JP6403347B2 - Fuel production method using woody biomass - Google Patents

Description

本発明は、木質系バイオマスを用いた燃料製造方法に関する。
本願は、２０１４年１０月１０日に、日本に出願された特願２０１４−２０８７９７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a fuel production method using woody biomass.
This application claims priority on October 10, 2014 based on Japanese Patent Application No. 2014-208797 for which it applied to Japan, and uses the content here.

周知のように、パーム油はオイルパーム（oil palm、和名：アブラヤシ）の果実から採取される植物油である。このようなパーム油は、東南アジアが主産地であり、大規模農園であるプランテーションで製造されている。例えば下記特許文献１及び引用文献２には、上記オイルパームの幹（トランク）をバイオマス（生物由来の資源）として捉え、この幹（トランク）から採取した樹液を原料としてアルコール発酵（エタノール発酵）させることによりバイオエタノール（液体燃料）を製造することが記載されている。   As is well known, palm oil is a vegetable oil collected from the fruit of oil palm (Japanese name: oil palm). Such palm oil is mainly produced in Southeast Asia and is produced in plantations, which are large-scale farms. For example, in Patent Document 1 and Cited Document 2 below, the oil palm trunk is regarded as biomass (a biological resource), and alcohol fermentation (ethanol fermentation) is performed using sap collected from the trunk as a raw material. Manufacturing bioethanol (liquid fuel).

日本国特許第４６６５２５７号公報Japanese Patent No. 4665257 日本国特許第４４１８８７１号公報Japanese Patent No. 4418871

しかしながら、上記特許文献１や特許文献２の技術は、アルコール発酵（エタノール発酵）を中核とする技術であるが故に、バイオエタノール（液体燃料）の製造におけるエネルギー効率が悪い。例えば、アルコール発酵の発酵効率を上げるため、またオイルパームの樹液（糖液）の腐敗防止のために、アルコール発酵の前工程で樹液（糖液）の濃縮処理を行う必要があり、この濃縮処理に多大なエネルギーを必要とする。また、アルコール発酵の後工程としてバイオエタノールを単体分離するための蒸留処理が必要であり、この蒸留処理にも多大なエネルギーを必要とする。さらに、蒸留処理によって分離された蒸留粕を飼料等として再利用する場合には、蒸留粕が多量の水を含んだ固液混合液なので、乾燥させるために多大なエネルギーを必要とする。   However, since the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 are techniques having alcohol fermentation (ethanol fermentation) as a core, the energy efficiency in the production of bioethanol (liquid fuel) is poor. For example, in order to increase the fermentation efficiency of alcohol fermentation and to prevent the sap (sugar solution) of oil palm from decaying, it is necessary to concentrate the sap (sugar solution) in the previous step of alcohol fermentation. Requires a lot of energy. Moreover, the distillation process for isolate | separating bioethanol single-piece | unit is required as a post process of alcoholic fermentation, and a great deal of energy is also required for this distillation process. Furthermore, when the distiller separated by the distillation process is reused as feed or the like, since the distiller is a solid-liquid mixed solution containing a large amount of water, a large amount of energy is required for drying.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、各種の木質系バイオマスを原料として燃料を製造する際に外部から投入するエネルギー量を従来よりも低減することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and it aims at reducing the energy amount injected | thrown-in from the outside conventionally, when manufacturing a fuel using various woody biomass as a raw material.

本発明の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法に係る第１の態様は、糖液を樹液として含む木質系バイオマスを原料とする燃料製造方法であって、木質系バイオマスから糖液を搾汁する搾汁工程と、前記搾汁工程によって得られた糖液を発酵原料としてメタン発酵処理するメタン発酵工程と、前記メタン発酵工程によって得られたバイオガスを用いることにより、上記搾汁工程で得られた搾り滓を固体燃料化する搾り滓燃料化工程とを有する。 A first aspect of the solid fuel production method using woody biomass of the present invention is a fuel production method using woody biomass containing sugar liquid as a sap, and squeezes sugar liquid from the woody biomass Obtained in the above squeezing step by using the biogas obtained in the methane fermentation process, and the methane fermentation process in which the sugar liquid obtained in the squeeze process is used as a fermentation raw material and the methane fermentation process. And a squeezed slag fueling step for converting the resulting squeezed slag into a solid fuel.

本発明の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法に係る第２の態様は、上記第１の態様において、上記搾汁工程は、上記木質系バイオマスをチップ化するチップ化工程と、前記チップ化工程によって得られた原料チップを破砕処理する破砕工程と、前記破砕工程によって得られた破砕物から上記樹液を含む混合水を搾汁液として分離する分離工程とを有する。   According to a second aspect of the solid fuel production method using woody biomass of the present invention, in the first aspect, the squeezing step includes a chipping step for chipping the woody biomass and the chipping. A crushing process for crushing the raw material chips obtained by the process, and a separation process for separating the mixed water containing the sap from the crushed material obtained by the crushing process as a juice.

本発明の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法に係る第３の態様は、上記第２の態様において、上記破砕工程を２回行う。   The 3rd aspect which concerns on the solid fuel manufacturing method using the wood type biomass of this invention performs the said crushing process twice in the said 2nd aspect.

本発明の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法に係る第４の態様は、上記第１の態様において、上記搾汁工程は、上記木質系バイオマスをチップ化するチップ化工程と、前記チップ化工程によって得られた原料チップに加水して放置する放置工程と、前記放置工程によって得られた放置済み物から上記樹液を含む混合水を搾汁液として分離する分離工程とを有する。   According to a fourth aspect of the solid fuel production method using the woody biomass of the present invention, in the first aspect, the squeezing step includes a chipping step for chipping the woody biomass and the chipping. There is a leaving step of adding water to the raw material chips obtained in the step and leaving it alone, and a separation step of separating the mixed water containing the sap as the squeezed liquid from the left-to-be-obtained product obtained in the leaving step.

本発明の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法に係る第５の態様は、上記第１〜第４のいずれかの態様において、上記搾り滓燃料化工程は、上記バイオガスを燃料として水蒸気を発生させる蒸気発生工程と、上記搾汁工程によって得られた搾り滓を上記蒸気発生工程によって得られた水蒸気を用いて乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程によって得られた乾燥物を所定形状の固体燃料に成形する成型工程とを有する。   According to a fifth aspect of the solid fuel production method using the woody biomass of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the squeezed fuel is converted into steam using the biogas as a fuel. A steam generation step for generating, a drying step for drying the pomace obtained by the squeezing step using the water vapor obtained by the steam generation step, and a solid product having a predetermined shape obtained by the drying step. A molding process for molding the fuel.

本発明の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法に係る第６の態様は、上記第１〜第５のいずれかの態様において、上記搾汁工程によって得られた搾り滓を糖化処理する糖化工程をさらに有し、上記メタン発酵工程では、上記糖化工程によって得られる糖化液をも発酵原料とする。   The 6th aspect which concerns on the solid fuel manufacturing method using the woody biomass of this invention is a saccharification process which carries out the saccharification process of the pomace obtained by the said squeezing process in any one of the said 1st-5th aspect. In the methane fermentation process, the saccharified solution obtained by the saccharification process is also used as a fermentation raw material.

本発明の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法に係る第７の態様は、上記第１〜第６のいずれかの態様において、上記木質系バイオマスは、オイルパームの幹あるいは／及び前記オイルパームからパーム油の製油工場で発生するパームオイル廃液である。   According to a seventh aspect of the solid fuel production method using the woody biomass of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the woody biomass is an oil palm trunk or / and the oil palm. It is a palm oil waste liquid generated in a palm oil refinery.

本発明によれば、木質系バイオマスから固体燃料を製造する際のエネルギー効率を従来よりも向上させることが可能である。すなわち、バイオエタノールを製造する従来の製造プロセスでは、オイルパームの樹液（糖液）の濃縮処理、バイオエタノールを単体分離するための蒸留処理、また蒸留粕の乾燥処理に多大なエネルギーを必要とするが、本発明によれば、木質系バイオマスから得られた樹液（糖液）をメタン発酵処理して得られるバイオガスを用いて搾り滓を固体燃料化するので、外部から投入するエネルギー量を従来よりも低減することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to improve the energy efficiency at the time of manufacturing a solid fuel from wood type biomass than before. That is, in the conventional manufacturing process for producing bioethanol, a large amount of energy is required for concentration treatment of oil palm sap (sugar solution), distillation treatment for separating bioethanol alone, and drying treatment of distillers. However, according to the present invention, since the squeezed rice cake is made into a solid fuel using biogas obtained by subjecting the sap (sugar solution) obtained from the woody biomass to methane fermentation, the amount of energy input from the outside is conventionally reduced. Can be reduced.

