汚染有機廃棄物の熱分解によるPFAS分解と排出係数 -4 / 熱分解装置 Biogreen / ガス化, 炭化, 油化

本熱分解装置 Biogreen の製造元 ETIA社の親会社 VOW社が発表した論文が、科学雑誌 Journal of Hazardous Materials（ジャーナル・オブ・ハザードゥアス・マテリアルズ）に掲載され、下記はその内容の抜粋です。-4

2.4. サンプリングと排出測定

2.4.1. 固体サンプリング
化学的特性評価のための原料サブサンプルは、ペレット化プロセス中にランダムグラブサンプリング（10～20スクープ、1kg）によって採取した。
バイオ炭のサブサンプルは、各処理温度で生成したバイオ炭の総量（2～10 kg）から、ランダムグラブサンプリング（10～20スクープ、1 kg）で採取した。
原料もバイオ炭も実験室で風乾し、粉砕し（D< 1 mm、ふるいで管理）、ボールミル（Retsch ISO 9001）を用いて50 rpmで10分間ホモジナイズした。
各サンプルの間に、ボールミルを石鹸でこすり、MeOH:MilliQ (50%)で2回すすぎ、乾燥させた(100 ºC, 10 min)。
熱分解オイルは、安定した状態の期間中、液体ロックを通してバルクで回収した。バルク試料を相分離漏斗を用いて水相と油相に分けた。
フラクションを秤量し、油と水の比率を決定した。HDPEボトルに少量（100mL）のサンプルを採取した。

2.4.2. ガス排出サンプリング
排ガスとエアロゾルは、煙突内部（排ガスの唯一の出口）から、出口から約20cm下の煙突直径の内側2/3以内でサンプリングした。ガス測定は、DWSS（全処理）とDSS-1（750℃処理）を除く、すべての下水汚泥ベースの原料について実施した。
排気中の粒子状汚染物質と気相汚染物質は、低容量空気サンプラー（Comde-Derenda、Stahnsdorf、Germany) を使用してサンプリングした、エアロゾル捕集用のGFFフィルター（0.45 μm、450 ◦Cで8時間加熱して前洗浄）と気相汚染物質用のXAD-2吸着剤（105 ◦Cで24時間乾燥、MeOHでソックスレー抽出し前洗浄）を備えたカートリッジに煙突から排ガスを吸引する、ACN、トルエン（各溶媒につき8時間）、シクロヘキサン（4時間、1サンプリングにつき≈100 mL）でソックスレー抽出による予備洗浄）。煙突からエアロゾル捕集用GFFフィルター（0.45 μm、450 ◦Cで8時間加熱して前洗浄）を備えたカートリッジに排ガスを吸引し、次いでエアロゾル捕集用XAD-2吸着剤（0.45 μm、450 ◦Cで8時間加熱して前洗浄）を備えたカートリッジに排ガスを吸引する。
気相汚染物質用のXAD-2吸着剤（105 ◦Cで24時間乾燥、MeOH、ACN、トルエン（各溶媒につき8時間）、シクロヘキサン（4時間）でソックスレー抽出による予備洗浄、サンプリングあたり≈100 mL）。
各処理温度について、60分間積算した1点サンプルを採取した。フィルターカートリッジは、各サンプリングの間にMeOHでリンスした。
GFFとXAD-2の低容量空気サンプラーへの組み合わせは、PFASの周囲空気サンプリングで以前に成功裏に使用されている。
排気ガスの炭素系ガス組成-一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、非メタン揮発性有機炭素［NMVOC＝エタン（C2H6）＋プロパン（C3H8）＋エチレン（C2H4）＋ヘキサン（C6H14）＋ホルムアルデヒド（CHOH）］を、フッ化水素酸（HF）に加えて、Gasmet社製のポータブルフーリエ変換赤外分光計（FTIR）を用いて測定した。3分ごとに1データポイントを記録した（n≈40/処理）。
サンプル中の窒素（N2）含有量は、毎回のサンプリング前にN2ブランクを実行して補正した。
エアロゾル濃度（≤10μm、PM10）は、Thermo Scientific社のpdr-1500装置を用いて、10～20分ごとに個別に測定した（n = 6～12）。
PM10濃度は、Sparrevikら[54]に従って、係数1.4を用いて総浮遊粒子（TSP）に換算した。
ガス組成データは、プロセスの炭素収支を確立するために使用された。

