JP2014158447A - 固体燃料製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】木質系バイオマスに接種する菌種を工夫することで、木質系バイオマスの機械的な強度を低下させることができ、粉砕に要するコストを低減する。
【解決手段】固体燃料製造方法は、木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程（接種工程Ｓ１３０）を含み、当該木質系バイオマスの粉砕を容易にする。また、木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程を遂行した後、褐色腐朽菌を接種する前の木質系バイオマスに対する、当該褐色腐朽菌を接種した後の当該木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定する工程（判定工程Ｓ１４０）と、閾値Ｃ未満となったと判定すると、木質系バイオマスに接種された褐色腐朽菌の増殖を抑制、または、停止させる工程（腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０）と、を含んでもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、木質系バイオマスを用いた固体燃料を製造する固体燃料製造方法に関する。

粒径が１ｍｍ未満といった粉末の石炭を浮遊燃焼させる微粉炭ボイラは、瀝青炭、半無煙炭、無煙炭といった高品位の石炭のみならず、泥炭、亜炭、褐炭、亜瀝青炭といった低品位の石炭を燃焼させることができるため、広く利用されている。微粉炭ボイラは、堅型ミルと、燃焼装置とを含んで構成され、当該堅型ミルにおいて石炭が擂り潰されて（圧潰されて）粉末となり、その後、粉末の石炭が燃焼装置に導入されて燃焼される。

近年、固体燃料として、安価に入手できる原木（生木）等の木質系バイオマスが注目されており、上記微粉炭ボイラの固体燃料としても利用され始めている。しかし、木質系バイオマスは、石炭と比較して繊維物質が多く、堅型ミルでは、繊維物質を切断できないため粉砕が困難である。具体的に説明すると、堅型ミルでの木質系バイオマスの粉砕効率は、石炭の１／７〜１／１０程度に低下してしまう。

そこで、従来、まず、回転刃を有するカッターを用いて木質系バイオマスを粉砕し（木質系バイオマスの繊維物質を切断し）、粉砕した木質系バイオマスを成型してペレット（団塊状原料）を製造する。そして、ペレットを堅型ミルで擂り潰して粉末の固体燃料とし、燃焼装置に導入している。

このように、微粉炭ボイラの固体燃料として木質系バイオマスを利用する場合、少なくとも２つの粉砕機（カッターおよび堅型ミル）で処理する必要があり、粉砕に要するエネルギーや手間、コストがかかっていた。そこで、水蒸気爆発によって木質系バイオマスを粉砕する技術等が開発されている（例えば、特許文献１）。

また、木質系バイオマスからバイオエタノールや飼料、パルプを製造する際の前処理として、白色腐朽菌を培養して、滅菌水で洗浄し、その後、木質系バイオマスに接種することで、木質系バイオマスのリグニン（繊維物質）を分解する技術が開示されている（例えば、特許文献２）。さらに、木質系バイオマスからバイオエタノールや飼料、パルプを製造する際の前処理として、木質系バイオマスに白色腐朽菌と、白色腐朽菌の栄養源とを接種して、木質系バイオマスのリグニンを分解する技術が開示されている（例えば、特許文献３、４）。

特許第３４０１５５４号公報 特開２００８−６３７２号公報 特開２００８−２０６４０１号公報 特開２００８−２３７１６４号公報

しかし、上述した特許文献１の技術では、水蒸気爆発を起こすための設備が別途必要となり、粉砕に要するコストを削減するのは困難である。

また、上述した特許文献２の技術においては、白色腐朽菌を木質系バイオマスに接種させる前に、滅菌水で洗浄する必要があるため、滅菌水に要するコストや手間がかかってしまう。

また、特許文献３、４の技術では、白色腐朽菌を増殖させるために、木質系バイオマスに栄養源を接種しているが、白色腐朽菌とともに栄養源を接種すると、木質系バイオマスにおいて、白色腐朽菌以外の菌が増殖し、白色腐朽菌の繁殖が阻害されてしまうおそれがある。したがって、白色腐朽菌以外の菌の増殖を抑えるために、木質系バイオマスを殺菌しなければならず、その殺菌に要するコストが膨大となってしまう。

さらに、白色腐朽菌は、培養条件が厳しく、水分や温度を厳密に管理する必要があるため、作業者に煩雑な処理を強いたり、水分や温度を管理するための設備が必要となったりするため、管理に要するコストがかかってしまうという課題があった。

