(57)【要約】【課題】バイオマスの性状に応じた半炭化処理条件を決定するための半炭化処理条件決定装置を提供する。【解決手段】半炭化処理条件決定装置は、半炭化処理の対象となる対象バイオマスに対する半炭化処理条件である対象処理条件を決定する半炭化処理条件決定装置であって、対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得部と、過去に半炭化処理の対象とされた参照バイオマス毎の、半炭化処理前の乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、半炭化処理条件と、半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて作成される候補処理条件導出部であって、少なくとも対象乾燥性指標値から対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出部と、候補処理条件に基づいて対象処理条件を決定する対象処理条件決定部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半炭化処理の対象となる対象バイオマスに対する半炭化処理条件である対象処理条件を決定する半炭化処理条件決定装置であって、
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得部と、
過去に前記半炭化処理の対象とされた参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて作成される候補処理条件導出部であって、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出部と、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定部と、を備えることを特徴とする半炭化処理条件決定装置。
【請求項２】
前記候補処理条件導出部は、
前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベース部と、
前記対象乾燥性指標値に基づいて、前記データベース部に記憶されている少なくとも１つの前記半炭化処理条件を前記候補処理条件として取得する候補取得部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項３】
前記候補処理条件導出部は、前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルを有することを特徴とする請求項１に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項４】
前記対象指標値取得部は、
前記参照バイオマスの木材種類、産地およびチップサイズの少なくとも１つの情報を含む原料情報と前記参照乾燥性指標値との関係性に基づいて作成された対象乾燥性指標値推定部であって、前記対象バイオマスの前記原料情報から前記対象乾燥性指標値を推定する対象乾燥性指標値推定部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項５】
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得部と、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記対象乾燥性指標値推定部を補正する第１フィードバック部と、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項６】
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得部と、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記候補処理条件導出部を補正する第２フィードバック部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項７】
前記対象処理条件に対する制約条件を取得する制約条件取得部を、さらに備え、
前記対象処理条件決定部は、前記制約条件を満たすように、前記対象処理条件を決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項８】
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対して前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物を粉砕するミル装置の粉砕性能に関するミル条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含むことを特徴とする請求項７に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項９】
前記制約条件は、前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件、および前記半炭化処理において前記対象バイオマスを加熱する加熱時間に関する加熱時間条件を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項１０】
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対する前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の含水量に関する含水量条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項１１】
前記乾燥性指標は、含水量、乾燥速度、またはバイオマスのチップサイズの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項１２】
前記半炭化処理条件は、前記半炭化処理の実行時の加熱温度および加熱時間を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半炭化処理条件決定装置。
【請求項１３】
半炭化処理の対象となる対象バイオマスに対する半炭化処理条件である対象処理条件を決定する半炭化処理条件決定方法であって、
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得ステップと、
過去に前記半炭化処理の対象とされた参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出ステップと、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定ステップと、を備えることを特徴とする半炭化処理条件決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バイオマスに対する半炭化処理の処理条件の決定手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラック・ペレットと呼ばれるバイオマス燃料が登場している。ブラック・ペレットは、乾燥した木や草などのバイオマスに対して無酸素状態で比較的低温（例えば、２００〜３００℃など）の熱を加える熱処理を行うことによって半炭化（トレファクション）させたバイオマス（半炭化物）を、運搬性などの取扱い性を向上させるためにペレット状に固めたトレファイド・ペレットである。この熱処理（半炭化処理）によって炭化状態に至る前の半炭化の状態にバイオマスを留めることで、石炭に近い粉砕性を得つつ、木質ペレット（ホワイト・ペレット）に比べて、脱水による質量や含水率の減少、発熱量（Ｊ／ｋｇ）やエネルギー密度（Ｊ／ｍ３）の増大が可能になり、より優れた燃料特性（燃料性状）を有するバイオマス燃料の製造が可能になる。
【０００３】
例えば特許文献１には、木質材料に対して穏やかで最適な加熱条件を維持し、高品質な半炭化物を効率よく製造できる半炭化物製造装置が開示されている。この製造装置によれば、木質材料に対して半炭化炉の炉壁を介した穏やかな加熱が行えると共に、木質材料を半炭化させる半炭化炉内部の最適温度が揮発成分ガスの凝縮状態制御に基づいて外部から容易に調整維持でき、高い品質の半炭化物の製造を効率よく進めることが可能とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−４３６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、バイオマスの半炭化により燃料特性が向上されたブラック・ペレットのようなバイオマス燃料を製造することが可能であるが、木質ペレットを製造する場合のように製造方法や規格などが確立されておらず、製造者ごとに燃料特性がばらつく。この点、バイオマスは、産地、種類、環境、保管方法などの違いで性状（原料性状）が異なることから、同一の半炭化処理条件で半炭化処理を行ったのでは、バイオマスを半炭化させた半炭化物の燃料特性にもばらつきが生じることが予測される。よって、要求性能を発揮する半炭化燃料を安定して製造するためには、半炭化しようとするバイオマスの性状に応じた処理条件（半炭化処理条件）で半炭化処理を行うなど、原料性状を見極めた半炭化プロセスの管理が必要となる。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、バイオマスの性状に応じた半炭化処理条件を決定するための半炭化処理条件決定装置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】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る半炭化処理条件決定装置は、
