(57)【要約】【課題】  植物系バイオマスであるバーク材や製材所端材が従来の平炉より高温度で炭化され、良質で安価な粉炭を多量に製造することが可能となった。しかし、粉炭を単独で取扱う上で飛散することが利用範囲を狭めている。【解決手段】    粉炭をペレット化して広範範囲に利用するために、粉炭に混入するバインダーの種類及び混入比率を、燃料用、農業用、畜産飼料用に夫々個別の種類及び比率とし、ペレット化して、燃料用ペレット炭、土壌用ペレット炭、畜産用ペレット炭として利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物系バイオマスを粉炭化する炭化炉と、その炉で製造した原料粉炭を分別して過大なサイズ及び異物を取り除いて粉状の製品粉炭を篩い分ける篩い分け装置と、過大なサイズ及び異物が除去された前記製品粉炭にバインダーを混入してペレット化する混合圧縮固化装置を具備して、製品粉炭に混入するバインダーの種類及び混入比率を燃料用、農業用、畜産飼料用に、夫々個別の種類及び比率のバインダーを製品粉炭に混入してペレット化し、燃料用ペレット炭、土壌用ペレット炭、畜産用ペレット炭として利用することを特徴とする植物系バイオマスの利用方法。
【請求項２】
請求項１のバインダーの種類と混入比率において、燃料用ペレット炭にはリグニンを、土壌用ペレット炭には有機資材を、畜産用ペレット炭には澱粉を使用し、夫々の混入比率を粉炭１００体積量とした体積比率で、リグニンを２０〜６０体積量、有機資材を８０〜１２０体積量、澱粉を５０〜９０体積量としたことを特徴とするペレット炭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物系バイオマスを平炉で炭化した粉炭を、ペレットに加工して燃料や農業用資材、畜産飼料として利用する方法およびそのペレット炭の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止策が大々的に取り組まれており、植物系バイオマスの利用についても種々の方法が研究され、その大部分の近代的で大掛かりな機械設備を構築して行なわれている事例では、経済的に採算が合わず設備の稼動が危ぶまれている例が多発している。その中でも植物系バイオマスを炭化する例では、炭化炉を廃棄物処理装置として位置づけ植物系バイオマスの廃棄処理費用を受理しているにもかかわらず二次製品である炭化物のコストが高価になったり、また経済的に有利な条件で入荷できる建設廃材などを原料とした炭化物は二次製品の使用先が限定されるなどして、需要が伸びない場合が多い。
【０００３】
本発明者は、従来から行われていた炭化平炉の技術の向上に携わり、特許文献５に例示するように新たに良質で安価な粉炭を多量に製造する技術「炭化物生成窯及び炭化物生成方法」を発明して、植物系バイオマスの利用拡大に努めている。しかし粉炭の場合は、粉状であるが故に、その中に微粒子の炭の粉を含み持ち運びや混合などの作業時に飛散する問題がある。
【０００４】
粉体の飛散を防止する方法の一例として、ペレット化する方法がある。木炭に関連したペレット化の例として特許文献１に示す「肉骨粉ペレット」や特許文献２の「ペレット形状の土壌改良剤とその製造方法」などがあり、これらの目的は炭以外の廃棄物などの処理を目的としたもので、廃棄物に炭を添加したものである。また、燃料輸送費を軽減する目的でペレット化を考えた特許文献３の「植物系バイオマス炭の生成装置」や特許文献４の「炉内供給空気の還元剤、ペレット形成方法、ペレット炭化方法」などがある。特許文献１に示すものはタールが生成される程度の低温度の炭化炉で製造された炭を粉砕し、同時に収集されるタールを使用してペレット化するものであり、特許文献２のものは粉砕廃棄木材をペレット状に成形したものを炭化させて廃木炭ペレットを製造するものである。植物系バイオマスを良質で安価な粉炭に焼成し、その粉炭をペレット化して利用促進を図るまでには考えが及ばなかった。
【特許文献１】特開２００３−１１６４６８号公報「肉骨粉ペレット」
【特許文献２】特開２００５−００２３０５号公報「ペレット形状の土壌改良剤とその製造方法」
【特許文献３】特開２００５−１２６５７３号公報「植物系バイオマス炭の生成装置」
【特許文献４】特開２００７−１４６２３１号公報「炉内供給空気の還元剤、ペレット形成方法、ペレット炭化方法」
