JP2001172642A

JP2001172642A - ペレット炭

Info

Publication number: JP2001172642A
Application number: JP2000293411A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kuramoto; 正行倉本
Original assignee: Kuramoto Sangyo Co
Current assignee: Kuramoto Sangyo Co
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】きのこの廃培地のようなオガ粉を主成分とす
る有機質廃棄物は水分を多量に含んでいて、燃やし難
く、腐り難く、処分が非常に面倒であるが、この廃培地
を低コストで処理でき、しかも資源として活用できれば
よい。【解決手段】この発明は、オガ粉を主成分とする有機
質廃棄物を圧縮成形して得たペレット状の有機質成形体
を加熱・炭化させてなるペレット炭により上記課題を解
決した。ここで、ペレット炭は内部に微細な空隙を有
し、該空隙内に肥料成分が含まれ、該肥料成分は酸化物
又は複合酸化物になっている。また、前記有機質廃棄物
はキノコの人工栽培用の培地であって、使用済みのもの
（廃培地）であってもよい。また、前記きのこの人工栽
培用の培地は米ぬか及び／又はふすまを含有していても
よい。また、前記有機質廃棄物は家畜又は人の糞尿を含
有していてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機質廃棄物、
例えばきのこを人工的に栽培した後の廃培地をペレット
状に圧縮成形し、これを加熱・炭化させてなるペレット
炭に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エノキタケ、ブナシメジ、エリン
ギ等のきのこは、人工栽培の技術が進み、大規模なきの
こ工場で人工的に大量に栽培され、スーパーマーケット
等で安価に販売され、多くの人に食されている。

【０００３】これらのきのこは、きのこ栽培用瓶の中に
おが屑（以下、「オガ粉」という。）を主成分とする特
殊な湿った培地を充填し、この培地にきのこの菌子を植
え、きのこ工場内で、所定期間、温度、湿度等を厳重に
管理して栽培されている。

【０００４】ここで、きのこを人工的に栽培するための
培地は、オガ粉に米ぬか、ふすま、マッシュパワー、コ
ーンコブ、豆皮、ホミニフィード、オルガ等を、きのこ
の種類に応じて、所定の割合で加えたものが使用されて
いる。

【０００５】オガ粉、コーンコブ等は培地の主材となる
ものであり、粒径により培地の空隙率が変わるので、粒
径を調整したものが使用されている。また、オガ粉は屋
外に３ヶ月以上堆積させ、時々灌水し、オガ粉に含まれ
る菌糸成長阻害物質を除去したものが使用されている。

【０００６】米ぬか、ふすま、マッシュパワー、コーン
コブ、豆皮、ホミニフィード等は栄養源として入れてい
る。山のきのこの場合は木の成分を数年にわたり分解し
栄養としているが、きのこの瓶栽培の場合は栽培期間が
短い（エノキダケ５５日、本シメジ１１０日）為、木の
成分の全部をとることができない。その為、米ぬか等の
栄養源を入れている。オルガは菌糸成長剤として入れて
いる。

【０００７】きのこを収穫した後の培地（以下、「廃培
地」という。）は瓶から掻き出され、再使用されること
なく、鶏糞と混ぜて発酵させ、堆肥にして利用するか、
肉牛用の牛床として使用し、後に堆肥にして利用してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、きのこの廃
培地は米ぬかやふすま等を含有しているので、そのまま
野外に堆積させておいた場合、これらの成分の発酵が進
み、強烈な悪臭を生じ、近隣に迷惑を及ぼすという問題
がある。

【０００９】また、廃培地を堆肥とする方法は、堆肥の
コストが安い為、事業化するのが難しい。また、牛床と
して使用する方法は、乳牛用の場合、廃培地の雑菌が乳
房炎を招く危険があり、安全が確認されていない。

【００１０】また、きのこの廃培地はもともとオガ粉を
主成分とするものなので、本来は燃えるはずであるが、
水分を多く含んでいるので、このままボイラーの燃料に
することはできない。重油等を用いて焼却すれば処分で
きるが、これでは焼却のためにコストがかかり過ぎる。