半炭化処理の対象となる対象バイオマスに対する半炭化処理条件である対象処理条件を決定する半炭化処理条件決定装置であって、
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得部と、
過去に前記半炭化処理の対象とされた参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて作成される候補処理条件導出部であって、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出部と、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定部と、を備える。
【０００８】
乾燥性指標などの原料性状が同一または類似すれば、同一の半炭化処理条件による半炭化処理によって、同じような燃料特性を有する半炭化物が得られると予想される。よって、上記（１）の構成によれば、これから半炭化処理を行おうとするバイオマス（対象バイオマス）の半炭化処理条件を、過去に半炭化処理の対象とされたバイオマス（参照バイオマス）に適用された半炭化処理条件に基づいて決定する。より具体的には、乾燥性指標（含水率、乾燥速度など）が対象バイオマスのものと類似する参照バイオマスのうち、対象バイオマスに対して求める所望の燃料特性を満たす半炭化物が得られている半炭化処理条件に基づいて、対象バイオマスの半炭化処理条件を決定する。これによって、所望の燃料特性を満たすような半炭化物を製造可能な対象バイオマスの半炭化処理条件を適切に決定することができる。また、対象バイオマス毎に、その乾燥性指標に応じた半炭化処理条件を適用することにより、所望の燃料特性を満たす半炭化物の安定した製造を図ることができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記候補処理条件導出部は、
前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベース部と、
前記対象乾燥性指標値に基づいて、前記データベース部に記憶されている少なくとも１つの前記半炭化処理条件を前記候補処理条件として取得する候補取得部と、を有する。
上記（２）の構成によれば、対象バイオマスの乾燥性指標値と同一又は類似する指標値を有する参照バイオマスの半炭化処理条件が、対象バイオマスの半炭化処理条件の候補としてデータベースから取得される。このように、参照バイオマス毎の情報（上記の関係性）をデータベースで管理することにより、データベースから候補処理条件を取得することができる。
【００１０】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記候補処理条件導出部は、前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルを有する。
上記（３）の構成によれば、例えば上記の複数のデータを分析あるいは機械学習することにより作成した決定モデルによって、候補処理条件を取得することができる。
【００１１】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の構成において、
前記対象指標値取得部は、
前記参照バイオマスの木材種類、産地およびチップサイズの少なくとも１つの情報を含む原料情報と前記参照乾燥性指標値との関係性に基づいて作成された対象乾燥性指標値推定部であって、前記対象バイオマスの前記原料情報から前記対象乾燥性指標値を推定する対象乾燥性指標値推定部を含む。
原料情報が共通すれば、乾燥性指標値も類似すると予想される。よって、上記（４）の構成によれば、対象バイオマスの原料情報と同一又は類似する原料情報を有する参照バイオマスの乾燥性指標値（参照乾燥性指標値）に基づいて、対象バイオマスの乾燥性指標値（対象乾燥性指標）を推定する。これによって、対象バイオマスの乾燥性指標値（推定値）を、測定することなく、その原料情報から求めることができる。
【００１２】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得部と、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記対象乾燥性指標値推定部を補正する第１フィードバック部と、をさらに備える。
上記（５）の構成によれば、決定した対象処理条件で対象バイオマスに半炭化処理を実行することにより製造した半炭化物の燃料特性に基づいて、対象乾燥性指標値の推定ロジックを補正（修正）する。これによって、その推定精度の向上を図ることができる。
【００１３】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の構成において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得部と、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記候補処理条件導出部を補正する第２フィードバック部と、をさらに備える。
上記（６）の構成によれば、決定した対象処理条件で対象バイオマスに半炭化処理を実行することにより製造した半炭化物の燃料特性に基づいて、候補処理条件の導出ロジックを補正（修正）する。これによって、その候補条件の導出精度の向上を図ることができる。
【００１４】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の構成において、
前記対象処理条件に対する制約条件を取得する制約条件取得部を、さらに備え、
前記対象処理条件決定部は、前記制約条件を満たすように、前記対象処理条件を決定する。
上記（７）の構成によれば、ユーザが所望の制約条件を設定するようにすれば、ユーザにとってより望ましい燃料特性を有する半炭化物を製造することができる。
【００１５】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対して前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物を粉砕するミル装置の粉砕性能に関するミル条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記（８）の構成によれば、ミル条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、ミル装置の性能から必要となる半炭化物の粉砕性を維持可能な範囲で、最も残留熱量又は発熱量が高くなるような半炭化処理条件や、要求される半炭化物の残留熱量又は発熱量を維持可能な範囲で、ミル装置による粉砕性が最も良くなる半炭化処理条件など、対象バイオマスに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
【００１６】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）〜（８）の構成において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件、および前記半炭化処理において前記対象バイオマスを加熱する加熱時間に関する加熱時間条件を含む。
上記（９）の構成によれば、燃料特性条件および加熱時間条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、半炭化物が一定の残留熱量又は発熱量を維持可能な範囲で、半炭化処理における加熱時間が最も短くなるような加熱温度を含む半炭化処理条件を決定するなど、対象バイオマスに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