そこで、本発明は、木質系バイオマスに接種する菌種を工夫することで、木質系バイオマスの機械的な強度を低下させることができ、粉砕に要するコストを低減することが可能な固体燃料製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の固体燃料製造方法は、木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程を含み、当該木質系バイオマスの粉砕を容易にすることを特徴とする。

また、木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程を遂行した後、褐色腐朽菌を接種する前の木質系バイオマスに対する、当該褐色腐朽菌を接種した後の当該木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値未満となったか否かを判定する工程と、閾値未満となったと判定すると、木質系バイオマスに接種された褐色腐朽菌の増殖を抑制、または、停止させる工程と、を含むとしてもよい。

また、木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程の前に、褐色腐朽菌を培養する工程と、培養した褐色腐朽菌から当該褐色腐朽菌の栄養源を除去する工程と、を遂行するとしてもよい。

また、褐色腐朽菌を培養する工程は、培養液中で当該褐色腐朽菌の菌糸を凝集させて凝集体を生成させる工程であり、栄養源を除去する工程は、培養液から凝集体を取り出す工程であるとしてもよい。

また、褐色腐朽菌を培養する工程は、ゲル状の培地で当該褐色腐朽菌を培養し、当該培養した褐色腐朽菌を木片に付着させる工程であり、栄養源を除去する工程は、褐色腐朽菌が付着した木片を培地から取り出す工程であるとしてもよい。

また、褐色腐朽菌を培養する工程は、培養液中で当該褐色腐朽菌を培養するとともに、当該培養液中に木片を導入することで、当該木片に当該褐色腐朽菌を付着させる工程であり、栄養源を除去する工程は、褐色腐朽菌が付着した木片を培養液から取り出す工程であるとしてもよい。

また、培養した褐色腐朽菌を木片に付着させる前に、当該木片から褐色腐朽菌の増殖を阻害する阻害物質を除去する工程を遂行するとしてもよい。

本発明によれば、木質系バイオマスに接種する菌種を工夫することで、木質系バイオマスの機械的な強度を低下させることができ、粉砕に要するコストを低減することが可能となる。

微粉炭ボイラを構成する堅型ミルを説明するための図である。 固体燃料製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 褐色腐朽菌を液体の培養液で培養する第１の方法を説明するための図である。 褐色腐朽菌を液体の培養液で培養する第２の方法を説明するための図である。 褐色腐朽菌をゲル状の培地で培養する方法を説明するための図である。 接種工程を説明するための図である。 実施例のイドタケを示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、微粉炭ボイラを構成する堅型ミル１００を説明するための図である。図１に示すように、堅型ミル１００は、基台１０２に設けられたハウジング１１０と、粉砕テーブル１２２と、駆動部１２４と、加圧ローラユニット１４０と、固体燃料供給部１５０と、分級機１６０と、リジェクトシュート１７０とを含んで構成される。また、本実施形態の図１では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。図１中、空気の流れを実線の矢印で、固体燃料の流れを破線の矢印で示す。

ハウジング１１０は、中空構造であり、密閉された空間を形成する。ハウジング１１０によって形成される空間の下部には、粉砕テーブル１２２が設けられており、粉砕テーブル１２２は、モータ等で構成される駆動部１２４によって回転駆動される。

粉砕テーブル１２２の上面には、鉛直断面（図１中ＸＺ断面）が円弧形状の凹溝１２６ａを有する複数のテーブルセグメント１２６が設けられている。テーブルセグメント１２６は、粉砕テーブル１２２において、粉砕テーブル１２２の回転軸を中心としてリング状に設けられている。ハウジング１１０によって形成された空間のうち、粉砕テーブル１２２の下方には、空気室１３０が形成され、粉砕テーブル１２２の上方には分級室１３２が形成される。

ハウジング１１０の下部には、空気供給口１１２が設けられ、不図示の送風機から空気供給口１１２を介して空気室１３０に空気が供給される。また、粉砕テーブル１２２の周囲には、空気室１３０と分級室１３２とを連通して、空気を分級室１３２に導く吹出口１３０ａが形成される。

