汚染有機廃棄物の熱分解によるPFAS分解と排出係数 -6 / 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。-6

 

■ 2. 材料と方法

 

2.6. 品質管理と保証

手順ブランクは、実験材料や溶媒から生じるバックグラウンド汚染を評価するために分析された。
分析中、潜在的なクロスコンタミネーションやサンプルのキャリーオーバーをチェックし、シグナルの変動やドリフトを評価するため、溶媒ブランクと標準溶液を一定間隔で注入した。注入針は、各注入の前後に0.1% FAを含むMeOH:Milli-Q (50:50; v/v)溶液で洗浄した。
精度と正確さを保証するために、多点検量線を作成した: 機器分析法A:MeOH:Milli-Q(50:50、v/v)中0.01~50 ng mL-1の11点、機器分析法B:ACN:Milli-Q(95:5、v/v)中0.05~20 ng mL-1の7点、機器分析法C:MeOH:Milli-Q(95:5、v/v)中0.01~20 ng mL-1の7点。

C法:ACN:Milli-Q (95:5, v/v)で0.01から5 ng mL-1までの7ポイントを調製し、すべての化合物についてそれぞれR2 > 0.98、R2 > 0.99、R2 > 0.999の回帰係数を示しました。
TAあたり2つのMS/MSトランジションが最適化された。最も強いトランジション(S/N比が高い)を定量トランジション(1)とし、2つ目を確認トランジション(2)とした(表S2)。
機器による定量限界(iLOQ)は、各標的分析物について、ベースラインノイズ(S/N比)からのシグナルの10倍として計算され、0.01~5.00 ng mL-1の範囲であった(表S2)。}メソッドLOQ(mLOQ)は、抽出前のスパイク検体を用いて推定され、0.25~50 ng mL-1の範囲であった(表S2)。
すべてのサンプルは、サンプルの不均一性とメソッドエラーをコントロールするために、二重測定(GFF)または三重測定(原料、バイオ炭、XAD)のいずれかで分析された。
ガラス繊維フィルター試料は、利用可能な試料量が限られているため、三重ではなく二重で分析した。
得られた絶対回収率(Abs%)、相対回収率(Rel%)およびマトリックス効果(ME%)を表S4に示す。
すべてのサンプルは、サンプルの不均一性とメソッドエラーをコントロールするために、二重測定(GFF)または三重測定(原料、バイオ炭、XAD)のいずれかで分析された。

2.7. データ分析

濃度はすべてng g-1乾燥重量(d.w.)で示した。
統計解析では、再現データの1点または2点がそれぞれLODまたはLOQ未満の場合、数値0およびLOQ/2を使用した。
PFASの廃棄物処理オプションとしての熱分解の相対的有効性を推定するために、除去効率(RE)をMoˇsko et al. [39]が提案した式に従って計算した:
PFAS 計算式2 熱分解装置 Biogreen 炭化 油化 ガス化 2024.7.20

ここで、Cbiocharは与えられた熱分解温度で生成されたバイオ炭中の濃度(ng g-1)、Cfeedstockは原料中の濃度(ng g-1)、Y biocharは熱分解工程におけるバイオ炭の収率(式1)である。REの過大評価を避けるため、原料からは検出されたが(Cfeedstock > LOD)、得られたバイオ炭からは検出されなかった化合物については、LODとLOQの離散値をCbiocharとして用いた。

PFAS 計算式1 熱分解装置 Biogreen 炭化 油化 ガス化 2024.7.20

 

生産されたバイオ炭1トン当たりmg PFAStotの排出係数(EFPFAS、μg tonne-b1iochar)は、炭素収支法を用いて計算された[21,47,54,72]。
この方法は、プロセスへ投入される原料、バイオ炭、熱分解油、排ガス間の炭素バランスを用いて、正味のモル成分対CO2排出比と排ガス発生量(Vflue gas)を計算する(詳細はSI, Section Cを参照)。

したがって、測定された排ガス中のPFAS濃度(concPFAS)と推定されたVflue gasを組み合わせて、EFPFASを得ることができる(式3)。

PFAS 計算式3 熱分解装置 Biogreen 炭化 油化 ガス化 2024.7.20

各原料1トンの熱分解に伴うPFASのマスバランスは、原料と得られるバイオ炭中のPFASの総濃度(バイオ炭の収率で調整)と総PFASの排出係数に基づいて設定される。
バイオ炭と排出のデータが入手可能な原料と処理のみを分析対象とした(表1)。
合成ガスから凝縮された熱分解油中のPFASに関するデータは得られなかった。このマトリックスからPFASを抽出するには、分析上の課題があり、結果の質が保証されないからである。熱分解油は、水、有機酸、フェノール、アルコール、複雑な高分子有機化合物の強酸性混合物である[46]。
したがって、バイオ炭や排ガスに含まれない画分は、分解されたものか熱分解油に含まれるものと考えられる。

 

■ Graphical Abstract

 

grafical abstrct 2024.7.1 熱分解装置 Biogreen ガス化 油化 炭化

 

 

次回に続きます。

下記本論文はこちらをクリック頂ければダウンロードできます。

s rmo 2023 PFAS decomp

 

 

■ 手順ブランク

 

手順ブランク(procedural blank)とは、分析や測定を行う際に、試料を入れずに同じ手順を行った場合に得られる結果のことを指します。
分析対象物質以外の、試薬や器具、測定環境などから由来する不要な信号を評価するために用いられます。
手順ブランクは、分析対象物質とは異なる物質による影響を定量的に評価するための重要な指標となります。

