JP6582179B1 - パーム原油とバイオマス燃料製造装置とその装置を用いたパーム原油とバイオマス燃料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アブラヤシから採取した果実（房と実）から、地球温暖化ガスを排出することなくパーム原油とバイオマス燃料を製造するための、構造が簡単で保守・整備が容易という特性を持つ、パーム原油とバイオマス燃料の製造装置と製造方法を提供する。【解決手段】アブラヤシから採取した果実（房と実）Ａをパーム原油と接触させることにより水分を取り除く水分除去装置１と、水分が取り除かれた果実を房と実に分ける分離装置２と、分離された実を果肉と種に分ける分離装置３と、分離された果肉から油分を採取してパーム原油Ｅを製造する搾油装置４と、分離された房を破砕して運搬及び燃焼に適した形状にする房の微細化装置５と、この装置によって微細化された水分が除去され、実と分離され、微細化されたバイオマス燃料Ｇの一部を用いて、水分除去装置に用いるパーム原油を加熱する燃焼・加熱装置６から構成されるパーム原油とバイオマス燃料製造装置と製造方法。【選択図】図２
Description
本発明は、アブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置とその装置を用いたパーム原油とバイオマス燃料の製造方法に係わり、アブラヤシの実から製造したパーム原油をアブラヤシから採取した果実（房と実）に接触させたとき、両者が熱的平衡状態（両者の間に熱の移動が無くなる状態）となった時の温度を水の沸点以上になるようにすることにより、主に房に含まれる水分を除去するとともに、水分が除去されて乾燥・収縮することにより分離されやすくなった状態にある房と実を簡易な手段によって分離させるとともに、加熱されて柔らかくなった実を果肉と種に分離した後に果肉からパーム原油を採取する装置を提供するとともに、水分を除去された状態で分離された房をバイオマス燃料にする装置を提供し、さらに、生成されたバイオマス燃料を用いてパーム原油を加熱することにより、地球温暖化の原因となる二酸化炭素の排出を低減できる（カーボンニュートラル効果）、環境にやさしいシステムであることを特徴とする装置と方法の提供に関する。
アブラヤシ及びその果実（主に房と実）はその成長過程において空気中の二酸化炭素（CO2）を吸収して酸素（O2）を放出することにより炭素（C）を内部に蓄積するという特性を持つため、空気中に放出された酸素（O2）を用いてこれを燃焼（C + O2 → CO2）させても、トータルとしての大気中の二酸化炭素は変化しない（カーボンニュートラル）。アブラヤシの果実は主に房と実から構成されており、その実から生成されるパーム原油は、植物油の原料として世界的に広く利用されており、使用済みの植物油（廃食用油）はディーゼル機関用の燃料油として利用されている。このように、アブラヤシの実は食用及びカーボンニュートラルな燃料油として有効に活用されている。一方、その副産物として生成される房は水分を多く含むため、放置すると腐敗し、地球温暖化ガスであるメタン（温室効果は二酸化炭素の数十倍）を発生するため、早急に、これを防止するとともに有効に活用する方法を開発する必要がある。房は、その生成過程において空気中の二酸化炭素（CO2）を吸収して酸素（O2）を放出することにより炭素（C）を内部に蓄積するという特性を持つため、その主成分は炭素（C）であり、これを有効に利用（例えばこれを燃料として用いる：C + O2 → CO2）することにより、貴重なカーボンニュートラルエネルギー源となる。しかし、これを燃料として用いる場合、燃焼時に多量の水分を蒸発させるための気化熱を必要とし、火炎温度が低下するため燃焼が悪化する（燃焼効率が低下する）。これを防止するには、予め、房に含まれる水分を除去する必要がある。植物に含まれる水分を除去するには直接加熱する方法や、加熱された気体を用いて乾燥させる方法が用いられている。
これらの方法のうち、例えば、特許文献１、２に記載されているように、対象物を直接加熱することにより効率よく乾燥させるとの報告もあるが、対象物が焼却されないように火炎温度及び燃焼装置の制御が必要となる。
これに対し、例えば特許文献３、４に記載されているように、対象物に温風を供給しながら混合撹拌して乾燥させる方法があるが、乾燥に用いる空気の温度と流量を制御する必要がある。
