Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
表1 各設備の機器リスト

機器名称	数量	仕様
1. 受入設備
受入ごみ貯留ヤード	1	鉄骨構造、有効25m³、3.0mW、5.0mL
重量ごみ貯留ヤード	1	鉄骨構造、有効10m³、3.0mW、2.0mL
中間ごみ貯留ヤード	1	鉄骨構造、有効10m³、3.0mW、5.0mL
軽量ごみ貯留ヤード	1	鉄骨構造、有効20m³、3.0mW、5.0mL
脱臭装置	1	活性炭吸着式、活性炭脱臭塔：鋼板製角型、
处理風量：500m³N/h、材質：SS400
排水ポンプ	1	水中ポンプ（汚水対応）、吐出量3.0m³/h、楊程8m
2. 前処理設備
二軸破碎機	1	電動二軸破碎機、1.0t/h
破碎ごみ供給コンベヤ	1	密閉式ベルトコンベヤ1.0t/h、SS400・合成ゴム、
ケース幅0.82m×実長5.5mL×3.5mH
破碎分別機	1	スイングハンマー式、1.0t/h
重量ごみ搬送コンベヤ	1	密閉式ベルトコンベヤ0.63t/h、SS400・合成ゴム、
中間ごみ搬送コンベヤ	1	密閉式ベルトコンベヤ0.56t/h、SS400・合成ゴム、
軽量ごみ搬送コンベヤ	1	密閉式ベルトコンベヤ0.56t/h、SS400・合成ゴム、
重量ごみ投入コンベヤ	1	密閉式ベルトコンベヤ0.36t/h、SS400・合成ゴム、
付属品：ロードセル、ホッパ(0.9m³)
原料振分コンベヤ	1	スクリューコンベヤ0.36t/h、SS400、正逆転、
φ0.5mD×6.0mL
軽量ごみ投入コンベヤ	1	密閉式ベルトコンベヤ0.38t/h、SS400・合成ゴム、
付属品：ロードセルおよびホッパ(0.9m³)
3. パルピング設備
パルパー	1	円筒豎型、2.0m³
パルパー引抜ポンプ	1	NC ポンプ、0.5m³/min
パルパー粗脱水機	1	ドラムフィルター
パルプスラリータンク	1	円筒豎型、5.0m³、φ2.0m×1.9mH、攪拌機、
温水ジャケット付
パルプスラリー引抜ポンプ	1	NC ポンプ、0.5m³/min
パルプ脱水機	1	スクリュープレス、0.9m³/h
パルピング用水タンク	1	円筒豎型、5.0m³、φ2.0m×1.9mH、攪拌機、
温水ジャケット付
パルピング用水循環ポンプ	1	NC ポンプ、0.5m³/min
脱水パルプ移送コンベヤ	1	スクリューコンベヤ、200kg/h
パルピング用水排出ポンプ	1	モーノポンプ、800L/h
パルパー循環用ポンプ	1	NC ポンプ、0.5m³/min
異物分離機	1	パックセパレーター、0.6m³/min
異物粗脱水機	1	ドラムフィルター、0.6m³/min
異物脱水機	1	スクリュープレス、0.9m³/h
パルプスラリー冷却器	1	二重管式熱交換器
4. 前培養設備
No.1培養槽	1	ガラス製円筒豎型、5L
No.2培養槽	1	鋼板製円筒豎型、20L
No.3培養槽(a/b/c)	3	鋼板製円筒豎型、67L
グルコース溶液滅菌槽	1	鋼板製円筒豎型、67L
蒸気発生装置	1	ガス焚き小型貫流ボイラ、燃料LPG
(表1 続き)

機器名称	数量	仕様
5. 糖化・発酵設備
No.1 反応槽	1	鋼板製円筒堅型、有効容量 1.0m³、冷温水ジャケット、攪拌機
No.1 蒸発塔	1	ステンレス鋼管製充填物式、付属品：充填物、デミスター、インターナル
No.1 コンデンサー	1	竪型多管式塔頂コンデンサー
No.2 反応槽	1	鋼板製円筒堅型、有効容量 1.0m³、冷温水ジャケット、攪拌機
No.2 蒸発塔	1	ステンレス鋼管製充填物式、付属品：充填物、デミスター、インターナル
No.2 コンデンサー	1	竪型多管式塔頂コンデンサー
エタノール一次蒸留タンク	1	鋼板製円筒堅型、有効容量 0.5m³
エタノール送液ポンプ	1	ダイヤフラムポンプ、1m³/h、楊程 30m
一次真空ポンプ	1	ドライポンプ
6. 蒸留設備
蒸発缶	1	ステンレス鋼管製、上フランジ、下平面板、有効容量 100L
電気加熱装置	2	シーズヒーター、ワット密度 1.0 W/cm²
攪拌機	1	形式：密閉式、液体用
デミスター容器	1	ステンレス鋼管製
デミスター	1	ステンレス製金網
蒸留塔	1	ステンレス鋼管製充填物式
充填物	1	カスケードミニリング
凝縮器	1	竪型多管式塔頂コンデンサー
エタノール製品タンク	3	竪型円筒式、上下平面板
二次真空ポンプ	1	ドライポンプ
蒸留設備チラニュット	1	水槽内蔵型、空冷式
蒸留塔廃液ポンプ	1	ダイヤフラムポンプ、30L/h、楊程 10m
蒸留廃液冷却器	1	二重管式熱交換器
7. 給水設備
プラント用水受水槽	1	角型、単板構造、FRP、有効 10m³(全容量 12m³)、2.0mW×3.0mL×2.0mH
プラント用水ポンプ	1	横軸片吸込渦巻型、6m³/h、55m、FC200/FC200/S45C、ミニフロー
8. 冷温水設備
冷水熱交換器	2	プレート式熱交換器、材質：SUS304、NBR、交換熱量 17kW
温水ポイラ	1	簡易ポイラ構造規格、出力 233kW、灯油焚き
温水循環ポンプ	1	横軸片吸込渦巻型、10.0m³/h、50m、FC200/FC200/S45C
チラニュット	1	水槽内臓空冷式、冷却能力 96kW
蒸気ポイラ	1	ガス焚き小型貫流ポイラ、蒸発量 120kg/h、燃料 LPG
温水膨張タンク	1	円筒竪型、容量 0.5m³、SS400
9. 雑設備
苛性ソーダ注入コニット	1	タンク容量有効 100L、ポンプ能力：1L/min
硫酸注入コニット	1	タンク容量有効 100L、ポンプ能力：1L/min
灯油タンク	1	鋼製円筒竪型、容量 990L、SS400
灯油ポンプ	1	ギャポンプ、0.7L/min、0.3MPa、FC250/S45C
空気圧縮機	1	空冷式オイルフリー除湿器内臓型、1.7m³/min、0.7MPaG
LPG ポンベコニット	1	鋼製 LPG タンク 2 本用、3.0Nm³/h、架台、鎖、ホース、配管、ネック弁、圧力調整器、安全弁
廃液槽	1	角型、単板構造、FRP、有効 10m³(全容量 12m³)、2.0mW×3.0mL×2.0mH
図3 前处理設備フローシート
図4 パルピング設備フローシート
図 5 糖化・発酵設備フローシート
図6 前培養設備フローシート
図7 蒸留設備フローシート
## 2 -2 処理工程毎の実証試験方法

