(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、ペレットに成形するにあたり、事前に木質原料の乾燥処理を必要としない木質ペレットの製造方法を提供すること。【解決手段】第一の押出成形機１０の原料供給口から粉砕後の乾燥処理されていない木質原料Ｍを供給し、スクリュー１２によって圧縮し、前記木質原料Ｍから絞り出された水分を排水しつつ、第一のダイ２４の押出孔２２から前記木質原料Ｍを更に細かくした粉砕物である一次原料Ｅとして押し出した後、第二の押出成形機３８の原料供給口から前記一次原料Ｅを供給し、スクリュー４８によって圧縮するとともに、第一の温度センサー３０と第二の温度センサー４４によって得られた前記一次原料Ｅの温度を基に前記一次原料Ｅの温度を所定の温度となるように調整し、第二のダイ４６の押出孔３８から前記一次原料Ｅを固形の棒状物Ｓとして押し出した後、切断装置４２によってペレットＰに切断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段に接続されて回転自在に設けられた一軸の第一のスクリューと、前記第一のスクリューを内部に水平方向に納めた第一の円筒体と、前記第一の円筒体の後端寄りに設けられた第一の原料供給口と、前記第一の円筒体の先端に設けられた、多数の押出孔が備えられた第一のダイと、前記第一の円筒体における前記第一の原料供給口と前記第一のダイとの間に設けられた排水口とを有する第一の押出成形機を用い、
前記第一の原料供給口から粉砕後の乾燥処理されていない木質原料を供給し、前記木質原料を前記第一のダイに向けて前記第一のスクリューによって圧縮するとともに、前記第一のスクリューによって圧縮された前記木質原料から絞り出された水分を前記排水口から排水しつつ、前記第一のダイの多数の押出孔から木質原料を更に細かくした粉砕物である一次原料として押し出した後、
駆動手段に接続されて回転自在に設けられた一軸の第二のスクリューと、前記第二のスクリューを内部に水平方向に納めるとともに冷却ジャケットを備えた第二の円筒体と、前記第二の円筒体の後端寄りに設けられた第二の原料供給口と、前記第二の円筒体に設けられた第一の温度センサーと、前記第二の円筒体の先端に設けられた、多数の押出孔が備えられた第二のダイと、前記第二のダイに設けられた第二の温度センサーと、前記第二のダイに設けられた加熱ジャケットとを有し、前記第二のダイの押出方向の厚みが前記第一のダイの押出方向の厚みよりも大きいものである第二の押出成形機を用い、
前記第二の原料供給口から前記一次原料を供給し、前記一次原料を前記第二のダイに向けて前記第二のスクリューによって圧縮するとともに、前記第一の温度センサーによって得られた前記一次原料の温度を基に前記冷却ジャケットを作動させて前記一次原料の温度を所定の温度となるように冷却して調整し、さらに、前記第二の温度センサーによって得られた前記一次原料の温度を基に前記加熱ジャケットを作動させて前記一次原料の温度を所定の温度となるように加熱して調整し、前記第二のダイの多数の押出孔から前記一次原料を固形の棒状物として押し出した後、
切断装置によって前記固形の棒状物をペレットに切断することを特徴とする木質ペレットの製造方法。
【請求項２】
前記所定の温度が８０〜１７０℃であることを特徴とする請求項１記載の木質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、木質ペレットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野の従来技術としては、木質原料を粉砕し、含水率１０〜３０％に乾燥した後、押出成形機によって１０〜５０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力で加圧し、１００〜２００℃位に発熱させて水分を蒸発させ、直径５〜１３ｍｍの棒状物として押出成形した後、長さ１０〜１５ｍｍに切断してペレットにするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、木質原料を粉砕し、乾燥した後、リングダイ式ペレットミルによってペレットを成形するシステムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１３５４７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】旭機械株式会社、“木質ペレット製造設備”、［online］、フロー図、「平成２４年４月１９日検索」、インターネット〈http://www.asahi-kikai.co.jp/product/product02.html〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術においては、ペレットに成形するにあたり、事前に木質原料を乾燥させる必要があった。
