炭化物の製造方法及び炭化物
【課題】 コーンコブのポーラスな状態をできるだけ保持できるようにして焼成し、比表面積を大きくして吸着性能を十分に発揮させることができるようにするとともに、大きさの均一化を図って種々の用途に適用させ易くし、汎用性の向上を図る。
【解決手段】 コーンコブＣを所定の粒状に細分化してコーンコブＣの粒状物を生成する細分化工程（１）と、細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に分別する分別工程（２）と、分別工程で分別された複数の集団Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうち少なくとも何れか１つの集団Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化する炭化工程（３）とを備えた。
【解決手段】 コーンコブＣを所定の粒状に細分化してコーンコブＣの粒状物を生成する細分化工程（１）と、細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に分別する分別工程（２）と、分別工程で分別された複数の集団Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のうち少なくとも何れか１つの集団Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化する炭化工程（３）とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーンコブを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法及びコーンコブを焼成して炭化した炭化物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の炭化物としては、例えば、特許文献１（特開平１１−３０２６７２号公報）に記載されたものが知られている。
この炭化物は、きのこの廃培地にコーンコブを配合し、この廃培地を回転乾燥機中で回転させながら、９０〜９５℃の温度で約２時間乾燥し、更に、常温で約８時間自然乾燥し、含水率を約２０％にする。この乾燥した廃培地を窯内に入れ、空気量を制限しつつ３５０〜４５０℃で炭化を開始し、７００〜８００℃に達したときに加熱を止め常温まで冷却し、粒状の炭化物を得る。その後、この炭化物に澱粉のりを１０重量％加え均一に混合し、型に入れ、常温で約３日間自然乾燥し、約３０ｃｍ3 の立方体状にする。
【０００３】
このように製造された炭化物は、燃料を初めとして、床材、天井材、防音材、防湿材などの建築資材の炭化ボード、空調、水処理、脱臭などにおけるフイルターなどに使用するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０２６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の炭化物にあっては、きのこの廃培地にコーンコブを配合して焼成しているので、炭化過程で粒状物の形状が崩れ易く、また、澱粉のりを加えて型に入れて成形することもあって、必ずしも、コーンコブ特有の微細空隙の多いポーラスな状態を十分に生かしきれていないという問題があった。
また、きのこの廃培地にコーンコブを配合して焼成しているので、その粒状物の大きさが一定範囲になく、それだけ、用途が燃料や比較的硬質の建築資材やフィルターなどの狭い範囲に限定され、吸着材などへの活用が図りにくくなっており、汎用性に劣るという問題もあった。
【０００６】
本発明は、この点に鑑みて為されたもので、コーンコブのポーラスな状態をできるだけ保持できるようにして焼成し、比表面積を大きくして吸着性能を十分に発揮させることができるようにするとともに、大きさの均一化を図って種々の用途に適用させ易くし、汎用性の向上を図った炭化物の製造方法及び炭化物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するため本発明は、コーンコブを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法において、コーンコブを所定の粒状に細分化してコーンコブの粒状物を生成する細分化工程と、該細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団に分別する分別工程と、該分別工程で分別された複数の集団のうち少なくとも何れか１つの集団の粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化する炭化工程とを備えた構成としている。
【０００８】
これにより、炭化工程で、粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。また、分別工程で粒状物の大きさの範囲が夫々異なる複数の集団に分別されるので、焼成されて炭化された炭化物の大きさがある程度均一化される。そのため、用途に応じた大きさの炭化物を得ることができ、種々の用途に適用させ易くなり、汎用性が向上させられる。
【０００９】
また、コーンコブは、７００℃以上の温度で炭化すると、比表面積が急激に向上し、吸着機能を高める構造の炭化物となる（図５）。これは、コーンコブはリグニンの含有量が少ないために、熱分解されやすいヘミセルロース、セルロースが中心となった組成構造になっていることから１０００℃以下の炭化温度で炭化しても、結果的に比表面積の大きい炭化物となりやすい。また、炭化前の物理構造そのものが繊細な多孔質体であることも比表面積を大きくする要因となっている。
【００１０】
さらに、コーンコブの炭化温度に対する特性として、１０００℃以下で炭化しても高い比表面積が得られるばかりではなく、高温度に比較してむしろ低い温度である７００℃未満で炭化したほうが結晶性の高い炭化物になりやすく、広範囲の炭化温度で、高い吸着性能を持つ炭化物を得ることができる。その理由は、コーンコブがチャフ、木質部、髄の三層構造を持ち、それぞれから得られる炭化物の結晶性が非常に高いためである。このような結晶性の高い炭化物は、イオン性吸着物との疎水的相互作用が強くなるため、他の炭化物よりも吸着性能が高くなる。
【００１１】
このようにコーンコブの炭化物は、他の炭化物と比較して極めて高性能な吸着性能を示す。即ち、他の炭化物では、下記のような問題点をかかえている。
（１）１０００℃以下で焼成する黒炭技術だけでは吸着能を高める比表面積が十分確保できない。
（２）「黒炭」の表面は負の官能基を有しているため、陽性イオンの吸着には有利であるが、陰イオン性の吸着剤としては適さない。
