JP2001157595A - Method for production of hydrogen - Google Patents

Method for production of hydrogen

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JP2001157595A
JP2001157595A JP34218399A JP34218399A JP2001157595A JP 2001157595 A JP2001157595 A JP 2001157595A JP 34218399 A JP34218399 A JP 34218399A JP 34218399 A JP34218399 A JP 34218399A JP 2001157595 A JP2001157595 A JP 2001157595A
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Japan
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hydrogen
organic material
microorganism
charging
stirring
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JP34218399A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumiaki Taguchi
文章 田口
Yasunori Sukai
保徳 須貝
Akira Koikeda
章 小池田
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Densei Kk
Densei Communication Inc
Original Assignee
Densei Kk
Densei Communication Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the generation amount of hydrogen at a low cost and thoroughly generate hydrogen even from an organic material containing cellulose as a component. SOLUTION: This method for production of hydrogen by generating hydrogen from the organic material comprises a charging process for charging the organic material and a microorganism-charging process for charging a microorganism belonging to the genus Clostridium. In this production process, a stirring process for stirring the organic material in order to promote the reactive decomposition is involved. In the case hydrogen is generated from the organic material containing cellulose as a component, a microorganism-recharging process for charging the microorganism belonging to the genus Clostridium again at the point of time when it is recognized that the reaction settled is further contained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物を用いて水
素を発生させる水素製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing hydrogen by using a microorganism to generate hydrogen.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から微生物を用いた水素製造方法が
種々知られている。また、水素生成微生物は、水素生成
量の大小を別にすれば、意外と多く自然界に存在し、種
々のものが利用されている。具体的には、特開平7−7
5588号公報には、汚泥コンポスト内の嫌気性微生物
を利用して有機排水と汚泥コンポストとの接触によって
水素を製造している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various hydrogen production methods using microorganisms have been known. In addition, there are unexpectedly many hydrogen-producing microorganisms in the natural world, except for the amount of hydrogen produced, and various types are used. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7
In Japanese Patent No. 5588, hydrogen is produced by contacting organic wastewater with sludge compost using anaerobic microorganisms in sludge compost.

【0003】また、特開平7−218469号公報に
は、発生した水素ガスの量を測定する技術が開示され、
その水素ガス生成のための微生物として嫌気性のクロス
トリジウム属菌や光合成細菌のロドスビリウム等が示さ
れている。さらに、特開平10−84984号公報に
は、光合成菌のロドシュードモナス・パルスとリスR−
1株を使用して食品工場等から出る糖廃液を嫌気処理し
た後の嫌気処理から水素を発生させる技術が開示されて
いる。
[0003] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-218469 discloses a technique for measuring the amount of generated hydrogen gas.
Anaerobic Clostridium, rhodosvirium, a photosynthetic bacterium, and the like are shown as microorganisms for producing the hydrogen gas. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-49884 discloses that Rhodopseudomonas pulse of photosynthetic bacteria and squirrel R-R.
A technique for generating hydrogen from anaerobic treatment after anaerobic treatment of a sugar waste liquid discharged from a food factory or the like using one strain is disclosed.

【0004】また、特開平11−69989号公報に
は、でんぷんを栄養源として供給し、でんぷん質化性か
つ有機酸を生成可能なビブリオ・フルビアリスと、有機
酸質化性かつ水素生産可能なロドビウム・マリナムを共
生させた共生菌群を培養し、水素を発生させる技術が開
示されている。さらに、特開平11−130402号公
報には、採取した植物に付着した土着の微生物とその採
取植物の栄養素や基質を利用して水素を製造する方法が
示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-69989 discloses that Vibrio flubiaris capable of supplying starch as a nutrient and producing a starch-forming and organic acid, and rhodobium capable of producing an organic acid and producing hydrogen. -A technique for culturing a symbiotic group of bacteria that harmonized with marinam to generate hydrogen is disclosed. Further, JP-A-11-130402 discloses a method for producing hydrogen using indigenous microorganisms attached to collected plants and nutrients and substrates of the collected plants.

【0005】また、1994年の「用水と排水」(Vo
l.36 No.3の37〜44P)には、本出願の発
明者の一人が共同研究者の一人として発表した論文であ
る「シロアリから分離した水素生成菌による廃棄物処理
と水素産生」があり、これには廃棄物を処理して水素を
回収するためには、水素発酵の反応速度が早く、地下埋
没型発酵槽を利用できるなどの理由から非光合成微生
物、その中でも特に嫌気性クロストリジウム(Clostrid
ium)属の細菌を用いるのが良いことが示されている。
[0005] Also, "Water and wastewater" in 1994 (Vo
l. 36 No. 3, 37-44P), there is a paper published by one of the inventors of the present application as one of the collaborators, "Waste treatment and hydrogen production by hydrogen-producing bacteria isolated from termites". Non-photosynthetic microorganisms, especially anaerobic Clostridium (Clostrid), are used to treat waste and recover hydrogen, because the reaction rate of hydrogen fermentation is high and an underground immersion fermenter can be used.
It has been shown to be better to use bacteria of the genus ium).

【0006】また、この論文には、シロアリから分離さ
れた水素生成菌のうちで水素生成量が一番多い菌株であ
るクロストリジウム バイジェリンキー(Clostridium
beijerinckii)を利用して各種の糖(グルコース、ス
ターチ等)とから水素を生成したデータが示されてい
る。さらに、この論文には、水素生成に及ぼす培養温度
の影響や培養液のpHの影響がデータとして開示されて
いる。
[0006] In this paper, Clostridium beigerineki, a strain producing the largest amount of hydrogen among the hydrogen-producing bacteria isolated from termites, is described.
FIG. 2 shows data of hydrogen production from various sugars (glucose, starch, etc.) using beijerinckii). In addition, this paper discloses the effect of the culture temperature and the pH of the culture solution on the hydrogen production as data.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のような各公報で
示された従来の各水素製造方法によると、水素の発生量
があまり多くなく、実用化に適したものとなっていな
い。すなわち、水素製造のためには高価な工業用酵素や
添加物を用いたり、時間を要するため、全体コストが掛
かるものとなっている。また、光合成細菌を用いて水素
を製造する方法によれば、光合成を良好に行うために多
くの面積が必要となり、装置自体が大型化してしまう、
といった問題も有している。
According to the conventional hydrogen production methods disclosed in the above publications, the amount of generated hydrogen is not so large, and is not suitable for practical use. That is, for the production of hydrogen, expensive industrial enzymes and additives are used and time is required, so that the overall cost is increased. In addition, according to the method for producing hydrogen using photosynthetic bacteria, a large area is required to perform photosynthesis satisfactorily, and the device itself becomes large.
There is also a problem.

【0008】また、でんぷん単体では工業用酵素や添加
物を用いないと、微生物による分解が効率良く進まな
い、といった問題も有している。また、セルロースを分
解するに際しても、微生物では完全に分解できないとい
う問題も有している。
[0008] In addition, there is also a problem that the decomposition of microorganisms does not proceed efficiently unless industrial enzymes or additives are used for starch alone. Also, when degrading cellulose, there is also a problem that microorganisms cannot completely degrade it.

【0009】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、低コストで水素の発生
量が多い水素製造方法を提供することにある。また、他
の発明は、セルロースを成分とする有機材料でも良好に
水素を発生させることができる水素製造方法を提供しよ
うとするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydrogen production method which is low in cost and generates a large amount of hydrogen. Another object of the present invention is to provide a method for producing hydrogen that can generate hydrogen satisfactorily even with an organic material containing cellulose as a component.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、有機材料から水素を発生させる水素製造
方法において、有機材料を投入する投入工程と、投入さ
れた有機材料に、クロストリジウム属の微生物を投入す
る微生物投入工程と、上記有機材料と上記微生物とを反
応させ水素を生成する反応工程とを具備し、この反応工
程中に、反応・分解を促進させるため上記有機材料と上
記微生物を撹拌する撹拌工程とを具備し設けている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method for producing hydrogen from an organic material, comprising: a charging step of charging an organic material; A microorganism input step of inputting a microorganism of the genus, and a reaction step of reacting the organic material with the microorganism to generate hydrogen, and during the reaction step, the organic material and the organic material are used to promote reaction and decomposition. And a stirring step of stirring the microorganisms.