【００１１】また、きのこの廃培地は有機物であり、し
かも大量に継続的に排出されるものなので、もし資源と
して活用できるのであれば、資源化が望ましい。

【００１２】この発明は、きのこの廃培地のような有機
質廃棄物を、できるだけ低コストで処理するとともに、
資源として活用できるようにすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るペレット
炭は、オガ粉を主成分とする有機質廃棄物を圧縮成形し
て得たペレット状の有機質成形体を加熱・炭化させてな
ることを特徴とするものである。このペレット炭は、内
部に微細な空隙を有し、該空隙内に肥料成分が存在し、
該肥料成分が酸化物又は複合酸化物になっている。

【００１４】ここで、オガ粉とは、主に木材を鋸で製材
したときに出るおが屑をいうが、木材を何等かの手段で
粉砕して粉にしたものを含めても良い。また、オガ粉
は、廃培地に使用したもののみならず、廃培地にする前
のバージンの状態のものでもよい。

【００１５】有機質廃棄物はオガ粉単独でもよいし、オ
ガ粉に他の有機成分が含まれたものでもよい。他の有機
成分には粘結成分が含まれているのが好ましい。粘結成
分としては、例えばオガ粉にもともと含まれていた粘性
のある有機物や、オガ粉に後から添加した有機物（例え
ば、米ぬかやふすま等）が腐敗又は発酵したときに生じ
た粘性のある有機物質をいう。

【００１６】また、前記有機質廃棄物としては、例え
ば、きのこの廃培地を使用することができる。きのこを
人工的に栽培するための培地としては、オガ粉に米ぬ
か、ふすま、マッシュパワー、コーンコブ、豆皮、ホミ
ニフィード、オルガ等を、所定の割合で配合したものを
使用することができる。人工的に栽培されるきのこの種
類としては、例えば、えのき茸、ブナシメジ、エリン
ギ、ヒラタケ等を挙げることができるが、これら以外の
きのこの廃培地でもよい。

【００１７】また、前記有機質廃棄物としては、きのこ
の廃培地に限定されるものではなく、例えば、オガ粉に
動物や人の糞尿を所定の割合で混ぜたもの等、オガ粉に
粘結成分を含有させた有機質廃棄物を使用してもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施の形態に
係るペレット炭の製造装置を上から見た状態を示す説明
図、図２はこの発明の一実施の形態に係るペレット炭の
製造方法の各工程を説明するための説明図である。これ
らの図に示すように、この装置は、廃培地を貯蔵する原
料ホッパ１０と、原料ホッパ１０から供給された廃培地
を乾燥させる乾燥装置２０，２２，２４と、乾燥装置２
０，２２，２４で乾燥させた廃培地に水を加えて所望の
含水率に調湿する加湿装置１２と、調湿した廃培地をペ
レット状に造粒する造粒装置１４と、ペレット状に造粒
した廃培地を炭化させる炭化装置１６とを備えている。

【００１９】原料ホッパ１０の上部には大きく開口した
投入口が設けられ、この投入口には異物を排除するため
の目の粗いスクリーンが水平に張られている。原料ホッ
パ１０の下部には排出口（図示せず）が設けられ、この
排出口と乾燥装置との間には原料ホッパ１０に入れられ
た廃培地を乾燥装置に送る原料輸送コンベヤ１８が設け
られている。

【００２０】乾燥装置は、分散乾燥機２０、撹拌乾燥機
２２及び気流乾燥塔２４から構成されている。いずれの
乾燥装置２０，２２，２４も炭化装置１６から排出され
た熱風を利用して廃培地を乾燥させるようになってい
る。なお、乾燥装置２０，２２，２４は、全てを設ける
必要がなく、乾燥能力さえ十分であれば、一部の乾燥装
置だけで良い。

【００２１】気流乾燥塔２４の出側には主サイクロン２
６が接続され、乾燥装置２０，２２，２４で乾燥させら
れた廃培地が熱風と分離されるようになっている。な
お、２７は主排風機である。そして、熱風と分離された
廃培地は加湿装置１２によって所定の湿度に加湿された
後、造粒装置１４に供給されるようになっている。

【００２２】造粒装置１４としては、水平に設けられた
ディスク状のダイスと、このダイスの板面上を転がるロ
ールとを備えたディスクペレッタが使用されている。ダ
イスには、製造されるべきペレット炭の大きさに応じ、
直径６ｍｍ、９ｍｍ又は１２ｍｍの穴が多数設けられて
いる。この造粒装置１４により廃培地がペレット状の成
形体に成形される。なお、２９はブロー送風機である。