しかしながら、植物に含まれる水分を除去するために直接加熱すると高温の加熱面に接した部分が炭化・燃焼する可能性があるため、文献１，２に記載のように加熱温度を制御する必要がある。また、加熱された気体を用いて乾燥させると、気体から固体へ熱移動が緩慢となるため植物内に含まれる水分を乾燥・除去するためには長時間を要する。また、文献１〜４に記載された方法を用いる場合、加熱に要するエネルギーを外部から供給する必要があるため、このエネルギーを生成する際に地球温暖化の原因となる二酸化炭素を排出するとともに、これを購入するためのエネルギーコストと送電、運搬等の輸送コストが発生する。
そこで本発明は、アブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置とその装置を用いたパーム原油とバイオマス燃料の製造方法に係わり、アブラヤシの実から製造したパーム原油をアブラヤシから採取した果実（房と実）に接触させたとき、両者が熱的平衡状態（両者の間に熱の移動が無くなる状態）となった時の温度を水の沸点以上になるようにすることにより、主に房に含まれる水分を除去し、水分が除去されて乾燥・収縮することにより分離されやすくなった状態にある房と実を簡易な手段によって分離させ、加熱されて柔らかくなった実を果肉と種に分離した後に果肉からパーム原油を採取する装置を提供するとともに、水分が除去された状態で分離された房をバイオマス燃料にする装置を提供し、生成されたバイオマス燃料を用いてパーム原油を加熱することにより、外部からのエネルギーを必要することなくパーム原油とバイオマス燃料を製造できるとともに、これらの全てのエネルギーをアブラヤシから採取した果実（房と実）によって生成することにより、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を低減できる（カーボンニュートラル効果）、環境にやさしいシステムであることを特徴とする装置と方法を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、アブラヤシから採取した果実（房と実）を水の沸点以上に加熱することにより果実中に含まれる水分を取り除く水分除去装置（１）と、水分除去装置（１）によって水分が取り除かれた果実を房と実に分ける房と実の分離装置（２）と、分離された実を果肉と種に分ける果肉と種の分離装置（３）と、分離された果肉から油分（パーム原油：ＣＰＯ）を採取する搾油装置（４）と、房と実の分離装置（２）によって分離された房を破砕して運搬及び燃焼に適した形状にする房の微細化装置（５）と、この装置によって微細化されたバイオマス燃料（水分が除去され、実と分離され、微細化された房）を用いて搾油装置（４）によって抽出されたパーム原油の温度を水の沸点以上加熱する燃焼・加熱装置（６）から構成されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、アブラヤシから採取した果実（房と実）を水の沸点以上に加熱することにより果実中に含まれる水分を取り除く水分除去装置（１）を用いた水分除去方法であって、アブラヤシの実から製造したパーム原油をアブラヤシから採取した果実（房と実）に接触させたとき、両者が熱的平衡状態（両者の間に熱の移動が無くなる状態）となった時の温度を水の沸点以上になるようにすることにより、主に房に含まれる水分を除去することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、水分除去装置（１）によって水分が除去されて乾燥・収縮することにより分離されやすくなった状態にある房と実を、撹拌と衝突による衝撃力によって房と実に分離することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、果実の房と実を分離する分離装置（２）によって分離されるとともに加熱されて柔らかくなった実を、回転刃を持った切断機によって破砕することにより果肉と種に分けることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、果肉と種の分離装置（３）によって分離されるとともに、加熱されて柔らかくなり搾油されやすくなった果肉から、スクリュー型搾油装置により油分を採取することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、水分除去装置（１）によって水分が取り除かれ、果実の房と実を分離する分離装置（２）により実と分離されるとともに乾燥・収縮して破砕されやすくなった房を、回転刃を持った破砕機によって破砕することにより微細化して、運搬及び燃焼に適した形状にすることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、パーム原油の搾油装置（４）によって抽出されたパーム原油をアブラヤシから採取した果実（房と実）に接触させたとき、両者が熱的平衡状態（両者の間に熱の移動が無くなる状態）となった時の温度を、微細化装置（５）によって運搬及び燃焼に適した形状となったバイオマス燃料（水分が除去され、実と分離され、微細化された房）を用いて水の沸点以上になるように加熱することを特徴とする。