【0011】また、他の発明は、有機材料は、でんぷん
質材料、青物野菜類、根菜類、果実類、穀物類、及び家
畜の内臓、家畜の血液、及び魚のあら、ホタテのウロの
うち、少なくとも一つから選択されたものである。
In another invention, the organic material is selected from the group consisting of starchy materials, green vegetables, root vegetables, fruits, cereals, livestock guts, livestock blood, fish ash, and scallops. At least one selected from.

【0012】また、他の発明は、有機材料として成分の
異なる複数の材料を選択した場合、前記微生物投入工程
の前もしくは、後または前後に、それらの有機材料を撹
拌する撹拌工程を具備している。
Further, another invention comprises a stirring step of stirring the organic materials before, after, or before or after the microorganism input step, when a plurality of materials having different components are selected as the organic materials. I have.

【0013】さらに、他の発明は、有機材料から水素を
発生させる水素製造方法において、反応促進用の酵素を
投入する場合と同様の効果を得るために、でんぷん質材
料と青物野菜類、でんぷん質材料とホタテのウロの様
に、成分の異なる異質な有機材料を少なくとも二つ以上
混合するものである。
Still another aspect of the present invention is to provide a method for producing hydrogen from an organic material, in which a starch material, a vegetable and a vegetable, and a starch are used in order to obtain the same effect as when an enzyme for promoting a reaction is introduced. It is a mixture of at least two different organic materials with different components, such as a material and scallops.

【0014】また、他の発明は、セルロースを成分とす
る有機材料から水素を発生させる水素製造方法におい
て、有機材料を投入する投入工程と、クロストリジウム
属の微生物を投入する第1の微生物投入工程と、上記第
1の微生物投入工程後、反応が収束したと認められる時
点で再びクロストリジウム属の微生物を投入する再微生
物投入工程と、有機材料と上記微生物との反応分解を促
進するため両者を撹拌する撹拌工程と、を具備してい
る。
Another aspect of the present invention is a method for producing hydrogen from an organic material containing cellulose as a component. In the hydrogen production method, there is provided a charging step of charging an organic material, and a first microorganism charging step of charging a microorganism of the genus Clostridium. After the first microorganism charging step, when it is recognized that the reaction has converged, a re-microbial charging step of charging the microorganism of the genus Clostridium again, and stirring both to promote the reaction and decomposition of the organic material and the microorganism. And a stirring step.

【0015】さらに、他の発明は、上述の水素製造方法
に加え、再微生物投入工程後も、前記有機材料の分解が
進行するまで前記再微生物投入工程を繰り返し行うよう
にしている。
Further, in another invention, in addition to the above-described hydrogen production method, even after the re-microbial charging step, the re-microbial charging step is repeatedly performed until the decomposition of the organic material progresses.

【0016】また、他の発明は、上述の発明に加え、第
1の微生物投入工程の後の再微生物投入工程の後に、有
機材料を撹拌する撹拌工程を具備している。
Further, in addition to the above-described invention, another invention further comprises a stirring step of stirring the organic material after the re-microbial charging step after the first microorganism charging step.

【0017】さらに、他の発明は、上述の各発明に加
え、第1の微生物投入工程後若しくは再微生物投入工程
後の少なくとも一方で、酵素を投入する酵素投入工程を
具備している。
Further, in addition to the above-mentioned inventions, another invention further comprises an enzyme input step of inputting an enzyme at least after the first microorganism input step or the re-microorganism input step.

【0018】また、他の発明は、上述の各発明に加え、
撹拌工程に使用する撹拌手段の少なくとも一部に磁性材
料または多穴質の吸着性部材を設けている。
[0018] Further, other inventions include, in addition to the above-described inventions,
At least a part of the stirring means used in the stirring step is provided with a magnetic material or a porous adsorbing member.

【0019】さらに、他の発明は、上述の各発明に加
え、有機材料の投入直後または前記微生物の投入直後
に、各材料が投入される容器内の圧力をごくわずか陰圧
にしている。
Further, in another invention, in addition to the above-mentioned inventions, immediately after the introduction of the organic material or immediately after the introduction of the microorganism, the pressure in the container into which each material is introduced is set to a very slight negative pressure.

【0020】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。クロストリジウム属の微生物を投入して有機材
料と共に撹拌させることにより、発生する水素の過飽和
を防ぐなどの効果も得られ、有機材料の分解・反応によ
る水素の発生量が、従来の方法と比較して大幅に増大す
る。また、工業用酵素を添加しなくても水素を発生させ
ることが可能となるので、低コストでの水素発生が可能
となる。このため、水素発生量の多さ、及びコスト面か
ら実用化に最も適した方法となっている。
As a result of taking the above-described measures, the following operation occurs. By adding a microorganism of the genus Clostridium and stirring it together with the organic material, the effect of preventing supersaturation of the generated hydrogen is also obtained, and the amount of hydrogen generated by decomposition and reaction of the organic material is smaller than that of the conventional method. Increase significantly. Further, since hydrogen can be generated without adding an industrial enzyme, hydrogen can be generated at low cost. Therefore, it is the most suitable method for practical use from the viewpoint of a large amount of generated hydrogen and cost.

【0021】有機材料が、でんぷん質材料、青物野菜
類、根菜類、果実類、穀物類、及び家畜の内臓、家畜の
血液、及び魚のあら、ホタテのウロのうち、少なくとも
一つから選択されると、これらの分解により水素を生成
することができる。
The organic material is selected from at least one of starchy materials, green vegetables, root vegetables, fruits, grains, livestock offal, livestock blood, fish ash, and scallops. And hydrogen can be generated by these decomposition.

【0022】また、前記のなかで成分の異なる複数の有
機材料を選択した場合、微生物投入工程の前もしくは、
後にまたは前後に、それらの有機材料を撹拌する撹拌工
程を具備することで、それぞれの有機材料が適度に混合
し、反応が促進され、より多くの水素を得ることが可能
となる。
In the case where a plurality of organic materials having different components are selected from among the above, before the step of adding microorganisms, or
By providing a stirring step of stirring these organic materials later or before or after, the respective organic materials are appropriately mixed, the reaction is promoted, and more hydrogen can be obtained.

【0023】また、有機材料として、例えば、でんぷん
質材料と青物野菜類、でんぷん質材料とホタテのウロの
様に、成分の異なる異質な有機材料を少なくとも二つ以
上混合し、クロストリジウム属の微生物を投入すれば、
青物野菜等の有機材料が反応促進用の酵素代わりとなっ
て、でんぷん質材料単体の場合と比較して、反応が促進
される。
Further, as the organic material, for example, a mixture of at least two or more different organic materials having different components such as starchy materials and green vegetables, and starchy materials and scallops, are used to mix microorganisms of the genus Clostridium. If you put it,
Organic materials such as vegetables and vegetables serve as enzymes for promoting the reaction, and the reaction is promoted as compared with the case of starch material alone.

