(57)【要約】【課題】エタノールを効率的に製造できる船舶を提供する。【解決手段】バイオマスからエタノールを製造するエタノール製造装置４を搭載された船舶１において、この船舶１の舵２を制御する舵制御機構３を船舶１に設置して、この舵制御機構３で舵２を制御することにより船舶１を揺動させるとともにエタノール製造装置４が備える発酵タンク８を揺動させて、発酵タンク８の中の液体を撹拌させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスからエタノールを製造するエタノール製造装置を搭載された船舶において、
前記バイオマスを発酵させる発酵タンクと、前記船舶の舵を制御する舵制御機構とを備えていて、
前記舵制御機構が、前記舵の制御により前記船舶を揺動させるとともに前記発酵タンクを揺動させて前記発酵タンクの中の液体を撹拌させる構成を有することを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記発酵タンクに設置されて前記発酵タンクの中の液体の混合状態を取得するセンサを備えていて、前記舵制御機構が前記センサで取得される値にもとづき前記舵を制御する構成を有する請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記センサが、前記発酵タンクの中の液体の波高および周波数を測定する波センサである請求項２に記載の船舶。
【請求項４】
前記センサが、前記発酵タンクの中の液体の電気伝導度およびｐＨおよびグルコース濃度の少なくとも一つを取得する構成を有する請求項２に記載の船舶。
【請求項５】
前記舵制御機構が、前記センサで取得される値に基づき推定される前記発酵タンクの中の液体の総揺動量と、予め設定される目標揺動量との比較結果にもとづき前記舵を制御する構成を有する請求項２〜４のいずれかに記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスからエタノールを製造するエタノール製造装置が搭載された船舶に関し、詳しくはエタノールを効率的に製造できる船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エタノール製造装置を搭載した船舶が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の船舶は、船舶上に搭載されたエタノール製造装置により木屑等のバイオマスからエタノールを製造する。
【０００３】
従来のエタノール製造装置では、糖化されたバイオマスと酵母とを発酵タンクに投入してアルコール発酵を行う際に、効率よく発酵させるために撹拌機による撹拌を行っていた。撹拌機は、発酵タンクの中の液体を撹拌する撹拌翼と、発酵タンクの外部に設置されていて撹拌翼を回転させるためのモータとを備えていた。撹拌翼とモータとはシャフトで連結されていて、このシャフトは発酵タンクの壁面に形成される貫通孔を貫通する状態で配置されていた。
【０００４】
撹拌翼による打撃やせん断作用により発酵タンクの中の酵母細胞が破壊されて、発酵の効率が低下する不具合があった。また発酵タンクに形成される貫通孔から発酵タンクの内部に雑菌が侵入して発酵の効率が低下する不具合が発生していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／１４２９９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はエタノールを効率的に製造できる船舶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の船舶は、バイオマスからエタノールを製造するエタノール製造装置を搭載された船舶において、前記バイオマスを発酵させる発酵タンクと、前記船舶の舵を制御する舵制御機構とを備えていて、前記舵制御機構が、前記舵の制御により前記船舶を揺動させるとともに前記発酵タンクを揺動させて前記発酵タンクの中の液体を撹拌させる構成を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の船舶によれば、従来必要であった撹拌機が不要となるので、撹拌機の撹拌翼により発酵タンクの中の酵母細胞が破壊されて発酵の効率が低下する不具合を回避できる。エタノールを効率的に製造するには有利である。
【０００９】
また撹拌機を設置する際に必要であった貫通孔を発酵タンクに形成する必要がなくなるため、雑菌が発酵タンクの内部に侵入して発酵の効率が低下する不具合を回避できる。エタノールを効率的に製造するには有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の船舶を例示する説明図である。
【図２】図１のエタノール製造装置を例示する説明図である。
【図３】本発明の船舶の変形例を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の船舶を図示した実施形態にもとづいて説明する。
【００１２】
図１に例示するように本発明の船舶１は、船舶１の舵２を制御する舵制御機構３と、船舶１に搭載されるエタノール製造装置４とを備えている。船舶１は、たとえば貨物船やタンカーなど自力で航行可能であり比較的大型の船舶で構成される。舵制御機構３は、船舶１に設置されていて舵２を操舵する舵取り機５を制御する機能を有している。舵制御機構３はたとえばコンピュータで構成することができる。
