JP2000319676A

JP2000319676A - 固形化燃料及びその製造方法

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Publication number: JP2000319676A
Application number: JP11129545A
Authority: JP
Inventors: Akio Kase; 昭雄加瀬; Hiroshi Usukura; 博臼倉; Toshiaki Eguchi; 寿昭江口
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd; Otsuka Iron Works Ltd
Current assignee: Otsuka Iron Works Ltd; Astemo Ltd
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】食品加工残渣を積極的に有効利用する。食品
加工残渣の再資源化、有効活用化、省資源化を図る。【解決手段】固形化燃料は、食品加工残渣等の可燃ご
みの炭化物の破砕されたものを加熱加圧して成形し、又
は炭化物の破砕されたものに有機結合材と無機結合材の
中の１種又は複数種を混練し、その混練物を成形機によ
り所定形状に加圧して成形してなる。ハンドリングに便
利で、高発熱量の安定した燃焼が実現可能であり、燃焼
の制御が容易である。製造方法は、可燃ごみの炭化物の
破砕されたものに消石灰及び糖蜜を所定割合で混練し、
０．５〜６ｔ／ｃｍ²の圧力で所定形状に成形する。混
練物に適度の流動性と結合力が得られ、連続成形による
大量生産に好適。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固形化燃料及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の固形化燃料は、原料として石炭、
木炭などを用い、その粉末を粘着剤で卵形、筒形その他
の一定の形状に押し固め、乾燥させてなるものである。
また、家庭から排出されるごみを破砕し、これを高温熱
風で乾燥させ、添加剤を加えて一定形状に成形してなる
ものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】石炭や木炭は、固形化
燃料の原料となりうるまでに、採掘、破砕、分級あるい
は、加熱、燻蒸、破砕、分級などの工程を経る必要があ
るので、原料コストが高く付く。また、石炭や木炭の使
用は、貴重な有限の有価資源の大量消費となり、資源枯
渇や環境破壊に繋がる。家庭ごみを原料とする固形化燃
料は、燃焼時に黒煙を発生するので、大気を汚染しない
ようにするために、経費がかかる。また、物性の異なる
乾燥ごみの密度及び分布が不均一であるため、発熱量が
不安定であり、燃焼の制御が複雑困難である。

【０００４】一方、生鮮食料品、とくに生野菜などを原
料とする加工食品の製造過程では、比較的大量の残渣が
発生する。また、生野菜の卸売店からは商品の体裁改善
や均質化のために大量の野菜屑が発生し、また、生野菜
の販売店からは商品の鮮度低下に伴い、相応の割合で野
菜廃棄物が発生する。さらに、学校の食堂やホテルのレ
ストラン、その他の外食産業からも、大量の残飯その他
の厨芥が発生する。本明細書では、これらを食品加工残
渣等と称する。従来は、食品加工残渣等は、そのまま山
林中に投棄処分したり、焼却炉で焼却し、その生成物で
ある炭や灰を一般廃棄物として投棄処分し、あるいは埋
立て処分したりしていた。投棄処分は、環境汚染が社会
問題となって、今後は許されなくなりつつあり、また、
焼却処分は、熱エネルギーの浪費になるばかりでなく、
排煙及びこれに含まれるダイオキシンが深刻な環境汚染
を引起こすことから、汚染防止のために膨大な設備費が
かかることが危惧されている。

【０００５】本発明者は、食品加工残渣等の上記従来の
処理方法が、高い経費がかかる投棄又は焼却等の消極的
処理に頼るばかりで、何等生産性が無い点に鑑み、食品
加工残渣等を積極的に有効利用するためになされたもの
であり、その課題は、食品加工残渣等の再資源化、有効
活用化、省資源化を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による固形化燃料は、食品加工残渣等の可燃
ごみの炭化物を破砕したものをハンドリングに耐え得る
硬さを有する所定形状に成形してなることを特徴として
いる。上記固形化燃料は、ハンドリングに耐え得る硬さ
を有するので、成形後の袋詰め又は箱詰め、貯蔵、出
荷、運搬などのハンドリングを、固形化燃料を崩壊や破
壊させずに円滑に行うことができる。また、粉粒状の炭
化物は燃えにくく、燃焼が不安定であるため、熱量制御
が困難であるのに対し、上記固形化燃料は、一定形状を
有しているので燃え易く、燃焼が安定しているため、燃
焼の制御が容易である。