【0024】また、クロストリジウム属の微生物を一旦
反応が収束した後に再度投入することにより、セルロー
スを完全に分解でき、従来難しかったセルロースを成分
とする有機材料からより多くの水素を得ることが可能と
なる。また、クロストリジウム属の微生物の再投入によ
り、水素発生のピークが再出現し、これを繰り返すこと
によってより完全に有機材料を分解することが可能とな
る。
Further, by injecting a microorganism of the genus Clostridium once after the reaction has converged, cellulose can be completely decomposed, and it is possible to obtain more hydrogen from an organic material containing cellulose, which has been difficult in the past. Become. In addition, the re-input of the microorganism of the genus Clostridium causes the peak of hydrogen generation to reappear, and by repeating this, the organic material can be more completely decomposed.

【0025】なお、微生物投入工程後及び再微生物投入
工程後に有機材料を撹拌することで、一層反応が促進さ
れ、より多くの水素を生成することが可能となる。ま
た、第1の微生物投入工程後若しくは再微生物投入工程
後の少なくとも一方で、酵素を投入する酵素投入工程を
具備させると、分解反応が一層促進される。
By stirring the organic material after the microorganism input step and the re-microorganism input step, the reaction is further promoted and more hydrogen can be generated. In addition, when at least one of the first microorganism input step and the re-microorganism input step is provided with an enzyme input step of inputting an enzyme, the decomposition reaction is further promoted.

【0026】また、撹拌工程に使用する撹拌手段の少な
くとも一部に磁性材料または多穴質の吸着性部材を設け
ることにより、分解・反応の妨げとなる有機材料中に存
する水銀等の金属の随伴物やコピー用トナー成分を、拡
散させずに捕捉することが可能となり、分解・反応の妨
げを防ぐことができる。さらに、有機材料または微生物
の投入直後に、容器内の圧力をごくわずか陰圧にするこ
とにより、嫌気性が増し、容器内部での反応がより促進
されるものとなる。
Further, by providing a magnetic material or a porous porous adsorbing member in at least a part of the stirring means used in the stirring step, it is possible to prevent the metal such as mercury existing in the organic material which hinders the decomposition and the reaction. Objects and copy toner components can be captured without diffusing, and decomposition and reaction hindrance can be prevented. Furthermore, the anaerobicity is increased and the reaction inside the container is further promoted by setting the pressure in the container to a slightly negative pressure immediately after the introduction of the organic material or the microorganism.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】(第一の実施の形態)以下、本発
明の一実施の形態について、図1、図2に基づいて説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0028】図1は、本発明の分解・水素製造装置の構
成を示す。この図において、水素製造装置1は反応容器
2を有している。この反応容器2には、微生物を投入す
る微生物投入口3が設けられている。また、水素製造の
ための材料を投入する材料投入口4が設けられている。
さらに、反応容器2内部で製造された水素を排出するた
めの水素排出口5が設けられている。
FIG. 1 shows the configuration of the cracking / hydrogen production apparatus of the present invention. In this figure, a hydrogen production device 1 has a reaction vessel 2. The reaction vessel 2 is provided with a microorganism inlet 3 for introducing microorganisms. Further, a material input port 4 for inputting a material for hydrogen production is provided.
Further, a hydrogen outlet 5 for discharging hydrogen produced in the reaction vessel 2 is provided.

【0029】反応容器2には、この内部を陰圧に設定可
能なように、真空ポンプなどの吸引手段が接続されてい
る。また、反応容器2の内部には、フィン7が設けられ
ている。フィン7は、反応容器2内部に投入された有機
材料を撹拌し、反応促進の役割を果たすものである。フ
ィン7の一例としては、上下左右に均等に撹拌可能とす
るため、例えば2枚羽根からなるフィン7の場合に、そ
のうち一枚の羽根は、中心線から斜め上方に傾斜するよ
うに設け、もう一枚の羽根が、中心線から斜め下方に傾
斜するように設けている。
A suction means such as a vacuum pump is connected to the reaction vessel 2 so that the inside of the reaction vessel 2 can be set to a negative pressure. Further, fins 7 are provided inside the reaction vessel 2. The fins 7 serve to stir the organic material charged into the reaction vessel 2 and promote the reaction. As an example of the fin 7, in order to be able to stir up, down, left and right evenly, for example, in the case of the fin 7 having two blades, one of the fins 7 is provided so as to be inclined obliquely upward from the center line. One blade is provided so as to be inclined obliquely downward from the center line.

【0030】しかしながら、反応容器2内部を良好に撹
拌できれば、フィン7は、いかなる形状であっても構わ
ない。また、フィン7は、この実施の形態ではステンレ
ス製としているが、全体が磁性材料またはセラミック等
の多穴質の吸着性部材としても良い。このような材質と
すると、反応容器2に入れられる有機材料中に水銀など
の金属やコピー用トナーが混じっているときに、それら
を拡散させず捕捉することが可能となる。撹拌は、フィ
ン7で撹拌する以外に、例えば反応容器2全体を揺動し
たり、反応容器2全体を回転させることによって行って
も構わない。また、反応容器2の下方には、フィン7に
直結するモータ8が設けられている。
However, the fins 7 may have any shape as long as the inside of the reaction vessel 2 can be stirred well. Although the fins 7 are made of stainless steel in this embodiment, the fins 7 may be made of a magnetic material or a multi-porous adsorptive member such as ceramic. With such a material, when a metal such as mercury or a toner for copying is mixed in the organic material put in the reaction container 2, it is possible to capture the metal without diffusing it. The stirring may be performed by, for example, rocking the entire reaction vessel 2 or rotating the entire reaction vessel 2 in addition to the stirring with the fins 7. Further, a motor 8 directly connected to the fin 7 is provided below the reaction vessel 2.

【0031】反応容器2の外部には、この反応容器2内
部での反応の様子を監視する監視装置9が設けられてい
る。この監視装置9により、反応時間と反応進行時の温
度やpHの監視がされ、また反応時間が常に算出され
る。また、監視装置9は、ブザーやランプ等の手段を用
いて外部に反応が収束したことを伝達可能となってい
る。
Outside the reaction vessel 2, a monitoring device 9 for monitoring the state of the reaction inside the reaction vessel 2 is provided. The monitoring device 9 monitors the reaction time, the temperature and the pH during the progress of the reaction, and constantly calculates the reaction time. Further, the monitoring device 9 is capable of transmitting the fact that the reaction has converged to the outside by using means such as a buzzer or a lamp.

【0032】以上のような水素製造装置1を用いて水素
を製造する方法を、以下に説明する。
A method for producing hydrogen using the hydrogen production apparatus 1 as described above will be described below.

【0033】まず、反応容器2内部に、有機材料を投入
する。ここで投入される有機材料は、例えば、ジャガイ
モ等のでんぷん質材料とキャベツに代表される青物野菜
類とを混ぜたものや、とうもろこしの芯に代表される穀
物類、ホタテの廃棄物の一つであるウロや、家畜の内臓
等である。しかしながら、上述の有機材料は例示であ
り、この他に植物性廃棄物等の植物性有機材料或いは動
物性廃棄物等の動物性有機材料を用いることが可能であ
る。
First, an organic material is charged into the reaction vessel 2. The organic material used here is, for example, a mixture of starchy materials such as potatoes and green vegetables such as cabbage, cereals such as corn core, and one of the wastes of scallops. And the internal organs of livestock. However, the above-described organic materials are examples, and other than these, it is possible to use vegetable organic materials such as vegetable waste or animal organic materials such as animal waste.

【0034】また、でんぷん質材料を分解させる場合、
単体で反応を進行させても良いが、でんぷん質材料と青
物野菜類、或いはホタテのウロ等の様に、成分の異なる
異質な有機材料を混合すれば、これら青物野菜類やホタ
テのウロが酵素の代わりになり、反応が促進する結果と
なる。このように、同種の材料ではなく、種類が異なる
異質な材料を組み合わせると、反応促進上好ましいもの
となる。
When decomposing a starchy material,
The reaction may proceed by itself, but if you mix different organic materials with different ingredients, such as starchy materials and green vegetables or scallops, these green vegetables and scallops will be enzymes , Which results in an accelerated reaction. Thus, combining different materials of different types, instead of the same materials, is preferable for promoting the reaction.

