JP3752521B2 - 発泡スチロールのリサイクル燃料およびリサイクル燃料化方法ならびにリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法および処理装置 - Google Patents
発泡スチロールのリサイクル燃料およびリサイクル燃料化方法ならびにリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法および処理装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品の梱包などに使用される発泡スチロール(発泡ポリスチレン)成形体をリサイクルして再活用する技術に関し、とくに、発泡スチロール(成形体)のリサイクル燃料およびリサイクル燃料化方法ならびにリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法および処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
製品の梱包、例えば、テレビ,オーデオ,ビデオなどの家庭電化製品、ワープロ,コンピュータなどのOA機器等々の梱包には、発泡スチロールの成形体が使用されることが多い。
【0003】
そして、このような梱包材料としての発泡スチロールの消費量が従前に比べてかなり増大しているため、発泡スチロールの効率の良い処理が問題となっている。
【0004】
従来、発泡スチロールの処理に際しては、例えば、
1.再利用成形
発泡スチロールを溶剤で溶解したのちレジンとして回収し、このレジンを成形品として再利用する。
【0005】
2.固体燃料
食用廃油の処理を含め、この食用廃油を140〜150℃に加熱して発泡スチロールを投入し、分散ゲル化槽に沈降させ、発泡スチロールが約1/30以下に体積収縮しかつ食用廃油を含むゲルを冷却固化して固体燃料とする。
【0006】
3.焼却
発泡スチロールを焼却炉において焼却する。
【0007】
4.地中埋設
発泡スチロールを地中に埋設する。
【0008】
などの手段があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記1.の再利用成形による場合には、発泡スチロールを溶剤で溶解し、レジンとして再回収する必要があるため、コストが高くつくという問題点があった。
【0010】
また、上記2.の固体燃料による場合には、分散ゲル化槽に沈降させ、発泡スチロールが約1/30以下に体積収縮しかつ食用廃油を含むゲルを冷却固化する必要があるため、工程が複雑化し、処理時間を長く必要としたりコストが高くついたりするという問題点があった。
【0011】
さらに、上記3.の焼却による場合には、発泡スチロールは容積の約90%が空気であるため重量の割りにはかなり嵩張ることとなるので、焼却場までの輸送コストが高くつき、また、焼却を行うと高熱を発生して焼却炉の内張り耐火物の損傷が激しくなり、炉体寿命を短縮してしまうという問題点があった。さらには、不完全燃焼による煤煙(黒煙)の発生が激しく、煤の付着や大気汚染をひきおこすという問題点があった。
【0012】
さらにまた、上記4.の地中埋設による場合には、発泡スチロールは地中で分解しないため、土に戻すことができないという問題点があった。
【0013】
【発明の目的】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであって、梱包材料などとして使用された後の発泡スチロールの有効活用を図るようにすることを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料は、請求項1に記載しているように、発泡スチロールのリモネン液による溶解液体からなるものとしたことを特徴としている。
【0015】
そして、本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料の実施態様においては、請求項2に記載しているように、破砕した発泡スチロール成形体のリモネン液による溶解液体からなるものとすることができ、また、請求項3に記載しているように、リサイクル燃料はバーナー燃焼用燃料であるものとしたり、請求項4に記載しているように、リサイクル燃料はガソリン代替用燃料であるものとしたりすることができ、そしてまた、請求項5に記載しているように、リモネン液は柑橘類外皮汁からの抽出液であるものとすることができる。
【0016】
本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化方法は、請求項6に記載しているように、発泡スチロールをリモネン液で溶解して液体のリサイクル燃料とするようにしたことを特徴としている。
【0017】
そして、本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化方法の実施態様においては、請求項7に記載しているように、破砕した発泡スチロール成形体をリモネン液で溶解して液状のリサイクル燃料とするようになすことができ、また、請求項8に記載しているように、リモネン液は柑橘類の外皮汁より抽出したものであるようになすことができる。
【0018】
