ウッドバッグを用いた薪乾燥システムの開発
NPO法人九州バイオマスフォーラム理事長 薬師堂 謙一
事務局長 中坊 真

ウッドバッグロールパレット

メッシュパレット

ＮＰＯ法人九州バイオマスフォーラム1

オーストリアの木質バイオマス利用状況

薪の消費が減らないことに注目

出典：三浦修一（オーストリアにおける木質エネルギー利用、ＷＥＢ）

海外と日本との薪の利用量比較

引用元：日経エコロジー

日本国内の薪ストーブの販売台数

暖炉ストーブ協会の会員店が販売しているストーブは年間約7千台。
会員以外の販売数を考慮すると、年間1万台は販売されている模様。
薪年間消費金額 5万円/台とすると、年間5億円の市場拡大。

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１．目的・理念

1. 日本国内において、電気、ガス、水道に次ぐ地域社会インフラとして「薪産業」を育てる
2. 品不足を発生させない量の確保と、含水率が十分低い乾燥薪の質の確保が重要
3. 農研機構が開発した木質チップの乾燥技術を応用。シンプ
ル・コンパクト・安価な薪乾燥システムを開発。
※薪の品質
一般的に乾燥薪というのは、含水率が２０％以下であることが求められている。
薪ストーブや薪ボイラーで、含水率が高い薪を燃焼すると、煙の発生や煙突に煤やタールが付着する可能性が高く、大気汚染や燃焼機器のトラブル・安全性に問題が生じる。
※既存技術
これまでの薪乾燥技術は、天日乾燥もしくは既存の木材乾燥技術を使ったものであった（ハイスペックすぎる）。
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２．実施概要①事例調査・ニーズ調査
既存の薪乾燥システムの事例調査、薪製造販売事業者にヒアリング②薪乾燥実験
薪の乾燥特性の把握、薪乾燥システムの仕様決定③薪乾燥システム開発
燃焼装置、熱交換機、貯湯タンク、温風発生器、制御システム④実証試験
薪乾燥システムの連続運転、薪乾燥試験⑤検討委員会
専門家による助言・意見交換
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事例調査報告長野県A社 屋根のみ

長野県B社 ファーネス＋コンテナ

長野県C社 ファーネス＋コンテナ

青森県D社太陽光パネル屋根

福島県E社 農業用ハウス

群馬県F社 ボイラー＋乾燥小屋

薪の売上が年間3000万円を超えているところは、薪乾燥施設に、数百万～数千万円の設備投資を行っているところが多かった。→乾燥システムのニーズはある。

7３．実施場所
実施予定場所熊本県阿蘇市波野（高原地域・阿蘇森林組合所有地）
実験協力
九州沖縄農業研究センター

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４．試験の実施状況

おが粉・木くずをボイラーに投入
天日乾燥試験の様子
燃焼の様子

ボイラーと排ガス熱交換機の設
置の様子

排ガスは水蒸気のみ
9火山灰もしくは火山灰に含まれる硫黄分の影響により、当初数年は耐久性があると思われた耐候剤入りカバーが、硬化して裂けるようになった。
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ウッドバッグにポリ袋をかぶせた天日乾燥試験
含水率変化

30.0

ウッドバッグ内の温度変化（針葉樹・穴なし・風なし）

30

20

20.0

温度

15.0

2019/12/1

2020/1/1

黒上部平均気温

黒下部平均気温2020/2/1

測定日

・上記で最も乾いたのは、広葉樹・透明・穴ありで、126日間で54㎏乾いた（平均0.43kg/日）。
・広葉樹の場合は、ポリ袋の穴あり・穴なし
では、明瞭な違いは認められなかった。
・透明と黒色では、透明の方が若干乾燥が早かった。
・含水率が15％に近づくにつれて、乾燥速度が落ちてくる。

10/28

10/27

10/26

10/25

10/24

10/23

10/22

10/21

日付

10/20

10/19

10/18

10/17

10/16

10/15

10/14

10/13

広葉樹、黒、穴あり

0.0
2019/11/1

透明下部平均気温05.0

2019/10/1

透明上部平均気温

10/12

広葉樹、黒、穴なし

広葉樹、透明、穴あり

10/11

広葉樹、透明、穴なし

10/10

10.0

1010/9

含水率（％）

25.0

透明と黒色のポリ袋を比較した場合、上部の温度は透明の方が高い、下部の温度は変わらない11

ウッドバッグの乾燥効率向上技術

通風装置の設置状況
・ポリフィルムをかけるのみでは排気自然乾燥用補助通風装置の試作量が少なく乾燥速度が遅いので、日中に上部からファンで空気を送り込み薪の乾燥を促進する。
・コンピューター用の冷却ファンを使用。風量別の試作例、太陽光パネルの利用も可能。

