(57)【要約】【目的】木質の部分を含む有機物原料からメタンガスを生産する方法が提供される。【構成】チップ状にした原料を堆積してチップの形を維持したままの状態で、好気的条件下腐朽の開始を確認し、該原料と水と泥土をタンクに入れて嫌気的条件下で培養する。泥土は、水をはったレンコン畑の中の泥土、生活廃水又は温泉浴場の排水のためある程度有機物を含んでいる河川のよどんだ部分の底の泥土、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土などから選択し、水素生成菌とメタン産生菌の両方の棲息に適していてこれらの菌を含んでいるものを使用する。生ごみと上記の泥土を使用するメタンの生産方法も提供される。処理が困難であった木質系の廃棄物を利用する効果、及び効率的にメタンを生産する効果が得られる。【選択図】  図１
2004243188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物体の一部をなしていた木質系部分を含む材料であって、家畜等の動物の消化管を通ったことがなく且つ工業的に食品又は飼料とするために加工又は分解工程を受けたことがなく且つ食品又は食品原料として不適である、リグニンの結合しているセルロース質を含んでいる材料を粉砕して細かいチップの集合体とし、
該チップの集合体を、湿り気を与えながら好気的条件下で、チップの形状をそのまま保持した状態で、すくなくとも腐朽菌の付着により部分的に腐朽の開始が認められるまでの一定期間堆積し、
該堆積物をタンクに入れ、水及び該堆積物の重量に対して少なくとも２０重量％の泥土又はヘドロを加えるが、該泥土又はヘドロとして水素生成菌とメタン産生菌の両方の棲息に適していてこれらの菌を含んでいるものを使用し、
該タンク内容物をメタン発酵に適した温度で嫌気的条件下で培養し、
該タンクからメタンガスを取り出すことからなる、メタンガスの生産方法。
【請求項２】
植物体の一部をなしていた木質系部分を含む材料であって、家畜等の動物の消化管を通ったことがなく且つ工業的に食品又は飼料とするために加工又は分解工程を受けたことがなく且つ食品又は食品原料として不適である、リグニンの結合しているセルロース質を含んでいる材料を粉砕して細かいチップの集合体とし、
該チップの集合体を、湿り気を与えながら好気的条件下で、チップの形状をそのまま保持した状態で、すくなくとも腐朽菌の付着により部分的に腐朽の開始が認められるまでの一定期間堆積し、
該堆積物をタンクに入れ、水及び該堆積物の重量に対して少なくとも２０重量％の泥土又はヘドロを加えるが、該泥土又はヘドロとして水をはったレンコン畑の中の泥土又はヘドロ、生活排水や温泉浴場の排水等によりある程度有機物を含む河川の水のよどんだ所の底にある泥土又はヘドロ、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土又はヘドロからなる群から選択される泥土又はヘドロを使用し、
該タンク内容物をメタン発酵に適した温度で嫌気的条件下で培養し、
該タンクからメタンガスを取り出すことからなる、メタンガスの生産方法。
【請求項３】
該木質系部分を含む材料が、樹木の枝や幹を切って生じた処分材、倒木や廃棄樹木及びそれらの一部、及び落葉からなる群から選択される１以上であるか、又はそれの実質的な量又は主要量と廃棄野菜、雑草ゴミ、ワラ、生ごみからなる群から選択される１以上との混合物である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
該チップの寸法が８ｍｍの篩を通過させたものである請求項１〜３のいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
該堆積期間が２０日〜３０日である請求項１〜４のいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