## 2 -2-1 原料の機械分別工程

## 1 ) 一般廃棄物の排出元

平成24年3月から翌年2月まで、京都市で発生する一般廃棄物を約1t/回受入れ、試験に供した。本実証では、組成の異なる様々な一般廃棄物に対応可能な一連のエタノール製造プロセス構築が目的であるため、表2に示す様々な排出元の一般廃棄物を受入れた。

表 2 実証で用いた一般廃棄物

排出元	備考
A	厨芥類を多く含む一般廃棄物を代表	学校①
B	限定的な収集ごみの一例	多種の小売店
C	限定的な収集ごみの一例	同種の小売店
D	紙類を多く含む一般廃棄物を代表	学校②
E	標準的な一般廃棄物を代表	家庭
F	限定的な収集ごみの一例	学校③

## 2 ）本工程の運転条件・方法

本工程では図3に示す前処理設備を用いた。受入れた一般廃棄物（受入ごみ）を二軸破砕機で破砕し、破砕分別機で軽量物、重量物、およびその中間にあたる中間物に分別し、それぞれをヤードに貯留した。

受入ごみ重量は、搬入車計量器で計測した。本工程で分別された重量物、中間物は $ 1m^{3} $ フレキシブルコンテナバッグに収容し、重量計測した。軽量物は嵩張り、容器への収容および直接計量が困難なことから、受け入れ重量から重量物、中間物重量を差し引くことで算出した。

また、一般廃棄物を二軸破砕機に投入する際、明らかに破砕困難な金属塊、家電・機械、布塊などは重量を計測したうえで予め除去し、別途廃棄処理した。

## 3 ) 原料の組成分類と調査方法

受入ごみ、中間物、軽量物について、表3に示す項目で手選別を行い、組成を調査した。

表 3 組成分類項目

分類項目	内容例
厨芥類	生ごみ、たばこ吸殻、液体
紙類	新聞、雑誌、段ボール、紙屑、紙パック、その他紙製容器・包装
草木類	剪定枝、割箸、草花、落葉
布革類	布革製品、サンダル、靴
プラスチック類(プラ類)	ごみ袋、プラスチック製容器・包装、ゴム類、PET、ビニール類
その他	金属、土砂、缶、ビン、石、ガラス、カイロ、髪の毛、吸水シート、除湿剤
汚物	紙おむつ、衛生用品、ペット藍尿
対象外	内容不明 分類不能

受入ごみの中から数十 kg を無作為に取り出し、手選別で分類した後、それぞれの重量を計測することで湿重量比率を把握した。また、分類した試料の一部を乾燥機で $ 105^{\circ}C $ 下 24 時間以上乾燥させ、受入ごみの水分、および乾重量比率を把握した。残りの受け入れごみを機械分別して得られた中間物、軽量物についても数 kg を採取し、同様に手選別で分類して湿重量比率、水分、および乾重量比率を求めた。

なお、手選別の対象となるサンプルは無作為に抽出し、できる限り平準化を図ったが、試験中期以降では、さらに平準化を図るため、二軸破碎処理後の破碎ごみを約50回に分けて間欠的に採取し、それらを十分に混合したものを手選別の対象として使用した。

重量物は微細化され、8種の手選別が困難であったため、重量物の組成は、受入ごみの各組成と中間物、軽量物の各組成の差分で算出した。また、水分は重量物全体として実測するとともに、差分での算出も行った。

厨芥類と湿った紙類が中心の重量物は、そのまま原料として糖化・発酵工程に供するため、プラスチックやビニールなど異物の混入を低減することが望ましく、本実証では混入率5%以下を目標として掲げた。手作業により「布革類」、「プラスチック類」、および「その他」の3種を異物として計量し、混入率を評価した。なお、重量物サンプルは平準化を図るため、破砕分別処理の間、約50回に分けて間欠的に採取し、それらを十分に混合したものを手選別した。
## 4 ）各種分析

重量物、中間物、軽量物は、エタノール原料としてのポテンシャルおよびエタノールへの変換率を把握することを目的に別添表1に示す21種の成分を分析した。

## 2 -2-2 紙類選別工程

本工程では、図4に示すパルピング設備を用いた。前工程で大半の紙類が、中間物、軽量物として分別されるが、プラスチックなど紙類以外のものも多く含まれるため、本工程で紙類を脱水パルプとして分離回収する。

## 1 ）基本的な運転条件・方法

破砕分別で得た中間物、軽量物の重量比で、パルパー内の濃度が1～3％となるように投入量を調整し、水張りしたパルパー内に投入した。投入後、パルパー底部の攪拌羽根により中間物、および軽量物中の紙を離解させるのと並行してパルプスラリーを引抜き、粗脱水機で含水率を5%前後に調整した。濃度調整後のパルプスラリーは硫酸によりpHを5～6程度に調整した後脱水し、糖化・発酵工程の反応槽に供給した。

紙類選別処理後、パルプスラリー、パルプ脱水液、循環水、脱水パルプを採取し、乾燥機で105℃下24時間以上乾燥させ、紙類選別処理における物質収支を求めるとともに、循環水、脱水パルプについては成分分析を行った。

一方、異物は異物脱水機にて脱水後、コンテナに受けて重量計測し、一部を分析用、水分計測用に採取した後、施設外に排出した。紙類選別工程における試験条件を表4に示す。

表 4 紙類選別工程の条件

項目	条件/內容
原料	破碎分別後中間物、軽量物
試料濃度	1～3%
パルピング時間	30～40min
異物引抜時間	20～40sec/回
異物引抜回数	5～10回
パルプスラリーpH	硫酸により調整 pH5～6

## 2 ）物質収支等の算出方法

実証試験期間中、前半は主に紙類選別工程の操作法を検討し、後半はその操作における物質収支把握を目的として試験を行った。

中間物および軽量物中からの脱水パルプ回収率、中間物および軽量物中の紙類からの脱水パルプ回収率、脱水パルプの水分、異物の水分を計測し、各Runで紙類選別工程における物質収支を求めた。

なお、手選別した紙類は厳密にはラミネート、バインダー、その他付着のプラスチックも含むが、手選別から求めた紙類の組成割合をもとに、本工程で得る脱水パルプの回収率を以下式により算出した。

・中間物・軽量物中の紙類からの脱水パルプ回収率[%]