（３）仮に「活性炭」のような機能を持たせる「木炭」を製造しようとすると、炭化温度１０００℃以上に高め、なおかつ比表面積を多くするための賦活（ふかつ）処理をしなければならず、そのためには工業用焼成炉などの高度な設備を準備する必要がある。
そのため、従来の製炭技術だけで対応しようとしても経済的にはあわない。このように、従来の黒炭を上回る吸着特性を有し、かつ「活性炭」と同等の機能を有する新たな黒炭を作ることは容易ではない。本発明に係る炭化物においては、これらの問題点を解決できるのである。
【００１２】
そして、必要に応じ、上記細分化工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍになるように細分化する構成としている。すなわちこの範囲の大きさが一番炭化効率がよく、一方５０ｍｍ以上であると、炭化にむらができ易く、取り扱いも煩雑になる。
【００１３】
また、必要に応じ、上記分別工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団に分別する構成としている。この場合、大粒集団を焼成して炭化した炭化物は、約５ｍｍ〜１２ｍｍの大きさになり、中粒集団を焼成して炭化した炭化物は、約３ｍｍ〜８ｍｍの大きさになり、小粒集団を焼成して炭化した炭化物は、約３ｍｍ以下の大きさになり、夫々、種々の用途に適用させ易くなる。
【００１４】
更に、必要に応じ、上記炭化工程で、炭化温度を５００℃〜９００℃にした構成としている。上述もしたように、コーンコブの炭化物は１０００℃以下の炭化温度においても、通常のナラ、スギを炭化したものと比較して数倍高い比表面積をとり得るが、５００℃に満たないと、比表面積が不十分になる。７００℃以上の炭化条件ではより高い比表面積となり、８００℃の炭化温度で比較すると、コーンコブの炭化物が約５倍の比表面積をとるようになる。なお、高温で炭化したほうが高い比表面積となりうるが、９００℃を超えると、経済効果に劣る。
【００１５】
この場合、上記炭化工程で、炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことが結晶性の高い炭化物を得るためには有効である。
後述の試験結果から、炭化温度５００℃から７００℃に上がるにつれて炭化物のグラファイト化のピークが大きくなっているのに対し、８００℃から１０００℃の炭化温度で得られた炭化物にはそのピークは見られない。コーンコブの炭化物の場合は低温で炭化してもグラファイト化を示すピークが明確にでており、この範囲で有効になる。
【００１６】
また、上記目的を達成するため本発明は、コーンコブを焼成して炭化した炭化物において、コーンコブを所定の粒状に細分化した粒状物を該粒状物の形状を保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化した構成としている。
【００１７】
これにより、上記と同様の作用，効果を奏する。即ち、粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。
【００１８】
そして、必要に応じ、上記炭化温度を５００℃〜９００℃にした構成としている。この場合、炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことが有効である。上述したと同様の作用，効果を奏する。
【００１９】
また、必要に応じ、上記細分化した粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍである構成としている。この場合、上記粒状物は、該粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団の何れかの集団である構成としている。上述したと同様の作用，効果を奏する。
【００２０】
そして、必要に応じ、上記大粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、堆肥に混合される構成としている。
また、必要に応じ、上記中粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、家畜の敷床に混合される構成としている。
更に、必要に応じ、上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、茸の菌床に混合される構成としている。
更にまた、必要に応じ、上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、ガス吸着剤として木粉等に混合される構成としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の炭化物の製造方法及び炭化物によれば、粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。
【００２２】
また、本発明の炭化物の製造方法においては、分別工程で粒状物の大きさの範囲が夫々異なる複数の集団に分別されるので、焼成されて炭化された炭化物の大きさをある程度均一化することができる。そのため、用途に応じた大きさの炭化物を得ることができ、種々の用途に適用させ易くなり、汎用性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法及び炭化物について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法は、コーンコブＣを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法であって、細分化工程（１）と、分別工程（２）と、炭化工程（３）とを備えて構成されている。以下、各工程について説明する。
【００２４】
（１）細分化工程
図１に示すように、コーンコブＣを所定の粒状に細分化してコーンコブＣの粒状物を生成する。コーンコブＣは、とうもろこしの実を機械で取り除いた芯であり、このコーンコブＣはサイロ等で一次保管されている。また、用いるコーンコブＣは、予め乾燥されており、例えば、含水率Ｑが約８質量％になっている。含水率Ｑは、６質量％≦Ｑ≦１０質量％が望ましい。
細分化は、周知の破砕機を用いて、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍになるように細分化する。
【００２５】
（２）分別工程
細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団に分別する。例えば、周知の篩を用いて、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団Ｓ１，１２≦Ｄ≦５の中粒集団Ｓ２，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団Ｓ３の三種類に分別する。
【００２６】
（３）炭化工程
