循環資源利⽤促進特定課題研究開発基⾦事業

農業用廃プラスチックの再利⽤にむけて(地独)北海道⽴総合研究機構
産業技術研究本部
農業研究本部
森林研究本部
環境・地質研究本部

工業試験場
十勝農業試験場
林産試験場
環境科学研究センター

共同研究機関:（株）武田鉄工所

農業⽤廃プラスチックの再利⽤を目指して北海道における農業用廃プラスチック（農廃プラ）
は、平成21年では年間約2万トン排出されていますが、そのうち約25％（約５千トン）は埋⽴や焼却など未利用のまま処分されています。
十勝管内の農廃プラの排出量は全道で最も多く、未利用のまま最処分されている
農廃プラは約1千トンで、全道の約20％を占めています。中でも、⻑いもを育成する際に使⽤する⻑いもネットは、使用後（排出時）に茎葉の巻き付きや⼟壌の付着があるために分別洗浄などの処理が難しく、農廃プラの中でも特にリサイクルが困難な品目であり、その処理に係る生産者への負担軽減と有効利⽤が求められています。

■農廃プラの再利用に関する研究を開始しました。
上記のニーズに応えるために、地⽅独⽴⾏政法⼈北海道⽴総合研究機構（道総研）では、平成24年11月より「農業用廃プラスチッ
クの再利⽤に関する研究」を開始しました。
これは、北海道循環資源利⽤促進税の税収の⼀部をリサイクルが進まない産業廃棄物の研究開発を進めるために道が道総研に基⾦を造成する補助⾦を交付され実施された「循環資源利⽤促進特定課題研究開発基⾦事業」の一環として始められました。

■十勝地方の農廃プラの現状■北海道の農廃プラの現状
北海道における農廃プラは、平成21年では年間約2万トン排出されていますが、そのうち約25％（約５千トン）は埋⽴や焼却など未利⽤のまま処分されています。
埋立 焼却
13% 7%

焼却35%

再生80%

その他
2%

その他5%

埋立4%

再生63%
埋立30%

336㌧

1,837㌧

再生91%
再生70%

1,765㌧
2,790㌧840㌧

焼却
埋立 4%
再生2%
94%

宗谷

2,078㌧

空知
後志石狩

オホーツク
根室
釧路
十勝焼却
34%
埋立
3%

胆振 日高

1,298㌧

186㌧

埋立1%
再生51%

その他
1%
再生98%

再生62%

1,228㌧

檜山 渡島

埋立49%

44%

上川426㌧

埋立27% 再生
73%

焼却
6% 再生

埋立50%

留萌
焼却
埋立 5%
4%
再生91%

焼却 その他
17% 6%
埋立
再生
24%
54%

十勝管内の農廃プラの排出量は全道で最も多く、未利⽤のまま最終処分されている農廃プラは約1千トンで、全道の約20％を占めています。
中でも、⻑いもを育成する際に使⽤する⻑いもネットは、使⽤後（排出時）に茎葉の巻き付きや⼟壌の付着があるため、特にリサイクルが困難な農廃プラに位置づけられています。

その他
再生43%
埋立 46%
11%

877㌧

焼却11%
埋立9%

その他4%368㌧
1,428
4,484㌧㌧
平成21年度北海道農業⽤廃プラスチック排出量（出典：北海道農業⽤廃プラスチック適正処理対策協議会（左）腐熟中の⻑いもネット及び茎葉（右）⻑いもネット及び茎葉を分離する重機

再生76%

廃プラ処理データ集より）■研究体制
芽室町では農業残さをペレット化し活用することに関する調査や研究が以前より進められていました。そのため、研究フィールドを芽室町から提供していただき、⻑いもネットの洗浄技術やペレット製造技術開発、ボイラ開発等を進めるため、右図のような体制で研究を実施することとしました。また、サーマルリサイクルシステムの経済性と導入条件を明らかにし、農業用廃プラスチックのサーマルリサイクルによる循環利⽤のモデルを提案することといたしました。

処理は帯広市農業技術センター発⾏の「⻑いもネット適正処理マニュアル」に基づき実施されています。右上の写真は重機を⽤いて⻑いもネット及び腐熟した茎葉を分離する作業ですが、このような作業は⽣産者にとって経済的労⼒的な負担となっています。
地域におけるサーマルリサイクルモデルの検証
凡例