加圧ローラユニット１４０は、ハウジング１１０に支持されており、加圧ローラ１４２と、駆動部１４４とを含んで構成される。本実施形態において、加圧ローラユニット１４０は、粉砕テーブル１２２の回転軸から放射状に複数（ここでは、１２０°間隔で３つ）設けられており、加圧ローラ１４２がテーブルセグメント１２６の凹溝１２６ａに当接する寸法関係を維持している。また、加圧ローラ１４２は、水平支持軸１４２ａを中心に揺動自在となっている。駆動部１４４は、油圧シリンダ等のアクチュエータで構成され、加圧ローラ１４２を凹溝１２６ａに押圧する。

固体燃料供給部１５０は、分級室１３２内を鉛直方向（図１中Ｚ軸方向）に延伸した筒形状のシュートである。固体燃料供給部１５０の下端は、粉砕テーブル１２２の回転軸の上方に位置している。固体燃料供給部１５０の上端から固体燃料が供給されると、固体燃料は、粉砕テーブル１２２の回転軸（中央）に落下するようになっている。

分級機１６０は、回転管１６２と、駆動部１６４と、支持部１６６と、ブレード１６８とを含んで構成される。回転管１６２は、固体燃料供給部１５０の外周に回転自在に嵌合されており、モータ等で構成された駆動部１６４によって回転駆動される。また、回転管１６２には、支持部１６６を介してブレード１６８が接続される。ブレード１６８は、短冊形状に形成され、回転管１６２の円周方向に沿って所定間隔を空けて設けられるとともに、ブレード１６８の下端から上端に向うに従って回転管１６２から離隔するように傾斜して接続される。ブレード１６８は、テーブルセグメント１２６および加圧ローラ１４２によって、粉砕された固体燃料を分級する。ブレード１６８による分級処理については、後に詳述する。

リジェクトシュート１７０は、円錐形状であり、ブレード１６８の下方に設けられる。なお、リジェクトシュート１７０の下端部は円筒形状となっており、その下端は開放されている。また、リジェクトシュート１７０には、固体燃料供給部１５０が挿通されており、リジェクトシュート１７０の下端と、固体燃料供給部１５０の下端との間には、開口１７２が形成されることとなる。

続いて、堅型ミル１００における固体燃料と空気の流れについて説明する。粉砕テーブル１２２が、駆動部１２４によって回転され、空気供給口１１２を介して２００℃程度の空気が空気室１３０に導入された状態で、固体燃料供給部１５０から塊状の固体燃料が投入される。塊状の固体燃料は、固体燃料供給部１５０の下端から粉砕テーブル１２２の中央に落下し、粉砕テーブル１２２上に供給される。粉砕テーブル１２２上に落下した固体燃料は、粉砕テーブル１２２の回転による遠心力で外周方向に移動し、加圧ローラ１４２に噛込まれて粉砕され粉砕固体燃料となる。粉砕固体燃料は、遠心力によって粉砕テーブル１２２の外周方向にさらに移動する。

空気供給口１１２を介して空気室１３０に導入された空気は、吹出口１３０ａを介して分級室１３２に吹き上がるため、遠心力によってテーブルセグメント１２６を乗越えた粉砕固体燃料は、吹出口１３０ａを介して吹き上げられた空気とともに分級室１３２の外周部（ハウジング１１０の内周面）を旋回しながら上昇する。このようにして、上昇した粉砕固体燃料のうち、相対的に粒径が大きい粗粉は上昇途中で自重により粉砕テーブル１２２上に落下したり、リジェクトシュート１７０の下面に衝突して粉砕テーブル１２２上に落下したりする。一方、相対的に粒径の小さい微粉は、空気とともに微粉流となって、ハウジング１１０とリジェクトシュート１７０との間に形成された開口１７４を介して上昇し、分級機１６０に導入される。

分級機１６０に流入した微粉は、駆動部１６４によって回転するブレード１６８を通過する際に、所定の粒径以上の微粉がブレード１６８と衝突して弾かれるとともに、所定の粒径未満の微粉は、ブレード１６８に衝突することなく上昇し、微粉送出口１１４を介して、微粉炭ボイラを構成する燃焼装置に導入される。そして、ブレード１６８によって弾かれた微粉は落下して、リジェクトシュート１７０の斜面（上面）に沿って滑落し、開口１７２を介して、粉砕テーブル１２２の中央に落下する。落下した微粉は、加圧ローラ１４２によって再度粉砕される。

