JPWO2012105240A1 - 炭化物の製造方法、炭化物、木酢液、放射性物質除去材および除塩材 - Google Patents

炭化物の製造方法、炭化物、木酢液、放射性物質除去材および除塩材 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2012105240A1
JPWO2012105240A1 JP2012555753A JP2012555753A JPWO2012105240A1 JP WO2012105240 A1 JPWO2012105240 A1 JP WO2012105240A1 JP 2012555753 A JP2012555753 A JP 2012555753A JP 2012555753 A JP2012555753 A JP 2012555753A JP WO2012105240 A1 JPWO2012105240 A1 JP WO2012105240A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
jatroha
carbide
bacteria
carbonized
fruit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012555753A
Other languages
English (en)
Inventor
匡朗 加藤
匡朗 加藤
加藤　雄司
雄司 加藤
Original Assignee
ウエルネス・フロンティア株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ウエルネス・フロンティア株式会社 filed Critical ウエルネス・フロンティア株式会社
Publication of JPWO2012105240A1 publication Critical patent/JPWO2012105240A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
    • C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
    • C09K17/32—Prepolymers; Macromolecular compounds of natural origin, e.g. cellulosic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F5/00—Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
    • C05F5/002—Solid waste from mechanical processing of material, e.g. seed coats, olive pits, almond shells, fruit residue, rice hulls
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/18—Processing by biological processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4825—Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4875—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being a waste, residue or of undefined composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

ジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質を利用して、付加価値の高い炭化物を得る。炭化物の製造方法は、ジャトロハの果実Ａ、ジャトロハの果実由来の物質Ｂおよびサトウキビ由来の物質の少なくとも１種の物質と、発酵菌群Ｃとを混合して、その混合物に光エネルギーを与えて炭化を行なう。この際、混合物は、８０℃以上９０℃以下の低温下で維持されて炭化されることが好ましい。また、発酵菌群Ｃには、光合成細菌、光熱細菌、乳酸菌、窒素固定菌、酵母菌および放射菌の少なくとも１種の菌が含まれる。

Description

本発明は、（１）ジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質の少なくとも１種の物質から炭化物を製造する方法、（２）その製造方法により製造される炭化物、（３）その炭化物を含む木酢液、（４）その炭化物を有効成分とする放射性物質除去材および（５）その炭化物を有効成分とする除塩材に関する。
昨今、環境フレンドリーの見地から、焼却ないしそのまま埋立地等に投棄するような生ゴミ、芝生、家畜排泄物などを堆肥として利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１９５８０号公報