分別工程で分別された複数の集団のうち少なくとも何れか１つの集団の粒状物を粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化して本発明の実施の形態に係る炭化物Ｔを得る。実施の形態では、大粒集団Ｓ１，中粒集団Ｓ２，小粒集団Ｓ３の三種類の集団について、それぞれを分別して炭化処理を行なう。炭化工程では、炭化温度を５００℃〜９００℃にしているが、望ましくは、６００℃以上７００℃未満にしている。
【００２７】
図３及び図４に示すように、大粒集団Ｓ１、中粒集団Ｓ２または小粒集団Ｓ３においては、所謂「ねてるま式炭化装置」の炭化炉１で炭化を行なう。この炭化炉１は、コーンコブＣの粒状物を、下側から加熱された金属製の加熱板２上において炭化する。加熱板２は、断面山形に形成され、着火皿３を有した枠体４に支持されている。また、加熱板２は、下端２ａ側がヒンジ５を介して開閉可能になっており、下端２ａ側を開いて着火皿３に火種を入れる。火種に着火して、コーンコブＣの粒状物を加熱板２に載せる。着火から炭化されるまで約１５時間を要し、その間、完全燃焼を避けるために適宜、切り返しをして蒸し焼きにする。炭化温度は６００℃〜７００℃未満まで高温になり完全に炭化できる。炭化後は消化しさらに水をかけて温度を下げる。加えた水分は自然に蒸発する。
【００２８】
このようにして、大粒集団Ｓ１を焼成して炭化した炭化物Ｔは、約５ｍｍ〜１２ｍｍの大きさになり、中粒集団Ｓ２を焼成して炭化した炭化物Ｔは、約３ｍｍ〜８ｍｍの大きさになり、小粒集団Ｓ３を焼成して炭化した炭化物Ｔは、約３ｍｍ以下の大きさになる。
【００２９】
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る炭化物Ｔによれば、コーンコブＣの粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブＣの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。
【００３０】
また、分別工程で粒状物の大きさの範囲が夫々異なる複数の集団に分別されるので、焼成されて炭化された炭化物Ｔの大きさをある程度均一化することができる。そのため、用途に応じた大きさの炭化物Ｔを得ることができ、種々の用途に適用させ易くなり、汎用性を大幅に向上させることができる。
【００３１】
具体的には、例えば、大粒集団Ｓ１の粒状物を炭化した炭化物Ｔは、堆肥に混合される。これにより、堆肥が完熟し易くなり、品質が向上させられる。また、畜舎などの施設のガス吸着剤や汚水液の水質浄化および農業地域の土壌改良剤としても有用である。
【００３２】
また、例えば、中粒集団Ｓ２の粒状物を炭化した炭化物Ｔは、家畜の敷床に混合される。コーンコブＣの炭化物Ｔを畜舎の敷床用素材として使った場合、排泄物のアンモニア吸収、水分吸収がよい。さらにこの敷床は堆肥化がはやく品質もよい。コーンコブＣの炭化物Ｔの多孔質体が水分やガスの吸着に有利にはたらく。また、直径５ｍｍ〜１２ｍｍの粒状になっているために、畜舎の敷床で使った場合の水分吸収が非常によく、またメソ孔（２〜５０ｎｍ）の多い多孔質体であることから堆肥を作る場合に多くの微生物を担持することができ、結果的に完熟堆肥を短期間でつくることができる。
【００３３】
更に、例えば、小粒集団Ｓ３の粒状物を炭化した炭化物Ｔは、茸の菌床に混合される。すなわち菌床の改良剤として有効的に働く。さらに比重が軽いことから、春先の残雪に散布する融雪剤としても有用であり、使用後はそのまま農地に残留して土壌改良剤としての役も果たす。更にまた、小粒集団Ｓ３の粒状物を炭化した炭化物であって、ガス吸着剤として木粉等に混合される。
その他、各炭化物Ｔにおいて、畜舎内のガス吸着剤として用いるために、単独あるいは木酢液と混合したり、木粉や他の活性炭などと混ぜ合わせて、アンモニア臭を除去する使用方法も有用である。また、飼料中に混合することも有用である。
【００３４】
［実験例］
次に、実験例について示す。コーンコブＣを炭化しその物理特性を検証することにより、コーンコブＣからの炭化物Ｔの有効性について検討を加える。
【００３５】
１．実験方法
１−１．実験材料
中国産輸入コーンコブＣを使用した。含水率Ｑは、Ｑ＝８質量％であった。
【００３６】
１−２．炭化方法
コーンコブＣそのもの、あるいはコーンコブＣを構成するチャフ、髄、木質部を電気炉(株式会社デンケン製卓上真空ガス置換炉ＫＤＦ75型)に入れて炭化を行った。炭化は窒素気流中（１．５ｄｍ3／ｍｉｎ）で行い、昇温速度４００℃／ｈで炭化反応温度まで上昇させ、炭化温度到達後その温度を３０ｍｉｎ保持し、その後自然放冷した。炭化温度条件は５００、６００、７００、８００、９００、１０００℃である。実験例では、炭化物Ｔは粉末状とした。
【００３７】
２．各種測定
１）比表面積
迅速表面積測定装置(柴田科学器械工業株式会社製SA-1100型)を用い、窒素吸着のＢＥＴ一点法により比表面積を求めた。
結果を図５に示す。この結果から、通常のナラ、スギを炭化したものと比較してコーンコブＣから得られた炭化物Ｔの比表面積は、非常に高い値を示し、特に７００℃以上の炭化条件では大きな差が見られた。すなわち８００℃の炭化温度で比較すると、コーンコブＣの炭化物Ｔが約５倍の比表面積をとった。このことから、コーンコブＣの炭化物Ｔは１０００℃以下の炭化温度においても、通常の黒炭よりも数倍高い比表面積をとり得ることが分かった。比表面積が大きいことは、すなわち物質の吸着サイトが多くあることであり、吸着能が高いことが予想される。
【００３８】
２）Ｘ線回折(ＸＲＤ)
木炭の結晶性は粉末Ｘ線回折装置(理学電気株式会社製RINT2200型）においてCuKα線を用いグラファイト部分のピークを求めて評価した。
結果を図６に示す。炭化温度５００℃から７００℃に上がるにつれて炭化物Ｔのグラファイト化のピークが大きくなっているのに対し、８００℃から１０００℃の炭化温度で得られた炭化物Ｔにはそのピークは見られない（図３中の▼）。
通常の黒炭の場合、高温で炭化したものほど結晶性が高くなり、わずかではあるがグラファイト化の傾向が伺える。しかしコーンコブＣの炭化物Ｔの場合は低温で炭化してもグラファイト化を示すピークが明確にでていることから、従来の炭化工程は異なった炭化が生じているものと考えられる。このことは、コーンコブＣの炭化物Ｔの大きな特徴である。
【００３９】
３）染料吸着
得られた木炭を１００メッシュ以下に粉砕し、１０５℃、２４ｈ乾燥した後、染料吸着実験を以下の方法で行った。染料は、図７（ａ）に示す陽イオン性染料のメチレンブルーと、図７（ｂ）に示す陰イオン性染料のオレンジIIの二種類の染料を用いた。染料の吸着実験は初濃度２００μｍｏｌ／ｄｍ3のメチレンブルー水溶液またはオレンジII水溶液２５ｃｍ3を入れた１００ｃｍ3三角フラスコに粉体状の木炭試料を添加し、軽く振とうした後２４ｈ、常温で静置して行った。静置後、溶液を２，０００ｒｐｍで２０ｍｉｎ遠心分離し、液相中の染料濃度を吸光光度計(株式会社日立製作所製U-2000型ダブルビーム分光光度計)で定量し、染料の吸着量を次式により算出した。
