(57)【要約】【課題】これまで堆肥化を困難にしていた油脂分を含む有機廃液の固形燃料化を可能とし、また、これにより、大量に排出される有機廃液のリサイクル活用、大量処理を可能とする、固形化燃料の製造方法および製造システムを提供する。【解決手段】油脂分を含む有機廃液を油水分離して、油脂分を含む有機廃棄物を回収し、回収した油脂分を含む有機廃棄物を木粉と均一に攪拌混合して、油脂分を含む攪拌混合物を乾燥させた後、ペレット状に成型する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂分を含む有機廃液を油水分離して、油脂分を含む有機廃棄物を回収し、回収した油脂分を含む有機廃棄物を木粉と均一に攪拌混合して、油脂分を含む攪拌混合物を乾燥させた後、ペレット状に成型することを特徴とする固形化燃料の製造方法。
【請求項２】
油脂分を含む有機廃液は厨房設備等から排出されグリストラップ槽内に貯留される有機廃液であることを特徴とする請求項１記載の固形化燃料の製造方法。
【請求項３】
油水分離後の油脂分を含む有機廃棄物および木粉の攪拌混合物を５０℃以上１００℃未満の雰囲気下で乾燥させ、攪拌混合物に含まれる水分のみを蒸発させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固形化燃料の製造方法。
【請求項４】
油水分離後の油脂分を含む有機廃棄物に対する木粉の混合割合を、有機廃棄物に含まれる油脂分を１とすると、木粉を重量比で１．２倍から１０倍とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の固形化燃料の製造方法。
【請求項５】
攪拌混合物をペレット状に成型するにあたり、乾燥工程において、油脂分を含む攪拌混合物の含油率と含水率の合計を２０％以上３０％以下に調整することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の固形化燃料の製造方法。
【請求項６】
油脂分を含む有機廃液を油水分離するための加圧浮上槽と、油水分離後の油脂分を含む所定量の有機廃棄物と所定量の木粉とを均一に攪拌混合する攪拌混合機と、攪拌混合された油脂分を含む攪拌混合物を乾燥させる真空減圧乾燥機と、乾燥後の油脂分を含む攪拌混合物をペレット状に成型する造粒機とを具備することを特徴とする固形化燃料の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品会社やレストラン、病院等の厨房等から排出される、いわゆるグリストラップ廃液を用いた固形化燃料の製造方法およびその製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品会社やレストラン、病院等の厨房設備等から排出される排水には、油脂分や汚泥有機物が含まれるので、生活環境や自然環境の保護のため、厨房等の排水を一旦、グリストラップ槽（排水浄化槽）に貯留し、油脂分、汚泥有機物を分離して、所定の基準以下の水質に処理してから、下水等に放流するようにしている。グリストラップ槽に貯留された油脂分を多く含んだグリストラップ廃液（以下、「有機廃液」という）は、回収され、廃棄物として処分される他、他の有機物と混ぜて堆肥の原料に利用されている。
【０００３】
上記の油脂分を多く含んだ有機廃液は、ある程度以上の厨房設備等からは必ず発生すると考えられ、揚げ物等を行う食品工場を含めると、相当規模の有機廃液が発生していると考えられる。しかしながら、油脂分を多く含んだ有機廃液は、油脂分の濃度が高いために非常に処理がしにくい廃棄物である。現状は堆肥への利用が図られているが、油脂分が多く堆肥にするための発酵に時間がかかることから、大量に集荷される有機廃液を処理するには到底追い付かず、大量の有機廃液が処理されず残るという大きな課題を残している。この場合、残った大量の有機廃液は産業廃棄物として処分せざるを得ない。
