付着粘着性が強いメタン発酵消化液の乾燥 / テスト事例 / 廃棄物乾燥, スラリー乾燥, 液体乾燥, アップサイクル乾燥

どこもできない付着物、粘着物が乾燥できる KENKI DRYER は、メタン発酵後に排出される消化液もスムーズに乾燥が出来ます。メタン発酵消化液は付着性、粘着性が強い上液体状の対象物ですが、日本 2件、海外7ケ国 9件 合計11件の特許を取得済み独自技術で乾燥機内に詰まることなくトラブルなく乾燥ができます。
メタン発酵消化液は、畑地に撒き肥料として利活用が出来ますが、周辺に畑地がなく消化液を利用できない場合は、排水処理施設を設置し排水処理後に河川、湖沼へ流す必要があります。消化液を排出後、乾燥させれば肥料、燃料等で利活用ができ、排水処理設備は必要ありません。
メタン発酵消化液の乾燥でも KENKI DRYER の能力は存分に発揮し、どんなに付着性、粘着性が強くても乾燥機内部に詰まることなく安定運転ができます。低温での乾燥ですので乾燥対象物の成分が変化せず利活用、アップサイクルの乾燥として全く問題がありません。又、連続式の乾燥機のため乾燥に人手を全く必要とせず無人で24時間運転ができます。

メタン発酵とは、有機物を種々の嫌気性微生物の働きによって分解し、メタンガスや二酸化炭素を精製するものです。メタン発酵は、酸素が存在しない嫌気性条件下で働く嫌気性細菌によって行われます。メタン発酵の仕組みは、以下の4段階から構成されます。

1. 低分子有機物に分解する可溶化・加水分解
2. 有機酸（プロビオン酸、酪酸等）を生成する酸生成
3. 酢酸と水素を精製する酢酸生成
4. メタンと二酸化炭素を精製するメタン生成

メタン発酵は、廃棄物系バイオマス（主に食品廃棄物・紙ごみ）を収集し、嫌気条件化（酸素の無い状態）で微生物の働きによって分解し、メタンガスと二酸化炭素を含む可燃性ガス（バイオガス）を生成し、燃料や発電熱源として利用するシステムのことです。メタン発酵システムの導入により、焼却量を減らすことができ、GHG排出量を抑制することができます。

出典：環境省

発酵とは微生物がその生命維持のために合成や化学反応を行いエネルギーを得ることで、その合成や化学反応を代謝と言います。無酸素な状態での発酵を嫌気的発酵と言い酸素がある状態での発酵を好気的発酵と言い区別されます。
又、発酵は人間にとって有益な有機物を生成する過程全般を指しますが、人間にとって有益でなく害があるものを生成する場合は腐敗と言います。
メタン発酵設備は微生物の嫌気的発酵による代謝機能を利用しメタンガス発生させそのガスエネルギーを利用するプラントです。

参考サイト　wiki：発酵　代謝　腐敗

発酵と腐敗 / メタン発酵消化液乾燥

発酵（はっこう、英: fermentation、醱酵）は）、酵素の働きによって有機物質に化学変化をもたらす代謝プロセスである。生化学では、酸素のない状態で炭水化物からエネルギーを取り出すことと、狭義に定義される。食品製造（英語版）においては、より広く、微生物の活動が食品や飲料に望ましい変化をもたらすあらゆる過程を指すこともある。発酵の科学は発酵学または酵素学と呼ばれる。
微生物において、発酵は、有機栄養素の嫌気的（英語版）な分解を通じてアデノシン三リン酸（ATP）を生成する主要な手段である。
人類は新石器時代から、食品や飲料の生産に発酵を利用してきた。たとえば、発酵は、キュウリのピクルス、コンブチャ、キムチ、ヨーグルトなどの酸っぱい食品に含まれる乳酸を生成する工程で長期保存を可能としたり、ビールやワインなどのアルコール飲料の製造（英語版）にも利用されている。また、発酵は、人間を含むすべての動物の消化管内でも起こる。
工業的発酵（英語版）とは、化学物質、バイオ燃料、酵素、タンパク質、医薬品の大規模製造に微生物を応用する工程を指す、さらに上位の概念である。

 出典：Wiki 発酵

メタン発酵消化液とは、メタン発酵によって生成されたバイオガスから取り出した後に残る液体のことです。メタン発酵消化液は、肥料として利用されることがあります。例えば、畑地における液肥利用が期待されています。