次回に続きます。

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サブサンプルとは、統計や科学の研究において、母集団や大規模なサンプルからさらに抽出された小規模なサンプルを指します。サブサンプルを使用する理由には以下のようなものがあります。

1. 詳細な分析: 全体のサンプルが大きすぎて詳細な分析が難しい場合に、サブサンプルを使って特定の部分を詳しく調べることができます。
2. 時間とコストの節約: 大規模なサンプル全体を分析するのには多くの時間とコストがかかるため、サブサンプルを使うことで効率的に分析を行うことができます。
3. 予備的調査: 新しい調査方法や分析手法を試す際に、まずサブサンプルで試してみて、その結果をもとに本格的な分析を行うかどうかを決定することができます。

具体的な例としては、大規模なアンケート調査のデータから特定の年齢層や地域の回答者だけを抽出して分析する場合が挙げられます。このようにして得られたサブサンプルの分析結果を、母集団全体に対する推定に利用することもあります。

出典：ChatGPT

ランダムグラブサンプリングとは、特定の規則や基準に従わずに、ランダムにデータやサンプルを収集する方法の一つです。この手法は、統計的な偏りを最小限に抑え、データの代表性を確保するために使用されます。以下にランダムグラブサンプリングの特徴と利点を挙げます。

特徴

1. 無作為抽出: サンプルは完全に無作為に選ばれます。これは、選ばれる確率がすべての対象に対して等しいことを意味します。
2. シンプルな方法: 特定の基準や階層を設けずにサンプルを選ぶため、手続きが比較的簡単です。

利点

1. 統計的偏りの最小化: 無作為抽出により、特定のグループや特徴が過剰に代表されるリスクが低くなります。
2. データの代表性確保: 大規模な母集団に対して、ランダムにサンプルを取ることで、得られたサンプルが母集団全体の特性を反映しやすくなります。

使用例

• 環境調査: 環境汚染の程度を調査するために、川や湖の水質を無作為に採取する場合。
• マーケティングリサーチ: 市場調査で特定の商品について消費者の意見を集めるために、無作為に選ばれた消費者にアンケートを行う場合。

注意点

ランダムグラブサンプリングを実施する際には、十分なサンプルサイズを確保することが重要です。サンプルサイズが小さいと、偶然の影響が大きくなり、結果の信頼性が低下する可能性があります。

以上が、ランダムグラブサンプリングの基本的な説明とその利点です。この手法は、統計学や科学研究において広く利用されている重要なサンプリング手法の一つです。

出典：ChatGPT

ホモジナイズ（homogenize）とは、物質やサンプルを均質にするプロセスを指します。この操作によって、物質の組成や特性が一様になり、どの部分を取っても同じ性質を持つようになります。ホモジナイズは多くの分野で重要な技術であり、食品工業、製薬、化学、材料科学などで広く利用されています。

ホモジナイズの目的

1. 均質化: サンプルの中の成分が均一に分散され、均質な性質を持たせる。
2. 安定性向上: 均質化により、製品の物理的・化学的安定性が向上する。
3. 品質管理: 均質なサンプルにすることで、製品の品質を一定に保つ。

ホモジナイズの方法

1. 機械的ホモジナイズ: 高速攪拌機やホモジナイザーといった機械を使用して、物質を物理的に分散させる。
2. 超音波ホモジナイズ: 超音波を用いて物質を分散させる方法で、特に小さな粒子の分散に効果的。
3. 化学的ホモジナイズ: 化学薬品を用いて成分を均一に分散させる方法。

