(57)【要約】【課題】低コストで高い燃焼効率が得られるバイオ燃料およびその製造方を提供する。【解決手段】ジャトロファの果実１１を原料とし、これを破砕しかつ乾燥させることによって乾燥粒状物１４とする。例えば果実１１を破砕機により破砕して粒状物１３とした後、粒状物１３を乾燥させて乾燥粒状物１４とする。乾燥粒状物１４を必要に応じてペレット化する。乾燥粒状物１４は、ジャトロファの表皮の破砕片およびジャトロファの種子の破砕片を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャトロファの果実を原料とし、これを破砕しかつ乾燥させることによって乾燥粒状物とした、
ことを特徴とするバイオ燃料。
【請求項２】
前記ジャトロファの果実を破砕機により破砕して粒状物とした後、前記粒状物を乾燥させて乾燥粒状物とした、
請求項１記載のバイオ燃料。
【請求項３】
前記ジャトロファの果実を乾燥させて乾燥物とした後、前記乾燥物を破砕して乾燥粒状物とした、
請求項１記載のバイオ燃料。
【請求項４】
前記ジャトロファの果実を、天日によって乾燥させた、
請求項１ないし３のいずれかに記載のバイオ燃料。
【請求項５】
前記ジャトロファの果実を、減圧発酵乾燥機によって乾燥させた、
請求項１ないし３のいずれかに記載のバイオ燃料。
【請求項６】
前記乾燥粒状物は、サイズが５ミリメ−トル以下の破砕片を主成分とする粒状物である、
請求項１ないし５のいずれかに記載のバイオ燃料。
【請求項７】
前記乾燥粒状物は、前記ジャトロファの表皮の破砕片および前記ジャトロファの種子の破砕片を含む、
請求項６記載のバイオ燃料。
【請求項８】
前記乾燥粒状物がペレット化されてなる、
請求項１ないし７のいずれかに記載のバイオ燃料。
【請求項９】
ジャトロファの果実を原料とし、これを破砕機により破砕してサイズが１０ミリメ−トル以下の破砕片からなる粒状物とした後、前記粒状物を乾燥させて乾燥粒状物とする、
ことを特徴とするバイオ燃料の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載のバイオ燃料を燃焼させて発電を行う、
発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャトロファを用いたバイオ燃料およびその製造方法並びに発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ココヤシ、パーム椰子、ジャトロファなどの熱帯植物は、多くの油を含有することからバイオ燃料としてしばしば用いられている。
【０００３】
特許文献１には、ジャトロファの細胞を培養し、得られるカルス細胞を乾燥した後、乾燥物から油脂を抽出することによってジャトロファ油を製造する方法、またジャトロファ油をエステル化してバイオディーゼル燃料を製造する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、工業用蒸留カシュ−ナッツなどの石油製品とジャトロファ油および燃料添加剤とを含むバイオ燃料の製造方法が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、ココヤシの果実、パーム果実、ジャトロファの果実などの原料を加熱し、所定の温度範囲の下で低温熱分解と高温熱分解を行い、得られた熱分解中質油からバイオディーゼル燃料を製造する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、パーム椰子の種子殻（ＰＫＳ）を用いたバイオ燃料が開示されている。特許文献４によると、石炭とパーム椰子の種子殻とを粉砕機に投入して共に粉砕し、これをボイラーの火炉に供給して燃焼させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１４８１９２号公報
【特許文献２】特表２０１０−５３１０１２号公報
【特許文献３】再表２０１０／１３４２１９号公報
【特許文献４】特開２０１４−２０２４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上に述べた特許文献１〜３の従来の方法ては、原料から油脂を抽出するなどの複雑な工程を経てバイオ燃料を製造するので、設備コストおよび運転コストが大きいという問題がある。
【０００９】