該メタン発酵に適した温度が２５℃以上である請求項１〜５のいずれか一に記載の方法。
【請求項７】
ａ）搬入口から搬入される生ごみを、必要ならば生ごみを粉砕した後、水性嫌気性菌に富んだ泥土又はヘドロと、撹拌槽で撹拌し、
ｂ）該撹拌物を嫌気的条件下のサイロ中に入れ、該サイロ中に一定期間保持して生ごみを分解させ、
ｃ）該サイロ中で発生するメタンガスをサイロから取り出して収集し、
ｄ）サイロ中に残る残渣を排出して、空になったサイロは再び上記段階ｂ）のために用いる段階を含み、
該水性嫌気性菌に富んだ泥土又はヘドロが、
イ）水をはったレンコン畑の中の泥土又はヘドロ、生活排水や温泉浴場の排水等によりある程度有機物を含む河川の水のよどんだ所の底にある泥土又はヘドロ、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土又はヘドロからなる群から選択される泥土又はヘドロであるか、又は
ロ）嫌気性水素生成菌と嫌気性メタン産生菌に富んだ泥土又はヘドロである
ことを特徴とする、メタンガスを生産する方法。
【請求項８】
更に貯蔵のために水を吸着させた活性炭に生じたメタンを吸着させる段階を含む請求項１〜７に記載のメタンガスを生産する方法。
【請求項９】
電気を生じるためにメタンガスを燃料電池のための原料に供給する段階を含む請求項１〜７に記載のメタンガスを生産する方法を利用して電気を造り出す方法。
【請求項１０】
水性嫌気性菌に富んだ泥土又はヘドロの水性懸濁液を貯蔵するタンクと、
生ごみの搬入口と、
該タンクと該搬入口の間に設けられた、該懸濁液と生ごみとを撹拌するための撹拌手段を備えた撹拌槽と、
該撹拌槽で撹拌された該懸濁液と生ごみとの混合物を気密状態で一定期間保持するために、複数設けられた嫌気性のサイロと、
該サイロで発生するメタンガスをガス収集管を経由して受入れるためのガス貯蔵手段と、
該サイロに該水性懸濁液を貯蔵するタンクから該水性懸濁液を追加するための水性懸濁液導入管と、
メタンガスを収集した後に該サイロ中に溜まった残渣を収集するための収集管と、を有すること、及び
該泥土又はヘドロが、
イ）水をはったレンコン畑の中の泥土又はヘドロ、生活排水や温泉浴場の排水等によりある程度有機物を含む河川の水のよどんだ所の底にある泥土又はヘドロ、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土又はヘドロからなる群から選択される泥土又はヘドロであるか、又は
ロ）嫌気性水素生成菌と嫌気性メタン産生菌に富んだ泥土又はヘドロであること
を特徴とする、メタン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はメタンガスの生産方法に関する。更に詳しくは、本発明は家畜等の動物の消化管を通ったことのない、食品として加工されたことのない、且つ食品としては不適である、樹木を切ったときに発生する木質系の廃材などのリグニン含有セルロース質材料、即ち木質系も含めたリグノセルロース系資源を原料としてメタンガスを生産する方法に関する。
【０００２】
リグノセルロースは地球上で最も多量に存在する有機物であり、構造性多糖のセルロース及びヘミセルロース、芳香族化合物の重合体のリグニンから構成される。なかでも木質系の廃棄物質は燃やすと高温となるので廃棄物処分業者にも引取がいやがられる存在であり、単に堆肥化するのも加熱を要したりして厄介である（特開２００２−３２６０７４参照）。成形物に混ぜたり、熱分解したりして利用する場合もあるが、熱を加えない処理に関しては現状ではシロアリの利用が可能かどうかについて研究がなされている程度で、再利用できないようなものは焼却処分するか放置するしかないのが現状である。
【０００３】
有機物から生じ得るメタンガスは無制御状態で大気中に放出されると二酸化炭素の約２０倍もの温室効果を持つ温室効果ガスとして環境に悪影響を及ぼす。一方、タンク内でこれを廃棄物の処理工程として大気中に漏れ出ることがないように発生させれば廃棄物の部分的処理と有用メタンガス生産の両方を一挙に実現出来るはずである。