本発明の第１実施形態に係る木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the solid fuel manufacturing method using the woody biomass which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the solid fuel manufacturing method using the wood type biomass which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the solid fuel manufacturing method using the wood type biomass which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the solid fuel manufacturing method using the woody biomass which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図４に示すように、本実施形態に係る木質系バイオマスを用いた燃料製造方法は、オイルパームの幹（パーム幹Ｘ１）を原料とし、燃料ペレットを製品として製造する。すなわち、本実施形態に係る木質系バイオマスを用いた燃料製造方法は、パーム幹Ｘ１から固体燃料の一種である燃料ペレットを製造する固体燃料製造方法である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, the fuel manufacturing method using woody biomass according to the present embodiment uses oil palm trunk (palm trunk X1) as a raw material and manufactures fuel pellets as a product. That is, the fuel production method using the woody biomass according to the present embodiment is a solid fuel production method for producing fuel pellets that are a kind of solid fuel from the palm trunk X1.

〔第１実施形態〕
最初に、図１を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の第１工程である熟成処理Ｓ１では、原料であるパーム幹Ｘ１を一定時間（熟成期間）に亘って保存することにより熟成させる。パーム幹Ｘ１は、周知のように樹液が高濃度の糖液を含むが、伐採後に保存することによって糖液の濃度が徐々に上昇し、ある期間後に糖液の濃度が最大化することが知られている。すなわち、伐採直後のパーム幹Ｘ１は、一定の熟成期間を経ることにより糖液濃度が最も高くなる。この熟成処理Ｓ１では、糖液濃度が最も高くなるようにパーム幹Ｘ１を熟成させ、熟成パーム幹Ｘ２を得る。[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the aging treatment S1 that is the first step of the first embodiment, the raw material palm stem X1 is aged by storing it for a certain time (aging period). As is well known, the palm stem X1 contains a high concentration of sugar solution, but it is known that the concentration of the sugar solution gradually increases when stored after logging, and the concentration of the sugar solution is maximized after a certain period. It has been. That is, the palm stem X1 immediately after logging has the highest sugar solution concentration after a certain aging period. In this aging treatment S1, the palm stem X1 is aged so that the concentration of the sugar solution becomes the highest to obtain the aged palm stem X2.

第２工程であるチップ化処理Ｓ２（チップ化工程）では、例えば直径３０〜６０ｃｍ、かつ、高さ１０ｍ程度の丸太状の熟成パーム幹Ｘ２を板状に裁断し、さらに板状の熟成パーム幹Ｘ２を例えば最大寸法２．０〜３．０ｍｍ程度の原料チップ（パームチップＸ３）に破砕する。熟成パーム幹Ｘ２つまりパーム幹Ｘ１は、水分を８０％近く含む高含水率の木質系バイオマスであり、よってチップ化処理Ｓ２によって得られるパームチップＸ３も高含水率のチップ材である。なお、チップ化処理Ｓ２では、熟成パーム幹Ｘ２を板状に裁断するのではなく、直接チップ状に破砕してもよい。   In the chip forming process S2 (chip forming process) which is the second process, for example, the log-shaped mature palm trunk X2 having a diameter of 30 to 60 cm and a height of about 10 m is cut into a plate shape, and further the plate-shaped mature palm trunk X2 is crushed into raw material chips (palm chip X3) having a maximum dimension of about 2.0 to 3.0 mm, for example. The aged palm trunk X2, that is, the palm trunk X1, is a woody biomass with a high water content that contains nearly 80% of moisture, and thus the palm chip X3 obtained by the chipping treatment S2 is also a chip material with a high water content. In the chip forming process S2, the aged palm trunk X2 may be directly crushed into chips instead of cutting into a plate.

第３工程である湿式ミル処理Ｓ３（破砕工程）では、上記パームチップＸ３に所定量の温水Ｘ１４を添加し、さらに磨り潰すことにより摩砕する。この湿式ミル処理Ｓ３に用いる湿式ミル（摩砕機）は、例えば増幸産業（株）製スーパーマスコロイダー（型番：ＭＫＺＢ−１００Ｊ）であり、円環状の上部グラインダに一定間隔（クリアランス）を隔てて対向すると共に回転自在な下部グラインダを備えている。また、この湿式ミルでは、上記クリアランスが所定範囲かつ所定ピッチで変更自在になっている。   In the wet mill process S3 (crushing process), which is the third process, a predetermined amount of warm water X14 is added to the palm chip X3 and further ground and ground. The wet mill (grinding machine) used for this wet mill process S3 is, for example, a supermass colloider (model number: MKZB-100J) manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd., facing the annular upper grinder with a certain interval (clearance). In addition, it has a lower grinder that can rotate freely. In this wet mill, the clearance can be changed within a predetermined range and a predetermined pitch.

この湿式ミル処理Ｓ３では、湿式ミルの上方から上部グラインダの中心近傍部位にパームチップＸ３を導入すると、上部グラインダと下部グラインダとの間でパームチップＸ３が摩砕されて下部グラインダの外周方向に摩砕物（摩砕済みパームＸ４）として排出される。摩砕済みパームＸ４は、スラリー状かつ水切れが良好な固液混合物であるが、パームチップＸ３の繊維質が十分に残存する状態である。   In the wet mill process S3, when the palm chip X3 is introduced from the upper part of the wet mill to the vicinity of the center of the upper grinder, the palm chip X3 is ground between the upper grinder and the lower grinder and is ground in the outer peripheral direction of the lower grinder. It is discharged as crushed material (milled palm X4). The ground palm X4 is a solid-liquid mixture that is in a slurry state and has good drainage, but the fiber of the palm chip X3 remains sufficiently.

この湿式ミル処理Ｓ３において、パームチップＸ３に対する温水Ｘ１４の加水量は、例えば重量比で１対２である。また、温水Ｘ１４の温度は、沸騰温度以下の温度であれば如何なる温度でもよいが、エネルギー効率を考慮するとあまり高い温度は好ましくない。なお、この湿式ミル処理Ｓ３では、温水Ｘ１４に代えて常温水をパームチップＸ３に添加してもよい。   In this wet mill process S3, the amount of warm water X14 added to the palm chip X3 is, for example, 1 to 2 in weight ratio. Further, the temperature of the hot water X14 may be any temperature as long as it is equal to or lower than the boiling temperature, but a very high temperature is not preferable in consideration of energy efficiency. In the wet mill process S3, room temperature water may be added to the palm chip X3 instead of the hot water X14.

また、湿式ミル処理Ｓ３は、連続式バイブロミル（ユーラステクノ株式会社）で行ってもよい。連続式バイブロミルは、粉粒体を滞留させることなく、連続投入及び排出が可能である。 Moreover, you may perform wet mill process S3 with a continuous vibro mill (Eurus Techno Co., Ltd.). The continuous vibro mill can be continuously charged and discharged without causing the particles to stay.

第４工程である粗分離処理Ｓ４では、例えばロータリースクリーンを分離装置として用いることにより、上記摩砕済みパームＸ４から比較的小径の固形分を含む液体成分（搾汁液Ｘ５）と比較的大径の固形分（搾り滓Ｘ６）とが分離される。上記搾汁液Ｘ５は、パーム幹Ｘ１に含まれる樹液（五炭糖や六炭糖の単糖を主成分とする糖液）と水分とを主成分とする混合液であり、発酵原料として後段のメタン発酵処理Ｓ８に供給される。一方、搾り滓Ｘ６は、上記樹液を含むと共にパーム幹Ｘ１を構成する木質成分（主にセルロース、ヘミセルロース及びリグニン）を主成分とする比較的含水率の高い固形物である。   In the coarse separation process S4 that is the fourth step, for example, by using a rotary screen as a separation device, a liquid component (squeezed liquid X5) containing a relatively small solid content from the ground palm X4 and a relatively large diameter are used. Solid content (squeezed lees X6) is separated. The squeezed liquid X5 is a mixed liquid mainly composed of sap (sugar liquid mainly composed of pentose and hexose monosaccharides) and water contained in the palm trunk X1, and is used as a fermentation raw material in the latter stage. It is supplied to the methane fermentation process S8. On the other hand, the squeezed cocoon X6 is a solid having a relatively high moisture content, which contains the above sap and is mainly composed of wood components (mainly cellulose, hemicellulose, and lignin) constituting the palm trunk X1.