具体的には、以下のような用途があります。

  • 分析感度:手順ブランクの値が低いほど、分析感度が高いことを示します。
  • 測定精度:手順ブランクの値のばらつきが小さいほど、測定精度が高いことを示します。
  • 試薬や器具の 汚染 評価:手順ブランクの値が高い場合は、試薬や器具に汚染 物質 が混入している可能性があります。
  • 分析方法の 妥当性 評価:手順ブランクの値が許容範囲内であれば、分析方法が妥当であることを示します。

手順ブランクの測定は、分析や測定の 信頼性 を向上させるために不可欠です。

手順ブランクは、以下のような種類に分けられます。

  • 試薬ブランク:試薬のみを用いて測定を行うブランク
  • 器具ブランク:試薬と器具を用いて測定を行うブランク
  • 操作ブランク:試薬、器具、およびすべての操作手順を用いて測定を行うブランク

手順ブランク測定を行う際には、以下の点に注意する必要があります。

  • 試薬や器具は、分析対象物質 で汚染 されていないことを確認する必要があります。
  • 操作手順は、試料測定同じように行う必要があります。
  • 測定は、複数回行い、平均値 および 標準偏差 を算出する必要があります。

出典:Gemini

 

■ 溶媒

 

溶媒(ようばい、英: solvent)は、他の物質を溶かす物質の呼称。工業分野では溶剤(ようざい)と呼ばれることも多い。
最も一般的に使用される水のほか、アルコールやアセトン、ヘキサンのような有機物も多く用いられ、これらは特に有機溶媒(有機溶剤)と呼ばれる。
溶媒に溶かされるものを溶質(solute)といい、溶媒と溶質を合わせて溶液(solution)という。
溶媒としては、目的とする物質を良く溶かすこと(溶解度が高い)、化学的に安定で溶質と化学反応しないことが最も重要である。
目的によっては沸点が低く除去しやすいことや、可燃性や毒性、環境への影響などを含めた安全性も重視される。
水以外の多くの溶媒は、極めて燃えやすく、毒性の強い蒸気を出す。また、化学反応では、溶媒の種類によって反応の進み方が著しく異なることが知られている(溶媒和効果)。
一般的に溶媒として扱われる物質は常温常圧では無色の液体であり、独特の臭気を持つものも多い。
有機溶媒は一般用途としてドライクリーニング(テトラクロロエチレン)、シンナー(トルエン、テルピン油)、マニキュア除去液や接着剤(アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル)、染み抜き(ヘキサン、石油エーテル)、合成洗剤(オレンジオイル)、香水(エタノール)あるいは化学合成や樹脂製品の加工に使用される。また抽出に用いる。

出典:Wiki 溶媒

 

■ バックグラウンド汚染

 

バックグラウンド汚染(Background contamination)は、科学的な測定や分析において、対象とするサンプルや環境とは無関係の物質や影響が存在し、それが測定結果に干渉することを指します。これは、研究や実験の精度や正確性を低下させる要因となるため、注意が必要です。

バックグラウンド汚染が発生する主な原因は以下の通りです:

  1. 器具や装置の汚染:使用する器具や装置が前回の使用時の残留物や外部からの汚染物質によって汚染されている場合。
  2. 環境からの影響:実験室や測定環境自体が汚染されている場合(例えば、空気中の粒子、化学物質、微生物など)。
  3. サンプルの取り扱い:サンプルの収集や取り扱い時に、外部の汚染物質が混入する場合。
  4. 人的要因:研究者や技術者が意図せずに汚染を引き起こす場合(例えば、手指の油分、衣服の繊維など)。

バックグラウンド汚染を防ぐためには、以下の対策が有効です:

  • 器具や装置の清掃と管理:使用前後に器具や装置を適切に清掃し、汚染を防ぐための管理を徹底する。
  • クリーンルームやクリーンベンチの利用:汚染を最小限に抑えるために、クリーンルームやクリーンベンチを使用する。
  • サンプル取り扱いの厳格な手順:サンプルの取り扱いや保管に関する厳格な手順を設け、汚染のリスクを減らす。
  • 防護具の使用:手袋やマスクなどの防護具を使用し、人的要因による汚染を防ぐ。
  • バックグラウンドの測定と補正:バックグラウンドレベルを事前に測定し、それを補正することで、正確な結果を得る。

バックグラウンド汚染の管理は、特に精密な測定が求められる科学研究や産業において重要であり、徹底した対策が必要です。

出典:ChatGPT

 

■ クロスコンタミネーション

 

クロスコンタミネーション(交叉汚染)とは、本来汚染されていないもの(生食用の食品など)が、汚染されているもの(生肉など)に触れることによって、汚染されてしまうことを指します。食中毒の原因となることが多いので、食品衛生管理において重要な概念です。

具体的には、以下のものがクロスコンタミネーションの原因となります。
器具・調理台・まな板などの共有: 生肉を調理した包丁やまな板をそのまま他の食材に使用すると、菌が移ってしまいます。
食材の直接的な接触: 生肉と野菜などを一緒に洗ったり、冷蔵庫内で一緒に保管したりすると、菌が移ってしまいます。
調理員の動き: 生肉を調理した後に、手を洗わずに他の食材を調理すると、菌が移ってしまいます。

