(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食料品がプラスチック包装材によって覆われた食品廃棄物を利用した燃料塊であって、
上記食料品を分離した上記プラスチック包装材を圧縮することによって形成されるとともに少なくとも一方の対向面に凹部が形成された上下部蓋体と、これら上下部蓋体の上記凹部内に収納された上記食料品および／または上記食品廃棄物と、上記食料品および／または上記食品廃棄物を上記凹部内に収納した上下部蓋体の外周に巻回されて上下部蓋体の分離を阻止する結束材と、この結束材によって一体化された上下部蓋体を収納する袋部材とを備えてなることを特徴とする食品廃棄物を利用した燃料塊。
【請求項２】
上記凹部内の上記食料品および／または上記食品廃棄物には、水分吸収剤が添加されていることを特徴とする請求項１に記載の食品廃棄物を利用した燃料塊。
【請求項３】
上記袋部材の内部は、２１ＫＰａ以下の真空度に保持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の食品廃棄物を利用した燃料塊。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の食品廃棄物を利用した燃料塊の製造方法であって、
上記プラスチック包装材を板状に圧縮して、中央部に上記凹部が形成された上記下部蓋体を作製し、次いで上記下部蓋体の上記凹部内に上記食料品および／または上記食品廃棄物を投入した後に、上記下部蓋体上に、上記上部蓋体を構成する上記プラスチック包装材を載置して上記凹部を塞ぎ、次いでこれらを圧縮して上記上部蓋体を成形するとともに上記上下部蓋体を密着させた後に、これら上下部蓋体の外周に上記結束材を巻回して一体化し、これを上記袋部材内に収納して当該袋部材の開口部を塞ぐことを特徴とする食品廃棄物を利用した燃料塊の製造方法。
【請求項５】
上記下部蓋体の上記凹部内に上記食料品および／または上記食品廃棄物を投入するとともに、上記凹部内に水分吸収剤を添加することを特徴とする請求項４に記載の食品廃棄物を利用した燃料塊の製造方法。
【請求項６】
上記結束材によって一体化された上下部蓋体を上記袋部材内に収納した後に、上記袋部材内を２１ＫＰａ以下の真空度となるように真空引きして、上記開口部を気密的に封じることを特徴とする請求項４または５に記載の食品廃棄物を利用した燃料塊の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食料品の製造および流通過程において発生した食料品やその包装材となるプラスチック等の廃棄物を用いた燃料塊およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食料品の製造工場や、スーパーやコンビニエンスストア等の販売店においては、製造時における包装不良や賞味期限切れ等の理由から、消費されなかった食料品の廃棄物が発生している。このような食品廃棄物は、これまで一般に焼却等により処分されていたが、資源保護等の要請からそのリサイクルを図る各種の試みがなされている。
【０００３】
このような食品廃棄物としては、総菜、納豆、豆腐、麺類、食肉やハム、ソーセージ等の食肉製品、かまぼこやちくわ等の魚肉練り製品、魚介類、漬け物類、パン類、卵さらにはこれらを加工して詰め合わせた弁当等の様々な種類がある。
【０００４】
そこで、上記食品廃棄物のリサイクルの一種として、肥料や飼料として活用する方法も採用されている。
しかしながら、当該リサイクル方法にあっては、通常上記食品廃棄物が、食料品がプラスチック包装材によって覆われた形態になっているために、内部の食料品のみを採りだして、これを肥料や飼料として再加工する必要がある。
【０００５】
しかも、食料品を分離した後の、未だ食料品の残渣が付着しているプレスチック包装材は、再利用することができないために、別途焼却処分等の処理を行う必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、近年、化石燃料の価格が急激に高騰しているとともに、環境保護の要請により、当該化石燃料を使用した際に発生する二酸化炭素の削減が要請されている。
そこで、本発明者等は、上記食品廃棄物を製錬設備における各種の炉や、セメント製造設備における焼成キルン等の補助燃料として使用可能とすべく、鋭意研究を行った。
【０００７】
その結果、上記食品廃棄物のプラスチック包装材は、例えば弁当容器、納豆容器、豆腐容器、食肉容器、総菜の包装、等として、ポリスチレン（ＰＳ）、発泡ポリスチレン（ＰＳＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＥＴ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）等が用いられており、これらのプラスチック包装材および内部の食料品は、高い熱量を有していること、および上記食料品は、燃焼によって生じる灰分が少ないこと等が判明した。
【０００８】
そこで、上記プラスチック包装材によって上下部蓋体を製作し、これら上下部蓋体間にプラスチック包装材から採りだした上記食料品や、あるいはプラスチック容器に入れたままの食品廃棄物を挟んで一体化することにより、石炭とほぼ同等の２５〜３０ＭＪ／ｔの熱量を有する好適な燃料塊を得ることができるとの知見を得るに至った。