【００１７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（７）〜（９）の構成において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対する前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の含水量に関する含水量条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記（１０）の構成によれば、含水量条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、半炭化物の疎水性や発火安全性を予想貯蔵期間等に応じた一定レベルに維持可能な範囲で、最もエネルギー密度(MJ/m3)が高くなる条件で半炭化処理条件など、対象バイオマスに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
【００１８】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１０）の構成において、
前記乾燥性指標は、含水量、乾燥速度、またはバイオマスのチップサイズの少なくとも１つを含む。
上記（１１）の構成によれば、含水量、乾燥速度、またはバイオマスのチップサイズ（粒度）の少なくとも１つの乾燥性指標に基づいて、適切な参照バイオマスの半炭化処理条件を候補としていることができる。
【００１９】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１１）の構成において、
前記半炭化処理条件は、前記半炭化処理の実行時の加熱温度および加熱時間を含む。
上記（１２）の構成によれば、バイオマスの性状に応じた加熱温度および加熱時間を決定することができる。
【００２０】
（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係る半炭化処理条件決定方法は、
半炭化処理の対象となる対象バイオマスに対する半炭化処理条件である対象処理条件を決定する半炭化処理条件決定方法であって、
前記対象バイオマスについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値である対象乾燥性指標値を取得する対象指標値取得ステップと、
過去に前記半炭化処理の対象とされた参照バイオマス毎の、前記半炭化処理前の前記乾燥性指標の指標値である参照乾燥性指標値と、前記半炭化処理条件と、前記半炭化処理により得られる半炭化物の燃料特性との関係性に基づいて、少なくとも前記対象乾燥性指標値から前記対象処理条件の候補処理条件を導出する候補処理条件導出ステップと、
前記候補処理条件に基づいて前記対象処理条件を決定する対象処理条件決定ステップと、を備える。
【００２１】
上記（１３）の方法によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。
【００２２】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、
前記候補処理条件導出ステップは、
前記対象乾燥性指標値に基づいて、前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベースに記憶されている少なくとも１つの前記半炭化処理条件を前記候補処理条件として取得する候補取得ステップ、を有する。
上記（１４）の方法によれば、上記（２）と同様の効果を奏する。
【００２３】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、
前記候補処理条件導出ステップは、前記参照バイオマス毎の前記関係性における少なくとも前記参照乾燥性指標値と前記半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルを用いて、前記対象乾燥性指標値から前記候補処理条件を導出する。
上記（１５）の方法によれば、上記（３）と同様の効果を奏する。
【００２４】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１３）〜（１５）の方法において、
前記対象指標値取得ステップは、
前記参照バイオマスの木材種類、産地およびチップサイズの少なくとも１つの情報を含む原料情報と前記参照乾燥性指標値との関係性に基づいて、前記対象バイオマスの前記原料情報から前記対象乾燥性指標値を推定する対象乾燥性指標値推定ステップを含む。
上記（１６）の方法によれば、上記（４）と同様の効果を奏する。
【００２５】
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１６）の方法において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得ステップと、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記対象乾燥性指標値推定ステップを補正する第１フィードバックステップと、をさらに備える。
上記（１７）の方法によれば、上記（５）と同様の効果を奏する。
【００２６】
（１８）幾つかの実施形態では、上記（１３）〜（１７）の方法において、
前記対象バイオマスに対して前記対象処理条件で前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の前記燃料特性を取得する燃料特性取得ステップと、
前記対象バイオマスの前記半炭化物の前記燃料特性に基づいて、前記候補処理条件導出ステップを補正する第２フィードバックステップと、をさらに備える。
上記（１８）の方法によれば、上記（６）と同様の効果を奏する。
【００２７】
（１９）幾つかの実施形態では、上記（１３）〜（１８）の方法において、
前記対象処理条件に対する制約条件を取得する制約条件取得ステップを、さらに備え、
前記対象処理条件決定ステップは、前記制約条件を満たすように、前記対象処理条件を決定する。
上記（１９）の方法によれば、上記（７）と同様の効果を奏する。
【００２８】
（２０）幾つかの実施形態では、上記（１９）の方法において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対して前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物を粉砕するミル装置の粉砕性能に関するミル条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記（２０）の方法によれば、上記（８）と同様の効果を奏する。
【００２９】
（２１）幾つかの実施形態では、上記（１９）〜（２０）の方法において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件、および前記半炭化処理において前記対象バイオマスを加熱する加熱時間に関する加熱時間条件を含む。
上記（２１）の方法によれば、上記（９）と同様の効果を奏する。
【００３０】
（２２）幾つかの実施形態では、上記（１９）〜（２１）の方法において、
前記制約条件は、前記対象バイオマスに対する前記半炭化処理を実行することにより得られる前記半炭化物の含水量に関する含水量条件、および前記対象バイオマスから製造される前記半炭化物の前記燃料特性に関する燃料特性条件を含む。
上記（２２）の方法によれば、上記（１０）と同様の効果を奏する。
【００３１】
（２３）幾つかの実施形態では、上記（１３）〜（２２）の方法において、
前記乾燥性指標は、含水量、乾燥速度、またはバイオマスのチップサイズの少なくとも１つを含む。
上記（２３）の方法によれば、上記（１１）と同様の効果を奏する。
【００３２】
（２４）幾つかの実施形態では、上記（１３）〜（２３）の方法において、
前記半炭化処理条件は、前記半炭化処理の実行時の加熱温度および加熱時間を含む。
上記（２４）の方法によれば、上記（１２）と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、バイオマスの性状に応じた半炭化処理条件を決定するための半炭化処理条件決定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る半炭化処理条件決定装置の構成を概略的に示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係るデータベースを有する候補処理条件導出部の構成を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る決定モデルを有する候補処理条件導出部の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る対象指標値取得部の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半炭化処理における加熱温度に対する発熱量、かさ密度、粉砕性の関係を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る半炭化処理を行うボイラシステムを概略的に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る半炭化処理における加熱温度の制御フローを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る半炭化処理条件決定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理条件決定装置１の構成を概略的に示す図である。半炭化処理条件決定装置１は、半炭化処理の対象となるバイオマス（以下、対象バイオマスＢ）に対する半炭化処理条件（以下、適宜、対象処理条件Ｐ）を決定する装置（システム）である。換言すれば、対象バイオマスＢは、半炭化処理条件を決定する対象となるバイオマスである。一般に、バイオマスを半炭化した半炭化物は、木や草を破砕してチップ化した状態のバイオマスに対して半炭化処理を行い、製造されるが、半炭化処理条件決定装置１は、対象バイオマスＢの半炭化物を製造するための半炭化処理で用いる半炭化処理条件を決定する。このため、図１に示すように、半炭化処理条件決定装置１は、対象指標値取得部２と、候補処理条件導出部３と、対象処理条件決定部４と、を備える。
