(57)【要約】【課題】カイロ用に用いられる活性炭の性能を安定して製造可能なカイロ用活性炭の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のカイロ用活性炭の製造方法は、コーヒー又は茶粕の原料を炭化処理し、その後所定の水蒸気量を添加するとともに所定の賦活温度、賦活時間で賦活処理してカイロ用の活性炭を製造するカイロ用活性炭の製造方法であって、前記活性炭の性能を示す昇温速度特性とヨウ素吸着性能の関係を表わす関係式に基づいて、前記昇温速度特性に応じたヨウ素吸着性能の値を取得し、前記取得したヨウ素吸着性能の値に基づいて、前記コーヒー又は茶粕を賦活処理するための少なくとも前記賦活温度、前記賦活時間、及び前記水蒸気量を設定して前記カイロ用の活性炭を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーヒー又は茶粕を炭化処理し、その後所定の水蒸気量を添加するとともに所定の賦活温度、賦活時間で賦活処理してカイロ用の活性炭を製造するカイロ用活性炭の製造方法であって、
前記活性炭の性能を示す昇温速度特性とヨウ素吸着性能の関係を表わす関係式に基づいて、前記昇温速度特性に応じたヨウ素吸着性能の値を取得し、
前記取得したヨウ素吸着性能の値に基づいて、前記コーヒー又は茶粕を賦活処理するための少なくとも前記賦活温度、前記賦活時間、及び前記水蒸気量を設定して前記カイロ用の活性炭を製造することを特徴とするカイロ用活性炭の製造方法。
【請求項２】
前記コーヒー又は茶粕は、飲料工場から廃棄される廃棄物を利用することを特徴とする請求項１に記載のカイロ用活性炭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使い捨てカイロなどカイロ用に用いられるカイロ用活性炭の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に活性炭は、例えば、炭素化処理されたヤシ殻や木材、又は石炭などの原料を輸入して製造される。
【０００３】
当該原料を用いて製造される活性炭は用途により造粒活性炭と粉末活性炭の２種類に分けられる。また、当該原料を用いて活性炭を製造する場合には、輸入された原料を高温下で水蒸気などを添加して賦活処理することによって製造される。
【０００４】
当該活性炭は、水処理用、ガス処理用、工業用、触媒用など異なる用途に応じて必要な性能が異なることは従来から知られており、活性炭を製造するメーカーは、独自の経験又は手法によって、それぞれの用途に応じて性能の異なる活性炭を製造している。
【０００５】
一方、コーヒー又は茶系飲料を製造する飲料工場では、コーヒー又は茶粕が廃棄物として大量に発生する。現状それらは、有効利用する手段がなくほとんどが堆肥化されているが、製造過多となっておりその活用法に不安が残っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カイロ用に製造される活性炭はなく、別途用途のために製造された活性炭を流用しているのが現状であり、そのため、性能にバラツキが生じ、実際にカイロ用の製品として機能する活性炭を安定して供給することができないなどの問題がある。
【０００７】
また、原料を輸入に頼っている現状では、原料のコストが今後、高くなる傾向があるとともに良質の原料を安定して確保することが困難であるという問題がある。
【０００８】
また、飲料工場で排出されるコーヒー又は茶粕は、その約９８％が堆肥化されており、堆肥製造過多が問題となっている。
【０００９】
また、活性炭を製造するための原料として当該廃棄物を再利用することにより、当該廃棄物を堆肥化する必要がなくなるので環境負荷の低減が図れると共に廃棄物の有効再利用が可能となる。
【００１０】
そこで、このような課題の一例を解消するために、本発明は、良質の原料を安定して確保しつつコストの低減と環境負荷の低減を容易に図りつつ、カイロ用に用いられる活性炭の性能を安定して製造可能なカイロ用活性炭の製造方法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】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本願請求項１に記載のカイロ用活性炭の製造方法は、コーヒー又は茶粕を炭化処理し、その後所定の水蒸気量を添加するとともに所定の賦活温度、賦活時間で賦活処理してカイロ用の活性炭を製造するカイロ用活性炭の製造方法であって、前記活性炭の性能を示す昇温速度特性とヨウ素吸着性能の関係を表わす関係式に基づいて、前記昇温速度特性に応じたヨウ素吸着性能の値を取得し、前記取得したヨウ素吸着性能の値に基づいて、前記コーヒー又は茶粕を賦活処理するための少なくとも前記賦活温度、前記賦活時間、及び前記水蒸気量を設定して前記カイロ用の活性炭を製造することを特徴とする。
