(57)【要約】【課題】実質的に化石燃料に依存せずに焼酎粕濃縮液を燃焼させて効率良く蒸気回収することができる焼酎粕処理方法及び焼酎粕処理装置を提供すること。【解決手段】焼酎粕を固液分離した後の液側を濃縮して生成した焼酎粕濃縮液を、燃焼炉５０内に向けて配置されたバーナー噴射装置５１から前記燃焼炉５０内に噴射して燃焼させ、その燃焼熱を利用して蒸気回収を行う。前記焼酎粕濃縮液には、バイオマス由来の油を添加することにより前記バーナー噴射装置５１から噴射可能となる程度まで粘度を低下させた後、前記バーナー噴射装置５１から噴射することが好ましい。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼酎粕を固液分離した後の液側を濃縮して生成した焼酎粕濃縮液を、燃焼炉内に向けて配置されたバーナー噴射装置から前記燃焼炉内に噴射して燃焼させ、その燃焼熱を利用して蒸気回収を行うことを特徴とする焼酎粕処理方法。
【請求項２】
前記焼酎粕濃縮液に、バイオマス由来の油を添加することにより前記バーナー噴射装置から噴射可能となる程度まで粘度を低下させた後、前記バーナー噴射装置から噴射することを特徴とする請求項１記載の焼酎粕処理方法。
【請求項３】
前記バイオマス由来の油を添加することにより、前記焼酎粕濃縮液の粘度を１００ｃｐ以下とすることを特徴とする請求項２記載の焼酎粕処理方法。
【請求項４】
前記バイオマス由来の油としてフーゼル油を用いることを特徴とする請求項２又は３記載の焼酎粕処理方法。
【請求項５】
前記バイオマス由来の油として植物油を用いることを特徴とする請求項２又は３記載の焼酎粕処理方法。
【請求項６】
前記焼酎粕濃縮液の含水率が５０〜５５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の焼酎粕処理方法。
【請求項７】
前記燃焼炉は竪型炉であり、前記バーナー噴射装置は、前記竪型炉の頂部又はその近傍に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の焼酎粕処理方法。
【請求項８】
焼酎粕を固液分離した後の液側を濃縮して生成した焼酎粕濃縮液を燃焼させる燃焼炉と、
前記燃焼炉内に向けて前記焼酎粕濃縮液を噴射して燃焼させるバーナー噴射装置と、
前記燃焼炉内の燃焼ガスを導入して蒸気回収を行う廃熱ボイラーとを有することを特徴とする焼酎粕処理装置。
【請求項９】
前記焼酎粕濃縮液を前記バーナー噴射装置に供給する前段に、該焼酎粕濃縮液にバイオマス由来の油を添加することにより前記バーナー噴射装置から噴射可能となる程度まで粘度を低下させる油添加手段を有することを特徴とする請求項８記載の焼酎粕処理装置。
【請求項１０】
前記油添加手段は、バイオマス由来の油を添加することにより、前記焼酎粕濃縮液の粘度を１００ｃｐ以下とすることを特徴とする請求項９記載の焼酎粕処理装置。
【請求項１１】
前記バイオマス由来の油としてフーゼル油を用いることを特徴とする請求項９又は１０記載の焼酎粕処理装置。
【請求項１２】
前記バイオマス由来の油として植物油を用いることを特徴とする請求項９又は１０記載の焼酎粕処理装置。
【請求項１３】
前記燃焼炉は竪型炉であり、前記バーナー噴射装置は、前記竪型炉の頂部又はその近傍に配置されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の焼酎粕処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焼酎粕処理方法及び焼酎粕処理装置に関し、詳しくは、焼酎粕濃縮液を燃焼させて燃焼熱から蒸気回収を行う焼酎粕処理方法及び焼酎粕処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼酎粕（蒸留残渣）の処理方法としては、特許文献１に記載のように家畜飼料等に利用する方法が知られている。焼酎粕の飼料化は、栄養価値の高い焼酎粕の再資源化として優れた方法であるが、乾燥のための熱源が必要となる。
【０００３】
このような熱源を生成するには、専ら灯油等の化石燃料が使用されるため、特許文献１に記載の技術は化石燃料消費型の処理プロセスとなっている。
【０００４】