【００３７】
また、半炭化処理条件決定装置１はコンピュータで構成されたシステムであり、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置ｍ、通信インタフェースなどを備える。そして、主記憶装置にロードされたプログラム（半炭化処理条件プログラム）の命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、上記の各機能部を実現する。
以下、半炭化処理条件決定装置１が備える上記の各機能部について、それぞれ説明する。
【００３８】
対象指標値取得部２は、対象バイオマスＢについての乾燥性を表す乾燥性指標の指標値（以下、適宜、対象乾燥性指標値Ｄ）を取得する。対象バイオマスＢは、わら、もみがら、間伐材、建築発生木材及び廃木材などの植物系バイオマス（木質バイオマス）の少なくとも１つを含んでいても良い。また、乾燥性指標は、バイオマスの乾燥のし易さを定量化して示す指標であり、例えば、含水率といった単位重量あるいは単位体積あたりの含水量や、乾燥速度（ｋｇ／（ｍ２・ｓ）など）、対象バイオマスＢのチップサイズ（粒度）の少なくとも一つの指標を含んでいても良い。対象指標値取得部２は、例えば対象バイオマスＢに対する実際の測定により得られる測定値や、後述する手法を用いた推定などにより得られる推定値の入力を受けることにより、対象乾燥性指標値Ｄを取得しても良い。
【００３９】
候補処理条件導出部３は、過去に半炭化処理の対象とされたバイオマス（以下、参照バイオマスＢｒ）毎の、半炭化処理前の乾燥性指標の指標値（以下、適宜、参照乾燥性指標値Ｄｒ）と、参照バイオマスＢｒに対する半炭化処理条件（以下、適宜、参照処理条件Ｐｒ）と、この参照バイオマスＢｒに参照処理条件Ｐｒで半炭化処理を行うことによって得られる半炭化物Ｆ（以下、適宜、参照半炭化物Ｆｒ）の燃料特性Ｆｐとの関係性（第１の関係性）に基づいて作成される機能部であり、少なくとも、対象指標値取得部２によって取得された対象乾燥性指標値Ｄから対象処理条件Ｐの候補処理条件Ｐｃを導出することが可能な機能部である。より具体的には、候補処理条件導出部３は、後述するような、マップ、テーブル、または、機械学習モデルなどを有していても良く、対象指標値取得部２によって取得された対象乾燥性指標値Ｄが入力されると、上述したように候補処理条件Ｐｃを導出する（図１参照）。
【００４０】
より具体的には、候補処理条件導出部３は、別途入力される所望の燃料特性Ｆｐ（以下、適宜、クライテリア）の値を取得することで、所望の燃料特性Ｆｐおよび対象乾燥性指標値Ｄから上記の候補処理条件Ｐｃを導出しても良い。あるいは、半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐがクライテリアを満たしている参照バイオマスＢｒの情報のみで上記の関係性が構成されている場合など、上記の関係性において燃料特性Ｆｐに対するクライテリアが既に考慮されている場合には、候補処理条件導出部３への入力情報は対象乾燥性指標値Ｄのみであっても良い。
【００４１】
また、参照バイオマスＢｒ毎の上記の関係性は実験などを通して得られる。つまり、参照バイオマスＢｒに対して任意の半炭化処理条件を適用して半炭化処理を実行する前にその乾燥性指標を測定し、その半炭化処理後の参照半炭化物Ｆｒの燃料特性Ｆｐを測定し、これらの３種の関係を対応付ける。上記の関係性は文献値に基づいて得たものであっても良い。燃料特性Ｆｐは、バイオマスから製造される半炭化物Ｆの燃料としての性状を定量化して示す指標であり、例えば、含水量（含水率）、発熱量ｈ（ＭＪ／ｋｇなど）、かさ密度ｗ（ｋｇ／ｍ３など）、エネルギー密度（ＭＪ／ｍ３など）、灰分（ｗｔ％など）の少なくとも１つの特性を含んでいても良い。
【００４２】
対象処理条件決定部４は、上記の候補処理条件導出部３によって導出された候補処理条件Ｐｃに基づいて、対象バイオマスＢの半炭化処理条件（対象処理条件Ｐ）を決定する。半炭化処理条件は、半炭化処理の実行時の加熱温度（熱分解温度。以下同様。）および加熱時間（熱分解時間。以下同様。）を含む。例えば、加熱温度が高い場合や加熱時間が長い場合には、対象バイオマスＢの炭化が過度に進み、残留する発熱量が少なくなる（後述する図４参照）。また、加熱温度が低い場合や加熱時間が短い場合には、対象バイオマスＢの炭化が不足し、エネルギー密度が低くなる。このように、半炭化処理条件が最適でないと、対象バイオマスＢの半炭化が適度に行われず、高品質な半炭化物Ｆ（燃料）が製造できない。よって、対象バイオマスＢから燃料特性Ｆｐに優れた高品質の半炭化物Ｆを製造可能な最適な対象処理条件Ｐを候補処理条件Ｐｃに基づいて決定する。
【００４３】
そして、半炭化処理では、対象バイオマスＢが、対象処理条件Ｐによって規定された加熱時間の間、加熱温度下に置かれるように制御される。半炭化処理が例えばβ℃でｘ分間加熱後にγ℃でｙ分間加熱するなど、半炭化処理の開始後に時間の経過に従って加熱温度を変化させるような場合には、複数の加熱温度とその各々の温度に対する加熱時間が対象処理条件Ｐに含まれていても良い。対象処理条件決定部４は、候補処理条件導出部３によって例えば１つの候補処理条件Ｐｃが導出された場合には、その候補処理条件Ｐｃを対象処理条件Ｐとして決定しても良い。あるいは、対象処理条件決定部４は、候補処理条件導出部３によって複数の候補処理条件Ｐｃが導出された場合には、その複数の候補処理条件Ｐｃの平均などの統計値などを算出して得られる１つの半炭化処理条件を対象処理条件Ｐとして決定しても良い。
【００４４】
つまり、上述したような構成を備える半炭化処理条件決定装置１は、対象バイオマスＢの半炭化処理条件を、参照バイオマスＢｒに適用された半炭化処理条件に基づいて決定する。より具体的には、乾燥性指標値が対象バイオマスＢのものと類似する参照バイオマスＢｒのうち対象バイオマスＢに対して求める所望の燃料特性Ｆｐを満たす参照半炭化物Ｆが得られている半炭化処理条件に基づいて、対象バイオマスの半炭化処理条件を決定する。乾燥性指標などの原料性状が同一または類似すれば、同一の半炭化処理条件による半炭化処理によって、同じような燃料特性Ｆｐを有する半炭化物Ｆが得られると予想される。よって、参照バイオマスＢｒの情報に基づいて、対象バイオマスＢが有する乾燥性指標値（対象乾燥性指標値Ｄ）に応じた半炭化処理条件を決定することが可能となる。
【００４５】
上記の構成によれば、所望の燃料特性Ｆｐを満たすような半炭化物Ｆを製造可能な対象バイオマスＢの半炭化処理条件（対象処理条件Ｐ）を適切に決定することができる。また、対象バイオマスＢ毎に、その乾燥性指標に応じた半炭化処理条件を適用することにより、所望の燃料特性Ｆｐを満たす半炭化物Ｆの安定した製造を図ることができる。
【００４６】
次に、候補処理条件導出部３に関する幾つかの実施形態について、図２Ａ〜図４を用いて説明する。図２Ａは、本発明の一実施形態に係るデータベースを有する候補処理条件導出部３の構成を概略的に示す図である。また、図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る決定モデルＭを有する候補処理条件導出部３の構成を概略的に示す図である。
【００４７】
幾つかの実施形態では、図２Ａに示すように、上述した候補処理条件導出部３は、参照バイオマスＢｒ毎の上述した関係性（第１の関係性）における少なくとも参照乾燥性指標値Ｄｒと半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベース部３１と、対象乾燥性指標値Ｄに基づいて、データベース部３１に記憶されている少なくとも１つの半炭化処理条件を候補処理条件Ｐｃとして取得する候補取得部３２と、を有しても良い。図２Ａに示す実施形態では、候補取得部３２は、対象指標値取得部２およびデータベース部３１にそれぞれ接続されている。そして、候補取得部３２は、対象指標値取得部２によって取得された対象乾燥性指標値Ｄが入力されると、その対象乾燥性指標値Ｄを検索条件としてデータベース部３１に送信すると共に、その結果（検索結果）としてデータベース部３１から候補処理条件Ｐｃを受信することによって、候補処理条件Ｐｃを取得するように構成されている。また、候補取得部３２は、対象処理条件決定部４に接続されており、上述したように導出した１以上の候補処理条件Ｐｃを、後述する対象処理条件決定部４に送信する。