出典:Gemini

 

■ キャリーオーバー

 

キャリーオーバー(carry-over)とは、食品や製品の製造過程において、原材料や加工工程から他の製品に残留する物質が、そのまま次の製品に引き継がれることを指します。この概念は、食品安全や品質管理において重要な要素です。

キャリーオーバーの例
添加物: 食品製造に使用される添加物が、異なる製品に残留する場合。
アレルゲン: アレルゲンを含む原材料が使用された後、清掃不十分な機械や容器から次の製品にアレルゲンが移行する場合。
抗生物質や薬剤: 畜産業における動物用の抗生物質や薬剤が、食肉や乳製品に残留する場合。

出典:ChatGPT

 

■ シグナルの変動

 

シグナルの変動(signal fluctuation)は、主に電子工学や通信分野において使われる用語で、時間とともに信号の強度や特性が変化する現象を指します。シグナルの変動は、データの伝送や通信の品質に影響を与えることがあります。

シグナルの変動の主な要因

  1. ノイズ: 環境や機器から発生する雑音が信号に混入することで、信号の強度や形状が変化する。
  2. 減衰: 距離が長くなると信号が弱くなり、変動が生じる。
  3. 干渉: 他の信号や電磁波が干渉して、信号が乱れる。
  4. マルチパス効果: 信号が複数の経路を通って受信されることで、重なり合った信号が変動を引き起こす。
  5. 温度変化: 温度の変動によって、電子回路の特性が変わり、信号の変動が生じる。

シグナルの変動の影響

  • 通信品質の低下: データの伝送エラーや遅延が発生し、通信の信頼性が低下する。
  • 音声や映像の劣化: 音声や映像信号が劣化し、品質が低下する。
  • 誤動作: 制御システムや電子機器が正しく動作しなくなることがある。

出典:ChatGPT

 

■ ドリフト

 

「ドリフト(drift)」は、様々な分野で使用される用語で、時間の経過や外部条件の変化によって、測定値や信号、あるいはシステムの特性が徐々に変動する現象を指します。

ドリフトの種類と例

1. 計測器・センサーのドリフト

  • 温度センサー: 長期間使用することで感度が低下し、正確な温度を測定できなくなる。
  • 圧力計: 使用や環境条件の変化により、表示される圧力が実際の値とずれてくる。

2. 電子機器のドリフト

  • オシロスコープ: 電子回路の特性変化により、表示される波形が正確でなくなる。
  • 電圧計: 回路部品の経年変化や環境要因により、表示される電圧が正確でなくなる。

3. 金融・経済のドリフト

  • 為替レートのドリフト: 時間の経過とともに、通貨の価値が徐々に変動すること。
  • 株価のドリフト: 株式市場において、株価が特定の方向に徐々に変動する現象。

4. 生物学的ドリフト

  • 遺伝的ドリフト: 小さな集団における遺伝子頻度がランダムに変動する現象。進化や種の多様性に影響を与える。

出典:ChatGPT

 

■ 溶媒ブランク

 

溶媒ブランク(solvent blank)は、分析化学や材料科学などの分野において、試料に含まれる目的の分析対象物質以外の不純物や汚染物質を評価するために用いられる対照試料です。具体的には、試料と同じように処理を行った溶媒のみを分析対象としたものを指します。

溶媒ブランクの分析結果は、以下の目的で使用されます。

  • 分析装置や試薬からの不純物の混入の評価: 溶媒ブランクの分析結果に目的の分析対象物質が検出された場合、分析装置や試薬からの不純物の混入が疑われます。
  • 試料洗浄や前処理手順の評価: 溶媒ブランクの分析結果に目的の分析対象物質が検出された場合、試料洗浄や前処理手順で不純物が混入した可能性があります。
  • 分析結果の補正: 溶媒ブランクの分析結果に基づいて、分析結果を補正することができます。

溶媒ブランクは、分析対象物質と類似した化学的性質を持つ溶媒を用いて作製する必要があります。例えば、水溶液試料を分析する場合には、蒸留水や超純水を用いた溶媒ブランクを作製します。また、溶媒ブランクは、試料と同様に処理する必要があります。具体的には、試料と同じ溶媒を用い、同じ温度、時間、pH条件などで処理します。溶媒ブランクの分析結果は、分析結果の信頼性を評価する上で重要な指標となります。溶媒ブランクの分析結果に問題がある場合は、分析結果の解釈に注意する必要があります。

出典:Gemini

 

■ 調製

 

**調製(ちょうせい)**には、主に以下の3つの意味があります。

  1. 規則などに合うように取り揃えてつくること。
    • 例:薬を調製する、書類を調製する
  2. 注文や好みに合わせて拵えること。
    • 例:料理を調製する、衣装を調製する
  3. (化学・薬学) 試薬や製剤などを適正に作成すること。調合。
    • 例:ワクチンを調製する、化粧品を調製する

出典:Gemini

 

■ 回帰係数

 

**回帰係数(かいきけいすう)**は、回帰分析において、座標平面上で回帰式で表される直線の傾きを表す数値です。
簡単に言えば、原因となる変数(説明変数)と結果となる変数(目的変数)の平均的な関係を表す式における、変数間の関係の強さや方向を示すものです。
式で表すと、以下のようになります。
y = ax + b
ここで、