【００１２】
また、本願請求項２に記載のカイロ用活性炭の製造方法は、請求項１に記載のカイロ用活性炭の製造方法において、前記コーヒー又は茶粕は、飲料工場から廃棄される廃棄物を利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所定の性能を有するカイロ用活性炭を安定して製造することができる。また、飲料工場から堆肥化処理されていたコーヒー粕や茶粕を活性炭の原料として再利用することで、環境負荷の軽減やコストの軽減を容易に図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。図１は昇温速度とヨウ素吸着性能との関係を示す図、図２は昇温速度特性に応じた活性炭の性能と設定条件を示すテーブルデータの一例である。
【００１５】
−本発明の概要−
一般に使い捨てカイロなどのカイロ用に使用される原料の一つとして活性炭が用いられるが、当該使い捨てカイロを製造するカイロメーカーは、活性炭の性能を示すヨウ素吸着性能を基に納品判断を行うようになっている。しかしながら、当該カイロメーカーは、活性炭の性能を示す昇温速度特性も加味して納品判断を行っているのが実情である。
【００１６】
本発明は、昇温速度特性に応じた活性炭を製造するために、賦活炉における賦活温度、賦活時間、及び原料と水蒸気の比率から算出される水蒸気量の設定を適宜変更しつつ製造した複数の活性炭に基づいて昇温速度特性とヨウ素吸着性能の関係を導きだすことで、所定の性能を有するカイロ用の活性炭を安定して製造する製造方法を確立しようとするものである。
【００１７】
本願発明者は、まず、活性炭のヨウ素吸着性能と昇温速度特性の関係を調べるために、コーヒー粕を原料として炭化処理された炭化物を、賦活温度、賦活時間、及び水蒸気量を適宜変更しつつ所定の賦活炉にて活性炭を製造し、得られた活性炭のヨウ素吸着性能と昇温速度特性を測定する試験を行い、図１に示すように、当該試験によって得られた測定データに基づいてヨウ素吸着性能と昇温速度特性の関係を線図化し、関係式を導き出した。
【００１８】
なお、図１に示す昇温速度は、製造された活性炭に塩水、鉄粉、保水材などを各々定量ずつ混合・攪拌して測定したものであり、ヨウ素吸着性能は、ＪＩＳ規格に準じて測定したものである。
【００１９】
また、カイロ用の活性炭を製造するためには６００℃以上の賦活温度が必要であり、１０００℃を超える賦活温度は実用的でないことを確認した。ここで、賦活温度の下限値を６００℃以上としたのは、６００℃未満であると反応速度が進まないことに起因するものである。一方、賦活温度の上限値を１０００℃以上としたのは、１０００℃以上であると反応の均一性が図れず製造される活性炭の性能が不安定になることに起因するものである。
【００２０】
また、カイロ用の活性炭を製造する際の賦活時間は、好適には、０．５ｈ〜２ｈ程度、原料と水蒸気の比率は、原料１に対して水蒸気が１〜４程度の範囲内とすべきであることを確認した。
【００２１】
また、上記試験を行った結果、その測定結果からヨウ素吸着性能に応じた賦活炉における賦活温度、賦活時間、及び原料と水蒸気の比率から算出される水蒸気量がわかっているため、昇温速度特性に応じた活性炭を製造する際に、当該昇温速度特性からヨウ素吸着性能を導きだすことによって、賦活炉における賦活温度、賦活時間、水蒸気量の設定条件を最適な値にすることが可能となった。
【００２２】
具体的には、例えば、昇温速度が５（℃／ｍｉｎ）の活性炭を製造したい場合には、図１に示す関係式からヨウ素吸着性能が約６００（ｍｇ／ｇ）あれば良いことがわかるため、そのヨウ素吸着性能を得るために必要な賦活炉の設定条件を決定すれば良いこととなる。当該賦活炉の設定条件である賦活温度、賦活時間、及び水蒸気量は、上記活性炭の性能を規定する過程により得られているので、その値でもって賦活炉の設定条件を適宜決定すれば良い。
【００２３】
このように、昇温速度に応じた活性炭を製造する際には、図１に示される昇温速度特性とヨウ素吸着性能の関係を示す関係式に基づいて、昇温速度に応じたヨウ素吸着性能の値を取得し、当該ヨウ素吸着性能の値から賦活炉の設定条件である賦活温度、賦活時間、水蒸気量を試験により得られた測定結果から規定して活性炭を製造することによって、所定の性能を有するカイロ用の活性炭を安定して製造することができる。