【０００４】
メタンガスの有用性は、燃料としてエネルギー源になり得ること、燃料電池で使用する改質反応や直接分解により水素を製造するための原料になり得ること、または直接バイオガス利用のリン酸型燃料電池に利用され得ること等にある。
【０００５】
【従来の技術】
微生物作用によりメタン醗酵で有機物がメタンに変換されることは周知であり、消化ガスやバイオガス（メタンや二酸化炭素等の混合ガス）と呼ばれる廃棄物処理への応用も盛んになってきた。
【０００６】
これまでメタン醗酵又は消化ガスやバイオガス生産における基質又は原料としては、生ごみ、畜産糞尿、廃棄農作物、食品工業からの廃棄物などが知られている。また、セルロース質の原料を用いてメタンガスを発生することも、例えば特開２００２−２４８４４８号に記載されている。但し、セルロース質の原料と言っても、動物の胃腸・内臓を通り抜け種々の酵素作用を受けた後のものである畜産糞尿を用いた実例が知られているにすぎない。ある技術情報（例えば東北農試たより（Ｎｏ．７９）  １９９６．９）によれば、畜産糞のリグニンは食べられた牧草のリグニンとは別のものである。
【０００７】
また「生ごみバイオガス化技術（ＩＭＣ）」堂野千里・浜嶋光洋，「環境技術」，２９−９，ｐ．６７６−６８１（２０００）には、大量（おそらく７５％程度）の厨芥とわずかな量（おそらく４％程度）の草木屑の混合物をバイオガスの製造のための原料にすることが記載されているが、草木屑処分の為に主に草木屑をバイオガスの製造の原料とすることは知られていない。（「生ごみを対象としたメタン発酵システムの開発  （株）栗本鐵工所  ○浜嶋  光洋  中村  幸子  バブコック日立（株）  守  秀治  下平  和佳子」ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｕｒｉｍｏｔｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｒｄ／ｐｄｆ＿ｒｏｎｂｕｎ／ｒｏｎ１１０．ｐｄｆ  も参照）。
【０００８】
すなわち、ある技術情報によれば、有機物のメタン化の容易度は、
易分解性有機物：糖、澱粉、水溶性蛋白質、＞
中分解性有機物：菌体蛋白質、脂肪、ヘミセルロース、非結晶性セルロース、＞
難分解性有機物：結晶性セルロース、リグノセルロース、リグニン、硬蛋白
の順であるとされている。また、ある技術情報によれば、バイオガスについて「原料に向かないものはネギ、タマネギ、ニンニク、魚・獣類の腐肉や内蔵、落花生、茶ガラ、大豆、わら、鋸屑、紙等である。」と述べられている。
メタン化をしないで木質系廃棄物の腐朽を実施させることだけに関しても、前記の特開２００２−３２６０７４段落０００６に「木質系廃棄物は含水率が低く、リグニン質、セルロース、ヘミセルロース等の微生物分解が難しい成分を多く含むので、発酵温度が上昇せず、コンポストの十分な腐熟が得難い問題点もある。腐熟とは、作物に成育障害を起こさない程度にまで有機質材を腐朽させることである。このため、特に寒冷地等においては、コンポストを腐熟させるためにヒータ等で発酵槽２５を加熱する必要があり、腐熟のために更にエネルギーの消費量が多くなる問題点が経験された。」と記載されるように、木質系廃棄物の処分はやっかいな問題である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、メタン醗酵やバイオガス製造の原料として（リグノセルロース系資源として畜産糞尿を含めた）種々の廃棄有機物が使用されているにもかかわらず、樹木等の成長が多量のリグノセルロース系資源としての廃棄物を生じるにもかかわらず、切り取ったままの樹木の枝などの家畜の胃腸管を通ったことのないリグノセルロース系資源は、地球上で最も多量に存在する有機物の一形態でありながらメタン醗酵又はバイオガス生産の原料としてこれまで利用されなかった。また、これまで生ごみ等を用いたバイオガスの製造はメタンの発生量がそれほどではなかった。