【０００９】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、食品工場および流通過程で廃棄された各種の食品廃棄物のプラスチック包装材および内部の食料品を、各種の燃焼設備における補助燃料としてリサイクルすることが可能となる食品廃棄物を利用した燃料塊およびその製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、食料品がプラスチック包装材によって覆われた食品廃棄物を利用した燃料塊であって、上記食料品を分離した上記プラスチック包装材を圧縮することによって形成されるとともに少なくとも一方の対向面に凹部が形成された上下部蓋体と、これら上下部蓋体の上記凹部内に収納された上記食料品および／または上記食品廃棄物と、上記食料品および／または上記食品廃棄物を上記凹部内に収納した上下部蓋体の外周に巻回されて上下部蓋体の分離を阻止する結束材と、この結束材によって一体化された上下部蓋体を収納する袋部材とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記凹部内の上記食料品および／または上記食品廃棄物には、水分吸収剤が添加されていることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記袋部材の内部が、２１ＫＰａ以下の真空度に保持されていることを特徴とするものである。
【００１３】
次いで、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の食品廃棄物を利用した燃料塊の製造方法であって、上記プラスチック包装材を板状に圧縮して、中央部に上記凹部が形成された上記下部蓋体を作製し、次いで上記下部蓋体の上記凹部内に上記食料品および／または上記食品廃棄物を投入した後に、上記下部蓋体上に、上記上部蓋体を構成する上記プラスチック包装材を載置して上記凹部を塞ぎ、次いでこれらを圧縮して上記上部蓋体を成形するとともに上記上下部蓋体を密着させた後に、これら上下部蓋体の外周に上記結束材を巻回して一体化し、これを上記袋部材内に収納して当該袋部材の開口部を塞ぐことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、上記下部蓋体の上記凹部内に上記食料品および／または上記食品廃棄物を投入するとともに、上記凹部内に水分吸収剤を添加することを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明において、上記結束材によって一体化された上下部蓋体を上記袋部材内に収納した後に、上記袋部材内を２１ＫＰａ以下の真空度となるように真空引きして、上記開口部を気密的に封じることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜３のいずれかに記載の燃料塊および請求項４〜６のいずれかに記載の燃料塊の製造方法によれば、食料品の製造および流通過程において発生した食品廃棄物を構成する食料品およびそのプラスチック包装材の全てを利用して、簡易な処理により、運搬等のハンドリング性に優れるとともに石炭並みの熱量を有する燃料塊を得ることができ、よって製錬設備における各種の炉や、セメント製造設備における焼成キルン等の各種の燃焼設備における高熱量の補助燃料として有効にリサイクルすることができる。
【００１７】
ここで、請求項２または５に記載の発明によれば、食料品をプラスチック包装材によって成形された上下部蓋体間の凹部に収納する際に、当該食料品に含まれる水分が漏れ出すことを未然に防ぐことができる。なお、上記水分吸収剤としては、安価かつ汎用のセメントを用いれば、当該水分の吸収と、固化による食料品の一体化を同時に行うことができるために好適である。
【００１８】
さらに、請求項３または６に記載の発明によれば、上記袋部材の内部を真空引きして２１ＫＰａ以下の真空度に保持することにより、本発明者等の実験によれば、内部の食料品の腐敗を２０日以上にわたって防止することができ、よって腐敗臭等に起因するハンドリングの困難さも防止して、所定期間の保管も可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る食品廃棄物を利用した燃料塊の一実施形態を示す内部を断面視した正面図である。
【図２】図１の構成の燃料塊を製造において、プラスチック包装材を切り出す工程から下部蓋体の凹部内に食料品等を投入するまでの工程を示す概略図である。
【図３】同じく、図２の凹部内の食料品等に水分吸収剤を投入する工程から上下部蓋体をプレスした後にバンドによって結束する工程までを示す概略図である。
【図４】同じく、図３において結束された上下部蓋体を収納袋に入れて、真空引きした後に封じて燃料塊とするまでの工程を示す概略図である。
【図５】プラスチック包装材の配合割合を変化させた場合の燃料塊の熱量および密度の変化を示すグラフである。
【図６】下部蓋体の凹部の寸法諸元と、凹部内に収納した食料品の量を変化させた場合の燃料塊としての評価の実証結果を示す図表である。
【図７】袋部材内の真空度を変化させた場合の２０日経過後の状態の検証結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明に係る食品廃棄物を利用した燃料塊の一実施形態を示すものである。