ところで、フィリピンなどで育成されるジャトロハの種子は、油分に富む。この油分は古くから利用されている。そして、近年の環境対策の一つとして、ジャトロハの種子から取得される油が、バイオディーゼル燃料の材料として利用できることが注目されている。しかしながら、種子から油を絞った絞りかす、及び、種子以外の皮部分や果肉部分は、廃棄処理されていた。
また、サトウキビの絞りカス等は一部有効活用されているが、近年、サトウキビの絞りカス等の有効活用先のさらなる拡大が求められている。
そこで、本発明の課題は、ジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質の少なくとも１種の物質を利用して、高付加価値の炭化物（炭化肥料、カーボンブラックなど）を製造する方法を提供することにある。
（１）
本発明に係る炭化物の製造方法では、ジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質の少なくとも１種の物質と、発酵菌群との混合物に光エネルギーを与えて炭化を行なう。本発明の製造方法によって製造される炭化物は、炭化堆肥、カーボンブラックなどである。なお、ここにいう「ジャトロハの果実」とは、ジャトロハの果実の皮、ジャトロハの果実の果肉およびジャトロハの果実の種子の総称である。また、ジャトロハの果実由来の物質とは、例えば、ジャトロハの果実の種子から油を絞った絞りかす等である。また、サトウキビ由来の物質とは、例えば、バガス（サトウキビ搾汁後の残渣）、マッドプレス（サトウキビを砕いて水で砂糖を取り出したものを濾過して得られるカス）等である。
上記製造方法によれば、プラスイオンおよびマイナスイオンを帯びた炭化物を含む炭化堆肥を得ることができる。この炭化堆肥は、太陽光が照射されると、炭化物が微振動を起こして、土壌のなかに入り込み、植物の根の近辺に多量の気泡を作り出す。そうすると、約７０％が窒素で構成される空気の気泡が、植物の根から吸収し続けられる。すなわち、空気中の窒素を土壌内に固定することができる炭化堆肥を得ることができる。
また、ジャトロハの果肉の炭化物は多孔質であり、直径約７万ｎｍ（７０μｍ）の孔が形成されている。これにより、炭化されたジャトロハの果肉は、土壌中の汚染物質（例えば、重金属、塩分、放射性物質および染料など）を孔に引き込み、その汚染物質を吸収して遮蔽することができる。なお、かかる場合、その孔内に発酵菌群（好塩性細菌や光合成細菌など）が住み着いていることが好ましい。また、炭化されたジャトロハの果肉の孔には空気中の窒素が入り込む。このため、ジャトロハの果肉は、空気中の窒素を土壌内に固定することができる。
また、炭化堆肥に太陽光が照射されると、炭化物が発熱し、その発熱により雑草種子が死滅する。これにより、雑草の除去に係る作業負担が軽減される。さらに、炭化堆肥中の炭化物の発熱により、土壌が保温されるので、糖度の高い果実を収穫することができる。
また、上記製造方法によれば、直径が３ｎｍ〜５００ｎｍ程度の炭素の微粒子であるカーボンブラックを得ることができる。すなわち、ジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質から、ゴム補強材、黒色着色剤、導電付与材および活性炭などに利用される高付加価値のカーボンブラックを得ることができる。
また、上記製造方法によれば、混合物の炭化の過程において、木酢液を得ることができる。すなわち、ジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質から食品加工および害虫対策に効果のある農薬として利用される高付加価値の木酢液を得ることができる。
また、上記製造方法によれば、油を絞って不要となったジャトロハの果肉および種子の搾りかす、搾汁後に不要となったバガスおよびマッドプレスから、炭化堆肥、カーボンブラックおよび木酢液などを創出することができる。すなわち、本発明の製造方法を用いれば、廃棄物となっていたジャトロハの果実および種子、さらなる有効活用先が求められているバガスやマッドプレスから、高付加価値の商材を創出することができる。これにより、廃棄物の削減を図ることができる。したがって、ＣＯ２の排出量が削減される。このため、ＣＯ２排出権を得ることができる。
（２）
上記した炭化物の製造方法において、混合物には、ボイラーアッシュがさらに含まれることが好ましい。なお、ここにいう「ボイラーアッシュ」とは、バガス等をボイラーで燃焼させた結果、得られる灰である。
上記混合物にボイラーアッシュを混入させることにより、多量の発酵菌群を混合物中に住み着かせることができる。このため、混合物を効率的に炭化させることができると共に、上記汚染物質の吸収効率を高めることができる。
（３）
上記した炭化物の製造方法において、混合物を８０℃以上９０℃以下の温度で維持して炭化を行うことが好ましい。
１２０℃程度の高温でジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質の炭化を行うと、マイナスイオンを帯びた活性炭が得られる。これに対し、上記製造方法によれば、プラスイオンおよびマイナスイオンを帯びた炭化物を有する炭化堆肥を得ることができる。
（４）