【００４８】
より詳細には、上記のデータベース部３１は記憶装置ｍを含んで構成されており、例えば、上述した関係性における少なくとも参照乾燥性指標値Ｄｒと半炭化処理条件とを参照バイオマスＢｒ毎に保持するよう構成された半炭化処理条件テーブルＴを記憶装置ｍに記憶する。この半炭化処理条件テーブルＴは、参照バイオマスＢｒを一意に識別するための識別情報と、その参照バイオマスＢｒの参照乾燥性指標値Ｄｒ、この参照バイオマスＢｒに適用された半炭化処理条件、この半炭化処理条件で半炭化処理を実行した場合に得られる半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐをそれぞれ格納するための情報フィールドを有する。そして、半炭化処理条件テーブルＴは、１または複数の参照バイオマスＢｒの各々についての参照乾燥性指標値Ｄｒ、半炭化処理条件、燃料特性Ｆｐの情報のセットが半炭化処理条件テーブルＴ（データベース部３１）に登録されることにより、これらの情報セットをそれぞれ含む複数のレコードを管理する。
【００４９】
また、データベース部３１では、対象指標値取得部２から受信した対象乾燥性指標値Ｄと、データベース部３１に記憶されている参照バイオマスＢｒの乾燥性指標値とを比較し、両者が一致すると判定されるレコードを抽出する。この際、データベース部３１は、対象乾燥性指標値Ｄと参照バイオマスＢｒの乾燥性指標値との違いが例えば±α％以内であれば一致すると判定するなど、完全に同一となっていなくても良く、所定の幅を持って判定しても良い。また、対象乾燥性指標値Ｄが含水量および乾燥速度など複数の指標を含む場合には、その指標毎に一致判定がなされると共に、全ての指標が指標毎に一致すると判定された場合に、両者が一致するレコードであると判定する。その結果、１以上のレコードが抽出されても良く、データベース部３１は、抽出された１以上のレコードを候補取得部３２に返送する。これによって、候補取得部３２は１以上の候補処理条件Ｐｃを取得する。換言すれば、候補処理条件導出部３は、１以上の候補処理条件Ｐｃを導出する。
【００５０】
上記の構成によれば、対象バイオマスＢの乾燥性指標値と同一又は類似する指標値を有する参照バイオマスＢｒの半炭化処理条件が、対象バイオマスＢの半炭化処理条件の候補としてデータベースから取得される。このように、参照バイオマスＢｒ毎の情報（上記の関係性）をデータベースで管理することにより、データベースから候補処理条件Ｐｃを取得することができる。
【００５１】
他の幾つかの実施形態では、図２Ｂに示すように、上述した候補処理条件導出部３は、参照バイオマスＢｒ毎の上述した関係性（第１の関係性）における少なくとも参照乾燥性指標値Ｄｒと半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルＭを有していても良い。例えば、乾燥性指標が含水率および乾燥速度であり、半炭化処理条件が加熱温度および加熱時間である場合には、対象バイオマスＢの含水率および乾燥速度が候補処理条件導出部３に入力されると、候補処理条件導出部３は、これら２つの指標を決定モデルＭの入力変数として、加熱温度および加熱時間を導出する。
【００５２】
例えば、幾つかの実施形態では、決定モデルＭは、乾燥性指標と半炭化処理条件との関係を示す決定マップＭｐであっても良い。決定マップＭｐは、上述した複数のデータを分析することにより、変数として入力される対象乾燥性指標値Ｄから、対象処理条件Ｐを出力するように構成される。決定マップＭｐは、関数化されていても良い。これによって、対象乾燥性指標値Ｄから対象処理条件Ｐをより柔軟に導出することが可能となる。
【００５３】
あるいは、他の幾つかの実施形態では、決定モデルＭは、機械学習によって作成された学習決定モデルＭｍであっても良い。具体的には、学習決定モデルＭｍは、半炭化処理を行うことによって得られた半炭化物Ｆが燃料特性Ｆｐに対するクライテリアを満たしている複数の参照バイオマスＢｒの乾燥性指標値と半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータを教師データとして機械学習することにより作成される。機械学習は、例えばニューラルネットワークなどの周知な機械学習の手法（アルゴリズム）で行われる。これによって、対象乾燥性指標値Ｄから対象処理条件Ｐを容易に導出することが可能になる。
【００５４】
上記の構成によれば、例えば上記の複数のデータを分析あるいは機械学習することにより作成した決定モデルＭによって、候補処理条件Ｐｃを取得することができる。
【００５５】
次に、対象指標値取得部２に関する幾つかの実施形態について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る対象指標値取得部２の構成を概略的に示す図である。
【００５６】
幾つかの実施形態では、上述した対象指標値取得部２は、参照バイオマスＢｒの木材種類、産地、原料由来およびチップサイズの少なくとも１つの情報を含む原料情報と参照乾燥性指標値Ｄｒとの関係性（第２の関係性）に基づいて作成された対象乾燥性指標値推定部２１であって、対象バイオマスＢの原料情報から対象乾燥性指標値Ｄの推定する対象乾燥性指標値推定部２１を含む。つまり、対象指標値取得部２は、対象乾燥性指標値推定部２１が算出した推定値を対象乾燥性指標値Ｄとして取得する。原料情報は、含水量や乾燥速度などの乾燥性指標値の推定値に影響の大きい情報としており、上述したような情報を含む。木材種類は、針葉樹や広葉樹などの原木の樹種である。産地は、原木の伐採地などである。原料由来は、バイオマスが、原木、製材側板、端材あるいは建築解体材などのどのような物を破砕して製造されたかを示す情報である。その他、原料情報には、参照バイオマスＢｒの屋内保管、屋外保管、室温管理された倉庫保管などの保管方法、伐採地や保管場所における気象を含む環境情報などの他の情報を含めても良い。
【００５７】
図３に示す実施形態では、対象乾燥性指標値推定部２１は、参照バイオマスＢｒ毎に原料情報と参照乾燥性指標値Ｄｒとを対応づけて記憶する原料情報データベース２２と、対象乾燥性指標値Ｄが入力されると、このデータベースから、対象バイオマスＢの原料情報に一致する原料情報を有する参照バイオマスＢｒの参照乾燥性指標値Ｄｒを取得すると共に、取得した参照乾燥性指標値Ｄｒに基づいて対象乾燥性指標値Ｄを推定する推定部２３とを、有する。そして、推定部によって得られた推定値は、対象乾燥性指標値Ｄとして、候補処理条件導出部３に入力される。
【００５８】
より詳細には、原料情報データベース２２は、参照バイオマスＢｒを一意に識別するための識別情報と、その参照バイオマスＢｒの原料情報と、その参照乾燥性指標値Ｄｒとをそれぞれ格納するための情報フィールドを有する原料テーブルＴｒを管理していても良い。そして、原料テーブルＴｒは、１または複数の参照バイオマスＢｒの各々についての原料情報および参照乾燥性指標値Ｄｒのセットが登録されることにより、これらの情報セットをそれぞれ含む複数のレコードを管理する。推定部２３は、対象バイオマスＢの原料情報と、原料情報データベース２２に記憶されている参照バイオマスＢｒの原料情報とを比較した際に、両者が一致すると判定されるレコードを取得する。一致の判定は、上述したデータベース部３１の場合と同様であるため、省略する。また、上記の一致の判定の結果、複数の参照乾燥性指標値Ｄｒが得られた場合には、その複数の複数の参照乾燥性指標値Ｄｒの平均などの統計値などを算出して得られる値を対象乾燥性指標値Ｄとして決定しても良い。
【００５９】
ただし、上記の実施形態に本発明は限定されない。他の幾つかの実施形態では、対象バイオマスＢの原料情報と、原料情報データベース２２で管理する複数のレコードとの類似度を求め、例えば類似度が高いレコードを取得するなど、求めた類似度に基づいて１以上のレコードを取得しても良い。より具体的には、動的計画法によるマッチングなど類似度を求めることのできる既知の手法を適用したり、各種情報をパラメータとする機械学習を実行し、比較対象との一致の判定を通して最も類似度の高いものを一致するものとして判定したりして、一致が判定された参照乾燥性指標値Ｄｒを取得しても良い。なお、機械学習においては、テーブルで管理される各種情報を教師データとして、予め一致を判定するトレーニングを行い判定モデルとして完成させても良いし、実際に一致判定を重ねながら、モデルをトレーニングしても良い。これによって、類似度の高い参照乾燥性指標値Ｄｒを原料情報データベース２２から取得できる。
【００６０】
上記の構成によれば、対象バイオマスＢの原料情報と同一又は類似する原料情報を有する参照バイオマスＢｒの乾燥性指標値（参照乾燥性指標値Ｄｒ）に基づいて、対象バイオマスＢの乾燥性指標値（対象乾燥性指標値Ｄ）を推定する。これによって、対象バイオマスＢの乾燥性指標値（推定値）を、測定することなく、その原料情報から求めることができる。
