籾殻、木炭、搾油残渣は、薪ボイラー熱源穀物乾燥機で燃料利用できる

• 担当機関: （国）農業・食品産業技術総合研究機構 東北農業研究センター
• 研究期間: 2015～2018
• 研究担当者: 金井源太; 山下善道
• 発行年度: 2020
• 要約: 籾殻固形燃料、木炭、ナタネ搾油残渣は薪ボイラーで燃焼でき、穀物乾燥機に必要な通風空気を5°C以上加熱できる10kW以上の熱出力がある。籾殻固形燃料では、炉内の灰の量に留意が必要であるが、30分毎の約7kgの燃料供給により20kW以上の熱出力で乾減率0.8%/hの籾乾燥ができる。
• キーワード: 薪ボイラー、循環式乾燥機、籾殻、木炭、搾油残渣
• 背景・ねらい: 農業生産においても温室効果ガス排出を削減することは喫緊の課題であるが、穀物生産に要するエネルギーの3～4割は穀物収穫後の乾燥作業で費やされ、ほとんどの場合、化石燃料である。農業における化石燃料使用量を削減するために、乾燥工程の熱源を未利用有機資源由来とすることは有効な手段である。その際、農業現場で発生する未利用有機資源は多様であるため、構造が単純で燃料に対する許容範囲の広い薪ボイラーが有利である。また、穀物乾燥作業は一般的に半日程度で終了するため、燃料を自動で連続供給する機能のない薪ボイラーでも、手作業での追加燃料供給などにより熱源として利用可能と考えられる。ここでは、試作した薪ボイラーを熱源とする穀物乾燥機での利用結果を踏まえて、籾殻固形燃料、木炭、ナタネ搾油残渣の燃料利用に関する情報提供を行う。なお、本穀物乾燥機で気温より5°C以上高い通風を行うために必要な熱出力が10kW以上なので、熱出力10kW以上を穀物乾燥機の熱源に用いる燃料の条件とする。
• 成果の内容・特徴: 1.籾殻固形燃料は、炉内への強制空気供給なしに薪ボイラーで燃焼可能で、投入量40 kgで平均16.4 kWの熱出力を2.8 h維持し、穀物乾燥に利用できる(表1)。また、30分毎に約7kgずつ燃料投入し、炉内へ強制空気供給を行うことで、20kW以上の熱出力を維持でき、平均乾減率0.8%/hで籾乾燥できる(図1)。 ; 2.木炭は、炉内への強制空気供給なしに薪ボイラーで燃焼可能で、投入量30kgで、平均15.1kWの熱出力を7.4時間維持できる。穀物乾燥に利用できる熱出力があり、また、熱出力時間が長いことから、穀物乾燥など長時間利用でも燃料追加回数を少なくできると考えられる(表1、図2)。 ; 3.ナタネ搾油残渣は、炉内への強制空気供給によって燃焼可能で、投入量30kgで平均出力23.1 kWを2.6時間維持でき、穀物乾燥に利用できる熱出力がある(表1、図3)。
• 成果の活用面・留意点: 1.本成果情報は、穀物乾燥機熱源以外にも薪ボイラーで、籾殻固形燃料、木炭、ナタネの圧搾搾油残渣を燃料利用する際に活用できる。 ; 2.供試した薪ボイラー熱源穀物乾燥機は、「薪ボイラーは空気供給条件の改善で木質および草本系ペレットを燃料利用できる(農研機構 東北農研 研究成果情報、2015)」と同じものである。 ; 3.籾乾燥で仕上水分が16.8%となったが(図1)、目標の15.0%まで乾燥させる前に薪ボイラーの炉内が灰で満量となり、乾燥を中断したことによる。穀物乾燥では長時間運転となるため、灰分が少ない燃料との併用、炉の容量が大きな薪ボイラーの導入など、炉内が灰で満量とならないよう留意が必要である。なお、供試炉は「薪」ボイラーとして販売されているが、ホームページによると「生木、剪定枝木、もみがら、おが屑など燃えにくい物でも燃料として最適です。(https://www.ato-nagoya.com/boiler/、2020/1/20確認)」とあり、燃料を木材に限定していないが、取扱説明書によると「金属腐食性ガスが発生する塩化ビニル等」は不可とのことである。
• 研究内容: https://www.naro.go.jp/project/results/4th_laboratory/tarc/2020/tarc20_s23.html
• カテゴリ: 乾燥 なたね