なぜなら、乾燥処理されていない含水率が３０％を超えるような木質原料を使うと、柔らかすぎて固めることが難しくなるからである。
【０００７】
特に、従来技術における押出成形機による場合には、乾燥処理されていない含水率が３０％を超えるような木質原料を使うと、スクリューによって圧縮された木質原料から絞り出された水分を排水することができないため、押出成形機内に水分が溜まってしまうという不具合も発生することから、なおさら木質原料を乾燥させる必要があった。
【０００８】
このため、従来技術においては、ペレットに成形するにあたり、事前に木質原料の乾燥処理が必要となることから、乾燥装置が不可欠となり、木質ペレットの製造設備の導入費用、維持管理費用、及び維持管理の手間などの負担が大きくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、ペレットに成形するにあたり、事前に木質原料の乾燥処理を必要としない木質ペレットの製造方法を提供することを目的とする。
なお、本発明における木質ペレットとは、間伐材や廃木材などを原料としたペレットを意味する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の課題解決手段は、駆動手段に接続されて回転自在に設けられた一軸の第一のスクリューと、前記第一のスクリューを内部に水平方向に納めた第一の円筒体と、前記第一の円筒体の後端寄りに設けられた第一の原料供給口と、前記第一の円筒体の先端に設けられた、多数の押出孔が備えられた第一のダイと、前記第一の円筒体における前記第一の原料供給口と前記第一のダイとの間に設けられた排水口とを有する第一の押出成形機を用い、
前記第一の原料供給口から粉砕後の乾燥処理されていない木質原料を供給し、前記木質原料を前記第一のダイに向けて前記第一のスクリューによって圧縮するとともに、前記第一のスクリューによって圧縮された前記木質原料から絞り出された水分を前記排水口から排水しつつ、前記第一のダイの多数の押出孔から木質原料を更に細かくした粉砕物である一次原料として押し出した後、
駆動手段に接続されて回転自在に設けられた一軸の第二のスクリューと、前記第二のスクリューを内部に水平方向に納めるとともに冷却ジャケットを備えた第二の円筒体と、前記第二の円筒体の後端寄りに設けられた第二の原料供給口と、前記第二の円筒体に設けられた第一の温度センサーと、前記第二の円筒体の先端に設けられた、多数の押出孔が備えられた第二のダイと、前記第二のダイに設けられた第二の温度センサーと、前記第二のダイに設けられた加熱ジャケットとを有し、前記第二のダイの押出方向の厚みが前記第一のダイの押出方向の厚みよりも大きいものである第二の押出成形機を用い、
前記第二の原料供給口から前記一次原料を供給し、前記一次原料を前記第二のダイに向けて前記第二のスクリューによって圧縮するとともに、前記第一の温度センサーによって得られた前記一次原料の温度を基に前記冷却ジャケットを作動させて前記一次原料の温度を所定の温度となるように冷却して調整し、さらに、前記第二の温度センサーによって得られた前記一次原料の温度を基に前記加熱ジャケットを作動させて前記一次原料の温度を所定の温度となるように加熱して調整し、前記第二のダイの多数の押出孔から前記一次原料を固形の棒状物として押し出した後、
切断装置によって固形の棒状物をペレットに切断することを特徴とする木質ペレットの製造方法である。
【００１１】
本発明の第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段である木質ペレットの製造方法において、前記所定の温度が８０〜１７０℃であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の課題解決手段は、例え、事前に木質原料が乾燥処理されていない含水率３０％超のものであっても、まず、第一の押出成形機を用いて、木質原料を圧縮しながら脱水させ、更に細かくした粉砕物である一次原料として押し出し、続いて、第二の押出成形機を用いて、前記一次原料を圧縮して固形の棒状物として押し出した後、固形の棒状物を切断装置によって所望の長さのペレットに切断することにより、木質ペレットを製造することができる。