【０００４】
堆肥化を困難にしていた油脂分を多く含む有機廃液については、新たな用途として、ペレット化燃料への用途が考えられるが、有機廃液自体の固形化、ペレット化が難しく、これまで実現不可能であった。ペレット燃料としては、近年、おが屑や鋸屑など製材からでる廃材、古紙といった木質系の廃棄物を粉砕、圧縮し、ペレット状に成型した木質系のペレット燃料が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平７−８２５８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の木質系ペレット燃料はカロリーが低い、季節によってペレット材料の含水率が異なる、ペレット燃料の品質や火力が安定しない、など多くの課題があり、いまだ広く普及するには至っていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、これまで堆肥化を困難にしていた油脂分を含む有機廃液の固形燃料化を可能とし、また、これにより、大量に排出される有機廃液のリサイクル活用、大量処理を可能とする、固形化燃料の製造方法を提供することを目的とする。また、ＣＯ２の削減を図るとともに、循環型社会の実現に資することができる固形化燃料の製造方法を提供することを目的とする。さらには、それを実現するための製造システム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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載の固形化燃料の製造方法は、
油脂分を含む有機廃液を油水分離して、油脂分を含む有機廃棄物を回収し、回収した油脂分を含む有機廃棄物を木粉と均一に攪拌混合して、油脂分を含む攪拌混合物を乾燥させた後、ペレット状に成型することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の固形化燃料の製造方法によれば、従来有効利用されてこなかった油脂分を含む有機廃液を油水分離して、油脂分を含む有機廃棄物を回収し、回収した油脂分を含む有機廃棄物を木粉と均一に攪拌混合することで、油脂分を含む有機廃棄物をペレット状に固形化することができる。なお、有機廃液中の有機物には汚泥有機物が通常含まれる。汚泥有機物には、スカムなどの浮上汚泥有機物やスラッジなどの沈殿汚泥有機物が含まれる。
【０００９】
油脂分を含む有機廃棄物のみであると、ペレット状に成型するのが難しく、また、ペレット状に成型できたとしても形状が崩れやすいが、油脂分を含む有機廃棄物と木粉を均一に攪拌混合することで、各木粉に有機廃棄物の油脂分が多量に吸着されると共に各木粉を囲み、有機廃棄物の油脂分が木粉どうしのバインダーとなって弾力性のある固形状の混合物となり、ペレット状に成型しやすくなる。また、ペレット状に成型した後の形状が崩れにくい。
【００１０】
本発明によって得られる固形化燃料はその形状が特に限定されるものではないが、成型性や取扱性等から、直径が５〜１００ｍｍ、より好ましくは１０〜７０ｍｍ程度、又、長さは５〜２００ｍｍ、より好ましくは１５〜１５０ｍｍ程度である、円柱状又は角柱状のペレット成形体であることが望ましい。
【００１１】
本発明に係る請求項２記載の固形化燃料の製造方法は、油脂分を含む有機廃液が厨房設備等から排出されグリストラップ槽内に貯留される有機廃液であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の固形化燃料の製造方法によれば、グリストラップ槽内に貯留され、大量に回収される油脂分を多く含んだ有機廃液を固形化燃料として大量にリサイクル処理し、有効活用することができる。
【００１３】
本発明に係る請求項３記載の固形化燃料の製造方法は、油水分離後の油脂分を含む有機廃棄物および木粉の攪拌混合物を５０℃以上１００℃未満の雰囲気下で乾燥し、攪拌混合物に含まれる水分のみを蒸発させることを特徴とする。
