植物発生材再利用に向けたパートナー募集
−緑のリサイクルの実現を目指して−
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株式会社 昭和企画 | ||||
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代表取締役 榎本 和男 | ||||
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〒492−8439 愛知県稲沢市七ツ寺町70−4 | ||||
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0587(36)3271 | FAX | 0587(36)0361 | ||
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http://www.showakikaku.co.jp | ||||
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3500万円 |
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昭和57年5月 | ||
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5人 | ||||
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財団法人全国中小企業融合化促進財団
平成10年度優秀製品賞 乾留式炭化装置「炭焼十字軍」 |
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福尾券一(名古屋工業大学名誉教授:鉱物) |
炭化装置 炭焼十字軍1215(バッチ式)
まえがき
弊社では、平成9年1月から毎年発生する廃木材の有効利用を目的として、「環境・リサイクル・雇用機会」をテーマとして研究を始めました。弊社積算ソフト代理店を中心とした異業種交流により、1日で炭ができる乾留式炭化装置「炭焼十字軍」を平成10年3月に開発することができました。京都会議の影響からか、環境に対する関心の高さからか炭焼研修会も毎月開催することとなりました。
その後、輸入炭との価格差のことから炭の新しい用途開発も必要となり、トリクロロエチレンによる地下水汚染除去装置「地下水十字軍」を開発することなりました。炭焼技術は戦前の2〜3年間乾留窯の研究がありましたが、石炭・石油に燃料としての場を奪われ衰退してしまいました。土窯の技術はありますが、工業的乾留装置の技術は弊社を含め数社のような状態です。大気汚染防止法、県・特別市条例に対応する炭化装置は唯一です。このような背景から炭化技術・製品化・商品化・流通を含めた炭化コンサルティングも弊社のみの状態です。
しかしながら、発生する廃木材の量の多さは植物発生材再利用に対する多様な要求となり、新たな視点で炭以外の検討を迫られる状況となってきました。堆肥化、燃料化と大量の再利用を検討する中で、炭・木酢液が発酵促進剤として堆肥化に有用であること、園芸・農業・ガーデニングにおいては有機堆肥・養土が注目されている実状と将来性に着目しました。堆肥化への試みはあるものの植物の基礎、炭化生成物の基礎、微生物の基礎、商品化、流通を真剣に取り組んだ例は少ない有り様です。
このような状況下において総合的な再利用策の一つとして、本年3月に発表した廃木材炭化・堆肥化システム「エコ ドリームプラン」を提案できることができました。植物発生材(国・公団・県・市町村・産廃業)、生ゴミ(市町村・産廃業)、脱水汚泥(市町村)、おから(産廃業)、動物性残さ(産廃業)等を一元的に再利用する複合的システムです。炭化・堆肥化の弱点を補完することで解決し、なおかつ、炭・堆肥等の製造物の製品化・商品化、流通、コンサルティングをカバーした新しい考え方による提案です。(別紙)
植物発生材の再利用が行政の垣根を越えた行際的システムにするには、植物発生材の有効利用において窒素分の供給源としての生ゴミ・動物性蛋白質が不可欠であり、一般廃棄物においては終末処理場から排出される脱水汚泥の焼却以外の処理法が求められています。これらを一元的に解決する方法としては炭化・堆肥化プラントです。一般廃棄物と産業廃棄物、処理場建設における厚生省管轄の産廃処理場、通産省管轄の化成工場、製造物の利用法・工事法、雇用開発といずれもが行際的な場でのシステム作りと考えます。
この他には、炭化過程で発生する木タールの用途開発として中小企業事業団「創造基盤技術移転アドバイザー」として北見工業大学鈴木勉教授の指導を仰ぎ、木タールとのこ屑・もみがら・チップとのボードの試作も行って参りました。木酢液・竹酢液も商品化に取り組み、風呂用・消臭用・農業用・園芸用を、木炭・竹炭においては炊飯用・浄水用・揚げ物用を商品化しています。
貴局の「植物発生材再利用に向けたパートナー募集」が日本の新たな取組みとなることを期待し、最先端と自負する再利用法を提案致します。
植物発生材再利用について
新たな取組みにあたって
植物再利用においては科学的な知識、複合化された技術、再利用の製品化技術、再利用の工法化という総合力が要求されます。特に、新しい取組みとしての再利用技術開発であるため、コンサルティングが望まれます。
物理的観点からの規模と雇用開発
中部地方建設局管内(愛知・三重・岐阜・静岡・長野南信地区)の植物発生材の処理は広域であることから、集中再利用施設と分散型再利用施設の両面及び人口密集地域と過疎地域と雇用開発を念頭に行うことが良いでしょう。