【００４０】
染料吸着量(μmol/g)＝｛初濃度(μmol/dm3)−吸着後濃度(μmol/dm3)｝÷木炭の重量(g)
【００４１】
メチレンブルーの結果を図８に示す。カチオン性の染料であるメチレンブルーは木炭と化学的吸着をしやすいので、比較的よく吸着する。しかし、図８に示されるように通常の黒炭でも８００℃以上の炭化温度でなければ、染料の吸着が生じない。一方、コーンコブＣの炭化物Ｔの場合は８００℃以下の炭化温度においても約５０％の染料吸着が見られ高い吸着性能があることが分かった。
【００４２】
また、オレンジIIの結果を図９に示す。アニオン染料であるオレンジIIの場合（図５）も８００℃の炭化物Ｔで比較すると、９倍以上の染料の吸着特性を示し、コーンコブＣの炭化物Ｔの吸着能力が高いことが分かった。
【００４３】
４）吸湿量
各種条件で得られた炭化物Ｔを絶乾状態から湿度６５％、温度２５℃の恒温恒湿室に設置し、経時的な重量変化から吸湿特性を求めた。
結果を図１０に示す。いずれの炭化温度においても、コーンコブＣの炭化物Ｔはスギ木炭に比べて高い吸湿量を示している。このことから、コーンコブＣから得られた炭化物Ｔにはより高い吸湿特性があることが分かった。
【００４４】
３．結論
以上の実験から以下のことが言える。
１）コーンコブＣの炭化物Ｔは黒炭と比較して非常に大きな比表面積を持つ傾向にある。
２）コーンコブＣからは８００℃以下の低温炭化条件でも結晶性の高い炭化物Ｔが得られることから、広範囲な炭化温度条件において、吸着性能の高い木炭を得ることができる。
３）吸湿性能が他の黒炭と比較して非常に高い傾向にある。
【００４５】
尚、炭化物Ｔの用途は上述したものに限定されるものではなく、適宜変更して差支えないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
近年、農業分野から排出される産業廃棄物は、主成分が木材と同質のセルロース系であることから、土壌に還元できる循環型産業を形成する上でも、「炭化物」の期待はますます大きくなっている。具体的には比表面積の値の大きい「活性炭」のような多孔質体の炭化物Ｔが求められている。コーンコブＣはおが粉に代わる茸の菌床として大量に輸入されており、従来は、数回使用した後に焼却処分されているが、本発明の炭化物Ｔは、使用済み、あるいは未使用のコーンコブＣの利用を図り、「活性炭」と同等の吸着能を有する新たな機能性炭化物Ｔにすることができる。即ち、本発明の炭化物Ｔは、イオン性染料の吸着、環境ホルモンの一種であるBPAの吸着にすぐれ、吸湿性能も高く、各所に有効利用を図ることができる。例えば、高い吸着性能を生かした応用例として畜舎の敷床への活用化があり、これにより、畜舎のアンモニア臭を減少させ、堆肥化時間も短縮でき、極めて有用になる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法を示すとともに、本発明の実施の形態に係る炭化物を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法において、使用する炭化炉の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法において、使用する炭化炉の一例の要部を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の実験例に係り、炭化温度と比表面積の関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明の実験例に係り、各炭化温度におけるコーンコブ炭化物のＸＲＤ図である。
【図７】本発明の染料吸着実験例に係り、用いた染料の化学式を示す図であり、（ａ）はメチレンブルー、（ｂ）はオレンジIIを示す。
【図８】本発明の実験例に係り、炭化温度とメチレンブルーの吸着率の関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の実験例に係り、炭化温度とオレンジIIの吸着率の関係を示すグラフ図である。
【図１０】本発明の実験例に係り、炭化温度と吸湿率の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｃ コーンコブ
Ｔ 炭化物
（１）細分化工程
（２）分別工程
（３）炭化工程
Ｓ１ 大粒集団
Ｓ２ 中粒集団
Ｓ３ 小粒集団
１ 炭化炉
２ 加熱板
３ 着火皿
４ 枠体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーンコブを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法及びコーンコブを焼成して炭化した炭化物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の炭化物としては、例えば、特許文献１（特開平１１−３０２６７２号公報）に記載されたものが知られている。
この炭化物は、きのこの廃培地にコーンコブを配合し、この廃培地を回転乾燥機中で回転させながら、９０〜９５℃の温度で約２時間乾燥し、更に、常温で約８時間自然乾燥し、含水率を約２０％にする。この乾燥した廃培地を窯内に入れ、空気量を制限しつつ３５０〜４５０℃で炭化を開始し、７００〜８００℃に達したときに加熱を止め常温まで冷却し、粒状の炭化物を得る。その後、この炭化物に澱粉のりを１０重量％加え均一に混合し、型に入れ、常温で約３日間自然乾燥し、約３０ｃｍ3 の立方体状にする。
【０００３】
このように製造された炭化物は、燃料を初めとして、床材、天井材、防音材、防湿材などの建築資材の炭化ボード、空調、水処理、脱臭などにおけるフイルターなどに使用するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０２６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の炭化物にあっては、きのこの廃培地にコーンコブを配合して焼成しているので、炭化過程で粒状物の形状が崩れ易く、また、澱粉のりを加えて型に入れて成形することもあって、必ずしも、コーンコブ特有の微細空隙の多いポーラスな状態を十分に生かしきれていないという問題があった。
また、きのこの廃培地にコーンコブを配合して焼成しているので、その粒状物の大きさが一定範囲になく、それだけ、用途が燃料や比較的硬質の建築資材やフィルターなどの狭い範囲に限定され、吸着材などへの活用が図りにくくなっており、汎用性に劣るという問題もあった。