ところで、化石燃料の使用は、その燃焼に伴って硫黄酸化物や窒素酸化物が発生し、大気汚染や酸性雨を引き起こす原因となるばかりでなく、化石燃料の燃焼によって発生する二酸化炭素は地球温暖化の大きな原因となっており、資源の有限性の観点のみならず、環境問題の観点からも、化石燃料使用量の低減化が大きな課題となっている。
【特許文献１】特開２０００−１２５７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、焼酎粕をバイオマス燃料として利用する試みがなされている。本発明者らは、焼酎粕から固液分離された分離液を濃縮して濃縮液を生成し、その濃縮液を燃焼させることにより、その燃焼熱から蒸気回収を行うことを検討した。
【０００６】
しかし、焼酎粕濃縮液は多くの水分を含んでいるため、これを燃焼するには多くの助燃剤が必要となる。また、焼酎粕濃縮液を燃焼させるためのバーナー等に供給する燃料も必要である。一般にこれら助燃剤や燃料には灯油等の化石燃料が使用されるため、化石燃料消費型の処理プロセスとなって、化石燃料使用量の低減化を図る上では好ましい方法とはいえない。
【０００７】
そこで、本発明は、実質的に化石燃料に依存せずに焼酎粕濃縮液を燃焼させて効率良く蒸気回収することができる焼酎粕処理方法及び焼酎粕処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１０】
（請求項１）
焼酎粕を固液分離した後の液側を濃縮して生成した焼酎粕濃縮液を、燃焼炉内に向けて配置されたバーナー噴射装置から前記燃焼炉内に噴射して燃焼させ、その燃焼熱を利用して蒸気回収を行うことを特徴とする焼酎粕処理方法。
【００１１】
（請求項２）
前記焼酎粕濃縮液に、バイオマス由来の油を添加することにより前記バーナー噴射装置から噴射可能となる程度まで粘度を低下させた後、前記バーナー噴射装置から噴射することを特徴とする請求項１記載の焼酎粕処理方法。
【００１２】
（請求項３）
前記バイオマス由来の油を添加することにより、前記焼酎粕濃縮液の粘度を１００ｃｐ以下とすることを特徴とする請求項２記載の焼酎粕処理方法。
【００１３】
（請求項４）
前記バイオマス由来の油としてフーゼル油を用いることを特徴とする請求項２又は３記載の焼酎粕処理方法。
【００１４】
（請求項５）
前記バイオマス由来の油として植物油を用いることを特徴とする請求項２又は３記載の焼酎粕処理方法。
【００１５】
（請求項６）
前記焼酎粕濃縮液の含水率が５０〜５５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の焼酎粕処理方法。
【００１６】
（請求項７）
前記燃焼炉は竪型炉であり、前記バーナー噴射装置は、前記竪型炉の頂部又はその近傍に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の焼酎粕処理方法。
【００１７】
（請求項８）
焼酎粕を固液分離した後の液側を濃縮して生成した焼酎粕濃縮液を燃焼させる燃焼炉と、
前記燃焼炉内に向けて前記焼酎粕濃縮液を噴射して燃焼させるバーナー噴射装置と、
前記燃焼炉内の燃焼ガスを導入して蒸気回収を行う廃熱ボイラーとを有することを特徴とする焼酎粕処理装置。
【００１８】
（請求項９）
前記焼酎粕濃縮液を前記バーナー噴射装置に供給する前段に、該焼酎粕濃縮液にバイオマス由来の油を添加することにより前記バーナー噴射装置から噴射可能となる程度まで粘度を低下させる油添加手段を有することを特徴とする請求項８記載の焼酎粕処理装置。
【００１９】
（請求項１０）
前記油添加手段は、バイオマス由来の油を添加することにより、前記焼酎粕濃縮液の粘度を１００ｃｐ以下とすることを特徴とする請求項９記載の焼酎粕処理装置。
【００２０】
（請求項１１）
前記バイオマス由来の油としてフーゼル油を用いることを特徴とする請求項９又は１０記載の焼酎粕処理装置。
【００２１】
（請求項１２）
前記バイオマス由来の油として植物油を用いることを特徴とする請求項９又は１０記載の焼酎粕処理装置。
【００２２】
（請求項１３）
