(57)【要約】【課題】本発明は、水含有率が低く防湿性と燃焼効率に優れた木質燃料ペレットの提供を課題とする。【解決手段】本発明に係る木質燃料ペレットは、ロジン０．１〜５重量％とし、また必要に応じてオレイン酸０．１〜２重量％、リノール酸０．１〜２重量％を添加し、水含有率２〜７重量％とすることにより、保管時の防湿性に優れ燃焼効率が高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水含有率２〜７重量％に乾燥した粒径０．２ｍｍ以下の木粉とロジンが０．１〜５重量％となるように混合した成分からなる木質燃料ペレット。
【請求項２】
前記木質燃料ペレットにオレイン酸０．１〜２重量％とリノール酸が０．１〜２重量％含有した請求項１記載の木質燃料ペレット。
【請求項３】
換気扇および通気口を取り付けた室温５〜４５℃、湿度２０〜８０％の屋内施設において、粒径１〜８ｍｍの木質原料を３〜６ｍの高さから自然落下（散布）させ前記木質原料を乾燥し、これを繰り返して前記木質原料の水含有率３〜８重量％に乾燥する乾燥工程と、前記木質原料を粒径０．２ｍｍ以下する粉砕第一工程、松の木粉のみ０．１ｍｍ以下に粉砕する第二粉砕工程、前記松の木粉５〜５０重量％とした混合原料を撹拌し成分を調整する混合工程、加熱温度９０〜１５０℃、加圧力１５０〜１９０ｋｇ／ｃｍ２の高温プレスによりペレットを成形する成形工程とからなる前記木質燃料ペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】      本発明は、防湿性と燃焼効率に優れた木質燃料ペレットおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】      従来、木質材料からなる燃料ペレットは、おが屑等の原料を粉砕し、乾燥、加熱成形、冷却を行って製造している。これを開示した文献として、たとえば特許文献１がある。【０００３】      特許文献１には杉葉粉を一定割合で混合させ、所定時間加熱することで杉葉粉の脂肪酸を木粉に浸透させることによりバインダーを使用することなく所定のペレット形状に成形し、固形化できることが開示されている。【０００４】      詳細には、木粉は杉やヒノキの間伐材を乾燥して粉砕したものからなり、杉葉粉は杉の葉を乾燥して粉砕したものからなり、木粉と杉葉粉との混合割合は、木粉８０〜９５重量％に対して杉葉粉５〜２０重量％としている。これらの混合原料粉は、４０〜６０℃で、２〜５時間加熱維持することにより杉葉粉の脂肪酸を木粉の内部に浸透させて編成混合粉を調整している。これらを１４０〜１９０℃で加熱しつつ１９０〜２１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で成形するとある。これによりバインダーを用いることなく結合して製造することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】  特開２０１２−１１６９７３号公報
【発明の概要】
【０００６】      本発明に係る木質燃料ペレットは、使用する原料の水含有率を３〜８重量％とし、加熱乾燥を行わないことである。木質燃料ペレットは、ロジン０．１〜５重量％としたことでペレット形状の成形、固形化が良好である。さらにロジンが木粉表面を覆うことにより防湿性に優れ、水含有率が低く抑えられることから燃焼効率が高い木質燃料ペレットが製造できる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】      特許文献１に記載の発明は木粉と杉葉粉の混合物を加熱し、一定時間保持することにより、脂肪酸を木粉に浸透させ、これをバインダーとして木粉を成形し、固形化することができる点で優れている。しかし、再生可能な熱源として木質ペレットを製造する際の乾燥工程に費やされる熱量は課題とされていない。また、原料の水含有率は課題とされているものの、燃焼効率に重要な木質燃料ペレットの水含有率は課題とされていない。