(57)【要約】【課題】簡素な構成で、植物由来の環境廃棄物を有効に利用するとともに木質ペレットよりも燃焼カロリーが高くかつ安価なバイオマス燃料体を得る。【解決手段】バイオマス燃料体の製造方法は、オイルを自己生成する藻類Ｍを培養して増殖させた後、オイル分を抽出した油分抽出後の乾燥した藻類残渣Ｍ１−ｄを回収して粉砕し一次原料Ｍ１−ｄ．ｐを得る第１の工程Ｓ１と、乾燥され粉砕された原料Ｍ１−ｄ．ｐに水Ｗを添加して所望の重量比に調整し、水分が調整された原料Ｍ１−ｄ．ｐを練混して粘土状化する第２の工程Ｓ２と、粘土状化された原料Ｍ２を所望の形状に成型する第３の工程Ｓ３と、成型された原料Ｍ２を乾燥させる第４の工程Ｓ４とを有して構成される。バイオマス燃料体としての藻類残渣ペレット７は第４の工程Ｓ４で乾燥された成型体５を所定の寸法でカットして製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルを生成する水性浮遊生物を培養して増殖させた後、回収して原料を得る第１の工程と、
得られた原料の水分を、所望の重量比に調整する第２の工程と、
水分が調整された原料を練混して粘土状化する第３の工程と、
粘土状化された原料を所望の形状に成型し、乾燥させる第４の工程とを有することを特徴とするバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項２】
第１の工程で、得られた原料を乾燥させて粉砕し、第２の工程で、乾燥され粉砕された原料にバインダーを添加して所望の重量比に調整し、第３の工程で、バインダーが添加された原料を混練して粘土状化することを特徴とする請求項１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項３】
水性浮遊生物が藻類であって、アオコ、ユーグレナ（ミドリムシ、Euglena）、クロレラ（Chiorella）、スピルリナ（Spirulina）、アルスロスピラ（オルソスピラ、Arthrospira）、ボトリオコッカス（Botryococcus）、オーランチオキトリウム（Aurantiochytrium）、ラビリンチュリッド（Labyrinthulids）、スラウストキトリッド（Thraustochytrids）およびシゾキトリウム（Schizochytrium）のうちいずれか１またはこれらを２以上組み合わせたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項４】
水性浮遊生物は生成するオイル分が２〜７０Wt％の水性浮遊生物であることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項５】
第１の工程で、原料を、オイル分を抽出した油分抽出後の乾燥した藻類残渣により構成したことを特徴とする請求項２ないし４のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項６】
藻類残渣は、藻類のオイル分を抽出して精製するバイオマス由来の燃料の製造により発生する油分抽出後の藻類残渣であることを特徴とする請求項５に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項７】
バインダーが水であることを特徴とする請求項２ないし６のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項８】
第２の工程で添加される水は、水分の占める割合が５〜５５Wt％の範囲となるよう調整されることを特徴とする請求項７に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項９】
油分抽出後の藻類残渣のオイル分が２〜２０Wt％であることを特徴とする請求項５ないし８のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１０】
バインダーが、天然樹脂、植物系蝋、澱粉系のり、海藻系のり、石油系蝋、合成樹脂のうちいずれか１またはこれらを２以上組み合わせたものであることを特徴とする請求項２ないし９のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１１】
第２の工程で、バインダー添加時、バインダーが液状化される温度に保持されることを特徴とする請求項１０に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１２】