【０００７】上記固形化燃料は、食品加工残渣等の可燃
ごみの炭化物を破砕したものを加熱加圧により成形した
ものでも良く、また、食品加工残渣等の可燃ごみの炭化
物を破砕したものに所要量のバインダーを添加して混練
し、その混練物を加圧して成形したものでも良い。いず
れの場合も、ハンドリングが容易であり、燃焼の制御が
容易である。

【０００８】食品加工残渣等の可燃ごみの炭化物を原料
とする固形化燃料のバインダーとしては、糖蜜、澱粉、
リグニン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、タールピ
ッチなどの有機結合材、消石灰、水ガラス、セメントな
どの無機結合材の１種又は複数種を混合したものを用い
ることができる。上記バインダーを用いて加圧成形され
た固形化燃料は、原料炭化物の結合力が確実であり、成
形後の保形性に優れている。

【０００９】バインダーには、消石灰と糖蜜を用い、炭
化物と消石灰と糖蜜の混合割合を、重量比で８０〜９
５：８〜２：１２〜３とすることが好ましい。バインダ
ーに消石灰と糖蜜を用いた固形化燃料は、燃焼前はハン
ドリングに耐え得る適度な硬さを有するので形崩れが無
く、ハンドリングを円滑に行うことができ、燃焼後は、
乾燥家庭ごみから作られる従来の固定化燃料よりも燃え
殻の発生量が少なく、飛塵が発生しない。また、前記混
合割合にした場合は、成形機で成形された後の保形性に
優れている。

【００１０】本発明による固形化燃料の製造方法は、食
品加工残渣等の可燃ごみの炭化物を破砕したものに、バ
インダーを５〜２５重量％の割合で混練し、その混練物
を成形機において０．５〜６ｔ／ｃｍ²の圧力を加えて
所定形状に成形することを特徴としている。炭化物に対
するバインダーの混合率を上記範囲とした場合は、炭化
物に流動性が維持され、かつ、炭化物に結合力が得られ
るので、ミキサーによる混練及びホッパーから成形機へ
の送出しが円滑に行なわれ、成形畿における加圧成形時
に所定形状に成形される。また、成形時の圧力を上記範
囲とした場合は、満足な所定形状を有する固形化燃料が
成形される。

【００１１】

【発明の実施の形態】続いて、本発明の実施の形態につ
いて説明する。原料として用いる炭化物は、食品加工残
渣等の可燃ごみの炭化物を破砕したものである。食品加
工残渣等は、生野菜市場、生野菜販売店（八百屋）など
で展示中に鮮度が低下して販売不可能になった大豆モヤ
シや大根モヤシやカット野菜、商品の体裁改善のために
剥ぎ取った野菜屑等の野菜類、仕出し弁当屋あるいはホ
テルなどの大量の料理・弁当などの供給者において発生
する残飯、厨芥類、その他、食品加工の過程で発生する
有機質の可燃ごみである。

【００１２】原料炭化物は、食品加工残渣等の可燃ごみ
の一定量を既知の炭化装置内に投入し、無酸素状態で高
温に加熱し、乾燥させ、炭化させることにより得られ
る。炭化装置には、投入された可燃ごみを撹拌するため
の撹拌機を備えているものがある。このような炭化装置
では、炭化物は生成する間に、その撹拌機によりある程
度は破砕される。炭化装置から排出された炭化物を、破
砕機により粉状又は粒状に破砕されたものを用いるの
で、成形機による成形を容易に行うことができる。

【００１３】破砕された炭化物から所定形状の固形化燃
料を作る方法には、加熱加圧して成形する方法と、破砕
された炭化物にバインダーを添加して混練し、これを成
形機で加圧成形する方法とがある。バインダーを炭化物
に添加する目的は、第１に、破砕された炭化物の混練物
に、適度の流動性を与えて成形機による成形を容易にす
るため、第２に、破砕された炭化物を成形時に所定の形
状に結合し、保形するためである。燃焼後に飛塵を発生
させないため、又は発生量を抑制するために用いられる
場合もある。このためのバインダーとしては、糖蜜、
澱粉、リグニン、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）などの有機結合材、消石灰、水ガラス、セメ
ント、タールピッチなどの無機結合材の１種又は複数
種を混合したものを用いることができる。炭化物の物性
又は固形化燃料の用途などに応じて、用いるバインダー
を選択すればよい。

