JP6785017B1 - きのこ廃培地由来の有価物製造システム構築方法及びきのこ廃培地由来の有価物製造システム - Google Patents
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Abstract
Description
乾燥機による乾燥処理の前処理となる粉体化処理に供するきのこ廃培地を用意した。本実施例では、富山きのこセンター(ホクト株式会社)においてブナシメジ栽培後に排出される廃培地を用いた(きのこ収穫直後の廃培地含水率は65〜70%程度)。菌床は広葉樹のオガクズ、米ぬかから構成される。一般的に菌床はオガクズ等の木質基材、米ぬか等の栄養源から構成され、多量の水分を含むものである。木質基材としては他にブナ、ナラ、トチ等の広葉樹、スギ、マツ等の針葉樹を用いることも可能であるし、栄養源としては米ぬかだけでなく、むぎぬか(フスマ)、トウモロコシぬか、小麦粉等を用いてもできる。また、栽培するきのこの種類についてもブナシメジに限定するものでない。ブナシメジ以外にシイタケの廃培地についても本実施例と同様の結果が得られることが確認されている(記載は省略)。これらを踏まえ、本発明は前記以外にエリンギ、マイタケ、エノキタケ、ヒラタケ等、きのこ全般に適用されるものである。
用意したきのこ廃培地(概ね350〜400kg)から石づきを分離し、エアレーション装置を用いて乾燥させた(図2)。本実施例で用いた菌床は乾燥とともに脆くなり粉体化した(図1の粉体化)。この繰り返し評価により、木質系基材を主とする菌床の廃培地の場合、収穫から7日で含水率55%以下にすることで臭気の発生を抑え、次工程の乾燥処理においても団子状にかたまることなく、品質の安定した有価物を製造できることが確認された。ここで、本発明における含水率は、水分の重量を水分と固形分の重量の和で除したものである。なお、本実施例におけるエアレーション装置(製造元:株式会社ミライエ)は1メートル程度に堆積した粉体の最下部に設置した棒状に伸びた複数の排気パイプに設けられた複数の穴からエアーを噴出すものである。含水率50%程度までであれば大きな熱量を要することなく乾燥し、粉体化できることが確認された。
廃培地を粉体化した後、粉体を熱風式乾燥機に投入した(図1の乾燥)。本実施例で用いた乾燥機は内部が回転して粉体を攪拌するとともに熱風を送り込むパドルドライヤー(ヒルデブランド社製:型番HD14/WTD)である(図3)。乾燥機に投入した粉体を30秒で含水率20%とした。この繰り返し評価により、本発明に係るシステムの構成では乾燥工程における含水率17〜25%を実現するものとすることで狙いとする品質のペレットを製造できることが確認された。乾燥工程における乾燥後の廃培地含水率とペレットの性状を表1に示す。乾燥工程において含水率が25%を超えると時間が経ってペレットからカビが発生する場合があった。含水率25%以下にした場合には数週間経ってもカビの発生は認められなかった。また、肉眼評価では含水率25%程度からペレットの表面にテカリが生じ、含水率20%以下とした場合にはペレットの表面に高級感のある光沢が確認された。含水率をさらに下げていくと(含水率10%以下では)ペレットの結合性が弱くなることが確認された。また、ペレットを水中に投下した場合、含水率25%を超えるものは容易に分解することが確認されたが、含水率25%以下では分解し難くなることが確認された。
乾燥機による乾燥後、上記含水率の粉体を貯留用ミキサーに数時間から数日間、貯留した(図1の貯留・ミキシング)。当該工程は次工程(ペレット化)におけるペレットの生産を安定的に行うためのバッファとしての機能を担うとともに粉体含水率を一定に維持し、品質を安定化するための工程でもある。本実施例に用いたミキサーは粉体の最大貯留量が5トンであり、攪拌、温風エアレーション、排気を通じて粉体の含水率を維持することができるものである(図4)。さらに当該ミキサーは粉塵捕集及び脱臭機構を備えたものである。これにより一定の状態で静置するほど、また、エアレーション等の処理を行うほど、粉体から臭気等の揮発成分の放出、微粉の分離が促される。なお、本発明における、ミキサー、ミキシング、とは貯留装置や貯留という語とともに用いていない場合でも、ミキシング前後に粉体を静置することがあるため、貯留装置や貯留の意味も含むことがある。
貯留後、含水率20%の粉体をペレット成形用装置(ペレタイザー:新興工機株式会社製)に投入し、燃料用ペレットとした(図1のペレット化)。本実施例で用いたペレタイザーはリングダイ方式であり、能力は1.5トン/時である。これにより出来たペレットの性状等は以下の通りである。
・直径6mm、
・長さ約10〜30mm
・円柱状
・かさ密度0.5〜0.6kg/m3
・含水率17%
・灰分4〜8%
・臭気は製造直後、製造数週間後とも無
・カビ発生は製造直後、製造数週間後とも無
・色合いはこげ茶(良品)
成形時のペレタイザーの摩擦熱の影響によりペレットの含水率は17%まで下がっていた。繰り返し評価によりペレット化を通じて含水率は3〜5%低下することが確認された。本実施例により製造したペレットの熱量は約16000kJ/kgである。
(1)乾燥
粉体を製造する場合について有価物化のフロー(図1)に基づき説明する。粉体状有価物とする場合においても乾燥機投入まではペレットの製造と同じである。すなわち、きのこ収穫時から7日以内に廃培地を含水率55%以下にすることで臭気の発生を抑え、次工程の乾燥処理に供した。粉体の製造においては、乾燥機に投入した粉体を15秒で含水率30%とした(図1の乾燥)。繰り返し評価の結果、粉体では袋詰め等の処理により含水率を高め(25〜35%)に設定してもカビが発生しない等、品質を維持できることが確認された。