ホモジナイズの応用例

• 食品産業: 牛乳やジュースなどの液体製品で、脂肪分や他の成分を均質に分散させるために使用されます。これにより、製品の質感や味が一定になります。
• 製薬業界: 薬剤の成分を均一に分散させることで、薬の効果を均一に保つことができます。
• 化学研究: 試薬や試料の均一なサンプルを作成することで、実験の再現性を高めることができます。

具体的な例

牛乳のホモジナイズは、脂肪球を均一に分散させる典型的な例です。これにより、牛乳が時間とともに分離せず、クリーミーな一貫性を保つことができます。

ホモジナイズは、品質管理や製品の安定性を高めるために非常に重要なプロセスであり、多くの産業で不可欠な技術です。

出典：ChatGPT

バルク（Bulk）の語義は 「大きさ、容量、かさ」のこと。まとまった状態を指す。用例は様々。

化学・物理

• バルク (界面化学) – 界面を扱う化学や物理の領域において、界面と接しない物質本体をさす。
• 医薬品原料や中間体をさす。
• かさ(嵩)密度 bulk density: JIS R 1628:1997 ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法

出典：Wiki バルク

相分離（そうぶんり、英: Phase separation）は、単一の均一混合物からの2つの区別できる相の生成である。最も一般的な種類の相分離は油と水のような2つの非混和性液体間のものである。

出典：Wiki 相分離

分液漏斗 （ぶんえきろうと、separating funnel）とは、上部投入口に栓を持ち、漏斗の足の付け根に二方コックを持った漏斗で、主としてガラスで作られた実験器具である。分液漏斗は互いに交じり合わない液体を分離するのに使用され、特に有機化学実験では反応操作の後処理において液抽出操作することが多いので頻繁に使用される。分析化学でも微量元素の分析に溶媒抽出法を用いることがあるので、そちらでもよく使用される。
抽出操作によって物質は分配係数にしたがって上層液あるいは下層液に一定の比率で分布するので、目的の物質を抽出尽くすには、その物質の分配係数が大きい液で繰り返し濯ぎ出す必要がある。すなわち水層に含まれる有機物を抽出する際には、同じ水層を新しい有機層を使って何度も分液操作することで目的の有機物を回収しつくす。この様に連続して分液操作を繰り返す必要がある為、工業的には分液漏斗の替わりに向流抽出装置などが使用されている。

出典：Wiki 分液漏斗

エアロゾル（aerosol）は、非常に微細な液体または固体の粒子が気体中に分散したコロイド状の状態を指します。エアロゾルは自然界および人間活動の両方から発生し、環境や健康、気候にさまざまな影響を及ぼします。

エアロゾルの種類

1. 自然由来のエアロゾル:
   • 海塩粒子: 海水のしぶきが蒸発して残る塩の粒子。
   • 鉱物ダスト: 砂嵐や土壌の風化によって空中に舞い上がる土壌粒子。
   • 火山灰: 火山の噴火によって放出される微細な火山灰の粒子。
   • バイオエアロゾル: 花粉、胞子、細菌、ウイルスなど。
2. 人為由来のエアロゾル:
   • 工業排出物: 工場や発電所からの煙や排気ガスに含まれる粒子。
   • 交通機関排出物: 自動車や航空機の排気ガスから発生する粒子。
   • 農業活動: 農薬や肥料の散布によって空中に放出される粒子。
   • 家庭内活動: 喫煙、調理、掃除などの日常活動から発生する粒子。

エアロゾルの影響

1. 健康への影響:
   • 呼吸器疾患: 微細なエアロゾル粒子は肺に入り込み、喘息や気管支炎などの呼吸器疾患を引き起こすことがあります。
   • 心血管疾患: 長期間エアロゾルに曝露されると、心血管系の病気のリスクが増加する可能性があります。
2. 気候への影響:
   • 放射強制力: エアロゾルは太陽光を反射して地球の表面を冷やす「直接効果」と、雲の形成を促進して地球の放射エネルギー収支に影響を与える「間接効果」があります。
   • 地球温暖化: 一部のエアロゾル（特にブラックカーボン）は地球温暖化を促進することがある。
3. 環境への影響:
   • 視程の低下: 大気中のエアロゾル粒子が増加すると、視程が悪化し、風景が霞んで見えるようになります。
   • 酸性雨: 一部のエアロゾルは酸性雨の原因となる硫酸塩や硝酸塩の前駆物質となります。