上記した炭化物の製造方法において、発酵菌群には、少なくとも光合成細菌、光熱細菌、乳酸菌、窒素固定菌、酵母菌および放射菌が含まれる。
光合成細菌は、他の菌群の共生のベースとなるものであって、太陽光との合成作用でイオン化して植物の吸収力を高めることができる。
光熱細菌は、高温で活動し、植物の病害虫の抑制を行う。
乳酸菌は、発酵によって乳酸を生成して他の病原微生物から生体を守ることができる。
窒素固定菌は、大気中の窒素を固定して植物に栄養素として供給される。
酵母菌は、有機物から二酸化炭素およびアルコールなどを生産することができる。
放射菌は、キチン質を好み、キチン質を分解して植物の病原菌の活性を抑制することができる。
上記した種々の菌を有する発酵菌群を採用することによって、光エネルギーとの合成作用により短時間でジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質の発酵を行うことができる。
また、上記発酵菌群は、好光性および好熱性の双方を備えているので、８０℃を超える環境化において、ジャトロハの果実、ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質の発酵を行うことができる。これにより、太陽光が多量に照りつけられる環境下において、発酵菌群が死滅するのを防止することができる。これにより、太陽光からの紫外線の殺菌効果により、雑殺菌が死滅した高付加価値の炭化堆肥を得ることができる。
また、上記発酵菌群は、好塩性を備えているので、塩分濃度の低い炭化堆肥となり、作物の栽培にとって良好な高付加価値の炭化堆肥を得ることができると共に、塩害地域において除塩効果を発揮することができる。
（５）
上記製造方法により製造される炭化堆肥は、プラスイオンおよびマイナスイオンを帯びた炭化物を含む炭化堆肥となる。この炭化堆肥は、太陽光が照射されると、炭化物が微振動を起こして、土壌のなかに入り込み、植物の根の近辺に多量の気泡を作り出す。そうすると、約７０％が窒素で構成される気泡が、植物の根から吸収し続けられる。すなわち、空気中の窒素を土壌内に固定することができる炭化堆肥を得ることができる。
また、ジャトロハの果肉の炭化物は多孔質であり、直径約７万ｎｍ（７０μｍ）の孔が形成されている。これにより、炭化されたジャトロハの果肉は、土壌中の汚染物質（例えば、重金属、塩分、放射性物質および染料など）を孔に引き込み、その汚染物質を吸収して遮蔽することができる。なお、かかる場合、その孔に発酵菌群（好塩性細菌や光合成細菌など）が住み着いていることが好ましい。
また、炭化堆肥に太陽光が照射されると、炭化物が発熱し、その発熱により雑草種子が死滅する。これにより、雑草の除去に係る作業負担が軽減される。さらに、炭化堆肥中の炭化物の発熱により、土壌が保温されるので、糖度の高い果実を収穫することができる。
また、上記製造方法により製造されるカーボンブラックは、ゴム補強材、黒色着色剤、導電付与材および活性炭などに利用することができる。
また、上記製造方法により製造される木酢液は、食品加工および害虫対策に効果のある農薬として利用することができる。
また、上記製造方法により製造される炭化肥料、カーボンブラックなどの炭化物は、廃棄物となっていたジャトロハの果実および種子、さらなる有効活用が求められているバガスやマッドプレスが主原料となっている。これにより、廃棄物の削減を図ることができるので、ＣＯ２の排出量が削減される。
（６）
本発明に係る木酢液は、黒色の炭化物を含むので、この木酢液をジャトロハ廃棄物やサトウキビ廃棄物に散布することにより、ジャトロハ廃棄物やサトウキビ廃棄物の表面が黒色化して、太陽光線（特に、熱線）の吸収効率が増大し、より好熱性細菌の繁殖増大が期待できる。
（７）
本発明に係る放射性物質除去材および除塩材は、上述の炭化物を有効成分とする。このため、本発明に係る放射性物質除去材および除塩材は、効率よく放射性物質や塩分を吸収して遮蔽することができる。
本発明の一実施形態に係る炭化物の製造方法を概念的に示した図である。 ジャトロハの生長速度を示した模式図である。 炭化堆肥を製造するプラントの全体構成を示した模式図である。 炭化物の製造方法を示したフローチャートである。 炭化堆肥を施肥した土壌の様子を示した模式図である。
１０ ビニールハウス
１１ 充填部
１２ 気体貯留部
２０ 蒸気収集キャップ
３０ 吸い込みブロワ
４０ 吹き出しブロワ
１００ 炭化堆肥製造プラント
以下、本発明の実施形態に係る炭化物の製造方法、その製造方法により製造される炭化物、その炭化物を含む木酢液、ならびに、その炭化物を有効成分とする放射性物質除去材および除塩材について図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る炭化物の製造方法は、図１に示すように、ジャトロハの果実の果肉Ａ（図中では、果実ごみ）およびジャトロハの果実の種子から油を絞った絞りかすＢ（以下、ＡおよびＢを総称して「ジャトロハ廃棄物」とする）を発酵菌群Ｃと混合して、その混合物に光エネルギーを与えて炭化を行うことを特徴とするものである。なお、上記ジャトロハ廃棄物に、サトウキビ廃棄物（例えば、バガスやマッドプレス等）が混入されてもよい。また、ジャトロハ廃棄物が、サトウキビ廃棄物（例えば、バガスやマッドプレス等）に置き換えられてもかまわない。