第４の工程で、押し出し成型されることを特徴とする請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１３】
第４の工程で、成型時または成型乾燥後、所望の寸法に応じて切断されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１４】
第２または第３の工程で、脱硫用材料を添加することを特徴とする請求項１ないし１３のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１５】
脱硫用材料が消石灰であることを特徴とする請求項１４に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１６】
第１の工程で、自然環境水域に発生しオイルを生成する水性浮遊生物を回収して原料とすることを特徴とする請求項１ないし１５のうちいずれか１に記載のバイオマス燃料体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のうちいずれか１の製造方法により製造されることを特徴とするバイオマス燃料体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス燃料体の製造方法およびその方法により製造されたバイオマス燃料体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バイオマス由来の燃料用ペレットとして木質ペレットが知られている。木質ペレットを製造するには、木材をおが粉やおが屑のように細かく粉砕して原料とし、加圧ローラで原料を押し出してペレット化するようにしている。粉状の原料がペレット状に成型されるのは、原料がダイスから押し出させる際、摩擦熱でリグニンが軟化し接着剤の役目を果たすからである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
木質ペレットでは、木質原料のみを圧縮成形しているので、木質の燃焼カロリー以上のカロリーを得ることはできない。このため、従来、石炭に、再生可能原料、例えば、木材やサトウキビ植物や草などの地上植物バイオマスや、藻類などの水性植物バイオマスを混ぜ合わせた複合固形燃料が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術では、石炭と地上植物バイオマスや藻類など固形の再生可能原料物質とを調整し、バインダー物質を加えた後、混合、乾燥して熱分解炉で熱分解し、生じた固形の炭化物を冷却し、固形の複合燃料を製造するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７４６９１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／００７５８３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載のバイオマスを用いた複合固形燃料では、燃焼カロリーは木質に比較して向上するものの、異なる材料同士が細かく分離するのを避けるため、成型前にバインダー物質を混ぜ合わせなければならず、また、混合後には、乾燥工程を経て熱分解炉で熱分解しなければならず、コストも手間もかかるという問題があった。
【０００６】
他方、近年、バイオマス資源である藻類オイルの生産の増大に伴い、大量に発生する油分抽出後の藻類残渣の廃棄物処理において環境負荷が大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で、植物由来の廃棄物を有効に利用するとともに木質ペレットよりも燃焼カロリーが高くかつ安価なバイオマス燃料体の製造方法およびその方法により製造されたバイオマス燃料体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係るバイオマス燃料体の製造方法は、オイルを生成する水性浮遊生物を培養して増殖させた後、回収して原料を得る第１の工程と、得られた原料の水分を、所望の重量比に調整する第２の工程と、水分が調整された原料を練混して粘土状化する第３の工程と、粘土状化された原料を所望の形状に成型し、乾燥させる第４の工程とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項１に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、油分を含む原料の水分を調整した後、混練して粘土状化するので、バインダーを添加することなく粘土状化することができ、最終製品までの工程を省略化短縮化してバイオマス燃料体を得ることができ、コストが削減される。