このため、木質原料をペレットに成形するにあたり、事前の乾燥処理が不要となる。
【００１３】
本発明の第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段が奏する効果に加え、所定の温度を８０〜１７０℃の範囲とすることにより、木質原料の含水率を、棒状物として固まり易くするのに最適なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に用いる第一の押出成形機と第二の押出成形機の略側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の木質ペレットＰを製造する方法を第一の押出成形機１０と第二の押出成形機４０とを用いて説明する（図１参照）。
【００１６】
なお、ここでの木質原料Ｍは、間伐材を粉砕した後の乾燥処理されていない含水率３０％超のおが屑である。
【００１７】
まず、第一の押出成形機１０について説明する。
第一の押出成形機１０は、後述する第二の押出成形機４０のために、前処理として、木質原料Ｍを脱水させて、更に細かくした粉砕物である一次原料Ｅを作るための装置である。
【００１８】
第一の押出成形機１０は、主に、駆動手段であるモーター（図示しない）に接続されて回転自在に設けられた一軸の第一のスクリュー１２を内部に水平方向に納めた第一の円筒体１６と、第一の円筒体１６の後端寄りに設けられた木質原料Ｍを第一の円筒体１６内に供給するための第一の原料供給口２０と、第一の円筒体１６の先端に設けられた、木質原料Ｍを更に細かくした粉砕物である一次原料Ｅとして押し出すための第一のダイ２４と、第一の円筒体１６において第一のダイ２４の手前に設けられた排水口１８とを有するものである。
【００１９】
さらに、排水口１８は、第一の円筒体１６において鉛直方向に設けられ、第一のスクリュー１２によって圧縮させられた木質原料Ｍから絞り出される水分を排水させるためのものである。
【００２０】
なお、排水口１８は、第一の原料供給口２０と第一のダイ２４との間のいずれかの場所に設けられれば良い。
ただし、排水口１８は、第一の円筒体１６における第一のダイ２４の手前に設けられるのが、圧力が一番高くなる場所に最も近いことから、一番効率良く水分を排水することができる。
なお、排水口１３は複数箇所に設けても良い。
【００２１】
さらに、第一のダイ２４には、多数の押出孔２２が押出方向に沿って貫通して備えられており、第一のダイ２４の正面視においては、多数の押出孔２２が円周状に備えられた状態となっている（図示しない）。
【００２２】
なお、木質原料Ｍを固形の棒状物ではなく、あえて更に細かくした粉砕物である一次原料Ｅとして押し出すことができるように、第一のダイ２４の押出方向の厚みＴ１は、後述する第二の押出成形機４０の第二のダイ４６の押出方向の厚みＴ２よりも小さいものとなっている。
【００２３】
次に、第二の押出成形機４０について説明する（図１参照）。
第二の押出成形機４０は、第一の押出成形機１０が作った一次原料Ｅを固形の棒状物Ｓとして押出成形するための装置である。
【００２４】
第二の押出成形機４０は、主に、駆動手段であるモーター（図示しない）に接続されて回転自在に設けられた一軸の第二のスクリュー４８を内部に水平方向に納めた第二の円筒体５０と、第二の円筒体５０の後端寄りに設けられた一次原料Ｅを第二の円筒体５０内に供給するための第二の原料供給口５２と、第二の円筒体５０の先端寄りに設けられた、第二のダイ４６から押し出される直前の一次原料Ｅの温度を測るための第一の温度センサー３０と、第二の円筒体１６の先端に設けられた、一次原料Ｅを固形の棒状物Ｓとして押し出すための第二のダイ４６と、第二のダイ４６に設けられた第二の温度センサー４４と、第二のダイ４６に設けられた加熱ジャケット３４とを有するものである。
【００２５】
さらに、第二の円筒体５０の先端寄りの一部の周面には、一次原料Ｅを冷却するための冷却ジャケット１４が設けられている。
なお、冷却ジャケット１４は、冷媒源（図示しない）から冷却水の供給を受けて循環させることができるように設けられている。
また、スクリュー１２の先端内にも冷却ジャケット（図示しない）を設けても良い。
【００２６】
さらに、第二のダイ４６には、多数の押出孔３８が押出方向に沿って貫通して備えられており、第二のダイ４６の正面視においては、多数の押出孔３８が円周状に備えられた状態となっている（図示しない）。
【００２７】
なお、更に細かくした粉砕物である一次原料Ｅを固形の棒状物Ｓとして押し出すために、第二のダイ４６の押出方向の厚みＴ２は、第一の押出成形機１０の第一のダイ２４の押出方向の厚みＴ１よりも大きいものとなっている。
