JPS646240B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は農産廃棄物を利用した固形燃料の製造
法に関し、前記農産廃棄物の有効利用を計るもの
である。

今後とも増大するエネルギー需要のなかで、化
石資源の供給量に限界がみられ、これに代るエネ
ルギー資源の開発、未利用資源開発ならびにエネ
ルギー資源の多様化へ社会的な要望がある。

石油代替エネルギー資源として、自然現象に基
づく再生可能な資源で、バイオマス資源を有効利
用することは、特にローカル・エネルギーとして
自給し得る可能性があり、また、必要なことでも
ある。

ところで農産物を食品加工するとき、たとえば
みかんをジユースあるいは缶詰加工するとき、外
皮、種子などが分離され廃材となる。これまで、
これらの廃材は一部飼料に、あるいは肥料として
土壌に還元されるが、環境保全、輸送上大部分は
焼却処理されている。前記廃材を飼料とするにも
乾燥加工を必要とするものであり、また、単に焼
却するにも農産廃棄物は多量の水分（80％）を含
有し、燃焼に至るまでに水の気化熱（100℃の水
で539cal／ｇ）以上の熱量が必要で、大量の燃焼
用の石油を用いなければならないことから省資源
の上好ましくない。

一方、前記農産廃棄物をバイオマス資源として
利用し易い燃料形体への転換が試みられている。
それらの形体の多くは燃料ガス化である。たとえ
ば、農産廃棄物を醗酵あるいは光生物的分解など
してメタンガス、水素などへの形体転換がなされ
ている。しかしながら、これらのガス化のみの形
体変換は、バイオマスの生産および転換段階での
投入エネルギー量の収量性、利用可能性、燃料転
換効率、利用段階での技術問題などがあり、実用
化段階に至つていない。

本発明は上記の点に留意し、農産廃棄物より固
形燃料を効果的に得る方法を提供するものであ
り、以下実施例にもとづき説明する。

図面は農産物であるみかんの食品加工と、その
廃棄物燃料化の工程ブロツク図を示し、Ａは前処
理工程であり、選別、洗滌されたみかんを搾り、
または外皮むき処理する。前記搾り加工によつて
得られた果汁は濾過Ｂ、遠心分離Ｃ、濃縮Ｄ、冷
却Ｅの各処理を経て、最終的に大型の缶に缶入れ
処理Ｆをされて製品化される。上記はジユースを
作る工程であるが、缶詰とする場合には前処理工
程Ａより身割りＧ、果粒サイズ分けＨ、缶詰Ｉ、
殺菌Ｊ、包装Ｋの各工程を経て製品化される。

前記前処理工程Ａにおける搾りあるいは皮むき
処理によつて生じた果皮よりなる原料はまず粗砕
処理Ｌされる。この粗砕処理Ｌ時には加工機械の
酸による損傷を防ぐことから、中和剤として石灰
添加処理Ｍされる。上記粗砕処理Ｌされた原料は
適宜に圧縮処理Ｎされ、次に水分０〜30％の乾燥
処理Ｏされ、さらにバインダー混合処理Ｐされ
る。前記バインダーとしては燃焼時に比較的無害
なポリビニールアセテート等を用い、その添加量
は0.1〜５％とする。バインダー混合処理Ｐされ
た原料は積み重ねに適する形状に成型加工Ｑされ
る。またこの成型は持燃性をよくするために嵩比
重１以上に成型する。かくして得られた成型体は
多分に水分を含む、カビなどの発生ならびに腐敗
しやすく、したがつて長期の保存性をもたせるた
め、表面を加熱し、ロウ質などの防水剤を浸透さ
せ、すなわち防水処理Ｒし、包装Ｓして固形燃料
を製品化する。上記固形燃料の形状は円柱、角柱
または塊状と任意の形状にする。

前記工程における粗砕処理Ｌ後に一部の果皮よ
りなる原料はガス燃料加工をされる。すなわち、
可溶槽に案内されて可溶・中和処理Ｔされる。

この場合活性剤として、たとえば活性汚泥添加
処理Ｘされる。その後可溶した原料は熟成処理Ｕ
され、メタン醗酵槽に案内されて嫌気性雰囲気中
でメタン菌によるメタン醗酵Ｖし、メタンガスＷ
を得る。このメタンガスＷは固形燃料工程におけ
る乾燥処理Ｏの加熱に用いる。また防水処理Ｒの
加熱源に利用してもよい。

前記ガス燃料転換は農産廃棄物原料成分によつ
てガスも異なる。たとえば、澱粉、グルコース、
シヨ糖、タンパク質、セルロース、脂質など、こ
れらが微生物、酵素による醗酵で生成物として、
エタノール、メタノール、メタンなど異るガスが
得られる。