【００１０】
本発明の請求項２に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第１の工程で、得られた原料を乾燥させて粉砕し、第２の工程で、乾燥され粉砕された原料にバインダーを添加して所望の重量比に調整し、第３の工程で、バインダーが添加された原料を混練して粘土状化するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、原料を一旦乾燥させた上で、バインダーを添加するので、所望の粘性で粘土状化することができ、成型しやすくなる。
【００１２】
本発明の請求項３に係るバイオマス燃料体の製造方法は、水性浮遊生物が藻類であって、アオコ、ユーグレナ（ミドリムシ、Euglena）、クロレラ（Chiorella）、スピルリナ（Spirulina）、アルスロスピラ（オルソスピラ、Arthrospira）、ボトリオコッカス（Botryococcus）、オーランチオキトリウム（Aurantiochytrium）、ラビリンチュリッド（Labyrinthulids）、スラウストキトリッド（Thraustochytrids）およびシゾキトリウム（Schizochytrium）のうちいずれか１またはこれらを２以上組み合わせたものであることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係るバイオマス燃料体の製造方法は、水性浮遊生物は生成するオイル分が２〜７０Wt％の水性浮遊生物であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項５に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第１の工程で、原料を、オイル分を抽出した油分抽出後の乾燥した藻類残渣により構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項５に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、油分抽出後の、たとえ低い油分を含む乾燥した藻類残渣であっても、粉砕した後、バインダーを添加して混練すると粘土状化されるので、一次利用後の藻類残渣を利用することができ、植物由来の廃棄物を有効に利用することができる。
【００１６】
本発明の請求項６に係るバイオマス燃料体の製造方法は、藻類残渣は、藻類のオイル分を抽出して精製するバイオマス由来の燃料の製造により発生する油分抽出後の藻類残渣であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項６に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、藻類のオイル分を抽出して精製されたバイオマス由来の燃料の製造により発生する油分抽出後の藻類残渣を廃棄することなく利用することができ、コストを低減させることができる。
【００１８】
本発明の請求項７に係るバイオマス燃料体の製造方法は、バインダーが水であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項７に係るバイオマス燃料体の製造方法は、上記構成としたことにより、バインダーの重量比が調整しやすく、管理も容易になり、コストを低減させることができる。
【００２０】
本発明の請求項８に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第２の工程で添加される水は、水分の占める割合が５〜５５Wt％の範囲となるよう調整されることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項９に係るバイオマス燃料体の製造方法は、油分抽出後の藻類残渣のオイル分が２〜２０Wt％であることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の請求項１０に係るバイオマス燃料体の製造方法は、バインダーが、天然樹脂、植物系蝋、澱粉系のり、海藻系のり、石油系蝋、合成樹脂のうちいずれか１またはこれらを２以上組み合わせたものであることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項１０に係るバイオマス燃料体の製造方法は、上記構成としたことにより、バインダーの種類や組み合わせによりバイオマス燃料体の燃焼カロリーを調整できる。
【００２４】