【００１４】上述したように、食品加工残渣等には様々
なものがあり、従って、これらの炭化物も物性及び化学
的組成において変動するので、使用されるバインダーの
種類及び添加量（炭化物とバインダーの混合割合の有効
範囲及び最適範囲）は、炭化物の物性及び化学的組成に
より異なる。また、炭化物の粒径が小さくなればなる
程、バインダーの必要量が多くなり、逆に炭化物の粒径
が大きくなればなる程、バインダーの必要量が少なくな
る。炭化物に対するバインダーの混合割合の有効範囲
は、５〜２５％である。消石灰と糖蜜を用いる場合の、
炭化物と消石灰と糖蜜の混合割合の有効範囲は、重量比
で８０〜９５：８〜２：１２〜３である。最適範囲は、
９０：４：６である。消石灰の上限値が８、糖蜜の上限
値が１２を越えると、固形化燃料の発熱量が低下するの
で好ましくない。また、消石灰の下限値が２を下回り、
糖蜜の下限値が３を下回ると、混練物の成形性が悪化す
るので、好ましくない。また、炭化物とバインターの混
合割合の有効範囲及び最適範囲は、炭化物の原料である
廃棄物の種類により異なるので、本発明は、上記範囲に
限定されるものではない。さらにバインダーの種類が異
なれば、炭化物とバインダーとの混合割合も異なる。

【００１５】三菱マテリアル資源開発株式会社環境技術
センターが行った、上記固形化燃料の成分分析の結果
は、表１に示す通りである。

【表１】

【００１６】上記固形化燃料は、混練物を成形機により
所定形状に加圧成形してなるので、梱包、搬送、貯蔵、
出荷、使用などのハンドリングに便利である。そして、
その形状及び大きさにより、発電用燃料、暖房用燃料、
アウトドアライフ用燃料などの様々な用途に供すること
ができる。

【００１７】次に、上記固形化燃料の製造方法を説明す
る。図１は、製造装置の構成を概略的に示す概念図であ
る。１は破砕機であり、炭化装置に破砕機能がない場合
に、その炭化装置から排出された炭化物を粉・粒状に破
砕するために用いられる。従って、破砕機能を有する炭
化装置を用いる場合は、破砕機は不要である。２はミキ
サーであり、破砕機能を有する炭化装置から排出され
た、又は破砕機１から排出された、破砕された炭化物
と、第１のバインダーとしての消石灰とを投入して、撹
拌混合し、その後に、第２のバインダーとしての糖蜜を
注入し、混合して、炭化物と消石灰と糖蜜とを混練す
る。この場合、炭化物と消石灰と糖蜜との混合割合を、
一例として、重量比で９０：４：６とする。この割合で
混練する場合は、混練物に適度の流動性が得られ、か
つ、炭化物の各粒子間に適度の結合力が得られる。

【００１８】次に、ミキサー２で得られた混練物をミキ
サーの排出口から排出させ、引続いて、ホッパー３の中
に投入する。ホッパー３の中にはスクリューが設けてあ
り、そのスクリューが所定方向に回転することにより、
混練物を一定量ずつ下方に送り出す。

【００１９】ホッパー３の下側には、成形機４が設置さ
れている。成形機は、外周面に成形用凹部を有する一対
の成形ローラ４ａ，４ｂを、前記外周面の一部がホッパ
ー３の排出口の真下において接近して対向するように配
置してなっている。そして、一対の成形ローラ４ａ，４
ｂを、その対向面が下方に移動するように同期回転させ
るモータなどの駆動源及び歯車などの連動手段が設けら
れている。

【００２０】成形ローラ４ａ，４ｂの成形用凹部は等間
隔で設けられ、両成形ローラの凹部が両成形ローラの回
転に伴い、順次接近し、対向し、離間する。従って、ホ
ッパーから送り出された混練物は、両ローラの対向面に
より押圧され、その押圧された混練物の大部分が対向し
た凹部の中に収容され、両ローラの最接近した対向面に
より最大の圧力を受けて所定形状に成形される。混練物
は適度な結合力を有するので、ホッパーから混練物が連
続状に押し出され、成形機における加圧により満足な形
状を有する固形化燃料が成形される。凹部に収容されな
かった混練物は、両ローラの対向面の間に展延されて、
帯状のバリを形成する。そして、成形物にバリが付着し
た状態で、自重により下方の加振機５の中に降下する。