【００１４】
攪拌混合物を５０℃以上１００℃未満で乾燥させることにより、油脂分を含む有機廃棄物と木粉の攪拌混合物中に含まれる含油率および含水率の合計を、ペレット成型性の良好な２０％から３０％程度の含水率に調整しやすくなる。５０℃以上とすることにより、攪拌混合物に含まれる水分の蒸発を促進させて、乾燥処理時間の短縮化を図り、１００℃未満とすることにより、混合物中に含まれる油脂分は乾燥気化させず、水分のみを蒸発させることができる。これにより、成型後のペレットの形状を保持し、カロリー（高カロリー）の安定した固形化燃料を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る請求項４記載の固形化燃料の製造方法は、油水分離後の油脂分を含む有機廃棄物に対する木粉の混合割合を、有機廃棄物に含まれる油脂分を１とすると、木粉を重量比で１．２倍から１０倍とすることを特徴とする。
【００１６】
油脂分１に対し、木粉を１．２倍以上とすることにより、油脂分を含む攪拌混合物の固形化を確実なものにできる。木粉が１．２倍未満であると、木粉に十分吸着されなかった油脂分の存在によって、成型不良（造粒機などの成型機に混合機が余分な油脂分によって十分に押し込まれず、ぼろぼろした状態のペレットが造粒される）が生じやすい。また、木粉が１０倍を越えると、油脂分が少な過ぎて所定の高カロリーの固形化燃料が得られない。木粉の割合を１．２倍以上１０倍以下とすることにより、油脂分の過多による成型不良を防止すると同時に、木質系単独のペレット燃料よりも高カロリー（５０００〜６０００ｋｃａｌ／ｋｇ）の固形化燃料を得ることができる。
【００１７】
本発明に係る請求項５記載の固形化燃料の製造方法は、油脂分を含む攪拌混合物をペレット状に成型するにあたり、乾燥工程において、攪拌混合物の含油率と含水率の合計を２５％以上３０％以下に調整することを特徴とする。
【００１８】
ペレット成型前の攪拌混合物には、有機廃棄物からの油脂分と、木粉および有機廃棄物双方からの水分が含まれている。発明者の繰り返し実験の結果、攪拌混合物のペレット成型には、攪拌混合物に含まれる含水率だけでなく含油率も寄与することが分かった。このため、攪拌混合物を良好にペレット成型するには、乾燥工程において、含油率と含水率の合計が２５％以上３０％以下に調整することが望ましい。
【００１９】
本発明に係る請求項６記載の固形化燃料の製造システムは、油脂分を含む有機廃液を油水分離するための加圧浮上槽と、油水分離後の油脂分を含む所定量の有機廃棄物と所定量の木粉とを均一に攪拌混合する攪拌混合機と、油脂分を含む攪拌混合物を乾燥させる真空減圧乾燥機と、乾燥後の油脂分を含む有機廃棄物および木粉の混合物をペレット状に成型する造粒機とを具備する構成であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る請求項６記載の固形化燃料の製造システムによると、大量に集荷された油脂分を含む有機廃液を、木粉と攪拌混合して、安価に短時間で効率よく固形化燃料を製造することができる。これにより、堆肥化では困難であった油脂分を多く含む有機廃液の大量リサイクル処理が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る固形化燃料の製造方法によると、油脂分を含む有機廃液をいったん油水分離して、油脂分を含む有機廃棄物を木粉と均一に攪拌混合して、乾燥させるようにしたから、油脂分を含む勇気廃棄物を固形化して、高カロリーのペレット状の固形化燃料を得ることができる。また、これにより、従来の堆肥化では困難であった油脂分を含む有機廃棄物の有効活用、大量処理を可能とし、ＣＯ２の削減と資源循環社会の実現を図ることができるという優れた効果を奏する。
【００２２】