エアロゾルの利用

エアロゾル技術は、さまざまな産業や日常生活で利用されています。

• 医療: 吸入器（ネブライザー）による薬剤の投与。
• 農業: 農薬の散布。
• 消費者製品: デオドラントスプレーやペイントスプレー。

エアロゾルは多くの面で重要な役割を果たしていますが、その制御と管理は、健康と環境保護の観点からも非常に重要です。

出典：ChatGPT

ソックスレー抽出（Soxhlet extraction）は、固体サンプルから特定の成分を効率的に抽出するための化学的手法の一つです。この方法は、脂肪分や油分、他の可溶性化合物の分離・抽出に広く用いられています。ソックスレー抽出装置は、1879年にフランツ・フォン・ソックスレーによって発明されました。

ソックスレー抽出の原理

ソックスレー抽出は、以下のような循環プロセスを通じて行われます。

1. 溶媒の沸騰: 抽出に使用する溶媒（通常は有機溶媒）がフラスコ内で加熱されて沸騰します。
2. 蒸気の凝縮: 溶媒の蒸気が冷却器（コンデンサー）を通過し、液体に凝縮します。
3. サンプルとの接触: 液体となった溶媒が抽出器内の固体サンプルを通過し、サンプル中の可溶性成分を溶解します。
4. 溶媒の再回収: 抽出された溶液（抽出物を含む溶媒）がサイフォン機構によってフラスコに戻されます。
5. 循環: このプロセスが繰り返され、目的の成分が効率的に抽出されます。

ソックスレー抽出装置の構成

ソックスレー抽出装置は、主に以下の部品で構成されています。

1. 抽出フラスコ: 抽出に使用する溶媒が入れられるガラスフラスコ。
2. 抽出チャンバー: 固体サンプルが入れられるチャンバー。抽出紙（スリーブ）やカートリッジにサンプルを入れることが多い。
3. 冷却器（コンデンサー）: 溶媒の蒸気を液体に凝縮するための冷却器。
4. サイフォン機構: 抽出された溶液を抽出チャンバーからフラスコに戻すための機構。

ソックスレー抽出の応用

1. 食品分析: 食品中の脂肪分や油分の定量分析に使用されます。例えば、種子やナッツから油分を抽出する際に利用されます。
2. 環境分析: 土壌や堆積物中の有機汚染物質の抽出に使用されます。
3. 製薬: 天然物からの薬用成分の抽出に利用されます。
4. 化学分析: ポリマーや他の固体材料から添加物や不純物を抽出する際に使用されます。

ソックスレー抽出の利点と欠点

利点:

• 高効率な抽出が可能。
• 溶媒の再利用が容易。
• 一度の設定で長時間の抽出が可能。

欠点:

• 抽出に時間がかかる。
• 使用する溶媒の量が多い。
• 高温の溶媒を使用するため、温度に敏感な成分の抽出には向かない。

ソックスレー抽出は、多くの分野で広く利用されている信頼性の高い抽出手法であり、特に脂肪分や油分の抽出において標準的な方法とされています。

出典：ChatGPT

化学実験でのリンス

リンスは、化学実験においても重要なプロセスです。器具や試料を洗浄する際に使用され、実験結果の精度を保つために不可欠です。

目的と効果

• 器具の洗浄: 化学器具の内外を水や他の溶媒で洗い流し、前の実験の残留物を除去する。
• 交差汚染の防止: 残留物が次の実験に影響を与えるのを防ぎます。
• 正確な結果の確保: 清潔な器具を使用することで、実験結果の正確性と再現性を高めます。