このように、固体燃料供給部１５０を介して導入された固体燃料は、テーブルセグメント１２６および加圧ローラ１４２によって、擂り潰されて（圧潰されて）粉末となる。石炭は繊維物質がほとんど含まれないため、固体燃料として石炭を利用する場合には、堅型ミル１００によって微粉炭を製造することは容易である。しかし、固体燃料として木質系バイオマスを利用する場合、堅型ミル１００のテーブルセグメント１２６および加圧ローラ１４２では木質系バイオマスが有する繊維物質を切断できず、粉砕が困難となる。

そこで、本実施形態では、堅型ミル１００によっても容易に粉砕可能な木質系バイオマスの固体燃料を製造する固体燃料製造方法について説明する。

図２は、本実施形態にかかる固体燃料製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図２に示すように、本実施形態にかかる固体燃料製造方法は、褐色腐朽菌培養工程Ｓ１１０と、栄養源除去工程Ｓ１２０と、接種工程Ｓ１３０と、判定工程Ｓ１４０と、腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０とを含む。以下、各工程について詳述する。

（褐色腐朽菌培養工程Ｓ１１０）
褐色腐朽菌培養工程Ｓ１１０は、褐色腐朽菌を培養する工程である。褐色腐朽菌の培養は、液体の培養液で培養する方法と、ゲル状の培地で培養する方法とに大別される。

（液体の培養液で培養する方法１）
図３は、褐色腐朽菌ＢＦを液体の培養液Ｍで培養する第１の方法を説明するための図である。図３（ａ）に示すように、褐色腐朽菌ＢＦを培養する際には、培養装置２００を用いる。培養装置２００は、収容槽２１２および蓋２１４で構成される培養容器２１０と、収容槽２１２内に酸素を含む気体（例えば、空気）を導入するバブリング２２０とを含んで構成される。培養液Ｍとともに褐色腐朽菌ＢＦを収容槽２１２に収容し、バブリング２２０によって空気をバブリングすることで、褐色腐朽菌ＢＦを培養する（増殖させる）ことができる。

そして、褐色腐朽菌ＢＦの培養中に培養液Ｍを攪拌することにより、図３（ｂ）に示すように、培養液Ｍ中で褐色腐朽菌ＢＦの菌糸を凝集させて、褐色腐朽菌ＢＦの凝集体ＢＦＰ（例えば、粒径１ｍｍ〜１０ｍｍ程度）を生成することができる。

（液体の培養液で培養する方法２）
図４は、褐色腐朽菌ＢＦを液体の培養液Ｍで培養する第２の方法を説明するための図である。上記図３（ａ）で示したように、褐色腐朽菌ＢＦを培養液Ｍで培養すると、褐色腐朽菌ＢＦの菌糸が培養液Ｍ中に分散されることとなる。褐色腐朽菌ＢＦのうち、菌種によっては、上記凝集体ＢＦＰを形成しない褐色腐朽菌ＢＦもあるため、培養液Ｍから褐色腐朽菌ＢＦのみを取り出すのは困難である。そこで、図４に示すように、褐色腐朽菌ＢＦが分散された培養液Ｍ中に木片２５０（例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ角程度の木片）を導入することで、当該木片２５０に褐色腐朽菌ＢＦを付着させる。

なお、木片２５０には、褐色腐朽菌ＢＦの増殖（繁殖）を阻害する物質（以下、「阻害物質」と称する）が含まれていることがある。そこで、木片２５０を培養液Ｍに導入する前に、阻害物質を除去する、または、阻害物質の阻害機能を低下もしくは停止させる処理（阻害物質除去処理）を行うとよい。

具体的に説明すると、木片２５０を水に浸漬して、木片２５０に含まれる阻害物質を水に溶出させたり、木片２５０を加熱して木片２５０に含まれる阻害物質の阻害機能を低下もしくは停止させたりする。ここで、木片２５０を浸漬する水の温度に限定はないが、例えば、５℃〜１２１℃である。本実施形態では、木片２５０をそのままオートクレーブ（例えば、１２１℃、２気圧）にかけたり、木片２５０を水に浸漬した状態でオートクレーブ（例えば、１２１℃、２気圧）にかけたりすることで、阻害物質を除去している。