本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法は、請求項9に記載しているように、柑橘類の外皮汁を抽出してリモネン液を得るようにしたことを特徴としている。
【0019】
そして、本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法の実施態様においては、請求項10に記載しているように、リモネン液を乾溜抽出した後の残分を回収粉砕肥料やバイオ培養(土)として使用するようになすことができる。
【0020】
同じく、本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法の実施態様においては、請求項11に記載しているように、柑橘類の外皮汁を抽出してリモネン液を得ると共に、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気で加熱して炭化しおよび/または酸化性雰囲気で加熱して燃焼灰化するようになすことができ、この場合に、請求項12に記載しているように、柑橘類の外皮汁からのリモネン液の抽出の際の加熱温度を180〜250℃とするようにしたり、請求項13に記載しているように、柑橘類の外皮汁を炭化する際の加熱温度を380〜420℃とするようにしたり、請求項14に記載しているように、柑橘類の外皮汁を燃焼灰化(焼却)する際の加熱温度を830〜900℃とするようにしたりすることができる。
【0021】
本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置は、請求項15に記載しているように、柑橘類の外皮汁を乾溜してリモネン液を抽出するリモネン液回収部を少なくともそなえ、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気で炭化する炭化処理部と、柑橘類の外皮汁を空気と混ぜて燃焼灰化する焼却処理部を適宜にそなえた構成としたことを特徴としている。
【0022】
そして、本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置の実施態様においては、請求項16に記載しているように、リモネン液回収部と、炭化処理部と、焼却処理部を一体構造でそなえた構成のものとすることが必要に応じて望ましい。
【0023】
本発明による発泡スチロールのリサイクル燃料は、発泡スチロールのリモネン液による溶解液体からなるものであるが、この場合、発泡スチロールはリモネン液による溶解度が大であり、リモネン液それ自体も燃料として使用可能である(リモネン液自体の発熱量は約10,000キロカロリー)が、ポリスチレン溶解性をもつリモネン液と発泡スチロールとの溶解液体からなるものとすることによって、発熱量が高く液体燃料として十分使用可能であるため、発泡スチロールのリサイクル使用として適したものであることが確かめられた。
【0024】
そして、発泡スチロールをリモネン液で溶解する際の溶解速度をさらに高めることができるように、電化製品の梱包形態等に対応して成形された発泡スチロール成形体を適宜に破砕したものとし、破砕した発泡スチロールのリモネン液による溶解液体からなるリサイクル燃料とすることが望ましい。
【0025】
このようなリモネン液の発泡スチロールに対する溶解度が大である(60重量%付近まで溶解する。)ことを利用して、ポリスチレンの再回収も必要な事項であるが、本発明では、発泡スチロールに対するリモネン液による高い溶解性を利用し、そしてまた適宜にエアーミキシングすることによって、無煙化(無煤)燃料として十分にリサイクル使用できることを確かめた。
【0026】
そして、このような発泡スチロールのリサイクル燃料では、灯油の発熱量を上回るリサイクル燃料化が可能であった。
【0027】
このようなリサイクル燃料は、バーナー燃焼用燃料であるものとすることができ、バーナーに対して適量の発泡スチロールリサイクル燃料と適量の空気とを送り込むことによって、発熱量の大きい燃焼炎を無煙・無煤状態で得ることができる。
【0028】
また、このようなリサイクル燃料は、ガソリン代替用燃料(ディーゼルエンジンの軽油代替用燃料である場合をも含む。)であるものとすることができ、エンジンシリンダ部に適量の発泡スチロールリサイクル燃料と適量の空気を送り込みそして適切な圧縮比のもとで点火することによって、ピストン押圧力の大きい爆発を生じさせることができる。
【0029】
発泡スチロールのリサイクル燃料化に用いるリモネン液としては、オレンジ,レモン,グレープフルーツなどの柑橘類の外皮汁からの抽出液を使用することが資源の有効活用の観点からも望ましい。
【0030】
この柑橘類の外皮汁からリモネン液を抽出した後の残分は、回収粉砕肥料やバイオ培養(土)として使用することができる。
【0031】