物流・発生時期を無視して検討すると、炭化・堆肥化システム「エコ ドリームプラン」では、月間処理量1000立方m施設を4ヶ所で済んでしまいます。物流を検討すると月間処理量250立方m16ヶ所、発生時期の集中を検討すると25〜30ヶ所となります。物流効率・再利用効率・再利用可能地域・雇用開発・発生時期と年間雇用を検討すると分散型或いは小規模施設が有利のようです。
科学的考察
植物発生材は雑草・雑木が多く、有用性はありません。繊維素として検討すると、化学式(C6(H2O)5)nで、炭素・水素・酸素で構成されています。この再利用は構成原子の炭素と微量ミネラルの利用に限定されます。
刈り草・剪定木の性状と形状
植物発生材は性状・形状が異なる2種類を、用途・物流・発生時期・発生量を勘案し、一次加工(破砕・チップ・粉砕・せん断)を、どの時点(剪定時、集積場所)で行うかを決定することになります。チップ形状で樹木下に放置するマルチング或いは長期間の放置は、腐敗菌が犬・猫・ネズミ等の小動物及び子供たちに感染するとのことで中止になった経緯がありますので注意が必要です。知識も無しに腐敗するからと安易に行うのは危険であり、腐敗期間も6〜7年です。
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形状 | 綿状 | 棒状 |
運搬理想形状 | 綿状 | チップ状 | |
発生時処理法 | チップ状に加工 | チップ状に加工 | |
保管期間 | 短い | 長い | |
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一次加工(炭化前処理) | 不要(10cm以内) | チップ |
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投入時の形状 | 投入時の形状 | |
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粉状 | 棒状 | |
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軽い | 軽い | |
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粉状・ペレット | ペレット・棒状中空 | |
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土壌改良材 | 水質浄化材・土壌改良材 | |
土の付着 | 無いほうが良い | 無いほうが良い | |
堆肥化 |
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不要(10cm以内) | 破砕 |
堆肥化後の形状 | 不定形粒状 | 不定形繊維状 | |
二次加工堆肥化後処理 | 袋詰め | 袋詰め |
大量再利用からの検討
刈り草・剪定木は有用な成分としては炭素と微量ミネラルとなりますので、利用法としては加熱分解(炭化・加熱処理)或いは微生物分解(堆肥化・腐敗化)となります。特に微量ミネラルは食物連鎖にとって重要であり、化成肥料中心の土壌にとって待ち望んでいる要素です。加熱分解は炭化装置で両者を単独に行うことが可能ですが、微生物分解においては堆肥化か腐敗化を選択することになります。堆肥化するには窒素分としての蛋白質と微生物の補給が必要となります。
植物の加熱分解には炭化と加熱処理があります。加熱分解過程で酸素・水素は気化する加熱処理とその後酸欠状態にする炭化があります。
炭化法は炭材を燃料として使用する自燃式と熱源と炭化物を分けた乾留式があり、工業的には乾留式が主流となっています。炭化装置は独立窯のバッチ式、円筒横型のロータリーキルンがあります。円筒縦型のシャフトキルンは少なくなっています。弊社では、バッチ式「炭焼十字軍」、ロータリーキルンの「炭焼十字軍ロータリー」と用途により推奨しています。
炭焼十字軍ロータリーは法対象品と条例対象品、排ガスを回収する木酢液回収タイプと燃焼処理する二次燃焼タイプの4種類があります。
炭焼十字軍1215 | 炭焼十字軍ジャンボ | 炭焼十字軍ロータリー | |
窯形式 | バッチ式 | バッチ式 | ロータリーキルン |
燃料 | プロパン | プロパン・灯油 | 灯油 |
特徴 | 良質少量用 | 良質大量用 | 大量生産用 |
製造量 | 1〜3立方メートル | 28立方メートル | 200kg/h |
法令の分類 | 直下炉 | 直下炉 | 焼却炉 |
法の制限 | 1u | 1u | 200kg/h |
条例の制限 | 0.8u | 0.8u | 150kg/h |
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用途 1 | 土壌改良材 | 水質浄化材 | 除草剤 | 植物傷口処理材 |
2 | 水質浄化材 | 土壌改良材 | 植物成長促進剤 | 害虫忌避材 |
3 | 吹付け材添加物 | 吹付け材添加物 | 発酵促進剤 | |
4 | 発酵促進剤 | 融雪材 | 消臭材 | |
5 | 消臭材 | 燃料 | 腐敗増進材 |
用途
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機能 |
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価格 |
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レンタル料/月 |
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契約期間 |
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処理量 |