【特許文献５】特開２００７−０５６２３７号公報「炭化物生成窯及び炭化物生成方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者が発明した炭化平炉の技術により、植物系バイオマスであるバーク材や製材所端材が従来の平炉より高温度で炭化され、良質で安価な粉炭を多量に製造することが可能となり用途範囲が拡大した。しかし、その需要の拡大を図る上では、燃料として利用する場合はストーブやバーナーへ供給する時発生する粉炭ダストが周囲を汚し、また農業用資材として田畑に撒くときも風に乗って飛散するために散布用機械が利用し難い等の難点がある。
【０００６】
従来、植物系バイオマスの利用拡大を図る目的で炭化作業が行われていたとしても、炭化物のペレット化は直接炭化物の利用拡大よりもむしろ、他の廃棄物の処理のために炭化物を混入する形であった。本発明は、植物系バイオマスを炭化して粉炭を製造し、ペレット化することによってその粉炭の利用上の問題点を解決して、植物系バイオマスの利用拡大を図ろうとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者が発明した前記特許文献５で例示する炭化平炉の技術により焼く炭は、炭化温度が従来の平炉に比べて高く、古来の炭窯で製造する炭と変わらぬ性状を持ち、燃料としての利用の他、土壌改良や畜産飼料、水質浄化などに広く利用されている。
本発明は、これらの用途に適するペレットを夫々の用途に対応するために、択一的に単種類のバインダーを添加して、炭の特徴を最大限に活かすことを目的として製造する。
【０００８】
植物系バイオマスを粉炭化する炭化平炉と、その炉で製造した原料粉炭を分別して過大なサイズ及び異物を取り除いて粉状の製品粉炭を篩い分ける篩い分け装置と、過大なサイズ及び異物が除去された前記製品粉炭にバインダーを混入してペレット化する混合圧縮固化装置を具備して、製品粉炭に混入するバインダーの種類及び比率を燃料用、農業用、畜産飼料用に、夫々個別のバインダーとその混入比率で混合しペレット化して、燃料用ペレット炭、土壌用ペレット炭、畜産用ペレット炭を製造し、植物系バイオマスを利用する方法。
【発明の効果】
【０００９】
植物系バイオマスをペレット化して利用する方法として、木質ペレット及び木質ペレット用ストーブの普及促進が図られている。
近年、地球温暖化防止もさることながら、原油の価格高騰のため一般家庭や小規模事業用の灯油の価格高騰が続いており木質ペレットが注目されているが、木質ペレットの場合は原料の木の部位によってペレットの性状が変わったり、ストーブに使用すると僅かではあるが臭気や煙が発生したり、灰の後始末が必要であったりして、必ずしも普及がスムーズに進んでいるとは云えない状況である。
【００１０】
木質ペレットに比べ燃料用ペレット炭の場合は、木質ペレットと比較して体積当りの熱カロリーが高く、輸送や保管に貯蔵のスペースが小さくて済み有利であり、また原料の種類による性状の変化が少なく、無臭で排煙が出ない、灰分が少ないなど多くの利点があり、今後の普及が期待される。
【００１１】
植物系バイオマスから出来た粉炭は、多孔質で調湿性、吸着性に優れ、政令指定土壌改良資材として土壌の透水性の改善に良いとされているが、粉炭の粒度が広範囲であり飛散するため他の農業資材に添加して利用する方法が採用され、粉炭を単独で大量に散布することは出来なかった。本発明は、ペレット化によって一定粒度とし、大規模な機械散布を可能として大きな需要に繋がることが期待される。
【００１２】
また、昔から人々の間でお腹の調子が悪いときに炭を粉末にして飲む習慣があったように、家畜の餌としても食欲増進や脱臭効果が認められ利用されるようになった。粉体のままでは餌の中に添加する形で利用されていたが、ペレット化によって単独で与えることが出来、また養殖魚にも適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、自動装置を駆使した大規模生産よりも、方々の地域において植物系バイオマスを炭化し、ペレット化して、その地域で使用する。そしてその作業に地域の人々が携わり、地域内で炭酸ガスの循環が図られ、雇用の増大や地球温暖化防止に役立つ事を望んでいる。したがって、混合圧縮固化装置は大掛かりな連続タイプの装置である必要はない。また製品粉炭やバインダーの計量も一般的なものでよく、一回一回計量して手作業で投入し、製造することでも事足りる。
【００１４】