前記燃焼炉は竪型炉であり、前記バーナー噴射装置は、前記竪型炉の頂部又はその近傍に配置されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の焼酎粕処理装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、実質的に化石燃料に依存せずに焼酎粕濃縮液を燃焼させて効率良く蒸気回収することができる焼酎粕処理方法及び焼酎粕処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る焼酎粕処理方法を実施するためのシステムの一例を示すフロー図である。
【００２６】
酒造会社等において発生した焼酎粕（例えば芋焼酎粕）は、例えばタンクローリーにより処理設備に搬入され、原液貯留タンク１に貯留される。原液貯留タンク１は、腐敗防止のために例えばスチームコイルを内蔵しており、内部に貯留される焼酎粕原液の温度を６０〜８０℃に保っている。また、原液貯留タンク１には固形分の沈降防止のために攪拌機(図示せず)を設けることが好ましい。
【００２７】
原液貯留タンク１に搬入される焼酎粕原液は、固形分濃度が約６〜１０ｗｔ％の範囲である。
【００２８】
原液貯留タンク１に貯留された焼酎粕原液は、図示しないポンプにより固液分離設備２に送られる。
【００２９】
固液分離設備２では、原液貯留タンク１から送られた焼酎粕原液を固液分離し、固形分と液側（分離液）とに分離する。固液分離設備２において使用することのできる具体的な固液分離手段は特に問わず、例えばスクリュープレス、デカンタ、ロータリースクリーン等、一般に固液分離手段として用いられている装置を使用することができる。これらはいずれか一種を用いるものに限らず、例えばスクリュープレスで固形分と分離液とに一旦分離した後、分離液をデカンタによって更に固形分と分離液とに分離するという具合に、二種以上の固液分離手段を多段で使用することも好ましい。
【００３０】
この固液分離設備２では、分離液の含水率が９５ｗｔ％程度となるように焼酎粕原液を固液分離する。
【００３１】
固液分離設備２で分離された分離液は濃縮設備３に送られると共に、固形分は乾燥設備４に送られる。
【００３２】
濃縮設備３では、含水率９５ｗｔ％程度の分離液を含水率５０〜５５ｗｔ％程度まで低下させる。このために用いられる具体的な濃縮手段としては多重効用缶が好ましい。
【００３３】
また、焼酎粕の種類によっては、多重効用缶とドラムドライヤー等の他の蒸発器とを組み合わせた濃縮手段も好ましい。
【００３４】
図２に多重効用缶を用いた濃縮設備３のフローを示す。
【００３５】
多重効用缶３１は、固液分離設備２において固液分離された焼酎粕の分離液を加熱蒸発させて濃縮する。図２では第１缶３１ａ、第２缶３１ｂ及び第３缶３１ｃからなる３重効用缶を用いているが、特に限定されない。
【００３６】
第１缶３１ａは、蒸気供給ライン２００によって供給される蒸気を熱源として焼酎粕の分離液を加熱蒸発させて濃縮する。第１缶３１ａにおいて濃縮された濃縮液は、配管３１１を介して第２缶３１ｂに送られ、第１缶３１ａで発生した蒸気は蒸気管２０１を介して第２缶３１ｂに送られ、これを熱源として更に加熱蒸発させて濃縮する。第２缶３１ｂにおいて濃縮された濃縮液は、配管３１２を介して第３缶３１ｃに送られ、第２缶３１ｂで発生した蒸気は蒸気管２０２を介して第３缶３１ｃに送られ、これを熱源として更に加熱蒸発させて、配管３１３から排出される焼酎粕濃縮液の含水率を５５ｗｔ％程度まで低下させる。第３缶３１ｃで発生した蒸気は蒸気管２０３を介して図示しない蒸留塔等に送られる。但し、焼酎粕の種類によっては、含水率５５ｗｔ％までの脱水が、流動性等の点から困難となるため、これに他の濃縮手段を付加する必要がある。
【００３７】
一方、固液分離設備２で分離された固形分は乾燥設備４に送られる。乾燥設備４には図示しない乾燥機を有している。乾燥機としては特に限定されないが、蒸気供給ライン２００から供給される蒸気を熱源として加熱乾燥を行う乾燥機を用いることが好ましい。乾燥機では焼酎粕固形分をおよそ含水率１２ｗｔ％程度まで乾燥させる。得られた乾燥物は家畜飼料等の有用な資源として飼料会社等に販売される。
【００３８】
本発明において、濃縮設備３の後段には燃焼設備５が設けられており、濃縮設備３で得られた焼酎粕濃縮液は、この燃焼設備５に送られて焼却される。
【００３９】