【００１０】
本発明は、大量の原料が存在していても、これまではメタンガスを発生させるための原料としては不適とされてきた樹木の枝などの家畜の胃腸管を通ったことのないリグニンの結合しているセルロース質を含んでいる材料又は廃物を、比較的効率的にメタンガスを発生するための原料として用い、同時にメタンガスの大気への放散を防止する、メタンガスの製造方法を提供することを目的としている。本発明の更に別の目的は、生ごみ等を用いたバイオガスの製造においてメタンの発生量の大きい方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決する手段】
本願発明者は、鋭意研究の結果、上記課題が主として以下の１〜９により解決できることを発見し、本発明を完成させた。
１．  植物体の一部をなしていた木質系部分を含む材料であって、家畜等の動物の消化管を通ったことがなく且つ工業的に食品又は飼料とするために加工又は分解工程を受けたことがなく且つ食品又は食品原料として不適である、リグニンの結合しているセルロース質を含んでいる材料を粉砕して細かいチップの集合体とし、
該チップの集合体を、湿り気を与えながら好気的条件下で、チップの形状をそのまま保持した状態で、すくなくとも腐朽菌の付着により部分的に腐朽の開始が認められるまでの一定期間堆積し、
該堆積物をタンクに入れ、水及び該堆積物の重量に対して少なくとも２０重量％の泥土又はヘドロを加えるが、該泥土又はヘドロとして水素生成菌とメタン産生菌の両方の棲息に適していてこれらの菌を含んでいるものを使用し、
該タンク内容物をメタン発酵に適した温度で嫌気的条件下で培養し、
該タンクからメタンガスを取り出すことからなる、メタンガスの生産方法。
２．植物体の一部をなしていた木質系部分を含む材料であって、家畜等の動物の消化管を通ったことがなく且つ工業的に食品又は飼料とするために加工又は分解工程を受けたことがなく且つ食品又は食品原料として不適である、リグニンの結合しているセルロース質を含んでいる材料を粉砕して細かいチップの集合体とし、
該チップの集合体を、湿り気を与えながら好気的条件下で、チップの形状をそのまま保持した状態で、すくなくとも腐朽菌の付着により部分的に腐朽の開始が認められるまでの一定期間堆積し、
該堆積物をタンクに入れ、水及び該堆積物の重量に対して少なくとも２０重量％の泥土又はヘドロを加えるが、該泥土又はヘドロとして水をはったレンコン畑の中の泥土又はヘドロ、生活排水や温泉浴場の排水等によりある程度有機物を含む河川の水のよどんだ所の底にある泥土又はヘドロ、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土又はヘドロからなる群から選択される泥土又はヘドロを使用し、
該タンク内容物をメタン発酵に適した温度で嫌気的条件下で培養し、
該タンクからメタンガスを取り出すことからなる、メタンガスの生産方法。
３．該木質系部分を含む材料が、樹木の枝や幹を切って生じた処分材、倒木や廃棄樹木及びそれらの一部、及び落葉からなる群から選択される１以上であるか、又はそれの実質的な量又は主要量と廃棄野菜、雑草ゴミ、ワラ、生ごみからなる群から選択される１以上との混合物である上記１又は２に記載の方法。
４．該チップの寸法が８ｍｍの篩を通過させたものである上記１〜３のいずれか一に記載の方法。
５．該堆積期間が２０日〜３０日である上記１〜４のいずれか一に記載の方法。
６．該メタン発酵に適した温度が２５℃以上である上記１〜５のいずれか一に記載の方法。
７．ａ）搬入口から搬入される生ごみを、必要ならば生ごみを粉砕した後、水性嫌気性菌に富んだ泥土又はヘドロと、撹拌槽で撹拌し、
ｂ）該撹拌物を嫌気的条件下のサイロ中に入れ、該サイロ中に一定期間保持して生ごみを分解させ、