【００２３】造粒装置１４の出側には乾品投入コンベヤ
３０が設けられ、乾品投入コンベヤ３０は乾品ホッパ３
２に至っている。乾品ホッパ３２には乾品送風機３４が
併設され、乾品ホッパ３２内に空気が送り込めるように
なっている。乾品ホッパ３２は造粒装置１４で成形され
たペレット状の成形体を貯蔵し、成形体は乾品送風機３
４により送り込まれた空気で乾燥させられるようになっ
ている。

【００２４】乾品ホッパ３２の出側にはペレット状の成
形体を炭化原料サービスホッパ３６に送る乾品供給コン
ベヤ３８が設けられ、乾品供給コンベヤ３８は炭化原料
サービスホッパ３６に至っている。炭化原料サービスホ
ッパ３６は炭化装置１６にペレット状の成形体を供給で
きるようになっている。

【００２５】炭化装置１６としては反復式揺動炉が使用
されている。炭化装置１６には燃焼送風機４０が付設さ
れている。炭化装置１６の内部ではペレット状の成形体
が加熱されて乾留ガスが発生するが、燃焼送風機４０は
炭化装置１６の内部に空気を吹き込んでこの乾留ガスを
燃焼させるものである。

【００２６】炭化装置１６の入口、中央及び出口には後
述する送風機が設けられ、その送風量を調節することに
より、各場所の温度が調節できるようになっている。

【００２７】炭化装置１６の燃焼炉内は、運転中、１０
００℃以上になる。炉の耐熱温度は１６００℃だが、炉
材の寿命を考慮すると、１０００℃程度で運転するのが
望ましい。このため、炭化装置１６にはエゼクタ送風機
４３が付設され、燃焼炉の温度を１０００℃以下に下げ
ている。

【００２８】炭化装置１６の出側には消火スクリュ４２
が設けられ、炭化装置１６から排出されたペレット炭に
散水して消火できるようになっている。消火スクリュ４
２の後には、調湿スクリュ４４が設けられ、消火された
ペレット炭はここで調湿されるようになっている。調湿
されたペレット炭は炭化製品コンベヤ４６を介して製品
ホッパ４８に送給されるようになっている。

【００２９】次に、ペレット炭の製造方法を、図２を参
照しながら説明する。まず、原料ホッパ２０に廃培地を
投入した。投入された廃培地はスクリーンで異物が取り
除かれ、原料ホッパ１０の底部に堆積する。

【００３０】ここで、原料ホッパ２０に投入した廃培地
は、エノキタケ、エリンギ、ブナシメジの廃培地の混合
物を使用した。エノキタケ、エリンギ、ブナシメジの割
合は、７：１：２である。エノキタケ、エリンギ、ブナ
シメジの培地は、オガ粉に米ぬか、ふすま、マッシュパ
ワー、コーンコブ、豆皮、ホミニフィード、オルガ等を
表１に示す割合で配合したものからなる。

【００３１】

【表１】

【００３２】原料ホッパ１０の底部に堆積した廃培地
は、原料排出コンベヤ１１、原料集合コンベヤ１７、原
料輸送コンベヤ１８及び原料投入コンベヤ１９を介して
乾燥装置２０，２２，２４に送られる。

【００３３】乾燥装置２０，２２，２４に送られた廃培
地は、分散乾燥機２０、撹拌乾燥機２２及び気流乾燥塔
２４をこの順に通って乾燥させられる。分散乾燥機２
０、撹拌乾燥機２２及び気流乾燥塔２４には炭化装置１
６の熱風が供給されており、廃培地はこの熱風によって
乾燥させられる。

【００３４】分散乾燥機２０の入口温度は３００〜４０
０℃であった。乾燥前の廃培地（原料）は、水分率５０
〜６０％、重量１９００〜２１００ｋｇ／ｈであり、乾
燥後の廃培地は、水分率１０〜１２％、重量９００〜１
１００ｋｇ／ｈであった。

【００３５】乾燥装置２０，２２，２４で乾燥させられ
た廃培地は主サイクロン２６及び副サイクロン２８で熱
風と分離され、加湿装置１２に送られる。そして加湿装
置１２で０．４〜０．６リットル／ｍｉｎの範囲で水を
加えられて加湿させられる。この加湿により造粒装置１
４での造粒が容易になる水分率に有機質廃棄物の水分率
が調節される。水分率は１２〜１５％であった。

