中の、上記圧縮減容工程の加熱温度において難溶融性を示す不純物の含有量を、２０ｗｔ％以下としたことを特徴とする請求項１または２に記載の食品付着廃棄物を用いた燃料塊の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として食品が付着したプラスチック廃棄物を燃料として利用するための燃料塊の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食料品の製造工場、スーパーやコンビニエンスストア等の小売店においては、製造時における包装不良や賞味期限切れ等の理由から、消費されなかった食品の廃棄物が発生している。このような廃棄物は、ポリエチレン等のプラスチックの袋体や容器内に食品が入れられたままの状態であるため、当該廃棄物を処理するに際しては、上記袋体や容器を開封して、内部の食品の廃棄物と上記袋体や容器の廃棄物とを分別した後に、別個に処理を行っている。
【０００３】
食料品の製造工場や小売店から発生する袋体や容器の廃棄物は、ポリエチレン等のプラスチックを主体とし、これにアルミ蒸着袋や紙等を含むものであり、いずれも食品の残渣が付着している。このため、保管中に付着している食品の残渣が腐敗し、悪臭が発生する等の問題があることから、従来は、これらの食品付着廃棄物を処理するに際しては、簡易的なごみ袋内に収納して焼却処分している。
【０００４】
ところが、このような食品付着廃棄物に主として含まれるポリエチレン等のプラスチックは、高い熱エネルギーを有しているため、上記食品付着廃棄物を燃料としてリサイクルすることができれば、資源保護やエネルギーリサイクル等の観点からも好ましい。
【０００５】
一方、下記特許文献１には、物品の包装や袋などに使用されていたプラスチックの廃棄フィルムを処理する方法として、プランジャを進退自在に嵌挿した角筒形又は円筒形の圧縮チャンバーと、圧縮チャンバーの前部上の供給口に立設した廃棄フィルムのホッパーと、圧縮チャンバーと同形で外周囲にヒータを備え、該圧縮チャンバーの前端に接続した加熱チャンバーとからなる圧縮減容処理装置を用いて、上記ホッパーに投入した廃棄フィルムを、上記プランジャの前進移動により圧縮チャンバーから加熱チャンバーに押込み、該加熱チャンバーにおけるフィルム周囲の溶融によりフィルム相互を一体的に溶着し、スティク状のフィルム固形物に押出成形する廃棄フィルムの圧縮減容処理方法が提案されている。
【０００６】
上記構成からなる廃棄フィルムの圧縮減容処理方法によれば、包装や包装袋として使用された嵩の張る大小様々なフィルムをホッパーに吸引投入するだけで、スティック状のフィルム固形物に処理して取り出すことができ、またフィルムを形成するプラスチックによっては、そのスティック状のフィルム固形物を、燃料として再利用可能な形態に押出成形することができるという効果が得られる。
【０００７】
そこで、本発明者等は、上記技術を利用して食品付着廃棄物を圧縮減容処理したところ、得られた成形体は、表面に付着した食品の残渣が、依然として外部の空気と接触してしまい、この結果燃料塊として長期保存する際に、上述した腐敗による悪臭の発生を防止することができないことが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４５８２７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、食品が付着したプラスチック廃棄物を主体として他に難溶融性の廃棄物も含む原料から、長期保存によっても腐敗等の問題を生じない高熱量の燃料塊を得ることができる食品付着廃棄物を用いた燃料塊の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係る食品付着廃棄物を用いた燃料塊の製造方法は、食品が付着したプラスチック廃棄物を含む原料を圧縮した後に、当該成形体の外周面を加熱して溶融させる圧縮減容工程と、この圧縮減容工程において得られた成形体を所定の長さ寸法に切断する切断工程と、この切断工程によって切断された成形体の塊を、可撓性を有する袋部材内に収納した後に、当該袋部材内を減圧して開口部を気密的に封じる減圧梱包工程とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記減圧梱包工程において、上記袋部材内を６０ＫＰａ以下の真空度となるように減圧することを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記原料中の、上記圧縮減容工程の加熱温度において難溶融性の不純物の含有量を、２０ｗｔ％以下としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、圧縮減容工程において、食品が付着したプラスチック廃棄物を含む原料を圧縮し、かつその外周面を加熱して溶融させることにより、付着した食品を成形体内に封じ込め、さらに切断工程において上記成形体を所定の長さ寸法に切断することにより、燃料塊として好適な寸法に形成することができる。加えて、減圧梱包工程において、切断された成形体の塊を袋部材内に収納して内部を真空引きしているために、成形体の塊の外周面に食品が付着している場合にも、内部に付着した食品の臭気が外部に漏れたり、あるいは当該食品が外気に触れて腐敗等を生じたりする虞がない。