【0035】これら有機材料を投入した後または事前
に、嫌気性細菌であるクロストリジウム属の微生物の投
入を行う。このクロストリジウム属の微生物には、例え
ば、クロストリジウム バイジェリンキー(Clostridiu
m beijerinkii )AM21B株(文献;Journal of Fermenta
tion and Bioengineering 73:244-245,1992)や、クロ
ストリジウム sp(Clostridium sp.)No.2株(文献;C
anadian Journal of Microbiology 40:228-233,199
4)、或いはクロストリジウム sp(Clostridium sp.)
X53株(文献;Journal of Fermentation and Bioengine
ering 81:178-180,1996)等がある。しかしながら、ク
ロストリジウム属の微生物は、これには限定されず、他
にも種々の菌株が適用可能である。
After or before introducing these organic materials, microorganisms of the genus Clostridium, which is an anaerobic bacterium, are introduced. The microorganisms belonging to the genus Clostridium include, for example, Clostridium beigerineki (Clostridiu).
m beijerinkii) AM21B strain (literature; Journal of Fermenta
tion and Bioengineering 73: 244-245,1992) and Clostridium sp (Clostridium sp.) No. 2 strain (literature; C
anadian Journal of Microbiology 40: 228-233,199
4) or Clostridium sp.
X53 strain (literature; Journal of Fermentation and Bioengine
ering 81: 178-180, 1996). However, the microorganism of the genus Clostridium is not limited to this, and various other strains can be applied.

【0036】また、クロストリジウム属の微生物を投入
した後に、反応容器2内部をポンプ等で吸引して若干陰
圧(負圧)にしても構わない。この場合は、反応がより
促進されるものとなる。更に、反応容器2内部のpHを
調整しても構わなく、この場合、pHは4.0から8.
0とするのが望ましい。
After the microorganism of the genus Clostridium is charged, the inside of the reaction vessel 2 may be suctioned by a pump or the like to make a slight negative pressure (negative pressure). In this case, the reaction is further accelerated. Further, the pH inside the reaction vessel 2 may be adjusted. In this case, the pH is adjusted to 4.0 to 8.8.
It is desirable to set it to 0.

【0037】その後に、反応容器2内部の温度を所定の
温度に調整しながら、モータ8を作動させてフィン7を
反応容器2内部で回転駆動させ、微生物と有機材料の撹
拌を行う。それにより、反応容器2の下方に、有機材料
の反応・分解で水素が生成され蓄積されても、部分的な
過飽和状態を作り出すことがなく、反応・分解を良好に
進行させることが可能となる。
Then, while adjusting the temperature inside the reaction vessel 2 to a predetermined temperature, the motor 8 is operated to rotate the fins 7 inside the reaction vessel 2 to stir the microorganisms and the organic material. Thereby, even if hydrogen is generated and accumulated by the reaction and decomposition of the organic material below the reaction vessel 2, it is possible to favorably proceed with the reaction and decomposition without creating a partial supersaturated state. .

【0038】なお、反応容器2内部での温度は、25度
から45度までの範囲であれば反応がまずまず進行する
が、微生物の増殖、水素の発生量を考慮すると、好まし
くは30度から42度までに調整するのが良い。
When the temperature inside the reaction vessel 2 is in the range of 25 ° C. to 45 ° C., the reaction proceeds moderately. However, in consideration of the growth of microorganisms and the amount of generated hydrogen, it is preferably 30 ° C. to 42 ° C. It is better to adjust by degrees.

【0039】有機材料の分解による反応で生成された水
素は、水素排出口5から排出されて外部に設けられた水
素貯蔵合金やガスボンベ等の水素貯留部に貯留される。
また、すぐに水素を燃焼室に導いて、エネルギとして燃
焼させても構わない。さらには、燃料電池に接続して発
電に利用しても良い。
The hydrogen generated by the reaction due to the decomposition of the organic material is discharged from the hydrogen discharge port 5 and stored in a hydrogen storage part provided outside such as a hydrogen storage alloy or a gas cylinder.
Alternatively, hydrogen may be immediately introduced into the combustion chamber and burned as energy. Furthermore, it may be connected to a fuel cell and used for power generation.

【0040】反応が収束すると、監視装置9がこれを感
知してフィン7の撹拌動作を停止させる。そして、例え
ばブザーやランプ、或いは表示手段によって反応が収束
したことを外部に知らせる。
When the reaction has converged, the monitoring device 9 senses this and stops the stirring operation of the fins 7. Then, for example, a buzzer, a lamp, or a display unit notifies the outside that the reaction has converged.

【0041】なお、反応時間と水素発生量につき、知見
として得られた関係について、その一例を図2に示す。
図2の横軸は反応時間、縦軸は水素発生量である。選択
する有機材料によって、異なる面はあるが、反応を始め
てから、約2〜4時間程度で急速に水素発生量が多くな
り、約5〜8時間前後で水素発生量がピークに達し、そ
の後、緩やかに水素発生量が下がっている。
FIG. 2 shows an example of the relationship obtained as knowledge between the reaction time and the amount of generated hydrogen.
The horizontal axis in FIG. 2 is the reaction time, and the vertical axis is the amount of generated hydrogen. Although there are different aspects depending on the organic material selected, the amount of hydrogen generated rapidly increases in about 2 to 4 hours from the start of the reaction, and the amount of hydrogen generated reaches a peak in about 5 to 8 hours. The amount of hydrogen generation is slowly decreasing.

【0042】この関係より、監視装置9で何をどの程度
の量入れたのかを検知したり、予め設定することによ
り、反応終了時点で自動的にフィン7の撹拌動作を停止
させることが可能となる。以上のようにして、水素の製
造がなされる。
From this relationship, it is possible to automatically stop the stirring operation of the fins 7 at the end of the reaction by detecting what and how much has been inserted by the monitoring device 9 or by setting in advance. Become. As described above, the production of hydrogen is performed.

【0043】続いて、本実施の形態の実験結果につい
て、以下に説明する。なお、この実験は、図1の装置を
小型化した実験装置に基づいて行った。
Next, the experimental results of this embodiment will be described below. This experiment was performed based on an experimental device in which the device of FIG. 1 was downsized.

【0044】まず、反応実験で用いるクロストリジウム
属の微生物の前培養を行った。この前培養方法は、30
0mlの三角フラスコに0.1%のグルコースを含むP
Y培地100mlに菌を接種し、37℃の嫌気性グロー
ブボックス(米国ホーマー製、形式1024)内で一晩
培養した。ここで、PY液体培地の組成は、1lの水に
10g のpeptone,5g のyeast extract,500mg のL-cyst
ein・HCl,8mg のCaCl,8mg のMgSO4 ,40mg のKH2
PO4 ,400mg のNaHCO3 ,80mg のNaCl が含まれる
ものであり、炭素源は含まれていない。
First, preculture of a microorganism of the genus Clostridium used in the reaction experiment was performed. This pre-cultivation method has 30
P containing 0.1% glucose in a 0 ml Erlenmeyer flask
The bacteria were inoculated into 100 ml of Y medium and cultured overnight in an anaerobic glove box (manufactured by Homer, USA, format 1024) at 37 ° C. Here, the composition of the PY liquid medium is 1 liter of water.
10g peptone, 5g yeast extract, 500mg L-cyst
ein · HCl, 8mg CaCl, 8mg MgSO4, 40mg KH2
It contains PO4, 400 mg of NaHCO3, 80 mg of NaCl, and does not contain a carbon source.