【００３６】加湿装置１２で加湿された廃培地は造粒装
置１４に供給される。造粒装置１４に供給された廃培地
はロールによってダイスの上から穴の中に強く押し込ま
れ、オガ粉が結着した状態で太いうどんのようになって
下方に押し出される。下方に押し出された廃培地は所定
の長さ毎に掻き取られ、ペレット状の成形体となって下
方に集められる。ペレット状に造粒された成形体の嵩比
重は０．６０〜０．６８であった。

【００３７】集められた成形体は乾品投入コンベヤ３０
を介して乾品ホッパ３２に送られ、ここに投入・貯蔵さ
れる。乾品ホッパ３２には乾品送風機３４から空気が送
り込まれており、成形体はこの空気により乾燥させら
れ、水分率は１０％程度になっている。乾品ホッパ３２
に貯蔵された成形体は乾品供給コンベヤ３８によって炭
化原料サービスホッパ３６に送られ、ここから炭化装置
１６に供給される。

【００３８】炭化装置１６に送られたペレット状の成形
体は燃焼・加熱させられて炭化する。炭化装置１６の入
口、中央、出口に設けられた送風機３７，３９，４１に
よりノズルでエアーを吹き込み、その空気量を調節する
ことにより、各場所の温度を調節した。投入した原料の
量は約１０００ｋｇ／ｈとした。炭化装置１６の入口の
温度は６００〜７００℃、炭化装置１６の中の温度は６
００〜７００℃、炭化装置１６の出口の温度は７００〜
８００℃であった。ペレットの滞留時間は３０〜４０分
であった。

【００３９】炭化装置１６で炭化させられたペレット炭
は消火スクリュ４２に送られ、散水・消火させられた。
炭化炉の出口付近は周りを水冷却しており、木炭に火は
ついていないが、６０℃以上の高温になっており、火災
の危険性があるので、消火水を使用する。消火水の散水
量は０．５〜０．６リットル／分とし、ペレット炭の温
度は４０〜６０℃であった。なお、乾燥し過ぎている場
合は、火災防止の為、必要に応じ、調湿スクリュ４４に
より更に散水し、調湿する。

【００４０】散水・消火した後のペレット炭は炭化製品
コンベヤ４６で送られ、トロンメル４７で粗粒炭とペレ
ット炭に篩分けされ、篩分けされた粗粒炭とペレット炭
を、一旦、炭化製品ホッパ４８に別々に貯蔵し、必要に
応じて下方から所定量排出させ、袋詰めして商品とし
た。なお、トロンメル４７の金網の目は５メッシュ（約
５ｍｍ）のものを使用した。

【００４１】次に、以上のようにして製造したペレット
炭の微細構造及び特性について説明する。

【００４２】まず、このペレット炭を細かく砕き、これ
を電子顕微鏡の観察台の上に載せ、１０００倍の倍率で
観察したところ、このペレット炭は、図３に示すよう
に、多くの微細な空隙を有する炭素から形成されてお
り、しかもこの微細な空隙内には多数の白い物質が付着
しているのが観察された。

【００４３】そして、この白い物質を分析したところ、
酸化物又は複合酸化物の形になった肥料成分（窒素分、
リン酸分、カリ分）であることがわかった。この酸化物
又は複合酸化物の形になった肥料成分は、廃培地に含ま
れていた米ぬかやふすま等、各種の栄養成分に由来する
と考えられる。なお、図４は比較例に係る炭粒の顕微鏡
写真（倍率は１０００倍）であり、この炭粒には上記の
ような白い物質は観察されていない。

【００４４】また、このペレット炭を農地に撒き、作物
を植え、その生育状態を調べてみたところ、長期間にわ
たって安定して生育することがわかった。そこで、この
ペレット炭を水にしたし、その水を１ヶ月おきに交換
し、古い水の中に含まれる肥料成分の濃度及びその減衰
率を調べてみたところ、肥料成分の濃度の減衰率は小さ
いことがわかった。これは、肥料成分が、溶解し難い酸
化物又は複合酸化物の形になっていたり、微細な空隙内
に閉じこめられていて、肥料成分が徐々に溶出してくる
ためと考えられる。

【００４５】また、この発明に係るペレット炭のガス吸
着能を調べたところ、ホルムアルデヒド、トルエン、キ
シレン、エチルメルカプタン、アンモニア等の有害物質
を吸着する能力が高く、室内に置いた場合、ガス状の有
害物質や悪臭を吸着除去し、室内の雰囲気（空気環境）
を良好に保つことが確認された。