  • y:目的変数
  • x:説明変数
  • a:回帰係数
  • b:切片

となります。

回帰係数絶対値が大きいほど、説明変数と目的変数の関係が強いことを意味します。また、符号によって、関係の方向がわかります。

  • 正の値:説明変数が大きくなるにつれて、目的変数も大きくなる
  • 負の値:説明変数が大きくなるにつれて、目的変数は小さくなる

回帰係数は、様々な分野で用いられています。

  • 経済学:需要と価格の関係、所得と消費の関係など
  • 社会学:教育年数と収入の関係、家族構成と幸福度など
  • 医学:薬の投与量と効果の関係、血圧と病気のリスクの関係など
  • 工学:材料の強度と温度の関係、風速と発電量の関係など

回帰係数を計算するには、回帰分析という統計手法を用います。回帰分析は、複数の変数間の関係を分析するのに役立ちます。

回帰係数は、相関関係とは異なります。相関関係は、2つの変数の関連性強さ方向の両方から表す指標ですが、因果関係を意味するものではありません。一方、回帰係数は、説明変数と目的変数の間の因果関係を推定することができます。

出典:Gemini

 

■ トランジション

 

「トランジション(transition)」は、一般的には「移行」や「変化」を意味する言葉です。文脈によって具体的な意味や適用される分野が異なります。以下にいくつかの主要な文脈での意味を挙げます。

  1. 一般的な意味
    • 状態や状況の変化、移行。
    • 例:季節の移り変わり、キャリアの転換期。
  2. 物理学・化学
    • 物質の相(相転移)や状態が変わること。
    • 例:固体から液体への相転移(氷が溶けて水になる)。

出典:ChatGPT

 

■ 定量限界

 

「定量限界(Limit of Quantitation, LOQ)」は、分析化学や薬物動態学などの分野で使用される概念です。定量限界は、特定の分析方法や測定装置によって、信頼性を持って定量的に測定できる最小の濃度や量を指します。具体的には、次のような特徴があります:

  1. 信頼性のある測定
    • 定量限界は、測定値が十分に正確かつ精度があり、信頼性を持って報告できる最小の値を示します。
    • 通常、定量限界の下では、測定結果がノイズやバックグラウンド信号に埋もれてしまい、定量的に評価できません。
  2. 分析方法の性能
    • 定量限界は、特定の分析方法(例えば、HPLC、GC-MS、UV-Visスペクトロスコピーなど)と測定装置に依存します。
    • これは、分析手法の感度や精度を評価するための重要な指標です。
  3. 計算方法
    • 定量限界は通常、シグナル対ノイズ比(S/N比)に基づいて決定されます。一般的に、S/N比が10:1の値が定量限界とされることが多いです。
    • 定量限界は、検出限界(Limit of Detection, LOD)よりも高い値であり、検出限界はS/N比が3:1または2:1の値を指します。
  4. 適用例
    • 薬物分析において、薬物の血中濃度を測定する際に定量限界を設定し、それを下回る濃度は定量的に評価しない。
    • 環境科学において、有害物質の濃度を測定する際に、定量限界を超える濃度のみを報告する。

定量限界は、分析結果の信頼性を確保し、誤った結論を避けるために重要な役割を果たします。

出典:ChatGPT

 

■ ベースラインノイズ

 

ベースラインノイズ(baseline noise)とは、測定やデータ収集の際に、信号の基準レベル(ベースライン)に重なるノイズや雑音のことを指します。具体的には、次のような点が挙げられます:

  1. ノイズの性質
    • ランダムノイズ:測定中にランダムに発生する信号の揺らぎや変動。例えば、電気的なノイズや機器の雑音。
    • 系統的ノイズ:一貫して発生するノイズで、特定の原因に起因するもの。例えば、センサーの温度変化による影響など。
  2. 影響
    • ベースラインノイズは、測定データの精度や信号対雑音比(S/N比)に影響を与え、特に微小な信号や変化を測定する際に問題になります。
    • ベースラインノイズが高いと、信号の検出や定量が難しくなり、誤差が増える可能性があります。
  3. 対策
    • フィルタリング:ノイズを低減するために、デジタルフィルタリング技術やアナログフィルタを用いる。
    • 平均化:複数回の測定を平均することで、ランダムノイズの影響を減少させる。
    • センサのキャリブレーション:センサの精度を向上させ、系統的ノイズを減少させる。
    • 環境の管理:測定環境を整え、外部ノイズ源を最小限に抑える。
  4. 分析手法
    • ベースラインノイズは、通常、グラフやスペクトルデータのベースライン(基準線)として示されます。
    • データ処理や解析において、ノイズレベルを正確に把握し、測定結果の信号を明確にするための方法を選定します。

ベースラインノイズの管理は、測定データの信頼性を高め、正確な分析結果を得るために重要です。

出典:ChatGPT

 

■ メソッドエラー

 

「メソッドエラー」とは、一般的には以下のような意味を持ちます:

  1. プログラミングにおけるエラー:プログラムコード内でメソッド(関数)が適切に呼び出されなかったり、予期しないエラーが発生した場合に「メソッドエラー」と呼ばれることがあります。例えば、メソッドが存在しない、引数が間違っている、またはメソッドの実行中に例外が発生するなどです。
  2. 統計やデータ分析におけるエラー:特定の統計手法や分析方法が誤って使用された場合に発生するエラーを指すこともあります。これには、データの前処理が不適切であったり、分析方法がデータの性質に合っていない場合などが含まれます。