=(回收された脱水パルプ乾重量)/(中間物・軽量物中の紙類の乾重量)×100

## 3 ）各種分析

脱水パルプは糖化・発酵工程で原料として利用するため、エタノール原料としてのポテンシャルの把握を目的に、循環水は再利用および糖化・発酵工程での調整水としての利用を想定、もしくは排水処理にかかる負荷を把握することを目的に別添表1に示す21種の成分を分析した。一方、異物は、プラスチック類、草木類、布革類からなりRPFなどの原料としての用途展望から燃焼を想定した分析を行った。

## 2 -2-3 酵母の前培養工程

前工程で得られた原料に酵素と酵母を加えてエタノール発酵を行うが、本項では発酵に用いる酵母の前培養法について記述する。また、酵母の保存法の検討のほか、様々な成分を含む一般廃棄物を長期的かつ安定的にエタノール発酵できる非遺伝子組換の酵母（耐塩性酵母）の育種についても併せて記述する。

## 1 ) 基本培養条件

酵母は熊本大学帰属の凝集性酵母 Saccharomyces cerevisiae KF-7 を用いた。KF-7 はフィリピンのアルコール工場で使用されていた耐熱性の非凝集性酵母 S. cerevisiae EP1 と凝集性酵母 S. cerevisiae IR2 からプロトプラスト融合してつくられた酵母であり、通常の酵母よりも耐熱性が高い株である。KF-7 は表 5-1 に示す YPD 寒天培地で継代培養を行った。YPD 寒天培地上に生育した KF-7 の写真を図 8 に示す。

表 5-2 に示す YPD 液体培地で寒天培地上のコロニー1 白金耳分を三角フラスコで振とう培養した後、ジャー
ファーメンターでさらに培養を行った。

ジャーファーメンターで培養した酵母を図9に示す培養槽で培養し、発酵に用いた。

表5-1 YPD寒天培地組成

ポリペプトン	20g
酵母エキス	10g
グルコース	20g
寒天	20g
純水	1L

表5-2 YPD培地組成

ポリペプトン	20g
酵母エキス	10g
グルコース	20g
純水	1L

## 2 ）流加培養による対糖収率の評価

流加培養とは、ある特定の栄養源を培養槽へ供給し、培養中は培養液を引き抜かない培養法である。回分培養では培養環境を全く制御しないが、流加培養では微生物の栄養源の消費速度などを考慮した培養制御が可能である。パン酵母の製造において、エタノールの生成を抑制するために流加培養は1950年代から使われている。

酵母の培養において培地の糖濃度が高い条件では酵母の増殖に伴い酵母の酸素要求量が大きくなり、培養槽内が嫌気状態となる。嫌気状態になると糖はエタノール生成に消費され、酵母の収率は低下する。また、酵母の場合、糖濃度が高いと溶存酸素が十分存在していても糖からエタノールが生成される現象が知られている。したがって菌体の収率を考えた場合、菌体の資化速度と同等あるいは遅い速度で糖を追加添加し、糖を菌体の培養のみに消費させ、エタノールの生成を抑えることが必要である。そこで本検討では培養槽内のグルコース濃度を一定に保ち、比増殖速度を維持することができる流加培養を採用し、高収率の酵母培養条件の検討をした。

図8

反応槽中の酵母の対数増殖期の生育および糖濃度の変化量はMonodの経験式で表わされる。

$$ \mathrm{d}\mathrm{V X}/\mathrm{d t}\quad=\quad\mu\mathrm{V X} $$

YPD 寒天培地上に生育した酵母コロニー

$$ \begin{array}{r l r}{\mathrm{d V S/d t}}&{{}=}&{\mathrm{F S_{f}}~-\mathrm{~(\mu/Y_{x/s}~+~m)V X}}\end{array} $$

図9 培養槽

$$ \mathrm{V}\mathrm{d}\mathrm{S}/\mathrm{d t}+\mathrm{S}\mathrm{d V}/\mathrm{d t}=\mathrm{F S}_{\mathrm{f}}\mathrm{~-~}\left(\mu/\mathrm{Y}_{\mathrm{x}/\mathrm{s}}\mathrm{~+~m)}\mathrm{V X} $$

$$ \mathrm{SF}=\mathrm{FS}_{\mathrm{f}}~-~(\mu/\mathrm{Y}_{\mathrm{x}/\mathrm{s}}~+~\mathrm{~m})\mathrm{VX}~-~\mathrm{~V~dS}/\mathrm{dt} $$

比增殖速度 $ \mu $ は①より

$$ \begin{aligned}&t=0\quad のとき \\&LnVX\text{－}\ln V_{0}X_{0}=\mu t\\&VX=V_{0}X_{0}\exp(\mu t)\end{aligned} $$

$$ \begin{aligned} \textcircled{2} \textcircled{、} \textcircled{3} より、\\ \mathbf{F}=(\mu/\mathbf{Y}_{\mathbf{x}/\mathbf{s}}+\mathbf{m})/(\mathbf{S}_{0}-\mathbf{S})\mathbf{V}_{0}\mathbf{X}_{0}\exp(\mu\mathbf{t})-\mathbf{V}\mathbf{d}\mathbf{S}/\mathbf{d}\mathbf{t}\end{aligned} $$

④を用い、流加量を決定し、培養を行った。

F : 流加量 (L/h)

X : 细胞濃度 (g/L)

$ \mu $ : 比增殖速度 $ (\mathrm{h}^{-1}) $

S : 基質濃度 (g/L)

Sf : 流加基質濃度 (g/L)

V : 培養液体積 (L)

$ Y_{x/s} $ ：細胞収率 $ (\mathrm{g}-\mathrm{cell}/\mathrm{g}-\mathrm{グルコース}) $

## 3 ) 酵母保存方法の検討

酵母の使用量を低減するとともに培養に必要な設備費を縮減することは、事業化に向けてエタノール製造コストを低減するために非常に重要である。培養設備費を縮減する方法として、大量生産で安価に培養・保存した酵母を適用することを検討した。

(1) 保存温度の影響

3 L ジャーファーメンターに 5%YPD 培地 2 L を入れてオートクレーブで滅菌(121℃、15 分)後、凝集性酵母 S. cerevisiae KF-7 前培養液を 10% 植菌し、30℃、160rpm、0.05vvm で 16 時間培養した。培養液を遠心分離 (MX-301, TOMY) して集菌した後、吸引ろ過した。得られた菌体約 2g をバイアル瓶(100mL)に入れて栓をし、4℃および 20℃で保存した。
また、嫌気条件下の効果について調べるため培養酵母をバイアル瓶に入れて窒素置換した後、4℃と20℃で保存して経日変化を調べた。