出典：ChatGPT

汚染有機廃棄物の熱分解によるPFAS分解と排出係数 -1 / 熱分解装置 Biogreen / ガス化, 炭化, 油化

汚染有機廃棄物の熱分解によるPFAS分解と排出係数 -2 / 熱分解装置 Biogreen / ガス化, 炭化, 油化

汚染有機廃棄物の熱分解によるPFAS分解と排出係数 -3 / 熱分解装置 Biogreen / ガス化, 炭化, 油化

ペルフルオロアルキル化合物及びポリフルオロアルキル化合物（ペルフルオロアルキルかごうぶつおよびポリフルオロアルキルかごうぶつ、英語： Per- and Polyfluoroalkyl Substances、略称：PFAS（ピーファス）、PFASs ）は、アルキル鎖に複数のフッ素原子が結合した有機フッ素化合物の総称である。PFASは、強力な化学結合である炭素 – フッ素結合（F – C）を持つため分解されにくく、2018年のワシントン・ポスト紙の論説を受けて「永遠の化学物質（英語：Forever Chemicals）」と呼ばれている。PFASのうち、ペルフルオロオクタン酸(PFOA) 、ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)などの物質については、人体に蓄積し、毒性があり、環境汚染物質と知られている。なおすべてのPFASが人体に有害であるわけではない。

PFAS構造図

PFASの人体への影響

出典：Wiki ペルフルオロアルキル化合物及びポリフルオロアルキル化合物

バイオ炭とは、生物資源を材料とした、生物の活性化および環境の改善に効果のある炭化物のことです。 日本バイオ炭普及会によると、バイオ炭は、難分解性の炭素を農地に固定し、土壌改良資材として使用することで、気候変動対策に貢献する吸収源活動です。 また、バイオ炭は、食品ロスや木材、廃棄物などの生物資源を「炭化」したもので、燃焼しない水準に管理された酸素濃度の下、350℃超えの温度でバイオマスを加熱して作られる固形物と定義されています。

バイオ炭は、生物資源を原料とし、酸素の少ない状態で加熱して作られる固形物です。木材や竹、農業廃棄物など、さまざまな生物資源から作ることができます。
バイオ炭には、以下の3つの特徴があります。

• 炭素貯留性
• 土壌改良性
• 水質浄化性

炭素貯留性

バイオ炭は、炭素を大量に含んでいます。バイオ炭を土壌に施用することで、土壌中に炭素を貯留することができます。

土壌改良性

バイオ炭は、土壌の透水性や保水性、団粒性を改善する効果があります。また、土壌の酸度を中和する効果もあります。

水質浄化性

バイオ炭は、水中の汚染物質を吸着する効果があります。また、水中の微生物の活性化を促す効果もあります。

バイオ炭の用途

• 土壌改良
• 温室効果ガス削減
• 水質浄化
• 飼料添加
• 肥料
• 燃料

バイオ炭の期待される効果

• 温室効果ガス削減
• 土壌保全
• 農業生産性向上
• 水質保全
• 災害リスク軽減

バイオ炭の課題

• 製造コストの高さ
• 製造時のエネルギー消費量
• 土壌への影響

まとめ

バイオ炭は、炭素貯留性、土壌改良性、水質浄化性などの特徴を有する、注目されている素材です。バイオ炭の普及が進むことで、温室効果ガス削減や環境保全に貢献することが期待されています。

出典：日本バイオ普及会　ChatGPT 及び Bard

2024年現在も、日本は深刻な木材不足に直面しており、建設や家具などの木材需要に対して供給が追いついていない状況です。

＜2021年から続くウッドショックの影響＞

2021年から2022年にかけて発生したウッドショックの影響は、2024年現在も依然として続いています。ウッドショックとは、北米を中心とした木材供給量の減少と需要の急増により、世界的に木材価格が高騰した現象です。