【０００８】      乾燥済みの原料から粉砕および成形、固形化するためのエネルギーとしては木質ペレットが持つエネルギーのおよそ１０％が必要とされている。また、原材料を乾燥させるためには木質ペレットが持つエネルギーの１０〜２０％が必要とされている。これらの合計は木質燃料ペレットのエネルギーの２０〜３０％となり、乾燥に要するエネルギーを減少させることが木質燃料ペレットを普及させるためには重要な課題である。また、木質燃料ペレットの燃焼効率の観点から水含有率を考慮するする必要があり、保管時における防湿を考慮することは極めて重要となる。【０００９】      本発明は、再生可能な天然木材を使用し、原料の水含有率、原料の調整、製造条件を設定することにより、水含有率が低く防湿性に優れた木質燃料ペレットの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】      請求項１に係る木質燃料ペレットは水含有率２〜７重量％に乾燥した粒径０．２ｍｍ以下の木粉とロジンが０．１〜５重量％となるように混合した成分からなる。【００１１】      請求項２に係る木質燃料ペレットは水含有率２〜７重量％に乾燥した粒径０．２ｍｍ以下の木粉とロジンが０．１〜５重量％、オレイン酸０．１〜２重量％およびリノール酸が０．１〜２重量％となるように混合した成分からなる。【００１２】      請求項３に係る木質燃料ペレットは、換気扇および通気口を取り付けた室温５〜４０℃、湿度２０〜８０％の屋内施設において、粒径１〜８ｍｍの木質原料を３〜６ｍの高さから自然落下（散布）させ前記木質原料を乾燥し、これを繰り返して前記木質原料の水含有率３〜８重量％に乾燥する乾燥工程と、前記木質原料を粒径０．２ｍｍ以下する粉砕第一工程、松の木粉のみ０．１ｍｍ以下に粉砕する第二粉砕工程、前記松の木粉５〜５０重量％とした混合原料を撹拌し成分を調整する混合工程、加熱温度９０〜１５０℃、加圧力１５０〜１９０ｋｇ／ｃｍ２の高温プレスによりペレットを成形する成形工程とから製造される。
【発明の効果】
【００１３】      請求項１に係る木質燃料ペレットは水含有率２〜７重量％に乾燥した粒径０．２ｍｍ以下の木粉とロジンが０．１〜５重量％となるように混合した成分からなり、ロジンがバインダーの役割を果たし木質燃料ペレット成形後の表面にクラックが生じることなく良好な固形化が図られる。さらに木質燃料ペレット表面をロジンが覆っているため防湿性に優れた特徴がある。また、ロジンは燃焼性があるため燃焼効率を高める。【００１４】      請求項２に係る木質燃料ペレットは水含有率２〜７重量％に乾燥した粒径０．２ｍｍ以下の木粉とロジンが０．１〜５重量％、オレイン酸０．１〜２重量％およびリノール酸が０．１〜２重量％となるように混合した成分からなり、ロジンがバインダーの役割を果たし木質燃料ペレット成形後の表面にクラックが生じることなく良好な固形化が図られる。さらに木質燃料ペレット表面をロジン、オレイン酸およびリノール酸が覆っているため防湿性に優れた特徴がある。また、ロジン、オレイン酸およびリノール酸は燃焼性があるため燃焼効率を高める。【００１５】      請求項３に係る木質燃料ペレットは、換気扇および通気口を取り付けた室温５〜４０℃、湿度２０〜８０％の屋内施設において、粒径１〜８ｍｍの木質原料を３〜６ｍの高さから自然落下（散布）させ木質原料を乾燥する。これを繰り返して木質原料の水含有率３〜８重量％まで乾燥する。この次に前記木質原料を粒径０．２ｍｍ以下する粉砕第一工程、松の木粉のみ０．１ｍｍ以下に粉砕する第二粉砕工程により松の木粉の粒径を小さく粉砕する。これを松の木粉５〜５０重量％とした混合原料とオレイン酸、リノール酸を添加し成分調整し、撹拌して混合する。これらを成形型に収め加熱温度９０〜１５０℃、加圧力１５０〜１９０ｋｇ／ｃｍ２の高温プレスによりペレットを成形する。この製造工程を模式的に示したのが図２である。この工程で製造された木質燃料ペレットの構造模式図を図１に示した。木粉の隙間に松の木粉が侵入し、さらにこの隙間にロジン、オレイン酸、リノール酸が侵入しバインダーとしての役割を果たしている。また、オレイン酸、リノール酸は燃焼性があるため木質燃料ペレットの燃焼効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る木質燃料ペレットの結合構造を模式的に示す説明図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係る木質燃料ペレットの製造工程を模式的に示す説明図である。