また、特許文献４のバイオ燃料では、パーム椰子の種子殻のみではなく石炭を用いる必要があるので全くのバイオ燃料とは言えない。また、パーム椰子の種子殻は、種々の異物を含んでおり、石炭との共粉砕や燃焼を妨げるので、それら異物を除去するためにメッシュによるふるい分けなどの種々の処理を行う必要がある。そのため、コストの面で問題がある。パーム椰子の種子殻を用いた場合には、完全燃焼が難しく、カーボンが溜まったりするので燃焼効率を大きくできない。また、パーム椰子の種子殻は悪臭を発生する可能性がある。
【００１０】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、低コストで高い燃焼効率が得られるバイオ燃料およびその製造方法並びに発電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】
【００１１】
本発明に係るバイオ燃料は、ジャトロファの果実を原料とし、これを破砕しかつ乾燥させることによって乾燥粒状物としたことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記ジャトロファの果実を破砕機により破砕して粒状物とした後、前記粒状物を乾燥させて乾燥粒状物とする。
【００１３】
また好ましくは、ジャトロファの果実を乾燥させて乾燥物とした後、前記乾燥物を破砕して乾燥粒状物とする。
【００１４】
好ましくは、前記ジャトロファの果実を、天日によって乾燥させる。
【００１５】
好ましくは、前記ジャトロファの果実を、減圧発酵乾燥機によって乾燥させる。
【００１６】
前記乾燥粒状物は、サイズが５ミリメ−トル以下の破砕片を主成分とする粒状物である。
【００１７】
前記乾燥粒状物は、前記ジャトロファの表皮の破砕片および前記ジャトロファの種子の破砕片を含む。
【００１８】
好ましくは、前記乾燥粒状物がペレット化されてなる。
【００１９】
本発明に係る製造方法は、ジャトロファの果実を原料とし、これを破砕機により破砕してサイズが１０ミリメ−トル以下の破砕片からなる粒状物とした後、前記粒状物を乾燥させて乾燥粒状物とする。
【００２０】
本発明に係る発電方法は、ジャトロファの果実を原料としてこれを破砕しかつ乾燥させることによって乾燥粒状物としたバイオ燃料を燃焼させて発電を行う。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、低コストで高い燃焼効率が得られるバイオ燃料およびその製造方法並びに発電方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】収穫されたジャトロファの果実の例を示す図である。
【図２】本発明に係るバイオ燃料の製造過程の例を説明する図である。
【図３】本発明に係るバイオ燃料の製造過程の他の例を説明する図である。
【図４】破砕と乾燥による重量の変化の測定試験を実施した経緯を示す。
【図５】破砕と乾燥による重量の変化の測定試験を実施した経緯を示す。
【図６】破砕と乾燥による重量の変化の測定試験を実施した結果を示す。
【図７】乾燥による重量の変化の測定試験を実施した経緯を示す。
【図８】乾燥による重量の変化の測定試験を実施した経緯を示す。
【図９】乾燥による重量の変化の測定試験を実施した経緯を示す。
【図１０】乾燥による重量の変化の測定試験を実施した結果を示す。
【図１１】バイオ燃料の製造システムの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１には収穫されたジャトロファの果実１１の例が、図２には本実施形態におけるバイオ燃料の製造方法の例が、図３には本実施形態におけるバイオ燃料の製造方法の他の例が、それぞれ示されている。
【００２４】
ジャトロファ(Jatropha)は、ヤトロファまたはナンヨウアブラギリなどとも呼称され、その果実１１は、直径が２〜３ｃｍ程度の黒乃至黒褐色の果実である。ジャトロファは、開花した後に果実の生育が始まり、当初は緑色の果実を付けるが、これが黄色に変色していき、さらに熟成して黒色（または黒褐色）となる。図１に示すジャトロファの果実１１は、熟成した果実を収穫した後しばらく放置することによって自然乾燥したものである。熟成したジャトロファの果実１１は、殻の中に種子を内包する。
【００２５】
本実施形態におけるバイオ燃料は、ジャトロファの果実１１を原料とし、これを破砕（または粉砕）しかつ乾燥させることによって、乾燥粒状物としたものである。
【００２６】
つまり、本実施形態において、バイオ燃料となる乾燥粒状物は、ジャトロファの果実１１の殻（表皮）および種子を含んだ状態の全体を原料とし、これに破砕工程と乾燥工程とを実施したものである。