保存性の評価として、酵母の生存率、菌体活性およびトレハロース濃度を測定した。トレハロースは細胞質膜を保護するといわれており、ストレス耐性の指標とした。

保存によって酵母の活性は低下すると思われるため、酵母の再活性化のために振盪培養の効果を調べた。保存していた酵母を滅菌水に懸濁後、5%YPD 培地 100mL に植菌し、静置培養(30℃)と振盪培養(30℃、140rpm)を行い、総菌数と菌体活性を測定した。

## (2) 乾燥方法の影響

湿潤状態での保存以外に、より長期間安定して酵母を保存するにはパン酵母のように乾燥させる方法がある。乾燥させることで体積や重量が大きく減少するため輸送コストも削減できる。そこで酵母の乾燥方法を検討した。

ジャーファーメンターに培地 1.6 L を入れ、オートクレーブで滅菌後、前培養液を 10% 植菌して 30℃、160rpm、1.0vvm の好気的な条件で 26 時間培養した。遠心分離した酵母は以下方法で脱水・乾燥し、水分と生存率の変化を測定した。

・37℃乾燥：菌体約10gをシャーレに広げ、37℃のインキュベーター内で乾燥させた。

・油圧プレスによる脱水・乾燥：培養した酵母を遠心分離で集菌後、ろ紙に包んで油圧プレスで脱水した。その後、さらに次に示す減圧乾燥を行った。

・減圧乾燥：菌体約10gをシャーレに広げ、シリカゲルを入れたデシケーター内でアスピレーターを用いて減圧しながら乾燥させた。

なお、焼酎用酵母を乾燥する場合、糖蜜培地を用いて培養した後、乾燥処理が行われており、パン酵母や清酒用酵母、またワイン酵母も同様である。そこで、糖蜜培地を用いた培養の効果について評価を行った。糖蜜培地は宮崎県食品開発センターで用いられている培地と熊本県工業技術センターで用いられている培地の2種を調製し、前者を宮崎培地（g/L：糖蜜，95.2；酵母エキス，2.0；ポリペプトン，4.0；リン酸二水素カリウム，0.4；硫化マグネシウム・7H₂O，0.1）、後者を熊本培地（g/L：糖蜜，190.5）とした。

さらに、乾燥保存後の酵母生存率の向上を目的に、トレハロースとコーングリッツを添加した検討も行った。水和したトレハロースは、細胞質膜を保護するとされるため、酵母を乾燥させる際にトレハロースを10％になるよう添加し、乾燥後の生存率を評価した。添加方法は、粉末トレハロースとトレハロース溶液（100g/L）を添加する2種類について検討した。

宮崎県食品開発センターでは水分含量約75%の酵母スラッジとコーングリッツを1対1で混合して40～45℃で真空乾燥することにより、水分含量10%でも生存率90%以上の乾燥酵母を製造したと報告している（平成15年度本格焼酎技術開発事業研究成果報告書）。そこで、乾燥酵母の副資材として用いられているコーングリッツとの混合について検討した。培養した酵母に重量比1対1でコーングリッツを添加し混合後、40℃で16時間減圧乾燥し、生存率を評価した。

## (3) 酵母の連続培養による耐塩性の付与

一般廃棄物中には厨芥類等由来の塩類が多く、エタノール発酵に影響を与える可能性がある。そこで耐塩性酵母の創製を目的に、凝集性酵母 KF-7 を出発株として用い、長期連続培養 (35℃、希釈率 0.1h⁻¹、通気量 0.1vvm) による育種を行った。供給培地中の KCl 濃度を段階的に 5%、7%、9% と上げながら各塩濃度で発酵醪をサンプリングして耐塩性酵母を単離した。単離株の増殖試験および回分発酵試験を行い、生菌数、総菌数、グルコース、エタノール、および酵母の浸透圧ストレスの指標であるグリセロールの濃度の測定をすることにより育種株の評価を行った。

## 2 -2-4 糖化·発酵工程

## 1 ）反応方法

## (1) 反応基本条件

糖化・発酵反応の基本条件について表6に示す。反応は、同一槽内で糖化と発酵を行う同時糖化発酵法を採用することで、必要機器数を減らすと同時に総反応時間の短縮を図っている。糖化酵素であるセルラーゼは、セルロースを基質として働く酵素である。原料中に含まれるセルロース成分は、脱水パルプだけでなく重量物中に含まれる紙類にも存在している。軽量物・中間物から得られた脱水パルプの回収率を重量物中の紙類に乗じ、脱水パルプ量と加算した値から、セルラーゼ使用量を算出した。また、デンプンを糖化するアミラーゼの
使用量は、重量物中に存在する厨芥量から算出した。酵母使用量は、総反応量当たりで添加量を決定した。pHはパルプスラリータンクにて硫酸でpH5～6に調整しており、反応液もこれに近い値となるため、反応中は制御を行わなかった。

反応原料は、受け入れた廃棄物から得られる重量物と脱水パルプをそれぞれの量比で混合し、原料濃度は糖化・発酵反応後に得られるエタノール濃度が5v/v%以上となるように調整した。

表 6 糖化·発酵反応基本条件

反応方法	同時糖化発酵 (Simultaneous Saccharification and Fermentation; SSF)
セルラーゼ酵素	Genencor 社製セルラーゼ
セルラーゼ使用量	2.0FPU*1/g-パルプ原料
アミラーゼ酵素	Novozymes 社製アミラーゼ
アミラーゼ使用量	0.7AGU*2/g-廚芥原料
酵母	Saccharomyces Cerevisiae
酵母使用量	0.1～5.0g-FW/kg-反応量
pH	5(4～6)
温度	38.0℃
抗生剤	クロラムフェニコール(APOLLO Scientific Limited 製)
攪拌速度	20rpm

$ ^{*} $ 1 filter paper unit

$ ^{*} $ 2 amyloglucosidase units

## (2) 反応開始方法

濃度調整を行った混合原料を $ 80^{\circ} $ C 以上で 24 時間加熱することで殺菌処理を行った。加熱処理が終了した原料は、反応に適した温度まで冷却を行う。反応温度で一定となった後、滅菌水で溶解した抗生剤水溶液、酵母とその培養液、各酵素を反応槽の上部ノズルから添加した時点を反応開始とした。

## (3) 分析方法

反応液は、80℃以上5分間熱処理による酵母および酵素の不活化処理後、グルコースおよびエタノールを多機能バイオセンサ(王子計測製BF-5)で、有機酸をHPLC(HITACHI製高速液体クロマトグラフィーELITE Lachrom）で分析を行った。HPLCの分析条件を以下に示す。

HPLC system : HITACHI 製 高速液体クロマトグラフィー ELITE Lachrom
Column : GL-C610H-S
Oven temperature : 60℃
Solvent : 0.5 % H₃PO₄ aqueous solution
Flow rate : 0.5 mL/min
Detector : Diode Array Detector L-2490, RI Detector L-2455

