(57)【要約】【課題】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】粉砕後の木質原料を圧縮しながら脱水させ、所定の温度で棒状物として押出成形し、所望な長さに切断して木質ペレットを製造する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕後の木質原料を圧縮しながら脱水させ、
所定の温度で棒状物として押出成形し、
所望な長さ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、押出成形装置によって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前の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装置による場合には、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を排水することができないため、押出成形装置内に水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、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、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、廃木材、剪定枝、樹皮などの木質原料からなる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、粉砕後の木質原料を圧縮しながら脱水させ、所定の温度で棒状物として押出成形し、所望な長さ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、粉砕後の木質原料が、乾燥処理されていない含水率３０％超のものであっても、木質原料を圧縮しながら脱水させることができるため、木質ペレットの製造において、乾燥処理が不要となる。
この結果、木質ペレットの製造設備において、乾燥装置が不要となり、設備全体の導入費用、維持管理費用、及び維持管理の手間などが軽減される。
【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】実施例１の押出成形装置の側面断面図である。
【図２】実施例２の押出成形装置の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１５】
本発明の木質ペレットＰを製造する方法を押出成形装置１０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。
ただし、本発明の対象となる木質原料Ｍは、含水率３０％超のおが屑に限定されるものではない。
【００１７】
最初に、押出成形装置１０について説明する。
【００１８】
押出成形装置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スクリュー１２を内部に水平方向に納めた円筒体１６と、円筒体１６の後端寄りに設けられた木質原料Ｍを円筒体１６内に供給するための供給口２０と、円筒体１６の先端に設けられた、木質原料Ｍを棒状物Ｓとして押し出すためのダイ２４と、からなるものである。
【００１９】
供給口２０とダイ２４との間における円筒体１６の中間部には、木質原料Ｍを脱水させるための脱水ゾーン２２が設けられている。
脱水ゾーン２２は、円筒体１６の一部が、パンチングメタルやウェッジワイヤースクリーンからなる脱水用フィルターである濾過材１８で構成されている。
【００２０】
脱水ゾーン２２とダイ２４との間における円筒体１６の先端寄りの一部の周面には、木質原料Ｍを冷却するための冷却ジャケット１４が設けられている。
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。
なお、スクリュー１２の先端内にも冷却ジャケット（図示しない）が設けられている。
【００２１】
冷却ジャケット１４とダイ２４との間における円筒体１６の先端の内周面には、ダイ２４から押し出される直前の木質原料Ｍの温度を測るための第１の温度センサー３０が設けられている。
【００２２】
円筒体１６の先端に設けられた、木質原料Ｍを棒状物Ｓとして押し出すためのダイ２４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、ダイ２４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）。
【００２３】
さらに、ダイ２４には、押出孔３８内の木質原料Ｍを加熱するための加熱ジャケット３４が設けられているほか、押出孔３８内の木質原料Ｍの温度を測るための第２の温度センサー４４が設けられている。
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。
【００２４】
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。
【００２５】
まず、木質原料Ｍを供給口２０から円筒体１６内へと供給する。
円筒体１６内に供給された木質原料Ｍは、スクリュー１２によって押し出され、次々とダイ２４に向かって圧縮されていく。
【００２６】
そして、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が、脱水ゾーン２２で濾過材１８を通して円筒体１６外へと排水される。
【００２７】
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。
【００２８】
なお、木質原料Ｍの水分は、木質原料Ｍが、スクリュー１２により圧縮されて円筒体１６内周面との摩擦熱によって高温となることにより、粘性が低下するため、いっそう絞り出され易くなっている。