このように、阻害物質除去処理を行うことにより、褐色腐朽菌ＢＦの増殖を阻害することなく、木片２５０に褐色腐朽菌ＢＦを付着させることが可能となる。

（ゲル状の培地で培養する方法）
図５は、褐色腐朽菌ＢＦをゲル状の培地Ａで培養する方法を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、褐色腐朽菌ＢＦを培養する際には、培養装置３００を用いる。培養装置３００は、収容槽３１２および蓋３１４で構成される培養容器３１０を含んで構成される。培養装置３００で褐色腐朽菌ＢＦを培養する場合、まず、収容槽３１２にゲル状の培地Ａを収容する。そして、培地Ａの上に褐色腐朽菌ＢＦを蒔いて、予め定められた時間放置することで、褐色腐朽菌ＢＦを培養することができる。

また、上述した液体の培養液Ｍで培養する方法２と同様に、培地Ａ上で増殖した褐色腐朽菌ＢＦのみを取り出すのは困難であるため、図５（ｂ）に示すように、培地Ａ上で成長した褐色腐朽菌ＢＦの上に木片２５０（例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ角程度の木片）を導入することで、当該木片２５０に褐色腐朽菌ＢＦを付着させる。なお、当該木片２５０についても、褐色腐朽菌ＢＦ上に導入する前に、上記阻害物質除去処理を遂行するとよい。

（栄養源除去工程Ｓ１２０）
栄養源除去工程Ｓ１２０は、培養した褐色腐朽菌ＢＦから当該褐色腐朽菌ＢＦの栄養源を除去する工程である。褐色腐朽菌培養工程Ｓ１１０において、褐色腐朽菌ＢＦを培養する際に利用した培養液Ｍや培地Ａには、褐色腐朽菌ＢＦの栄養源（例えば、窒素化合物、リン化合物、カリウム塩、鉄化合物、硫黄化合物等）が多く含まれている。ここで、栄養源（培養液Ｍ、培地Ａ）とともに褐色腐朽菌ＢＦを木質系バイオマスに接種する（後述する接種工程Ｓ１３０）と、栄養源によって、褐色腐朽菌ＢＦ以外の菌が増殖し、木質系バイオマスにおいて、褐色腐朽菌ＢＦの増殖が阻害され、木質系バイオマスの劣化が抑制されてしまうおそれがある。

そこで、接種工程Ｓ１３０を遂行する前に、当該栄養源除去工程Ｓ１２０を遂行する。具体的に説明すると、液体の培養液Ｍで培養する方法１で褐色腐朽菌ＢＦを培養した場合、培養液Ｍごと凝集体ＢＦＰを篩（例えば、目開き１ｍｍ程度の篩）にかけることで、凝集体ＢＦＰのみを分離することができる。また、液体の培養液Ｍで培養する方法２で褐色腐朽菌ＢＦを培養した場合、培養液Ｍごと木片２５０を篩（例えば、目開き１ｍｍ程度の篩）にかけることで、褐色腐朽菌ＢＦが付着した木片２５０のみを分離することができる。さらに、ゲル状の培地Ａで培養する方法で褐色腐朽菌ＢＦを培養した場合、木片２５０のみを収容槽３１２から取り出すことで、褐色腐朽菌ＢＦが付着した木片２５０のみを分離することができる。

このようにして、培養した褐色腐朽菌ＢＦから当該褐色腐朽菌ＢＦの栄養源を除去することで、接種工程Ｓ１３０において、褐色腐朽菌ＢＦ以外の菌が増殖する事態を抑制することができ、木質系バイオマスにおいて効率よく褐色腐朽菌ＢＦを増殖させることが可能となる。

（接種工程Ｓ１３０）
接種工程Ｓ１３０は、木質系バイオマスに褐色腐朽菌ＢＦを接種する工程である。図６は、接種工程Ｓ１３０を説明するための図である。図６（ａ）に示すように、木質系バイオマスが原木ＷＷである場合、原木ＷＷに、凝集体ＢＦＰや木片２５０を埋め込める程度の深さを有する穴ＷＷＨを開けて、穴ＷＷＨに褐色腐朽菌ＢＦを埋め込む。液体の培養液Ｍで培養する方法１で褐色腐朽菌ＢＦを培養した場合には、凝集体ＢＦＰ、もしくは、凝集体ＢＦＰと木片２５０の混合物を埋め込むとよい。なお、当該木片２５０についても、穴ＷＷＨに埋め込む前に、上記阻害物質除去処理を遂行するとよい。また、液体の培養液Ｍで培養する方法２、または、ゲル状の培地Ａで培養する方法で褐色腐朽菌ＢＦを培養した場合には、褐色腐朽菌ＢＦが付着した木片２５０を埋め込むとよい。