• 住宅メーカーや木材業者は、木材調達の困難や価格高騰の影響を受け続けています。
• 新築住宅の建築費用上昇や、木材を使った家具の価格改定などが相次いでいます。

＜構造的な木材不足の背景＞

ウッドショック以外にも、日本の木材不足には構造的な背景が存在します。

• 国内産木材の伐採量の減少：戦後の高度経済成長期における住宅建設ラッシュで大量の木材が伐採された後、植林活動が十分に行われず、現在伐採できる木材量が減っています。
• 山間部の過疎化と林業従事者の減少：山間部の過疎化が進み、林業に従事する人が減少しています。
• 海外からの木材輸入量の増加：日本の経済成長に伴い、木材需要が急増し、国内産木材だけでは需要を満たせなくなり、海外からの木材輸入量が増加しています。
• 木材自給率の低さ：2020年の木材自給率は37％で、過去最低の水準となっています。

＜政府の取り組みと課題＞

木材不足の解決に向けて、政府は様々な取り組みを進めています。

• 国産材の利用促進：国産材の品質向上や流通の円滑化、国産材利用に関する補助金制度の拡充、木造建築に関する技術開発など
• 森林資源の管理・整備：植林活動の推進、山間部の森林管理の強化、森林の多面的機能の維持・向上
• 海外からの木材輸入の安定化：輸出国との連携強化、輸送手段の多様化

しかし、これらの取り組みは長期的な視点での継続が必要であり、短期的には木材不足の解消は難しい状況です。

＜2024年における木材価格の動向＞

2024年における木材価格の動向は、引き続き不透明な状況です。

• ウッドショックの影響や世界経済の動向によって、木材価格が上下に変動する可能性があります。
• 短期的な視点では、木材価格の高止まりが続く可能性が高いと考えられます。
• 中長期的な視点では、国産材の利用促進や森林資源の管理・整備などの取り組みが奏功し、木材価格が安定化する可能性もありますが、現時点では明確な展望はありません。

出典：Gemini

有機汚泥の炭化物、いわゆる「バイオチャー（biochar）」は、多岐にわたる用途があります。以下に主要な使用用途を挙げます：

1. 土壌改良剤

• 土壌肥沃度の向上：バイオチャーは土壌の物理的特性を改善し、水分保持能力を高め、土壌の通気性を良くします。
• 栄養分の保持：多孔質構造により、肥料や栄養素を吸着してゆっくり放出するため、作物の成長を助けます。
• pH調整：酸性土壌の中和に役立ち、植物の成長環境を最適化します。

2. 環境保護

• 炭素の固定：バイオチャーは炭素を安定した形で土壌に固定するため、温室効果ガスの削減に貢献します。
• 水質浄化：水中の重金属や有害物質を吸着し、浄化に寄与します。

3. 廃水処理

• 吸着材としての利用：バイオチャーはその多孔質構造により、有害物質や汚染物質を効率よく吸着します。これにより、工業廃水や都市下水の浄化に使用されます。

4. エネルギー源

• 固形燃料：バイオチャーは高エネルギー密度を持つため、固形燃料として利用可能です。また、炭化プロセス中に生成されるガスもエネルギー源として利用されます。

5. 建築材料

• コンクリートやアスファルトの補強材：バイオチャーを添加することで、材料の強度や耐久性を向上させることができます。

6. 飼料添加物

• 動物飼料の品質向上：バイオチャーを飼料に混ぜることで、消化器系の健康を促進し、家畜の成長を助けます。

7. バイオフィルター

• 大気浄化：工場や農場から排出されるガスの浄化にバイオチャーを使用し、有害物質や臭気を吸着します。

8. 園芸用資材

• 培養土の改良：鉢植えや庭園の土壌に混ぜることで、植物の成長を促進します。

9. カーボンクレジット

• 炭素取引：バイオチャーを利用することで、カーボンオフセットの一環としてカーボンクレジットを取得し、温室効果ガス排出削減のための経済的インセンティブを得ることができます。

これらの用途は、有機汚泥の炭化物が環境保全や持続可能な農業、エネルギー効率の向上に貢献する可能性を示しています。

出典：ChatGPT

コークスは、鉄鋼製造などで重要な還元剤として使用されていますが、持続可能性や環境負荷の観点から、コークスの代替として利用できる炭化物が注目されています。以下は、コークスの代替となり得る炭化物の具体例です。