また、この炭化物の製造方法では、ジャトロハの果実の果肉Ａおよびジャトロハの果実の種子から油を絞った絞りかすＢと発酵菌群Ｃとの混合物を、８０℃以上９０℃以下の低温度で維持して炭化を行うことが好ましい。
また、この炭化物の製造方法では、上記混合物にボイラーアッシュを添加することが好ましい。
また、本実施形態に係る炭化物は、上記した製造方法により製造されることを特徴とするものである。
また、本実施形態に係る木酢液は、上記した製造方法により製造される炭化物を含むことを特徴とするものである。
また、本実施形態に係る放射性物質除去材および除塩材は、上記した製造方法により製造される炭化物を有効成分とすることを特徴とするものである。
なお、上記したジャトロハの果実とは、ジャトロハの果実の皮、ジャトロハの果実の果肉およびジャトロハの果実の種子の総称である。
ジャトロハとは、痩せた土壌（年間降雨量が５００ｍL程度の土地、火山灰地）でも生長可能な植物である。このジャトロハは、毒性の強い種子を有する果実を実らせる。このジャトロハの果実の種子は、油分に富む種子であって、その種子から絞られて精製されたオイルは、バイオディーゼル燃料として使用可能なジャトロハクルードオイルとして使用される。
ジャトロハは、非常に生長の早い植物であって、図２に示すように、植林後、２カ月で約２０ｃｍ、８カ月で約１８０ｃｍ、１年で２００ｃｍ、３年で３００ｃｍ、５年で５００ｃｍにまで生長する。約５年で成木となったジャトロハは、約５０年間果実の収穫が可能である。また、このジャトロハは、年に２回以上、果実の収穫が可能である。
ジャトロハは、１ｈａあたり３０ｔの果実が収穫可能であって、果実の果肉の割合は、約２２．５ｔであり、種子の割合は、約７．５ｔである。ジャトロハの果肉は、直径が７万ｎｍ（７０μｍ）の孔を多数有する多孔質であり、炭化したジャトロハの果肉の孔には、土壌中の重金属および染料が引き込まれる。また、この炭化したジャトロハの果肉の孔には空気が入り込む。このため、炭化したジャトロハの果肉は、土壌内において空気中の窒素を保持することができる。
また、ジャトロハの種子は、絞り機などにより油が絞られて、約６．０ｔの搾りかすが残余する。本実施形態では、ジャトロハの果肉（約２２．５ｔ）および搾りかす（６．０ｔ）から、炭化堆肥（約４．８ｔ）、カーボンブラック（２．０ｔ）、および、木酢液（３．０ｔ）が生成される。
本実施形態に係る炭化物の製造方法によれば、ジャトロハ廃棄物からは、炭化堆肥以外にも、高付加価値商材であるカーボンブラック（約２．０ｔ）、木酢液（３．０ｔ）が得られる。また、種子を絞って得られた油は、精製されて、バイオディーゼル燃料として利用可能なジャトロハクルードオイル（約１．５ｔ）が得られる。
ジャトロハ廃棄物から製造された炭化堆肥は、土壌改良剤、有機肥料、園芸炭、土壌汚染浄化剤などとして利用される。また、カーボンブラックは、ゴム補強材、黒色着色剤、導電付与材、活性炭などとして利用される。また、木酢液は、害虫対策に効果的な農薬、食品加工などに利用される。また、ジャトロハクルードオイルは、輸送燃料、インク溶剤、石鹸、プラスチック商材として利用される。このように、ジャトロハ由来の炭化堆肥、カーボンブラック、木酢液およびジャトロハクルードオイルは、付加価値の高い商材として販売される。
ここで、本実施形態では、上記した炭化物（炭化肥料、カーボンブラックなど）を生成する上で必要となる発酵菌群は、少なくとも光合成細菌、光熱細菌、乳酸菌、窒素固定菌、酵母菌および放射菌を有することが好ましい。この発酵菌群は、好光性、好熱性および好塩性を備えている。
好光性細菌は、例えば、光合成細菌であって、この光合成細菌としては、特に限定されないが、紅色細菌、緑色細菌、好気性光合成細菌、ヘリオバクテリウム等が挙げられる。当然、光をエネルギーとして増殖する耐熱性の酵母も使用可能である。
好熱性細菌は、「生育至適温度が、５０〜１０５℃で、３０℃以下の温度ではほとんど増殖しない細菌の総称。通常の細菌は中性温、すなわち生育の至適温度が２５〜４０℃であり、５０℃以上では一般に生育し難い。なお、高温でも低温でも生育可能な細菌は耐熱性細菌とよんで区別される。」（八杉他編「岩波生物学辞典第４版」（１９９６−３−２１）岩波、ｐ４５２参照）とされているが、本明細書では、好熱性細菌には耐熱性細菌も含む。昼間はビニールハウス１０（図３参照）内は、高温となるが、夜間は、温調しなければ、通常細菌の生育至適温度２５〜４０℃に下がる場合もあるためである。
好塩性の細菌は、「５〜１０ｗｔ％あるいはそれ以上の食塩濃度の培地を好む細菌や菌類」をいい、菌体内に多量のＮａ＋を取り入れて塩濃度を低下させる細菌を言う（同ｐ４２４参照）。