【0045】次に、前培養したもので、水素を発生でき
るかを以下の手順で確認した。まず、1000mlの三
角フラスコに基質液900mlと前培養菌液100ml
を加え、発生するガスの排出口、pHコントラーの差込
口、pH調整用NaOH液流入口などをつけたゴム栓をし
た。そして、37℃の恒温槽で保温し、撹拌した。
Next, it was confirmed by the following procedure whether hydrogen could be generated from the pre-cultured one. First, 900 ml of the substrate solution and 100 ml of the precultured bacterial solution were placed in a 1000 ml Erlenmeyer flask.
Was added, and a rubber stopper equipped with an outlet for the generated gas, an inlet for a pH controller, an inlet for a NaOH solution for pH adjustment, and the like was provided. Then, the mixture was kept warm in a thermostat at 37 ° C. and stirred.

【0046】これらの方法で発生したガスは、10%Na
OH液を通して二酸化炭素を除いたガスを水上置換法でメ
スシリンダーに集めて定量した。高速ガスクロマトグラ
フィーによる分析及び燃焼試験の爆発音から、発生した
ガスが水素ガスであることを確認した。
The gas generated by these methods is 10% Na
The gas from which carbon dioxide had been removed through the OH solution was collected in a graduated cylinder by the water displacement method and quantified. From the analysis by high-speed gas chromatography and the explosion sound of the combustion test, it was confirmed that the generated gas was hydrogen gas.

【0047】以上の結果に基づき、本発明に関わる実験
結果を順に説明する。
Based on the above results, experimental results according to the present invention will be described in order.

【0048】実験結果1;ジャガイモの場合Experimental result 1: Potato

【0049】PY液体培地(糖分不含)900mlに対
してでんぷんを10g加え、クロストリジウム バイジ
ェリンキー(Clostridium beijerinkii )AM21B株の菌
液100mlを混合して37度で撹拌した。保温開始2
〜3時間後から、泡状に水素ガスの発生が認められ、6
時間後に1時間当たりの水素発生量が最高値(450m
l)に達した。そして、24時間での水素発生総量が3
000mlとなった。
10 g of starch was added to 900 ml of PY liquid medium (containing no sugar), and 100 ml of a bacterial solution of Clostridium beijerinkii AM21B was mixed and stirred at 37 ° C. Insulation start 2
After about 3 hours, generation of hydrogen gas was observed in the form of bubbles,
After an hour, the amount of hydrogen generated per hour is the highest (450 m
l) has been reached. And the total amount of hydrogen generated in 24 hours is 3
000 ml.

【0050】実験結果2;バナナの場合Experimental result 2: In the case of banana

【0051】ミキサーで乳状にしたバナナ10g(還元
糖として3g)を900mlの脱イオン水が入れてある
三角フラスコに移し、クロストリジウム sp(Clostrid
iumsp.)No.2株の前培養菌液100mlを加え、37度
で撹拌した。保温開始2時間後から細かい泡状の水素ガ
スの発生が認められ、5〜6時間後に1時間当たりの水
素発生量が最高値(550ml)に達した。そして、2
4時間での水素発生総量が1500mlとなった。
10 g of banana (3 g as reducing sugar) emulsified with a mixer was transferred to an Erlenmeyer flask containing 900 ml of deionized water, and the mixture was mixed with Clostridium sp (Clostrid).
iumsp.) 100 ml of the precultured bacterial solution of No. 2 strain was added thereto, followed by stirring at 37 ° C. 2 hours after the start of the heat retention, generation of fine bubble-like hydrogen gas was recognized, and after 5 to 6 hours, the amount of hydrogen generated per hour reached the maximum value (550 ml). And 2
The total amount of hydrogen generated in 4 hours was 1500 ml.

【0052】実験例3;青物野菜の場合Experimental Example 3 In the case of green vegetables

【0053】精製水にホウレンソウ200gを加えてミ
キサーで撹拌し、ジュース状にした。続いて、精製水を
加えて900mlまで増量し、これに前培養したクロス
トリジウム バイジェリンキー(Clostridium beijerin
kii )AM21B株の菌液100mlを混合し、37度で撹
拌した。保温開始3〜4時間後から水素ガスの発生が認
められ、5〜6時間後に1時間当たりの水素発生量が最
高値(385ml)に達した。そして、24時間での水
素発生総量が2000mlとなった。
200 g of spinach was added to purified water, and the mixture was stirred with a mixer to make a juice. Subsequently, the volume was increased to 900 ml by adding purified water, and Clostridium beijerinky (Clostridium beijerin) precultured thereto was added thereto.
kii) 100 ml of AM21B strain was mixed and stirred at 37 ° C. The generation of hydrogen gas was observed 3 to 4 hours after the start of the heat retention, and the amount of hydrogen generated per hour reached the maximum value (385 ml) after 5 to 6 hours. Then, the total amount of hydrogen generated in 24 hours was 2000 ml.

【0054】実験例4;とうもろこしの芯の場合Experimental Example 4: Corn Corn Core

【0055】とうもろこしの芯をミキサーで粉砕し、乾
燥させた。続いて、3g%の乾燥とうもろこし芯を含む
PY液体培地900mlに前培養したクロストリジウム
sp(Clostridium sp.)F53株の菌液100mlを混合
し、培養液のpHをpH6.0、培養温度を40度に保
ち撹拌した。保温開始3時間後から泡状に水素ガスの発
生が認められ、7時間後に1時間当たりの水素発生量が
最高値(350ml)に達した。そして、24時間での
水素発生量が1200mlとなった。
The corn core was pulverized with a mixer and dried. Subsequently, Clostridium pre-cultured in 900 ml of PY liquid medium containing 3 g% of dried corn core
100 ml of a bacterial solution of sp (Clostridium sp.) F53 strain was mixed, and the mixture was stirred while maintaining the pH of the culture solution at pH 6.0 and the culture temperature at 40 ° C. Generation of hydrogen gas was observed in the form of bubbles 3 hours after the start of the heat retention, and the amount of hydrogen generated per hour reached the maximum value (350 ml) after 7 hours. Then, the amount of generated hydrogen in 24 hours was 1200 ml.

【0056】実験例5;ホタテのウロの場合Experimental Example 5: Case of Scallop

【0057】ホタテのウロ100gをミキサーで軽く切
り刻み、精製水を加えて900mlにした。そして、前
培養したクロストリジウム バイジェリンキー(Clostr
idium beijerinkii )AM21B株の菌液100mlを混合
し、37度で撹拌した。保温開始3時間後から水素ガス
の発生が認められ、7〜8時間後に1時間当たりの水素
発生量が最高値(298ml)に達した。そして、24
時間での水素発生総量が980mlとなった。
100 g of scallops were lightly chopped with a mixer, and purified water was added to make 900 ml. Then, the pre-cultured Clostridium Weigerin key (Clostr
idium beijerinkii) 100 ml of AM21B strain was mixed and stirred at 37 ° C. Generation of hydrogen gas was recognized 3 hours after the start of the heat retention, and the amount of hydrogen generated per hour reached the maximum value (298 ml) 7 to 8 hours later. And 24
The total amount of hydrogen generated per hour was 980 ml.

【0058】実験例6;ジャガイモと青物野菜の混合物
の場合
Experimental Example 6: In the case of a mixture of potatoes and green vegetables

【0059】ホウレンソウ汁を20%だけ含む900m
l水溶液に、でんぷんを10g加え、クロストリジウム
バイジェリンキー(Clostridium beijerinkii )AM21
B株の前培養液100mlを混合し、37度で撹拌し
た。撹拌開始後3〜4時間後から水素ガスの発生が認め
られ、7〜8時間後に1時間当たりの水素発生量が最高
値(400ml)に達した。そして、24時間での水素
発生総量は、3850mlとなった。
900m containing only 20% spinach juice
1 g of starch is added to the aqueous solution, and Clostridium beijerinkii AM21 is added.
100 ml of the preculture of the B strain was mixed and stirred at 37 ° C. Generation of hydrogen gas was observed 3 to 4 hours after the start of stirring, and the amount of hydrogen generated per hour reached the maximum value (400 ml) after 7 to 8 hours. Then, the total amount of hydrogen generated in 24 hours was 3850 ml.