出典:ChatGPT

 

■ 絶対回収率

 

絶対回収率とは、分析化学において、試料中に含まれる目的物質をどの程度正確に測定できたかを表す指標です。具体的には、試料中にあらかじめ添加した標準物質の回収率を指します。
式で表すと、以下のようになります。
絶対回収率 (%) = (測定値 / 添加量) × 100

ここで、

  • 測定値: 分析によって得られた目的物質の量
  • 添加量: 試料中に添加した標準物質の量

となります。

絶対回収率は、**100%**に近いほど、分析結果の信頼性が高いことを意味します。一般的に、**90%**以上であれば、十分な精度と考えられています。

出典:Gemini

 

■ 相対回収率

 

相対回収率とは、分析化学において、試料の種類や分析方法によって異なる回収率を比較するために用いる指標です。絶対回収率と異なり、標準物質を用いずに、試料そのものを分析することで求めることができます。

式で表すと、以下のようになります。

相対回収率 (%) = (測定値 / 真値) × 100

ここで、

  • 測定値: 分析によって得られた目的物質の量
  • 真値: 試料中に実際に含まれている目的物質の量

となります。

真値は、標準物質を用いた分析や、別の信頼できる分析方法による測定によって求めることができます。しかし、真値が正確にわかっている場合の方が少ないため、相対回収率はあくまでも目安として用いることが多いです。

相対回収率は、試料の種類や分析方法によって異なるため、異なる試料や方法で得られた回収率を直接比較することはできません比較する場合は、同じ試料を同じ方法で分析した複数の回収率**を用いる必要があります。

出典:Gemini

 

■ マトリックス

 

化学における「マトリックス(matrix)」は、特に分析化学の分野で重要な概念です。以下に化学におけるマトリックスの具体的な意味と役割について詳しく説明します。

化学におけるマトリックスの定義

化学において、マトリックスは分析対象試料中の主要成分や環境を指します。これには、試料中の溶媒やその他の成分が含まれ、これらが分析対象成分(アナライト)の測定に影響を与える可能性があります。

マトリックスの役割と影響

  1. マトリックス効果(Matrix Effect):
    • マトリックス効果とは、試料中の他の成分が分析対象成分の測定結果に与える影響を指します。例えば、共存する成分がイオン化効率に影響を与えることがあります。これは、質量分析や光学分析などの技術で特に顕著です。
    • マトリックス効果は、定量分析の正確さや精度を損なう可能性があるため、適切な対策が必要です。
  2. 内部標準物質(Internal Standard):
    • マトリックス効果を補正するために、内部標準物質を使用することがあります。内部標準物質は、分析試料に既知の濃度で添加される化合物で、分析過程での変動を補正するために使用されます。
  3. サンプル前処理(Sample Preparation):
    • マトリックス効果を最小限に抑えるために、試料の前処理が重要です。これには、抽出、ろ過、希釈、またはその他の処理が含まれます。

具体例

  • 質量分析法(Mass Spectrometry):
    • サンプル中のマトリックス成分がイオン化過程に影響を与え、信号強度を変動させることがあります。これを補正するために、内部標準物質を使用することが一般的です。
  • クロマトグラフィー(Chromatography):
    • 液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーでは、試料中のマトリックス成分がピークの形状や保持時間に影響を与えることがあります。
  • 分光分析(Spectroscopy):
    • 分光分析では、試料中の他の成分が吸収や蛍光に影響を与え、定量結果にバイアスを生じさせる可能性があります。

対策

  • 標準添加法(Standard Addition Method): 試料中に既知の濃度の標準物質を添加して、マトリックス効果を補正する方法。
  • 希釈: 試料を希釈することで、マトリックス成分の影響を減少させる。
  • クリーンアップ: 固相抽出(SPE)や液-液抽出などの技術を用いて、マトリックス成分を除去する。

 

出典:ChatGPT

 

■ マトリックス効果

 

マトリックス効果(Matrix Effect)は、分析化学や生物分析などの分野で、分析対象のサンプルに含まれる他の成分が分析結果に影響を及ぼす現象を指します。この効果は、特に質量分析(MS)や液体クロマトグラフィー(LC)などの分析手法で顕著に現れます。

具体的には、以下のような影響があります:

  1. 信号の干渉:サンプル中の他の成分が、分析機器での分析信号に干渉し、ターゲット化合物の信号が増減することがあります。これにより、ターゲット化合物の濃度が正確に測定できなくなることがあります。
  2. 感度の変化:マトリックス効果により、分析の感度が変わることがあります。例えば、あるサンプル matrix が分析機器の感度を低下させる場合があります。
  3. 定量性の影響:マトリックス効果は、標準試料とサンプル試料の間で異なる応答を引き起こすため、正確な定量が困難になることがあります。

マトリックス効果を最小限に抑えるためには、以下の対策が有効です:

  • サンプル前処理:サンプル中のマトリックス成分を除去するための前処理を行う。
  • 標準添加法:既知の量の分析対象物質をサンプルに追加し、分析の応答を比較することでマトリックス効果を補正する。
  • クロマトグラフィー技術の最適化:分離効率を高めるために、適切なクロマトグラフィー条件を設定する。

マトリックス効果を理解し、適切に対処することで、より正確で信頼性の高い分析結果を得ることができます。

出典:ChatGPT

 