出典：農研機構

メタン発酵によって生成されたバイオガスから取り出した後に残る液体、消化液は、畑地に肥料として液肥利用されます。しかし、液肥利用ができない場合は排水処理を行う必要があります。
メタン発酵の排水処理には、硫化水素を気相に追い出す方法があります。この方法では、バイオガスを脱硫後、再びメタン発酵槽の排水中に吹き込んで、硫化水素の気液平衡を崩すことにより排水中の硫化水素を気相に追い出し、これを繰り返すことで排水中の硫化水素を生物阻害レベル以下に低減できます。

出典：環境省

メタン発酵消化液を乾燥させた後、得られる固形物は、肥料として利用されることがあります。消化液の成分には、窒素、リン、カリなどの肥料成分が含まれているため、液肥として農作物に散布することも可能です。ただし、一般的に販売されている化学肥料の液肥と比べると、肥料成分の濃度は相当に薄いため、同じ肥料効果を得るためには大量に散布する必要があります。
また、メタン発酵消化液を乾燥させた後に得られる固形物は、微粉末として回収できます。この微粉末は家庭園芸用などの小規模な利用に適しています。
以上のように、メタン発酵消化液を乾燥させた後に得られる固形物は、肥料や微粉末として利用されることがあります。

出典：北海道大学

• 乾燥物：メタン発酵消化液
• 乾燥の目的：肥料あるいは燃料として利用。アップサイクル。
• 含水率：乾燥前87.2％W.B.、乾燥後5.3％W.B.
• 乾燥機への要請：乾燥物が付着しやすいため乾燥機内部で詰まらない。乾燥後利活用するため成分変化が少ない低温乾燥。24時間無人運転。短期間で機械代回収。
• テスト結果：問題なし。
  

メタン生成経路（-せいせいけいろ）とは、メタン菌の有する代謝系のひとつであり、水素、ギ酸、酢酸などの電子を用いて二酸化炭素をメタンまで還元する系である。メタン菌以外の生物はこの代謝系を持っていない。嫌気環境における有機物分解の最終段階の代謝系であり、特異な酵素および補酵素群を有する。別名、メタン発酵、炭酸塩呼吸など。

出典：メタン生成経路

メタン菌（メタンきん、Methanogen）とは嫌気条件でメタンを合成する古細菌の総称である。英語ではmethanogenというように、正確な邦訳はメタン生成菌である。メタン生成古細菌とも呼ばれる。動物の消化器官や沼地、海底堆積物、地殻内に広く存在し、地球上で放出されるメタンの大半を合成している。分類上は全ての種が古細菌ドメインのユーリ古細菌に属しているが、系統樹上、ユーリ古細菌門の中では様々な位置にメタン生成菌種が分岐しており、起源は古いと推測される。35億年前の地層（石英中）から、生物由来と思われるメタンが発見されている。
メタン生成菌の特徴は嫌気環境における有機物分解の最終段階を担っており、偏性嫌気性菌とはいえ、他の古細菌（高度好塩菌や好熱菌など）とは異なり、他の菌と共生あるいは基質の競合の中に生育している。ウシの腸内（ルーメン）や、数は少ないものの人の結腸などにも存在し、比較的身近な場所に生息する生物として認知されている。また、汚泥や水質浄化における応用等も試みられている。
かつてはメタン生成細菌と呼ばれていたこともあったが、古細菌に分類されるに伴い、現在は使われない。

出典：メタン菌

バイオガス（Biogas）は、バイオ燃料の一種で、生物の排泄物、有機質肥料、生分解性物質、汚泥、汚水、ゴミ、エネルギー作物などの発酵、嫌気性消化により発生するガス。例えば、サトウキビや下水処理場の活性汚泥などを利用して、気密性の高い発酵槽（タンク）で生産される。メタン、二酸化炭素が主成分。発生したメタンをそのまま利用したり、燃焼させて電力などのエネルギーを得たりする。バイオガスは非枯渇性の再生可能資源であり、下水処理場などから発生する未利用ガス等も利用が期待されている。

日本ガス協会もバイオガス利用促進センターを設置し、バイオガス利用促進の取り組みを行っている。国や自治体が化石燃料や都市ガス電力に炭素税を課税する議論があるが、バイオガスは、化石燃料とは異なりカーボンニュートラルであるため非課税になる可能性がある。

