JP2014151316A - カキ殻を用いた脱臭材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カキ殻を脱臭材として用いる場合の、使用方法や使用場所の制限を少なくするために、造粒する方法を提供する。
【解決手段】 カキ殻に対し、（１）二酸化ケイ素；２０〜３０重量％、酸化アルミニウム；７〜１０重量％；酸化第二鉄；１〜３重量％、酸化カルシウム；５０〜６０重量％、酸化マグネシウム；２〜４重量％、三酸化イオウ；１〜３重量％を含むセメント系固化材、（２）コーン指数が２００ＫＰａ以上で、かつ修正ＣＢＲが５〜４０％の特性を具備する無機性汚泥、（３）高炉セメント、（４）水酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１種を結合材として、水とともに添加し、混合、造粒、養生を行う。水には適宜ＥＭ菌を添加することも可能である。
【選択図】なし

Description

本発明は、カキ殻を用いた脱臭材とその製造方法に関わり、特にカキ殻を粉砕した顆粒をセメント系の結合材を用いて造粒してなる固化物に関わるものである。

一般にカキは、一部で殻付きの状態で消費者に提供されるが、殆どの場合剥身の状態で販売されている。従って殻は、加工の段階で肉と分離され、廃棄物となり、その推定発生量は、年間１６万トンとも言われている。

この有効利用を図るための一環として、粉砕して肥料に用いたり、酸性の水の中ではアルカリ成分を溶出するので、ｐＨの調整用に用いたりすることがある。また、アルカリ成分の効果を水の浄化や、臭気を有する気体の脱臭に利用することも提案されている。

例えば、特許文献１には、カキ、ホタテ貝などの殻を、２００〜８００℃で焼成し、水浄化、脱臭、殺菌に使用可能であることが開示されている。また、特許文献２には、カキ殻、ホタテ貝殻などの貝類、石灰化サンゴ、又はドロマイトの一種又は二種以上を、水素と窒素の混合雰囲気を用い、６００〜８００℃で還元焼成を行い、消臭材として使用可能であることが開示されている。

一方で、カキ殻を消臭材として用いる場合の、取り扱い容易さを考慮すると、カキ殻を一定以下に粉砕し、適当な大きさの成形体や顆粒状に、造粒することが望ましいが、特許文献１に、カキ殻を網袋やパンチングメタルなどで構成される容器に入れて用いることが開示されているものの造粒品とはなっていない。また、特許文献２においては、造粒などの使用状態の形態について何ら言及されていない。

特開平１０−１３７７３８号公報 特開２００７−２３６８５１号公報

従って、本発明の課題は、カキ殻を適当な大きさの成形体、つまり造粒品とすることにより、脱臭材として用いる場合の、使用方法や使用場所の制限を、少なくすることにある。

本発明は前記の課題に鑑み、造粒または成形の方法を種々の視野から検討した結果、本発明の目的に適うセメント系の結合材を見出すとともに、これを用いることで、一定の物理的強度を具備し、しかもカキ殻本来の脱臭材としての機能を維持し得ることを見出し、本発明をなしたものである。

即ち、本発明は、
６０〜９０重量部のカキ殻の粉砕粉末に対し、
１０〜４０重量部の
（１）二酸化ケイ素；２０〜３０重量％、酸化アルミニウム；７〜１０重量％；酸化第二鉄；１〜３重量％、酸化カルシウム；５０〜６０重量％、酸化マグネシウム；２〜４重量％、三酸化イオウ；１〜３重量％を含むセメント系固化材、
（２）コーン指数が２００ＫＰａ以上で、かつ修正ＣＢＲが５〜４０％の特性を具備する無機性汚泥、
（３）高炉セメント、
（４）水酸化カルシウム
から選ばれる少なくとも１種を含む結合材を用いて造粒されてなることを特徴とする脱臭材である。

また、本発明は、
６０〜９０重量部のカキ殻の粉砕粉末に対し、
１０〜４０重量部の
（１）二酸化ケイ素；２０〜３０重量％、酸化アルミニウム；７〜１０重量％；酸化第二鉄；１〜３重量％、酸化カルシウム；５０〜６０重量％、酸化マグネシウム；２〜４重量％、三酸化イオウ；１〜３重量％を含むセメント系固化材、
（２）コーン指数が２００ＫＰａ以上で、かつ修正ＣＢＲが５〜４０％の特性を具備する無機性汚泥、
（３）高炉セメント、
（４）水酸化カルシウム
から選ばれる少なくとも１種を秤量、混合してなる混和物と、
前記混和物を１００重量部としたときに、１５〜４０重量部の水を加え混合し、造粒した後、養生を施すことを特徴とする、前記の脱臭材の製造方法である。

また、本発明は、前記水が、０．２〜０．３重量％の市販の有用微生物（ＥＭ菌）が添加されてなることを特徴とする、前記の脱臭材の製造方法である。

本発明のカキ殻脱臭材は、前記の組成を有するセメント系の結合材を用いて、一定の大きさに造粒して用いるので、取扱いが容易となり、使用場所や使用方法の制限を大幅に減少することができる。

造粒を施すと、結合材でカキ殻の表面が被覆され、カキ殻に脱臭機能が失われることが想定されるが、本発明によるカキ殻脱臭材においては、そのような現象が見られない。その理由は、本発明では結合材として、前記のセメント系固化材や無機性の汚泥を用いるので、造粒した顆粒の内部から表面まで連続している空隙が適当に形成され、結合材自体から、脱臭に効果のあるアルカリイオンが作用するためと解される。

また、本発明で使用するゼオライトは、周知のようにオングストロームレベルの無数の細孔を有することから、吸着能、吸湿能、イオン交換能、分子篩としての機能などにより、有害物質を封じ込める効果を発現する。さらにカキ殻は、カルシウムが主成分で、やはり無数の細孔を有し、臭気や有害物質を封じ込める効果を奏する。