・ポリフィルムに送風量3.2m3／分の補助送風装置を設けることにより、無通気に比べ乾燥能力を2倍にできる。
・価格7千円/袋、消費電力30W・送風量が少ないと効果がでない場合がある。

18日目で無通気約60ｋｇ、3.2m3/は約120kgの重量が減少した

強制熱風乾燥での乾燥能力

強制熱風乾燥システムの概要
排気温200℃以下
強制吸引

冷却能力
30,000kcal／h(35kW)
排気温400-600℃

水 高温水
冷
熱交
換器

乾燥温度は温水温の－10～15℃程度、送風量は6m3／分・基

高温
水

冷水
薪焚き式温水ボイラー

温風
ステンレス鋼板製
貯湯容量５ｔ
断熱材100mm

ラジエーター式
放熱器(25-30kW)

通風乾燥装置ウッドバッグ
4基同時乾燥

貯湯タンク

・市販の薪焚き温水ボイラーに水冷熱交換器を追加し熱回収率が約36％向上
・貯湯タンク付設により消火後も8時間程度通風乾燥が可能→乾燥速度の向上
・ラジエーター式放熱器(25～30kW)でウッドバッグ４袋を同時乾燥

ボイラーの燃料投入
②着火する

①原料投入
段ボール乾端燥材した投入口薪端材（湿ったものでもよい）

おが粉着火

奥で煙完を全発燃
生焼ささせせなるいことで、④補充する③煙の確認
煙突から白煙が少なくなったことを確認する。
白煙が出ていたら、段ボールなどを追加して、火力を上げる。

できるだけ奥に端材を入れる

煙が出ない程度に、時々手前のおが粉を奥に押しやる

薪乾燥装置の運転状況

燃焼時間（9:40スタート）

・ボイラーの運転開始後タンク内水温は70℃程度まで上昇する。
・放熱器への供給水温はタンク上部水温と同等で、薪の乾燥温度は水温-15℃程度
・薪の乾燥温度は燃焼中は60℃以上に上昇し、燃焼終了後も10時間程度運転可能

ウッドバッグ（針葉樹）の重量変化
700.0
650.0
600.0
550.0
500.0
450.0
400.0経過時間（日時）約7日間で265.4㎏の減少。平均約38㎏/日の乾燥能力。
含水率30％から15％まで、2～3日あれば乾燥する見込み。

2/82/72/62/5

2/42/32/22/1350.0
1/31

ウッドバッグ重量(kg)

ウッドバッグの重量

５．2019年度の事業実績、成果
当初の計画・目標

取り組み状況・得られた成果①事例調査

長野県・福島県・青森県・群馬県を調査
薪乾燥システムの事例とニーズをヒアリング、300万円～数千万円の投資事例。

②薪乾燥実験

温風発生器で乾燥特性を解明。
長さと樹種を変えて試験中③薪乾燥システム開発

薪乾燥システム完成。夜間貯湯タンクにより無人運転可、廃材利用可。

④実証試験

ポリ袋に穴の有無・色の有無で試験。天日乾燥の違いをモニタリング。
ポリ袋については、火山灰による耐久性の問題あり
天日乾燥と火力乾燥の使い分けを整理

成果・含水率３０％から１５％まで乾燥させるのに、２～3日で乾燥が可能な温風乾燥システムを開発できた。
・含水率30％までの乾燥は、ポリ袋とウッドバッグの天日乾燥で可能。
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６．本事業実施による「地域内エコシステム」構築に向けた見通し• 薪乾燥特性を解明したことで、乾燥に必要な温度・風量などの条件が明確になった。
• 薪生産現場で発生する木くずを熱源に利用し、含水率20％以下に薪を乾燥させるシステムを開発することができた。
• 残る課題としては、燃料投入時の煙、ユーザーインターフェース、メンテナンス性、マニュアル作成、コスト削減などがある。

• 上記の課題を解決することで、薪生産事業者にとって大きな課題であった薪の品質と量の確保（薪の乾燥）の解決を図る。
• 薪の安定供給体制を構築することで、欧米諸国並みの薪の需要拡大を図ることで、木質燃料の地産地消の仕組みづくりに寄与したい。
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薪アートコンテスト作品事例

ご清聴ありがとうございました。
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