分析により得られるエタノール濃度は $ v/v\% $ であり、反応量は重量で計算している。また、セルロースなどの固体原料から最終的に液体のエタノールが生成することから、エタノール量を算出する方法が必要である。まず設定値を以下のように定義する。

総反応量	M	kg
初期原料濃度	r	kg/kg
エタノール濃度	a	L/L
実エタノール量	y	L
エタノール比重	d	(=0.794) kg/L

また、原料から生成するエタノールは主に以下の化学式で示される。

$$ \begin{aligned}\left(C_{6}H_{10}O_{5}\right)n+nH_{2}O\rightarrow nC_{6}H_{12}O_{6}\quad&\rightarrow2nC_{2}H_{5}OH+2nCO_{2}\\ ( 分子量 =180.2)\quad&( 分子量 =46.07)\end{aligned} $$

生成エタノール(L)当たりの加水分解で使用される水(kg)は、
$$ 18.02/(46.07\times2/d)=0.155 $$

となる。①の反応以外が進行せず、水溶液の比重を1とすると、生成エタノール濃度は②で近似できる。

$$ \mathbf{a}=\mathbf{y}/\{\mathbf{y}+(1-\mathbf{r})\mathbf{M}^{-0.155}\mathbf{y}\} $$

②を実際のエタノール生成量である y で解くと③で表わされる。

$$ y=(1-r)a M/(1-0.845a) $$

水に関わる①以外の反応としては、糖などの資化（酸化反応など）により生成する水と、糖の生成もしくは有機酸などへ変換される際に加水分解で消費される水などが考えられる。これら反応に関わる水の量を正確に把握することは困難であるが、①以外の生成水と消費水による増減量は既存在量に比して多くないことが予想できるため、③でエタノール生成量を算出する事とした。

反応原料は、脱水パルプと重量物を混合後、調整水で所定の濃度に調整し、混合後にサンプリングを行った。混合原料の分析項目と分析方法について別添表1に示す。分析結果のうち全糖量から、エタノール変換率を算出した。糖から生成するエタノール量比は、①より、

$$ 46.07\times2/180.2=0.511 $$

であるため、エタノール変換率は以下の④を用いた。

$$ エタノール変換率 =( エタノール生成量 (L)\times d)/( 原料中の全糖量 \times0.511)\quad \textcircled{4} $$

## 2 ）試験項目

## (1) 各種原料を用いた試験

本実証で対象原料としている一般廃棄物は、多様な成分が存在している。最も量が多く、多様な種類で構成すると考えられる家庭ごみ（排出元 E）を標準的な一般廃棄物とした。

また、様々な排出元からの一般廃棄物を原料として検討した。対象原料の構成成分である厨芥類を多く含むごみの代表として学校①（排出元 A）、紙類を多く含むごみの代表として学校②（排出元 D）、その他限定的な収集ごみの例として多種の小売店（排出元 B）、同種の小売店（排出元 C）由来の一般廃棄物を用いた。

## (2) 半回分式同時糖化発酵試験

同時糖化発酵反応は、反応槽内に所定の酵素と酵母を添加し、反応終了後に蒸留に供するため、回分式反応である。半回分式同時糖化発酵とは、1回目の回分反応の一部もしくは全量を2回目の原料と混合する方法であり、酵素および酵母の使用量を低減する事ができると考えられる。図10に、半回分式同時糖化発酵反応の概念図を示す。本実証試験では、1回目反応液の2回目への移送量は、2回目の総反応量の1/2量とした。

1 回目の反応は、表 6 に示した糖化・発酵基本条件で行い、2 回目の反応では酵母は添加せず、抗生剤と酵素を添加した。

図 10 半回分式同時糖化発酵方法
2 回目の反応で生成するエタノールの量は、③では算出できない。そこで半回分反応 2 回目に生成するエタノール量を以下のように算出する事とした。

半回分反応 n 回目の設定値を以下のように定義する。また、移送量 $ T_{n} $ とは、 $ (n+1) $ 回目に移送する量、 $ y_{n} $ は $ T_{n} $ 中に含まれるエタノール量とする。

$$ \begin{aligned}& 反応仕込み量 \quad&M_{n}\quad&kg\\& 移送量 \quad&T_{n}\quad&kg\\& 初期原料濃度 \quad&r_{n}\quad&kg/kg\\& エタノール濃度 \quad&a_{n}\quad&L/L\\& 実 EtOH 量 \quad&y_{n}\quad&L\\&T_{n} 中の水量 \quad&W_{n}\quad&L(=kg)\end{aligned} $$

②より2回目の反応に持ち込まれる水量$\mathbf{W}_{1}$は⑤で、③より$\mathbf{T}_{1}$中のエタノール量$\mathbf{y}_{1}$は⑥で表わされる。

$$ \begin{aligned}&\mathrm{W_{1}=(1-r_{1})T_{1}\cdot0.155y_{1}}\\ &\mathrm{y_{1}=(1-r_{1})a_{1}T_{1}/(1\cdot0.845a_{1})}\\ \end{aligned} $$

したがって、エタノール濃度 $ a_{2} $ は以下で近似できる。

$$ \mathbf{a}_{2}=(\mathbf{y}_{1}+\mathbf{y}_{2})/\{(\mathbf{y}_{1}+\mathbf{y}_{2})+(1-\mathbf{r}_{2})\mathbf{M}_{2}\mathbf{-0.155}\mathbf{y}_{2}+\mathbf{W}_{1}\} $$

これを反応 2 回目で生成したエタノール量 $ y_{2} $ で解くと、⑦となる。

$$ \mathrm{y_{2}=[a_{2}\{y_{1}+(1+r_{2})M_{2}+W_{1}\}-y_{1}]/(1-0.845a_{2})} $$

## (3) 保存酵母の適用試験

2-2-3 3)項で酵母の保存性について検討を行なった。そこで保存した酵母を用いた同時糖化発酵を行い、適用性を試験した。反応は表 6 に示した糖化・発酵基本条件を適用した。酵母の保存は、培養後 6,500rpm (8,220g)で10分間遠心（KUBOTA 製 7780Ⅱ）処理を行い、得られた菌体を4℃の冷蔵庫内に8日間保存した。使用する前には滅菌水に懸濁させ、反応槽に添加した。

## (4) 育種酵母の評価試験

2-2-3 3)項で、得られた耐塩性酵母（株 22）を用いて同時糖化発酵を行い、適用性を検討した。反応は表 6 に示した糖化・発酵基本条件を適用した。

## 2 -2-5 蒸留工程

## 1 ) 一次蒸留の運転条件・方法

廃棄物由来原料の発酵醸は固形分を多く含む粘性の高い性状である。そこで、移送によるロスや、加熱による壁面への固着を防ぐため、反応槽の上部に蒸発塔を設置して一次蒸留を行った。