本発明による発泡スチロールのリサイクル燃料は、柑橘類(オレンジ,スウィーティー,グレープフルーツ,レモンなど)の外皮汁から例えば180〜250℃の温度で乾溜抽出したりあるいは窒素(N2)ガス中で例えば180〜250℃の温度で加熱抽出したリモネン液(分子式C10H16の単環式モノテルペンのひとつ:光学異性体d体;橙皮油,レモン油,ベルガモット油,ウイキョウ油など;沸点約176℃)で発泡スチロールを溶解した溶解液体からなるものとしているが、この柑橘類の外皮汁の処理に際しては、上記リモネン液の抽出のほか、その供給量,需要量,必要量等々を適宜に考慮して、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気において例えば380〜420℃の温度で加熱して炭化するようにしたり、酸化性雰囲気(例えば、空気の供給)で例えば830〜900℃の温度で加熱して焼却灰化するようにしたりすることができる。
【0032】
このような乾溜抽出,炭化,焼却灰化のために用いる処理装置としては、柑橘類の外皮汁を乾溜してリモネン液を抽出するリモネン液回収部を少なくともそなえ、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気で炭化する炭化処理部と、柑橘類の外皮汁を空気と混ぜて(すなわち、酸化性雰囲気として)燃焼灰化する焼却処理部を適宜にそなえたものとすることができる。
【0033】
【実施例】
図1は本発明による発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置の一実施例による基本構成を示すものであって、この柑橘類外皮汁の処理装置1は、柑橘類の外皮汁を180〜250℃程度に加熱する第1加熱処理槽2と、第1バルブ3および配管4を介して接続したリモネン液回収部5と、第1加熱処理槽2と第2バルブ6および配管7を介して接続した第2加熱処理槽8と、この第2加熱処理槽8と配管9を介して接続した電気集塵機10と、この電気集塵機10と配管11を介して接続した冷却部12と、この冷却部12と配管13を介して接続した脱臭装置14と、前記冷却部12と配管15を介して接続した循環ポンプ16をそなえ、前記リモネン液回収部5の冷却槽5aはその内部にらせん管5bをそなえていると共に下部に冷却水供給管5cをそなえ、冷却槽5aの上部にはリモネン液排出管5dをそなえていると共に下部には水を主体とする可溶性液体排出管5eをそなえ、この水を主体とする可溶性液体排出管5eは分溜器に接続されるものとなっている。
【0034】
このような構成になる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置1において、まず、第2バルブ6を閉じると共に第1バルブ3を開けた状態として、第1加熱処理槽2において柑橘類外皮汁(この実施例ではオレンジ外皮汁であるオレンジ油)を180〜250℃に加熱した。
【0035】
次いで、この加熱により発生した分子状態のガス体をリモネン液回収部5の冷却槽5aで冷却捕集する。
【0036】
この冷却槽5aでは、下部において水を主体とする可溶性成分が、そして上部においてリモネン液が分離抽出精製される。
【0037】
このうち、水を主体とする可溶性成分は図示しない分溜器に送られる。また、リモネン液についてガスクロマトグラムにより測定したところ、図2に示すように、殆どが下記の構造式をもつリモネン(C10H16)であった。
【0038】
ここで抽出したリモネン液はそれ自体が発熱量約10,000キロカロリーの燃料となりうるものであり、完全燃焼型の液体であった。
【0039】
次に、リモネン液中に、石ころ大に破砕した発泡スチロール成形体を投入した。このとき、投入した発泡スチロールは泡を発生しながら、飽和状態(約60重量%程度)まで常温で溶解し、この溶解液体は殆どその粘度を増加しないものであった。
【0040】
この溶解液体をリサイクル燃料とし、一般構造の灯油バーナーに、このリサイクル燃料とエアーとを供給して燃焼させたところ、12,000キロカロリーの発熱量を得ることが可能であった。
【0041】
また、灯油バーナーにおいてはエアーミキシングにより燃焼しているため、通常の場合に発泡スチロールを焼却する際に不完全燃焼により発生する黒煙ないし煤は、この燃焼の際には発生しなかった。
【0042】
したがって、ここで得た発泡スチロールのリモネン液による溶解液体からなるリサイクル燃料では、理想的な燃料、すなわち、完全燃焼型の燃料となすことが可能であった。
【0043】
また、冷却槽5aの下部の可溶性液体排出管5eより排出した可溶性液体を分溜器により分溜したところ、リモネン液を抽出した後の残分については、回収粉砕肥料やバイオ培養(土)として使用することが可能であった。
【0044】
そのほか、上記のリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置1では、第1バルブ3を閉じると共に第2バルブ6を開き、第1加熱処理槽2で約180〜250℃に加熱したオレンジ外皮汁を第2加熱処理槽8で非酸化性雰囲気下において380〜420℃に加熱することによって完全炭化することにより、電気集塵機10,冷却部12,脱臭装置14等の併用で無公害処理することが可能であった。
【0045】
また、同じく第1バルブ3を閉じると共に第2バルブ6を開き、第1加熱処理槽2で約180〜250℃に加熱したオレンジ外皮汁を第2加熱処理槽8に送り、この第2加熱処理槽8内に空気を送入しながら(つまり、酸化性雰囲気としながら)830〜900℃に加熱することによって焼却灰化することにより、電気集塵機10,冷却部12,脱臭装置14等の併用で無公害処理することが可能であった。