また、本発明に係る固形化燃料の製造システムによると、従来の堆肥化では困難であった油脂分を含む大量の有機廃棄物を利用して、高カロリーで品質の安定した固形化燃料を安価なコストで製造することができ、また、それら油脂分を含む大量の有機廃棄物を効率よくリサイクル処理することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を図１ないし図３を参照して説明する。
【００２４】
まず、本発明の固形化燃料の製造方法に用いられる製造システムについて、概略説明すると、本製造システムは、油脂分を含む有機廃液を油水分離するための油水分離システム１０と、油水分離後の油脂分を含む所定量の有機廃棄物と所定量の木粉とを均一に攪拌混合する攪拌混合システム３０と、油脂分を含む攪拌混合物を乾燥させる乾燥システム４０と、乾燥後の油脂分を含む攪拌混合物をペレット状に成型するペレット成型システム５０とを具備した概略構成とされている。
【００２５】
本製造システムによって、油脂分を含む有機物廃液を利用して固形化燃料を製造する方法について、手順を追って説明する。油脂分を含む有機物廃液を利用した固形化燃料は、以下に説明する油水分離工程Ｓ１、攪拌混合工程Ｓ２、乾燥工程Ｓ３、ペレット成型工程Ｓ４を経て製造される。以下、各工程Ｓ１〜Ｓ４の順に説明する。
【００２６】
（油水分離工程：Ｓ１）
まず、一例として、厨房施設のグリストラップ槽１に貯留された油脂分を多く含む有機廃液Ｌを回収し、図１に示す油水分離システム１０において、前処理槽１１の前槽１２に目幅５０ｍｍの粗目スクリーン１３を通して投入する。投入される有機廃液には、５０％以上を占める油脂分と、残りのスカム、スラッジなどの汚泥有機物とが含まれる。粗目スクリーン１３を通して前処理槽１１の前槽１２に投入された有機廃液Ｌは、コンベア１４で一旦持ち上げられた後、目幅２０ｍｍの細目スクリーン１５を通して前処理槽１１の後槽１６に落下させられる。
【００２７】
前処理槽１１の後槽１６内で攪拌装置１７により予備攪拌された有機廃液Ｌは、移送ポンプ１８によってウルトラスクリーン槽１９に移送されてフィルタリングされ、そこから油泥貯留槽２０に落下させられる。油泥貯留槽２０内の有機廃液Ｌは攪拌装置１７により攪拌されながら、計量ポンプ２１によって計量された有機廃液が計量槽２２に移送された後、所定量の有機廃液が加圧浮上槽２３に移送される。
【００２８】
加圧浮上槽２３は、その下部に導入された有機廃液Ｌを、加圧ポンプ２４から加圧浮上槽２３内に導入された加圧空気により油水分離するものである。すなわち、加圧浮上槽２３内において、水よりも比重の軽い油脂分やスカム、スラッジなどの汚泥有機物は、加圧浮上槽２３内に導入された加圧空気により加圧浮上槽２３内で発生する微細な気泡とともに加圧浮上槽２３内の液面上に浮上し、これにより、有機廃液Ｌ中の油脂分および汚泥有機物と水分の大部分とが上下に分離される。分離された水分は、加圧浮上槽２３から配管２５を通り、下流の排水処理施設２６の調整槽２７に貯留され、その後、曝気槽２８Ａ、沈殿槽２８Ｂ、汚泥貯留槽２９を経て、放流される。
【００２９】
（攪拌混合工程：Ｓ２）
加圧浮上槽２３の液面付近に浮上した油脂分および汚泥有機物を含む有機廃棄物Ｍは、そのまま回収され、図２に示す攪拌混合システム３０の攪拌混合機３１に投入される。攪拌混合機３１には、同時に木粉貯留庫３２から図示しないコンベアにより搬送された木粉（おが屑、鋸屑等を含む）Ｎが投入され、同攪拌混合機３１内で有機廃棄物Ｍと木粉Ｎが均一に攪拌混合される。なお、図示しないコンベアにより搬送される木粉は、図示しないふるい機により石等が、磁選機により釘等の鉄が除去される。有機廃棄物Ｍに対する木粉Ｎの混合割合は、有機廃棄物Ｍに含まれる油脂分の割合によって、油脂分１に対し、木粉が重量比で１．２倍から１０倍の範囲内で調整される。木粉を１．２倍以上とすることで、油脂分を木粉に十分に吸着させて、後述する成型工程で、攪拌混合物Ｏをペレット造粒機５１内で十分に押し込んで、形状のよい固形化燃料Ｐを造粒することができる。また、木粉を１０倍以下とすることで、所定の高カロリーの固形化燃料を得ることができる。