出典：バイオガス

乾燥装置 KENKI DRYER の国際特許技術の一つが Steam Heated Twin Screw technology （SHTS technology）でセルフクリーニング機構です。この機構によりどこもできないどんなに付着、粘着、固着する乾燥対象https://kenkidryer.jp/products/patents/物でも独自の構造で機械内部に詰まることなく乾燥できます。
例えば乾燥対象物が羽根に付着したとしても、その付着物を乾燥機内の左右の羽根が強制的に剥がしながら回転します。どんなに付着、粘着、固着性がある乾燥物でも左右の羽根が剥がしながら回転するため羽根に付着することなく、そして停止することなく羽根は常に回転し続け、剥がし、撹拌、加熱乾燥を繰り返しながら搬送されます。又、常に羽根の表面は更新され綺麗なため羽根よりの熱は遮るものなく乾燥物にいつも直接伝えることができます。どこも乾燥ができない付着、粘着性が強い物あるいは原料スラリー等の液体状に近い状態で投入したとしてもこのテクノロジーで全く問題なく確実に乾燥ができます。このSHTSテクノロジーは約７年以上を経て完成させており国内はもとより海外でも特許を取得、出願しております。

日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。

セルフクリ－ニング

乾燥装置 KENKI DRYER の特徴ある独自の乾燥の機構も国際特許技術です。粉砕乾燥、撹拌乾燥、循環乾燥そして間接乾燥 と言った４つの乾燥機構が同時に乾燥対象物に対し加熱乾燥動作を絶え間なく繰り返し行われることにより乾燥対象物の内部まで十分に乾燥され乾燥後の製品の品質が一定です。乾燥対象物投入時から乾燥後排出まで乾燥対象物の乾燥が不十分になりやすい塊化を防ぎ、乾燥対象物の内部まで熱が十二分に行き渡るよう様々な工夫がなされており常に安定した加熱乾燥が行われています。
熱源が飽和蒸気のみの伝導伝熱式での乾燥方式でありながら、外気をなるべく取り入れない他にはない独自の機構で乾燥機内の温度は、外気温度に影響されず常に高温で一定に保たれています。それは外気を取り入れない特徴ある独自の乾燥機構で内部の空気をブロワ、ファンで吸い込み乾燥機内部の上部に設置されている熱交換器で加熱し、その加熱された空気熱風をせん断、撹拌を繰り返しながら加熱搬送されている乾燥対象物へ吹き付け当てています。わざわざ熱風を起こしそれを乾燥対象物へ吹き付け当てているのですが、外気を取り入れそれを加熱するのではなく乾燥機内部の高温の空気をさらに加熱しながら乾燥対象物へ当て乾燥を促進しています。洗濯物が風でよく乾くという乾燥機構を取り入れ熱風対象物に熱風を当てることによる熱風乾燥です。今内容により、KENKI DRYERは乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風対流伝熱併用での他にはない画期的な乾燥方式での乾燥機と言えます。

日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。

乾燥機構

熱源である飽和蒸気の使用量は少ないため、新規にボイラー導入せず工場内余剰蒸気を利用することにより脱炭素、燃料費削減が可能です。

KENKI DRYERの乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風併用で他にはない画期的な乾燥方式を取り入れ安全衛生面で優れ、安定した蒸気を熱源とするため乾燥後の乾燥物の品質は均一で安定しています。蒸気圧力は最大0.7MpaGまで使用可能で、乾燥条件により蒸気圧力の変更つまり乾燥温度の調整は簡単に行なえます。飽和蒸気は一般の工場では通常利用されており取り扱いに慣れた手軽な熱源だと言えます。バーナー、高温の熱風を利用する乾燥と比較すると、飽和蒸気はパイプ内を通し熱交換で間接乾燥させる熱源であることから、低温で燃える事はなく安全衛生面、ランニングコスト面で優れています。
飽和蒸気には特有の特徴があります。蒸気圧力の変更に伴い蒸気温度が変わるため、乾燥温度の調整が簡単に行なます。又、凝縮熱、潜熱を利用できるため温水、油等の顕熱利用と比較すると熱量が2~5倍で乾燥に最適な熱源と言えます。
飽和蒸気は乾燥後ドレンとなりますがそれは回収ができ蒸気発生装置ボイラーへの供給温水として利用すれば燃料費等のランニングコストは安価で済みます。

熱源 蒸気