⻑いもネットのサーマルリサイクルモデルの経済性と導入条件の解明 （十勝農試、環境研）

地域のエネルギーへの還元
温泉施設栽培施設などの公共施設

ボイラ開発
①耐熱
②半自動化

最適燃焼技術の開発

材料

バイオマスペレット処理

燃焼灰の安全性評価と有効利⽤の可能性の検討

燃料⽤ペレット

営農者、芽室町、JAめむろ

洗浄・粉砕技術開発

茎葉・⼟壌分離技術開発（工試、(株)武田鉄工所）

プラスチック製品

ペレット製造洗浄・粉砕

⻑いもネット等廃プラ

廃プラの流れ（環境研）（⼗勝農試、環境研、北⼤）混焼（工試、(株)武田鉄工所、（公財）とかち財団）

排ガスの安全性評価

ペレット製造技術開発（工試、(株)武⽥鉄⼯所、（株）北海道エコシス）（林産試、⼯試、(株)武田鉄工所）

加工業者

原料販売

高品質ペレット

研究の取組

廃プラスチックのマテリアルリサイクルに向けた検討

ペレット性状評価（工試）

地域内資源循環の流れ
このページでは資源循環の全体の流れ（フロー）を、次ページでは研究で得られた個々の要素技術を紹介します。丸数字がフローと要素技術に対応しています。

原料（⼩⾖殻）原料（剪定枝）原料（春回収⻑いもネット）

原料（秋回収⻑いもネット）①

現状の⻑いもネット巻き取り装置では、軸がないためロールが崩れてしまいネットからの茎葉分離作業ができない欠点がありました。
今回の研究では、ネット回収装置のための、巻き取り軸及びアタッチメントを開発し、これに巻き取ることによりロール形状が保たれ、連続処理が可能となりました。

②茎葉分離装置の開発
⻑いもネットのマテリアルリサイクル、品質の高いペレット燃料製造のために、⻑いもネットと茎葉を99％以上分離することを目的に、「叩く・擦る」に重点を置いた茎葉分離装置を開発しました。
また、ネットと分離された⻑
いもの茎葉は堆肥化して利⽤することとしました。

小豆殻をペレット化するには、土砂の混入が少ないほど、乾いているほど高品質のペレットを製造することができます。

芽室町内の街路樹などから約500t/年採取できます。

ひと冬ほ場に保管されたネットの水分値は約25％程度で、軽度の乾燥でペレット化が可能となります。

剪定枝②小豆殻

ペレット工場（将来）

茎葉ネット
（低品質）

ネット
（高品質）
茎葉分離装置③⽣の茎葉が付着している秋
回収⻑いもネットの⽔分値は60％〜80％程度あり、茎葉とネットを分離する必要があります。
茎葉分離装置で分離された茎葉は堆肥化、また高品質のネットはマテリアルリサイクル、低品質のネットはペレット原料として再利⽤されます。

④③ペレット製造
農作物残さに⻑いもネットを混合しペレットを製造し各種物性値を既存の農作物残さペレットと比較しました。その結果、効率や機械的な耐久性から廃プラの割合は10％以下が望ましいこと、農作物残さを燃料化するための成型のノウハウを得ました。このペレットの製造方法は、めむろシニアワークセンターへ技術移転されました。

ネット＋茎葉

①⻑いもネット巻
き取り装置の開発

焼却灰

廃プラ(100%)ペレット

茎葉+ﾈｯﾄ(5%)
ペレット

燃焼後の焼却灰は安全性を確認したのち、芽室町内の公共施設で融雪促進剤としての利⽤可能性を検討しています。
小豆殻+ﾈｯﾄ(5%)
ペレット

剪定枝+ﾈｯﾄ(5%)
ペレット

ペレット製造

ペレットボイラ

研究で得られた要素技術④ボイラ開発クリンカ*1)障害対策を施し、⾼灰分、低発熱量な燃料でも効率良く燃焼し、燃料としての基本的な能⼒を引き出せるボイラ開発を進めました。また、既存ボイラとの連携運転を可能としました。

①ネット巻き取り装置の開発
従来型

新型*1)クリンカ〜焼却灰が溶融して固まったもの⑤経済性評価開発した装置⻑いもネットの処理を容易にするため、着脱式の巻きペレットの製造施設への投取り軸を使用するネット巻き取り装置を開発しました。
資及びその操業生産に伴う誘発効果倍率は、1.3倍であり、 従来型は装置と軸が一体で、巻き取ったネットのみを排出しますが、開発した装置は巻き取ったネットを軸に巻町経済に一定の波及効果をもつことが明らかになりました。 いた状態で排出することにより、ロール形状が保たれま
ただし、施設に対する公的資す。
⾦の投⼊には、施設の採算性を確保することが条件になります。
⻑いも生産農家は、茎葉付
巻き直し
高圧洗浄
きネットの回収サービスの利⽤に際して、料⾦⽔準を最も重視しており、ネットの処理
鉄かご
ゴム板
搬送
水槽には、現状における農家の負(叩く)(擦る)巻き取り担額を目安に取り組む必要があります。
進⾏⽅向