【００２７】
また、使用と運搬の利便性のために、乾燥粒状物をペレット化して用いることが可能である。いずれにしても、本実施形態の乾燥粒状物およびそれをペレット化したものは、液体ではなく、固体である。つまり、本実施形態のバイオ燃料は、固体燃料である。
【００２８】
果実１１を乾燥させるのに、自然乾燥、または乾燥機を用いた人工的な乾燥によって、水分が周囲の大気の湿度に対して＋１０パ−セント以下となるまで乾燥させるのがよい。収穫した果実１１をそのまま天日で自然乾燥させる場合には、例えば２週間程度かけるのがよい。乾燥によって表皮の中に気泡ができ、これによって燃焼し易くなる。
【００２９】
なお、破砕工程と乾燥工程とのいずれを先に行ってもよいが、破砕工程を先に行って細かくカットしておくことにより、乾燥し易くなる。その場合においても、破砕工程の前に簡易な乾燥工程を入れてもよい。
【００３０】
さて、本実施形態の製造方法の例では、図２に示すように、ジャトロファの果実１１を破砕機（または粉砕機）により破砕して粒状物１３とした後、その粒状物１３を乾燥させて乾燥粒状物１４とする。つまり、ジャトロファの果実１１を、先ず、サイズが４〜５ｍｍ程度の破砕片１２となるようにカットし、カットした後、その破砕片１２の集合である粒状物１３を乾燥させる。このようにすると乾燥が効率的に行われる。
【００３１】
この場合に、果実１１を破砕する前に、１日乃至数日程度にわたって天日などで自然乾燥させておいてもよい。また、果実１１を輸送する間において自然乾燥させることてもよい。
【００３２】
本実施形態の製造方法の他の例では、図３に示すように、ジャトロファの果実１１を乾燥させて乾燥物２１とした後、その乾燥物２１を破砕して乾燥粒状物２２とする。つまり、ジャトロファの果実１１を、先ず十分に乾燥させて乾燥物２１として重量を低減する。その後、乾燥物２１を破砕して乾燥粒状物２２とする。
【００３３】
この場合に、果実１１を乾燥機を用いて乾燥させると効率よく乾燥できる。乾燥機として、例えば、減圧発酵乾燥機（真空発酵乾燥機）を用いることにより、高速で一層効率よく乾燥することが可能である。
【００３４】
本実施形態のバイオ燃料である乾燥粒状物１４，２２は、サイズが６〜１０ｍｍ以下、または５ｍｍ以下の破砕片を主成分とする粒状物である。乾燥粒状物１４，２２は、ジャトロファの果実の殻（表皮）の破砕片およびジャトロファの種子の破砕片を含む。
【００３５】
このように製造した乾燥粒状物１４，２２は、バイオ燃料として、例えばボイラーで燃焼させて発電を行うために用いることが可能である。乾燥粒状物１４，２２は、ほぼ完全燃焼し、燃焼させた後にカ−ボンがほとんど残ることなく、単位重量当たりの熱量が高い。しかも、燃焼による悪臭がほとんどない。また、原料から油脂を抽出するなどの複雑な工程を経ることなくバイオ燃料を製造するので、製造コストが低く抑えられ、石炭の代用とすることが可能である。乾燥粒状物１４，２２は、バイオ燃料であるから、非枯渇資源であり、二酸化炭素の総排出量が増えないという利点がある。
【００３６】
次に、果実１１の乾燥および破砕についてさらに説明する。
【００３７】
図４〜図５には、１００粒の果実１１について、破砕と乾燥による重量の変化の測定試験を実施した経緯が、図６にはその結果が、それぞれ示されている。
【００３８】
この実施例（実施例１）において、採取したジャトロファの果実１１から１００個を任意に選び、重量を測定し（Ｍ−１）、その後に４〜５ｍｍの短冊状の破砕片となるよう破砕し、自然乾燥させた１日目（Ｍ−２）、２日目（Ｍ−３）、３日目（Ｍ−４）の重量を測定した。それぞれの経緯が、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂに示されている。
【００３９】
図６に示されるように、果実１１を破砕して乾燥させることにより、１日目で７２．６パーセントの多くの水分が乾燥し、２日目および３日目には少しの乾燥が進んだ。この場合には、果実１１の粒状物を１日程度乾燥させた乾燥粒状物を用いることが可能である。
【００４０】
図７〜図９には、１００粒の果実１１について、乾燥による重量の変化の測定試験を実施した経緯が、図１０にはその結果が、それぞれ示されている。
【００４１】
この実施例（実施例２）において、採取したジャトロファの果実１１から１００個を任意に選び、重量を測定し（Ｊ−１）、その後にそのまま自然乾燥させた１日目（Ｊ−２）、２日目（Ｊ−３）、３日目（Ｊ−４）、および４日目（Ｊ−５）の重量を測定した。それぞれの経緯が、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９に示されている。