なお、一般に焼酎粕濃縮物は、図３の焼酎粕の含水率と発熱量との関係を表すグラフに示されるように、含水率が高くなるにつれて燃焼熱が低下する。従って、濃縮設備３で得られた含水率５０〜５５ｗｔ％の焼酎粕濃縮物でも十分な燃焼熱（例えば低位発熱量として2500kcal/kg）が得られない場合は、燃焼設備５の前段に乾燥設備（図示せず）を設けて、補助的に追加乾燥を行うようにしてもよい。また、含水率５０〜５５ｗｔ％までの含水率低下が困難な場合にも同様に乾燥設備を設けるようにしてもよい。
【００４０】
図４は、焼酎粕濃縮液を燃焼させる燃焼設備５の模式図である。本発明において、燃焼設備５は焼酎粕濃縮液を燃焼させるための燃焼炉５０を有している。
【００４１】
燃焼炉５０の構造は特に問わないが、中でも竪型炉を用いることが好ましい。焼酎粕濃縮液を例えば横型の床燃焼炉を用いて燃焼させる場合、焼酎粕に含まれるＫ塩やＮａ塩が炉壁に付着して次第に堆積するため、これら付着物を掻き出して除去する必要があるが、竪型炉の場合は、後述するように、燃焼によって生成される灰が炉内の底部に溜まるため、溜まった灰を容易に排出でき、省力化を図ることができるためである。以下、燃焼炉５０として、このような竪型炉を使用した態様について説明する。
【００４２】
竪型炉５０は、ある程度の高さを有する筒状であり、図中、５１は炉頂に設置された焼酎粕濃縮液を噴射するためのバーナー噴射装置、５２は燃焼初期段階においてバーナー噴射装置５１から噴射される焼酎粕濃縮液の噴霧液を着火させるために使用されるパイロットバーナー、５３は高温の燃焼ガスを導くためのダクト５５の接続部、５４は炉内下部に溜まった灰を排出する排出口である。
【００４３】
本発明では、濃縮設備３から送られる焼酎粕濃縮液を、バーナー噴射装置５１によって炉内に直接噴射することを特徴としている。ここで、濃縮設備３から排出される焼酎粕濃縮液は含水率５０〜５５ｗｔ％程度であり、その粘度は１５℃でおよそ３７０ｃｐ程度の高粘度である。従って、このままではバーナー噴射装置５１から噴射することは困難であるため、バーナー噴射装置５１から噴射する前段階において、例えば図１に示す油添加手段６によって油を焼酎粕濃縮液に添加することにより、バーナー噴射装置５１から噴射可能となる程度に焼酎粕濃縮液の粘度を低下させて流動性を付与する。
【００４４】
本発明において、かかる油は粘度低下を果たすものであり、従来のような助燃剤としての油ではない。このような粘度低下のための油としては、例えば灯油を用いることもできるが、化石燃料の低減化を図る観点からバイオマス由来の油を用いることがより好ましい。但し、灯油を使用する場合でも、単に粘度低下を目的とするため、従来のような助燃剤として添加する場合に比べて使用量は低減できる。
【００４５】
バイオマス由来の油とは、現生生物体構成物質起源の資源から生成された油であり、化石資源ではない。
【００４６】
このようなバイオマス由来の油としては、植物油や発酵副産物であるフーゼル油を好ましく用いることができる。特にフーゼル油は、焼酎の製造過程で生成されるものを利用することができる。
【００４７】
植物油としては、菜種油、胡麻油、大豆油、オリーブ油、アーモンド油、ココナッツ油、パーム油、ホホバ油、小麦胚芽油、サフラワー油等が挙げられる。
【００４８】
また、これら植物油やフーゼル油の他、動物油等も使用することができる。
【００４９】
バイオマス由来の油は、これらのいずれか１種でもよいし、２種以上を混合させてもよい。
【００５０】
かかる油の添加により、焼酎粕濃縮液の粘度をバーナー噴射装置５１から噴射可能となる１００ｃｐ以下、好ましくは３０〜４０ｃｐとなるまで低下させる。このための油の添加量は、１０〜２０ｗｔ％とされる。
【００５１】
かかる油の添加により流動性を付与した後、焼酎粕濃縮液を燃焼用空気と共にバーナー噴射装置５１から竪型炉５０内に向けて噴射し、その濃縮液の噴霧液に直接着火させて燃焼させる。燃焼初期の段階では、パイロットバーナー５２からの火炎によってバーナー噴射装置５１からの噴霧液を着火させるが、着火後はバーナー噴射装置５１からの燃焼が継続されるため、パイロットバーナー５２の使用は停止する。
【００５２】
焼酎粕濃縮液は竪型炉５０内においてバーナー噴射装置５１から下向きに噴射されて燃焼される。バーナー噴射装置５１は必ずしも炉頂に限らず、竪型炉５０の頂部近傍であってもよく、竪型炉５０の上方部位に設置されていればよい。
【００５３】