第５工程である脱水処理Ｓ５では、所定の脱水機として用いることにより、上記搾り滓Ｘ６から液体成分（分離液Ｘ７）を脱水して脱水ケーキＸ８を生成する。上記脱水機は、例えば遠心分離機、スクリュープレスあるいはフィルタープレスである。分離液Ｘ７は、上述した樹液（糖液）を含む液体であり、発酵原料として後段のメタン発酵処理Ｓ８に供給される。一方、脱水ケーキＸ８は、上述したようにセルロース、ヘミセルロース及びリグニンを主成分とする木質成分である。
なお、上述した湿式ミル処理Ｓ３、粗分離処理Ｓ４及び脱水処理Ｓ５は、第１実施形態における搾汁工程に相当する。また、上記粗分離処理Ｓ４及び脱水処理Ｓ５は、第１実施形態における分離工程に相当する。In the dehydration process S5, which is the fifth step, the liquid component (separated liquid X7) is dehydrated from the squeezed lees X6 by using it as a predetermined dehydrator to generate a dehydrated cake X8. The dehydrator is, for example, a centrifuge, a screw press, or a filter press. The separation liquid X7 is a liquid containing the above-described sap (sugar liquid), and is supplied to the subsequent methane fermentation treatment S8 as a fermentation raw material. On the other hand, the dehydrated cake X8 is a wood component mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin as described above.
In addition, the wet mill process S3, the rough separation process S4, and the dehydration process S5 described above correspond to the squeezing process in the first embodiment. The rough separation process S4 and the dehydration process S5 correspond to the separation step in the first embodiment.

第６工程である乾燥処理Ｓ６では、所定の汚泥乾燥機を用いることにより、脱水ケーキＸ８を乾燥させる。上記脱水ケーキＸ８は例えば９０％程度の含水率であり、乾燥処理Ｓ６では、脱水ケーキＸ８の含水率を例えば５０％程度まで低下させた乾燥ケーキＸ９を生成する。なお、この乾燥処理Ｓ６では、乾燥ケーキＸ９を生成するために必要な熱源として後段の蒸気発生処理Ｓ１１によって得られた水蒸気Ｘ１５を用いる。   In the drying process S6 that is the sixth step, the dewatered cake X8 is dried by using a predetermined sludge dryer. The dehydrated cake X8 has a moisture content of, for example, about 90%. In the drying process S6, a dried cake X9 in which the moisture content of the dehydrated cake X8 is reduced to, for example, about 50% is generated. In this drying process S6, the steam X15 obtained by the subsequent steam generation process S11 is used as a heat source necessary for generating the dried cake X9.

第７工程である成形処理Ｓ７では、所定の成形装置を用いることにより、乾燥ケーキＸ９を所定サイズのペレット状に成型する。すなわち、この成形処理Ｓ７では、乾燥ケーキＸ９に加圧成型処理が施されることによって、乾燥ケーキＸ９がペレット状に成形されたペレットが生成される。このペレットは、パーム幹Ｘ１の木質成分を主成分とするものであり、よって燃料として利用可能な燃料ペレットＸ１０である。   In the molding process S7, which is the seventh step, the dry cake X9 is molded into pellets of a predetermined size by using a predetermined molding apparatus. In other words, in the molding process S7, the dry cake X9 is subjected to a pressure molding process, thereby generating a pellet in which the dry cake X9 is molded into a pellet. This pellet is the fuel pellet X10 which has a woody component of the palm trunk X1 as a main component and can be used as a fuel.

第８工程であるメタン発酵処理Ｓ８では、上記搾汁液Ｘ５及び分離液Ｘ７を発酵原料とするメタン発酵によって、メタンガス及び二酸化炭素を主成分とするバイオガスＸ１１を発生する。メタン発酵は、周知のように嫌気性の有機物分解処理、つまり嫌気性微生物であるメタン菌の作用によって有機物を分解することにより、メタンガス及び二酸化炭素を主成分とする消化ガスを発生させる反応系である。   In the methane fermentation process S8 that is the eighth step, biogas X11 mainly composed of methane gas and carbon dioxide is generated by methane fermentation using the juice X5 and the separated liquid X7 as fermentation raw materials. As is well known, methane fermentation is an anaerobic organic substance decomposition treatment, that is, a reaction system that generates digestive gas mainly composed of methane gas and carbon dioxide by decomposing organic substances by the action of anaerobic microorganisms, methane bacteria. is there.

なお、このメタン発酵処理Ｓ８では、消化液が排液として発生する。この消化液は、メタン発酵処理Ｓ８の原料つまり搾汁液Ｘ５及び分離液Ｘ７の性状によって成分が決まるが、活性汚泥処理によって処理することができる。周知のように、活性汚泥処理は、好気性微生物を用いて排水を処理する手法であり、外部からのエネルギー投入を最小限に抑えることができる排水処理手法である。   In this methane fermentation treatment S8, digestive juice is generated as drainage. The components of the digested liquid are determined by the raw material of the methane fermentation process S8, that is, the properties of the juice liquid X5 and the separated liquid X7, but can be processed by the activated sludge process. As is well known, activated sludge treatment is a technique for treating wastewater using aerobic microorganisms, and is a wastewater treatment technique that can minimize the input of energy from the outside.

第９工程である発電処理Ｓ９では、上記メタン発酵処理Ｓ８によって得られたバイオガスＸ１１を燃料として発電する。すなわち、この発電処理Ｓ９では、バイオガスＸ１１を燃料としてガスエンジンまたはガスタービンを作動させることによって発電機を駆動し、電力Ｘ１２を得る。この電力Ｘ１２は、加熱処理Ｓ１０に電源として供給されると共に、加熱処理Ｓ１０を行う設備以外の設備、例えば湿式ミル処理Ｓ３における湿式ミル、粗分離処理Ｓ４における分離装置及び／あるいは脱水処理Ｓ５における脱水機にも設備電力として供給される。   In the power generation process S9 that is the ninth step, power is generated using the biogas X11 obtained by the methane fermentation process S8 as fuel. That is, in this power generation process S9, the generator is driven by operating the gas engine or the gas turbine using the biogas X11 as fuel to obtain electric power X12. The electric power X12 is supplied as a power source to the heat treatment S10, and equipment other than the equipment that performs the heat treatment S10, for example, a wet mill in the wet mill treatment S3, a separation device in the rough separation treatment S4, and / or a dehydration in the dehydration treatment S5. The machine is also supplied as facility power.

第１０工程である加熱処理Ｓ１０では、上記発電処理Ｓ９によって発生した排熱Ｘ１３との熱交換によって温水Ｘ１４を生成する。すなわち、発電処理Ｓ９では発電機の作動によって排ガスや冷却水が排熱Ｘ１３として発生するが、この加熱処理Ｓ１０では、このような排熱Ｘ１３を熱源として利用することにより、常温の水（例えば水道水）を加熱して温水Ｘ１４を生成する。この温水Ｘ１４は、上述したように湿式ミル処理Ｓ３に供される。   In the heat treatment S10 that is the tenth step, hot water X14 is generated by heat exchange with the exhaust heat X13 generated by the power generation treatment S9. That is, in the power generation process S9, exhaust gas and cooling water are generated as exhaust heat X13 by the operation of the generator. In this heat treatment S10, normal temperature water (for example, tap water) is obtained by using such exhaust heat X13 as a heat source. Water) is heated to produce warm water X14. This hot water X14 is provided to the wet mill process S3 as described above.

第１１工程である蒸気発生処理Ｓ１１では、上記メタン発酵処理Ｓ８によって得られたバイオガスＸ１１を燃料として水蒸気Ｘ１５を発生させる。すなわち、この蒸気発生処理Ｓ１１では、バイオガスＸ１１を燃料として例えば貫流ボイラを作動させることにより水蒸気Ｘ１５を発生させて上記乾燥処理Ｓ６に供給する。   In the steam generation process S11 that is the eleventh step, steam X15 is generated using the biogas X11 obtained by the methane fermentation process S8 as a fuel. That is, in this steam generation process S11, the biogas X11 is used as a fuel, for example, by operating a once-through boiler, steam X15 is generated and supplied to the drying process S6.