上記した好光性、好熱性および好塩性を備える発酵菌群として、例えば、吉良微生物研究所（愛知県幡豆郡吉良町大字鮫馬字内の山２３）から製造販売されている「ケイエヌ菌」群を好適に使用することができる。この「ケイエヌ菌」群は、下記の如く、日本各地から採取した種菌（微生物種）を工場で４０年以上、培養・安定化させた一連の微生物群である。日本各地の山や神社の大木（通常、樹齢１００年以上）の根っこに小穴（径・深さとも約１０〜１５ｃｍ）を掘りそこへ、砂糖５０〜１００ｃｃ、酢１０〜１５ｃｃを添加して、土を被せて２〜３日放置後、種菌を採取する。上記種菌を工場に持ち帰り、栄養源となるカット野菜（レタス、キャベツ、白菜、スイカ、なす等）と混合して、加温（３０〜４０℃）しながら発酵させて培養する。菌が安定してきたら（約１年後）、太陽光を培地に直接照射した後、残存生菌のみを取り出し、上記と同様にして培養を１年間行なう。この工程を繰り返す。この際、直接照射の期間は、１日、３日、１週間、１ケ月、２ケ月、３ケ月と順次増やして行く。培養期間が５年程経過したら、直接照射の際に、培地が６０℃以上となるように温調を行なう。
こうして、微生物群は、好光性および好熱性を備えたものとなる。該「ケイエヌ菌」の特性は、下記の如くである。
主として太陽光線の光で反応し、好気性・嫌気性のどちらの状態でも活動する。
ジャトロハ廃棄物の水分（湿量含量基準）が７０ｗｔ％以下（望ましくは４５〜６５％）、温度４０〜１００℃（望ましくは５０〜７０℃）において、太陽光線があれば増殖して、ジャトロハ廃棄物の発酵・分解を促進させる。
塩のＮａ＋を選択的に取り込み、通常の発酵分解の場合に比して、発酵残渣・発酵残水中の塩濃度（主としてＮａＣｌ）が半分以下となる。したがって、有機物の発酵を促進させ、高温発酵と相まって、処理物が早く乾燥する。
分解・発酵時に７０℃以上の高温となる。腐敗菌及び雑菌が死滅して、それらのメタン菌等に起因するアンモニアガス、メタンガス、ブタンガス等の発生が抑制される。
有機物と無機塩との分離作用を有する。
ジャトロハ廃棄物は、図３に示すように、密閉されたビニールハウス１０内で堆肥化される。このように密閉されたビニールハウス１０内でジャトロハ廃棄物を堆肥化処理するのは、ジャトロハ廃棄物から発生する臭気（特に、投入直後から発酵初期・中期まで）を外部へ放出させないためである。
ジャトロハ廃棄物に与える光エネルギー源は、通常、太陽光とするが、紫外線照射ランプ等であってもよい。例えば、夜間や曇天・雨天の日に、紫外線照射ランプを補助的に使用して、ジャトロハ廃棄物の発酵を促進させてもよい。
即ち、気体貯留部の貯留する気体（ガス）は、混合物の分解および発酵熱により加温され、さらに、太陽熱により加熱された高温ガスである。この高温ガス（通常、６０℃以上）をジャトロハ廃棄物の底部側から導入することにより、ジャトロハ廃棄物が加熱されて、当該混合物中の微生物群の繁殖が促進される。この際、通常雑菌（６０℃以上では死滅する。）の繁殖が抑制される。また、ジャトロハ廃棄物の表面は、太陽光により殺菌される。
また、ジャトロハ廃棄物の発酵および分解により生成する木酢液は、そのまま商品化しても良いが、防虫剤としてジャトロハ廃棄物に散布することも可能である。本実施形態に係る炭化物の製造方法では、ビニールハウス１０内を６０℃以上の高温とするため、分解および発酵に伴い炭化物が生成され、当該炭化物（黒色）が木酢液中に含まれる。このため、木酢液をジャトロハ廃棄物の表面に散布することにより、当該ジャトロハ廃棄物の表面が黒色化して、太陽光線（特に、熱線）の吸収効率が増大し、より好熱性細菌の繁殖増大が期待できる。
次に、図３を参照して、上記のジャトロハ廃棄物の炭化に使用する炭化堆肥製造プラントについて説明する。
この炭化堆肥製造プラント１００は、図３に示すように、ジャトロハ廃棄物を収容するビニールハウス１０と、蒸気収集キャップ２０と、吸い込みブロワ３０と、吹き出しブロワ４０と、を備えている。
ビニールハウス１０は、ジャトロハ廃棄物を収容する充填部１１、および、当該充填部１１の上方に形成される気体貯留部１２を有している。充填部１１には、ジャトロハ廃棄物と発酵菌群とを混合した混合物が収容されている。そして、気体貯留部１２には、混合物の分解・発酵により生じたガスが貯留される。このガスは、太陽光により加熱されて高温（約６０℃）のガスとなる。
気体貯留部１２には、蒸気収集キャップ２０が設けられている。気体貯留部１２中の蒸気は、蒸気収集キャップ２０の内部にある化石サンゴを通過して、図示しないタンクへと回収される。このタンク３１には、ジャトロハ廃棄物が発酵した際に生じる木酢液が回収される。
吸い込みブロワ３０は、ビニールハウス１０の外部に設けられており、気体貯留部１２の付近に漂う蒸気を吸引するために設けられている。この吸い込みブロワ３０が駆動すると、上記した蒸気収集キャップ２０から気体貯留部１２内の蒸気が、ダクト３２を介して、タンク３１に回収される。
吹き出しブロワ４０は、気体貯留部１２から回収された高温ガスを、ビニールハウス１０内のジャトロハ廃棄物の下方に供給するために設けられている。充填部１１に収容されるジャトロハ廃棄物は、吹き出しブロワ４０から吹き出された高温ガスにより撹拌される。この高温ガスによる気体撹拌により、発酵菌群の繁殖が増大される。
次に、図４を参照して、ジャトロハ廃棄物の堆肥化方法について詳細に説明する。
