成果報告書詳細
管理番号100013023
タイトル平成19年度成果報告書 バイオマス等実活用エネルギー実証試験 バイオマス等実活用エネルギー実証試験 日高地区の重金属含有タコゴロに対する無害化処理バイオマスエネルギー活用実証試験事業
公開日2009/3/27
報告書年度2007 - 2007
委託先名清水建設株式会社
プロジェクト番号P02057
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約本実証試験事業で利用するタコゴロ(加工過程で排出されるタコの内臓のこと)からカドミウムを除去する無害化処理法は、乳酸菌と酵母を原料とする培養液にタコゴロを浸し、蛋白に結合しているカドミウムイオンを解離して培養液中に溶出させ、キレートで吸着・除去する方法である。この方法の特長は、乳酸菌と酵母の活性化のための培養液の低温加温と低速攪拌のみでエネルギー使用量が極めて少ないこと。また、処理過程において蛋白の酸生成、可溶化が行われるため、メタン発酵の効率化が図れることが上げられる。しかしながら、タコゴロのC/N比は低くメタン発酵でアンモニア阻害が起こり易い。その対策として、C/N比の高いものとの混合を考え、本実証試験ではJA平取で排出されるトマトジュース絞り滓など農業系廃棄物と混合している。メタン醗酵の方式としては、タコゴロに含まれる油分に対するメタン発酵の安定と消化液の液肥利用におけるトマトジュース絞り滓に含まれる種の発芽防止から高温機械攪拌式メタン発酵を採用している。本実証試験は平成17年2月より始めており、平成19年度は以下の5点を主要課題として取り組み、安定した運転及び排出消化液の削減などに関するデータの収集を行った。1水産バイオマスからリン脂質などの有用物質を抽出した後の残渣を原料としたメタン発酵効率の確認。2計画最大量の長期連続発酵に対する安定制御法の確立。3消化液の液肥としての肥効確認。4農業系バイオマス減少に対応するため、トマトに対するタコゴロの投入限界比率を確認。5メタン発酵エネルギー回収の事業性評価と事業性確保として地域性の高いバイオマスと組み合わせた場合の事業性評価(1.1)実証試験実証試験場:北海道沙流郡日高町字福満102-1(川辺コンクリート(株)敷地内)1有用物(リン脂質)回収後のメタン発酵効率確認本試験は水産バイオマスに対する循環事業の採算性確保のため、水産バイオマスの高付加価値有用物の回収をエネルギーリサイクルに組み合わせた場合のエネルギー回収効率の確認を目的として行ったものである。本実験とは別途にカドミウム除去した後、有用物(機能性脂質、固形分など)を回収したホタテウロの残渣液を用い、メタン発酵の効率確認試験を行った。その結果、バイオガス発生量は2.8m3/日(8.3m3/日;200kg投入/日換算)、バイオガス濃度は65%前後を維持し、いずれも計画値を上回ることが確認された。2計画最大量の長期連続試験;発酵効率の改善実証試験設備の設計条件とした計画最大投入量200L/日に対する連続投入の安定制御の確率を図るため、前年度の水害により中断していた長期連続投入試験を行った。その結果、中期にガス発生の急減が発生したものの、速やかに復旧し、その後タコゴロ投入量を増加させた場合もバイオガスは安定して発生し、最終的に8.0m3/日の発生を確認、メタン濃度も62%と、いずれも計画値を上回ることが確認された。また、タコゴロ投入量増加による総有機酸の蓄積が確認された。3消化液の液肥肥効試験消化液の液肥活用を目的とし、芝生に消化液を施肥して栽培し、効果確認を行った。その結果、消化液添加量の増加とともに草丈の増大と草色の濃色化が確認された。栽培後の牧草にCdの蓄積は見られなかった。また、コマツナの植害試験の結果、害は認められず、比較対照の液肥に比べ生育は良好であった。4農業系バイオマス減少に対応する試験冬季あるいは作況の変化によるトマト滓供給量減少に対応する目的で、トマト量に対するタコゴロ量の限界投入比率を確認した。
英文要約The detoxification process used in this field test project to eliminate cadmium from“takogoro”(viscera of octopus discharged at the processing stage) consists of the immersion of“takogoro”in a nutrient solution made from lactic acid bacteria and yeast, dissociation of the cadmium ions combined with proteins and their elution to the nutrient solution and adsorption/elimination with chelate. This process is characterised by (i) very low energy consumption because of the low temperature and low speed stirring of the nutrient solution for the activation of the lactic acid bacteria and yeast and (ii) high efficiency of the methane fermentation resulting from the acid production and solubilisation of the proteins during the process. However, the low C/N ratio of“takogoro”means the likely occurrence of ammonium inhibition at the methane fermentation stage. To counteract this ammonium inhibition, admixture with another element with a higher C/N ratio was planned and agricultural waste, including tomato juice residue discharged in JA Biratori, was selected for this purpose. For the methane fermentation purpose, the high temperature mechanical agitation method is used for the purposes of stabilising the methane fermentation of the oil contained in“takogoro”and preventing the germination of the seeds contained in the tomato juice residue in view of the use of the digestion solution as a liquid fertiliser. This field test project commenced in February, 2005. The activities in FY 2007 primarily focused on the following five main themes and data was gathered for the achievement of stable operation and reduction of the discharged amount of the digestion solution. /Checking of the methane fermentation efficiency using the residue of marine biomass from which phosphatides and other useful substances have been extracted as the raw material ・Establishment of a stable control method for continual long-term fermentation at the maximum design input ・Checking of the liquid fertiliser effects of the digestion solution ・Checking of the maximum mixing ratio of tomato and takogoro in view of the decline of agriculture-derived biomass ・Evaluation of the business viability of energy recovery from methane fermentation and evaluation of the business viability when local biomass is combined to improve the business viability (1.1) Field Test Test Site: Aza Fukumitsu 102-1 Hidakacho, Sarugun, Hokkaido (on the premises of Kawabe Concrete K.K.) ・Checking of the methane fermentation efficiency after the removal of useful substances (phosphatides) This test was conducted to check the efficiency of energy recovery when the recovery of useful ingredients with a high added value from marine biomass is combined with energy recycling for the purpose of ensuring the profitability of a recycling project involving marine biomass.
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