このような第１実施形態によれば、搾汁液Ｘ５及び分離液Ｘ７を発酵原料とするメタン発酵で得られたバイオガスＸ１１から水蒸気Ｘ１５を生成し、水蒸気Ｘ１５を用いて脱水ケーキＸ８を固体燃料化するので、外部から投入するエネルギー量をバイオエタノールを製造する従来技術よりも低減することが可能である。   According to such 1st Embodiment, the water vapor | steam X15 is produced | generated from the biogas X11 obtained by the methane fermentation which uses the squeezed liquid X5 and the separated liquid X7 as a fermentation raw material, and the dehydration cake X8 is made into solid fuel using the water vapor | steam X15. Therefore, it is possible to reduce the amount of energy input from the outside compared to the conventional technique for producing bioethanol.

〔第２実施形態〕
次に、図２を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態は、図２を図１と比較すると分かるように、第１実施形態における湿式ミル処理Ｓ３を２回の湿式ミル処理つまり１次湿式ミル処理Ｓ３１と２次湿式ミル処理Ｓ３２とすると共に、脱水処理Ｓ５を２回の脱水処理つまり１次脱水処理Ｓ５１と２次脱水処理Ｓ５２とし、さらに糖化処理Ｓ１２を追加した。以下では、重複する説明を避けるために第１実施形態と異なる工程についてのみ説明する。[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, as can be seen by comparing FIG. 2 with FIG. 1, the wet mill process S3 in the first embodiment is performed by two wet mill processes, that is, a primary wet mill process S31 and a secondary wet mill process S32. At the same time, the dehydration process S5 was changed to two dehydration processes, that is, the primary dehydration process S51 and the secondary dehydration process S52, and a saccharification process S12 was further added. Hereinafter, only steps different from those of the first embodiment will be described in order to avoid overlapping description.

１次湿式ミル処理Ｓ３１では、第１実施形態の湿式ミル処理Ｓ３と同様にパームチップＸ３の繊維質が十分に残存する状態となるようにパームチップＸ３を摩砕する。したがって、１次湿式ミル処理Ｓ３１では、第１実施形態の湿式ミル処理Ｓ３と同様な摩砕済みパームＸ４が得られる。そして、このような摩砕済みパームＸ４は、次工程である粗分離処理Ｓ４によって搾汁液Ｘ５と搾り滓Ｘ６とに分離される。   In the primary wet milling process S31, the palm chip X3 is ground so that the fibers of the palm chip X3 remain sufficiently as in the wet milling process S3 of the first embodiment. Therefore, in the primary wet mill process S31, the ground palm X4 similar to the wet mill process S3 of the first embodiment is obtained. And such milled palm X4 is isolate | separated into the squeezed liquid X5 and the squeeze cake X6 by rough separation process S4 which is a next process.

２次湿式ミル処理Ｓ３２では、上記１次湿式ミル処理Ｓ３１とは異なり、搾り滓Ｘ６に含まれる繊維質が完全に破壊される程度に搾り滓Ｘ６を摩砕する。この２次湿式ミル処理Ｓ３２によって得られる摩砕済みパームＸ４１は、摩砕済みパームＸ４よりも粒径の細かい固形分を含むスラリー（固液混合物）である。   In the secondary wet mill process S32, unlike the primary wet mill process S31, the squeezed slag X6 is ground to such an extent that the fiber contained in the squeezed slag X6 is completely destroyed. The ground palm X41 obtained by the secondary wet mill treatment S32 is a slurry (solid-liquid mixture) containing a solid content having a finer particle diameter than the ground palm X4.

１次脱水処理Ｓ５１では、第１実施形態の脱水処理Ｓ５と同様に脱水機を用いることにより、上記２次湿式ミル処理Ｓ３２によって得られた摩砕済みパームＸ４１から分離液Ｘ７１を脱水して脱水ケーキＸ８１を得る。分離液Ｘ７１は、第１実施形態の分離液Ｘ７と同様にパーム幹Ｘ１の樹液（糖液）を含む液体であり、発酵原料としてメタン発酵処理Ｓ８に供給される。一方、脱水ケーキＸ８１は、第１実施形態の脱水ケーキＸ８と同様に木質成分であるが、２次湿式ミル処理Ｓ３２に起因して粒径が第１実施形態の脱水ケーキＸ８よりも小さい。
なお、上述した１次湿式ミル処理Ｓ３１、粗分離処理Ｓ４、２次湿式ミル処理Ｓ３２及び１次脱水処理Ｓ５１は、第２実施形態における搾汁工程に相当する。また、上記粗分離処理Ｓ４及び１次脱水処理Ｓ５１は、第２実施形態における分離工程に相当する。In the primary dewatering treatment S51, the separation liquid X71 is dehydrated from the ground palm X41 obtained by the secondary wet mill treatment S32 by using a dehydrator as in the dewatering treatment S5 of the first embodiment. Obtain cake X81. The separation liquid X71 is a liquid containing the sap (sugar liquid) of the palm stem X1 similarly to the separation liquid X7 of the first embodiment, and is supplied to the methane fermentation treatment S8 as a fermentation raw material. On the other hand, the dehydrated cake X81 is a wood component as with the dehydrated cake X8 of the first embodiment, but the particle size is smaller than the dehydrated cake X8 of the first embodiment due to the secondary wet milling process S32.
In addition, the primary wet mill process S31, the rough separation process S4, the secondary wet mill process S32, and the primary dehydration process S51 described above correspond to the squeezing process in the second embodiment. The rough separation process S4 and the primary dehydration process S51 correspond to the separation process in the second embodiment.

糖化処理Ｓ１２では、このような脱水ケーキＸ８１を加水分解することにより可溶化（単糖化）する。すなわち、この糖化処理Ｓ１２では、例えば酵素糖化法や微生物糖化法に基づいて脱水ケーキＸ８１を加水分解することにより、五炭糖や六炭糖の単糖を生成する。脱水ケーキＸ８１は、木質成分つまりセルロース、ヘミセルロース及びリグニンを主成分とする。この糖化処理Ｓ１２では、これら主成分のうちセルロース及びヘミセルロースを主に加水分解することにより糖化済み液Ｘ１６を得る。この糖化済み液Ｘ１６は、上記単糖が水に溶け込んだ糖化液Ｘ１７とリグニンを主成分とする固形物とからなる固液混合水である。   In the saccharification treatment S12, the dehydrated cake X81 is solubilized (monosaccharide) by hydrolysis. That is, in this saccharification treatment S12, for example, the dehydrated cake X81 is hydrolyzed based on an enzymatic saccharification method or a microbial saccharification method, thereby generating pentose or hexose monosaccharides. The dehydrated cake X81 contains wood components, that is, cellulose, hemicellulose, and lignin as main components. In the saccharification treatment S12, saccharified liquid X16 is obtained by mainly hydrolyzing cellulose and hemicellulose among these main components. This saccharified liquid X16 is a solid-liquid mixed water composed of a saccharified liquid X17 in which the above monosaccharide is dissolved in water and a solid containing lignin as a main component.

また、糖化処理Ｓ１２は、Clostridium thermocellumを用いた微生物糖化法でもよい。特に、本願発明者らは、Clostridium thermocellumとThermoanaerobacter brockiiの共培養系により、グルカン６２．５％、キシラン３９％の分解が得られることを見出した。そのため、Clostridium thermocellumとThermoanaerobacter brockiiの共培養系により、高い効率で糖化処理を行うことができる。 The saccharification treatment S12 may be a microbial saccharification method using Clostridium thermocellum. In particular, the present inventors have found that degradation of glucan 62.5% and xylan 39% can be obtained by co-culture system of Clostridium thermocellum and Thermoanaerobacter brockii. Therefore, saccharification treatment can be performed with high efficiency by the co-culture system of Clostridium thermocellum and Thermoanaerobacter brockii.

