成果報告書詳細
管理番号20100000001427
タイトル平成19年度-平成21年度成果報告書 新エネルギー技術フィールドテスト事業 地域バイオマス熱利用フィールドテスト事業 食品系等バイオマス複合利用による燃料製造・熱利用フィールドテスト事業
公開日2010/9/9
報告書年度2007 - 2009
委託先名株式会社イトウ精麦
プロジェクト番号P07018
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約1.事業の目的・背景
 長野県は、日本一のキノコの産地であるが、キノコ栽培の際に発生する大量の使用済み培地の処理、利用が課題になっている。
 本事業は、それらのキノコ栽培後に発生する高含水率の使用済み培地を、炭化工程からの熱を有効利用することで効率的に乾燥するとともに有価物を併産し、さらに乾燥後の培地をペレット化して熱源用燃料として有効利用することで、トータルシステムとして効率性・経済性に優れたシステム構築を目指すものである。
2.フィールドテストの成果概要
2.1 原料の収集運搬について
 炭化・熱利用用の原料としての籾殻、除草草本、剪定枝等木質の調達、及びペレット用原料としての使用済み培地の調達を行った。平成20年度は約250t/年、平成21年度は約350t/年、合計約600tを調達した。炭化工程用の原料として、籾殻以外の原料についても利用できる目途がたった。
2.2 エネルギー転換システム
2.2.1 炭化・熱利用システム
 炭化・熱利用システムについては、炭化で発生する熱を利用して廃熱ボイラーで蒸気を得るが、その蒸気のラインを既設工場の蒸気ヘッダーにつなぎこむことで、運用の自由度が高まった。平成20年度は約30日、平成21年度が約130日、合計約160日の運転を行い、トラブルなく安定的に運用できる運用法を確立できた。今後は、炭化原料と製品(炭化物)及び熱の用途(工場・乾燥)の関係で、状況に応じた最適な運用法の確立などの最適化に取り組む。
2.2.2 乾燥システム
 乾燥システムは、炭化の排ガスから生成する蒸気と既設工場からの蒸気を用いて減圧乾燥を行う機構である。バッチ式で当初約2tを5時間程度で乾燥できる見込みであったが、炉内壁面に原料が付着するなどによる乾燥時間の短縮が課題であった。結局、試験期間を通じて当初見込みの乾燥時間への短縮はできなかったが、運用上は大きな問題なく、今後も定期的な清掃などによる大幅な乾燥効率の低下を避けながら運転していくことになると考えられた。
2.2.3 ペレット製造システム
 ペレット製造システムは既設であり、乾燥後の使用済み培地等を原料としてペレットを成型する。平成20年度は14.5t/年、平成21年度は54.5t/年、合計70tの製造を行った。
 今後は、自社利用以外の用途と生産量の拡大展開を図っていく。
2.2.4 ペレット熱利用システム
 使用済み培地から製造したペレットを燃料として、工場の重油ボイラーの給水予熱に利用している。平成20年度は約60日、平成21年度は約140日、合計約200日の運転を行った。使用済み培地ペレットの特徴上、灰の発生量は多いが、燃焼・熱利用そのものには大きな影響はない。今後、運転日数を増加させていくとともに、灰の利用などを検討していく。
3.システムの分析
 使用済み培地約235t/年、炭化原料(籾殻)約180t/年を用いてペレットを約135t/年、炭化物を約30t/年製造できる。エネルギー回収率は約42%と推定される。
 システム全体で二酸化炭素削減量約100t/年、経済性では単年度で黒字が見込まれる。
 今後、実用規模で稼働日数及び処理量を増加していくにあたり、ペレットの利用先の確保がポイントになる。ハウス暖房用利用の燃焼試験を行ったところ良好な結果が得られた。
4.今後の取り組みについて
 導入したシステムは、弊社の事業に組み込んで有効に運用できている。今後は、稼働率を高めて事業として自立させていくための取り組みを展開していく。
英文要約Abstract
1.The Background, Objectives and Outline of the Project
This project aims to develop an efficient and economic integrated system where used medium with a high water content which is emitted from mushroom cultivation is efficiently dried using the heat emitted from the carbonization process through which a valuable resource is produced, as well as producing pellets from the dehydrated used medium which will then be used as a heat source fuel.
2. Results of field test
2.1 Collection and Transportation of Raw Materials
We could collect rice husks, grasses, and pruned twigs to use for carbonization and thermal utilization and a mushroom culture medium to use for pellet production. Those collected raw materials were up to 250 t and 350 t in fiscal 2008 and 2009, respectively, and totaled 600 t in the two years. Thereby, materials besides rice husks also can be utilized for carbonization process.
2.2 Energy conversion system
2.2.1 The Carbonization and Thermal Utilization System
In the carbonization and thermal utilization system, steam is created in a waste heat boiler using the heat emitted from the carbonization process. We operated the system without any trouble for 160 days during the two years.
2.2.2 The Drier System
We dried raw materials by decompressing with the use of both steams included in exhaust from carbonization process and emitted from the present plant. At first we expected that we could dry two ton of materials in five hours. However, it took much longer because raw materials stuck to the inside wall of the drier. So, we must solve this problem to finish dry process within the expected hours. Finally, we could not solve the problem but we found the problem was not serious if we can avoid the problem by cleaning the inside wall regularly and so on.
2.2.3 The Pellet Production System
We produce pellets from the dried materials with the present pellet production system. We produced 14.5 t and 54.5 t in fiscal 2008 and 2009, respectively, and total 70 t in the two years.
2.2.4 The Pellet Thermal Utilization System
We use pellets, which were produced from a used mushroom culture medium, as energy source of the heavy fuel oil boiler at the plant to pre-heat the water. We operated the boiler with pellets for 60 and 140 days in fiscal 2008 and 2009, respectively, and totaled 200 days in the two years.
3 Analysis of the System
With the use of the above system, we can produce 135 t of pellets and 30 t of carbonized items from 235 t of a used mushroom culture medium and 180 t of carbonized materials (rice husks). We estimated 42% of energy could be recovered in this way.
We expected that we would be able to reduce 100 t of the CO2 emission per year as a whole system and yield the benefit every year.
4. Foreseeable challenges
We can make use of the introduced system effectively as a part of projects of our company. From now on, we would develop the system more effectively and make the project successful as business.
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