図１において、符号１が上部蓋体、２が下部蓋体であり、これら上下部蓋体１、２は、それぞれ主として食品廃棄物から内部の食料品を分離したプラスチック包装材によって形成されたものである。ここで、プラスチック包装材は、ＰＳ、ＰＰ、ＰＥＴ等からなるシート状や袋状のものが大半であり、多くのプラスチック包装材には、分離した食料品の残渣が付着している。また、内部に同封されていた紙類も含まれている。
【００２１】
そして、これら上下部蓋体１、２は、各々上記プラスチック包装材が積層されて圧縮されることにより、例えば図６に示すように、約５５ｃｍ×５５ｃｍの方形板状であって、かつ上下部蓋体１、２を合わせた厚さ寸法が約２５ｃｍに形成されたもので、さらに下部蓋体２の対向面には、直径Ｄの円形の凹部３が形成されている。
【００２２】
そして、この凹部３内に、上記プラスチック包装材から分離された食肉や麺類等の各種食料品４ａや、例えば納豆や豆腐等のプラスチック包装材によって覆われたままの食品廃棄物４ｂが収納されるとともに、これら食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂから漏出する水分を吸収するとともに、固化させるセメント（水分吸収剤）５が添加されている。
【００２３】
ここで、図５に示すように、燃料塊における上下部蓋体１、２のプラスチック包装材の配合割合を６０〜８０ｗｔ％の範囲内とすることにより、石炭と同程度の２５〜３０ＭＪ／ｔの最適熱量を得ることができる。また、図６に示すように、凹部３の直径Ｄおよび深さＥを適宜調整して、燃料塊の重量に対する食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂの重量Ａの比率を２５〜４０％に設定することにより、燃料塊における内部の食料品やその水分の漏れを確実に防止して好ましい燃料塊とすることができる。
【００２４】
これら食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂが凹部３内に収納された上下部蓋体１、２は、圧縮されて互いの対向面を当接させた状態で、これらの外周には、上下部蓋体１、２の分離を阻止するバンド（結束材）６が巻回されている。そしてさらに、バンド６によって一体化された上下部蓋体１、２は、真空パック用の収納袋（袋部材）７内に収納されている。
【００２５】
そして、この燃料塊においては、収納袋７内が真空引きされて、開口部が封じられることにより、２１ＫＰａ以下の真空度に保持されている。
【００２６】
次に、図２〜図４に基づいて、本発明に係る燃料塊の製造方法を図１に示した構成からなる燃料塊を製造する場合に適用した一実施形態について説明する。
上述したように、所望の熱量を有する燃料塊を得るためには、プラスチック包装材の配合割合を図５に示すように、６０〜８０ｗｔ％（すなわち、食料品４ａ＋食品廃棄物４ｂの配合割合を２０〜４０ｗｔ％）の範囲とすることが好ましい。
【００２７】
そこで、先ず図２（ａ）に示すように、ストック容器（図示を略す。）に投入されているプラスチック包装材１０を定量供給装置１１によって掻き出して、重量計付きのストック容器１２に入れる。そして、重量センサ１２ａが所定の重量を検出すると、当該プラスチック包装材が、図２（ｂ）に示すプレス機１３に自動投入される。なお、これらプラスチック包装材は、上述したようにＰＳ、ＰＰ、ＰＥＴ等からなるシート状や袋状のものが大半であり、多くのプラスチック包装材には、分離した食料品の残渣が付着している。
【００２８】
そして、このプレス機１３において、１段目のプレス工程を実施し、先ず上記プラスチック包装材１０をプレス１３ａ、１３ｂによって方形板状に形成した後に、さらに中央の円柱状のプレス１３ｂによって、中央部に円形状の凹部３を形成することにより、下部蓋体２を製作する。
【００２９】
この際に、１０ｔのプレス圧で０．５〜１ｍ／分のプレス速度で圧縮成形することにより、層状のプラスチック包装材の密着性が確保されるとともに上記食料品の残渣が接着剤として機能し、この結果バッククラッシュが少なくハンドリング性のよい、良好な燃料塊の上下部蓋体１、２が成形されることが実証されている。
【００３０】
次いで、図２（ａ）に示したプラスチック包装材１０の場合と同様にして、ストック容器（図示を略す。）に投入されている上記食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂを定量供給装置１１によって掻き出して、重量計付きのストック容器１２に入れる。そして、重量センサ１２ａが所定の重量を検出すると、図２（ｃ）に示すように、シューター１４によって、食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂを、プレス機１３に設置されている下部蓋体２の凹部３に投入する。
【００３１】
このようにして下部蓋体２の凹部３内に投入された食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂは、水分が含まれており、このうちの３％程度が液ダレとして上下部蓋体１、２間から外部に漏れ出す可能性がある。このため、燃料塊としてハンドリング等を行った場合、液ダレ等により作業環境や装置悪化を招くおそれがある。これを防ぐために、図３（ａ）に示すように、食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂに対して、重量比５％程度のセメント（水分吸収剤）１５を添加する。