２次脱水処理Ｓ５２では、第１実施形態の脱水処理Ｓ５と同様に脱水機を用いることにより、上記糖化処理Ｓ１２によって得られた糖化済み液Ｘ１６から糖化液Ｘ１７を脱水して脱水ケーキＸ８２を得る。糖化液Ｘ１７は、上述したように五炭糖や六炭糖の単糖を含む糖液であり、発酵原料としてメタン発酵処理Ｓ８に供給される。一方、脱水ケーキＸ８２は、上述した１次脱水処理Ｓ５１の脱水ケーキＸ８１と同様に木質成分であり、乾燥処理Ｓ６に供給される。   In the secondary dehydration process S52, using the dehydrator as in the dehydration process S5 of the first embodiment, the saccharified liquid X17 is dehydrated from the saccharified liquid X16 obtained by the saccharification process S12 to obtain a dehydrated cake X82. . The saccharified solution X17 is a sugar solution containing a pentose or hexose monosaccharide as described above, and is supplied to the methane fermentation process S8 as a fermentation raw material. On the other hand, the dewatering cake X82 is a wooden component, like the dewatering cake X81 of the primary dewatering process S51 described above, and is supplied to the drying process S6.

このような第２実施形態によれば、搾汁液Ｘ５、分離液Ｘ７１及び糖化液Ｘ１７を発酵原料としてメタン発酵で得られたバイオガスＸ１１から水蒸気Ｘ１５を生成し、水蒸気Ｘ１５を用いて搾り滓を固体燃料化するので、上述した第１実施形態と同様にバイオエタノールを製造する従来技術よりも外部から投入するエネルギー量を低減することが可能である。   According to such 2nd Embodiment, the water vapor | steam X15 is produced | generated from the biogas X11 obtained by methane fermentation by using the squeezed liquid X5, the separated liquid X71, and the saccharified liquid X17 as a fermentation raw material, Since the solid fuel is used, it is possible to reduce the amount of energy input from the outside as compared with the conventional technique for producing bioethanol as in the first embodiment described above.

また、第２実施形態によれば、糖化処理Ｓ１２を行うので、燃料ペレットＸ１０におけるリグニンの含有率が第１実施形態よりも上昇する。この結果、燃料ペレットＸ１０の低位発熱量が第１実施形態よりも上昇するので、燃料ペレットＸ１０の固体燃料としての価値（品質）が向上する。   Moreover, according to 2nd Embodiment, since saccharification process S12 is performed, the content rate of the lignin in the fuel pellet X10 rises rather than 1st Embodiment. As a result, since the lower heating value of the fuel pellet X10 is higher than that in the first embodiment, the value (quality) of the fuel pellet X10 as a solid fuel is improved.

さらに、第２実施形態によれば、搾汁液Ｘ５及び分離液Ｘ７１に加えて糖化液Ｘ１７をも発酵原料とするので、メタン発酵におけるバイオガスＸ１１の発生量を第１実施形態よりも増大させることができる。   Furthermore, according to the second embodiment, since the saccharified liquid X17 is also used as a fermentation raw material in addition to the juice X5 and the separated liquid X71, the amount of biogas X11 generated in methane fermentation is increased more than in the first embodiment. Can do.

〔第３実施形態〕
次に、図３を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
この第３実施形態は、図３を図１と比較すると分かるように、第１実施形態における湿式ミル処理Ｓ３に代えて浸漬処理Ｓ１３を行った後に１次粗分離処理Ｓ４１を行い、また湿式ミル処理Ｓ３を１次粗分離処理Ｓ４１の後で行うと共に湿式ミル処理Ｓ３の後で２次粗分離処理Ｓ４２を行う。以下では、重複する説明を避けるために第１実施形態と異なる工程についてのみ説明する。[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, as can be seen by comparing FIG. 3 with FIG. 1, the primary rough separation process S41 is performed after the immersion process S13 in place of the wet mill process S3 in the first embodiment, and the wet mill is performed. The process S3 is performed after the primary coarse separation process S41, and the secondary coarse separation process S42 is performed after the wet milling process S3. Hereinafter, only steps different from those of the first embodiment will be described in order to avoid overlapping description.

浸漬処理Ｓ１３では、チップ化処理Ｓ２によって得られたパームチップＸ３に所定量の温水Ｘ１４を添加した状態で一定時間に亘って放置する。すなわち、この浸漬処理Ｓ１３では、パームチップＸ３を温水Ｘ１４に浸漬させた状態を一定時間（浸漬時間）に亘って維持する。温水Ｘ１４を添加した直後のパームチップＸ３の樹液濃度は、温水Ｘ１４中における樹液濃度（添加直後は０％）よりも当然に低いので、この樹液の濃度勾配に起因する浸透圧によってパームチップＸ３中の樹液が希釈水として機能する温水Ｘ１４中に溶出する。   In the dipping process S13, the palm chip X3 obtained by the chip-forming process S2 is left for a predetermined time in a state where a predetermined amount of hot water X14 is added. That is, in this immersion treatment S13, the state in which the palm chip X3 is immersed in the warm water X14 is maintained for a certain time (immersion time). The sap concentration of the palm chip X3 immediately after the addition of the warm water X14 is naturally lower than the sap concentration in the warm water X14 (0% immediately after the addition). Therefore, the sap concentration in the palm chip X3 is caused by the osmotic pressure due to the concentration gradient of the sap. Elutes in warm water X14 which functions as dilution water.

このような浸漬処理Ｓ１３を経ることによって、温水Ｘ１４（希釈水）中の樹液濃度が時間の経過と共に徐々に上昇し、つまりパームチップＸ３中の樹液が時間の経過と共に徐々に分離される。なお、パームチップＸ３に対する温水Ｘ１４の加水量は、例えば重量比で１対２程度であるが、パームチップＸ３の樹液濃度が高い程、加水量を増大させることが好ましい。このように加水量を調節することによってより多くの樹液を温水Ｘ１４（希釈水）中に溶出させることができる。また、この浸漬処理Ｓ１３では、温水Ｘ１４に代えて常温水を希釈水として用いてもよい。   By passing through such immersion treatment S13, the sap concentration in the warm water X14 (diluted water) gradually increases with time, that is, the sap in the palm chip X3 is gradually separated with time. Note that the amount of warm water X14 added to the palm chip X3 is, for example, about 1 to 2 in weight ratio, but it is preferable to increase the amount of water added as the sap concentration of the palm chip X3 increases. By adjusting the amount of water in this way, more sap can be eluted in warm water X14 (diluted water). Moreover, in this immersion process S13, it replaces with warm water X14, and normal temperature water may be used as dilution water.

例えば、希釈水として常温水を用いた場合の希釈水に対する樹液の溶出状態を実験した結果、１２時間に亘ってパームチップＸ３を希釈水に浸漬させると、８０％近い樹液の溶出率が得られ、その後溶出率は時間の経過と共に若干上昇して低下傾向に移行することが確認された。なお、この実験では、希釈水のＣＯＤ_Ｃｒ濃度〔ｍｇ/ｌ〕を計測することにより、樹液の溶出率（ＣＯＤ溶出率〔％〕）を求めた。For example, as a result of experimenting the elution state of the sap with respect to the dilution water when normal temperature water is used as the dilution water, when the palm chip X3 is immersed in the dilution water for 12 hours, an elution rate of sap of nearly 80% is obtained. After that, it was confirmed that the dissolution rate slightly increased with the passage of time and shifted to a decreasing tendency. In this experiment, by measuring the COD _Cr concentration of dilution water [mg / l] was determined dissolution rate of sap (COD dissolution ratio (%)) a.

１次粗分離処理Ｓ４１では、このような浸漬処理Ｓ１３によって得られた浸漬後パームチップＸ１８を所定の分離装置を用いることにより搾汁液Ｘ５１と搾り滓Ｘ６１とに分離する。上記搾汁液Ｘ５１は、パーム幹Ｘ１の樹液（糖液）と水分とを主成分とする混合液であり、発酵原料としてメタン発酵処理Ｓ８に供給される。一方、搾り滓Ｘ６１は、上記樹液とパーム幹Ｘ１の木質成分（主にセルロース、ヘミセルロース及びリグニン）を主成分とすると共に比較的含水率の高い固形物である。なお、上記分離装置は、第１実施形態の粗分離処理Ｓ４と同様に例えばロータリースクリーンである。   In the primary coarse separation process S41, the post-immersion palm chip X18 obtained by the immersion process S13 is separated into the squeezed juice X51 and the squeeze cake X61 by using a predetermined separation device. The squeezed liquid X51 is a mixed liquid mainly composed of the sap (sugar liquid) of the palm stem X1 and moisture, and is supplied to the methane fermentation treatment S8 as a fermentation raw material. On the other hand, the squeezed straw X61 is a solid having a relatively high water content while containing the sap and the woody components of the palm trunk X1 (mainly cellulose, hemicellulose, and lignin) as main components. In addition, the said separation apparatus is a rotary screen like the rough separation process S4 of 1st Embodiment, for example.