本実施例におけるメタンガス生成は、嫌気性菌
によつて炭水化物、タンパク質、脂質などの有機
物を酸生成反応で分解し、その分解生成物をメタ
ン菌がメタンへの分解醗酵を行なう。水分80％を
含む温州みか外皮では0.08／Kgのメタンガス
（CH₄60％，CO₂30％）量が得られ、発熱量は
400Ka／Kgである。したがつて、無水のものか
らは0.4／Kgのメタンガス量、発熱量2000ca
／Kgである。なお、これらは負荷量、処理期間
などで生成量が異る。また、可燃ガスと非可燃ガ
スの生成があり、したがつて、メタン醗酵に寄与
する物質の含有量によつてエネルギー生産量が変
わることになる。セルローズなどの成分は直接メ
タン醗酵に適さず、酵素により糖化、醗酵を行つ
てエタノールへの生成が行なわれる。

前記生成ガスは本方法における効率利用するた
め、本発明の固形燃料製造工程に利用する。すな
わち、生成ガスを固形燃料製造工程における乾燥
処理Ｏにおいて燃焼し効率的に利用する。また、
防水処理Ｒの加熱に、あるいはガス生成における
可溶、分解処理促進のための熱源としても利用で
きる。このため、ガス運搬のための液化製造、設
備が不要であり、石油燃料も不要であり、エネル
ギーの二次的利用ができるものである。

いま加工工程から出るみかんの外皮等が日量
1000トンとし、その半分の500トンを固形燃料と
し、乾燥水分80％→20％とするには必要熱量1.28
×10⁸Kcaとなり、参考に重油で行うとすれば
12.8Kが必要である。

一方、日量500トンの果皮よりメタン醗酵して
得られるメタンガス量は80m³／ｔ（水分80％を含
む）である。メタンガスの発熱量5000Kca／m³
として総発熱量は２×10⁸Kcaである。したが
つて乾燥効率を60％として1.2×10⁸Kcaで充足
率93.8％となる。このように、果皮を約半分づつ
固形燃料転換用、ガス燃料転換用として利用すれ
ば、他に石油エネルギーなどなしに自給燃料で固
形燃料の製造ができる。

本発明の特徴とする固形燃料製造において、単
に果皮を破砕して、かつ、これを成形しても機械
的にもろい。したがつて、本発明ではバインダー
を混合してこれを防ぎ、しかも、上記バインダー
は燃焼において無公害であるポリビニールアセテ
ートを用いている。また、成型においては嵩比重
を１以上としている。このことにより着火性がよ
く、しかも、たとえば炭火のように持燃性のよい
固形燃料が得られる。さらに果皮は成型されても
含まれた水分あるいは吸湿により腐敗しやすい。
したがつて本発明ではロウ質にして外表処理し、
その保存性を良好にしている。

以上説明したように本発明は農産廃棄物によつ
て固形燃料を得ることができ、その固形燃料は前
述の粗砕、乾燥、バインダー混合、成型、防水等
の各一連の処理によつて安定した形状をもつとと
もに、着火性、燃焼性がよく、さらにはこの種農
産廃棄物特有の問題である腐敗の問題も、成型さ
れた原料を加熱し、この成型体にロウ質等の防水
物質を含浸させて防水処理を行なうことによりな
くすることができ、その結果、保存性も良好とな
り、またこの防水処理によつて、燃料棒の表面の
滑らかさを向上させることができるため、この燃
料棒を燃焼機に必要量ずつ供給して燃焼を行なわ
せる場合、燃料棒同志のすべりも良好となつて、
スムーズな燃焼を行なわせることができるもので
あり、したがつて本発明はローカルエネルギーの
提供をなし得るという産業上きわめて有用なもの
である。

また、前記固形燃料の製造において、農産廃棄
物の一部を燃料ガス転換し、加熱源を自給できる
手段も併せもつものであり、農産廃棄物の処理お
よび石油エネルギー代替の上からも、また経済的
にも有用である。

なお、前記実施例において、農産加工物として
みかんをあげ、その果皮より燃料を得る方法につ
いて述べたが、農産加工物としてはみかん以外の
ものでも本発明は適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の農産廃棄物を利用した固形燃料の
製造法の一実施例の製造工程を示すブロツク図で
ある。 Ａ……前処理工程、Ｌ……粗砕処理、Ｍ……石
灰添加処理、Ｎ……圧縮処理、Ｏ……乾燥処理、
Ｐ……バインダー混合、Ｑ……成型加工、Ｒ……
防水処理、Ｔ……可溶中和処理、Ｕ……熟成処
理、Ｖ……メタン醗酵、Ｗ……メタンガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 農産廃棄物を原料としこれを粗砕処理する工
   程と、前記粗砕処理された原料を乾燥する工程
   と、前記乾燥された原料にバインダーを添加して
   混合する工程と、前記バインダー添加、混合した
   原料を成型する工程と、前記成型された原料を加
   熱し、この成型体にロウ質等の防水物質を含浸さ
   せて防水処理する工程よりなることを特徴とする
   農産廃棄物を利用した固形燃料の製造法。 ２ バインダーはポリビニールアセテートよりな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の農産廃棄物を利用した固形燃料の製造法。 ３ 成型は嵩比重を１以上に圧縮成形することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の農産廃
   棄物を利用した固形燃料の製造法。 ４ 農産廃棄物の一部は可容・中和処理と熱成処
   理と、醗酵処理よりなるガス生成工程によつて燃
   料ガス化され、前記燃料ガスを乾燥工程の加熱源
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の農産廃棄物を利用した固形燃料の製造法。