【0060】実験例7;植物と動物の混合廃棄物の場合Experimental Example 7: Mixed waste of plant and animal

【0061】ホタテのウロ50gとホウレンソウ200
gを加えてミキサーでジュース状にし、900mlまで
精製水を加えて増量した。そして、クロストリジウム
バイジェリンキー(Clostridium beijerinkii )AM21B
株の前培養菌液100mlを混合し、37度で撹拌し
た。保温開始3〜4時間後から水素ガスの発生が認めら
れ、6〜8時間後に1時間当たりの水素発生量が最高値
(350ml)に達した。そして、24時間での水素発
生総量は、2500mlとなった。
[0061] Scallop 50g and spinach 200
g was added to make a juice with a mixer, and the volume was increased by adding purified water to 900 ml. And Clostridium
Bayerinki (Clostridium beijerinkii) AM21B
100 ml of a precultured bacterial solution of the strain was mixed and stirred at 37 ° C. The generation of hydrogen gas was observed 3 to 4 hours after the start of the heat retention, and the amount of hydrogen generated per hour reached the maximum value (350 ml) after 6 to 8 hours. Then, the total amount of generated hydrogen in 24 hours was 2500 ml.

【0062】以上のような実験結果より、本実施の形態
の水素製造方法では、従来行われていた水素製造方法に
比べて、水素の発生量がはるかに多く、また、複数の異
なる成分の有機材料を混合させることにより、工業用酵
素や添加物などを必要としないため、低コストで水素を
発生させることが可能となる。また、水素の発生に際し
ても、石油、天然ガスなどの化石燃料を用いることがな
く、余分な二酸化炭素を発生させることがない。すなわ
ち、水素の製造をクリーンに行える方法の中では、水素
発生量の多さなどから実用化に最も適した方法となって
いる。
From the above experimental results, in the hydrogen production method of the present embodiment, the amount of generated hydrogen is much larger than in the conventional hydrogen production method, and a plurality of different components of organic compounds are used. By mixing the materials, it is possible to generate hydrogen at low cost because industrial enzymes and additives are not required. Also, when generating hydrogen, no fossil fuel such as petroleum or natural gas is used, and no extra carbon dioxide is generated. In other words, among the methods capable of producing hydrogen cleanly, the method is most suitable for practical use because of the large amount of hydrogen generated.

【0063】また、光合成細菌を用いる場合と比較し
て、水素製造装置1が大型化せずに済む、といった利点
も有している。
Further, as compared with the case where photosynthetic bacteria are used, there is an advantage that the hydrogen production apparatus 1 does not need to be enlarged.

【0064】(第二の実施の形態)(Second Embodiment)

【0065】以下、本発明の第二の実施の形態につい
て、図3及び図4に基づいて説明する。なお、この第二
の実施の形態で用いる水素製造装置の構成は、上述の第
一の実施の形態で述べた構成と同様である。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the configuration of the hydrogen production apparatus used in the second embodiment is the same as the configuration described in the first embodiment.

【0066】本実施の形態で述べる水素製造方法は、ま
ず反応容器2の内部にセルロースを成分とする有機材料
を投入する。この有機材料は、例えばシュレッダー等で
粉砕された紙屑や、チップや木材カス等である。この後
に、クロストリジウム属の微生物の投入を行う。なお、
本実施の形態でも、クロストリジウム属の微生物を投入
した後に、反応容器2内部を若干陰圧にしても構わな
い。また、クロストリジウム属の微生物を入れた後に、
セルロースを成分とする有機材料を入れるようにしても
良い。
In the hydrogen production method described in the present embodiment, first, an organic material containing cellulose as a component is charged into the reaction vessel 2. This organic material is, for example, paper waste pulverized by a shredder or the like, chips, wood chips, or the like. Thereafter, a microorganism of the genus Clostridium is introduced. In addition,
Also in the present embodiment, the inside of the reaction vessel 2 may be made slightly negative pressure after the microorganism of the genus Clostridium is charged. Also, after putting the microorganism of the genus Clostridium,
An organic material containing cellulose as a component may be added.

【0067】その後に、フィン7を作動させて有機材料
の撹拌を行う。そしてこれに伴って、監視装置9で有機
材料の量や材質から反応時間を算出する。また、反応時
間の計測を開始する。
Thereafter, the fins 7 are activated to stir the organic material. Accordingly, the monitoring device 9 calculates the reaction time from the amount and material of the organic material. In addition, the measurement of the reaction time is started.

【0068】ここで、セルロースを成分とする有機材料
の反応時間と水素発生量につき、知見として得られた関
係を図4に示す。監視装置9での反応時間の計測によ
り、反応が収束する時間に到達したら、再びクロストリ
ジウム属の微生物の投入を行う。そして、再びフィン7
を作動させて有機材料の撹拌を行う。この再投入時にも
陰圧としても良い。
FIG. 4 shows the relationship obtained as knowledge on the reaction time and the amount of generated hydrogen of the organic material containing cellulose as a component. When the reaction time reaches the time when the reaction converges by the measurement of the reaction time by the monitoring device 9, the microorganism of the genus Clostridium is introduced again. And again fin 7
Is operated to stir the organic material. The negative pressure may be used at the time of this re-injection.

【0069】この動作を、必要な回数だけ繰り返し行っ
て、有機材料の完全な分解を行う。そして、反応が収束
すれば、監視装置9でこれを感知して、フィン7の撹拌
動作を停止させる。なお、通常は2回、または3回の微
生物の投入によって有機材料の完全な分解が行われる。
This operation is repeated a required number of times to completely decompose the organic material. When the reaction converges, the monitoring device 9 senses this and stops the fin 7 stirring operation. In general, the organic material is completely decomposed by injecting the microorganism twice or three times.

【0070】なお、本実施の形態では、工業用酵素等の
酵素を添加しなくても、反応が進行するが、より水素発
生量を多くするために、工業用酵素を投入する方が好ま
しい。特に1回目の反応時よりも、2回目以降の反応時
に工業用酵素を投入する方がより大きな効果がある。
In the present embodiment, the reaction proceeds without adding an enzyme such as an industrial enzyme, but it is preferable to add an industrial enzyme in order to further increase the amount of hydrogen generated. In particular, the introduction of the industrial enzyme during the second and subsequent reactions has a greater effect than during the first reaction.

【0071】以上の水素製造方法の実験結果について、
以下に説明する。この実験に当たっても、図1の装置を
小型化した実験装置を用いた。
Regarding the experimental results of the above hydrogen production method,
This will be described below. In this experiment, an experimental apparatus obtained by reducing the size of the apparatus shown in FIG. 1 was used.

【0072】実験例8;コピー用紙の場合Experimental Example 8: Copy paper

【0073】シュレッダーで切り刻んだ使用済みコピー
用紙10gを含む糖分不含PY液体培地900mlに前
培養したクロストリジウム sp(Clostridium sp.)No.
2株の菌液100mlを混合し、37℃で撹拌した。開
始3〜4時間後から水素ガスの発生が認められ、7時間
後(第1回目の投入によるもの)と12時間後(第2回
目の投入によるもの)に1時間当たりの水素発生量の大
小2つのピークが存在した。そして、24時間での水素
発生総量は1500mlとなった。
Clostridium sp. (Clostridium sp.) No. precultured in 900 ml of a sugar-free PY liquid medium containing 10 g of used copy paper chopped with a shredder
100 ml of the two strains were mixed and stirred at 37 ° C. Generation of hydrogen gas was observed from 3 to 4 hours after the start, and the amount of hydrogen generated per hour was increased 7 hours (by the first injection) and 12 hours (by the second injection). There were two peaks. Then, the total amount of generated hydrogen in 24 hours was 1500 ml.