また、図６（ｂ）に示すように、木質系バイオマスが、木片（チップ）ＷＣである場合、収容容器４１０に収容した木片ＷＣ（例えば、３ｃｍ〜３０ｃｍ角の木片、好ましくは長手方向が１０ｃｍ程度の木片）に、凝集体ＢＦＰや、褐色腐朽菌ＢＦが付着した木片２５０を混合するとよい。なお、収容容器４１０には、複数の孔が形成された多孔板４１２が、その下方に空隙を有する状態で水平方向に亘って設けられており、多孔板４１２の上方に木片ＷＣが収容されるようになっている。そして、収容容器４１０に設けられた通気口４１４から空気が導入されることにより、木片ＷＣと混合された褐色腐朽菌ＢＦに空気が接触し、褐色腐朽菌ＢＦを効率よく増殖させることができる。

褐色腐朽菌ＢＦは白色腐朽菌と異なり、リグニンではなくセルロースとヘミセルロースの分解力が相対的に大きいため、白色腐朽菌と比較して、木材の機械的な強度を低下させる能力が高い。例えば、相対湿度６５％において、木材に褐色腐朽菌ＢＦを接種させた場合と、木材に白色腐朽菌を接種させた場合とを比較すると、褐色腐朽菌ＢＦを接種させた方が、より著しく木材の機械的な強度が低下したという報告がある（出典：Winandy & Morrell, 1993）。

そこで、褐色腐朽菌ＢＦを木質系バイオマスに接種させることで、木質系バイオマスの繊維物質を構成するセルロースやヘミセルロースを分解（低分子化）することができる。これにより、木質系バイオマスの機械的な強度を低下させる（劣化させる）ことができ、木質系バイオマスの粉砕性を向上させることが可能となる。

また、褐色腐朽菌ＢＦは、白色腐朽菌と異なり、栄養源を接種せずとも、木材の機械的な強度を低下させたという報告がある（出典：滝内ら,2007）。つまり、褐色腐朽菌ＢＦは、木質系バイオマス以外の栄養源がなくとも増殖することができるため、別途の栄養源の添加を要さずに木質系バイオマスにおいて増殖させることが可能である。したがって、他の菌（例えば、白色腐朽菌）を木質系バイオマスに接種する場合と比較して、他の菌の繁殖を防止しやすく、また、栄養源に要するコストを削減したり、作業者の手間を省いたりすることができる。

さらに、褐色腐朽菌ＢＦは、乾燥に強くdry rotと呼ばれる（出典：De Belie et al., 2000）。例えば、相対湿度５５％において、木材に褐色腐朽菌ＢＦを接種させると、木材中のセルロースが減少したという報告がある（出典：Monrrey et al., 2010）。一方、木材に白色腐朽菌を接種した場合、相対湿度が７０％未満で木材を腐朽させたという報告は見当たらない。つまり、褐色腐朽菌ＢＦは、乾燥に強いため、水の添加を要さずに木質系バイオマスにおいて増殖させることが可能である。したがって、他の菌（例えば、白色腐朽菌）を木質系バイオマスに接種する場合と比較して、水分管理に要するコストを削減したり、作業者の手間を省いたりすることができる。

ここで、褐色腐朽菌ＢＦは、例えば、イドタケ、オオウズラタケ、ナミダタケ、サルノコシカケ、マツオウジ、チョークアナタケ、キカイガラタケ、イチョウタケの群から選択される１または複数であり、好ましくは、イドタケ、オオウズラタケ、ナミダタケの群から選択される１または複数の菌である。

イドタケは、入手が容易であり、かつ、病原性を有さない。また、イドタケは、大量培養が容易であり、さらに、木質系バイオマスの劣化速度が他の褐色腐朽菌よりも大きいため、効率よく木質系バイオマスを劣化させることが可能となる。