【図３】図３は本発明の実施形態に係る木質燃料ペレットの原料の乾燥方法を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】      本発明を実施するための形態を以下に説明する。
【実施例】
【００１８】      木質原料の乾燥は、図３に示すように、換気扇および通気口を取り付けた屋内施設において、室温が５〜４０℃、湿度１０〜７０％で、粒径２〜８ｍｍに砕いた木質原料を高さ３〜６ｍから自然落下（散布）させる。さらに自然落下した木質原料はロート状の器で収集され、ベルトコンベアーで高さ３〜６ｍに移動し、再度、自然落下される。これを繰り返すことにより木質原料の水含有率を３〜８重量％に調節する。これにより加熱エネルギーを要せず十分な乾燥が行える。【００１９】      木粉の粉砕は、この次に木質原料を粒径０．２ｍｍ以下する粉砕第一工程、松の木粉のみは０．１ｍｍ以下に粉砕する第二粉砕工程により松の木粉の粒径を小さく粉砕する。成分調整は、ロジンを松脂成分で添加するため松の木粉５〜５０重量％とし、オレイン酸、リノール酸を食用油で所定の量を添加する。これらを温度４０〜５０℃、、１０〜６０分間、撹拌する。加熱により松ヤニ成分の粘性が低下し、松以外の木粉の表面を覆いやすくなる。ここで食品油の供給は３〜１０ｋｇ／ｃｍ２の高圧からスプレー方式によれば油の微細粒による供給となるため、木粉表面への均一な付着が図られる。【００２０】      ペレット成形はは、加熱温度が９０〜１５０℃で、加圧力が１５０〜１９０ｋｇ／ｃｍ２の範囲内で高温プレスによりペレットを成形する。この温度と圧力により、図１に示すような構造の木質燃料ペレットが製造される。木粉０．２ｍｍ以下とし、松の木粉０．１ｍｍ以下としたことにより、木粉の隙間を松の木粉が塞ぎ、さらにその隙間をロジン、オレイン酸、リノール酸がバインダーとして塞ぎ、ペレットの所定の形状を成形し、クラックのない固形化が達成される。また、木粉の表面にロジン、オレイン酸、リノール酸が着しているため、成形後の木質燃料ペレットは大気からの湿気の侵入を抑えることができる。高温プレスにより成形されたペレットは、成形直後は余熱があるため、内部の水分が気化しやすく、水含有率をわずかに低下させる効果がある。これにより水含有率が２〜７重量％の良質な木質燃料ペレットが製造できる。このようにして防湿に優れ、燃焼効率の高い木質燃料ペレットが製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】      本発明に必要な木質材料は、おが屑や端材、間伐材などでよい。松は建築用材料として広く使用されている。また、松以外の材質は特に指定しないので杉やヒノキなど、入手できる材質を選択すればよい。そのため、間伐材の再利用する意味で林業での可能性がある。また、建築廃材（おがくず、端材）の再利用の点で建築産業での可能性があり、燃焼エネルギーを得る点からエネルギー産業での可能性がある。
【符号の説明】
【００２２】１  木粉（松の木粉以外）
２  松の木粉
３  ロジン、オレイン酸、リノール酸の膜
４  木質原料
５  ロート形の回収容器
６  回収した木質原料をベルトベルトコンベアで回収と散布を繰り返す模式図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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