まず、ジャトロハの果肉Ａおよびジャトロハの種子の搾りかすＢ（図１参照）を準備する（ステップＳ１）。そして、ジャトロハ廃棄物および発酵菌群Ｃが、所望の混合割合になるように計量する（ステップＳ２）。この際、ジャトロハ廃棄物に含まれるゴミなどを分離しておく（ステップＳ３）。そして、ジャトロハ廃棄物と発酵菌群Ｃとを混合すると共に、当該混合物の水分量を調整する（ステップＳ４）。そして、本実施形態では、ビニールハウス１０の気体貯留部１２に貯留される高温ガスを循環させてジャトロハ廃棄物の底面側に供給する（ステップＳ５）。そして、堆肥化された混合物をふるいにかけて（ステップＳ６）、炭化堆肥を製造する。
＜本実施形態の炭化物の製造方法の特徴＞
上記実施形態に係る炭化物の製造方法では、ジャトロハの果実の果肉Ａ（図中では、果実ごみ）およびジャトロハの果実の種子から油を絞った絞りかすＢ（以下、ジャトロハ廃棄物とする）等を発酵菌群Ｃと混合して、その混合物に光エネルギーを与えて炭化を行なう。これにより、図５に示すように、プラスイオンおよびマイナスイオンを帯びた炭化物（Ｃ）を含む炭化堆肥を得ることができる。この炭化堆肥は、太陽光が照射されると、炭が微振動を起こして、土壌のなかに入り込み、植物の根の近辺に多量の気泡を作り出す。そうすると、約７０％が窒素で構成される気泡が、植物の根から吸収し続けられる。すなわち、空気中の窒素を土壌内に固定することができる炭化堆肥を得ることができる。
上記実施形態に係る炭化物の製造方法において、混合物を８０℃以上９０℃以下の温度で維持して堆肥化を行うことによって、プラスイオンおよびマイナスイオンを帯びた炭を含む炭化堆肥を効率良く生成することができる。
また、ジャトロハの果肉は多孔質であり、直径約７万ｎｍ（７０μｍ）の孔が形成されている。これにより、炭化されたジャトロハの果肉は、土壌中の汚染物質（例えば、重金属および染料など）を孔に引き込むことができる。これにより、良質な土壌を得ることができる。
また、上記実施形態に係る炭化物の製造方法において、混合物にボイラーアッシュが添加されることによって、多量の発酵菌群を混合物中に住み着かせることができると共に混合物を効率的に炭化させることができ、上記汚染物質の吸収効率を高めることができる。
また、炭化されたジャトロハの果肉の孔には、空気中の窒素が入り込むので、空気中の窒素を土壌内に固定することができる。
また、上記した炭化物の製造方法により製造された炭化堆肥は、太陽光が照射されると、炭が発熱し、その発熱により雑草種子が死滅する。これにより、雑草の除去に係る作業負担が軽減される。さらに、炭化堆肥中の炭の発熱により、土壌が保温されるので、糖度の高い果実を収穫することができる。
また、上記実施形態の炭化物の製造方法において、発酵菌群として「ケイエヌ菌」群を用いることによって、光エネルギーとの合成作用により短時間で炭化堆肥の発酵を行うことができる。
また、「ケイエヌ菌」群は、好光性および好熱性の双方を備えているので、８０℃を超える環境化において、土壌の発酵を行うことができる。これにより、太陽光からの紫外線の殺菌効果により、雑殺菌が死滅した炭化堆肥を得ることができる。
さらに、「ケイエヌ菌」群は、好塩性を備えているので、塩分濃度の低い堆肥となり、作物の栽培にとって良好な堆肥を得ることができると共に、塩害地域において除塩効果を発揮することができる。
また、気体貯留部１２に貯留した高温ガスをジャトロハ廃棄物の底面側から吹き出させて攪拌することにより、ジャトロハ廃棄物の温度分布が均一となるとともに、高温ガス中に浮遊している細菌がジャトロハ廃棄物に搬送される。このため、細菌の増殖が均一となり、ジャトロハ廃棄物の堆肥化処理が促進される。
また、上記製造方法によれば、直径が３ｎｍ〜５００ｎｍ程度の炭素の微粒子であるカーボンブラックを得ることができる。すなわち、ジャトロハ廃棄物から、ゴム補強材、黒色着色剤、導電付与材、および、活性炭などに利用される高付加価値のカーボンブラックを得ることができる。
また、上記製造方法によれば、ジャトロハ廃棄物の炭化の過程において、木酢液を得ることができる。すなわち、ジャトロハ廃棄物から、食品加工および害虫対策に効果のある農薬として利用される高付加価値の木酢液を得ることができる。
また、上記製造方法によれば、油を絞って不要となったジャトロハ廃棄物等から、炭化堆肥、カーボンブラックおよび木酢液などを創出することができる。すなわち、本実施形態の製造方法を用いれば、廃棄物となっていたジャトロハから、高付加価値の商材を創出することができる。これにより、廃棄物の削減を図ることができるので、ＣＯ２の排出量が削減される。
また、光エネルギーとして太陽光を使用することにより、電気エネルギーを使用する必要がなく、省エネルギーにつながる。
＜実施例＞
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
ジャトロハ廃棄物にケイエヌ菌を添加した後、そのジャトロハ廃棄物を、図３に示されるビニールハウス１０内で炭化堆肥化させた。
上記のようにして得られた炭化物の放射性ヨウ素吸着率を測定したところ、その値は７１０ｍｇ／ｇであった。また、この炭化物による土壌中の塩分の除去率を測定したところ、その結果は表１に示される通りであった。
Figure 2012105240
以上、本発明の実施形態および実施例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

Claims (8)