燃焼設備５に竪型炉５０以外の燃焼炉を使用する場合でも、バーナー噴射装置５１は炉内の上方部位に設置されていることが好ましい。
【００５４】
この態様では、焼酎粕濃縮液を燃焼する際にかかる竪型炉５０を用い、バーナー噴射装置５１から直接噴射して燃焼させているため、燃焼によって生成される灰は炉内の底部５０ａに溜まる。溜まった灰は排出口５４からそのまま落下させて排出できるため、炉内から掻き出す等の面倒な作業は不要となり、省力化を図ることができる。また、灰中にはＫ塩やＮａ塩等の有価物を含むため、灰を回収することによりこれら有価物の回収も可能である。
【００５５】
かかる燃焼設備５によって焼酎粕濃縮液を燃焼した際に発生する燃焼ガスは、ダクト５５によって後段の高温サイクロン７で除塵処理をした後、廃熱ボイラー８に送られる。
【００５６】
廃熱ボイラー８では、給水ライン１００から供給される水を燃焼設備５から導入された燃焼ガスを用いて加熱することで蒸気を回収する。この蒸気は各種の熱源として利用される。
【００５７】
また、廃熱ボイラー８から排出される熱交換済みの排ガスは、その後段のバグフィルター９に送られる。バグフィルター９では、廃熱ボイラー８から排出された排ガスを除塵し、集塵物を回収する。また、高温サイクロン７で排ガスと分離されたダストもバグフィルター９によって得られた集塵物と共に回収される。
【００５８】
これらバグフィルター９及び高温サイクロン７から排出された集塵物中にも、Ｋ塩やＮａ塩等の有価物が含まれているため、これらの回収によって更に有価物が回収される。これら回収された有価物は、燃焼設備５から回収された有価物と共に業者に販売される。
【００５９】
以上のように、本発明によれば、焼酎粕を固液分離した後の液側を濃縮して生成した焼酎粕濃縮液を、炉内に向けて配置されたバーナー噴射装置５１から噴射して燃焼させるので、化石燃料に依存せずに焼酎粕濃縮液を効率良く燃焼させることができ、その燃焼熱を利用して蒸気回収を行うことにより、それまで蒸気を生成・回収するために必要とされていた化石燃料の消費量を大幅に低減することができる。
【００６０】
また、燃焼設備として竪型炉５０を使用すれば、燃焼により生成された灰は底部５０ａに溜まり、排出口５４からまとめて落下させることにより容易に排出できるので、炉壁にＫ塩やＮａ塩が付着することによる障害を回避することができる。
【実施例】
【００６１】
固液分離処理後の芋焼酎粕の分離液（含水率約９５ｗｔ％）を３重効用缶で濃縮することにより、焼酎粕濃縮液（含水率５０ｗｔ％）を得た。
【００６２】
この焼酎粕濃縮液の性状を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2008256226.tif 000003
【００６４】
このほか、カリウム分の１％内外のナトリウム分を含有する。
【００６５】
かかる焼酎粕濃縮液に粘度低下油として灯油を用い、表２に示す仕様で、竪型炉の炉頂に設けたバーナー噴射装置によって炉内に向けて噴射させて燃焼させ、その燃焼ガスを用いて廃熱ボイラーによって蒸気回収するプロセスを実施した。
【００６６】
この結果、長期に亘って安定な燃焼を維持することができ、安定して蒸気を回収することができた。
【００６７】
【表２】
2008256226.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る焼酎粕処理方法を実施するための焼酎粕処理システムの一例を示すフロー図
【図２】濃縮設備の一例を示すフロー図
【図３】焼酎粕の含水率と発熱量との関係を表すグラフ
【図４】燃焼設備の一例を示す模式図
【符号の説明】
【００６９】
１：原液貯留タンク
２：固液分離設備
３：濃縮設備
３１：多重効用缶
３１ａ：第１缶
３１ｂ：第２缶
３１ｃ：第３缶
３１１、３１２、３１３：配管
４：乾燥設備
５：燃焼設備
５０：竪型炉
５０ａ：底部
５１：バーナー噴射装置
５２：パイロットバーナー
５３：接続口
５４：排出口
５５：ダクト
６：油添加手段
７：高温サイクロン
８：廃熱ボイラー
９：バグフィルター
１００：給水ライン
【図１】
2008256226.tif 000005
【図２】
2008256226.tif 000006
【図３】
2008256226.tif 000007
【図４】
2008256226.tif 000008