【００２４】
また、昇温速度特性に応じて製造された活性炭の事例としては、図２に示すように、例えば、昇温速度が４（℃／ｍｉｎ）であってヨウ素吸着性能が４２０（ｍｇ／ｇ）である時の賦活炉にて設定される賦活温度は９００（℃）であることがわかる。同様に昇温速度１０（℃）、１３（℃）に対する活性炭の性能及び賦活炉にて設定される賦活温度の設定条件が容易にわかる。
【００２５】
よって、例えば、昇温速度が１０（℃／ｍｉｎ）の性能を有する活性炭を製造したい場合には、図２のテーブルデータによって賦活温度を概ね９６０（℃）に決定できるので、試験結果に基づく測定データなどから賦活炉の性能を加味して、賦活時間、及び水蒸気量を適宜設定すれば良いことがわかる。このようにすれば、容易に所定の昇温速度に応じた活性炭を容易且つ安定して製造することが可能となる。
【００２６】
なお、賦活時間のみでなく、賦活時間、及び水蒸気量を昇温速度及びヨウ素吸着性能に対応づけて適宜規定することにより、昇温速度に応じたカイロ用活性炭を製造する場合に、容易に賦活炉の設定条件を決定して所定の性能を有するカイロ用活性炭を製造することが可能となる。
【００２７】
また、上記実施形態では、コーヒー粕のみの試験結果を示したが、茶粕もコーヒー粕と同様の試験結果が得られた。
【００２８】
−実施例−
次に、具体的な実施例について図３を用いて説明する。図３は賦活炉の構成例を示す図である。
【００２９】
以下に説明する活性炭の製造方法は、例えば、コーヒー又は茶系飲料を製造する飲料工場から廃棄されるコーヒー又は茶粕を原料として使用し、昇温速度が１０（℃／ｍｉｎ）以上有するカイロ用活性炭を製造する実施例を示し、当該カイロ用活性炭は、一般的に種々の活性炭を製造する際に用いられる賦活炉２を用いて製造される。
【００３０】
図３に示すように、賦活炉２は、全体が傾斜しており、かつ、回転することで原料（炭化物）を所定の速度で賦活炉２の出口へ搬送する。また、原料（炭化物）はバーナーにより加熱された賦活炉２内に供給され、搬送の過程で水蒸気を添加して賦活処理され、活性炭が製造される。
【００３１】
また、賦活炉２は、原料を賦活処理するための賦活温度や水蒸気を供給する水蒸気量、及び賦活時間としての搬送時間を設定するための回転速度を適宜変更して設定可能になっている。
【００３２】
そして、ユーザによって決定されるカイロ用活性炭の性能（昇温速度が例えば、１０（℃／ｍｉｎ））に基づいて上記賦活炉２を用いて活性炭が製造される。
【００３３】
また、賦活炉２における賦活温度、賦活時間、及び水蒸気量は、図１に示す関係式を参照して、製造すべきカイロ用活性炭の性能によって規定されるヨウ素吸着性能の値に基づいて適宜設定される。
【００３４】
具体的には、昇温速度が１０（℃／ｍｉｎ）であるときのヨウ素吸着性能は、図１に示す関係式を参照し７４０（ｍｇ／ｇ）程度と規定される。また、図２に示すテーブルデータを参照すると、賦活温度は９６０（℃）と規定されるので、試験結果に基づく測定データなどから賦活炉２の性能を加味して賦活時間及び水蒸気量が設定され、賦活炉２の設定条件が規定される。
【００３５】
以上に説明したように、本実施形態の活性炭の製造方法は、所定の昇温速度に応じたカイロ用活性炭を製造する際に、カイロ用活性炭の原料として、本来、飲料工場などから廃棄されるコーヒー又は茶粕を利用し、昇温速度とヨウ素吸着性能の関係を示す関係式に基づいて、昇温速度に応じたヨウ素吸着性能の値を取得し、当該ヨウ素吸着性能の値から賦活炉にて設定する賦活温度、賦活時間、水蒸気量を適宜設定するので、所定の性能を有するカイロ用活性炭を安定して製造することができる。
【００３６】
また、飲料工場では、廃棄物を有効利用する循環型のシステムを構築することができ、廃棄物を廃棄処理する必要がなくなるので省エネルギ化を容易に図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】昇温速度とヨウ素吸着性能との関係を示す図である。
【図２】図１の結果に基づいて昇温速度と活性炭の性能と設定条件を示すテーブルデータの一例である。
【図３】賦活炉の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
２  賦活炉
【図１】
2009062250.tif 000003
【図２】
2009062250.tif 000004
【図３】
2009062250.tif 000005