本発明は、アブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置とその装置を用いたパーム原油とバイオマス燃料の製造方法に係わり、外部からのエネルギーを必要することなくアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料を製造できるとともに、これに要するエネルギーをアブラヤシから採取した果実（房と実）によって賄うことにより、地球温暖化の原因となる二酸化炭素の排出を低減できる、環境にやさしいシステムであることを特徴とする装置と方法を提供することができる。
以下に、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置とその装置を用いたパーム原油とバイオマス燃料の製造方法の工程の一例を示したフローチャートである。
Ｓ１：アブラヤシから採取された果実（房と実）は、水の沸点以上の温度になるまで加熱されることにより、水分が除去される。
Ｓ２：水分が除去されると乾燥・収縮して房と実が分離しやすくなるため、簡易な方法により房と実を分離できる。
Ｓ３：分離された実は、水分除去過程において水の沸点以上に加熱されているため柔らかくなっており、簡易な方法により果肉と種に分離できるとともに、分離された果肉を簡易な方法で搾ることによりパーム原油が採取できる。
Ｓ４：一方、実と分離された房は水分除去過程において水の沸点以上に加熱され、乾燥・収縮しているため、簡易な方法により破砕できる状態になっているため、これを運搬と燃焼に適した形状となるように破砕することにより、バイオマス燃料となる。
Ｓ５：このようにして製造されたバイオマス燃料の一部を用いて、Ｓ３の工程において製造されたパーム原油を加熱してＳ１の工程における熱源として用いることにより、退部から供給するエネルギーを最小化できる。
図１は、本発明の実施の形態に係るアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置とその装置を用いたパーム原油とバイオマス燃料の製造方法の工程の一例を示したフローチャートである。
Ｓ１：アブラヤシから採取された果実（房と実）は、水の沸点以上の温度になるまで加熱されることにより、水分が除去される。
Ｓ２：水分が除去されると乾燥・収縮して房と実が分離しやすくなるため、簡易な方法により房と実を分離できる。
Ｓ３：分離された実は、水分除去過程において水の沸点以上に加熱されているため柔らかくなっており、簡易な方法により果肉と種に分離できるとともに、分離された果肉を簡易な方法で搾ることによりパーム原油が採取できる。
Ｓ４：一方、実と分離された房は水分除去過程において水の沸点以上に加熱され、乾燥・収縮しているため、簡易な方法により破砕できる状態になっているため、これを運搬と燃焼に適した形状となるように破砕することにより、バイオマス燃料となる。
Ｓ５：このようにして製造されたバイオマス燃料の一部を用いて、Ｓ３の工程において製造されたパーム原油を加熱してＳ１の工程における熱源として用いることにより、退部から供給するエネルギーを最小化できる。
図２は、本発明の実施の形態に係るアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置とその装置を用いたパーム原油とバイオマス燃料の製造方法の一例を示したブロック線図である。
水分除去装置（１）は、アブラヤシから採取した果実（房と実）（Ａ）を水の沸点以上に加熱することにより果実中に含まれる水分を取り除くことができる。
水分除去装置（１）によって水分が取り除かれた果実（Ｂ）は、水の沸点以上に加熱されることにより乾燥・収縮しているため、房と実の分離装置（２）において簡易な方法により、容易に房と実に分離される。