【００４２】
図１０に示されるように、果実１１を破砕することなく乾燥させた場合には、１日目で３４パーセントの水分が乾燥し、２日目および３日目と乾燥が進み、４日目には７３パーセントの水分が乾燥した。この場合には、果実１１を４日間程度乾燥させた乾燥物を用いるのが好ましい。
【００４３】
次に、バイオ燃料の製造システムについて説明する。
【００４４】
図１１にはバイオ燃料の製造システム１の例が示されている。
【００４５】
図１１において、製造システム１は、破砕機３１、乾燥機３２、およびペレットマシン３３などを備える。
【００４６】
輸送されてきた果実１１は、適当なコンベアなどを利用して破砕機３１のホッパー３１ａに投入される。破砕機３１は、果実１１をサイズが４〜５ｍｍの破砕片となるように破砕しまたは粉砕するもので、例えば１時間当たり１２トンの果実１１を処理して粒状物とする。粒状物は適当なコンベアなどによって乾燥機３２に投入される。破砕機３１が破砕のサイズに関する設定が可能である場合に、例えば、破砕のサイズを、４ｍｍ、または５ｍｍなどに設定すればよい。
【００４７】
乾燥機３２は、果実１１の粒状物を乾燥させ、乾燥粒状物１４とする。乾燥機３２は、例えば真空発酵乾燥機である。真空発酵乾燥機では、粒状物をタンク（本体収納室）に収納し、内部で粒状物を攪拌機により攪拌する。水蒸気によってタンクを外部から加熱し、内部の温度を６０〜８０℃程度とする。これによって粒状物の乾燥が促進されるとともに、悪臭の元となる腐敗菌などが死滅する。そして、タンク内を３００〜４００ｍｍＨｇ程度に減圧して沸点を下げることにより、乾燥をさらに促進して高速化する。
【００４８】
また、粒状物に共生微生物を添加し混合して攪拌することにより発酵させて溶存酸素を供給し、悪臭の発生を防止する。そのような共生微生物およびその添加の方法として、特許第４１５３６８５号の記載を参照することができる。
【００４９】
なお、このような真空発酵乾燥機として、例えば、ホバ−ズ社製のＶＦＤ（高速真空発酵乾燥システム）を用いることができる。
【００５０】
乾燥機３２から搬出される乾燥粒状物１４は、そのままバイオ燃料として用いることが可能であるが、これをペレットマシン３３に投入し、５〜１０ｍｍ程度またはその他の適当なサイズの円柱形状または角柱形状などのペレット１５に形成して用いることが可能である。ペレット化することにより、運搬、保管、および燃料として使用における利便性が向上する。なお、乾燥粒状物１４をペレット１５に形成する場合には、乾燥粒状物１４の破砕片のサイズをさらに小さくして例えば粉体状としておいてもよい。
【００５１】
つまり、本実施形態におけるバイオ燃料は、乾燥粒状物１４，２２、およびこれらをペレット化したペレット１５を含む。そのようなペレットマシン３３として、例えば、ＣＰＭ社のペレットミルを用いることができる。
【００５２】
なお、これら破砕機３１、乾燥機３２、およびペレットマシン３３は、１つの同じ工場に設置されていてもよいし、また異なる工場に設置されていてもよい。異なる工場に設置されている場合には、原料または半加工品を、コンベア、車両、または船舶など適当な輸送手段で輸送すればよい。
【００５３】
また、乾燥粒状物１４，２２またはペレット１５をバイオ燃料として発電するために、種々のボイラー発電機を用いることが可能である。そのようなボイラー発電機は、例えば、バイオ燃料を燃焼させて加圧水蒸気を得るボイラー、加圧水蒸気によって回転駆動されるタービン、タービンによって回転駆動される発電機を備える。
【００５４】
上に述べた実施形態において、乾燥粒状物１４，２２、ペレット１５の形状、サイズ、またはその製造工程、破砕機３１、乾燥機３２、ペレットマシン３３、または製造システム１の全体または各部の構成、個数、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  製造システム
１１  果実（ジャトロファの果実）
１２  破砕片
１３  粒状物
１４  乾燥粒状物
１５  ペレット（乾燥粒状物）
２１  乾燥物
２２  乾燥粒状物
３１  破砕機
３２  乾燥機
３３  ペレットマシン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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