オオウズラタケは、木材劣化の指標菌となる菌であり、入手が容易であり、病原性を有さず、かつ、大量培養が容易である。

ナミダタケは、入手が容易であり、病原性を有さず、さらに、増殖の最適温度が２０℃と低温に強い菌である。したがって、ナミダタケは、木質系バイオマスの劣化を屋外や寒冷地で行う場合、効率よく褐色腐朽菌ＢＦを増殖させることが可能となる。

（判定工程Ｓ１４０）
判定工程Ｓ１４０は、褐色腐朽菌ＢＦを接種する前の木質系バイオマスに対する、褐色腐朽菌ＢＦを接種した後の木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定する工程である。褐色腐朽菌ＢＦの増殖に伴って、木質系バイオマス中の熱量（カロリー）が褐色腐朽菌ＢＦによって消費され、木質系バイオマスの熱量が減少することとなる。上述したように微粉炭ボイラの固体燃料として木質系バイオマスを利用する場合、熱量が減少しすぎると、固体燃料としての利用価値が低減してしまう。

そこで、褐色腐朽菌ＢＦを接種する前の木質系バイオマスに対する、褐色腐朽菌ＢＦを接種した後の木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定し、閾値Ｃ未満となった場合、後述する腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０を遂行する。ここで、予め定められた閾値Ｃは、木質系バイオマスの劣化が進んで粉砕が向上し、かつ、木質系バイオマスが固体燃料として利用できる程度の総熱量比である。判定工程Ｓ１４０は、例えば下記５つの方法で遂行する。

（判定方法１）
褐色腐朽菌ＢＦを接種する木質系バイオマスが原木ＷＷである場合、原木ＷＷの表面に褐色腐朽菌ＢＦの子実体（キノコ）が形成されたか否かで、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定する。

（判定方法２）
褐色腐朽菌ＢＦを接種する木質系バイオマスが原木ＷＷである場合、原木ＷＷの断面の態様と、原木ＷＷの総熱量比との相関を示すデータ（例えば、原木ＷＷの断面の態様を映像化）を予め蓄積しておき、原木ＷＷの断面の態様に基づいて、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定する。

（判定方法３）
褐色腐朽菌ＢＦを接種してからの経過時間と、木質系バイオマスの総熱量比との相関を示すデータを予め蓄積しておき、経過時間に基づいて、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定する。

（判定方法４）
木質系バイオマスの質量変化に基づいて、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定する。例えば、褐色腐朽菌ＢＦの接種前と比較して、木質系バイオマスの質量が２０％減少したら、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったと判定する。

（判定方法５）
褐色腐朽菌ＢＦは、増殖が進むにつれて二酸化炭素（ＣＯ_２）を放出する。そこで、二酸化炭素の放出量と、木質系バイオマスの総熱量比との相関を示すデータを予め蓄積しておき、木質系バイオマスから放出された二酸化炭素量をモニタリングすることで、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったか否かを判定する。

（腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０）
腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０は、判定工程Ｓ１４０において、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったと判定されると、木質系バイオマスに接種された褐色腐朽菌ＢＦの増殖を抑制、または、停止させる工程である。

腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０は、例えば、木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値Ｃ未満となったと判定されると、褐色腐朽菌ＢＦが接種された木質系バイオマスを固体燃料として直ちに利用（堅型ミル１００に投入）したり、褐色腐朽菌ＢＦが接種された木質系バイオマスを冷却したりする。

このように、判定工程Ｓ１４０および腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０を遂行することにより、木質系バイオマスの粉砕性を向上させるとともに、固体燃料としての熱量を確保することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態にかかる固体燃料製造方法によれば、褐色腐朽菌ＢＦを接種するだけといった簡易な構成で、白色腐朽菌の適用が困難な条件下でも、木質系バイオマスの機械的な強度を低下させることができる。したがって、堅型ミル１００において容易に粉砕することが可能となるため、前処理としてのカッターの利用を省略することが可能となる。また、堅型ミル１００に投入する前にカッターの利用が必要な場合であっても、粉砕に要するエネルギーを低減することができる。

（実施例）
褐色腐朽菌ＢＦとしてイドタケを培養液Ｍ中で培養した。図７は、実施例のイドタケを示す図である。イドタケの培養中に培養液Ｍを攪拌することにより、図７に示すように、培養液Ｍ中でイドタケの菌糸を凝集させて、凝集体ＢＦＰ（粒径３ｍｍ〜１０ｍｍ程度）を生成できることが確認された。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態において、褐色腐朽菌培養工程Ｓ１１０、栄養源除去工程Ｓ１２０を遂行しているが、褐色腐朽菌培養工程Ｓ１１０、栄養源除去工程Ｓ１２０は必須の工程ではない。例えば、褐色腐朽菌ＢＦを購入して接種工程Ｓ１３０を遂行してもよい。