ｃ）該サイロ中で発生するメタンガスをサイロから取り出して収集し、
ｄ）サイロ中に残る残渣を排出して、空になったサイロは再び上記段階ｂ）のために用いる段階を含み、
該水性嫌気性菌に富んだ泥土又はヘドロが、
イ）水をはったレンコン畑の中の泥土又はヘドロ、生活排水や温泉浴場の排水等によりある程度有機物を含む河川の水のよどんだ所の底にある泥土又はヘドロ、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土又はヘドロからなる群から選択される泥土又はヘドロであるか、又は
ロ）嫌気性水素生成菌と嫌気性メタン産生菌に富んだ泥土又はヘドロである
ことを特徴とする、メタンガスを生産する方法。
８．更に貯蔵のために水を吸着させた活性炭に生じたメタンを吸着させる段階を含む上記１〜７に記載のメタンガスを生産する方法。
９．水性嫌気性菌に富んだ泥土又はヘドロの水性懸濁液を貯蔵するタンクと、
生ごみの搬入口と、
該タンクと該搬入口の間に設けられた、該懸濁液と生ごみとを撹拌するための撹拌手段を備えた撹拌槽と、
該撹拌槽で撹拌された該懸濁液と生ごみとの混合物を気密状態で一定期間保持するために、複数設けられた嫌気性のサイロと、
該サイロで発生するメタンガスをガス収集管を経由して受入れるためのガス貯蔵手段と、
該サイロに該水性懸濁液を貯蔵するタンクから該水性懸濁液を追加するための水性懸濁液導入管と、
メタンガスを収集した後に該サイロ中に溜まった残渣を収集するための収集管と、を有すること、及び
該泥土又はヘドロが、
イ）水をはったレンコン畑の中の泥土又はヘドロ、生活排水や温泉浴場の排水等によりある程度有機物を含む河川の水のよどんだ所の底にある泥土又はヘドロ、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土又はヘドロからなる群から選択される泥土又はヘドロであるか、又は
ロ）嫌気性水素生成菌と嫌気性メタン産生菌に富んだ泥土又はヘドロであること
を特徴とする、メタン発生装置。
【００１２】
木質の原料の例は、樹木の枝や幹を切って生じた処分材、倒木や廃棄樹木及びそれらの一部、及び落葉からなる群から選択される１以上である。木質の原料として製材工程や解体で生じる廃木材及び木屑等も使用出来る場合があるが、近年主流の外国産材木の場合海水が侵入していることにより、そして新建材は化学物質が含まれているので、適しない場合も多い。木質材の粉砕は、８ｍｍの篩の目に通る程度に粉砕するのが好ましい。木質系廃棄物は小枝を含んでいたり繊維状で細長いものであるから、長さは８ｍｍよりも長い断片のものも含まれる。例えば予め２ｃｍ程度に粉砕しておいて、次に８ｍｍの篩の目に通る程度に粉砕することが出来る。
【００１３】
木質材粉砕物チップを堆積して腐朽化させる際の堆積物全体の水分は６０％程度が好ましい。この堆積し腐朽化させる段階では、水を撒き好気性にするために通気をすればよく、それ以外に混ぜ物をする必要はない。混ぜ物をすると逆効果となり得る場合もあり得る。例えば茸（なめこ及びしめじ）の菌の残渣を混入して腐朽を試みた場合、後のメタン醗酵段階に悪影響がみられた。堆積段階で温度は５０〜６０℃程度に上昇することが認められた。堆積期間は２０〜３０日がよい。即ち腐朽の開始の認められた程度から少し腐朽が進行した程度の時点であり、チップの形状は維持された状態のままとする。
【００１４】