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設置面積 |
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大気汚染 |
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騒音 |
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悪臭 |
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植物を堆肥化するには土壌菌利用による自然分解(約6ヶ月)と発酵菌利用による分解(約2ヶ月)があります。なお、通常の方法では4ヶ月です。自然分解では30〜40度の低温発酵のため臭いが発生します。発酵菌利用による分解では100度で行いますので、臭いは非常に少なくすることができます。
腐敗菌を使用すると水と炭酸ガスになります。効率よく行うには自動化レーンかパワーショベルによる攪拌法いずれかです。植物発生材の再利用から好ましい方法ではありません。
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処理方法 | 自動化レーン | ショベル攪拌 | 自動化レーン | ショベル攪拌 |
微生物 |
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処理期間 |
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大気汚染 |
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粉塵が発生 |
悪臭の発生 |
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騒音の発生 |
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装置の形態 |
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装置の形状 |
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攪拌法 |
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微生物 | 発酵菌群 | 腐敗菌 |
処理温度 | 100度 | 30〜40度 |
生成物 | 堆肥 | 水・炭酸ガス |
必要なもの | 炭素源と窒素源 | 炭素源 |
処理可能物 | 繊維素・動物蛋白・植物蛋白 | 繊維素 |
臭い | 少ない | ある |
期間 | 2ヶ月 | 6ヶ月 |
菌体の再利用 | できる | できない |
プラン1 | 炭焼十字軍による炭の製造 |
概算事業費 | 440万円 |
レンタル料 | 10万円/月 |
説明 | 植物は約80%(重量換算)が水分で20%が炭となります。刈り草においても形状が変わらずに軽い炭となります。 |
再利用効果 | 炭
土壌改良材(植栽現場で5〜8%使用します)加工炭 水質浄化材(炭にバインダーを加え、攪拌後に、押出成形機で6角形中空、長さ30cmに加工します)木酢液 除草剤(植栽現場に散布します)
植物傷口処理材(枝打ちした場合に傷口に塗布します) |
処理量 | 1m3/台 |
炭化装置
炭焼十字軍1215 |
炭化時間
4時間炭化(季節・含水率により異なります)
12時間冷却(季節・含水率により異なります)
プロパン
7〜10kg(季節・含水率により異なります)
1.0u(0.8u) 大気汚染防止法(条例)
ろ過装置標準装備 |
装置寸法 | 本体 1200wx1800tx1600h(煙突は別)
ろ過装置 600wx600tx800h |
付帯装置 | 排煙パイプ12Фx10本 |
オプション | 二次燃焼装置 |
その他装置 | 破砕機又はチッパー |
注意事項 | 大気汚染防止法により炉床面積制限があります。保健所届出義務は法においては1u、県・特別市条例においては0.8u |
提案者の役割 1案 | 植物発生材の炭化・堆肥化プラントの請負業務 |
提案者の役割 2案 | 植物発生材の炭化装置装置の販売・レンタル業務 |
提案者の役割 3案 | 植物発生材の炭化コンサルティング業務(炭化技術・製品化) |
提案者の役割 4案 | 植物発生材の堆肥化コンサルティング業務(堆肥化技術・製品化) |
提案者の役割 5案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の設計業務 |
提案者の役割 6案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の管理運営業務 |
提案者の役割 7案 | 植物発生材の炭化・堆肥化請負業務 |
道路管理者の役割分担 | 再利用施設の設置場所の確保
再利用に対する植栽業務への炭・木酢液の利用義務化と指導 水質浄化材の工法指導と使用義務化 |
プラン2 | 炭焼十字軍ロータリーによる炭の製造 |
概算事業費 | 8000万円 |
レンタル料 | 200万円/月 |
説明 | 植物は約80%(重量換算)が水分で20%が炭となります。刈り草においても形状が変わらずに軽い炭となります。 |
再利用効果 | 炭
土壌改良材(植栽現場で5〜8%使用します)加工炭 水質浄化材(バインダーを加え、攪拌後に押出し機で6角形中空として加工します)燃料(バインダーを加え、攪拌後に押出し機で6角形中空として加工します)木酢液回収タイプの場合 木酢液 除草剤(植栽現場に散布します)木タール 植物傷口処理材(枝打ちした場合に傷口に塗布します) |