【0046】
【発明の効果】
本発明による発泡スチロールのリサイクル燃料によれば、発泡スチロールのリモネン液による溶解液体からなるものとしたから、発泡スチロールを単体で燃焼する場合のような黒煙の発生,煤の発生を伴うことなく、完全燃焼型のリサイクル燃料とすることが可能であり、発泡スチロールをリサイクル活用することが可能になるという著しく優れた効果がもたらされる。
【0047】
そして、請求項2に記載しているように、破砕した発泡スチロール成形体のリモネン液による溶解液体からなるものとすることによって、リモネン液による発泡スチロールの溶解速度をはやめることが可能になるという著大なる効果がもたらされる。
【0048】
また、請求項3に記載しているように、リサイクル燃料はバーナー燃焼用燃料であるものとすることによって、黒煙や煤を発生することのない完全燃焼によるバーナー燃焼を行わせることが可能となり、あるいは、請求項4に記載しているように、リサイクル燃料はガソリン代替用燃料であるものとすることによって、ガソリン(軽油等を含む)の消費量を減少させることが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0049】
さらにまた、請求項5に記載しているように、リモネン液は柑橘類外皮汁からの抽出液であるものとすることによって、オレンジ,レモンなどの柑橘類の外皮汁の有効活用をはかることが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0050】
本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化方法では、発泡スチロールをリモネン液で溶解して液体のリサイクル燃料とするようにしたから、黒煙の発生,煤の発生がない完全燃焼型のリサイクル燃料を著しく簡単に得ることが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0051】
そして、請求項7に記載しているように、破砕した発泡スチロール成形体をリモネン液で溶解して液状のリサイクル燃料とするようになすことによって、リモネン液による発泡スチロールの溶解速度をはやめることが可能になるという著大なる効果がもたらされる。
【0052】
また、請求項8に記載しているように、リモネン液は柑橘類の外皮汁より抽出したものであるようになすことによって、オレンジ,グレープフルーツなどの柑橘類の外皮汁の有効活用をはかることが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0053】
本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法は、柑橘類の外皮汁を抽出してリモネン液を得るようにしたから、オレンジ,グレープフルーツなどの柑橘類の外皮汁を有効に活用して発泡スチロールを再利用することが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0054】
そして、請求項10に記載しているように、リモネン液を乾溜抽出した後の残分を回収粉砕肥料やバイオ培養土として使用することによって、柑橘類の外皮汁をより一層無駄なく有効活用することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【0055】
さらに、請求項11に記載しているように、柑橘類の外皮汁を抽出してリモネン液を得ると共に、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気で加熱して炭化しおよび/または酸化性雰囲気で加熱して燃焼灰化するようになすことによって、柑橘類の外皮汁の処理を有効に行うことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【0056】
さらにまた、請求項12に記載しているように、柑橘類の外皮汁からのリモネン液の抽出の際の加熱温度を180〜250℃とすることによって、柑橘類の外皮汁からのリモネン液の抽出を効率よく行うことが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0057】
さらにまた、請求項13に記載しているように、柑橘類の外皮汁を炭化する際の加熱温度を380〜420℃とすることによって、柑橘類の外皮汁の炭化処理を効率よく行うことが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0058】
さらにまた、請求項14に記載しているように、柑橘類の外皮汁を燃焼灰化する際の加熱温度を830〜900℃とすることによって、柑橘類の外皮汁の焼却灰化処理を効率よく行うことが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0059】