■ 二重測定

 

二重測定(ダブルチェック)とは、ある測定や計測の結果を正確にするために、同じ測定を複数回行い、その結果を比較する手法です。これにより、測定誤差や偶発的なエラーを減らし、より信頼性の高いデータを得ることができます。

具体的には、以下のような状況で使われます:

  1. 科学実験:実験の再現性を確保するために、同じ条件で実験を繰り返し、その結果を比較します。
  2. データ分析:データ処理や解析で同じ計算を複数回行い、結果が一致するか確認します。
  3. 品質管理:製品の測定値や品質検査を複数回行い、基準に合っているか確認します。

この方法を用いることで、測定の精度を向上させ、信頼性の高い結果を得ることができます。

出典:ChatGPT

 

■ 三重測定

 

三重測定(トリプルチェック)は、二重測定(ダブルチェック)と同様に、測定や検査の精度を高めるために、同じ測定を三回行い、その結果を比較する手法です。この方法は、測定誤差や偶発的なエラーをさらに減らし、より信頼性の高いデータを得るために用います。

三重測定の主な目的は次の通りです:

  1. 精度の向上:測定を三回行うことで、偶然の誤差やバラツキをより効果的に排除できます。
  2. 信頼性の確認:三回の測定結果が一致することで、結果の信頼性をより高めることができます。
  3. エラーの検出:三回の測定を比較することで、異常な値や測定エラーを検出しやすくなります。

この方法は、科学実験や品質管理、データ分析など、精度が重要な場面で特に有効です。

出典:ChatGPT

 

■ 収率

 

収率(しゅうりつ)とは、化学や工業プロセスにおいて、原材料から得られる生成物の量を示す指標です。具体的には、理論的に予測される生成物の量に対して、実際に得られた生成物の量の割合をパーセンテージで表します。以下のような式で表されます。

収率は、実験や製造過程の効率を評価するために重要な指標であり、収率が高いほど、プロセスが効率的であることを意味します。

出典:ChatGPT

 

■ 離散値

 

離散値(りさんち)とは、データや数値が連続的ではなく、個別の値として区切られているものを指します。離散値は、数値が特定の値のセットの中でのみ取り得る値であり、連続的な範囲ではなく、独立した点として存在します。

例えば:

  1. 整数値: 1, 2, 3, 4, 5 など
  2. カテゴリデータ: 赤、青、緑のような色のカテゴリや、男、女のような性別
  3. 数え上げられるもの: 学生の人数、製品の個数など

これに対して、連続値は任意の値を取り得るもので、例えば温度(20.5度や21.3度など)や距離(3.2kmや4.7kmなど)などが該当します。

離散値は、特にデータ分析や統計学、コンピュータサイエンスなどで頻繁に用いられ、適切な方法で処理することで、正確な情報を引き出すことができます。

出典:ChatGPT

 

■ 炭素収支法

 

炭素収支法(Carbon Balance Method)とは、炭素の出入りをバランスシートのように管理し、特定のシステムや地域における炭素の流れを追跡・評価する方法です。具体的には、以下のような手順を通じて炭素の動態を把握します。

  1. 炭素の入力: システムに取り込まれる炭素の量を計算します。これには、光合成による炭素の固定(植物の成長)や外部からの炭素の供給(肥料や飼料など)が含まれます。
  2. 炭素の出力: システムから排出される炭素の量を計算します。これには、呼吸や燃焼、収穫物の移出、廃棄物の処理などが含まれます。
  3. 内部プロセス: システム内での炭素の変換や移動を追跡します。例えば、土壌中での有機物の分解や微生物による炭素の代謝などです。
  4. 炭素ストックの変化: システム内の炭素ストック(例えば、土壌中の有機炭素、植物バイオマスなど)の増減を評価します。

炭素収支法は、農業、林業、都市計画、環境管理などの分野で広く用いられ、気候変動の影響評価や温室効果ガスの排出削減策の検討にも活用されます。炭素の動態を正確に把握することで、持続可能な資源管理や環境保護のための効果的な戦略を立てることが可能になります。

出典:ChatGPT

 

■ モル成分

 

モル成分とは、混合物中の各成分が占める割合を、モル数の比で表したものです。
モル数は、物質量を表す単位で、1モルは6.022×10^23個の粒子(原子、分子、イオンなど)の集まりを表します。モル成分は、混合物全体のモル数を各成分のモル数で割ることで求められます。
例えば、水100g(1モル)の溶液に食塩10g(0.17モル)を溶かしたとき、水のモル成分は1/(1+0.17) = 0.85、食塩のモル成分は0.17/(1+0.17) = 0.15となります。
モル成分は、混合物の組成を量的に表す指標として用いられます。また、化学反応における反応物や生成物の量を計算する際にも用いられます。

モル成分の求め方

  1. 混合物中の各成分のモル数を計算する。
  2. 混合物全体のモル数を計算する。
  3. 各成分のモル数を混合物全体のモル数で割る。


水50g(0.5モル)とエタノール50g(0.68モル)を混合した場合、
水のモル成分 = 0.5 / (0.5 + 0.68) = 0.37
エタノールのモル成分 = 0.68 / (0.5 + 0.68) = 0.63

モル成分と質量パーセントの違い
モル成分と質量パーセントは、どちらも混合物の組成を表す指標ですが、単位が異なります。

  • モル成分:モル数(mol/mol)
  • 質量パーセント:質量(%)