上記搾り滓Ｘ６１は、湿式ミル処理Ｓ３によって木質成分中の繊維質が残存する程度に摩砕された後、摩砕済みパームＸ４２として２次粗分離処理Ｓ４２に供給される。この搾り滓Ｘ６１は、１次粗分離処理Ｓ４１によって搾汁液Ｘ５１が浸漬後パームチップＸ１８から分離されるが、未だ無視できない程の樹液を含んでいる。なお、湿式ミル処理Ｓ３における温水Ｘ１４の加水量は、第１実施形態と同様である。   The squeezed lees X61 are ground to such an extent that the fibers in the wood component remain by the wet mill treatment S3, and then supplied to the secondary coarse separation treatment S42 as ground palm X42. Although the squeezed liquid X51 is separated from the palm chip X18 after being immersed in the primary coarse separation process S41, the squeezed potato X61 contains sap that cannot be ignored yet. The amount of warm water X14 added in the wet mill process S3 is the same as that in the first embodiment.

この２次粗分離処理Ｓ４２では、分離装置を用いることにより、上記摩砕済みパームＸ４２を搾汁液Ｘ５２と搾り滓Ｘ６２とに分離する。上記搾汁液Ｘ５２は、１次粗分離処理Ｓ４１の搾汁液Ｘ５１と同様にパーム幹Ｘ１の樹液（糖液）と水分とを主成分とする混合液であり、発酵原料としてメタン発酵処理Ｓ８に供給される。一方、搾り滓Ｘ６２は、１次粗分離処理Ｓ４１の搾り滓Ｘ６１と同様にパーム幹Ｘ１の樹液と木質成分を主成分とすると共に未だ比較的含水率の高い固形物であり、脱水処理Ｓ５に提供される。
なお、上述した浸漬処理Ｓ１３、１次粗分離処理Ｓ４１、湿式ミル処理Ｓ３、２次粗分離処理Ｓ４２及び脱水処理Ｓ５は、第３実施形態における搾汁工程に相当する。また、上記１次粗分離処理Ｓ４１、２次粗分離処理Ｓ４２及び脱水処理Ｓ５は、第３実施形態における分離工程に相当する。In this secondary rough separation process S42, the ground palm X42 is separated into the juice liquid X52 and the squeezed cake X62 by using a separation device. The squeezed liquid X52 is a mixed liquid mainly composed of the sap (sugar liquid) of the palm stem X1 and water as in the squeezed liquid X51 of the primary coarse separation process S41, and is supplied to the methane fermentation process S8 as a fermentation raw material. Is done. On the other hand, the squeezed cocoon X62 is a solid substance mainly composed of the sap and woody components of the palm stem X1 and still having a relatively high moisture content, like the squeezed potato X61 of the primary coarse separation process S41. Provided.
In addition, the immersion treatment S13, the primary coarse separation treatment S41, the wet mill treatment S3, the secondary coarse separation treatment S42, and the dehydration treatment S5 described above correspond to the squeezing step in the third embodiment. The primary coarse separation process S41, the secondary coarse separation process S42, and the dehydration process S5 correspond to the separation process in the third embodiment.

このような第３実施形態によれば、搾汁液Ｘ５１、搾汁液Ｘ５２及び分離液Ｘ７を発酵原料としてメタン発酵で得られたバイオガスＸ１１から水蒸気Ｘ１５を生成し、水蒸気Ｘ１５を用いて搾り滓を固体燃料化するので、バイオエタノールを製造する従来技術よりも外部から投入するエネルギー量を削減することが可能である。   According to such 3rd Embodiment, the water vapor | steam X15 is produced | generated from the biogas X11 obtained by methane fermentation by using the squeezed liquid X51, the squeezed liquid X52, and the separated liquid X7 as a fermentation raw material, Since it is made into a solid fuel, it is possible to reduce the amount of energy input from the outside as compared with the conventional technique for producing bioethanol.

また、第３実施形態における浸漬処理Ｓ１３は、温水Ｘ１４を添加して放置するだけの簡便な処理であり、設備が簡便であると共に特に動力を必要としない。したがって、第２実施形態のように湿式ミル処理を２回行う場合に比較して設備費用を抑制することができると共に動力消費を抑制することができる。   Moreover, the immersion treatment S13 in the third embodiment is a simple treatment in which the warm water X14 is added and left to stand, the equipment is simple, and no power is required. Therefore, compared with the case where wet milling is performed twice as in the second embodiment, the equipment cost can be reduced and the power consumption can be reduced.

〔第４実施形態〕
最後に、図４を参照して本発明の第４実施形態について説明する。
この第４実施形態は、図３を図１及び図２と比較すると分かるように、第３実施形態における湿式ミル処理Ｓ３を第２実施形態と同様に２回の湿式ミル処理つまり１次湿式ミル処理Ｓ３１と２次湿式ミル処理Ｓ３２とすると共に、脱水処理Ｓ５を第２実施形態と同様に２回の脱水処理つまり１次脱水処理Ｓ５１と２次脱水処理Ｓ５２とし、さらに糖化処理Ｓ１２を追加した。[Fourth Embodiment]
Finally, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, as can be seen by comparing FIG. 3 with FIGS. 1 and 2, the wet mill process S3 in the third embodiment is performed twice as in the second embodiment, that is, the primary wet mill. In addition to the treatment S31 and the secondary wet mill treatment S32, the dehydration treatment S5 is made twice as in the second embodiment, that is, the primary dehydration treatment S51 and the secondary dehydration treatment S52, and further the saccharification treatment S12 is added. .

すなわち、この第４実施形態では、１次粗分離処理Ｓ４１によって得られた搾り滓Ｘ６１を１次湿式ミル処理Ｓ３１によって搾り滓Ｘ６１に含まれる繊維質が十分に残存する状態に摩砕することによって摩砕済みパームＸ４３を得た後、摩砕済みパームＸ４３に２次粗分離処理Ｓ４２を施すことにより搾汁液Ｘ５２と搾り滓Ｘ６２とに分離する。そして、この搾り滓Ｘ６２に２次湿式ミル処理Ｓ３２を施すことにより、搾り滓Ｘ６２に含まれる繊維質が完全に破壊される程度に摩砕する。   That is, in this 4th Embodiment, by pulverizing the pomace X61 obtained by the primary coarse separation process S41 to a state in which the fiber contained in the pomace X61 remains sufficiently by the primary wet mill process S31. After obtaining the ground palm X43, the ground palm X43 is subjected to the secondary rough separation process S42 to separate into the squeezed liquid X52 and the squeezed cake X62. Then, by applying the secondary wet mill treatment S32 to the squeezed slag X62, the squeezed slag X62 is ground to such an extent that the fibers contained therein are completely destroyed.

そして、２次湿式ミル処理Ｓ３２によって得られた摩砕済みパームＸ４４に１次脱水処理Ｓ５１を施すことにより、摩砕済みパームＸ４４から分離液Ｘ７１を脱水して脱水ケーキＸ８１を得て糖化処理Ｓ１２を施す。そして、糖化処理Ｓ１２では、脱水ケーキＸ８１を加水分解することにより、脱水ケーキＸ８１に含まれる木質成分（セルロース、ヘミセルロース及びリグニン）のうち、セルロース及びヘミセルロースを単糖（五炭糖及び六炭糖）に分解する。そして、２次脱水処理Ｓ５２では、上記糖化処理Ｓ１２によって得られた糖化済み液Ｘ１６から糖化液Ｘ１７を脱水して脱水ケーキＸ８２を得る。   Then, by subjecting the milled palm X44 obtained by the secondary wet mill process S32 to a primary dehydration process S51, the separation liquid X71 is dehydrated from the milled palm X44 to obtain a dehydrated cake X81 to obtain a saccharification process S12. Apply. In the saccharification treatment S12, cellulose and hemicellulose are converted into monosaccharides (pentose and hexose) among the wood components (cellulose, hemicellulose and lignin) contained in the dehydrated cake X81 by hydrolyzing the dehydrated cake X81. Disassembled into In the secondary dehydration process S52, the saccharified liquid X17 is dehydrated from the saccharified liquid X16 obtained by the saccharification process S12 to obtain a dehydrated cake X82.