本発明に係わる発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置では、柑橘類の外皮汁を乾溜してリモネン液を抽出するリモネン液回収部を少なくともそなえ、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気で炭化する炭化処理部と、柑橘類の外皮汁を空気と混ぜて燃焼灰化する焼却処理部を適宜にそなえたものとしたから、柑橘類の外皮汁の処理を良好に行うことが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0060】
そして、請求項16に記載しているように、リモネン液回収部と、炭化処理部と、焼却処理部を一体でそなえたものとすることによって、柑橘類の外皮汁の処理を単一の装置で効率良く行うことが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例による発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置の基本構成を示す説明図である。
【図2】 柑橘類(オレンジ)の外皮汁を乾溜抽出した液(捕集ソルベント)におけるリモネン量を調べたガスクロマトグラフを示す説明図である。
【符号の説明】
1 発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置
2 第1加熱処理槽
3 第1バルブ
4 配管
5 リモネン液回収部
5a リモネン液回収部の冷却槽
6 第2バルブ
7 配管
8 第2加熱処理槽(炭化処理部,焼却処理部)
9 配管
10 電気集塵機
11 配管
12 冷却部
13 配管
14 脱臭装置
15 配管
16 循環ポンプ
Claims (16)
- 発泡スチロールのリモネン液による溶解液体からなることを特徴とする発泡スチロールのリサイクル燃料。
- 破砕した発泡スチロール成形体のリモネン液による溶解液体からなる請求項1に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料。
- リサイクル燃料はバーナー燃焼用燃料である請求項1または2に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料。
- リサイクル燃料はガソリン代替用燃料である請求項1または2に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料。
- リモネン液は柑橘類外皮汁からの抽出液である請求項1ないし4のいずれかに記載の発泡スチロールのリサイクル燃料。
- 発泡スチロールをリモネン液で溶解して液体のリサイクル燃料とすることを特徴とする発泡スチロールのリサイクル燃料化方法。
- 破砕した発泡スチロール成形体をリモネン液で溶解して液状のリサイクル燃料とする請求項6に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化方法。
- リモネン液は柑橘類の外皮汁より抽出したものである請求項6または7に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化方法。
- 柑橘類の外皮汁を抽出してリモネン液を得ることを特徴とする発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法。
- リモネン液を乾溜抽出した後の残分を回収粉砕肥料やバイオ培養土として使用する請求項9に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法。
- 柑橘類の外皮汁を抽出してリモネン液を得ると共に、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気で加熱して炭化しおよび/または酸化性雰囲気で加熱して燃焼灰化する請求項9に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法。
- 柑橘類の外皮汁からのリモネン液の抽出の際の加熱温度を180〜250℃とする請求項11に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法。
- 柑橘類の外皮汁を炭化する際の加熱温度を380〜420℃とする請求項11に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法。
- 柑橘類の外皮汁を燃焼灰化する際の加熱温度を830〜900℃とする請求項11に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理方法。
- 柑橘類の外皮汁を乾溜してリモネン液を抽出するリモネン液回収部を少なくともそなえ、柑橘類の外皮汁を非酸化性雰囲気で炭化する炭化処理部と、柑橘類の外皮汁を空気と混ぜて燃焼灰化する焼却処理部を適宜にそなえたことを特徴とする発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置。
- リモネン液回収部と、炭化処理部と、焼却処理部を一体でそなえた請求項15に記載の発泡スチロールのリサイクル燃料化用柑橘類外皮汁の処理装置。
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