処理量 | 200kg/H(法) 150kg/時間(条例) |
炭化装置
炭焼十字軍ロータリー |
燃料
灯油燃費 10〜20g(季節・含水率により異なります)処理量 200kg/H(150kg/H) 大気汚染防止法排煙処理 二次燃焼装置 |
装置寸法 | 本体 W7500xT1200xH1200(煙突は別) |
オプション | 二次燃焼装置 |
その他装置 | 破砕機又はチッパー |
注意事項 | 大気汚染防止法により処理能力制限があります。保健所届出義務は法においては200kg/H、県・特別市条例においては150kg/H |
提案者の役割 1案 | 植物発生材の炭化・堆肥化プラントの請負業務 |
提案者の役割 2案 | 植物発生材の炭化装置装置の販売・レンタル業務 |
提案者の役割 3案 | 植物発生材の炭化コンサルティング業務(炭化技術・製品化) |
提案者の役割 4案 | 植物発生材の堆肥化コンサルティング業務(堆肥化技術・製品化) |
提案者の役割 5案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の設計業務 |
提案者の役割 6案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の管理運営業務 |
提案者の役割 7案 | 植物発生材の炭化・堆肥化請負業務 |
道路管理者の役割分担 | 再利用施設の設置場所の確保
再利用に対する植栽業務の炭・木酢液の利用義務化と指導 水質浄化材の工法指導と使用義務化 |
プラン3 | リグニン除去による加熱分解材養土法面吹付工法 |
概算事業費 | 6千万円〜1億円 |
レンタル料 | 130万円/月〜420万円 |
説明 | 法面吹付け材として法面に養土として約20cm使用する。
種子・肥料・炭を吹付け材として使用する。 |
再利用効果 | ・リサイクル養土(吹付・植栽)
加熱分解材・炭・木酢液希釈液を混合した養土・リサイクル種子吹付材(法面・植栽) ・木酢液 除草剤(植栽現場に散布します)・木タール 植物傷口処理材(枝打ちした場合に傷口に塗布します) |
処理量 | 200kg/H(法) 150kg/時間(条例) |
炭化装置
炭焼十字軍ロータリー |
燃料
灯油燃費 10〜20リットル(季節・含水率により異なります)処理量 200kg/H(150kg/H) 大気汚染防止法排煙処理 二次燃焼装置 |
装置寸法 | 本体 W7500xT1200xH1200(煙突は別) |
オプション | 二次燃焼装置 |
注意事項 | 大気汚染防止法により処理能力制限があります。保健所届出義務は法においては200kg/H、県・特別市条例においては150kg/H |
提案者の役割 1案 | 植物発生材の炭化・堆肥化プラントの請負業務 |
提案者の役割 2案 | 植物発生材の炭化装置装置の販売・レンタル業務 |
提案者の役割 3案 | 植物発生材の炭化コンサルティング業務(炭化技術・製品化) |
提案者の役割 4案 | 植物発生材の堆肥化コンサルティング業務(堆肥化技術・製品化) |
提案者の役割 5案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の設計業務 |
提案者の役割 6案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の管理運営業務 |
提案者の役割 7案 | 植物発生材の炭化・堆肥化請負業務 |
道路管理者の役割分担 | 再利用施設の設置場所の確保
再利用に対する工法の義務化と指導 |
プラン4 | 生ゴミと植物発生材の一元化処理による堆肥化(エコ ドリームプラン) |
概算事業費 | 2億円(炭焼十字軍ロータリーの場合は4億円) |
レンタル料 | 440万円/月(880万円) |
説明 | 植物発生材は炭素供給源として利用し、市町村から排出する生ゴミと微生物利用により堆肥化を2ヶ月で行う。 |
再利用効果 | 完熟堆肥
土壌改良材(植栽現場で使用します)
除草剤(植栽現場に散布します)木タール 植物傷口処理材(枝打ちした場合に傷口に塗布します) |
処理量 | 150kg/時間(県・特別市条例、法においては200kg) |
木炭製造装置炭焼十字軍
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燃料
灯油燃費 10〜20リットル(季節・含水率により異なります)
200kg/H(150kg/H) 大気汚染防止法排煙処理 二次燃焼装置 |
装置寸法 | 本体 7500wx1200tx1200h(煙突は別) |
二次燃焼装置は別 | |
注意事項 | 大気汚染防止法により処理能力制限があります。保健所届出義務は法においては200kg/H、県・特別市条例においては150kg/H |
提案者の役割 1案 | 植物発生材の炭化・堆肥化プラントの請負業務 |
提案者の役割 2案 | 植物発生材の炭化装置装置の販売・レンタル業務 |
提案者の役割 3案 | 植物発生材の炭化コンサルティング業務(炭化技術・製品化) |
提案者の役割 4案 | 植物発生材の堆肥化コンサルティング業務(堆肥化技術・製品化) |
提案者の役割 5案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の設計業務 |
提案者の役割 6案 | 植物発生材の炭化・堆肥化施設の管理運営業務 |
提案者の役割 7案 | 植物発生材の炭化・堆肥化請負業務 |
道路管理者の役割分担 | 再利用施設の設置場所の確保
再利用に対する工法の義務化と指導 植物発生材の再利用についての市町村・県との協議 |