【００２９】
そして、脱水させた木質原料Ｍを、引き続きスクリュー１２によって圧縮させながら、第１の温度センサー３０から得られた温度を基に、冷却ジャケット１４に冷却水を送り込んで循環させ、スクリュー１２により圧縮されて円筒体１６内周面との摩擦熱によって高温となった、ダイ２４から押し出される直前の木質原料Ｍの温度を、所定の温度となるように冷却して調整する。
【００３０】
なお、ここでの所定の温度とは、ダイ２４から押し出された木質原料Ｍが棒状物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。
【００３１】
また、一般的に、木質ペレットは、含水率が２０％以上になると柔らかすぎて固まりにくくなり、含水率が５％以下になるとかえって乾燥しすぎて固まりにくくなってしまうといわれているが、固まり易くなるのに最適な含水率は、木質原料の品種によって異なってくるものである。
【００３２】
そして、引き続きスクリュー１２によって圧縮させながら、所定の温度で木質原料Ｍをダイ２４に備えられた多数の押出孔３８から棒状物Ｓとして押出成形する。
この際、第２の温度センサー４４から得られた温度が、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。
【００３３】
なお、この場合、加熱ジャケット３４によって押出孔３８内の木質原料Ｍを加熱するが、押出孔３８内の木質原料Ｍ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あり得る。
【００３４】
そして、木質原料Ｍを多数の押出孔３８から棒状物Ｓとして押出成形した後、ダイ２４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。
【実施例２】
【００３５】
本発明の木質ペレットＰを製造する方法を、実施例１の押出成形装置１０とは別の押出成形装置１１を用いて説明する（図２参照）。
【００３６】
押出成形装置１１は、実施例１の押出成形装置１０において、脱水ゾーン２２の代わりに、円筒体１６の後端寄りの下部に木質原料Ｍを脱水させるための排水口１３が設けられただけのものである。
【００３７】
このため、実施例１の押出成形装置１０と共通する構成については同じ符号を使用するとともに、個々の構成の説明は省略する。
さらに、実施例１の押出成形装置１０を用いた木質ペレットＰを製造する方法の説明と重複する部分についても省略する。
【００３８】
なお、排水口１３の位置は、望ましくは円筒体１６の後端寄りに設けられるものであるが、これに限定されるものではない。
また、排水口１３は複数箇所に設けられたものであっても良い。
【００３９】
まず、木質原料Ｍを供給口２０から円筒体１６内へと供給する。
円筒体１６内に供給された木質原料Ｍは、スクリュー１２によって押し出され、次々とダイ２４に向かって圧縮されていく。
【００４０】
そして、スクリュー１２によって圧縮された木質原料Ｍから絞り出された水分が、排水口１３へと次々と移動し、円筒体１６外へと排水されていく。
【００４１】
なお、木質原料Ｍから絞り出された水分が排水口１３から排水される仕組みは、次のとおりである。
スクリュー１２によって押し出された木質原料Ｍは、ダイ２４に近づくにつれて、スクリュー１２による圧縮が高まることから、かさ密度が大きくなる。
【００４２】
このため、ダイ２４側のかさ密度が大きい木質原料Ｍから絞り出された水分は、行き場を失って、ダイ２４と反対側のかさ密度の小さい木質原料Ｍの方へと次々と移動し、排水口１３から排水されることとなる。
【００４３】
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。
【００４４】
そして、脱水させた木質原料Ｍを、引き続きスクリュー１２によって圧縮させながら、第１の温度センサー３０から得られた温度を基に、冷却ジャケット１４に冷却水を送り込んで循環させ、スクリュー１２により圧縮されて円筒体１６内周面との摩擦熱によって高温となった、ダイ２４から押し出される直前の木質原料Ｍの温度を、所定の温度となるように冷却して調整する。
【００４５】
そして、引き続きスクリュー１２によって圧縮させながら、所定の温度で木質原料Ｍをダイ２４に備えられた多数の押出孔３８から棒状物Ｓとして押出成形する。
この際、第２の温度センサー４４から得られた温度が、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。
【００４６】
そして、木質原料Ｍを多数の押出孔３８から棒状物Ｓとして押出成形した後、ダイ２４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。
【００４７】
なお、本発明の木質ペレットＰを製造する方法に用いる装置は、実施例１の押出成形装置１０や実施例２の押出成形装置１１に限定されず、粉砕後の木質原料Ｍを圧縮しながら脱水させ、所定の温度で棒状物Ｓとして押出成形し、所望な長さに切断して木質ペレットＰを製造することができる構造を備えた装置であれば、どのようなものであっても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１０  押出成形装置
１１  押出成形装置
１２  スクリュー
１３  排水口
１４  冷却ジャケット
１６  円筒体
１８  濾過材
２０  供給口
２２  脱水ゾーン
２４  ダイ
３０  第１の温度センサー
３４  加熱ジャケット
３８  押出孔
４２  カッター
４４  第２の温度センサー
Ｍ  木質原料
Ｓ  棒状物
Ｐ  木質ペレット
【図１】
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【図２】
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