モル成分は、粒子の数に着目した指標であるのに対し、質量パーセントは、質量に着目した指標です。そのため、同じ混合物でも、モル成分と質量パーセントの値は異なる場合があります。

モル成分の注意点

  • モル成分は、混合物の組成をモル数の比で表したものです。質量や体積の比ではありません。
  • モル成分は、混合物全体のモル数がわかっている場合にのみ計算できます。
  • モル成分は、無機化合物だけでなく、有機化合物にも適用できます。

出典:Gemini

 

■ マスバランス

 

マスバランス(mass balance)とは、あるシステムにおける物質の流入、流出、および蓄積を考慮して、そのシステム内の物質の量を計算する手法です。マスバランスは、化学工学、環境工学、生物工学などの多くの工学分野で重要な概念です。基本的なマスバランスの原則は次のようになります。

基本的なマスバランスの方程式

  1. 入力 (Input): システムに入る物質の量
  2. 生成 (Generation): システム内で生成される物質の量
  3. 消費 (Consumption): システム内で消費される物質の量
  4. 出力 (Output): システムから出る物質の量
  5. 蓄積 (Accumulation): システム内に蓄積される物質の量

マスバランスの種類

  • 定常状態マスバランス (Steady-state mass balance): 時間によってシステム内の物質の量が変わらない場合、すなわち、蓄積がゼロの場合。
  • 非定常状態マスバランス (Unsteady-state mass balance): 時間とともにシステム内の物質の量が変化する場合。

マスバランスの応用

  • 化学プロセスの設計と最適化: 反応器や分離装置の設計において、入出力物質のバランスを取るために用いられます。
  • 環境管理: 汚染物質の流入と流出を評価し、環境への影響を予測・管理するために使用されます。
  • 生物プロセス: 発酵や生物反応器において、微生物の成長や生成物の生産を計算するために利用されます。

マスバランスは、システムの物質の流れを理解し、効率的な運用や環境への影響を最小限に抑えるための基本的なツールです。

出典:ChatGPT

 

■ 排出係数

 

排出係数(emission factor)とは、特定の活動やプロセスに関連して排出される汚染物質の量を定量化するための基準値です。これは、例えば燃料の燃焼や工業プロセスにおいて発生する二酸化炭素(CO₂)やその他の温室効果ガス、微粒子、揮発性有機化合物(VOC)などの排出量を計算する際に使用されます。排出係数は通常、次のような形で表されます。

ここで、「活動量」とは、燃料の使用量、製造された製品の量、運搬された貨物の量など、特定の活動の量を指します。排出係数の単位は、例えばkg CO₂/トンの燃料、g VOC/kmの運転距離などが使われます。

出典:ChatGPT

 

■ 画分

 

化学における画分(かくぶん)とは、混合物中の成分を物理的な方法分離して得られる個々の部分のことを指します。混合物を構成する成分は、それぞれ異なる物理化学的性質を持っているため、これらの性質を利用して分離することができます。

画分操作は、分析化学、有機化学、無機化学、生物化学など、様々な分野で用いられています。具体的な例としては、以下のようなものがあります。

  • 蒸留:沸点の違いを利用して、混合物中の成分を分離する方法です。
  • 抽出:溶解度や分配係数の違いを利用して、混合物中の成分を分離する方法です。
  • クロマトグラフィー:吸着や分配の原理を利用して、混合物中の成分を分離する方法です。
  • 沈殿:比重の違いを利用して、混合物中の成分を分離する方法です。
  • 濾過:粒径の違いを利用して、混合物中の成分を分離する方法です。

画分操作を行う際には、以下の点に注意する必要があります。

  • 分離したい成分の性質を理解する:分離したい成分の物理化学的性質を理解することが、適切な画分操作を選択するために重要です。
  • 混合物の組成を考慮する:混合物の組成によって、適切な画分操作が異なります。
  • 操作条件を最適化する:操作条件を最適化することで、分離効率を高め、不純物の混入を最小限に抑えることができます。

画分操作の例

1. エタノールと水の混合物の分離
エタノールと水の混合物は、沸点の違いを利用して蒸留によって分離することができます。エタノールの沸点は78.3℃、水の沸点は100℃であるため、78.3℃以下で蒸留を行うことで、エタノールを分離することができます。

2. 食塩水中の塩の分離
食塩水中の塩は、蒸発によって分離することができます。食塩水の溶液を蒸発させることで、水だけが蒸発し、塩が残ります。

3. 土壌中の有機物の分離
土壌中の有機物は、ソックスレット装置を用いた溶媒抽出によって分離することができます。土壌を溶媒に浸し、ソックスレット装置を用いて加熱することで、有機物が溶媒に溶解し、抽出されます。

出典:Gemini

 

 

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

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

汚染有機廃棄物の熱分解によるPFAS分解と排出係数 -5 / 熱分解装置 Biogreen / ガス化, 炭化, 油化

 


 

■ PFASとは

 

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構造図 熱分解装置Biogreen 炭化 2024.6.11

 

 

PFASの人体への影響
PFAS 人体への影響 熱分解装置 Biogreen 炭化 2024.6.11

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

 

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

 

■ バイオコークスとは

 

バイオコークスは、バイオマスと呼ばれる有機物を、高温酸素を制限して熱分解(炭化)して作られる、石炭コークスに似た性質を持つ固形燃料です。木炭の一種と捉えることもできます。