ここで、上述した浸漬処理Ｓ１３、１次粗分離処理Ｓ４１、１次湿式ミル処理Ｓ３１、２次粗分離処理Ｓ４２、２次湿式ミル処理Ｓ３２及び１次脱水処理Ｓ５１は、第４実施形態における搾汁工程に相当する。また、上記１次粗分離処理Ｓ４１、２次粗分離処理Ｓ４２及び１次脱水処理Ｓ５１は、第４実施形態における分離工程に相当する。   Here, the dipping process S13, the primary coarse separation process S41, the primary wet mill process S31, the secondary coarse separation process S42, the secondary wet mill process S32, and the primary dehydration process S51 described above are expressed in the fourth embodiment. It corresponds to the juice process. The primary coarse separation process S41, the secondary coarse separation process S42, and the primary dehydration process S51 correspond to the separation step in the fourth embodiment.

このような第４実施形態によれば、搾汁液Ｘ５１、搾汁液Ｘ５２、分離液７１及び糖化液Ｘ１７を発酵原料としてメタン発酵で得られたバイオガスＸ１１から水蒸気Ｘ１５を生成し、水蒸気Ｘ１５を用いて搾り滓を固体燃料化するので、上述した第１実施形態と同様にバイオエタノールを製造する従来技術よりも外部から投入するエネルギー量を削減することが可能である。   According to such 4th Embodiment, the water vapor | steam X15 is produced | generated from the biogas X11 obtained by methane fermentation by using the squeezed liquid X51, the squeezed liquid X52, the separation liquid 71, and the saccharified liquid X17 as a fermentation raw material, and uses water vapor | steam X15. Since the squeezed rice cake is made into a solid fuel, the amount of energy input from the outside can be reduced as compared with the conventional technique for producing bioethanol, as in the first embodiment described above.

また、第４実施形態によれば、搾汁液Ｘ５１、搾汁液Ｘ５２及び分離液７１に加えて、糖化液Ｘ１７をも発酵原料とするので、メタン発酵におけるバイオガスＸ１１の発生量を第３実施形態よりも増大させることができる。
さらに、第４実施形態によれば、浸漬処理Ｓ１３が温水Ｘ１４を添加して放置するだけの簡便な処理であり、設備が簡便であると共に特に動力を必要としないので、第２実施形態のように湿式ミル処理を２回行う場合に比較して設備費用及び動力消費を抑制することができる。Moreover, according to 4th Embodiment, in addition to the squeezed liquid X51, the squeezed liquid X52, and the separated liquid 71, since the saccharified liquid X17 is also used as a fermentation raw material, the generation amount of the biogas X11 in methane fermentation is set to 3rd Embodiment. Can be increased.
Furthermore, according to the fourth embodiment, the dipping process S13 is a simple process in which the warm water X14 is added and left, and the facility is simple and does not require any power. Compared with the case where the wet milling is performed twice, the equipment cost and power consumption can be suppressed.

次に、生チップ浸漬によるＣＯＤ成分の溶出試験について説明する。
〔試験方法〕
生チップ２００ｇに水を４００ｇ加水し、室温で浸漬放置させた。浸漬後、１２時間、２４時間、４８時間、７２時間後の浸漬水中のＣＯＤ濃度を測定した。この結果を表１に示す。
〔試験結果〕
ここで、含水率７９．９７％、ＣＯＤ濃度６７０００ｐｐｍとすると、生チップ２００ｇ中のＣＯＤの理論値は、200ｇ×79.86÷100×67000÷1000÷1000＝10.7ｇとなる。
表１に示されるように、１２時間の浸漬により浸漬水中のＣＯＤ濃度は、７８．７％となった。２４時間の浸漬により浸漬水中のＣＯＤ濃度は、８３．７％となった。また、２４時間以降の浸漬においては、ＣＯＤ濃度は上昇しなかった。
Next, the elution test of the COD component by raw chip immersion will be described.
〔Test method〕
400 g of water was added to 200 g of raw chips and allowed to stand immersed at room temperature. After the immersion, the COD concentration in the immersion water after 12 hours, 24 hours, 48 hours, and 72 hours was measured. The results are shown in Table 1.
〔Test results〕
Here, if the water content is 79.97% and the COD concentration is 67000 ppm, the theoretical value of COD in the raw chip 200 g is 200 g × 79.86 ÷ 100 × 67000 ÷ 1000 ÷ 1000 = 10.7 g.
As shown in Table 1, the COD concentration in the immersion water was 78.7% after 12 hours of immersion. After 24 hours of immersion, the COD concentration in the immersion water was 83.7%. Moreover, the COD concentration did not increase in the immersion after 24 hours.

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、木質系バイオマスの一種であるパーム幹Ｘ１を原料としたが、本発明はこれに限定されない。糖分を含む樹液を有する木質系バイオマスには、パーム幹Ｘ１の他にパーム葉柄、バナナ、サトウキビ、トウモロコシ、キャッサバ、サゴ椰子、ニッパ椰子、ヤムイモ、ソルガム、馬鈴薯、バナナ幹や葉、セルロースと樹液（またはジュース）、セルロース・でん粉・樹液（またはジュース）からなる作物等、種々の植物があるので、本発明は、糖液を含む木質系バイオマスであれば、如何なる木質系バイオマスにも適用可能である。In addition, this invention is not limited to said each embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In each of the above embodiments, the palm trunk X1, which is a kind of woody biomass, is used as a raw material, but the present invention is not limited to this. In addition to palm stem X1, woody biomass with sugar-containing sap includes palm stem, banana, sugar cane, corn, cassava, sago palm, nipper palm, yam, sorghum, potato, banana trunk and leaves, cellulose and sap ( In addition, since there are various plants such as crops made of juice, cellulose, starch, and sap (or juice), the present invention can be applied to any woody biomass as long as it is a woody biomass containing sugar liquid. .

また、パーム油の生産過程では、パーム幹Ｘ１の他にバイオマスとして利用可能なパームオイル廃液が発生される。このパームオイル廃液は、オイルパームの果実から阻パームオイル（ＣＰＯ：Crude Palm Oil）を搾った残渣を主成分（糖分等）とする排水（ＰＯＭＥ：Palm Oil Mill Effluent）である。したがって、パーム幹Ｘ１に加えてパームオイル廃液を原料としてもよい。   Further, in the process of producing palm oil, palm oil waste liquid that can be used as biomass is generated in addition to the palm trunk X1. This palm oil waste liquid is drainage (POME: Palm Oil Mill Effluent) whose main component (sugar etc.) is a residue obtained by squeezing block palm oil (CPO: Crude Palm Oil) from the fruit of oil palm. Therefore, palm oil waste liquid may be used as a raw material in addition to the palm trunk X1.

（２）上記各実施形態では、チップ化処理Ｓ２（チップ化工程）の前工程として熟成処理Ｓ１を行ったが、本発明はこれに限定されない。必要に応じて熟成処理Ｓ１を割愛してもよい。パーム幹Ｘ１については熟成処理Ｓ１を行うことにより糖液の濃度が上昇するが、このような現象は、全ての木質系バイオマスに共通なものではない。したがって、糖液濃度の上昇が期待できる木質系バイオマス（原料）についてのみ熟成処理Ｓ１を行うことが好ましい。 (2) In each of the above embodiments, the aging process S1 is performed as a pre-process of the chip forming process S2 (chip forming process), but the present invention is not limited to this. If necessary, the aging treatment S1 may be omitted. About palm stem X1, the density | concentration of a sugar liquid rises by performing ageing | curing | ripening process S1, but such a phenomenon is not common to all woody biomass. Therefore, it is preferable to perform the aging treatment S1 only for woody biomass (raw material) that can be expected to increase the concentration of sugar solution.

（３）上記実施形態では、上記第１、第２実施形態では、破砕工程を湿式ミルを用いた摩砕工程としたが、本発明はこれに限定されない。湿式ミル以外の摩砕機を用いてパームチップＸ３を破砕してもよい。また、摩砕機の仕様によっては、パームチップＸ３に温水Ｘ１４を加水することなく摩砕することが可能である。また、本発明における破砕工程は、摩砕機を用いた摩砕工程に限定されない。 (3) In the said embodiment, although the crushing process was made into the grinding process using the wet mill in the said 1st, 2nd embodiment, this invention is not limited to this. The palm chip X3 may be crushed using a grinder other than a wet mill. Further, depending on the specifications of the grinder, it is possible to grind the palm chip X3 without adding the hot water X14. Moreover, the crushing process in this invention is not limited to the crushing process using a grinder.