【００１４】
この結果、食品が付着したプラスチック廃棄物を主体とし、かつ難溶融性の廃棄物も含む原料から、長期保存によっても腐敗等の問題を生じることがなく、しかも高熱量であって、かつ燃料として使用する設備に対応した寸法を有する燃料塊を容易に製造することができる。
【００１５】
この際に、後述する本発明者等による検証結果によれば、上記減圧梱包工程において、請求項２に記載の発明のように、上記袋部材内を６０ＫＰａ以下の真空度となるように減圧することにより、１４日間以上の保管によっても、臭気の発生を大幅に抑制することが可能になる。
【００１６】
さらに、上記原料中に、上記圧縮減容工程の加熱温度において難溶融性の不純物が多く含まれている場合には、圧縮後に外周面を加熱した際に、当該不純物が露出している箇所においては十分な溶融が行われない結果、所定の成形を行うことができなくなる。このため、内部のプラスチック等に付着した食品の残渣が、上記未溶融箇所において外部の空気と接触し、腐敗することによって悪臭防止効果が低減する虞がある。
【００１７】
この点、請求項３に記載の発明においては、上記不純物の含有量を、２０ｗｔ％以下とすることにより、後述するように外周面の加熱・溶融による安定的な成形を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示すフロー図である。
【図２】上記実施形態において、（ａ）は切断工程によって切断された成形体の塊を示す斜視図、（ｂ）は減圧梱包工程において得られた燃料塊を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例における原料中の難溶融性不純物の含有量と成形性との関係を示す図表である。
【図４】図３の結果を具体的に示すもので、（ａ）は不純物が０％である場合の圧縮体、（ｂ）は不純物が２０％である場合の圧縮体、（ｃ）は不純物が３５％である場合の圧縮体の状態を示す写真である。
【図５】本発明の実施例における保管期間と臭気指数との実験結果を示す図表である。
【図６】図５のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１および図２に基づいて、本発明に係る食品付着廃棄物を用いた燃料塊の製造方法の一実施形態を説明する。
この燃料塊の製造方法における原料は、食品廃棄物の袋体や容器を開封して内部の食品を取り出した後の廃棄物であって、ポリエチレン等のプラスチックからなる上記袋体や容器を主体とし、これにアルミ蒸着袋や紙を含むものであり、いずれも食品の残渣が付着したものである。そして、これらの食品付着廃棄物は、通常プラスチック製のごみ袋内に収納されて廃棄物として搬入されてくる。
【００２０】
そこで、本燃料塊の製造方法においては、先ず食品付着廃棄物を収納したごみ袋を破袋機に投入して、当該ごみ袋を破袋することにより食品付着廃棄物を外部に取り出すとともに、上記ごみ袋とともに均質に混合する。これにより、食品付着廃棄物の含水量が高い場合には、過剰な水分が除去される（破袋・水切り工程）。なお、この破袋・水切り工程において臭気が問題となる場合には、上記食品付着廃棄物をごみ袋と均質に混合するのと併行して、消臭剤を噴霧することもできる。
【００２１】
次いで、上記原料を圧縮した後に、当該成形体の外周面を加熱して溶融させる圧縮減容工程を行う。この圧縮減容工程を行うに際しては、例えば上記特許文献１に開示されている圧縮減容装置を用いることができる。
【００２２】
この圧縮減容装置は、角筒形又は円筒形の圧縮チャンバーの内部に、圧縮減容用のプランジャをクランク装置によって進退自在に嵌挿し、上記圧縮チャンバーの供給口に上記原料を吸引する吸い込みホッパーを立設するとともに、圧縮チャンバーの前端に当該圧縮チャンバーと同形で外周囲にヒータを備えた加熱チャンバーを接続し、この加熱チャンバーの前端に当該加熱チャンバーと同形の成形・冷却チャンバーを接続し、さらにこの成形・冷却チャンバーと加熱チャンバーとの間に成形体の切断装置を設けたものである。
【００２３】
そして、上記圧縮減容工程においては、上記吸い込みホッパーに投入した上記原料を吸引して圧縮チャンバー内に導入した後に、この圧縮チャンバー内において上記原料を上記プランジャの前進移動により圧縮して加熱チャンバーに押込み、次いで当該原料を上記加熱チャンバーにおいて周囲から加熱することにより上記原料の外周部分のプラスチックを溶融して一体的に溶着した成形体とする。また、これと併行して、吸い込みホッパーにおいて原料の吸い込みに用いた空気は、消臭フィルター等による消臭処理を行った後に、外部に排気する。
【００２４】
この際に、食品を収納する袋体や容器は、その大部分がポリエチレン製であることから、原料に含まれているプラスチックは、その大部分がポリエチレンである。そして、ポリエチレンの溶融温度は９５〜１４０℃であるために、加熱チャンバーにおける加熱温度は、上記溶融温度より高い１７０℃以上に設定することが好ましい。
【００２５】