また、前記のように、セメント系結合材と無機汚泥の組成や特性を限定したのは、造粒した脱臭材の物理的な強度などとの関係を、実験で確認しながら検討した結果によるものである。

本発明の脱臭材の一例の養生時間と圧縮強度の関係を示す図。 本発明の脱臭材の性能評価に用いた脱臭装置。 造粒品の篩分け試験結果を示す図。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本発明に係るカキ殻を用いた脱臭材は、基本的に、６０〜９０重量％のカキ殻の粉砕粉末と、４０〜１０重量部の前記のセメント系固化材、前記の無機性汚泥、高炉セメント、水酸化カルシウムから選ばれる少なくとも１種を含む結合材を、混合し、さらに結合材を１００重量部としたとき、２０〜４０重量部の水を加えて混合し造粒した後、適宜養生して得られることを特徴とする。

表１は、本発明の脱臭材を得るための、最適条件を検討するために試作した材料の組成と、脱臭の評価結果をまとめて示したものである。ここでは、カキ殻の粉砕粉末の他に市販のゼオライトを併用した試作品も検討した。また、結合材の欄に示したＡは前記の無機性汚泥、Ｂはセメント系固化材、Ｃは高炉セメント、Ｄは水酸化カルシウム粉末と粉砕した砂を、重量比で、１：１で混合したものである。さらに、造粒の際に用いる水にはＥＭ菌を添加することも検討した。

養生時間は、２日以上、望ましくは７日以上必要である。ここでは、これを検証するために、養生時間と圧縮強度の関係を検討した。図１は、表１に示したＮｏ．２３の材料を用いて、各養生時間における圧縮強度を測定した結果である。図１から明らかなように、養生時間が２程度になると、圧縮強度は約２ｋＰａを超え、７日以上の養生時間では、圧縮強度が、５ｋＰａ程度で安定すること分かる。

また、図２は脱臭材としての性能を評価するために用いた、脱臭装置を示す部分断面図を含む概略図である。図２において、１はカキ殻を造粒した脱臭材、２は脱臭装置である。また図に示した矢印は臭気を含む気体の流れの方向を示す。この脱臭装置は、内径；Ｄが約１００ｍｍのパイプで主要部が構成され、Ｌで示した長さが約４００ｍｍの部分に、脱臭材を充填し、２．３ｍ／秒の流速で、臭気を有する気体を流して、脱臭能を評価した。

評価方法としては、臭気強度が５の気体が脱臭装置２を通過した後の臭気強度を測定するという官能試験方法を用いた。ここで臭気強度表示は、悪臭防止法で規定され、感覚を大まかに数値化したもので、次の６段階で評価するものである。
０；無臭
１；やっと感知できる臭い（検知閾値濃度）
２；何のにおいであるかわかる弱いにおい（認知閾値濃度）
３；楽に感知できるにおい
４；強いにおい
５；強烈なにおい
因みに、悪臭防止法での規制範囲は、臭気強度２．５〜３．５に対応する物質濃度、又は臭気指数とするのが適当とされている。

表１に示したように、本発明の脱臭材は、いずれも脱臭効果を発現することが明らかであるが、中でもＮｏ．２３〜Ｎｏ．２５の脱臭材、つまり結合材として高炉セメントを用い、ＥＭ菌を添加したものが最も優れた効果を示した。

なお、図３に、Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１３の脱臭材の、造粒品の篩分け試験結果を示したが、粒度と脱臭能との間には、顕著な関係が見受けられなかった。

以上に説明したように、本発明によれば、従来廃棄物とされてきた、カキ殻を利用した脱臭材を提供することが可能となり、環境への負荷低減に寄与するところは大きいと言える。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。

１ カキ殻を造粒した脱臭材
２ 脱臭装置

Claims (3)

1. ６０〜９０重量部のカキ殻の粉砕粉末に対し、
   １０〜４０重量部の
   （１）二酸化ケイ素；２０〜３０重量％、酸化アルミニウム；７〜１０重量％；酸化第二鉄；１〜３重量％、酸化カルシウム；５０〜６０重量％、酸化マグネシウム；２〜４重量％、三酸化イオウ；１〜３重量％を含むセメント系固化材、
   （２）コーン指数が２００ＫＰａ以上で、かつ修正ＣＢＲが５〜４０％の特性を具備する無機性汚泥、
   （３）高炉セメント、
   （４）水酸化カルシウム
   から選ばれる少なくとも１種を含む結合材を用いて造粒されてなることを特徴とする脱臭材。
2. ６０〜９０重量部のカキ殻の粉砕粉末に対し、
   １０〜６０重量部の
   （１）二酸化ケイ素；２０〜３０重量％、酸化アルミニウム；７〜１０重量％；酸化第二鉄；１〜３重量％、酸化カルシウム；５０〜６０重量％、酸化マグネシウム；２〜４重量％、三酸化イオウ；１〜３重量％を含むセメント系固化材、
   （２）コーン指数が４００ＫＰａ以上で、かつ修正ＣＢＲが１０〜８０％の特性を具備する無機性汚泥、
   （３）高炉セメント、
   （４）水酸化カルシウム
   から選ばれる少なくとも１種を秤量、混合してなる混和物と、
   前記混和物を１００重量部としたときに、１５〜４０重量部の水を加え混合し、造粒した後、養生を施すことを特徴とする、請求項１に記載の脱臭材の製造方法。
3. 前記水は、０．２〜０．３重量％の市販の有用微生物（ＥＭ菌）が添加されてなることを特徴とする、請求項２に記載の脱臭材の製造方法。

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