本発明の請求項１１に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第２の工程で、バインダー添加時、バインダーが液状化される温度に保持されることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の請求項１１に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、バインダーは原料に円滑かつ均等に混練される。
【００２６】
本発明の請求項１２に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第４の工程で、押し出し成型されることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の請求項１２に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、成型された最終製品の外周形状を均一化することができる。
【００２８】
本発明の請求項１３に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第４の工程で、成型時または成型乾燥後、所望の寸法に応じて切断されることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の請求項１３に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、用途に応じた寸法のバイオマス燃料体を提供することができる。
【００３０】
本発明の請求項１４に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第２または第３の工程で、脱硫用材料を添加することを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の請求項１４に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、バイオマス燃料体の燃焼時生じる硫黄分を脱硫することができ、脱硫装置を設ける必要がなくなる。
【００３２】
本発明の請求項１５に係るバイオマス燃料体の製造方法は、脱硫用材料が消石灰であることを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の請求項１６に係るバイオマス燃料体の製造方法は、第１の工程で、自然環境水域に発生しオイルを生成する水性浮遊生物を回収して原料とすることを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の請求項１６に係るバイオマス燃料体の製造方法では、上記構成としたことにより、水域に異常発生した水性浮遊生物を廃棄することなく利用することができ、環境負荷を軽減できる。
【００３５】
本発明の請求項１７に係るバイオマス燃料体は、請求項１ないし１６のうちいずれか１の製造方法により製造されることを特徴とするものである。
【００３６】
本発明の請求項１７に係るバイオマス燃料体の製造方法により製造されたバイオマス燃料体では、上記構成としたことにより、油分を含む原料を乾燥させた後、バインダーを添加して混練すると粘土状化されるので、成型しやすく最終製品までの工程を省略化短縮化してバイオマス燃料体を得ることができ、コストが削減される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係るバイオマス燃料体の製造方法は、オイルを生成する水性浮遊生物を培養して増殖させた後、回収して原料を得る第１の工程と、得られた原料の水分を、所望の重量比に調整する第２の工程と、水分が調整された原料を練混して粘土状化する第３の工程と、粘土状化された原料を所望の形状に成型し、乾燥させる第４の工程とを有するようにしたので、簡素な構成で、木質ペレットよりも燃焼カロリーが高いバイオマス燃料体を安価に製造することができる。
【００３８】
本発明に係るバイオマス燃料体の製造方法により製造されたバイオマス燃料体は、請求項１ないし１６のうちいずれか１の製造方法により製造されるようにしたので、安価に製造することができるだけでなく、木質ペレットよりも燃焼カロリーを高くすることができるので、燃焼効率の高い燃料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１の（Ａ）ないし（Ｅ）は、本発明の第１実施形態に係るバイオマス燃料体の製造過程を順を追って示す説明図である。