本明細書で、「泥土」とは、ぬかるみのような物性の水分の多い泥土を意味する。「へどろ」が水底に沈殿した有機物含有の泥を意味するときは「泥土」に含まれ得る。また「汚泥」も「泥土」に含まれる場合があり得る。粉砕物腐朽化チップの堆積物の重量に対するその様な泥土の重量パーセントが示される場合はそのような水分を含んだものの重量％で示され、乾物のパーセントではない。「水素生成菌とメタン産生菌の両方の棲息に適していてこれらの菌を含んでいる泥土」に関して、水素生成菌とメタン産生菌の利用する栄養は異なっているとされているが、嫌気性条件下水素生成菌の居る所にメタン産生菌も居ると考えられる。「水素生成菌とメタン産生菌の両方の棲息に適していてこれらの菌を含んでいる泥土又はヘドロ」については、一例として、土壌が蛋白質分解物又は有機物にもある程度富んでいる場所に於いて、その土壌が嫌気性となっている、例えば水底に存在する場合であって、水が流れておらず澱んでおりなおかつ水が汚れていない（上の水が澄んでいる）場合に、そのような泥土又はヘドロは水素生成菌とメタン産生菌の両方の棲息に適していると考えられる。水をはったレンコン畑の中の泥土又はヘドロ、生活排水や温泉浴場の排水等によりある程度有機物を含む河川の水のよどんだ所の底にある泥土又はヘドロ、及び有機物を多く含んでいる湖沼の底の泥土又はヘドロは、このような条件を満たすものである。
【００１５】
本発明はいかなる理論にも限定されないが、木質材粉砕物腐朽化チップを原料として用いる場合の本発明の効率のよいメタン生産は、次のようなプロセスを経るものと推測される。木質材の粉砕物の好気的な条件下での堆積により木材腐朽菌が粉砕物の表面に付着し、部分的な腐朽が進行した粉砕物が水中に浸漬されることによって好気性の腐朽菌は粉砕物表面で細かい気泡を生じる。気泡の酸素を消費し尽くした状態で腐朽菌は死滅し、それに代わって気泡と水との界面に泥土又はヘドロ中の嫌気性の水素生成菌が繁殖しやすい状態になる。水素生成菌はセルロース、ヘミセルロース等を分解し、リグニンとセルロースとの結合は破壊されて粉砕物は柔らかくなり、水素生成菌の繁殖によりそれを栄養とする泥土又はヘドロ中に存在したメタン産生菌が繁殖し、メタンを生成すると考えることが出来る。
【００１６】
一方、生ごみを原料として用いる場合の本発明の効率のよいメタン生産も、水素生成菌の繁殖により生ごみが分解され、水素生成菌を栄養とする泥土又はヘドロ中に存在したメタン産生菌が繁殖し、メタンを生成すると考えられる。
【００１７】
以下の実施例は本発明の効果を実証するための例示であり、構成要件の臨界的意味の一部を説明するものである。
【００１８】
【実施例】
イ）木質原料の準備
実施例１〜４では針葉樹と広葉樹の両方のものそして落葉樹と常緑樹の両方のものを全て含んでいる廃樹木、切り枝、及び葉（通常の庭木の剪定で生じる割合）を、実施例５では表に示された材料を、粉砕機で粉砕して８ｍｍの目の篩を通る寸法の粉砕物（チップ）にした。１度での粉砕が困難な場合には、一旦粗い粉砕物にしてから再び細かく粉砕すればよい。
【００１９】
ロ）木質原料の部分的腐朽化処理
上記粉砕物チップを堆積させ、２日に１回の間隔で湿り気を与えながら２０日〜１ケ月間保った。内部温度が約５０〜６０℃となること、及び内部で好気性従属栄養細菌（主に白色腐朽菌及び糸状腐朽菌）が自然に（１週間程度で）付着し始めることが目視確認できた。酸素を供給した場合には上記の好気性菌の活性化により好気性菌のより早い付着が認められた。大規模生産においてこの腐朽菌処理工程は時々水をかけるだけであって屋外の堆積でよく比較的場所を選ばないから２０日〜１ケ月間という期間はプロセスの能率を悪化させるものではない。
【００２０】
ハ）メタンガス発生
泥土のみで実験を実施する場合は５００ｇの泥土と５００ｇの水を１０リトルの容器に入れた。それ以外の実験では１ｋｇ又は２００ｇの上記の部分的腐朽化の処理を行った粉砕物チップ（以下粉砕物腐朽化チップ又は木質材粉砕物腐朽化チップと述べる）を１０リットル容器に入れ、粉砕物腐朽化チップの重量に対し５０重量％の水を加え、粉砕物腐朽化チップ重量に対し（実施例４のＢ９試料が３０重量％加えられた以外は）５０重量％の泥土を加えた。メタンガスの測定は容量％の場合はＪＩＳ  Ｋ  ２３０１ガスクロマトグラフィー（ＴＣＤ）法により、ｐｐｍ量はＪＩＳ  Ｋ  ２３０１ガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）法により行った。