乾燥機による乾燥後、上記含水率の粉体を貯留ミキサーに数時間から数日間、貯留した(図1の貯留・ミキシング)。当該工程の作用効果はペレット製造の場合と同様である。すなわち、乾燥直後の含水率30%を維持した。本実施例において貯留ミキサーはペレット製造に係るものと共有するものであるが、ペレット製造用と別のものを用いることもできる。
貯留後、粉体を粉体袋詰め機に投入し、燃料用とした(図1の粉体袋詰め)。粉体の性状等は以下の通りである。
・粒径 概ね0.1〜0.4mm
・含水率約30%
・きのこ由来のかおり
粉体袋詰め機では500〜600kgの粉体をフレコンバックに詰めた。
Claims (9)
- きのこ廃培地由来の有価物製造システムの構築方法において、
前記きのこ廃培地由来の有価物製造システムが、少なくとも、きのこ廃培地を送風により粉体化させるための第1の乾燥機、前記第1の乾燥機で粉体化させた後にさらに加温により乾燥させる第2の乾燥機、前記第2の乾燥機によって乾燥された前記きのこ廃培地を貯留する貯留槽、前記貯留槽に貯留された前記きのこ廃培地をペレット化するペレット成形装置、を構成要素とし、投入されたきのこ廃培地の含水率が前記第1の乾燥機できのこ収穫から7日以内に25%超、55%以下、前記第2の乾燥機で17〜25%となるように前記第1及び第2の乾燥機の処理能力を決定することを特徴とするきのこ廃培地由来の有価物製造システムの構築方法。
- きのこ廃培地由来の有価物製造システムの構築方法において、
前記きのこ廃培地由来の有価物製造システムが、少なくとも、きのこ廃培地を乾燥させる乾燥機、前記乾燥機によって乾燥された前記きのこ廃培地を貯留する貯留槽、前記貯留槽に貯留された前記きのこ廃培地をペレット化するペレット成形装置及び前記貯留槽に貯留された前記きのこ廃培地を袋詰めする袋詰め装置、を構成要素とし、前記ペレット成形装置と前記袋詰め装置は適宜、選択されたいずれか一方がきのこ廃培地由来の有価物の製造系統となるものであり、前記ペレット成形装置が選択された場合には投入されたきのこ廃培地の含水率が17〜25%、前記袋詰め装置が選択された場合には投入されたきのこの廃培地の含水率が25〜35%、となるように前記乾燥機の処理能力を決定することを特徴とするきのこ廃培地由来の有価物製造システムの構築方法。 - 前記乾燥機で乾燥されたきのこ廃培地の含水率を前記範囲内に維持するように前記貯留槽の処理能力を決定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のきのこ廃培地由来の有価物製造システム構築方法。
- 前記ペレット成形機で成形されたペレットの含水率が10%以上となるように前記ペレット成形機の処理能力を決定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のきのこ廃培地由来の有価物製造システムの構築方法。
- きのこ廃培地由来の有価物製造システムにおいて、
少なくとも、きのこ廃培地を送風により粉体化させるための第1の乾燥機、前記第1の乾燥機で粉体化させた後にさらに加温により乾燥させる第2の乾燥機、前記第2の乾燥機によって乾燥された前記きのこ廃培地を貯留する貯留槽、前記貯留槽に貯留された前記きのこ廃培地をペレット化するペレット成形装置、を構成要素とし、前記乾燥機が、投入されたきのこ廃培地の含水率を前記第1の乾燥機できのこ収穫から7日以内に25%超、55%以下、前記第2の乾燥機で17〜25%にするものであることを特徴とするきのこ廃培地由来の有価物製造システム。
- きのこ廃培地由来の有価物製造システムにおいて、
少なくとも、きのこ廃培地を乾燥させる乾燥機、前記乾燥機によって乾燥された前記きのこ廃培地を貯留する貯留槽、前記貯留槽に貯留された前記きのこ廃培地をペレット化するペレット成形装置及び前記貯留槽に貯留された前記きのこ廃培地を袋詰めする袋詰め装置、を構成要素とし、前記ペレット成形装置と前記袋詰め装置は適宜、選択されたいずれか一方がきのこ廃培地由来の有価物製造系統となるものであり、前記ペレット成形装置が選択された場合には投入されたきのこ廃培地の含水率を17〜25%、前記袋詰め装置が選択された場合には投入されたきのこの廃培地の含水率を25〜35%にするものであることを特徴とするきのこ廃培地由来の有価物製造システム。 - 前記貯留槽が、前記乾燥機で乾燥されたきのこ廃培地の含水率を前記範囲内に維持するものであることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のきのこ廃培地由来の有価物製造システム。
- 製造したきのこ廃培地由来の有価物が回収され、システムを構成する任意の装置に電力を供給する発電装置用の燃料としてリサイクルされるものであることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のきのこ廃培地由来の有価物製造システム。
- 製造したきのこ廃培地由来の有価物が回収され、システムを構成する任意に燃焼ガスを供給する燃焼ガス生成装置用の燃料としてリサイクルされるものであることを特徴とする請求項5から請求項8のいずれか1項に記載のきのこ廃培地由来の有価物製造システム。
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