【００４６】また、この発明に係るペレット炭の吸水能
力を調べたところ、空気中の水分を吸収する能力が高
く、室内に置いた場合、湿度の高い時には空気中の水分
を吸収して室内の湿度を最適な状態に保ち、湿度の低い
時には吸収していた水分を空気中に放出して室内の湿度
を最適な状態に保つことが確認された。

【００４７】また、この発明に係るペレット炭の水質浄
化能力を調べたところ、水中の不純物を吸着する能力が
高く、例えば金魚鉢の中に入れた場合、金魚鉢の中の水
の濁りが生ずることなく、金魚鉢の中の水をきれいに保
つことが確認された。

【００４８】

【発明の効果】この発明に係るペレット炭は、木質炭の
内部の微細な空隙に肥料成分が酸化物又は複合酸化物の
形で強固に保持されているので、土壌に混ぜた場合、該
肥料成分が土壌中の水に徐々に溶け、土壌中に徐々に供
給され、植物の成長にとって好ましい土壌環境が継続的
に形成・保持されるという効果がある。

【００４９】また、この発明に係るペレット炭は、木質
炭の内部の微細な空隙に肥料成分が酸化物又は複合酸化
物の形で保持されているので、土壌に混ぜた場合、木質
炭の内部の微細な空隙に土壌微生物が繁殖し、このの微
生物が土壌環境を良好にするという効果がある。

【００５０】また、この発明に係るペレット炭は、ホル
ムアルデヒド、トルエン、キシレン、エチルメルカプタ
ン、アンモニア等の有害物質を吸着するので、室内に置
いた場合、ガス状の有害物質や悪臭を吸着除去し、室内
の雰囲気（空気環境）を良好に保つという効果がある。

【００５１】また、この発明に係るペレット炭は、外部
の湿度に応じて水分を吸収したり、放出したりする調湿
作用が有るので、室内に置いた場合、室内の湿度を快適
な条件に保つという効果がある。

【００５２】また、この発明に係るペレット炭は、処理
の面倒な有機質廃棄物、例えばきのこの廃培地を種々の
用途に使用できる有価物として資源化する途を提供する
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係るペレット炭の製
造装置を上から見た状態を示す説明図である。

【図２】この発明の一実施の形態に係るペレット炭の製
造方法の各工程を説明するための説明図である。

【図３】この発明の一実施の形態に係るペレット炭の電
子顕微鏡写真である。

【図４】比較例に係る炭粒の電子顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１１原料排出コンベヤ１２加湿装置１４造粒装置１６炭化装置１７原料集合コンベヤ１８原料輸送コンベヤ１９原料投入コンベヤ２０分散乾燥機２２撹拌乾燥機２４気流乾燥塔２６主サイクロン２７主排風機２８副サイクロン２９ブロー送風機３０乾品投入コンベヤ３２乾品ホッパ３４乾品送風機３６炭化原料サービスホッパ３７送風機（入口）３８乾品供給コンベヤ３９送風機（中央）４０燃焼送風機４１送風機（出口）４２消火スクリュ４３エゼクタ送風機４４調湿スクリュ４６炭化製品コンベヤ４７トロンメル４８製品ホッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 35/52 Ｃ０５Ｇ 3/00 ＺＣ０５Ｇ 3/00 １０３１０３ 5/00 Ｚ 5/00 Ｃ１０Ｂ 53/00 ＡＣ１０Ｂ 53/00 Ａ０１Ｇ 1/04 Ａ // Ａ０１Ｇ 1/04 Ｃ０４Ｂ 35/52 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オガ粉を主成分とする有機質廃棄物を圧
縮成形して得たペレット状の有機質成形体を加熱・炭化
させてなることを特徴とするペレット炭。
【請求項２】前記有機質廃棄物がキノコの人工栽培用
の培地であって、使用済みのもの（廃培地）であること
を特徴とする請求項１に記載のペレット炭。
【請求項３】前記きのこの人工栽培用の培地が米ぬか
及び／又はふすまを含有していることを特徴とする請求
項２に記載のペレット炭。
【請求項４】前記有機質廃棄物が家畜又は人の糞尿を
含有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載のペレット炭。
【請求項５】内部に微細な空隙を有するペレット状の
炭粒からなり、該空隙内に肥料成分が存在し、該肥料成
分が酸化物又は複合酸化物になっていることを特徴とす
るペレット炭。