糖化・発酵終了後の反応槽内および蒸発塔内を真空ポンプで約 $ 25 \text{kPa(A)} $ まで減圧し、反応槽のジャケットに約 $ 85^{\circ}C $ の温水を循環させて発酵醪を加熱した。気化した蒸気は蒸発塔内充填層で濃縮し、塔頂部のコンデンサーで回収した。全還流の状態で反応槽を加熱し、槽内温度および塔頂温度が一定になった時点で一次蒸留タンクへの留出を開始した。時間経過とともに反応槽内および蒸発塔内のエタノール濃度が低下していくため塔頂温度が上昇し、一定になった時点で留出を終了した。一次蒸留終了後、一次蒸留液および一次蒸留残渣をサンプリングした。一次蒸留の条件を表7に示す。

## 2 ) 二次蒸留の運転条件・方法

蒸留塔缶内に水を入れ、蒸留塔内を約 $ 25 \mathrm{kPa} (\mathrm{A}) $ まで減圧し、蒸留缶をヒーターで加熱した。全還流の状態で加熱を続け、蒸留缶内温度、蒸留塔内温度、塔頂温度が一定になった時点で、一次蒸留タンクからポンプにより一次蒸留液の供給を開始した。供給速度は一定で連続的に供給し、塔頂温度が約 $ 50^{\circ} C $ になった時点で留出を開始した。留出開始後は塔頂温度が $ 50^{\circ} C $ となるように留出量を調節した。一次蒸留液供給停止後、蒸発缶内のエタノール濃度の減少と共に塔頂温度が上昇し、一定になった段階で、留出を終了した。蒸留中に適宜、蒸留塔下部のフーゼル油抜出口からフーゼル油のサンプリングを行った。また、蒸留終了後に二次蒸留液および二次蒸留
残渣をサンプリングした。二次蒸留の条件を表8に示す。

表 7 一次蒸留の条件

項目	条件/內容
压力	25 kPa(A)
留出開始時の塔頂温度	46～50℃
留出終了時の塔頂温度	63～67℃
留出開始時の反応槽內溫度	65～68℃
留出終了時の反応槽內溫度	65～70℃
蒸留時間	120～240 min

表 8 二次蒸留の条件

項目	条件/內容
压力	25kPa(A)
塔頂溫度	約50℃
塔內溫度	55～60℃
塔入口溫度	55～60℃
供給液流量	200～240mL/min
留出液流量	60～90mL/min

## 3 ）各種分析

蒸留工程においてサンプリングされた一次蒸留液、二次蒸留液、フーゼル油については、エタノール以外の成分の確認を目的に行った分析項目と分析方法について別添表2に示す。一次蒸留残渣はメタン発酵原料としてのポテンシャル把握を目的に、二次蒸留残渣は再利用、および糖化・発酵工程での調整水としての利用を想定、もしくは排水処理にかかる負荷を把握することを目的に行った。分析項目と分析方法について別添表1に示す。また、二次蒸留液の一部は無水化処理を行ないJIS(K2190)に従い成分分析した。

## 2 -3 処理工程毎の実証試験結果と考察

## 2 -3-1 原料の機械分別工程

## 1 ) 機器のハンドリング

機械分別工程では、軽量物コンベヤ投入部までのダクト水平部で堆積・閉塞するトラブルが発生したが、ダクト部の形状変更等により改善した。二軸破砕機で破砕することにより、破砕分別機内部で紐等の、巻き付き・固着などのトラブルは発生しなかった。

## 2 ）破碎分別機による分別

5 種の排出元からの受入ごみを重量物、中間物、軽量物に破砕分別した結果を図 11-1, 2 に示す。図 11-1 に示す試験は、破砕分別機下部のスクリーンの径を大きく設定していたため、本来、廚芥類、湿った紙類からなる重量物を分別・回収する目的に対し、重量物中への異物の混入率が高い結果であった。これに対し、図 11-2 に示す試験では、スクリーンの径を変更して分別試験を実施した。

排出元による大きな差異はなく、スクリーン変更後の重量物、中間物、軽量物の移行割合は、各々20〜35%、20〜35%、30〜50%に収まった。図12には変更後の重量物、中間物、軽量物の写真を示す。

図 11-1 破砕分別による移行割合（スクリーン径変更前）

図 11-2 破砕分別による移行割合（スクリーン径変更後）
重量物

中間物

図 12 重量物、中間物、軽量物の状態

轻量物

## 3 ) 受入ごみの組成

組成調査の結果を排出元別に図13-1~6に示す。それぞれ湿重量割合、乾重量割合を併記した。

## (1) 排出元 A

学校から排出された一般廃棄物で、給食残飯も含み、厨芥類の多い一般廃棄物の代表として選定した。

## (2) 排出元 B

複数の業種の小売店から排出され、限定的な場所から排出された一般廃棄物の代表として選定した。

## (3) 排出元 C

同種の小売店から排出され、限定的な場所から排出された一般廃棄物の代表として選定した。厨芥類の割合は少なく、包装系の紙類、プラ類が主な組成となっている。

## (4) 排出元 D

学校から排出された一般廃棄物で、紙類の多い一般廃棄物の代表として選定した。他の排出元と比べ紙類の割合が高く、湿重量で60~71%であり、厨芥類が最も少なかった。

## (5) 排出元 E

家庭から排出された一般廃棄物で、標準的な一般廃棄物の代表として選定した。湿重量で厨芥類約25%、紙類約35%、乾重量では厨芥類約10%、紙類約40%であった。排出元Eは季節変動を調査する目的で全実証期間を通して受入れたが、時期により組成の変動はほとんど見られなかった。

## (6) 排出元 F

学校から排出された一般廃棄物で、給食残渣を主とし、限定的な場所から排出された食品系廃棄物の代表として選定した。組成調査のみを行ない、厨斉類の割合は湿重量、乾重量共にどの排出元よりも多く、それぞれ約58%、約77%であった。また、水分もどの排出元より多かった。

図13-1 受入ごみ組成（排出元A）
図13-2 受入ごみ組成（排出元B）

図13-3 受入ごみ組成（排出元C）

図13-4 受入ごみ組成（排出元D）

図13-5 受入ごみ組成（排出元E）
図13-6 受入ごみ組成（排出元F）

## 4 ）機械分別工程での各組成移行率

機械分別工程で得られた重量物、中間物、軽量物の移行割合、手選別による中間物、軽量物の組成、水分から、重量物、中間物、軽量物の乾重量の組成を算出した。ただし、重量物の組成は受入ごみ、中間物、軽量物の各組成割合と破砕分別の移行割合から算出した。

本実証では受入ごみを機械分別して厨芥類、湿った紙が中心の重量物を分別し、糖化・発酵工程の原料とする。一方、中間物、軽量物は紙類選別工程で紙類を回収し、糖化・発酵工程での原料とする。そのため、糖化・発酵工程で原料となる厨芥類および紙類、それ以外の3項目に大別し、機械分別工程での移行率を乾重量割合でそれぞれ算出した。