1. バイオコークス（バイオ炭）

• 竹炭：竹から得られる炭は、高い密度と炭素含有量を持ち、鉄鉱石の還元に適しています。
• ココナッツ殻炭：高い炭素含有量と硬度があり、製鋼プロセスでのコークスの代替として利用可能です。

2. 農業廃棄物由来の炭化物

• 米の籾殻炭：シリカを含む米の籾殻炭は、特定の還元プロセスで利用できますが、鉄鋼製造にも適応可能な場合があります。
• トウモロコシの芯炭：高い炭素含有量があり、製鉄業での還元剤として有望です。

3. 食品廃棄物由来の炭化物

• コーヒーかす炭：コーヒーかすから得られる炭化物は、還元力が強く、金属の精錬や触媒のサポート材として利用できます。

4. 動物由来の炭化物

• 骨炭：骨から得られる炭化物は、リン酸カルシウムを含み、特定の化学工業での還元剤として使用されます。

5. 庭園廃棄物由来の炭化物

• 葉や草の炭：庭園廃棄物から得られる炭化物も還元剤として利用可能で、特に小規模な工業プロセスや農業用途に適しています。

利点と考慮点

利点

• 持続可能性：これらの代替炭化物は再生可能な資源から作られており、環境負荷が低い。
• 廃棄物の再利用：農業廃棄物や食品廃棄物を利用することで、廃棄物処理問題を軽減します。
• 炭素固定：炭化物を利用することで、二酸化炭素の排出を抑え、炭素を固定化できます。

考慮点

• 性能の安定性：コークスの代替として使用するためには、代替炭化物の性能が安定していることが重要です。
• 製造コスト：新しいプロセスを導入するためのコストと技術的な課題を考慮する必要があります。
• 供給の安定性：大量生産に対応するための安定した供給源が必要です。

具体例：バイオコークスの製造と利用

• 製造方法：バイオマス原料を炭化し、高温で処理してバイオコークスを生成します。
• 鉄鋼業での利用：高炉での鉄鉱石の還元プロセスにおいて、バイオコークスをコークスの代替として使用します。これにより、炭素排出量の削減が期待されます。

コークスの代替炭化物は、持続可能な鉄鋼製造と環境保全の両立を目指す上で重要な役割を果たす可能性があります。今後の研究と技術開発により、これらの代替炭化物の利用がさらに進むことが期待されます。

出典：ChatGPT

飲料粕（ビール粕、ワイン粕など）を炭化して得られる炭化物には、多くの利用用途があります。以下に具体的な用途を示します。

1. 土壌改良剤

• 肥沃度の向上：飲料粕炭化物は多孔質であり、土壌の水分保持能力や通気性を改善します。
• 栄養素の保持と放出：多孔質構造が肥料や栄養素を吸着し、必要に応じて徐々に放出します。
• pH調整：土壌の酸性度を調整し、植物の成長環境を改善します。

2. 吸着材

• 水質浄化：有害物質や重金属を吸着し、水の浄化に使用されます。
• 大気浄化：工業排水や農業排水中の汚染物質を吸着するために使用されます。

3. 飼料添加物

• 動物の健康促進：飲料粕炭化物を飼料に添加することで、家畜の消化器系の健康を改善し、成長を促進します。

4. バイオフィルター

• 脱臭と汚染物質の除去：養殖場や農業施設での臭気や汚染物質を除去するためのフィルターとして使用されます。

5. エネルギー源

• 固形燃料：高エネルギー密度を持ち、固形燃料として利用できます。
• 発電：バイオマス発電の燃料として利用され、再生可能エネルギー源として役立ちます。

6. 建材

• コンクリートの補強材：炭化物をコンクリートに混ぜることで、強度や耐久性を向上させることができます。

7. 炭素の固定

• 炭素吸収：炭化物として土壌に埋めることで、二酸化炭素の固定化を図り、気候変動対策に寄与します。

8. 農業用途

• 堆肥の改善：堆肥に混ぜることで、その品質を向上させ、土壌の健康を促進します。
• 害虫駆除：土壌に混ぜることで、特定の害虫を抑制する効果が期待されます。

9. 健康・美容

• 化粧品原料：飲料粕炭化物は、肌の浄化やデトックス効果を持つ成分として化粧品に利用されることがあります。

利点と考慮点

利点

• 持続可能性：廃棄物を有効活用するため、環境負荷が低く、持続可能な方法です。
• 経済的価値：廃棄物から高価値の製品を生産することで、経済的価値を創出します。
• 多機能性：多くの用途に適しており、さまざまな産業で利用可能です。