【図２】図２の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１のバイオマス燃料体の製造工程を示すフローチャートで、（Ａ）は乾式抽出により油分抽出された乾燥した藻類残渣を利用して粘土状化する場合を、（Ｂ）は湿式抽出により油分抽出された水分を含む藻類残渣を利用してバインダーを用いないで粘土状化する場合を示す。
【図３】図３は、図１の第１実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法に基づいて、実際に製造されたバイオマス燃料体である藻類残渣ペレットの品質のデータを木質ペレットの品質規格と比較して示す表である。
【図４】図４は、図１の藻類残渣ペレットと同じ方法で製造された藻類残渣１００％のペレットと従来の加圧ローラとダイスにより加圧押し出し工程を経て製造される木質ペレットの製造方法と同じ方法で製造されたアオコ１００％のペレットとをそれぞれ試作し、試作された藻類残渣とアオコとの性状をそれぞれ比較して示す表である。
【図５】図５の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、従来の加圧ローラとダイスにより加圧押し出し工程を経て製造される木質ペレットの製造方法を示す説明図および加圧ローラとダイスの実機を示す説明図である。
【図６】図６は、藻類残渣とアオコの組成を比較して示すグラフである。
【図７】図７の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の第２実施形態に係るバイオマス燃料体の製造工程を示すフローチャートで、（Ａ）は油分抽出を行っていない水分を含んだ生で未処理の藻類を粘土状化の前に一旦乾燥させて利用する場合を、（Ｂ）は同じく油分抽出を行っていない水分を含んだ生の藻類を回収し脱水しバインダーを用いないで粘土状化する場合をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
簡素な構成で、植物由来の廃棄物を有効に利用するとともに木質ペレットよりも燃焼カロリーが高くかつ安価なバイオマス燃料体を得るという目的を、オイルを生成する藻類を培養して増殖させ、回収した藻類のオイル分を抽出して精製するバイオマス由来の燃料の製造により発生する油分抽出後の藻類残渣を乾燥させて粉砕し原料を得る第１の工程と、乾燥された原料にバインダーとして水を添加して所望の重量比に調整する第２の工程と、水分が調整された原料を混練し粘土状化する第３の工程と、粘土状化された原料を所望の形状に成型し、成型された原料を乾燥させる第４の工程とを有する製造方法により実現した。
【００４１】
以下、図面に示す実施形態により本発明を説明する。本発明の第１実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法は、図１の（Ａ）ないし（Ｅ）に示すように、オイルを生成する藻類（海水性および真水性を含む水性浮遊生物）Ｍを原料に用いて製造される。本実施形態で用いられる藻類Ｍは、オイルを生成する藻類（例えば、アオコ、ユーグレナ（ミドリムシ、Euglena）、クロレラ（Chiorella）、スピルリナ（Spirulina）、アルスロスピラ（オルソスピラ、Arthrospira）、ボトリオコッカス（Botryococcus）、オーランチオキトリウム（Aurantiochytrium）、ラビリンチュリッド（Labyrinthulids）、スラウストキトリッド（Thraustochytrids）およびシゾキトリウム（Schizochytrium）のうち少なくともいずれか１またはこれらを組み合わせたもの）を培養して増殖させたものが用いられる。好ましくは、培養して増殖させた後回収され、オイル分を抽出して精製するバイオマス由来の燃料の製造により発生する油分抽出後の乾燥した藻類残渣Ｍ１が用いられる。
【００４２】
本実施形態では、油分抽出剤（有機溶剤）を用いた乾式抽出によりオイル分抽出後の乾燥された藻類残渣Ｍ１−ｄを用いているがこれに限られるものではなく、後述するように、水中に浮遊している状態の藻類Ｍから油分を抽出する湿式抽出により得られた藻類残渣Ｍ１−ｗであってもよいし、オイル分抽出のなされていない生で未処理の藻類Ｍであってもよい。また、藻類Ｍは植物性に限られるものではなく、オイルを生成するものであればよく、人工的に培養して増殖させることができるものであれば、動物性の水性浮遊生物であってもよいし、菌類であってもよい。オイルを生成する藻類Ｍは、種類により全体に占めるオイル成分の割合は多少異なる。例えば、ボトリオコッカス・ブラウニ（Botryococcus braunii）の場合、油分抽出前のオイル成分はおおよそ２〜７０Wt％であり、油分抽出により完全にオイル成分を抜ききることはできず、油分抽出後にも低いながらオイル成分が残留しており、油分抽出後のオイル成分はおおよそ２〜２０Wt％となっている。本発明は、この残留オイル分に着目してなされたものである。本実施形態では、藻類残渣Ｍ１としてボトリオコッカス・ブラウニ（Botryococcus braunii）を用いている。