【００２８】
さらに、加熱ジャケット３４は、押出孔３８内の一次原料Ｅを加熱するためのものである。
なお、加熱ジャケット３４は、熱媒源（図示しない）から蒸気の供給を受けることができるように設けられている。
さらに、第２の温度センサー４４は、押出孔３８内の一次原料Ｅの温度を測るためのものである。
【００２９】
続いて、本発明の木質ペレットＰを製造する方法を説明する。
【００３０】
まず、木質原料Ｍを第一の押出成形機１０の第一の原料供給口２０から第一の円筒体１６内へと供給する。
第一の円筒体１６内に供給された木質原料Ｍは、第一のスクリュー１２によって押し出され、次々と第一のダイ２４に向かって圧縮されていく。
【００３１】
そして、第一のスクリュー１２によって木質原料Ｍを圧縮することにより、木質原料Ｍを脱水させる。
これにより、木質原料Ｍから絞り出された水分が、排水口１８から第一の円筒体１６外へと排水される。
【００３２】
このように、木質原料Ｍを脱水させるからこそ、木質原料Ｍを、粉砕後の乾燥処理されていない含水率３０％超のものとすることが可能となる。
【００３３】
なお、木質原料Ｍの水分は、木質原料Ｍが、第一のスクリュー１２により圧縮されて、第一の円筒体１６内周面との摩擦熱及び第一のダイ２４との摩擦熱によって高温となることにより、いっそう絞り出され易くなっている。
【００３４】
そして、脱水させた木質原料Ｍを、引き続き第一のスクリュー１２によって圧縮させながら、木質原料Ｍを第一のダイ２４に備えられた多数の押出孔２２から更に細かくした粉砕物である一次原料Ｅとして押し出す。
【００３５】
続いて、第一の押出成形機１０から押し出された一次原料Ｅを第二の押出成形機４０の第二の原料供給口５２から第二の円筒体５０内へと供給する。
第二の円筒体５０内に供給された一次原料Ｅは、第二のスクリュー４８によって押し出され、次々と第二のダイ４６に向かって圧縮されていく。
【００３６】
なお、一次原料Ｅは、更に細かくした粉砕物であるため、第二の押出成形機４０にとって過負荷になることなく、第二のスクリュー４８によって押し出され、圧縮されていく。
【００３７】
そして、一次原料Ｅを、引き続き第二のスクリュー４８によって圧縮させながら、第一の温度センサー３０から得られた一次原料Ｅの温度を基に、冷却ジャケット１４に冷却水を送り込んで循環させ、摩擦熱によって高温となった、第二のダイ４６から押し出される直前の一次原料Ｅの温度を、所定の温度となるように冷却して調整する。
【００３８】
なお、ここでの所定の温度とは、第二のダイ４６から押し出された一次原料Ｅが固形の棒状物Ｓとして固まり易くなるのに最適な含水率とすることができる８０〜１７０℃の範囲の温度をいう。
【００３９】
そして、引き続き第二のスクリュー４８によって圧縮させながら、所定の温度で一次原料Ｅを第二のダイ４６に備えられた多数の押出孔３８から固形の棒状物Ｓとして押出成形する。
この際、第二の温度センサー４４から得られた一次原料Ｅの温度が、所定の温度を下回るものとならないように、加熱ジャケット３４に蒸気を送り込んで加熱し、調整する。
【００４０】
なお、この場合、加熱ジャケット３４によって押出孔３８内の一次原料Ｅを加熱するが、押出孔３８内の一次原料Ｅの温度を所定の温度とするために、加熱ジャケットの作動を停止したり、又は加熱ジャケットを冷却ジャケットに換えて作動させたりなどして温度調整をすることも発明者は予定している。
【００４１】
そして、一次原料Ｅを多数の押出孔３８から固形の棒状物Ｓとして押出成形した後、第二のダイ４６から木質ペレットＰの所望の長さの分だけ離れた場所に設けられた回転式のカッター４２によって、順次、所望な長さに切断して木質ペレットＰを製造する。
【符号の説明】
【００４２】
１０  第一の押出成形機
１２  第一のスクリュー
１４  冷却ジャケット
１６  第一の円筒体
１８  排水口
２０  第一の原料供給口
２２  押出孔（第一の押出成形機）
２４  第一のダイ
３０  第一の温度センサー
３４  加熱ジャケット
３８  押出孔（第二の押出成形機）
４０  第二の押出成形機
４２  カッター
４４  第二の温度センサー
４６  第二のダイ
４８  第二のスクリュー
５０  第二の円筒体
５２  第二の原料供給口
Ｍ  木質原料
Ｅ  一次原料
Ｓ  固形の棒状物
Ｐ  木質ペレット
Ｔ１  第一のダイの厚み
Ｔ２  第二のダイの厚み
【図１】
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