【００６１】
次に、半炭化処理条件決定装置１が備える他の機能について、説明する。
幾つかの実施形態では、図１に示すように、対象バイオマスＢに対して対象処理条件Ｐで半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐ（前述）を取得する燃料特性取得部５１と、この対象バイオマスＢの半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐに基づいて、候補処理条件導出部３または対象乾燥性指標値推定部２１の少なくとも一方を補正するフィードバック部５２と、をさらに備える。対象バイオマスＢから製造された半炭化物Ｆの実際の燃料特性Ｆｐがクライテリアを満たさない場合といったような、その実際の燃料特性Ｆｐが想定される特性値と異なるような場合には、候補処理条件Ｐｃの導出精度が適切でない場合や、対象乾燥性指標値Ｄの推定精度が適切ではない場合が考えられることから、候補処理条件導出部３の決定モデルＭ（決定マップＭｐ、学習決定モデルＭｍ）や、対象乾燥性指標値推定部２１の原料情報データベース２２の中身などを補正（修正）する。
【００６２】
上記の燃料特性取得部５１は、対象バイオマスＢの半炭化物Ｆについての燃料特性Ｆｐの測定値が入力されることによって、その燃料特性Ｆｐを取得する。
また、半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐが想定外であった対象バイオマスＢについて、その乾燥性指標の測定値を保存していたり、そのサンプル試料を保管するなどしておき改めて乾燥性指標を測定したりすれば、その対象バイオマスＢの対象乾燥性指標値Ｄと半炭化処理条件と燃料特性Ｆｐとの関係性（第１の関係性）が得られる。よって、この新たに得られた関係性をデータベース部３１（半炭化処理条件テーブルＴ）に加えることや、その新たな関係性を含む第１の関係性に基づいて決定モデルＭを再作成したりすることにより、候補処理条件導出部３による候補処理条件Ｐｃの導出精度の向上を図ることが可能となる。同様に、半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐが想定外であった対象バイオマスＢについて、乾燥性指標の測定値と対象乾燥性指標値推定部２１による対象乾燥性指標値Ｄの推定値との一致度合いに関する情報も得られるので、データベースの検索における一致と判定する範囲を狭めることや、一致判定のロジックの補正などを行っても良い。
【００６３】
なお、半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐが想定外であった対象バイオマスＢに対する半炭化処理条件の決定の元になった、候補処理条件Ｐｃの導出に用いられたデータベース部３１のレコードあるいは関係性は、半炭化処理条件テーブルＴから削除したり、決定モデルＭの再作成には用いないようにしたりしても良い。同様に、そのような関係性は、原料テーブルＴｒから削除するなど、対象乾燥性指標値Ｄの推定に用いないようにしても良い。
【００６４】
上記の構成によれば、決定した対象処理条件Ｐで対象バイオマスＢに半炭化処理を実行することにより製造した半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐに基づいて、対象乾燥性指標値の推定ロジックや、候補処理条件の導出ロジックの少なくとも一方を補正（修正）することにより、その精度の向上を図ることができる。
【００６５】
また、幾つかの実施形態では、半炭化処理条件決定装置１は、対象処理条件Ｐ（対象バイオマスＢの半炭化処理条件）に対する制約条件（以下、単に、制約条件という。）を取得する制約条件取得部６を、さらに備える。そして、対象処理条件決定部４は、制約条件を満たすように、対象処理条件Ｐを決定する。例えば、ユーザが所望の制約条件を設定するようにすれば、ユーザにとってより望ましい燃料特性Ｆｐを有する半炭化物Ｆを製造することが可能になる。このような制約条件は、様々なものであっても良い。上記の制約条件についての幾つかの実施形態を具体的に説明する。
【００６６】
幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、対象バイオマスＢに対して半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Ｆを粉砕するミル装置８６（後述する図５参照）の粉砕性能に関するミル条件、および対象バイオマスＢから製造される半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐに関する燃料特性条件を含む。制約条件にミル条件および燃料特性条件を含むことによって、例えば、燃料特性Ｆｐのクライテリアを満たすこと、および、ミル装置８６による粉砕エネルギーの低減を考慮しつつ、対象処理条件Ｐを求めるといったことが可能になる。
【００６７】
ここで、半炭化処理における加熱温度と半炭化物の粉砕性ｇとの関係を、図４を用いて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理における加熱温度に対する発熱量ｈ、かさ密度ｗ、粉砕性ｇの関係を説明するための図である。半炭化処理前の発熱量ｈ、かさ密度ｗを基準（１００％）とすると、図４に示すように、半炭化処理における加熱温度が高くなるにつれて、半炭化物Ｆの発熱量ｈ（半炭化物Ｆの重量ベース）、および、かさ密度ｗは減少する。他方、図４に示すように、ミル装置８６による粉砕性ｇは、加熱温度が高くなるにつれて上昇する。よって、ミル装置８６よる粉砕エネルギーを優先させる場合には、加熱温度が高いほど粉砕性ｇが良くなるため、粉砕エネルギーを小さく抑えることができる。逆に、発熱量ｈを優先させる場合には、最適な温度範囲内において加熱温度が低いほど、半炭化物Ｆの発熱量ｈは多くなる。かさ密度ｗを優先させる場合には、かさ密度ｗが小さいほど輸送コストの抑制が可能とすると、加熱温度が高いほど望ましいことになる。なお、半炭化物Ｆの加熱温度は、２００℃〜３００℃の間が最適と言われている。この際、加熱時間は、加熱温度に応じて定められるものとし、加熱温度が高いと加熱時間は短くなり、逆に、加熱温度が低いと加熱時間が長くなる傾向がある。なお、発熱量ｈについて、ここでは代表して半炭化物Ｆの重量ベースでの発熱量を用いて説明したが、制約条件を考慮する上で、残留熱量（半炭化前のバイオマスの重量ベース）を用いても構わない。
【００６８】
よって、図４に示す実施形態では、例えば、半炭化物Ｆが、自プラントの備えるミル装置８６による粉砕が可能な粉砕性ｇ（例えば、図４の値ｇ１以上）を有しつつ、発熱量ｈが最も高くなるとする制約条件の下で対象処理条件Ｐを決定すると、加熱温度は温度Ｔ１となる。また、半炭化物Ｆに要求される発熱量ｈ（例えば、図４の値ａ１以上）を有しつつ、最も粉砕性ｇが良くなるとする制約条件の下で対象処理条件Ｐを決定すると、加熱温度は温度Ｔ２となる。
【００６９】
上記の構成によれば、ミル条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、ミル装置８６の性能から必要となる半炭化物Ｆの粉砕性ｇを維持可能な範囲で、最も発熱量ｈ（残留熱量でも良い。）が高くなるような半炭化処理条件や、要求される半炭化物Ｆの発熱量ｈを維持可能な範囲で、ミル装置８６による粉砕性ｇが最も良くなる半炭化処理条件など、対象バイオマスＢに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
【００７０】
他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、対象バイオマスＢから製造される半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐに関する燃料特性条件、および半炭化処理において対象バイオマスＢを加熱する加熱時間に関する加熱時間条件を含む。例えば、一定の発熱量ｈを維持可能な範囲で、加熱時間（半炭化処理時間）が最も短くなる加熱温度を対象処理条件Ｐとするなど、半炭化物Ｆの生産速度を適切に設定することで、一定品質の半炭化物Ｆの製造を効率化することができる。
【００７１】
上記の構成によれば、燃料特性条件および加熱時間条件に対する所望の制約条件を設定することができる。これによって、例えば、半炭化物Ｆが一定の発熱量ｈを維持可能な範囲で、半炭化処理における加熱時間が最も短くなるような加熱温度を含む半炭化処理条件を決定するなど、対象バイオマスＢに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
【００７２】