（４）上記各実施形態では、粗分離処理Ｓ４、１次粗分離処理Ｓ４１及び２次粗分離処理Ｓ４２にロータリースクリーンを用いたが、本発明はこれに限定されない。ロータリースクリーン以外の分離装置を用いてもよい。 (4) In each of the above embodiments, the rotary screen is used for the coarse separation process S4, the primary coarse separation process S41, and the secondary coarse separation process S42, but the present invention is not limited to this. Separation devices other than the rotary screen may be used.

（５）上記各実施形態における乾燥処理Ｓ６では、水蒸気Ｘ１５を熱源とする間接加熱タイプのパドル式等乾燥機を用いたが、本発明はこれに限定されない。バイオガスＸ１１を燃焼させて発生する熱風で脱水ケーキＸ８を乾燥させる直接加熱タイプの気流乾燥機を用いてもよい。また、必要に応じて自然乾燥、天日乾燥、日陰乾燥等の自然乾燥手法を利用してもよい。 (5) In the drying process S6 in each of the above embodiments, an indirect heating type paddle type dryer using the steam X15 as a heat source is used, but the present invention is not limited to this. A direct heating type airflow dryer that dries the dehydrated cake X8 with hot air generated by burning the biogas X11 may be used. Moreover, you may utilize natural drying methods, such as natural drying, sun drying, and shade drying, as needed.

（６）さらに、上記第１実施形態では粗分離処理Ｓ４に続いて脱水処理Ｓ５を連続して行い、また第３実施形態では２次粗分離処理Ｓ４２に続いて脱水処理Ｓ５を連続して行うが、本発明はこれに限定されない。例えば、粗分離処理Ｓ４と脱水処理Ｓ５とを、または／及び２次粗分離処理Ｓ４２と脱水処理Ｓ５とを１つの機械を用いることにより同時に行う、つまり単一の工程として行ってもよい。 (6) Further, in the first embodiment, the dehydration process S5 is continuously performed after the coarse separation process S4, and in the third embodiment, the dehydration process S5 is continuously performed after the secondary rough separation process S42. However, the present invention is not limited to this. For example, the rough separation process S4 and the dehydration process S5 or / and the secondary rough separation process S42 and the dehydration process S5 may be performed simultaneously by using one machine, that is, as a single process.

（７）上記第４実施形態では、搾り滓Ｘ６２に２次湿式ミル処理Ｓ３２を施し、さらに２次湿式ミル処理Ｓ３２によって得られた摩砕済みパームＸ４４に１次脱水処理Ｓ５１を施して得られた脱水ケーキＸ８１を糖化処理Ｓ１２したが、本発明はこれに限定されない。例えば、２次湿式ミル処理Ｓ３２及び１次脱水処理Ｓ５１を省略し、搾り滓Ｘ６２を糖化処理Ｓ１２してもよい。 (7) In the said 4th Embodiment, secondary wet mill process S32 is given to squeeze mash X62, and also primary dehydration process S51 is given to ground palm X44 obtained by secondary wet mill process S32. The dehydrated cake X81 was saccharified S12, but the present invention is not limited to this. For example, the secondary wet mill process S32 and the primary dehydration process S51 may be omitted, and the squeezed rice cake X62 may be subjected to a saccharification process S12.

本発明によれば、各種の木質系バイオマスを原料として燃料を製造する際に外部から投入するエネルギー量を従来よりも低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when manufacturing a fuel using various woody biomass as a raw material, the energy amount thrown from the outside can be reduced conventionally.

Ｘ１ パーム幹
Ｘ２ 熟成パーム幹
Ｘ３ パームチップ
Ｘ４ 摩砕済みパーム
Ｘ５ 搾汁液
Ｘ６ 搾り滓
Ｘ７ 分離液
Ｘ８ 脱水ケーキ
Ｘ９ 乾燥ケーキ
Ｘ１０ 燃料、レット
Ｘ１１ バイオガス
Ｘ１２ 電力
Ｘ１３ 排熱
Ｘ１４ 温水
Ｘ１５ 水蒸気X1 Palm trunk X2 Aged palm trunk X3 Palm chip X4 Milled palm X5 Juice liquid X6 Squeeze X7 Separate liquid X8 Dehydrated cake X9 Dry cake X10 Fuel, let X11 Biogas X12 Electric power X13 Waste heat X14 Hot water X15 Steam

Claims (7)

糖液を樹液として含む木質系バイオマスを原料とする燃料製造方法であって、
木質系バイオマスから前記糖液を搾汁する搾汁工程と、
前記搾汁工程によって得られた前記糖液を発酵原料としてメタン発酵処理するメタン発酵工程と、
前記メタン発酵工程によって得られたバイオガスを用いることにより、前記搾汁工程で得られた搾り滓を固体燃料化する搾り滓燃料化工程とを有し、
前記搾汁工程は、
前記木質系バイオマスを破砕処理する破砕工程と、
前記破砕工程によって得られた破砕物に摩砕処理を施す摩砕工程と、
前記摩砕工程によって得られた摩砕物から前記樹液を含む混合水を搾汁液として分離する分離工程と
を有する木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法。 A fuel production method using woody biomass containing sugar liquid as sap,
A squeezing step of squeezing the sugar solution from the woody biomass;
A methane fermentation process in which the sugar liquid obtained by the squeezing process is subjected to a methane fermentation process as a fermentation raw material;
The methane by using biogas obtained by fermentation process, the pomace obtained in the squeezed process possess the pomace fuel step to solid fuel of,
The juice extraction step
A crushing step of crushing the woody biomass;
A grinding step of subjecting the crushed material obtained by the crushing step to a grinding treatment;
The solid fuel manufacturing method using the woody biomass which has the isolation | separation process which isolate | separates the mixed water containing the said sap as a squeezed liquor from the ground material obtained by the said grinding process . 前記摩砕工程では、前記破砕物に湿式摩砕処理を施す請求項１に記載の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法。The solid fuel manufacturing method using the woody biomass according to claim 1, wherein the crushed material is subjected to a wet grinding treatment in the grinding step. 前記摩砕工程を２回行う請求項１または２に記載の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法。 The solid fuel manufacturing method using the woody biomass according to claim 1 or 2, wherein the grinding step is performed twice. 前記メタン発酵工程によって得られたバイオガスを燃料として発電する発電工程と、A power generation step of generating electricity using the biogas obtained by the methane fermentation step as a fuel;
該発電工程で発生した排熱を用いて温水を生成する温水生成工程とをさらに備え、A hot water generating step of generating hot water using the exhaust heat generated in the power generation step,
前記摩砕工程では、前記温水を用いて前記破砕物に湿式摩砕処理する請求項１〜３のいずれか一項に記載の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法。The solid fuel manufacturing method using the woody biomass according to any one of claims 1 to 3, wherein in the grinding step, the crushed material is subjected to a wet grinding treatment using the warm water. 前記搾り滓燃料化工程は、
前記バイオガスを燃料として水蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
前記搾汁工程によって得られた搾り滓を前記蒸気発生工程によって得られた水蒸気を用いて乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程によって得られた乾燥物を所定形状の固体燃料に成形する成型工程と
を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法。 The squeezed fuel production process
A steam generation step of generating water vapor using the biogas as fuel;
A drying step of drying the pomace obtained by the squeezing step using the water vapor obtained by the steam generation step;
The solid fuel manufacturing method using the woody biomass according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a molding step of molding the dried product obtained by the drying step into a solid fuel having a predetermined shape. 前記搾汁工程によって得られた搾り滓を糖化処理する糖化工程をさらに有し、
前記メタン発酵工程では、前記糖化工程によって得られる糖化液をも発酵原料とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法。 A saccharification step of saccharifying the squeezed rice cake obtained by the squeeze step,
In the said methane fermentation process, the solid fuel manufacturing method using the woody biomass as described in any one of Claims 1-5 which uses also the saccharified liquid obtained by the said saccharification process as a fermentation raw material. 前記木質系バイオマスは、オイルパームの幹あるいは／及び前記オイルパームからパーム油の製油工場で発生するパームオイル廃液である請求項１〜６のいずれか一項に記載の木質系バイオマスを用いた固体燃料製造方法。   The said woody biomass is the palm oil waste liquid which generate | occur | produces in the refinery of palm oil from the oil palm trunk or / and the said oil palm, The solid using the woody biomass as described in any one of Claims 1-6 Fuel production method.

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