従来のバイオマス燃料とは異なり、以下の特徴を持ちます。

  • 圧縮強度が高い: 従来のバイオマス燃料よりも密度が高いため、輸送や貯蔵が容易で、燃焼効率も向上します。
  • 高温環境下での長時間燃焼が可能: 石炭と同等の燃焼特性を持ち、高温で長時間燃焼することができます。
  • 製造時に廃棄物を出さない: 燃焼工程で発生するガスは、発電や熱水供給に利用することができます。
  • CO2排出量が少ない: 石炭コークスと比べて、CO2排出量が大幅に少ないカーボンニュートラルな燃料です。

原料となるバイオマス:

  • 木くず、木片
  • 農作物の残渣(稲わら、麦わら、トウモロコシの茎など)
  • 食品残渣
  • 動物の糞尿

製造方法:

  • 従来の炭化法に加え、熱水蒸気法スクリュー式炭化法などの新しい技術も開発されています。

バイオコークスの用途

バイオコークスは、様々な用途で利用することができます。

  • 鉄鋼業: 高炉の燃料として利用することで、石炭コークスの代替となります。
  • セメント製造: 窯の燃料として利用することで、CO2排出量を削減することができます。
  • 発電: 発電所の燃料として利用することで、化石燃料に頼らない発電が可能になります。
  • 暖房: 家庭や施設の暖房燃料として利用することができます。
  • 土壌改良剤: バイオ炭を土壌に混ぜ込むことで、土壌の保水性や保肥性を向上させることができます。

バイオコークスのメリット

バイオコークスには、以下のようなメリットがあります。

  • 石炭コークスの代替となる: バイオコークスは、石炭コークスの代替燃料として利用することで、CO2排出量を削減することができます。
  • 再生可能エネルギー: バイオマスを原料としているため、再生可能エネルギー源として利用することができます。
  • 廃棄物利用: 食品残渣や農作物の残渣などの廃棄物を有効活用することができます。
  • 地域活性化: バイオコークスの製造・販売を通して、地域経済の活性化に貢献することができます。

バイオコークスの課題

バイオコークスには、以下のような課題もあります。

  • コスト: バイオコークスの生産コストは、石炭コークスよりも高くなっています。
  • 原料調達: バイオマスの安定的な調達が課題となっています。
  • 規格・基準: バイオコークスの規格や基準はまだ十分に整備されていません。
  • 公衆理解: バイオコークスに対する公衆理解が十分ではありません。

出典:Gemini

 

■ バイオ炭とバイオコークスの違い

 

バイオ炭とバイオコークスは、いずれもバイオマスを利用して生成される炭素リッチな物質ですが、その生成プロセスや用途にはいくつかの違いがあります。

生成プロセスの違い

  • バイオ炭:
    • 生成プロセス:バイオ炭は、バイオマスを低酸素環境で高温(通常350~700°C)で熱分解(ピロリシス)することによって生成されます。
    • 主な目的:土壌改良や炭素固定を目的としています。
  • バイオコークス:
    • 生成プロセス:バイオコークスは、バイオマスを高温・高圧環境で処理して炭化(カーボナイゼーション)することによって生成されます。このプロセスでは、通常800~1200°Cの高温が使用されます。
    • 主な目的:高エネルギー密度の燃料として利用されます。

用途の違い

  • バイオ炭:
    • 土壌改良材として使用され、土壌の保水性や通気性、肥沃度の向上に寄与します。
    • 炭素固定材として、二酸化炭素の長期貯留に役立ちます。
    • 環境保護材として、土壌中の有害物質の吸着や浄化にも利用されます。
  • バイオコークス:
    • 固体燃料として、発電所、製鉄所、セメント工場などで使用されます。
    • 家庭用の暖房や調理用燃料としても利用可能です。

特性の違い

  • バイオ炭:
    • 多孔質で軽量
    • 主に土壌に混ぜることでその効果を発揮
    • 土壌改良と炭素固定に優れている
  • バイオコークス:
    • 高エネルギー密度で重い
    • 燃焼時に高い熱エネルギーを発生
    • 硫黄や灰分が少なく、クリーンな燃料として使用可能

結論

バイオ炭とバイオコークスは、バイオマスの利用による持続可能な技術ですが、用途や生成プロセス、特性が異なります。バイオ炭は主に土壌改良と環境保護に、バイオコークスは高エネルギー密度の燃料として利用されます。

 

出典:ChatGPT

 

■ 2024年現在日本国内で木材が足りない理由

 

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

 

■ コークス代替炭化物

 

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

 

電熱スクリュー Spirajoule
熱分解装置 Biogreen spirajoule スパイラル スクリュー羽根 炭化 2024.6.21

 

 

PFAS 女性 イラスト 熱分解装置 Biogreen ガス化 油化 炭化 2024.7.18

 

 

 

■ 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 連続式電気炉

 

■ Biogreen 熱分解装置 システム


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

 

Biogreenは火気を一切使用しない電気加熱での連続式熱分解装置ですので、運転は簡単で安全衛生面に優れています。
原料の利用用途に合わせた熱分解処理が、温度及び滞留時間調整で簡単に行えます
廃棄物、バイオマスのBiogreen熱分解処理でガス化炭化オイル製造ができます。
発電燃料化、土壌改良剤、原料使用など様々な用途で利用できゼロエミッションが可能です。

 

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