【００４３】
本実施形態に係るバイオマス燃料体の製造方法は、まず、図１の（Ａ）および図２の（Ａ）に示すように、油分抽出後の乾燥した藻類残渣Ｍ１−ｄを粉砕し、乾燥され粉末化された藻類残渣Ｍ１−ｄ．ｐを一次原料として容器３に集積する第１の工程（藻類残渣集積工程）Ｓ１を有している。油分抽出後の藻類残渣Ｍ１は既に乾燥状態となっているので、乾燥炉を使用する必要はないが、必要に応じて用いてもよい。乾燥した藻類残渣Ｍ１−ｄの粉末化は図示しない粉末化装置で行われる。粉末化については、粒径２mm以下が好ましい。次に、第２の工程（水分調整粘土状化工程）Ｓ２で、容器３に集積された藻類残渣Ｍ１−ｄ．ｐにバインダーとして水Ｗを添加して吸水させ（図１の（Ｂ）参照）、所定の範囲の水分含有量５〜５５wt％で、藻類の種類に応じて粘土状化するのに適切な所望の水分含有量となるよう調整する。そして、所望の水分含有量に調整された藻類残渣Ｍ１−ｄ．ｐを図示しない攪拌機で練混して粘土状化し、粘土状化した原料Ｍ２を二次原料として得る。このとき、粘土状化した二次原料Ｍ２は水分の含有量および藻類Ｍの種類に応じて柔らかさが決まる。油分抽出後の藻類残渣Ｍ１は、上述の如く、オイル成分が残留しているので、水（バインダー）Ｗを添加して混練すると、二次原料Ｍ２は粘土状化されて外部からの力により塑性変形可能となる。
【００４４】
次に、第３の工程（成型工程）Ｓ３で、粘土状化された藻類残渣の二次原料Ｍ２を押出成形器（例えば、クレイガン）４により押し出して成型する（図１の（Ｃ）参照）。そして、第４の工程（乾燥工程）Ｓ４で、成型された円棒状の長い成型体５を載置台６に載置し、乾燥させる（図１の（Ｄ）参照）。本実施形態で使用したクレイガン４は吐出口が円形で直径６mmの口径を有している。なお、押出成形器４は、クレイガンに限られるものではなく、断面が楕円形や角状の所望の形状に成型するものであればよい。そして、最後に、成型され乾燥された成型体５を最終製品寸法にカットし、バイオマス燃料体である藻類残渣ペレット７が製造されるようになっている（図１の（Ｅ）参照））。
【実施例１】
【００４５】
図３は、上記第１実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法に基づいて、実際に製造されたバイオマス燃料体である藻類残渣ペレット７の品質のデータを木質ペレットの品質規格と比較して示す表である。また、図４は、図１の藻類残渣ペレットと同じ方法で製造された藻類残渣（ボトリオコッカス・ブラウニ）１００％のペレットと従来の加圧ローラとダイスにより加圧押し出し工程を経て製造される木質ペレットの製造方法（図５の（Ａ）、（Ｂ）参照）と同じ方法で製造されたアオコ１００％のペレットとをそれぞれ試作し、試作された藻類残渣とアオコとの性状をそれぞれ比較して示す表である。従来の木質ペレットの製造方法と同じ方法で製造されたアオコ１００％のペレットを作成した動機は、まず、第１に、実際に行った実験において、従来の加圧ローラとダイスによる木質ペレットの製造方法を用いてアオコのペレット化を行った。この実験では、想定通り、アオコのペレット化には成功した。このため、アオコに代えて藻類残渣（ボトリオコッカス・ブラウニ）でも、同様にペレット化が可能と想定し、実験を行った。ところが、藻類残渣（ボトリオコッカス・ブラウニ）を用いて加圧ローラとダイスによりペレット化を行おうとしたところ、ペレット化できなかった。本発明は、従来のペレット化方法で失敗した事例に鑑みてなされたものである。さらに、図６は、藻類残渣とアオコの組成を比較して示すグラフである。図４から明らかなように、藻類残渣（ボトリオコッカス・ブラウニ）１００％のペレット７では、微粉率および機械的耐久性の点で規格を満たしている。かさ密度の規格は、６００〜６５０kg/m3の値ではまだルーズなペレットが含まれるとのことで６５０kg/m3以上に定めた（日本木質ペレット協会、２０１１）とされているので、かさ密度の下限値は成型の強度を担保するために定められている。この藻類残渣（ボトリオコッカス・ブラウニ）１００％のペレット７では、微粉率および機械的耐久性を高いレベルで満たしているので、かさ密度の規格を満たしていなくとも、特段問題はない。