【００１３】
図１では説明のため船舶１の内部に設置される舵制御機構３および舵取り機５を破線で示している。また舵制御機構３から舵取り機５に制御信号を送る信号線を一点鎖線で示している。この信号線は有線または無線で構成される。
【００１４】
エタノール製造装置４は、パームオイル工場で廃棄されるパーム殻や、稲田で廃棄される稲わらや、さとうきび畑で廃棄されるバガスなどのバイオマスからエタノールを製造する機器を備えている。具体的にはエタノール製造装置４は、バイオマスの糖化、発酵、蒸留、脱水を行う機器を備えている。
【００１５】
図２に例示するようにエタノール製造装置４は、陸上設備等で予め破砕されて液化された後に船舶１に積み込まれるバイオマスを一時的に貯留する原料タンク６と、原料タンク６から供給されるバイオマスを糖化する糖化部７と、糖化部７から供給されるバイオマスに酵母等のアルコール発酵を行う菌を混合して発酵させてエタノールを製造する発酵タンク８と、発酵タンク８から供給されるエタノールを蒸留して脱水する蒸留脱水部９と、蒸留脱水部９から供給されるエタノールを貯留する製品タンク１０とを備えている。
【００１６】
発酵タンク８には、発酵タンク８の中の液体の混合状態を取得するセンサ１１が設置されている。このセンサ１１は、たとえば発酵タンク８の中の液体の波高および波の周波数を測定する波センサで構成することができる。図１および図２ではセンサ１１で取得される値が舵制御機構３に送られる信号線を一点鎖線で示している。信号線は有線または無線で構成される。
【００１７】
発酵タンク８はたとえば円筒形状のタンクで構成される。発酵タンク８における発酵は、酵母によるものに限らず、酵素の作用によりアルコール発酵を行う構成としてもよい。
【００１８】
エタノール製造装置４が、原料タンク６から供給されるバイオマスを破砕する破砕部と、破砕されたバイオマスを液化して糖化部７に送る液化部とを備える構成にしてもよい。この場合、原料タンク６は未加工のバイオマスを一時的に貯留することになる。船舶１に積み込むバイオマスを陸上設備等で予め破砕して液化する必要がなくなるため、破砕部や液化部を有さない陸上設備からもバイオマスの供給を船舶１は受けることができる。船舶１が回収できるバイオマスの量を増加させるには有利である。
【００１９】
船舶１は陸上設備等からバイオマスを回収して、製品であるエタノールの需要者がある出荷地に向けて航行する。船舶１が出荷地に向けて航行している期間中に、エタノール製造装置４はエタノールを製造する。
【００２０】
図１に例示するようにエタノール製造装置４がエタノールを製造する際には、まず発酵タンク８に設置されるセンサ１１からの値を舵制御機構３が取得する。舵制御機構３は、
センサ１１から取得して蓄積される値から発酵タンク８の中の液体の総揺動量を推定する。舵制御機構３は、予め設定されて舵制御機構３に格納されている目標揺動量と総揺動量とを比較して、発酵タンク８の中の液体の混合状態を推定する。事前に実験等により所定の大きさの発酵タンク８においてエタノールの製造に必要な液体の揺動量を求め、この必要な揺動量が目標揺動量として予め設定されて、舵制御機構３に格納されている。舵制御機構３は、総揺動量が目標揺動量となるまで舵取り機５を制御して船舶１を揺動させる。
【００２１】
舵制御機構３は、船舶１が出荷地に到着するまでの日数を取得して、この日数に応じて一日あたりに船舶１を揺動させる量を決定する構成を有していてもよい。たとえば現段階の総揺動量と目標揺動量との差を算出して、これを出荷地までの到着日数で除して一日あたりの揺動量を舵制御機構３が算出してもよい。一日あたりの揺動量にもとづいて舵制御機構３は舵取り機５を制御して発酵タンク８の中の液体を揺動させる。
【００２２】
出荷地に到着すると船舶１は、移動中に製造されたエタノールを荷降ろしする。エタノール製造の際の副産物であるリグニンもこのときに荷降ろししてもよい。リグニンの出荷地が異なる場合には、船舶１を移動させた後にリグニンを荷降ろしする。
【００２３】
本発明によれば船舶１を積極的に揺動させることにより発酵タンク８の中の液体を撹拌するので、従来は必要であった撹拌機が不要となる。撹拌翼による打撃やせん断作用により発酵タンク８の中の酵母細胞が破壊されることを回避できる。エタノールを効率的に製造するには有利である。またエタノールの製造効率の向上にともないエタノールの製造コストを抑制することができる。
【００２４】
撹拌機の設置が不要になる本発明では、発酵タンク８の壁面等に貫通孔を形成する必要がない。そのため発酵タンク８の中に雑菌が侵入する不具合が発生しない。エタノールを効率的に製造するには有利である。
【００２５】
撹拌機による撹拌の効率を向上するためのバッフルプレート等を発酵タンク８の内部に設置する必要がなくなる。本発明では発酵タンク８の内部の形状を従来よりも単純にすることができる。これにより発酵タンク８の内部の洗浄が容易となり、雑菌汚染等の不具合を回避するには有利である。
【００２６】