分離された実（Ｃ）は、水分除去装置において水の沸点以上に加熱されているため、柔らかくなっており、果肉と種の分離装置（３）において、簡易な方法により、容易に果肉と種に分離される。
分離された果肉（Ｄ）は搾油装置（４）に導かれるが、水分除去装置による加熱と、果肉と種の分離装置による破砕により分離されやすくなっているため、簡易な方法により、容易に搾油され、バーム原油（Ｅ）となる。
一方、房と実の分離装置（２）により実と分離された房（Ｆ）は、水分除去装置（１）において加熱されたことにより乾燥・収縮しているため破砕されやすい状態となっているため、運搬及び燃焼に適した形状にする房の微細化装置（５）において簡易な方法により、容易に破砕されバイオマス燃料（水分が除去され、実と分離され、微細化された房）（Ｇ）となる。
また、搾油装置（４）によって抽出されたパーム原油（Ｅ）の沸点は約350℃と高温であるため、これをアブラヤシから採取した果実（房と実）を加熱する熱媒体として使用することにより、効果的にアブラヤシから採取した果実（房と実）を水の沸点以上になるように加熱することができる。
さらに、バイオマス燃料となった水分除去されて運送及び燃焼に適した形状になった房（Ｇ）を、燃焼・加熱装置（６）の熱源として使用することにより、外部からの供給エネルギーをほとんど必要としない、アブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置と方法を提供することが可能となる。
水分除去装置（１）は、アブラヤシから採取した果実（房と実）（Ａ）を水の沸点以上に加熱することにより果実中に含まれる水分を取り除くことができる。
水分除去装置（１）によって水分が取り除かれた果実（Ｂ）は、水の沸点以上に加熱されることにより乾燥・収縮しているため、房と実の分離装置（２）において簡易な方法により、容易に房と実に分離される。
分離された実（Ｃ）は、水分除去装置において水の沸点以上に加熱されているため、柔らかくなっており、果肉と種の分離装置（３）において、簡易な方法により、容易に果肉と種に分離される。
分離された果肉（Ｄ）は搾油装置（４）に導かれるが、水分除去装置による加熱と、果肉と種の分離装置による破砕により分離されやすくなっているため、簡易な方法により、容易に搾油され、バーム原油（Ｅ）となる。
一方、房と実の分離装置（２）により実と分離された房（Ｆ）は、水分除去装置（１）において加熱されたことにより乾燥・収縮しているため破砕されやすい状態となっているため、運搬及び燃焼に適した形状にする房の微細化装置（５）において簡易な方法により、容易に破砕されバイオマス燃料（水分が除去され、実と分離され、微細化された房）（Ｇ）となる。
また、搾油装置（４）によって抽出されたパーム原油（Ｅ）の沸点は約350℃と高温であるため、これをアブラヤシから採取した果実（房と実）を加熱する熱媒体として使用することにより、効果的にアブラヤシから採取した果実（房と実）を水の沸点以上になるように加熱することができる。
さらに、バイオマス燃料となった水分除去されて運送及び燃焼に適した形状になった房（Ｇ）を、燃焼・加熱装置（６）の熱源として使用することにより、外部からの供給エネルギーをほとんど必要としない、アブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置と方法を提供することが可能となる。
本発明は、アブラヤシから採取した果実（房と実）から、地球温暖化ガスを排出することなくパーム原油とバイオマス燃料を製造するための、構造が簡単で保守・整備が容易という特性を持つ、パーム原油とバイオマス燃料の製造装置と方法を提供することができる。
（１）果実（房と実）の水分除去装置
（２）房と実の分離装置
（３）果肉と種の分離装置
（４）果肉の搾油装置
（５）房の破砕装置
（６）燃焼・加熱装置
（Ａ）アブラヤシから採取した果実（房と実）
（Ｂ）水分除去された果実（房と実）
（Ｃ）房と分離された実
（Ｄ）種と分離された果肉
（Ｅ）果肉から搾られたパーム原油
（Ｆ）実と分離された房
（Ｇ）バイオマス燃料
（Ｈ）燃焼装置の燃料（バイオマス燃料の一部）
（Ｉ）アブラヤシから採取した果実（房と実）の加熱媒体（パーム原油の一部）
（２）房と実の分離装置
（３）果肉と種の分離装置
（４）果肉の搾油装置
（５）房の破砕装置
（６）燃焼・加熱装置
（Ａ）アブラヤシから採取した果実（房と実）
（Ｂ）水分除去された果実（房と実）
（Ｃ）房と分離された実
（Ｄ）種と分離された果肉
（Ｅ）果肉から搾られたパーム原油
（Ｆ）実と分離された房