その他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、対象バイオマスＢに対する半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Ｆの含水量に関する含水量条件、および対象バイオマスＢから製造される半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐに関する燃料特性条件を含む。例えば、運搬時や貯蔵時に考慮すべき半炭化物Ｆの疎水性や発火安全性を予想貯蔵期間等に応じた一定レベルに維持可能な範囲で、最もエネルギー密度が高くなるような制約条件下で、対象処理条件を決定することが可能となる。これによって、同一のエネルギーをハンドリングするのに必要な設備容積の最小化、貯蔵性の向上などを図ることができる。
【００７３】
なお、図４に示す状態I→II→IIIになるにつれ、繊維質のヘミセルロース、セルロースが分解され、疎水性のリグニンが主体となるため、粉砕性ｇと疎水性が向上する。状態III以降でリグニンも分解する。疎水性向上は雨天時のハンドリング性や発火安全性の向上、発熱量ｈ（燃焼性）の劣化防止につながる。また、含水率１５％以下に抑えることで微生物の増殖が抑えられ、発酵起因の自然発火のリスクが低減する。
【００７４】
上記の構成によれば、含水量条件および燃料特性条件に対する所望の制約条件を設定することができ、対象バイオマスＢに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
【００７５】
次に、上述した半炭化処理条件決定装置１によって決定される対象バイオマスＢに対する半炭化処理条件（対象処理条件Ｐ）が適用されるプラントの例を、図５を用いて説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理を行うボイラシステム７を概略的に示す図である。また、図６は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理における加熱温度の制御フローを示す図である。
【００７６】
図５に示すボイラシステム７は、対象バイオマスＢから半炭化物Ｆ（半炭化燃料）を生成して、半炭化物Ｆを含むボイラ燃料Ｆｂをボイラ７１で燃焼させて蒸気Ｓを発生させるシステムであると共に、ボイラ７１により発生された蒸気Ｓにより蒸気タービン７Ｔが駆動することによって発電するシステムでもある。本システムにおいて、半炭化物Ｆの生成は熱分解装置８３（熱分解炉）で行われるようになっており、例えばチップ状の対象バイオマスＢが、バンカなどであるバイオマス貯蔵装置８１から、ベルトコンベヤなどの搬送装置を含むバイオマス供給ライン８２を経て熱分解装置８３に供給されることにより行われる。そして、熱分解装置８３で製造された半炭化物Ｆは、コンベヤなどの搬送装置やフィーダーなどの供給装置を含む半炭化物供給ライン８４に設けられた半炭化物貯蔵装置８５に一端貯蔵された後に、半炭化物Ｆを破砕して小さくするミル装置８６（粉砕装置）に供給されて微粉状にされ、ボイラ７１に供給される。
【００７７】
上記の熱分解装置８３における半炭化処理についてより詳細に説明すると、バイオマス供給ライン８２を介してバイオマス貯蔵装置８１から供給された対象バイオマスＢを、例えば、温度（加熱温度）が２５０℃以上３５０℃以下、且つ、酸素濃度が１０％以下の条件下で、この温度に応じて定める時間（加熱時間）だけ加熱することにより、対象バイオマスＢを熱分解させて半炭化物Ｆを生成するようになっている。なお、この際、熱分解ガスＧも生成されるが、その全量をボイラ７１に戻す（再循環させる）よう構成しても良い。
【００７８】
また、熱分解装置８３は、ボイラ７１におけるボイラ燃料Ｆｂの燃焼により生じる排ガスＥを用いて半炭化処理を実行する。つまり、図５に示す実施形態では、排ガス温度は約３００℃〜３５０℃であり、且つ、排ガスＥの酸素濃度が約６％以下であるなど、上記の熱分解に用いるのに好適であることから、半炭化処理に排ガスＥを利用する。このため、ボイラシステム７では、ボイラ７１から排出される排ガスＥを外部に排出するための排ガス排出ライン７２（ダクトなど）から、熱分解装置８３に排ガスＥを導入するための排ガス導入ライン９１（ダクトなど）が分岐されている。この排ガス導入ライン９１には、排ガスＥの流量を調整可能な開閉器やダンパなどの排ガス導入量調整装置９３が設けられており、制御装置９８によって制御されることにより、熱分解装置８３に導入する排ガスＥの流量を調整することが可能となっている。
【００７９】
より詳細には、図５に示すように、排ガス導入ライン９１は、排ガス排出ライン７２における空気予熱器７３（ＡＨ）の上流側に一方の端部が接続されることにより、空気予熱器７３による熱交換前の高温の排ガスＥを分岐させるための高温排ガス導入ライン９１ｈと、排ガス排出ライン７２における空気予熱器７３の下流側に一方の端部が接続されることにより、空気予熱器７３による熱交換によって低温化された排ガスＥを分岐させるための低温排ガス導入ライン９１ｃと、上記の高温排ガス導入ライン９１ｈおよび低温排ガス導入ライン９１ｃの各々の他方の端部と熱分解装置８３とを接続する共有排ガス導入ライン９１ｍとを有する。また、排ガス導入量調整装置９３は、高温排ガス導入ライン９１ｈに設置される高温排ガス導入量調整装置９３ｈと、低温排ガス導入ライン９１ｃに設置される低温排ガス導入量調整装置９３ｃとを含んでいる。そして、制御装置９８の制御の下で、排ガス導入ライン９１において高温と低温の排ガスＥの流量を調整しながら混ぜることで、熱分解装置８３に導入される排ガス温度を調整することが可能になっており、上述した半炭化処理における加熱温度のより細かな調整が可能になっている。
【００８０】
こうした熱分解装置８３における半炭化処理によって、対象バイオマスＢから水分が除去され、且つ、対象バイオマスＢ中に含まれるリグニンやセルロースなどの繊維分が熱的に分解される。よって、対象バイオマスＢの半炭化物Ｆは、成分中に占める炭素の割合が高くなり、熱分解前の対象バイオマスＢに比べて、かさ密度ｗあたりのエネルギー密度が高くなる。より詳細には、半炭化物Ｆは、例えば、水分が５％以下であり石炭Ｆｃと同等の発熱量ｈを有する。また、半炭化物Ｆは、対象バイオマスＢ中に含まれるリグニンやセルロースなどの繊維分が熱的に分解されているので、石炭Ｆｃと同等にミル装置８６による粉砕が容易になる。また、半炭化物Ｆは、上記の温度条件下での熱分解により生成されることにより、揮発成分の一部が残留し、石炭Ｆｃと同等の着火性を有する。このため、半炭化物Ｆは、石炭Ｆｃと同様にボイラ７１の熱源として利用することが可能となる。
【００８１】
なお、図５に示す実施形態では、ボイラシステム７は、性状が安定しない対象バイオマスＢから生成される半炭化物Ｆだけでなく、石炭Ｆｃを含んだボイラ燃料Ｆｂをボイラ７１に供給することにより、ボイラ７１の出力を安定させ、また、半炭化物Ｆの量や熱量が不足する場合には石炭Ｆｃにより不足分を補うために、石炭Ｆｃを貯蔵する石炭貯蔵装置８５ｃと、石炭Ｆｃを石炭貯蔵装置８５ｃからボイラ７１に供給するための石炭供給ライン８４ｃと、石炭供給ライン８４ｃの途中に設けられて、石炭貯蔵装置８５ｃから供給される石炭Ｆｃを破砕して小さくするミル装置８６ｃと、を備えている。また、共有排ガス導入ライン９１ｍには、排ガスＥ中に含まれるダスト（煤塵、粉じん）を旋回気流で分離可能なサイクロン９５と、サイクロン９５の下流側に設けられた排ガスＥの少なくとも一部を燃焼用空気（二次空気）としてボイラ７１に導入するための排ガス再循環ライン９７と、風力を発生させて排ガスＥの少なくとも一部をボイラ７１内に送り込むように構成されている排ガス再循環ファン９６と、を備えている。
【００８２】
よって、半炭化処理条件決定装置１は、熱分解装置８３において実行される半炭化処理における、半炭化物Ｆの性状に影響を与えるような上記の加熱温度、加熱時間、酸素濃度などの少なくとも１つの条件を決定する。図５に示す実施形態では、半炭化処理に酸素濃度に関する要求を満たす排ガスＥを用いるため、半炭化処理条件は、排ガスＥ中の酸素濃度についての条件を除く、加熱温度または加熱時間の少なくとも１つを含んだものとなっていても良い。また、半炭化処理条件決定装置１によって決定された半炭化処理条件（対象処理条件Ｐ）は、熱分解装置８３や制御装置９８などの半炭化処理を制御する装置に送信されることにより、送信された対象処理条件Ｐによる半炭化処理が実行される。
【００８３】
具体的には、図６に示す実施形態では、ステップＳ６１において、半炭化処理条件決定装置１が、対象バイオマスＢの含水率、乾燥速度、チップサイズ（粒度）などを含む対象乾燥性指標値Ｄを取得し、加熱温度および加熱時間を含む対象処理条件Ｐを決定した後、上述した制御装置９８に対象処理条件Ｐを送信する。ステップＳ６２において、制御装置９８は、受信した対象処理条件Ｐに含まれる加熱温度に基づいて、高温排ガス導入量調整装置９３ｈ（図６ではダンパ）、または、低温排ガス導入量調整装置９３ｃ（図６ではダンパ）の少なくとも一方の開度を調整し、熱分解装置８３において規定された加熱温度が実現されるようにする。これによって、ステップＳ６３において対象処理条件Ｐで規定された加熱時間の間、熱処理を実行し、その加熱時間の経過後、ステップＳ６４において、熱分解装置８３の外部へ半炭化物Ｆを搬出するか、排ガス導入量調整装置９３の開度を閉じる（最小にする）などして排ガスＥの熱分解装置８３への導入を停止させることにより、対象バイオマスＢの半炭化処理を終了する。