水道水は殺菌作用がある可能性があるから、ここで使用する水は井戸水を使用した。井戸水は軟水であった。メタンガスの採集に於いて、１ｋｇ又は２００ｇの粉砕物腐朽化チップを用いて１０リットルのポリタンクで実験を行ったため、約６週間にわたり週毎に採取し、（経時的な変化を示す場合以外は）多く採取されたある約２週間の期間の１回の値を結果に記載した。従って発生したメタンガスの累計は示されていない。例えば、多く採取された週に２０容量％の量のメタンが得られた、と実施例に記載されている場合に於いても、１０リットルのタンクの２０％の容量として１気圧で２リットル分のメタンが生じたとすると、発生量が変化しつつ６週間にわたって生じたメタンガスの累計では全部で例えば６リットル（容器の容量の６０％）のメタンが発生したということもあり得る。経時的な変化を示す場合（実施例５及び６）は前の採取時点後に発生してたまった量を示す。
【００２１】
実施例１
段階ロ）で得られた部分的に腐朽化が進行している腐朽菌の付着したままの木質材粉砕物腐朽化チップ１ｋｇを、上記段階ハ）の通り容器に入れ軟水を加え、以下の表１に示す種々の泥土を加えた。
【表１】
2004243188.tif 000003
注：（ｃ）温泉街のすぐ下流
容器の気体部分を窒素ガスで置換し、容器を密閉し、遮光状態で、周囲の温度を２５〜２７℃に保って２〜３週間保持した。周囲の温度は３０℃以上に保持するのが好ましいが、暖房装置に限界がありやむを得ず周囲温度は２５〜２７℃にした。それぞれの試料について、発生したメタンガスの量を表２に示す。
【表２】
2004243188.tif 000004
以上の結果から、泥土成分としてはレンコン畑の泥土が最も適していることがわかった。メタンの容量％はタンク中の気圧が大きく上がってしまう場合は少なくとも示された価以上であることは確実ではあるが正確ではなく、実際には特に成績のよいものはより高い容量％でありうる。以下の実験では泥土成分としては最も成績のよかったレンコン畑の泥土を使用した。
【００２２】
実施例２
実施例１の結果を確認するために、同様の実験を泥土成分として最も成績のよかったレンコン畑の泥土を使用して上記の手順によりＢ１、Ｂ２の試料を造りメタン発生の実験を実施した。結果を表３に示すが、実施例１と同じくよい結果が得られた。
【表３】
2004243188.tif 000005
【００２３】
実施例３
実際に木質材粉砕物腐朽化チップ部分がメタン発生のための栄養として用いられているかどうかを確認するために、少量の木質材粉砕物腐朽化チップとレンコン畑の泥土を組み合わせた３試料と、レンコン畑の泥土のみの３試料とを用いて同様の実験を実施した。結果を表４に示す。
【表４】
2004243188.tif 000006
表４に示されるように、レンコン畑の泥土のみの試料では２．２〜２．５ｐｐｍ程度のｐｐｍオーダーのメタンしか発生しなかったが、試料Ｂ３〜Ｂ５のレンコン畑と木質材粉砕物腐朽化チップを組み合わせた例では粉砕物腐朽化チップの量が少量（２００ｇ）であったためメタンの発生も実施例２のようには多くなかったが０．３〜０．４容量％のオーダーで発生した。メタン以外の炭化水素量も調べたが、最大でも１１０ｐｐｍしか発生していなかった。
更にデータの信頼性の確認のため、表４の場合と同様の条件で追試を実施した。結果を表５に示す。
【表５】
2004243188.tif 000007
この場合もメタン以外の炭化水素量も調べたが、最大でも２５ｐｐｍしか発生していなかった。
【００２４】
実施例４
泥土の量の影響について調べるために最もメタン発生量の多かった泥土量３０及び５０重量％で、泥土の量を変えて同様の実験を実施した。結果を表６に示す。
【表６】
2004243188.tif 000008