【0074】実験例9;コピー用紙とセルラーゼを併用
した場合
Experimental Example 9: When copy paper and cellulase were used together

【0075】シュレッダーで切り刻んだ使用済みコピー
用紙10gを含む糖分不含PY液体培地900mlに一
晩培養したクロストリジウム sp(Clostridium sp.)N
o.2株の菌液100mlを混合し、37度で撹拌した。
水素発生がほぼ終了した時点で、工業用セルラーゼ(E
−CEL)粉末を2mg/mlに添加し、37℃で継続
して撹拌した。培養開始3〜4時間後から水素ガスの発
生が認められ、7時間後(第1回目の投入によるもの)
と12時間後(第2回目の投入によるもの)に1時間当
たりの水素発生量の大小2つのピークが存在した。その
後時間の経過と共に、水素発生総量が減少し、24時間
での水素発生総量が1500mlとなった。水素発生が
ほぼ終了した時点、すなわちまた、培養開始18時間後
に工業用セルラーゼを添加したら、再度水素ガスの発生
が始まって1200mlさらに増量し、24時間での水
素発生総量が2700mlとなった。
Clostridium sp. (Clostridium sp.) N cultured overnight in 900 ml of a sugar-free PY liquid medium containing 10 g of used copy paper chopped with a shredder
O.2 strains of 100 ml were mixed and stirred at 37 ° C.
At the time when hydrogen generation is almost completed, industrial cellulase (E
-CEL) powder was added to 2 mg / ml and continuously stirred at 37 ° C. Generation of hydrogen gas was observed from 3 to 4 hours after the start of culture, and after 7 hours (due to the first injection)
And after 12 hours (due to the second charge), two peaks of the amount of hydrogen generated per hour were present. Thereafter, with the passage of time, the total amount of hydrogen generated decreased, and the total amount of hydrogen generated in 24 hours became 1500 ml. At the time when hydrogen generation was almost completed, that is, when industrial cellulase was added 18 hours after the start of the culture, the generation of hydrogen gas was started again, and the volume was further increased to 1,200 ml, and the total amount of hydrogen generation in 24 hours was 2,700 ml.

【0076】以上のような実験結果より、本実施の形態
の水素製造方法では、従来は難しいとされていた、有機
材料の分解により水素を生成することが可能となる。
From the above experimental results, the hydrogen production method of the present embodiment makes it possible to generate hydrogen by decomposing an organic material, which has been conventionally difficult.

【0077】このため、回収した紙屑等から水素を発生
させることが可能となり、資源の有効活用を図ることが
可能となる。また、工業用酵素等の酵素を添加すること
により、一層多くの水素を発生させることが可能とな
る。その例として、工業用酵素を添加すれば、実験から
97〜98%セルロースを成分とする有機材料を完全に
分解できることが知見できている。
For this reason, it is possible to generate hydrogen from the collected paper waste and the like, and it is possible to effectively utilize resources. Further, by adding an enzyme such as an industrial enzyme, more hydrogen can be generated. As an example, it has been found from experiments that an organic material containing 97-98% cellulose can be completely decomposed by adding an industrial enzyme.

【0078】以上、本発明の各実施の形態と各実験結果
について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可
能となっている。以下それについて述べる。
The embodiments of the present invention and the results of the experiments have been described above. However, the present invention can be variously modified. This is described below.

【0079】上記各実施の形態では、ステンレス製のフ
ィン7により撹拌を行う構成としているが、これ以外に
例えば磁性材料又はセラミックス等の多穴質の吸着性材
質からなる羽根や撹拌棒を用いて撹拌する構成としても
構わない。この場合、有機材質中に存する水銀等の金属
の随伴物やコピー用トナー成分を、拡散させずに捕捉す
ることが可能となる。
In each of the above embodiments, the stirring is performed by the fins 7 made of stainless steel. In addition, for example, a blade or a stirring rod made of a multi-hole adsorbing material such as a magnetic material or ceramics is used. The structure for stirring may be used. In this case, it is possible to capture accompanying substances of metals such as mercury and organic toner components in the organic material without diffusing them.

【0080】また、有機材料は、上述のものに限られな
い。上述の有機材料は、あくまでも例示であり、これ以
外に可能性としては種々のものがあり、また現実に利用
が考えられるものとしては、魚、肉類、果物類、根菜類
等がある。また、とうもろこしの芯や皮、麦わら、稲わ
ら、もみがら等の穀物類、お茶殻、コーヒーかすとして
も良い。さらに、有機材料の形態はいかなるものでも良
く、泥状又は液状であっても構わない。また、ジャガイ
モ等のでんぷん質材料の場合、切り刻んでも水分が発生
しない場合もあるが、水分が発生するものもあり、ま
た、他に水分の発生するものを粉砕又は切り刻む等して
添加すれば、水分の発生も効果を奏し、良好に反応を行
える。
The organic materials are not limited to those described above. The above-mentioned organic materials are merely examples, and there are various other possibilities, and fish, meat, fruits, root vegetables and the like can be actually used. Also, corn cores and skins, grains such as straw, rice straw, and rice husk, tea husks, and coffee grounds may be used. Further, the form of the organic material may be any, and may be muddy or liquid. Also, in the case of starchy materials such as potatoes, moisture may not be generated even when chopped, but there are also those that generate moisture, and if other materials that generate moisture are added by crushing or chopping, The generation of moisture is also effective, and a favorable reaction can be performed.

【0081】撹拌は、連続的に行うもの以外に、間欠的
に行うもの(回転、休止を繰り返すもの)としても良
い。また、有機材料の混合は、フィン7による撹拌によ
るものの外に、投入前に十分混合させておくことで、よ
り好ましいものとなっている。また、微生物投入口3と
材料投入口4を別々に設けず、同じものを兼用させるよ
うにしても良い。
The stirring may be performed intermittently (repeated rotation and pause) in addition to the continuous stirring. Further, the mixing of the organic material is more preferable if it is sufficiently mixed before being introduced, in addition to the stirring by the fins 7. Further, the microorganism inlet 3 and the material inlet 4 may not be separately provided, but may be the same.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
クロストリジウム属の微生物の投入と、撹拌と、有機材
料の投入とを加え合わせることにより、有機材料の分解
・反応による水素の発生量が、従来の方法と比較して増
大する。また、成分の異なる異質な複数の有機材料を投
入すれば、工業用酵素を投入しなくても効率良く水素を
発生させることが可能となるので、低コストでの水素発
生が可能となる。このため、水素発生量の多さ、及びコ
スト面から実用化に最も適した方法となっている。
As described above, according to the present invention,
By adding the introduction of the microorganism of the genus Clostridium, stirring, and the introduction of the organic material, the amount of hydrogen generated by the decomposition and reaction of the organic material is increased as compared with the conventional method. In addition, if a plurality of different organic materials having different components are charged, hydrogen can be efficiently generated without inputting an industrial enzyme, so that hydrogen can be generated at low cost. Therefore, it is the most suitable method for practical use from the viewpoint of a large amount of generated hydrogen and cost.