考慮点

• 製造コスト：炭化プロセスにはエネルギーが必要であり、コスト効率を考慮する必要があります。
• 品質管理：炭化物の品質は原料やプロセスに依存するため、安定した品質を保つための管理が重要です。

飲料粕炭化物は、環境保護、持続可能な農業、エネルギー効率の向上など、さまざまな分野での利用が期待されています。適切な技術と管理によって、そのポテンシャルを最大限に引き出すことができます。

出典：ChatGPT

電熱スクリュー Spirajoule

Spirajouleは国際特許取得済みの熱分解装置です。Biogreenシステムの心臓部と言えます。最適な熱分解処理は滞留時間と加熱温度の調整で行います。この調整がこの装置では簡単に行えます。

熱分解装置 Spirajouleは 電気式です。火気、石油燃料を一切使用しないため、地球温暖化ガスが発生しない脱炭素装置です。しかも連続式です。
熱分解は 無酸素状態の密閉された Spirajoule 熱分解装置内のスクリューで行われます。スクリューへ電流を通しそのジュール熱で投入された原料を加熱し熱分解を行なっています。そのスクリューが回転することで原料を熱分解を行ないながら搬送しています。
熱分解の温度はジュール熱の大きさで調整し、原料の滞留時間はスクリューの回転数調整により行ないます。その調整はいずれも制御盤のタッチパネルで簡単にできます。熱分解で最も重要な温度と滞留時間の調整は電気式のため簡単に行なえるとも言えます。火気、石油燃料を使用する装置と比較しても非常に安全で衛生面で優れています。又、処理はバッチ式ではなく連続式ですので人を張り付ける必要がありません。

Spirajoule 熱分解装置

Biogreen は投入された原料を無酸素での加熱、熱分解を行ないます。熱分解により原料より炭素分のみを残し、原料に含まれる可燃性ガス等の合成ガスを発散させます。投入原料を選ばず、熱分解処理でガス、炭、オイルを製造発生させそれぞれが利活用ができ、その廃棄物が持つエネルギーは最大限利活用され廃棄物はなくなります。
Biogreen の熱分解処理は化石燃料、火気は一切使用しない低圧電流のジュール効果で行なう電気での加熱そして連続式での運転のため、24時間連続運転が可能で運転状況はモニターで監視し、運転管理操作はタッチパネルで楽にでき、人手を必要としません。Biogreen は国際特許技術で他にはない独自の熱分解装置ですが、構造は単純で部品点数は少なく壊れにくくメンテナンスは楽で長持ちし長時間使用ができます。熱分解処理にとり非常に重要な温度、機内滞留時間の管理調整はモニターで管理しタッチパネル操作で簡単にでき、安全衛生面でもとても優れています。装置の設置面積は小さくコンパクトでコンテナー内設置も可能で移動もでき、場所を選びません。
Biogreen は熱分解時の加熱温度によりガス、炭化物を作り出す産出の割合が異なります。そのため、熱分解装置 Biogreen は炭化装置、炭化炉あるいはガス化装置、ガス化炉とも言えます。熱分解後のその産出製造物の利用目的に合わせ加熱温度の調整を行ないますが、その温度調整、管理は、Biogreenであれば電気加熱式ですので簡単に確実に行なえます。又、その加熱は石油燃料を一切使用せず火気は未使用のため安全衛生面、運転操作面で火気使用熱分解装置、炭化炉、ガス化炉と比較すると非常に優れていると言えます。

ガス化

油　化

炭化、半炭化