今回開発したボイラは広範囲な燃料を燃焼できる燃焼バーナを付属し、熱効率は85％以上となっています。既存の重油ボイラ設備と連携運転することによりバイオマスボイラの過大な設備投資を抑制し、急激な熱需要には重油ボイラを運転して対処します。また、排ガス性状はすべて排出基準値以内でした。

熱交換器

既設の熱供給設備

熱交換器

重油ボイラ

開発したボイラの燃料種ごとの熱効率

燃料種

炉内温度（℃）

熱効率（%）

小豆殻

900〜1,00085.0

剪定枝1,10090.8

燃焼状態⑤サーマルリサイクルモデルの経済性と導入条件の解明
ペレット製造施設を建設した場合の幾つかのシナリオを想定し、下記の様な生産誘発額のほか、公的資⾦の投⼊の妥当性についても検討を⾏いました。
自治体がシステムを導入する時の重要な判断材料のひとつとなります。

操業生産

低発熱量（MJ/kg）

灰分（%）

8.3

16.1〜17.9

0.08〜0.73

小豆殻

12.6

12.3〜14.9

8.1〜15.4

14.7

13.1〜14.5

8.8〜20.5

⻑いもネット(5%)
木質ペレット（参考値）【公的資⾦の投⼊の妥当性】
シナリオA〜10.0

16.5〜

・⼩⾖殻の灰分は⼟砂の混⼊量により⼤きく変動。
・⻑いもネットは洗浄後、10mm以下に粉砕して使用。
・木質ペレット(参考値）は、【木質ペレット品質規格】の値。
・剪定枝は芽室町内で回収されているもの。

〜0.5

誘発効果
1.3倍！

２次波及効果燃料種ごとのペレット性状
水分（%）

剪定枝
小豆殻+

建設投資
１次波及効果表

町経済への波及効果

投資

設備投資

③ペレット製造
燃料種【町内産業の生産が誘発される効果】

ペレット⽣産量：1,346t（公共施設での需要量に対応）

自治体によるサーマル
リサイクルモデルの導入へ！

巻き出し

この装置は、⻑いもネットロールの軸をモーターで回転し、ネットをほどきながらベルトと⽻根⾞の間に供給します。ベルトでネットを搬送し、⽻根⾞でネットを叩き、擦ることによって、ネットから茎葉を分離します。
ベルトで搬送する構造により、連続処理が可能となっています。

重油
ボイラ

貯湯タンク

直接効果

東日本大震災を契機に、地域資源を活用した防災性の高い⾃⽴・分散型エネルギーによる地域づくりへの取り組みが重要となっています。
また、これらの取り組みは、少子高齢化が進み過疎化や地域産業の減退といった懸念に対する取り組みとしても有効であるといえます。
こうした地域づくりのためには、どのような仕組みが最適なのか、地域の特性ごとに考える必要がありますが、今回の我々の研究が一つのモデルとなって検討され、地域づくりに貢献できればと考えています。

貯湯タンク（19000L）

熱交換器

表②茎葉分離装置の開発■資源循環型の地域社会へむけて

新設バイオマスボイラ④ボイラ開発*2)所得誘発効果〜雇⽤者所得や営業余剰など所得⾯での経済効果

所得誘発効果*2) ＜ この事業に出資する補助⾦公的資⾦投⼊の妥当性なし。

シナリオB

ペレット⽣産量：1,829t（シナリオA＋農家の熱需要にも対応）

所得誘発効果*2) ＞ この事業に出資する補助⾦公的資⾦投⼊の妥当性有り。

本パンフレットは、北海道が北海道循環資源利⽤促進税の税収の⼀部を充て、平成２２年度から実施している「循環資源利⽤促進特定課題研究開発基⾦事業」により、当研究機構が「農業⽤廃プラスチックの再利⽤に関する研究」を実施し、その成果をまとめたものです。

本調査は、(株)武田鉄工所と共同研究し、芽室町、JAめむろ、（公財）とかち財団、(株)北海道エコシス及び北海道⼤学のご協⼒で実施しました。ここに記して感謝いたします。

編者
上出 光志（工業試験場）
白井 康裕（十勝農業試験場）
山田 敦（林産試験場）
丹⽻ 忍（環境科学研究センター）

2015年2⽉発⾏
発⾏元
地⽅独⽴⾏政法⼈北海道⽴総合研究機構〒060-0819
札幌市北区北19条⻄11丁目
TEL:011-747-0200（代表）
http://www.hro.or.jp/