また、上述した実施形態において、判定工程Ｓ１４０、腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０を遂行しているが、判定工程Ｓ１４０、腐朽抑制・停止工程Ｓ１５０は必須の工程ではない。例えば、判定工程Ｓ１４０を遂行せずに、作業者が劣化した木質系バイオマスを適宜、固体燃料として利用してもよい。

また、上述した実施形態の栄養源除去工程Ｓ１２０において、培養液Ｍや培地Ａから凝集体ＢＦＰや、褐色腐朽菌ＢＦが付着した木片２５０を分離した後、当該凝集体ＢＦＰや、褐色腐朽菌ＢＦが付着した木片２５０を水で洗浄してもよい。

また、上述した実施形態の褐色腐朽菌培養工程Ｓ１１０における液体の培養液で培養する方法１、２では、酸素を含む気体を培養液Ｍにバブリングすることで、酸素を褐色腐朽菌ＢＦに接触させる構成について説明した。しかし、酸素を褐色腐朽菌ＢＦに接触させることができれば、構成に限定はなく、例えば、培養液Ｍの表面から酸素を含む気体を溶解させる（取り込む）ように構成してもよい。この場合、培養装置は、例えば、培養容器２１０を振とうさせる機構を備えていてもよいし、培養液Ｍを攪拌する機構（例えば、マグネチックスターラー）を備えていてもよい。

なお、本明細書の固体燃料製造方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的に処理してもよい。

本発明は、木質系バイオマスを用いた固体燃料を製造する固体燃料製造方法に利用することができる。

Ｓ１１０ …褐色腐朽菌培養工程
Ｓ１２０ …栄養源除去工程
Ｓ１３０ …接種工程
Ｓ１４０ …判定工程
Ｓ１５０ …腐朽抑制・停止工程

Claims (7)

1. 木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程を含み、
   当該木質系バイオマスの粉砕を容易にすることを特徴とする固体燃料製造方法。
2. 前記木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程を遂行した後、
   前記褐色腐朽菌を接種する前の前記木質系バイオマスに対する、当該褐色腐朽菌を接種した後の当該木質系バイオマスの総熱量比が予め定められた閾値未満となったか否かを判定する工程と、
   前記閾値未満となったと判定すると、前記木質系バイオマスに接種された褐色腐朽菌の増殖を抑制、または、停止させる工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の固体燃料製造方法。
3. 前記木質系バイオマスに褐色腐朽菌を接種する工程の前に、
   前記褐色腐朽菌を培養する工程と、
   培養した前記褐色腐朽菌から当該褐色腐朽菌の栄養源を除去する工程と、
   を遂行することを特徴とする請求項１または２に記載の固体燃料製造方法。
4. 前記褐色腐朽菌を培養する工程は、培養液中で当該褐色腐朽菌の菌糸を凝集させて凝集体を生成させる工程であり、
   前記栄養源を除去する工程は、前記培養液から前記凝集体を取り出す工程であることを特徴とする請求項３に記載の固体燃料製造方法。
5. 前記褐色腐朽菌を培養する工程は、ゲル状の培地で当該褐色腐朽菌を培養し、当該培養した褐色腐朽菌を木片に付着させる工程であり、
   前記栄養源を除去する工程は、前記褐色腐朽菌が付着した木片を前記培地から取り出す工程であることを特徴とする請求項３に記載の固体燃料製造方法。
6. 前記褐色腐朽菌を培養する工程は、培養液中で当該褐色腐朽菌を培養するとともに、当該培養液中に木片を導入することで、当該木片に当該褐色腐朽菌を付着させる工程であり、
   前記栄養源を除去する工程は、前記褐色腐朽菌が付着した木片を前記培養液から取り出す工程であることを特徴とする請求項３に記載の固体燃料製造方法。
7. 前記培養した褐色腐朽菌を木片に付着させる前に、当該木片から褐色腐朽菌の増殖を阻害する阻害物質を除去する工程を遂行することを特徴とする請求項５または６に記載の固体燃料製造方法。