【００２１】加振機５は、既知のバイブレータを備えて
おり、成形機４から降下してきた成形物とバリの結合物
に対して所要の振動を加えて、帯状のバリから成形物で
ある固形化燃料を分離して落下させる。従って、成形物
は振動によりバリから容易に分離されて下方に落下し、
必要に応じて設置されたバケット６に収容される。ま
た、バリは、加振機５に備えたバケット６に収容された
後、定期的に、その全部又は一部がホッパー３に投入さ
れて、再使用される。

【００２１】

【発明の効果】上述のように、本発明の固形化燃料は、
次のような効果を奏する。第一に、従来、投棄処分又は
廃棄処分されていた食品加工残渣等の可燃ごみを、各種
用途の燃料として再資源化して、有効に活用することが
可能である。従って、従来、焼却処分など経費がかかる
非生産的な消極的処理方法においては廃棄物でしかなか
った食品加工残渣等の可燃ごみが、本発明の積極的処理
方法により有価物に転換され、大きな経済効果を生み出
すととともに、有益な新産業を創生し得るだけの著大な
効果を発揮する可能性を有する。第二に、本発明の固形
化燃料は、ハンドリングに耐え得る硬さと一定形状を有
するので、パッキング、運搬、貯蔵、出荷などのハンド
リングに便利である。第三に、原料は均質性が高い炭化
物であり、一定形状に成形されているので、燃え易く安
定した発熱量を有する。従って、燃量制御が容易であ
る。第四に、本発明によれば、食品加工残渣の発生現場
において炭化装置により、炭化物を生成し、各発生現場
からその炭化物を固形化燃料製造工場に搬送収集し、そ
の工場において、炭化物から有用な固形化燃料を大量生
産することができる。すなわち、食品加工残渣から固形
化燃料を大量生産するシステムを構築することができ
る。

【００２３】また、本発明の固形化燃料の製造方法によ
れば、炭化物に適度な流動性を維持しつつ結合力が得ら
れるので、ホッパーから混練物が連続状に押し出され、
成形機による加圧により満足な所定形状を有する固形化
燃料が成形される。連続成形により高生産率が得られ、
量産が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固形化燃料製造方法を実施する製造装
置の構成を示す概念図である。

【符号の説明】

１破砕機２ミキサー３ホッパー４成形機４ａ，４ｂ成形ローラ５加振機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者臼倉博埼玉県浦和市上木崎１丁目13番４号日信工業株式会社内 (72)発明者江口寿昭東京都港区三田５−１−12 大塚鉄工株式会社内Ｆターム(参考） 4H012 HA01 4H015 AA03 AA07 AA12 AA14 AA17 AA25 AA28 AA29 AB01 AB03 BA13 BB03 BB05 CB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】食品加工残渣等の可燃ごみの炭化物を破
砕したものをハンドリングに耐え得る硬さを有する所定
形状に成形してなる固形化燃料。
【請求項２】食品加工残渣等の可燃ごみの炭化物を破
砕したものを加熱加圧により成形してなる請求項１に記
載された固形化燃料。
【請求項３】食品加工残渣等の可燃ごみの炭化物を破
砕したものに所要量のバインダーを添加して混練し、そ
の混練物を加圧成形してなる請求項１に記載された固形
化燃料。
【請求項４】バインダーとして、糖蜜、澱粉、リグニ
ン、ポリビニルアルコールなどの有機結合材、消石灰、
水ガラス、セメント、タールピッチなどの無機結合材の
１種又は複数種を混合したものを用いたことを特徴とす
る請求項３に記載された固形化燃料。
【請求項５】バインダーに消石灰と糖蜜を用い、炭化
物と消石灰と糖蜜の混合割合を、重量比で８０〜９５：
８〜２：１２〜３としたことを特徴とする請求項３に記
載された固形化燃料。
【請求項６】食品加工残渣等の可燃ごみの炭化物を破
砕したものに、バインダーを５〜２５重量％の割合で混
練し、その混練物を成形機において０．５〜６ｔ／ｃｍ
²の圧力を加えて所定形状に成形することを特徴とする
固形化燃料の製造方法。