自動装置を駆使した大規模装置で、多量の植物系バイオマスを一箇所に集め、多量に生産して遠くまで輸送するよりも、方々の地域で小規模に生産し、その生産地の近くの地場で利用する事が、輸送などに他のエネルギーを消費することも少なく、地球温暖化防止に貢献できる。
植物系バイオマスの利用促進を図ることは、小規模な生産・利用拠点が各地に普及することで達成される。
【実施例】
【００１５】
本発明で実施した植物系バイオマスの利用方法について、その一例を説明する。
特許文献５で例示するタイプの炭化平炉１で植物系バイオマス４を炭化して原料粉炭５を製造している場所の近くに、原料粉炭５の過大サイズや異物を取り除いて粉状の製品粉炭６を篩い分ける篩い分け装置２とオーバーサイズ１４を取り除いた該製品粉炭６にバインダーを混入してペレット化する混合圧縮固化装置３を設置し、その近くに製品粉炭６、燃料用ペレット炭１０へバインダーとして混入するリグニン７、土壌用ペレット炭１１へ混入する有機資材８及び畜産用ペレット炭１２へ混入する澱粉９、を夫々個別に貯蔵するタンク６ｔ、７ｔ、８ｔ、９ｔ、を設けた。
【００１６】
粉炭をペレット化する場合、製品粉炭６の水分含有量がペレット化の出来具合に大きく影響する。そのため炭化平炉１の鎮火を行なう水１３の量を製品粉炭６がペレット化に必要な水分含有量になるように調整し、製品粉炭６を炭化平炉１から取り出してペレットにするまでを、可能な限り少ない工程で行なうこととした。
【００１７】
本発明で実施したペレット化の一例について図面を使用して説明する。
図１に示すのは、構成図で炭化平炉１で製造した粉炭が、夫々の用途のペレット炭になるまでの経路を示したものである。
【００１８】
実施した一例では、植物系バイオマス４を炭化平炉１で直接炭化したが、既に他の場所で製造された木炭や竹炭を使用してもいっこうに差し支えない。但し、その場合は製造するペレット直径の３分の１程度の大きさに粉砕する工程が別途必要である。
【００１９】
本実施例では、炭化平炉１から取り出した原料粉炭５の過大なサイズや異物を取り除くため篩い分け装置２を設けたが、炭化平炉１で製造する原料粉炭５は目視管理が可能な人的作業で炭化が行われ、又ペレット化に適した硬度や水分含有量は炭製造技術者の人的技量で得られるので、混合圧縮固化装置３で容易に砕ける硬さに焼き上げれば、篩い分け装置２の通過サイズは必ずしもペレット直径の３分の１にする必要はなく、混合圧縮固化装置３の投入可能な許容サイズで決定しても良く、篩い分け装置３を設置しなくても良い。
【００２０】
製品粉炭６に混入するバインダーは粉末状のもので、ペレット化する為には製品粉炭６がある一定量の水分を含んでいる必要がある。本実施例では炭化平炉１において鎮火する時添加する水１３の量によって含水量を調節したが、外部から木炭或いは竹炭を搬入して行なう場合は篩い分けの後で製品粉炭６がある一定量の水分を含むように水の添加装置を別途配備しなければならない。
【００２１】
本実施例では、バインダーの混入する量を、製品粉炭６の１００体積量に対して燃料用ペレット炭１０ではリグニン７を４０体積量、土壌用ペレット炭１１では農業用有機資材８を１００体積量、畜産用ペレット炭１２では澱粉９を７０体積量の割合で配合して、夫々のペレット炭が夫々の用途に単独で利用されやすい割合とし、製品粉炭６と同時に混合圧縮固化装置３へ投入してペレット化した。
【００２２】
図１において、圧縮固化装置３を燃料用ペレット炭１０、土壌用ペレット炭１１、畜産用ペレット炭１２に夫々個別に示しているが、本実施例では、同一の圧縮固化装置３を利用してペレットを製造した。夫々に専用の圧縮固化装置３を設けることが理想的であるが、洗浄できる状態であれば十分に洗浄を行い、バインダーを変更した後試験運転を行なって、前回のバインダーが混入していないことが確認できれば３台準備する必要は無い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  炭化平炉            
２  篩い分け装置
３  混合圧縮固化装置
４  植物系バイオマス
５  原料粉炭
６  製品粉炭
６ｔ  製品粉炭タンク
７  リグニン
７ｔ  リグニンタンク
８  有機資材
８ｔ  有機資材タンク
９  澱粉
９ｔ  澱粉タンク
１０  燃料用ペレット炭
１１  土壌用ペレット炭
１２  畜産用ペレット炭
１３  鎮火用水
１４  オーバーサイズ
【図１】
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