【００８４】
以下、上述した半炭化処理条件決定装置１が実行する処理に対応した半炭化処理条件決定方法について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る半炭化処理条件決定方法を示す図である。
【００８５】
半炭化処理条件決定方法は、対象バイオマスＢに対する半炭化処理条件（対象処理条件Ｐ）を決定する方法である。そして、図７に示すように、半炭化処理条件決定方法は、対象指標値取得ステップ（Ｓ１）と、候補処理条件導出ステップ（Ｓ２）と、対象処理条件決定ステップ（Ｓ３）と、を備える。これによって、対象バイオマスＢから燃料特性Ｆｐが優れた高品質の半炭化物Ｆを製造可能な最適な対象処理条件Ｐ（図７の最適半炭化プロセス）を決定する。半炭化処理条件決定方法が備える各ステップについて、それぞれ説明する。なお、半炭化処理条件決定方法は、半炭化処理条件決定装置１が実行しても良いし、人手で実行しても良い。
以下、半炭化処理条件決定方法を、図７のステップ順に説明する。
【００８６】
図７のステップＳ１において、対象指標値取得ステップを実行する。対象指標値取得ステップ（Ｓ１）は、上述した対象バイオマスＢの対象乾燥性指標値Ｄを取得するステップである。図７に示す実施形態では、対象指標値取得ステップ（Ｓ１）は、参照バイオマスＢｒの原料情報と参照乾燥性指標値Ｄｒとの関係性（第２の関係性）に基づいて、対象バイオマスＢの原料情報から対象乾燥性指標値Ｄを推定（対象乾燥性指標値推定ステップを実行）することにより、対象乾燥性指標値Ｄを取得する。これらの対象指標値取得ステップ、対象乾燥性指標値推定ステップは、それぞれ、既に説明した対象指標値取得部２、対象乾燥性指標値推定部２１が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
【００８７】
ステップＳ２において、候補処理条件導出ステップを実行する。候補処理条件導出ステップ（Ｓ２）は、上述した参照バイオマスＢｒ毎の参照乾燥性指標値Ｄｒと、参照処理条件Ｐｒと、この参照処理条件Ｐｒで半炭化処理された参照半炭化物Ｆｒの燃料特性Ｆｐとの関係性に基づいて作成される決定モデルＭなどを用いて、少なくとも、対象指標値取得ステップ（Ｓ１）によって取得された対象乾燥性指標値Ｄから対象処理条件Ｐの候補処理条件Ｐｃを導出するステップである。候補処理条件導出ステップ（Ｓ２）は、既に説明した候補処理条件導出部３が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
【００８８】
なお、幾つかの実施形態では、候補処理条件導出ステップ（Ｓ２）は、対象乾燥性指標値Ｄに基づいて、参照バイオマスＢｒ毎の上述した関係性における少なくとも参照乾燥性指標値Ｄｒと半炭化処理条件とを対応付けて記憶するデータベースに記憶されている少なくとも１つの半炭化処理条件を候補処理条件Ｐｃとして取得する候補取得ステップ、を有しても良い。他の幾つかの実施形態では、候補処理条件導出ステップ（Ｓ２）は、参照バイオマスＢｒ毎の上述した関係性における少なくとも参照乾燥性指標値Ｄｒと半炭化処理条件とを対応付けた複数のデータに基づいて作成された決定モデルＭを用いて、対象乾燥性指標値Ｄから対象処理条件Ｐの候補処理条件Ｐｃを導出しても良い。上記の候補取得ステップは、既に説明した候補取得部３２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
【００８９】
ステップＳ３において、対象処理条件決定ステップを実行する。対象処理条件決定ステップ（Ｓ３）は、上述した候補処理条件導出ステップ（Ｓ２）によって導出された候補処理条件Ｐｃに基づいて、対象バイオマスＢの半炭化処理条件（対象処理条件Ｐ）を決定する。対象処理条件決定ステップ（Ｓ３）は、既に説明した対象処理条件決定部４が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
【００９０】
その後、ステップＳ４において、上述した半炭化処理条件決定方法（Ｓ１〜Ｓ３）により決定された対象処理条件Ｐ（最適半炭化プロセス）を適用した半炭化処理を対象バイオマスＢに対して行う。
【００９１】
また、ステップＳ５において、燃料特性Ｆｐ（燃料としての性能）を評価し、その評価結果をフィードバックしている。つまり、図７に示す実施形態では、ステップＳ５において、半炭化処理条件決定方法は、対象バイオマスＢに対して対象処理条件Ｐで半炭化処理を実行することにより得られる半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐを取得する燃料特性取得ステップと、この対象バイオマスＢの半炭化物Ｆの燃料特性Ｆｐに基づいて、候補処理条件導出ステップ（Ｓ２）または対象乾燥性指標値推定ステップを補正するフィードバックステップと、を実行する。燃料特性取得ステップ、フィードバックステップは、それぞれ、既に説明した燃料特性取得部５１、フィードバック部５２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。
【００９２】
また、幾つかの実施形態では、半炭化処理条件決定方法は、上述した制約条件を取得する制約条件取得ステップを、さらに備えても良く、この場合には、対象処理条件決定ステップ（Ｓ３）は、制約条件を満たすように、対象処理条件Ｐを決定する。幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、既に説明したミル条件および燃料特性条件を含んでも良い。他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、既に説明した燃料特性条件および加熱時間条件を含んでも良い。その他の幾つかの実施形態では、上記の制約条件は、既に説明した含水量条件および燃料特性条件を含んでいても良い。その他の幾つかの実施形態では、上記のミル条件、燃料特性条件、加熱時間条件、および含水量条件の少なくとも１つの条件を含んでいても良い。これによって、対象バイオマスＢに対する所望の半炭化処理条件を決定することができる。
【００９３】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００９４】
１        半炭化処理条件決定装置
ｍ        記憶装置
２        対象指標値取得部
３        候補処理条件導出部
４        対象処理条件決定部
６        制約条件取得部
７        ボイラシステム
７Ｔ      蒸気タービン
２１      対象乾燥性指標値推定部
２２      原料情報データベース
２３      推定部
３１      データベース部
Ｔ        半炭化処理条件テーブル
Ｔｒ      原料テーブル
３２      候補取得部
５１      燃料特性取得部
５２      フィードバック部
７１      ボイラ
７２      排ガス排出ライン
７３      空気予熱器
８１      バイオマス貯蔵装置
８２      バイオマス供給ライン
８３      熱分解装置
８４      半炭化物供給ライン
８４ｃ    石炭供給ライン
８５      半炭化物貯蔵装置
８５ｃ    石炭貯蔵装置
８６      ミル装置（バイオマス）
８６ｃ    ミル装置（石炭）
９１      排ガス導入ライン
９１ｃ    低温排ガス導入ライン
９１ｈ    高温排ガス導入ライン
９１ｍ    共有排ガス導入ライン
９３      排ガス導入量調整装置
９３ｃ    低温排ガス導入量調整装置
９３ｈ    高温排ガス導入量調整装置
９５      サイクロン
９６      再循環ファン
９７      再循環ライン
９８      制御装置
Ｂ        対象バイオマス
Ｂｒ      参照バイオマス
Ｄ        対象乾燥性指標値
Ｄｒ      参照乾燥性指標値
Ｆ        半炭化物
Ｆｒ      参照半炭化物
Ｆｂ      ボイラ燃料
Ｆｃ      石炭
Ｆｐ      燃料特性
Ｍ        決定モデル
Ｍｐ      決定マップ
Ｍｍ      学習決定モデル
Ｐ        対象処理条件
Ｐｃ      候補処理条件
Ｐｒ      参照処理条件
ｈ        発熱量
ｗ        かさ密度
ｇ        粉砕性
Ｅ        排ガス
Ｓ        蒸気
Ｇ        熱分解ガス
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図７】
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