  1. ジャトロハの果実、前記ジャトロハの果実由来の物質およびサトウキビ由来の物質の少なくとも１種の物質と、発酵菌群との混合物に光エネルギーを与えて炭化を行なう
    炭化物の製造方法。
  2. 前記混合物には、ボイラーアッシュがさらに含まれる
    請求項１に記載の炭化物の製造方法。
  3. 前記混合物を８０℃以上９０℃以下の温度で維持して炭化を行う
    請求項１または２に記載の炭化物の製造方法。
  4. 前記発酵菌群には、少なくとも光合成細菌、光熱細菌、乳酸菌、窒素固定菌、酵母菌および放射菌が含まれる
    請求項１から３のいずれかに記載の炭化物の製造方法。
  5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の炭化物の製造方法により製造される
    炭化物。
  6. 請求項５に記載の炭化物を含む
    木酢液。
  7. 請求項５に記載の炭化物を有効成分とする放射性物質除去材。
  8. 請求項５に記載の炭化物を有効成分とする除塩材。
JP2012555753A 2011-01-31 2012-01-31 炭化物の製造方法、炭化物、木酢液、放射性物質除去材および除塩材 Pending JPWO2012105240A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011018005 2011-01-31
JP2011018005 2011-01-31
PCT/JP2012/000626 WO2012105240A1 (ja) 2011-01-31 2012-01-31 炭化物の製造方法、炭化物、木酢液、放射性物質除去材および除塩材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2012105240A1 true JPWO2012105240A1 (ja) 2014-07-03

Family

ID=46602463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012555753A Pending JPWO2012105240A1 (ja) 2011-01-31 2012-01-31 炭化物の製造方法、炭化物、木酢液、放射性物質除去材および除塩材

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2012105240A1 (ja)
CN (1) CN103459053A (ja)
WO (1) WO2012105240A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6202595B2 (ja) * 2013-03-04 2017-09-27 株式会社アタック 除染剤の製造方法および除染方法
CN109153050B (zh) 2016-05-11 2019-06-18 谷黑克守 生物质材料的超低温碳化处理方法和碳化物的制造方法
CN108299090A (zh) * 2018-02-13 2018-07-20 平南县亿翔环保能源有限公司 桑树专用叶面肥及其制备方法
CN108178693A (zh) * 2018-02-13 2018-06-19 平南县亿翔环保能源有限公司 含有木醋液的桑树专用肥
CN111069243B (zh) * 2019-12-25 2021-04-13 赵莉莉 一种城市生活垃圾处理系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204295A (ja) * 1990-11-30 1992-07-24 Tomoji Tanaka 原子力発電に於ける放射能汚染塵灰と排水及び土壌の淨化法
JPH09234446A (ja) * 1996-03-04 1997-09-09 Masashige Nishi 微生物による熱エネルギー発生装置
JPH10183135A (ja) * 1996-12-25 1998-07-14 Norio Namikata 有機物の炭化処理装置及び炭化処理方法
JP2001019580A (ja) * 1999-06-29 2001-01-23 Wakaba:Kk 有機廃棄物堆肥化処理方法及びそれに使用する装置
JP2003192476A (ja) * 2001-12-20 2003-07-09 Nihonkai Kankyo Service Kk クリンカーアッシュ並びにフライアッシュを混合し発酵させた土壌改良効果を有する有機肥料及びその製造方法
JP2009062531A (ja) * 2007-08-13 2009-03-26 Hisakazu Ikeda 乾燥有機物燃料の製造方法及びその製造装置
WO2010044167A1 (ja) * 2008-10-17 2010-04-22 Miyanouchi Koji 有用産物製造装置、その装置によって製造された有用産物及びその製造方法
JP2010209177A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Lion Corp 精製ジャトロファ油の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204295A (ja) * 1990-11-30 1992-07-24 Tomoji Tanaka 原子力発電に於ける放射能汚染塵灰と排水及び土壌の淨化法