従来は必要であった撹拌機が不要となるため、エタノール製造装置４の構成を簡単にするには有利である。撹拌機が故障して船舶上で修理できず、エタノールを製造できないなどの不具合を回避することができる。エタノールの安定的な供給を実現するには有利である。またエタノール製造装置４の構成が簡単になるため、船舶１にエタノール製造装置４を搭載しやすくなる。
【００２７】
船舶１は、エタノールの出荷のための運搬と同時にエタノールの製造を行うことができる。たとえば船舶１がマレーシアの陸上設備からバイオマスを回収して八日間かけて日本まで移動する場合、船舶１に搭載されるエタノール製造装置４は移動中の六日間でエタノールを製造することができる。従来エタノールを需要者に納品するためには、エタノールの製造期間の六日間と輸送期間の八日間との計十四日間が必要であった。本発明によれば輸送期間中にエタノールを製造できるので八日間でエタノールを需要者に納品することができる。納期の短縮にともないエタノールを安定的に供給しやすくなる。
【００２８】
発酵タンク８に設置されるセンサ１１は、たとえば発酵タンク８の中の液体の電気伝導度またはｐＨまたはグルコース濃度の少なくとも一つを取得するセンサで構成してもよい。この構成によれば液体の発酵の状態をより詳しく知ることができるので、液体の混合状態の推定の精度を向上するには有利である。舵制御機構３が船舶１を必要以上に揺動させることを抑制できるので、船舶１の航行時の安定性を向上するには有利である。
【００２９】
センサ１１は本発明の必須の要件ではない。舵制御機構３が発酵タンク８の中の液体の混合状態を測定したり推定したりすることなく、液体を揺動させる構成にしてもよい。発酵タンク８の中の液体を必要以上に混合する場合であってもエタノールを製造することが可能である。
【００３０】
図３に例示するようにエタノール製造装置４を制御する生産制御機構１２を船舶１が備える構成にしてもよい。具体的にはエタノール製造装置４に含まれるバルブやスイッチ等を生産制御機構１２が制御する。エタノール製造装置４を構成する各機器には複数のセンサが設置されている。生産制御機構１２はこれらのセンサからの値を取得してこの値にもとづきエタノール製造装置４を制御する構成を有している。図３では説明のため各機器と生産制御機構１２の間に接続されて信号の授受を行う信号線を一点鎖線で示している。信号線は有線または無線で構成される。
【００３１】
エタノール製造装置４に設置されるセンサは、たとえば糖化部７や発酵タンク８や蒸留脱水部９において、液体の温度を測定する温度センサや、容器内の圧力を測定する圧力センサや、液体のｐＨを測定するｐＨセンサや、各機器の間を流れる液体の流量を測定する流量センサなどで構成することができる。
【００３２】
またセンサは、たとえば発酵タンク８や蒸留脱水部９や製品タンク１０において、液体中に含まれるエタノールの濃度を測定するエタノールセンサや、グルコースの濃度を測定するグルコースセンサや、セルロースの濃度を測定するセルロースセンサや、水分量を測定する水分センサや、固形分量を測定する粘度センサなどで構成することができる。生産制御機構１２は、上記センサから得られる値にもとづきエタノール製造装置４を適切に制御することができる。
【００３３】
なお発酵タンク８に設置されるセンサを前述の液体の混合状態を取得するセンサ１１として利用することができる。この場合は発酵タンク８に設置されるセンサで取得されて生産制御機構１２に送られる値が、生産制御機構１２から舵制御機構３に送られる構成にすることができる。また発酵タンク８に設置されるセンサで取得される値が生産制御機構１２を経由することなく直接的に舵制御機構３に送られる構成にしてもよい。
【００３４】
生産制御機構１２は、船舶１から独立して設置されていて、たとえば管理センターなど陸上の建造物に設置される構成にしてもよい。船舶１のエタノール製造装置４と生産制御機構１２との間で衛星通信など既存の通信網を利用して信号の授受を行う構成にすることができる。
【００３５】
エタノール製造装置４を搭載する船舶１とは異なる場所に生産制御機構１２が設置される場合は、生産制御機構１２により遠隔でエタノール製造装置４を制御することが可能となる。たとえば船舶１が洋上にある場合でも、陸上の管理センター等から遠隔でエタノール製造装置４を生産制御機構１２は制御することができる。船舶１にエタノール製造に関する専門の管理者が搭乗していない場合であっても、船舶１においてエタノールを効率よく製造することが可能となる。
【００３６】
上記と同様に舵制御機構３は、船舶１から独立して設置されていて、たとえば管理センターなど陸上の建造物に設置される構成にしてもよい。船舶１の舵取り機５と舵制御機構３との間で衛星通信など既存の通信網を利用して信号の授受を行う構成にすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１     船舶
２     舵
３     舵制御機構
４     エタノール製造装置
５     舵取り機
６     原料タンク
７     糖化部
８     発酵タンク
９     蒸留脱水部
１０   製品タンク
１１   センサ
１２   生産制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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