【実施例２】
【００４６】
一般に用いられる木質ペレットに、藻類残渣１００％のペレット７を重量割合で１％混合し、家庭用のペレットストーブで連続燃焼の実験を行った。
結果は、悪臭の発生もなく、８時間燃焼し続けた。燃焼後の燃焼ポットを確認したところ、少量の灰が残っている程度で、ガラス化してブリッジした灰や燃焼不良のペレットが残るようなことはなく、良好に燃焼したことがわかった。
【００４７】
次に、上記第１実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法の作用について説明する。この第１実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法は、第１の工程Ｓ１で、オイルを生成する藻類Ｍを培養して増殖させた後、回収して油分を抽出し、油分抽出後の乾燥された藻類残渣Ｍ１−ｄを粉砕して一次原料として容器３に集積し、第２の工程Ｓ２で、容器３に集積された藻類残渣Ｍ１−ｄ．ｐにバインダーとして水Ｗを添加して所望の水分含有量（５〜５５ｗｔ％）となるよう調整する。そして、第３の工程Ｓ３で、所望の水分含有量に調整された藻類残渣Ｍ１−ｄ．ｐを練混して粘土状化し、二次原料Ｍ２を得る。次に、第４の工程Ｓ４で、粘土状化された二次原料Ｍ２を所望の形状に成型し、乾燥させて、最終製品の寸法にカットするようになっている。このため、油分抽出後の、たとえ低い油分を含む乾燥した藻類残渣であっても、粉砕した後、水分を添加して混練すると粘土状化されるので、一次利用後の藻類残渣を利用することができ、植物由来の廃棄物を有効に利用することができる。また、木質ペレットよりも燃焼カロリーが高いバイオマス燃料体を安価に製造することができる。
【００４８】
図２の（Ｂ）は、第１実施形態の変形例を示すもので、第１実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法とその方法により製造されたバイオマス燃料体では、オイル分抽出後の乾燥された藻類残渣Ｍ１−ｄを用いているのに対し、この変形例に係るバイオマス燃料の製造方法では、水中に浮遊している状態の藻類Ｍから油分を抽出する湿式抽出により得られた藻類残渣Ｍ１−ｗを用いた点が異なっている。このため、バインダーとしての水Ｗを添加する工程が省略されている。
【００４９】
すなわち、第１実施形態の変形例に係るバイオマス燃料の製造方法とその方法により製造されたバイオマス燃料体では、水中に浮遊している状態の藻類から油分を抽出された湿式抽出により得られた藻類残渣Ｍ１−ｗに、水分が多く含まれている。このため、図２の（Ｂ）に示すように、第１の工程（水分調整集積工程）Ｓ１１では、湿式抽出後の水分を含んだ藻類残渣Ｍ１−ｗを回収し、水切り脱水して粉砕し、徐々に水分を低下させ、所望の水分含有量に調整された一次原料の藻類残渣Ｍ１−ｗ．ｐを集積する。次に、第２の工程（粘土状化工程）Ｓ１２で、所望の水分含有量に調整された藻類残渣Ｍ１−ｄ．ｐを図示しない攪拌機で練混して粘土状化し、粘土状化した原料Ｍ２を二次原料として得る。続く第３の工程（成型工程）Ｓ１３および第４の工程（乾燥工程）Ｓ１４は、上記第１実施形態の第３第４の工程Ｓ３、Ｓ４と同様である。なお、第４の工程Ｓ１４では、最終製品寸法にカットするようにしてもよいし、第３の成型工程Ｓ１３で予め最終製品形状に成型されていれば、乾燥させるだけでよい。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法について説明する。第２実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法は、上記第１実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法が一次原料Ｍ１として、培養して増殖させた後回収され、オイル分を抽出して精製するバイオマス由来の燃料の製造により発生する油分抽出後の乾燥した藻類残渣Ｍ１−ｄまたは水分を含む藻類残渣Ｍ１−ｗを用いているのに対し、油分が抽出されていない生で未処理の藻類や自然環境水域に発生しオイルを生成する水性浮遊生物、例えば、アオコ等を一次原料Ｍｒとして用いる点が異なっている。
【００５１】