## (1) 厨芥類の移行割合

図 14-1 に厨芥類の移行割合を示す。本実証前の基礎試験において、中間物、軽量物の中に含まれる厨芥類は紙類選別工程のパルピング処理で、微細化され排液側に移行するか、微細化されずそのままの形状をほぼ維持して異物側に移行することが確認されている。そのため、糖化・発酵工程の原料となる厨芥類は、破砕分別工程で重量物として回収し、そのまま原料として使用することが望ましい。今回の結果では、受入ごみの排出元によらず、80%以上の厨芥類が重量物として回収されることが確認できた。

重量物の移行割合は、受入ごみ、中間物、軽量物の重量差からの算出値であり、手選別による実測は行っていない。また前述のとおり、重量物はそのまま糖化・発酵工程に原料として供給するため発酵不適物の混入率低減が望まれる。そこで、後述する通り別途手選別を行い、発酵不適物の混入率を実測した。

## (2) 紙類の移行割合

図 14-2 に紙類の移行割合を示す。「紙類」、および「厨芥類・紙類以外」は、破砕分別機の分別構造上精度よく分別することは困難で、湿った紙類は厨芥類と同様の挙動となり、乾いた紙類とプラスチック類はほぼ同様の挙動となる。本実証では乾いた紙類とプラスチック類に対し、さらに紙類選別工程を設けることで紙類を回収するため、重量物への乾いた紙類混入率を低減させることで、重量物への厨芥類・紙類以外の混入率を低減することができた。

Run1、2 では破砕分別機下スクリーン径を大きく設定しており、それに伴い、約 60% の紙類が重量物中に移行した。これに対して、紙類を中間物、もしくは軽量物中に分別できるようスクリーン径を変更した結果、重量物への紙類移行率は約 20% となり、そのほとんどが湿った紙であった。厨芥類と同じ挙動により重量物中に移行する湿った紙類は、後段の糖化・発酵工程において原料となるため、湿った紙類の混入は特に問題はない。

## (3) 厨芥類・紙類以外の移行割合

図 14-3 に厨芥類・紙類以外の移行割合を示す。厨芥類・紙類以外はその大半が軽量物に分別される結果となったが、重量物、中間物への移行率は値にばらつきがみられた。

前述のとおり、破砕分別機の構造上、スクリーン径より小さいものは重量物として分別される。そのため、二軸破砕機刃幅とスクリーン径の調整だけでは、土砂、ガラス、裁断紙などは精度よく分別することは困難である。
図 14-1 厨芥類の移行割合

図 14-2 紙類の移行割合

図 14-3 厨芥類・紙類以外の移行割合

## 5 ) 重量物の異物混入率

重量物の異物混入率を表9に示す。いずれも湿重量で1.16〜4.36%の範囲であり、二軸破砕機刃幅とスクリーン径の調整のみで、全サンプルともに目標として掲げた異物混入率5%以下を達成した。

表 9 重量物の異物混入率

Run 12	Run 13	Run 15	Run 16
布革類	0.01	0.25	0.06	0.07
プラスチック類	0.98	3.30	0.87	1.65
その他	0.63	0.19	0.23	2.64
異物合計	1.62	3.74	1.16	4.36

## 6 ）各種成分分析

## (1) 排出元の違いによるごみ成分分析結果

図 15-1 に重量物、中間物、軽量物の成分分析結果のうち、灰分と全糖についての結果を示す。その他の分析結果については別添表 3 に示す。灰分は乾重量あたり 13~28%であり、家庭ごみ（排出元 E）の値が比較的高かった。中間物、軽量物では重量物に比較すると灰分の量が低かった。重量物中には分別の過程でごみ中の砂や金属類が混入するため灰分が高くなったと思われる。排出元の違いにより、成分値に差があることが確認できた。差が大きく見られた中間物、軽量物は次工程で紙のみをさらに選別するので、ここでの差は問題ない。

## (2) ごみ成分の季節変動

平成24年9月10日から翌年1月20日まで計7回、家庭ごみ（排出元E）を受け入れた。重量物、中間物、軽量物の成分分析結果のうち、灰分と全糖についての結果を図15-2に示す。その他の分析結果については別添表3に示す。重量物、中間物は比較的安定した分析値を示していた。一方、軽量物はバラツキが大きかったが、サンプリング時期による違いというより、均質でないためサンプリング箇所による違いと思われた。これらの結果より、今回調査した期間では、家庭ごみ（排出元E）のごみの成分は、時期によって大きく変わらないことが確認できた。

図 15-1 重量物（左）、中間物（中）、軽量物（右）中の灰分と全糖
図 15-2 排出元 E の重量物（左）、中間物（中）、軽量物（右）中の灰分と全糖

## 2 -3-2 紙類選別工程

## 1 ) ハンドリング

本工程では、古紙で用いられている機器を応用して、紙類の選別を行った。原料が一般廃棄物であることから、プラスチック類、布類など紙類以外の異物の割合が古紙に比べて高い。パルピングではパルパー内で離解したパルプスラリーを分離回収し、残りを異物として排出するが、異物の絡まりにより排出が困難であることが多かった。初期の原料濃度、引き抜きのタイミングなど操作条件を検討し、最終的に脱水パルプとして紙類を選別する条件を確立した。

## 2 ）脱水パルプ回収率、物質収支

図 16 にパルプスラリー、および脱水パルプの写真を示す。パルピングでは、中間物、軽量物中の紙類を離解させてパルプスラリーとして回収し、最終的に脱水パルプの状態で糖化・発酵工程の原料とするため、高い回収率であることが望ましい。表 10 に受入ごみの排出元別に脱水パルプの回収率を示す。

表 10 パルピングにおける脱水パルプ回収率

Run No.	排出元	中間物・軽量物中の紙類からの脱水パルプ回收率	備 考
Run 9	C	20.57
Run 12	A	70.44
Run 13	D	56.41
Run 14	B	64.69
—	E	67.47	9回の平均値

パルプスラリー

脱水パルプ

図 16 パルプスラリー、脱水パルプ写真

同種の小売店（排出元 C）を除き、中間物、軽量物の紙類からの脱水パルプ回収率は56~70%であった。粗脱水機、脱水機で回収できない紙類は微細化された紙繊維として循環水に移行した。詳細な分析は行っていないが、目視にて脱水異物にパルプが同伴している量は少量であり、回収できない紙繊維のほとんどが循環水に移行していた。

紙類の回収率は手選別で分類された紙類に対して算出しており、紙類に含まれるラミネート、バインダー、その他付着のプラスチックなども計上されているため、回収率の値が低くなる傾向であった。