【０００６】
本発明は、この点に鑑みて為されたもので、コーンコブのポーラスな状態をできるだけ保持できるようにして焼成し、比表面積を大きくして吸着性能を十分に発揮させることができるようにするとともに、大きさの均一化を図って種々の用途に適用させ易くし、汎用性の向上を図った炭化物の製造方法及び炭化物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するため本発明は、コーンコブを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法において、コーンコブを所定の粒状に細分化してコーンコブの粒状物を生成する細分化工程と、該細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団に分別する分別工程と、該分別工程で分別された複数の集団のうち少なくとも何れか１つの集団の粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化する炭化工程とを備えた構成としている。
【０００８】
これにより、炭化工程で、粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。また、分別工程で粒状物の大きさの範囲が夫々異なる複数の集団に分別されるので、焼成されて炭化された炭化物の大きさがある程度均一化される。そのため、用途に応じた大きさの炭化物を得ることができ、種々の用途に適用させ易くなり、汎用性が向上させられる。
【０００９】
また、コーンコブは、７００℃以上の温度で炭化すると、比表面積が急激に向上し、吸着機能を高める構造の炭化物となる（図５）。これは、コーンコブはリグニンの含有量が少ないために、熱分解されやすいヘミセルロース、セルロースが中心となった組成構造になっていることから１０００℃以下の炭化温度で炭化しても、結果的に比表面積の大きい炭化物となりやすい。また、炭化前の物理構造そのものが繊細な多孔質体であることも比表面積を大きくする要因となっている。
【００１０】
さらに、コーンコブの炭化温度に対する特性として、１０００℃以下で炭化しても高い比表面積が得られるばかりではなく、高温度に比較してむしろ低い温度である７００℃未満で炭化したほうが結晶性の高い炭化物になりやすく、広範囲の炭化温度で、高い吸着性能を持つ炭化物を得ることができる。その理由は、コーンコブがチャフ、木質部、髄の三層構造を持ち、それぞれから得られる炭化物の結晶性が非常に高いためである。このような結晶性の高い炭化物は、イオン性吸着物との疎水的相互作用が強くなるため、他の炭化物よりも吸着性能が高くなる。
【００１１】
このようにコーンコブの炭化物は、他の炭化物と比較して極めて高性能な吸着性能を示す。即ち、他の炭化物では、下記のような問題点をかかえている。
（１）１０００℃以下で焼成する黒炭技術だけでは吸着能を高める比表面積が十分確保できない。
（２）「黒炭」の表面は負の官能基を有しているため、陽性イオンの吸着には有利であるが、陰イオン性の吸着剤としては適さない。
（３）仮に「活性炭」のような機能を持たせる「木炭」を製造しようとすると、炭化温度１０００℃以上に高め、なおかつ比表面積を多くするための賦活（ふかつ）処理をしなければならず、そのためには工業用焼成炉などの高度な設備を準備する必要がある。
そのため、従来の製炭技術だけで対応しようとしても経済的にはあわない。このように、従来の黒炭を上回る吸着特性を有し、かつ「活性炭」と同等の機能を有する新たな黒炭を作ることは容易ではない。本発明に係る炭化物においては、これらの問題点を解決できるのである。
【００１２】
そして、必要に応じ、上記細分化工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍになるように細分化する構成としている。すなわちこの範囲の大きさが一番炭化効率がよく、一方５０ｍｍ以上であると、炭化にむらができ易く、取り扱いも煩雑になる。
【００１３】
また、必要に応じ、上記分別工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団に分別する構成としている。この場合、大粒集団を焼成して炭化した炭化物は、約５ｍｍ〜１２ｍｍの大きさになり、中粒集団を焼成して炭化した炭化物は、約３ｍｍ〜８ｍｍの大きさになり、小粒集団を焼成して炭化した炭化物は、約３ｍｍ以下の大きさになり、夫々、種々の用途に適用させ易くなる。
【００１４】
更に、必要に応じ、上記炭化工程で、炭化温度を５００℃〜９００℃にした構成としている。上述もしたように、コーンコブの炭化物は１０００℃以下の炭化温度においても、通常のナラ、スギを炭化したものと比較して数倍高い比表面積をとり得るが、５００℃に満たないと、比表面積が不十分になる。７００℃以上の炭化条件ではより高い比表面積となり、８００℃の炭化温度で比較すると、コーンコブの炭化物が約５倍の比表面積をとるようになる。なお、高温で炭化したほうが高い比表面積となりうるが、９００℃を超えると、経済効果に劣る。
【００１５】
この場合、上記炭化工程で、炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことが結晶性の高い炭化物を得るためには有効である。
後述の試験結果から、炭化温度５００℃から７００℃に上がるにつれて炭化物のグラファイト化のピークが大きくなっているのに対し、８００℃から１０００℃の炭化温度で得られた炭化物にはそのピークは見られない。コーンコブの炭化物の場合は低温で炭化してもグラファイト化を示すピークが明確にでており、この範囲で有効になる。
【００１６】
また、上記目的を達成するため本発明は、コーンコブを焼成して炭化した炭化物において、コーンコブを所定の粒状に細分化した粒状物を該粒状物の形状を保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化した構成としている。
【００１７】
これにより、上記と同様の作用，効果を奏する。即ち、粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。
【００１８】
そして、必要に応じ、上記炭化温度を５００℃〜９００℃にした構成としている。この場合、炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことが有効である。上述したと同様の作用，効果を奏する。
【００１９】
また、必要に応じ、上記細分化した粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍである構成としている。この場合、上記粒状物は、該粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団の何れかの集団である構成としている。上述したと同様の作用，効果を奏する。