【００３２】
すると、セメント１５と接した水分は、セメント粒子内に吸収される。そして、その後４〜５時間は低調な水和反応が進行し、当該セメント１５の硬化は、その後１０数時間程度進む。そこで、セメント１５を投入して硬化する前に、図３（ｂ）に示すように、下部蓋体２上に上部蓋体１となるプラスチック包装材１０を被せて、２段目のプレス工程を行う。これにより、上記プラスチック包装材１０がプレス１３ａ、１３ｂによって圧縮成形されて平板状の上部蓋体１となる。
【００３３】
なお、この２段目のプレス工程は、燃料塊として最終成形であるために、プレス１３ａ、１３ｂによって上部蓋体１の上面を同レベル位置にして行う。なお、プレス圧については、１０ｔのプレス圧で０．５ｍ／分のプレス速度で、食品残さ等の飛散が少ない、良好な燃料塊が作成されることが実証されている。
【００３４】
そして、図３（ｂ）において作成された燃料塊は２段目のプレス工程のみで安定化された形状となっているものの、運搬途中に荷崩れ等を起こす可能性がある。そこで次に、図３（ｃ）に示すように、一般に使用されている結束バンド装置を使用して、上部蓋体１２，の外周にバンド６を巻回する結束工程を行う。
【００３５】
次に、バンド６によって結束・一体化された上下部蓋体１、２を収納可能な大きさの真空パック用の収納袋７を用意する。この収納袋７は、三方が封止されて一辺が開口した樹脂製の四角形のものが望ましい。そして、図４（ａ）に示すように、収納袋７内に、結束された上下部蓋体１、２を入れた後に、図４（ｂ）に示すように、収納袋７の開口部を絞りながら真空引き用の隙間を形成し、真空引き用のダクト１６を挿入して吸引機１７により内部を吸引する。
【００３６】
この際に、図７に示す本発明者等による試験結果によれば、収納袋７内の真空度を２１ＫＰａ以下に保持することにより、２０日後においても燃料塊のハンドリングを困難とするような腐敗や悪臭を生じることないことが実証されている。そして次に、図４（ｃ）に示すように、吸引用の開口部に熱シーリング１８を施して封じることにより、図１に示した構成を有する燃料塊が完成する。
【００３７】
以上の構成からなる食品廃棄物を利用した燃料塊およびその製造方法によれば、食料品の製造および流通過程において発生した食品廃棄物４ｂを構成する食料品４ａおよびそのプラスチック包装材１０の全てを利用して、プレス工程等の簡易な加工処理により、運搬等のハンドリング性に優れるとともに、石炭並みの熱量を有する燃料塊を得ることができ、よって製錬設備における各種の炉や、セメント製造設備における焼成キルン等の高熱量の補助燃料として有効にリサイクルすることができる。
【００３８】
また、食料品４ａおよび食品廃棄物４ｂを、プラスチック包装材１０によって成形された下部蓋体２の凹部３に収納する際に、セメント１５を添加しているために、当該食料品４ａや食品廃棄物４ｂに含まれる水分を吸収するとともに、固化することにより、当該水分が漏れ出すことを未然に防ぐことができる。なお、上記セメント１５として、セメント製造設備で発生するクリンカダストやセメントダスト等を利用してもよい。
【００３９】
さらに、バンド６によって結束した上下部蓋体１、２を真空パック用の収納袋７内に入れ、内部を真空引きして２１ＫＰａ以下の真空度に保持しているために、内部の食料品の腐敗を２０日以上にわたって防止することができ、よって腐敗臭等に起因するハンドリングの困難さも防止して、所定期間の保管も可能にすることができる。
【００４０】
また、上記製造方法においては、２段目のプレス工程において、下部蓋体２上に上部蓋体１となるプラスチック包装材１０を被せて、これをプレス１３ａ、１３ｂによって圧縮することにより、同時に上部蓋体１を成形しているために、上部蓋体１を製造するための工程と、上下部蓋体１、２を密着させるための工程を、同時に行うことができ、よって工程が簡略化するとともに、上下部蓋体１、２の密着度を確実に高めることができる。
【００４１】
なお、上記実施形態においては、２段目のプレス工程において下部蓋体２上に上部蓋体１を成形した場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、予め上記プラスチック包装材１０をプレス１３ａ、１３ｂによって圧縮成形することにより、平板状の上部蓋体１を製作しておき、２段目のプレス工程において、当該上部蓋体１を下部蓋体２上に載置し、両者を圧縮して密着させることも可能である。この際に、予め製作しておく上部蓋体１の中央部にも、同様の凹部を形成しておけば、食料品または食品廃棄物を収納する容量を容易に増すことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  上部蓋体
２  下部蓋体
３  凹部
４ａ  食料品
４ｂ  食品廃棄物
５  セメント（水分吸収剤）
６  バンド（結束材）
７  真空パック用の収納袋（袋部材）
１０  プラスチック包装材
【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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