未利用有機質資源のエネルギー変換システムの開発

未利用有機質資源のエネルギー変換システムの開発

課題番号2014025599
研究機関名農業・食品産業技術総合研究機構
研究期間2011-2015
年度2014
研究問題(2) 国産バイオ燃料・マテリアル生産技術の開発とバイオマスの地域利用システムの構築
大課題未利用有機質資源のエネルギー変換システムの開発
中課題未利用有機質資源のエネルギー変換システムの開発
大項目地球規模の課題に対応した研究開発
中項目(2) 国産バイオ燃料・マテリアル生産技術の開発とバイオマスの地域利用システムの構築
摘要未利用地や耕作放棄地におけるバイオマス資源作物の持続的安定生産技術に関しては、エタノール蒸留廃液と生ごみを混合したメタン発酵消化液について、ソルガムや野菜類で化学肥料の代替利用できることを明らかにした。また、メタン発酵消化液を水稲と畑作で安定的に通年利用できる散布計画を作成するための作物別液肥散布時期一覧を策定した。
稲ワラ等未利用資源の収集・運搬・調製・貯蔵システムに関しては、食用米と飼料用米わらで自脱コンバイン用稲わら圧砕装置による乾燥試験を実施し、所要動力を増加させることなく乾燥日数を1日短縮し回収率も8%向上できること、回収した稲わらはエタノール用に回収原価で全量の2/3を供給し、飼料用には市販の乾燥稲わら価格で全量の1/3を販売することにより、回収システム全体では乾燥稲わら1kg当たり約9円の収益が確保できることを明らかにした。
未利用有機質資源を工学的にエネルギー変換・利用するシステムの構築に関しては、
a) 小型の木質ペレット暖房機の燃焼性能と排ガス成分を明らかにした。
b) ロータリーキルン式バーナー用に木質チップの定量供給機を開発し、切削チップを20mm以下にすることにより変動係数7%以内で定量供給を可能とした。さらに、同バーナーで木質ペレットと木質チップでの燃焼試験を実施し、石油バーナー並みの1,000℃以上の燃焼温度を得た。
c) 燃料製造に関しては、植物工場のトマトとキュウリの作物残さについて灰分が多く発熱量は低いが、溶融などの問題が無いことを明らかにしたほか、木質チップの乾燥条件を明らかにした。また、汚泥堆肥と木質混合燃料についてロータリーキルン式バーナーで燃焼試験を実施し問題点を明らかにした。
d) 安価な薪ボイラーで木質ペレット燃料を併用できる燃焼技術を確立した。
廃植物・動物油からの液体燃料製造技術の実用化に関しては、
a) 廃パーム油を暖房用燃料にする際に水分が生成物に与える影響を明らかにし、商用プラントの前処理方式の改良へ応用した。
b) グリーストラップオイルと水から重油相当燃料を製造する条件を明らかにした。
c) 過熱メタノール蒸気法による燃料製造については、ジャトロファを原料にバイオディーゼル燃料製造した際のLCA評価を行うとともに、過熱水蒸気温度が180℃程度では問題ないが、290℃以上になると油脂分解(加水分解)が始まり劣化の可能性があることを明らかにした。
藻類バイオマス生産技術の開発に関しては、
a) 固液分離処理を行った生ごみ+豚尿のメタン発酵消化液を用い、藻類培養のための希釈倍率等の培養条件を明らかにした。
b) 乾燥藻類について浮遊外熱式ガス化法(農林バイオマス3号機のガス化技術)によるエネルギー変換試験を行い、きわめて反応性が良いこと、発生ガスにはH2、CO以外にメタンやエチレンが含まれ発熱量が高いことから発電用のガス原料として適していることを明らかにした。
研究分担薬師堂謙一
協力分担関係太陽工業株式会社
MIS 株式会社
九州産廃
(株)TBM
オーシャンウエイオレンジリミテッド合同会社
予算区分技会交付金研究 委託プロ・バリューチェーン[再エネ] 食料生産地域再生のための先端技術展開事業 文科省[科研費] その他
業績(1)エタノール生産を前提とした稲わら茎葉の気流選別システム
(2)自脱コンバインの排わらカッタを改造して稲わらの乾燥を促進
(3)Reactivity of palm fatty acids for the non-catalytic esterification in a bubble column reactor at atmospheric pressure
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030217150
収録データベース研究課題データベース

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