【００２０】
そして、必要に応じ、上記大粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、堆肥に混合される構成としている。
また、必要に応じ、上記中粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、家畜の敷床に混合される構成としている。
更に、必要に応じ、上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、茸の菌床に混合される構成としている。
更にまた、必要に応じ、上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、ガス吸着剤として木粉等に混合される構成としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の炭化物の製造方法及び炭化物によれば、粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。
【００２２】
また、本発明の炭化物の製造方法においては、分別工程で粒状物の大きさの範囲が夫々異なる複数の集団に分別されるので、焼成されて炭化された炭化物の大きさをある程度均一化することができる。そのため、用途に応じた大きさの炭化物を得ることができ、種々の用途に適用させ易くなり、汎用性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法及び炭化物について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法は、コーンコブＣを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法であって、細分化工程（１）と、分別工程（２）と、炭化工程（３）とを備えて構成されている。以下、各工程について説明する。
【００２４】
（１）細分化工程
図１に示すように、コーンコブＣを所定の粒状に細分化してコーンコブＣの粒状物を生成する。コーンコブＣは、とうもろこしの実を機械で取り除いた芯であり、このコーンコブＣはサイロ等で一次保管されている。また、用いるコーンコブＣは、予め乾燥されており、例えば、含水率Ｑが約８質量％になっている。含水率Ｑは、６質量％≦Ｑ≦１０質量％が望ましい。
細分化は、周知の破砕機を用いて、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍになるように細分化する。
【００２５】
（２）分別工程
細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団に分別する。例えば、周知の篩を用いて、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団Ｓ１，１２≦Ｄ≦５の中粒集団Ｓ２，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団Ｓ３の三種類に分別する。
【００２６】
（３）炭化工程
分別工程で分別された複数の集団のうち少なくとも何れか１つの集団の粒状物を粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化して本発明の実施の形態に係る炭化物Ｔを得る。実施の形態では、大粒集団Ｓ１，中粒集団Ｓ２，小粒集団Ｓ３の三種類の集団について、それぞれを分別して炭化処理を行なう。炭化工程では、炭化温度を５００℃〜９００℃にしているが、望ましくは、６００℃以上７００℃未満にしている。
【００２７】
図３及び図４に示すように、大粒集団Ｓ１、中粒集団Ｓ２または小粒集団Ｓ３においては、所謂「ねてるま式炭化装置」の炭化炉１で炭化を行なう。この炭化炉１は、コーンコブＣの粒状物を、下側から加熱された金属製の加熱板２上において炭化する。加熱板２は、断面山形に形成され、着火皿３を有した枠体４に支持されている。また、加熱板２は、下端２ａ側がヒンジ５を介して開閉可能になっており、下端２ａ側を開いて着火皿３に火種を入れる。火種に着火して、コーンコブＣの粒状物を加熱板２に載せる。着火から炭化されるまで約１５時間を要し、その間、完全燃焼を避けるために適宜、切り返しをして蒸し焼きにする。炭化温度は６００℃〜７００℃未満まで高温になり完全に炭化できる。炭化後は消化しさらに水をかけて温度を下げる。加えた水分は自然に蒸発する。
【００２８】
このようにして、大粒集団Ｓ１を焼成して炭化した炭化物Ｔは、約５ｍｍ〜１２ｍｍの大きさになり、中粒集団Ｓ２を焼成して炭化した炭化物Ｔは、約３ｍｍ〜８ｍｍの大きさになり、小粒集団Ｓ３を焼成して炭化した炭化物Ｔは、約３ｍｍ以下の大きさになる。
【００２９】
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る炭化物Ｔによれば、コーンコブＣの粒状物はその形状が可及的に保持されながら焼成されるので、細分化されたコーンコブＣの形が崩れないでそのまま炭化させられる。そのため、コーンコブ特有の微細空隙が保持された状態で炭化されるのでポーラスな状態を保持することができ、それだけ、比表面積を大きくすることができ、吸着性能を十分に発揮させることができるようになる。
【００３０】
また、分別工程で粒状物の大きさの範囲が夫々異なる複数の集団に分別されるので、焼成されて炭化された炭化物Ｔの大きさをある程度均一化することができる。そのため、用途に応じた大きさの炭化物Ｔを得ることができ、種々の用途に適用させ易くなり、汎用性を大幅に向上させることができる。
【００３１】
具体的には、例えば、大粒集団Ｓ１の粒状物を炭化した炭化物Ｔは、堆肥に混合される。これにより、堆肥が完熟し易くなり、品質が向上させられる。また、畜舎などの施設のガス吸着剤や汚水液の水質浄化および農業地域の土壌改良剤としても有用である。
【００３２】
また、例えば、中粒集団Ｓ２の粒状物を炭化した炭化物Ｔは、家畜の敷床に混合される。コーンコブＣの炭化物Ｔを畜舎の敷床用素材として使った場合、排泄物のアンモニア吸収、水分吸収がよい。さらにこの敷床は堆肥化がはやく品質もよい。コーンコブＣの炭化物Ｔの多孔質体が水分やガスの吸着に有利にはたらく。また、直径５ｍｍ〜１２ｍｍの粒状になっているために、畜舎の敷床で使った場合の水分吸収が非常によく、またメソ孔（２〜５０ｎｍ）の多い多孔質体であることから堆肥を作る場合に多くの微生物を担持することができ、結果的に完熟堆肥を短期間でつくることができる。
【００３３】
更に、例えば、小粒集団Ｓ３の粒状物を炭化した炭化物Ｔは、茸の菌床に混合される。すなわち菌床の改良剤として有効的に働く。さらに比重が軽いことから、春先の残雪に散布する融雪剤としても有用であり、使用後はそのまま農地に残留して土壌改良剤としての役も果たす。更にまた、小粒集団Ｓ３の粒状物を炭化した炭化物であって、ガス吸着剤として木粉等に混合される。