表 11 に中間物、軽量物をパルピングした物質収支を受入ごみ排出元別に示す。排出元 C を除き、ほぼ同様の収支であり、紙類、プラスチック類などを含む中間物、軽量物全体からの脱水パルプは処理量の約 30~40%に収まった。
一方、受入ごみ中の紙類は破碎分別工程で一部、重量物に移行し、最終的に糖化・発酵工程に供給されるエタノールの原料として使用される。エタノール原料として使用できる紙類の回収率を把握するため、受入ごみの紙類について、重量物および脱水パルプとして回収される割合を算出し表12に示す。排出元Cを除き、受入ごみを前処理し、紙類の70%が原料として糖化・発酵工程に供給された。先に推測した紙類に含まれる付着プラスチック類などの量を考慮すると実質の紙類のほとんどが回収・利用されていることが考えられた。

表 11 パルピング 物質収支

(乾重量%)

Run No.	①	②	③	④	⑤	⑥	備考
Run 9	9.0	31.8	59.2	12.6	19.2	28.2	排出元 C
Run 12	4.8	47.9	47.3	40.2	7.7	12.5	排出元 A
Run 13	2.6	42.0	55.4	37.9	4.1	6.7	排出元 D
Run 14	5.3	42.6	52.1	33.8	8.8	14.1	排出元 B
-	5.2	37.9	56.9	30.3	7.6	12.8	排出元 E 平均(n=9)

表 12 機械分別工程、紙類選別工程における紙類回収率

(乾重量%)

RunNo.	重量物としての回収率	脱水パルプとしての回収率	合計	備考
Run 9	26.1	15.2	41.3	排出元 C
Run 12	24.7	53.0	77.7	排出元 A
Run 14	3.6	62.3	66.0	排出元 B
—	16.4	53.3	69.7	排出元 D,平均值(n=2)
—	13.3	55.9	69.2	排出元 E,平均值(n=13)

## 3 ）成分分析結果

図 17-1 に脱水パルプの分析結果のうち水分、灰分、全糖の値を示す。その他の分析結果について別添表 3 に示す。脱水パルプの水分は 57～62%と受入ごみの排出元によって大きく変わらなかった。灰分は 2～8%と重量物と比較すると低く、直接エタノール原料となる全糖の値は 65～90%と安定して高く、エタノール原料として十分利用可能であることが分かった。

平成24年9月10日から翌年1月20日に排出元Eから7回ごみを受入れ、機械分別工程、紙類選別工程で得た脱水パルプの成分分析結果を図17-2に示す。ばらつきはあるが、収集した時期による大きな違いは見られず、安定した組成の脱水パルプが得られた。
図 17-1 脱水パルプの水分、灰分、全糖分析結果

図 17-2 排出元 E の脱水パルプ 分析結果

表 13 にパルピング循環水の循環開始時と終了時の分析結果を示す。循環開始時の水質はいずれの値も低かった。鉄、および亜鉛の値は一般的な水道水の値よりやや高かったが、これは配管由来のものと思われる。終了時にはパルプ由来と思われる懸濁物、有機物、各元素濃度の上昇が認められた。今回の試験では、表 14 内⑤に示す脱水液は循環水と同様の粗脱水機による固形分回収を行っていない。脱水液を粗脱水して脱水液中の固形分を循環水と同程度まで低減し、糖化・発酵工程の反応槽内調整水としての使用により発酵原料とすることが可能であり、ロスとして系外に排出されるエタノール原料成分の割合を最小限にすることが期待できる。

表 13 パルピング循環水分析結果

循環開始時	循環終了時
項目	単位	B	C	D	E	A	B	C	D	E
TS	%	0.010	0.017	0.013	0.011	0.76	1.07	0.47	0.37	0.86
VTS	%_dry	52.7	68.8	58.0	58.6	69.6	76.1	76.4	65.5	67.3
BOD	mg/L	1	<1	1	2	2,900	6,800	3,300	1,200	3,275
CODcr	mg/L	2	18	1.5	2.25	6,400	13,000	5,800	3,000	6,775
TOC	mg/L	0.8	7.4	1.0	0.8	1,500	4,100	1,900	750	2,025
C	%_dry	-	-	-	-	35.1	41.9	44.6	34.8	35.0
H	%_dry	-	-	-	-	4.76	6.67	6.22	4.81	5.3
N	%_dry	-	-	-	-	1.13	1.39	1.32	0.83	1.2
O	%_dry	-	-	-	-	30.1	29.0	23.2	26.0	28.0
Cl	%_dry	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	0.54	1.38	0.92	0.67	1.2
S	%_dry	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	0.18	0.23	0.17	0.29	0.3
Fe	mg/L	0.1	0.2	0.2	0.25	18.6	23.5	7.1	9.5	24.9
K	mg/L	1.8	2.0	1.3	2.3	77.7	88.7	38.2	39.9	79.3
Pb	mg/L	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	0.10	0.04	<0.01	<0.01	0.1
Cd	mg/L	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	0.03	<0.01	<0.01	0.04
Cr	mg/L	<0.02	<0.02	<0.02	<0.02	0.28	0.42	0.06	0.17	0.2
Zn	mg/L	0.6	0.7	0.6	0.8	1.7	1.6	0.9	1.6	5.0
Al	mg/L	<0.1	<0.1	<0.1	<0.1	52.2	99.3	16.6	36.6	84.9
Na	mg/L	8.8	8.8	7.9	8.4	68.0	130	77.0	49.7	148
Ca	mg/L	12.4	14.4	12.2	13.3	700	620	180	340	705
ホロセルロース	%_dry	-	-	-	-	64.6	43.6	54.6	55.4	56.6
ヘミセルロース	%_dry	-	-	-	-	25.9	12.0	14.7	17.8	16.2
セルロース	%_dry	-	-	-	-	38.6	31.6	39.9	37.6	40.4

中間物、軽量物をパルピングして紙類を取り除いた脱水異物は、一部の厨芥類、大半の草木類、プラスチック類、布革類、および金属ガラスなどからなり、RPF原料としての用途展望から燃料を想定した分析を行った。表14に分析結果を示す。脱水異物の水分は排出元Cを除き、およそ68.5〜73.3%であったが、排出元Cのみ56.5%と低かった。また、排出元Cの脱水異物の灰分も低かった。

RPF は主原料が廃棄物由来の紙、プラスチックなどと定義され、品質の規定に適合する範囲内で、木くず、繊維くずおよびゴムくずを主原料に混合することができ、その規定は表 15 の通りである。

排出元 E のごみについて、本試験で得られた脱水異物の高位発熱量は乾重量当たり 22～30MJ/kg、灰分は 4.2～6.3%、全塩素分は 0.27～0.88%であり、ばらつきがあったが、JIS で規定される等級 B、C に相当する RPF の原料としての可能性が示唆された。