すなわち、自然環境水域に大量発生しオイルを生成する藻類Ｍ、または培養されて増殖されたオイルを生成する藻類Ｍｒ−ｗを回収して、一旦、乾燥させ、図７の（Ａ）に示すように、乾燥された藻類Ｍｒ１−ｄを粉砕して一次原料Ｍｒ１−ｄ．ｐを得る第１の工程（藻類乾燥集積工程）Ｓ３１と、得られた一次原料Ｍｒ１−ｄ．ｐにバインダーとして水Ｗを添加し、所望の範囲の重量比に調整して二次原料Ｍｒ２を得、得られた二次原料Ｍｒ２を練混して粘土状化する第２の工程（水分調整粘土状化工程）Ｓ３２と、粘土状化された二次原料Ｍｒ２を所望の形状に成型する第３の工程（成型工程）Ｓ３３と、成型された二次原料Ｍｒ２を乾燥させる第４の工程（乾燥工程）Ｓ３４を有している。このため、油分抽出などの処理を行わない未処理の藻類が利用できるので、高カロリーのバイオマス燃料体が得られる。また、水域に異常発生した水性浮遊生物を廃棄することなく利用することができ、環境負荷を軽減できる。
【００５２】
図７の（Ｂ）は、第２実施形態の変形例を示すもので、第２実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法とその方法により製造されたバイオマス燃料体では、生で未処理の藻類Ｍｒ−ｗを回収した後、一旦、乾燥させるようにしているのに対し、この変形例に係るバイオマス燃料の製造方法では、油分抽出などの処理の行われていない生の、水分を多量に含んだ藻類Ｍｒ−ｗを回収し、水切り脱水して粉砕し、徐々に水分を低下させ、所望の水分含有量に調整した後、粘土状化するようにした点が異なっている。このため、バインダーとしての水Ｗを添加する工程が省略されている。
【００５３】
すなわち、第２実施形態の変形例に係るバイオマス燃料の製造方法とその方法により製造されたバイオマス燃料体では、図７の（Ｂ）に示すように、第１の工程（水分調整集積工程）Ｓ４１では、生で未処理の、水分を多く含んだ藻類Ｍｒ−ｗを回収し、水切り脱水して粉砕し、徐々に水分を低下させ、所望の水分含有量に調整された一次原料の藻類Ｍｒ１−ｗ．ｐを集積する。次に、第２の工程（粘土状化工程）Ｓ４２で、所望の水分含有量に調整された藻類残渣Ｍｒ１−ｗ．ｐを図示しない攪拌機で練混して粘土状化し、粘土状化した原料Ｍｒ２を二次原料として得るようになっている。続く第３の工程（成型工程）Ｓ４３および第４の工程（乾燥工程）Ｓ４４は、上記第２実施形態の第３第４の工程Ｓ３３、Ｓ３４と同様である。このように、この第２実施形態の係るバイオマス燃料の製造方法では、第１の工程Ｓ３１で、油分抽出前の藻類を回収した後、一度乾燥させる乾燥工程を設け、第２の工程Ｓ３２で、水Ｗを添加するようにしているが、この変形例では、第１の工程Ｓ４１で一次原料Ｍｒ１−ｗ．ｐを得る際に、水分を所望の重量比に調整して粉砕するようにしている。このようにすることで、粘土状化する前の乾燥工程を省略することができる。また、粒径の小さい藻類については、粉砕化の工程を省略してもよい。さらに、上記第１、第２実施形態とも、二次原料Ｍ２、Ｍｒ２の成型に押出成形器４を用いて乾燥後カットするようにしているがこれに限られるものではなく、ブリケットのような豆炭様の小塊状体に成型してよい。この場合、最終製品にカットする工程が省略される。
【００５４】
なお、上記各実施形態に係るバイオマス燃料の製造方法では、バインダーとして水を使用しているがこれに限られるものではなく、天然樹脂、植物系蝋、澱粉系のり、海藻系のり、石油系蝋、合成樹脂のうちいずれか１またはこれらを２以上組み合わせたものであってもよい。常温で固形化しているバインダーについては、バインダー添加時、バインダーが液状化される温度に加熱して混合すればよい。バインダーの種類により最終製品の燃焼カロリーを高めることもできる。さらに、図４に示すように、アオコ１００％のペレットと藻類残渣（ボトリオコッカス・ブラウニ）１００％のペレットとではそれぞれ、硫黄分が１．５％、０．３％含まれる。このため、上記各実施形態において、一次原料Ｍ１、Ｍｒを混練して粘土状化させる際、消石灰などの脱硫用材料を添加するようにしてもよい。このように構成することにより、バイオマス燃料体の燃焼時生じる硫黄分を脱硫することができ、脱硫装置を設ける必要がなくなる。また、環境への負荷を減じることができる。
【符号の説明】
【００５５】
Ｍ  藻類（水性浮遊生物）
Ｍ１  一次原料（油分抽出後の藻類残渣）
Ｍ２  二次原料（粘土状化された原料）
７  藻類残渣ペレット（バイオマス燃料体）
Ｓ１  第１の工程（藻類残渣集積工程）
Ｓ２  第２の工程（水分調整粘土状化工程）
Ｓ３  第３の工程（成型工程）
Ｓ４  第４の工程（乾燥工程）
Ｗ  水
【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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