その他、各炭化物Ｔにおいて、畜舎内のガス吸着剤として用いるために、単独あるいは木酢液と混合したり、木粉や他の活性炭などと混ぜ合わせて、アンモニア臭を除去する使用方法も有用である。また、飼料中に混合することも有用である。
【００３４】
［実験例］
次に、実験例について示す。コーンコブＣを炭化しその物理特性を検証することにより、コーンコブＣからの炭化物Ｔの有効性について検討を加える。
【００３５】
１．実験方法
１−１．実験材料
中国産輸入コーンコブＣを使用した。含水率Ｑは、Ｑ＝８質量％であった。
【００３６】
１−２．炭化方法
コーンコブＣそのもの、あるいはコーンコブＣを構成するチャフ、髄、木質部を電気炉(株式会社デンケン製卓上真空ガス置換炉ＫＤＦ75型)に入れて炭化を行った。炭化は窒素気流中（１．５ｄｍ3／ｍｉｎ）で行い、昇温速度４００℃／ｈで炭化反応温度まで上昇させ、炭化温度到達後その温度を３０ｍｉｎ保持し、その後自然放冷した。炭化温度条件は５００、６００、７００、８００、９００、１０００℃である。実験例では、炭化物Ｔは粉末状とした。
【００３７】
２．各種測定
１）比表面積
迅速表面積測定装置(柴田科学器械工業株式会社製SA-1100型)を用い、窒素吸着のＢＥＴ一点法により比表面積を求めた。
結果を図５に示す。この結果から、通常のナラ、スギを炭化したものと比較してコーンコブＣから得られた炭化物Ｔの比表面積は、非常に高い値を示し、特に７００℃以上の炭化条件では大きな差が見られた。すなわち８００℃の炭化温度で比較すると、コーンコブＣの炭化物Ｔが約５倍の比表面積をとった。このことから、コーンコブＣの炭化物Ｔは１０００℃以下の炭化温度においても、通常の黒炭よりも数倍高い比表面積をとり得ることが分かった。比表面積が大きいことは、すなわち物質の吸着サイトが多くあることであり、吸着能が高いことが予想される。
【００３８】
２）Ｘ線回折(ＸＲＤ)
木炭の結晶性は粉末Ｘ線回折装置(理学電気株式会社製RINT2200型）においてCuKα線を用いグラファイト部分のピークを求めて評価した。
結果を図６に示す。炭化温度５００℃から７００℃に上がるにつれて炭化物Ｔのグラファイト化のピークが大きくなっているのに対し、８００℃から１０００℃の炭化温度で得られた炭化物Ｔにはそのピークは見られない（図３中の▼）。
通常の黒炭の場合、高温で炭化したものほど結晶性が高くなり、わずかではあるがグラファイト化の傾向が伺える。しかしコーンコブＣの炭化物Ｔの場合は低温で炭化してもグラファイト化を示すピークが明確にでていることから、従来の炭化工程は異なった炭化が生じているものと考えられる。このことは、コーンコブＣの炭化物Ｔの大きな特徴である。
【００３９】
３）染料吸着
得られた木炭を１００メッシュ以下に粉砕し、１０５℃、２４ｈ乾燥した後、染料吸着実験を以下の方法で行った。染料は、図７（ａ）に示す陽イオン性染料のメチレンブルーと、図７（ｂ）に示す陰イオン性染料のオレンジIIの二種類の染料を用いた。染料の吸着実験は初濃度２００μｍｏｌ／ｄｍ3のメチレンブルー水溶液またはオレンジII水溶液２５ｃｍ3を入れた１００ｃｍ3三角フラスコに粉体状の木炭試料を添加し、軽く振とうした後２４ｈ、常温で静置して行った。静置後、溶液を２，０００ｒｐｍで２０ｍｉｎ遠心分離し、液相中の染料濃度を吸光光度計(株式会社日立製作所製U-2000型ダブルビーム分光光度計)で定量し、染料の吸着量を次式により算出した。
【００４０】
染料吸着量(μmol/g)＝｛初濃度(μmol/dm3)−吸着後濃度(μmol/dm3)｝÷木炭の重量(g)
【００４１】
メチレンブルーの結果を図８に示す。カチオン性の染料であるメチレンブルーは木炭と化学的吸着をしやすいので、比較的よく吸着する。しかし、図８に示されるように通常の黒炭でも８００℃以上の炭化温度でなければ、染料の吸着が生じない。一方、コーンコブＣの炭化物Ｔの場合は８００℃以下の炭化温度においても約５０％の染料吸着が見られ高い吸着性能があることが分かった。
【００４２】
また、オレンジIIの結果を図９に示す。アニオン染料であるオレンジIIの場合（図５）も８００℃の炭化物Ｔで比較すると、９倍以上の染料の吸着特性を示し、コーンコブＣの炭化物Ｔの吸着能力が高いことが分かった。
【００４３】
４）吸湿量
各種条件で得られた炭化物Ｔを絶乾状態から湿度６５％、温度２５℃の恒温恒湿室に設置し、経時的な重量変化から吸湿特性を求めた。
結果を図１０に示す。いずれの炭化温度においても、コーンコブＣの炭化物Ｔはスギ木炭に比べて高い吸湿量を示している。このことから、コーンコブＣから得られた炭化物Ｔにはより高い吸湿特性があることが分かった。
【００４４】
３．結論
以上の実験から以下のことが言える。
１）コーンコブＣの炭化物Ｔは黒炭と比較して非常に大きな比表面積を持つ傾向にある。
２）コーンコブＣからは８００℃以下の低温炭化条件でも結晶性の高い炭化物Ｔが得られることから、広範囲な炭化温度条件において、吸着性能の高い木炭を得ることができる。
３）吸湿性能が他の黒炭と比較して非常に高い傾向にある。
【００４５】
尚、炭化物Ｔの用途は上述したものに限定されるものではなく、適宜変更して差支えないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
近年、農業分野から排出される産業廃棄物は、主成分が木材と同質のセルロース系であることから、土壌に還元できる循環型産業を形成する上でも、「炭化物」の期待はますます大きくなっている。具体的には比表面積の値の大きい「活性炭」のような多孔質体の炭化物Ｔが求められている。コーンコブＣはおが粉に代わる茸の菌床として大量に輸入されており、従来は、数回使用した後に焼却処分されているが、本発明の炭化物Ｔは、使用済み、あるいは未使用のコーンコブＣの利用を図り、「活性炭」と同等の吸着能を有する新たな機能性炭化物Ｔにすることができる。即ち、本発明の炭化物Ｔは、イオン性染料の吸着、環境ホルモンの一種であるBPAの吸着にすぐれ、吸湿性能も高く、各所に有効利用を図ることができる。例えば、高い吸着性能を生かした応用例として畜舎の敷床への活用化があり、これにより、畜舎のアンモニア臭を減少させ、堆肥化時間も短縮でき、極めて有用になる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法を示すとともに、本発明の実施の形態に係る炭化物を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法において、使用する炭化炉の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る炭化物の製造方法において、使用する炭化炉の一例の要部を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の実験例に係り、炭化温度と比表面積の関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明の実験例に係り、各炭化温度におけるコーンコブ炭化物のＸＲＤ図である。