【0083】また、クロストリジウム属の微生物を一旦
反応が収束した後に再度投入することにより、及び必要
に応じて、工業用酵素を投入することにより、セルロー
スをほぼ完全に分解でき、従来難しかったセルロースを
成分とする有機材料からより多くの水素を得ることが可
能となる。また、クロストリジウム属の微生物の再投
入、及び必要に応じた工業用酵素の再投入により、水素
発生のピークが再出現し、これを繰り返すことによって
より完全に有機材料を分解することが可能となる。
Further, by injecting a microorganism of the genus Clostridium once after the reaction has converged and, if necessary, by injecting an industrial enzyme, cellulose can be almost completely decomposed, and cellulose which has been difficult in the past can be obtained. It is possible to obtain more hydrogen from the organic material as a component. In addition, the re-input of the microorganism of the genus Clostridium, and the re-input of the industrial enzyme as required, the peak of hydrogen generation reappears, and by repeating this, it is possible to more completely decompose the organic material. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態に係わる水素製造装
置の構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a hydrogen production apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の水素製造装置において、有機材料とクロ
ストリジウム属の微生物を反応させた場合の反応時間と
水素発生量の関係の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a relationship between a reaction time and a hydrogen generation amount when an organic material is reacted with a microorganism of the genus Clostridium in the hydrogen production apparatus of FIG.

【図3】本発明の第二の実施の形態に係わる水素製造方
法を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a hydrogen production method according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第二の実施の形態に係わる水素製造方
法において、セルロースを成分とする有機材料にクロス
トリジウム属の微生物を反応させた場合の反応時間と水
素発生量の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the reaction time and the amount of hydrogen generated when a microorganism of the genus Clostridium is reacted with an organic material containing cellulose in the hydrogen production method according to the second embodiment of the present invention. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…水素製造装置 2…反応容器 3…微生物投入口 4…材料投入口 5…水素排出口 7…フィン 8…モータ 9…監視装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hydrogen production apparatus 2 ... Reaction container 3 ... Microorganism input port 4 ... Material input port 5 ... Hydrogen discharge port 7 ... Fin 8 ... Motor 9 ... Monitoring device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池田 章 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク1 丁目2番1号 株式会社電制内 Fターム(参考) 4B064 AA03 CA02 CC03 CC12 CD21 CD22 CD23 CD24 CD25 4D004 AA02 BA06 CA04 CA15 CA18 CA22 CA35 CA42 CB11 CC07 DA02 DA03 DA06 DA07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Koikeda 1-2-1, Shimonopporo Techno Park, Atsubetsu-ku, Sapporo-shi, Hokkaido F-term (reference) 4B064 AA03 CA02 CC03 CC12 CD21 CD22 CD23 CD24 CD25 4D004 AA02 BA06 CA04 CA15 CA18 CA22 CA35 CA42 CB11 CC07 DA02 DA03 DA06 DA07

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機材料から水素を発生させる水素製造
方法において、 上記有機材料を投入する投入工程と、 クロストリジウム属の微生物を投入する微生物投入工程
と、 上記有機材料と上記微生物とを反応させ水素を生成する
反応工程と、 を具備し、この反応工程中に、反応・分解を促進させる
ため上記有機材料と上記微生物を撹拌する撹拌工程を設
けることを特徴とする水素製造方法。
1. A method for producing hydrogen from an organic material, comprising the steps of: introducing the organic material; introducing a microorganism of the genus Clostridium; reacting the organic material with the microorganism to produce hydrogen; And a reaction step of stirring the organic material and the microorganism in order to promote the reaction / decomposition in the reaction step.
【請求項2】 前記有機材料は、でんぷん質材料、青物
野菜類、根菜類、果実類、穀物類、家畜の内臓、家畜の
血液、及び魚のあら、ホタテのウロのうち、少なくとも
一つ以上から選択されたものであることを特徴とする請
求項1記載の水素製造方法。
2. The organic material is obtained from at least one of starchy materials, green vegetables, root vegetables, fruits, grains, livestock offal, livestock blood, fish ash, and scallops. The method for producing hydrogen according to claim 1, wherein the method is selected.
【請求項3】 前記有機材料として成分の異なる複数の
材料を選択した場合、前記微生物投入工程の前もしく
は、後または前後に、それらの有機材料を撹拌する撹拌
工程を具備することを特徴とする請求項1又は2に記載
の水素製造方法。
3. When a plurality of materials having different components are selected as the organic material, a stirring step of stirring the organic materials is provided before, after, or before or after the microorganism charging step. The method for producing hydrogen according to claim 1.
【請求項4】 有機材料から水素を発生させる水素製造
方法において、 反応促進用の酵素や栄養分を投入する場合と同様の効果
を得るために、でんぷん質材料と青物野菜類、でんぷん
質材料とホタテのウロの様に、成分の異なる異質な有機
材料を少なくとも二つ以上混合することを特徴とする請
求項1から3のいずれか1項に記載の水素製造方法。
4. A method for producing hydrogen from an organic material, wherein a starch material and a green vegetable, a starch material and a scallop are obtained in order to obtain the same effect as when an enzyme or nutrient for promoting a reaction is introduced. The method for producing hydrogen according to any one of claims 1 to 3, wherein at least two or more different organic materials having different components are mixed as in the case of (1).
【請求項5】 セルロースを成分とする有機材料から水
素を発生させる水素製造方法において、 上記有機材料を投入する投入工程と、 クロストリジウム属の微生物を投入する第1の微生物投
入工程と、 上記投入工程と上記第1の微生物投入工程後、反応が収
束したと認められる時点で再びクロストリジウム属の微
生物を投入する再微生物投入工程と、 上記有機材料と上記微生物との反応分解を促進するため
両者を撹拌する撹拌工程と、 を具備することを特徴とする水素製造方法。
5. A hydrogen production method for generating hydrogen from an organic material containing cellulose as a component, a charging step of charging the organic material, a first microorganism charging step of charging a microorganism of the genus Clostridium, and the charging step. And a re-microbial charging step in which a microorganism of the genus Clostridium is charged again when the reaction is deemed to have converged after the first microorganism charging step, and stirring both to promote the reaction and decomposition of the organic material and the microorganism. And a stirring step.
【請求項6】 前記再微生物投入工程後も、前記有機材
料の分解が進行するまで前記再微生物投入工程を繰り返
し行うことを特徴とする請求項5記載の水素製造方法。
6. The hydrogen production method according to claim 5, wherein, even after the re-microbial charging step, the re-microbial charging step is repeatedly performed until the decomposition of the organic material progresses.
【請求項7】 前記第1の微生物投入工程の後の再微生
物投入工程の後に、前記有機材料を撹拌する撹拌工程を
具備することを特徴とする請求項5または6記載の水素
製造方法。
7. The hydrogen production method according to claim 5, further comprising a stirring step of stirring the organic material after the re-microbial charging step after the first microorganism charging step.
【請求項8】 前記第1の微生物投入工程後若しくは再
微生物投入工程後の少なくとも一方で、酵素を投入する
酵素投入工程を具備することを特徴とする請求項5,6
または7記載の水素製造方法。
8. The method according to claim 5, further comprising an enzyme charging step of charging an enzyme, at least after the first microorganism charging step or the re-microbial charging step.
Or the hydrogen production method according to 7.
【請求項9】 前記撹拌工程に使用する撹拌手段の少な
くとも一部に磁性材料または多穴質の吸着性部材を設け
たことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記
載の水素製造方法。
9. The hydrogen according to claim 1, wherein at least a part of the stirring means used in the stirring step is provided with a magnetic material or a porous adsorbent member. Production method.
【請求項10】 前記有機材料の投入直後または前記微
生物の投入直後に、各材料が投入される容器内の圧力を
ごくわずか陰圧にすることを特徴とする請求項1から9
のいずれか1項に記載の水素製造方法。
10. The pressure in the container into which each material is charged is set to a very slight negative pressure immediately after charging the organic material or immediately after charging the microorganism.
The hydrogen production method according to any one of the above.
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