（Ｇ）バイオマス燃料
（Ｈ）燃焼装置の燃料（バイオマス燃料の一部）
（Ｉ）アブラヤシから採取した果実（房と実）の加熱媒体（パーム原油の一部）
Claims (7)
- アブラヤシから採取した果実（房と実）（Ａ）を水の沸点以上に加熱することにより果実中に含まれる水分を取り除く水分除去装置（１）と、水分除去装置（１）によって水分が取り除かれた果実（Ｂ）を房と実に分ける房と実の分離装置（２）と、分離された実（Ｃ）を果肉と種に分ける果肉と種の分離装置（３）と、分離された果肉（Ｄ）からパーム原油（Ｅ）を採取する搾油装置（４）と、房と実の分離装置（２）によって分離された房（Ｆ）を運搬及び燃焼に適した形状に破砕してバイオマス燃料にする房の破砕装置（５）と、房の破砕装置（５）により房（Ｆ）を運搬及び燃焼に適した形状に破砕したバイオマス燃料（水分が除去され、実と分離され、微細化された房）（Ｇ）の一部（Ｈ）を用いて、搾油装置（４）によって抽出されたパーム原油の一部（Ｉ）を、水分除去装置（１）においてアブラヤシから採取した果実（房と実）に接触させたとき、両者が熱的平衡状態（両者の間に熱の移動が無くなる状態）となった時の温度が水の沸点以上になるまで加熱する燃焼・加熱装置（６）から構成されることを特徴とするアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置。
- アブラヤシから採取した果実（房と実）を水の沸点以上に加熱することにより果実中に含まれる水分を取り除く水分除去装置（１）を用いた水分除去方法であって、アブラヤシの実から製造したパーム原油をアブラヤシから採取した果実（房と実）に接触させたとき、両者が熱的平衡状態（両者の間に熱の移動が無くなる状態）となった時の温度を水の沸点以上になるようにすることにより、主に房に含まれる水分を除去することを特徴とする、請求項１に記載されたアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置を用いた水分除去方法。
- 房と実の分離装置（２）において、水分除去装置（１）によって水分が除去されて乾燥・収縮することにより分離されやすくなった状態にある房と実を、撹拌と衝突による衝撃力によって房と実に分離することを特徴とする請求項１に記載されたアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置を用いた房と実の分離方法。
- 果肉と種の分離装置（３）において、果実の房と実を分離する分離装置（２）によって分離されるとともに加熱されて柔らかくなった実を、回転刃を持った切断機によって破砕することにより果肉と種に分けることを特徴とする請求項１に記載のアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置を用いた果肉と種の分離方法。
- パーム原油の搾油装置（４）において、果肉と種の分離装置（３）によって分離されるとともに、加熱されて柔らかくなり搾油されやすくなった果肉から、搾油装置により油分を採取することを特徴とする請求項１に記載のアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置を用いたパーム原油の製造方法。
- 房の破砕装置（５）において、水分除去装置（１）によって水分が取り除かれ、果実の房と実を分離する分離装置（２）により実と分離されるとともに乾燥・収縮して破砕されやすくなった房を、回転刃を持った破砕機によって破砕することにより微細化して、運搬及び燃焼に適した形状にすることを特徴とする請求項１に記載のアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置を用いたバイオマス燃料の製造方法。
- 燃焼・加熱装置（６）において、パーム原油の搾油装置（４）によって抽出されたパーム原油をアブラヤシから採取した果実（房と実）に接触させたとき、両者が熱的平衡状態（両者の間に熱の移動が無くなる状態）となった時の温度を、房の破砕装置（５）により房（Ｆ）を運搬及び燃焼に適した形状に破砕したバイオマス燃料（水分が除去され、実と分離され、微細化された房）を用いて水の沸点以上になるように加熱することを特徴とする請求項１に記載のアブラヤシの果実（房と実）を原料とするパーム原油とバイオマス燃料製造装置を用いたパーム原油の加熱方法。
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