JPH09234446A (ja) * 1996-03-04 1997-09-09 Masashige Nishi 微生物による熱エネルギー発生装置
JPH10183135A (ja) * 1996-12-25 1998-07-14 Norio Namikata 有機物の炭化処理装置及び炭化処理方法
JP2001019580A (ja) * 1999-06-29 2001-01-23 Wakaba:Kk 有機廃棄物堆肥化処理方法及びそれに使用する装置
JP2003192476A (ja) * 2001-12-20 2003-07-09 Nihonkai Kankyo Service Kk クリンカーアッシュ並びにフライアッシュを混合し発酵させた土壌改良効果を有する有機肥料及びその製造方法
JP2009062531A (ja) * 2007-08-13 2009-03-26 Hisakazu Ikeda 乾燥有機物燃料の製造方法及びその製造装置
WO2010044167A1 (ja) * 2008-10-17 2010-04-22 Miyanouchi Koji 有用産物製造装置、その装置によって製造された有用産物及びその製造方法
JP2010209177A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Lion Corp 精製ジャトロファ油の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103459053A (zh) 2013-12-18
WO2012105240A1 (ja) 2012-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101920258B (zh) 二氧化碳零排放型有机废弃物能源化利用的系统
CN101914572B (zh) 二氧化碳零排放型有机废弃物能源化利用的方法
CN110326385A (zh) 一种利用生物炭改良植烟土壤的方法
CN109534636A (zh) 一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产系统
Tabi et al. The usage of empty fruit bunch (EFB) and palm pressed fibre (PPF) as substrates for the cultivation of Pleurotus ostreatus
CN104450597A (zh) 一种石油降解菌固体菌剂的制备方法及由其制备的固体菌剂修复石油污染的土壤的方法
CN102173891A (zh) 基于桉树皮为原料的轻型有机基质加工方法
CN104446683A (zh) 一种城市生活污泥综合处理工艺
WO2012105240A1 (ja) 炭化物の製造方法、炭化物、木酢液、放射性物質除去材および除塩材
CN103342596B (zh) 一种番茄育苗基质及其制备方法
CN104788244A (zh) 一种有机肥料及其制备方法
CN102276299A (zh) 处理餐厨垃圾的方法
CN107827502A (zh) 一种餐厨垃圾堆肥用于土壤改良的方法
CN105272421A (zh) 农业栽培基质及其生产方法和应用
Liu et al. Influence of pyrolysis conditions on nitrogen speciation in a biochar ‘preparation-application’process
CN108840781A (zh) 一种用于烟草的生物专用肥及其制备方法和应用
CN104860738A (zh) 一种生物质炭基育苗基质及其制备方法
CN109089830A (zh) 一种利用污泥堆肥制备的香水百合栽培基质及制备方法
CN106866231A (zh) 一种含有中药渣的玉米秸秆生物质炭有机肥
CN103283484B (zh) 利用柿木屑栽培猴头菌的方法
Jansirani et al. Production and utilization of vermicast using organic wastes and its impact on Trigonella foenum and Phaseolus aureus
CN107306780A (zh) 一种蔬菜的栽培基质及其制备方法以及栽培方法
Malabadi et al. Industrial Cannabis sativa: Hemp-Biochar-Applications and Disadvantages
CN111197007A (zh) 一种高效堆肥用菌砖的生产方法
CN103898029A (zh) 一种园林废枝叶发酵菌剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140822

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20141212