次いで、上記加熱チャンバーの前端に設けた切断装置によって、上記成形体を所定の長さ寸法（例えば、１０ｃｍ）に切断し（切断工程）、成形・冷却チャンバーに送って冷却した後に、所定の長さ寸法の成形体の塊を外部に取り出す。これにより、図２（ａ）に示すような、上記原料が圧縮された食品付着廃棄物１の外周面に、溶融されることによって一体的に溶着して内部の上記食品付着廃棄物１を覆う溶融層２が形成された所定長さ寸法の成形体の塊３が得られる。
【００２６】
そこで次に、図２（ｂ）に示すように、上記成形体の塊３を、厚さ寸法が１００μｍ以上のポリエチレン製の梱包袋または市販のプラスチック製の真空用梱包袋（袋部材）４内に収納した後に、梱包袋４内を６０ｋＰａ以下の圧力に減圧して、その開口部を熱溶着（熱シーラー）によって気密的に封じる（減圧梱包工程）。これにより、圧縮密度が約０．６ｋｇ／Ｌ以上であって石炭燃料と同等の約２４ＭＪ／ｋｇ以上の高熱量を有する燃料塊５が得られる。なお、上記梱包袋４内の減圧には、真空ポンプの他、市販の脱気機能付きのシーラーや真空包装機等もそのまま用いることができる。
【００２７】
以上の構成からなる燃料塊の製造方法によれば、圧縮減容工程において、食品が付着したプラスチック廃棄物を含む原料を圧縮し、かつ圧縮された廃棄物１の外周面を加熱して溶融させることにより内部を覆う溶融層２によって付着した食品を成形体内に封じ込め、さらに切断工程において上記成形体を所定の長さ寸法に切断することにより、燃料塊として好適な寸法の塊３に形成することができる。
【００２８】
加えて、減圧梱包工程において、切断された成形体の塊３を梱包袋４内に収納して内部を真空引きしているために、塊３の外面に付着した食品の腐敗が抑制されるとともに、さらに成形体の塊３の外周面が全域にわたって溶融されていない場合にも、内部に付着した食品の臭気が外部に漏れたり、あるいは当該食品が外気に触れて腐敗等を生じたりする虞がない。
【００２９】
この結果、食品が付着したプラスチック廃棄物を主体とし、かつ難溶融性の廃棄物も含む原料から、長期保存によっても腐敗等の問題を生じることがなく、しかも高熱量であって、かつ燃料として使用する設備に対応した寸法を有する燃料塊を容易に製造することができる。
【実施例】
【００３０】
上記実施形態において示した構成からなる燃料塊の製造方法を用いて、下記（１）、（２）に関する検証実験を行った。
（１）原料中における難溶融性の不純物の含有量について
原料中の上記不純物の含有量を変えた場合において、上記圧縮減容工程および切断工程を経て得られた成形体の製造可能範囲を確認した。
先ず、上記不純物として、食品付着廃棄物に含まれる素材であって、かつポリエチレンが溶融される温度（例えば、１７５℃）で溶融されないアルミ蒸着袋を選択した。
【００３１】
そして、図３に示すように、ポリエチレンの袋に対するアルミ蒸着袋の混入割合（含有率）を、０％から４０％まで変化させた各々の原料について、上記圧縮減容工程および切断工程までを実施した。
この結果、図４（ａ）および（ｂ）に見られるように、アルミ蒸着袋の含有率が０％〜２０％までは、上記圧縮減容工程および切断工程において十分な成形加工を行うことができたのに対して、アルミ蒸着袋の含有率が２５％になると圧縮体の形状に変形が見られ、３５％になると図４（ｃ）に見られるように、圧縮体は一体的に成形することが困難となった。
【００３２】
これは、成形体の外周面に露出するアルミ蒸着袋の量が多くなることにより、当該部分における溶融による一体的な溶着が行われなくなり、この結果上記食品付着廃棄物を覆う溶融層が形成されず、均一な形状に固結されなかったためと考えられる。
【００３３】
（２）減圧梱包工程による効果について
ポリエチレン製の袋を１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍに成型し、その表面にすり潰した肉、魚、野菜（各５ｇ）を塗布した。そして、厚さ１００μｍのポリエチレン製の梱包袋に収納し、市販の脱気シーラーを用いて、内部を６０ｋＰａまで減圧し、熱溶着（シーラー）によって、開口部を気密的に封じた。また、比較のため、機密性能が高い真空用袋（標準仕様、厚さ７０μｍ）についても、並行して試験を行った。
【００３４】
次いで、各試料を臭気試験用バック（容積３０Ｌ）に入れて無臭の空気を充填し、室温にて放置した。そして、所定期間後に、上記臭気試験用バック内の空気を採取して、臭気指数を評価した。なお、臭気指数は、法令（悪臭防止法）のガイドラインで規定されている三点比較式臭袋法によって、臭気濃度を測定し、次の式により算出した。
臭気指数＝１０ Ｌｏｇ（臭気濃度）
【００３５】
図５および図６は、その結果を示すものである。
図５および図６から、本方法によってポリエチレン製の梱包袋（厚さ１００μｍ）を用いた場合、１４日間後のバック内の臭気指数は約５０に抑制された。また、この性能は気密性能が高い真空袋の場合と同等であることから、安価なポリエチレン製の梱包袋を使用しても、高い臭気の抑制性能が得られることを確認した。
【符号の説明】
【００３６】
１  食品付着廃棄物
２  溶融層
３  成形体の塊
４  梱包袋（袋部材）
５  燃料塊
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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