表５からわかるように、最もメタン発生量の多かった泥土量３０及び５０重量％で泥土（促進剤）の量を変えてもメタン生成量は変わらなかった。従って泥土は必要十分量が供給された状態で、その量が変化してもメタン生成量の変化に大きく関わらない。このことは泥土がメタンの原料としてよりも、ある範囲の量でメタン発生を促進するように作用していると考えられる。例えば、微生物の供給に寄与するものとの考え方が成り立つ。
【００２５】
実施例５
堆積チップとなる樹木の種類を変え、泥土としてレンコン畑の泥土を使用して、実施例１の手順でメタン発生実験を行った。結果を表７に示す。
【表７】
2004243188.tif 000009
表７の結果から、樹木の種類と部位によりメタン発生量は異なる場合があるが、試験されたほぼ全ての種類及び部位から実質的なメタン発生があったことが示される。調べた範囲内で１つの試料のみ発生がやや少ないものがあった。経時的変化を図２のグラフに示す。
実施例６
更に表８に示される木質材粉砕物腐朽化チップとレンコン畑の泥土を組み合わせた１試料と、レンコン畑の泥土のみの１試料とを用いた場合のより長い期間についての実施例３と同様のメタン発生実験も実施した。図３は、表８の結果をグラフにしたものである。
【表８】
2004243188.tif 000010
【００２６】
実施例７
実施例１に記載した木質材を部分的に腐朽させたものの粉砕物の全部又は一部の代わりに、廃棄野菜、雑草ゴミ、ワラ、生ごみを部分的に堆肥化しほぐしたものを使用し、それに水と実施例１に記載の泥土を加えてメタンの発生がどの程度であるかの実験を行った。いずれの泥土を用いた場合も、従来の生ゴミを用いたメタン発酵と比較して顕著に（メタン分圧を容易に測定できないほど）容器の気圧が大きく上昇した。この工程を実際のスケールで実施するのに適した装置を図１に示す。
【００２７】
【効果】
木質原料の部分的腐朽化は、高く積み上げることが可能であり、湿り気を与えて放置するだけの処理にすぎないから、場所さえあればコストは殆どかからない。
ポリタンク程度の大きさの１０リットル容器で最大３リットルのメタンガスが２〜３週間で発生するのであるから、スケールアップしたときに、比較的小さな設備で十分なメタンガスの生産量が期待できる。
本発明のメタンガス製造に用いる木質材の原料は、処分に困った大量の廃棄物と考えられるから、原料コストはかからず、且つ大量に入手できる。泥土成分のほうも、自然に堆積して処分に困っている材料であるから、原料コストは輸送費のみと考えられ、またレンコン畑の泥土は、利用しても枯渇の心配がない。
容器を工夫して連続式のメタン製造を行うことが出来る。
メタンガスは燃料にもなり、燃料電池の直接又は間接の原料になり得る。
結果的に温室効果ガス（二酸化炭素及びメタンガス）の大気への放出が防止できることとなる。
生ごみと、泥土又は水性嫌気性菌（水素生成菌とメタン菌）に富んだ水性懸濁液とを使用する発明では、従来のメタン生成よりも効率的なメタン生成が本発明で可能となる。
メタン等の貯蔵技術及び応用技術の進歩は近年めざましく、例えば活性炭等の吸着剤にに水を吸着させたものに吸着させる貯蔵方法や活性炭等の吸着剤中でメタンハイドレートに変えて貯蔵する方法などが開発されており、またメタンの製造を直に燃料電池へ組み合わせ利用する技術が開発されているから、小規模生産でも安全な貯蔵や利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の生ごみからメタンガスを発生させる方法と装置の商業スケールの実施態様に用いる設備の平面略図である。
【図２】図２は、樹木の種類と部位によりメタン発生量は異なる場合があるが、ほぼ全種類及び部位から実質的なメタン発生があることとその経時的変化を示す、表７の結果のグラフである。
【図３】より長い期間についての実施例３と同様のメタン発生実験の表８の結果の一部を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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