【００３０】
攪拌混合機３１内に投入された有機廃棄物Ｍおよび木粉Ｎは、攪拌混合機３１のモーター３３により駆動される羽根３４の回転によって均一に攪拌混合され、これにより、各木粉（吸着率２００〜３００％）に対し有機廃棄物が吸着されると共に、各木粉を囲むように均一に付着し、油脂分を含む有機廃棄物自体がバインダーとなって木粉どうしが結び付き、弾力性のある固形状の混合物となる。
【００３１】
（乾燥工程：Ｓ３）
油脂分および汚泥有機物を含む有機廃棄物Ｍと木粉Ｎの、弾力性のある固形状の混合物Ｏは、混合攪拌システム３０の攪拌混合機３１から図示しないコンベアを介して、混合物貯留槽３５に貯留され、さらに混合物貯留槽３５から乾燥システム４０に移送され、乾燥システム４０の真空減圧乾燥機４１のホッパー４２に投入される。真空減圧乾燥機４１においては、管内が真空減圧されて固形状の混合物が約５５℃〜６５℃の比較的低温下で所定時間乾燥される。この乾燥工程によって、固形状の混合物の含油率が８〜１５％、含水率が５〜１５％、含油率と含水率の合計が２０〜３０％に調整される。比較的低温で乾燥されるので、混合物中に含まれる油脂分の蒸発、気化は防止され、水分のみが所定の含水率になるように乾燥される。
【００３２】
（ペレット成型工程：Ｓ４）
含油率と含水率の合計が２０％〜３０％、好ましくは２５％前後に調整された混合物は、図示しないコンベアによってペレット成型システム５０に移送され、ペレット成型システム５０のペレット造粒機５１のホッパー５２に投入される。ホッパー５２に投入された混合物Ｏは、ペレット造粒機５１のダイス部５３で加圧成型され、ダイス部５３の出口から約５〜５０ｍｍの径の、油脂分を含むペレット状の固形化燃料Ｐとして収納容器５４内に排出される。
【００３３】
かくして各工程Ｓ１〜Ｓ４を経て、成型後の形状が良好に保持された、油脂分を含み、高カロリー（５０００〜６０００ｋｃａｌ／ｋｇ）のペレット状の固形化燃料を安価なコストで製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る有機廃液を用いた固形化燃料の製造方法および製造システムは、油脂分を含む有機廃液を有効利用して、高カロリーの固形化燃料を製造できる方法および製造システムとして、用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る有機廃液を用いた固形化燃料の製造システムの半分を示す説明図、
【図２】同製造システムの残りの半分を示す説明図、
【図３】本発明に係る有機廃液を用いた固形化燃料の製造手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  グリストラップ槽
１０  油水分離システム
１１  前処理槽
１２  前槽
１３  粗目スクリーン
１４  コンベア
１５  細目スクリーン
１６  後槽
１７  攪拌装置
１８  移送ポンプ
１９  ウルトラスクリーン槽
２０  油泥貯留槽
２１  計量ポンプ
２２  計量槽
２３  加圧浮上槽
２４  加圧ポンプ
２５  配管
２６  排水処理施設
２７  調整槽
２８Ａ  曝気槽
２８Ｂ  沈殿槽
２９  汚泥貯留槽
３０  攪拌混合システム
３１  攪拌混合機
３２  木粉貯留庫
３３  モーター
３４  羽根
３５  混合物貯留槽
４０  乾燥システム
４１  真空減圧乾燥機
４２，５２  ホッパー
５０  ペレット成型システム
５１  ペレット造粒機
５３  ダイス部
Ｌ  有機廃液
Ｍ  有機廃棄物
Ｎ  木粉
Ｏ  有機廃棄物と木粉の混合物
Ｐ  ペレット状の固形化燃料
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009197204.tif 000005