【図７】本発明の染料吸着実験例に係り、用いた染料の化学式を示す図であり、（ａ）はメチレンブルー、（ｂ）はオレンジIIを示す。
【図８】本発明の実験例に係り、炭化温度とメチレンブルーの吸着率の関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の実験例に係り、炭化温度とオレンジIIの吸着率の関係を示すグラフ図である。
【図１０】本発明の実験例に係り、炭化温度と吸湿率の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｃ コーンコブ
Ｔ 炭化物
（１）細分化工程
（２）分別工程
（３）炭化工程
Ｓ１ 大粒集団
Ｓ２ 中粒集団
Ｓ３ 小粒集団
１ 炭化炉
２ 加熱板
３ 着火皿
４ 枠体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーンコブを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法において、
コーンコブを所定の粒状に細分化してコーンコブの粒状物を生成する細分化工程と、該細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団に分別する分別工程と、該分別工程で分別された複数の集団のうち少なくとも何れか１つの集団の粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化する炭化工程とを備えたことを特徴とする炭化物の製造方法。
【請求項２】
上記細分化工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍになるように細分化することを特徴とする請求項１記載の炭化物の製造方法。
【請求項３】
上記分別工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団に分別することを特徴とする請求項２記載の炭化物の製造方法。
【請求項４】
上記炭化工程で、炭化温度を５００℃〜９００℃にしたことを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の炭化物の製造方法。
【請求項５】
上記炭化工程で、炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の炭化物の製造方法。
【請求項６】
コーンコブを焼成して炭化した炭化物において、
コーンコブを所定の粒状に細分化した粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化したことを特徴とする炭化物。
【請求項７】
上記炭化温度を５００℃〜９００℃にしたことを特徴とする請求項６記載の炭化物。
【請求項８】
上記炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことを特徴とする請求項６記載の炭化物。
【請求項９】
上記細分化した粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍであることを特徴とする請求項６乃至８何れかに記載の炭化物。
【請求項１０】
上記粒状物は、該粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団の何れかの集団であることを特徴とする請求項９記載の炭化物。
【請求項１１】
上記大粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、堆肥に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【請求項１２】
上記中粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、家畜の敷床に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【請求項１３】
上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、茸の菌床に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【請求項１４】
上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、ガス吸着剤として木粉等に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【請求項１】
コーンコブを焼成して炭化した炭化物を製造する炭化物の製造方法において、
コーンコブを所定の粒状に細分化してコーンコブの粒状物を生成する細分化工程と、該細分化工程で細分化された粒状物を大きさの範囲が夫々異なる粒状物の複数の集団に分別する分別工程と、該分別工程で分別された複数の集団のうち少なくとも何れか１つの集団の粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化する炭化工程とを備えたことを特徴とする炭化物の製造方法。
【請求項２】
上記細分化工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍになるように細分化することを特徴とする請求項１記載の炭化物の製造方法。
【請求項３】
上記分別工程で、粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団に分別することを特徴とする請求項２記載の炭化物の製造方法。
【請求項４】
上記炭化工程で、炭化温度を５００℃〜９００℃にしたことを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の炭化物の製造方法。
【請求項５】
上記炭化工程で、炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の炭化物の製造方法。
【請求項６】
コーンコブを焼成して炭化した炭化物において、
コーンコブを所定の粒状に細分化した粒状物を該粒状物の形状を可及的に保持しながら１０００℃以下の温度で焼成して炭化したことを特徴とする炭化物。
【請求項７】
上記炭化温度を５００℃〜９００℃にしたことを特徴とする請求項６記載の炭化物。
【請求項８】
上記炭化温度を６００℃以上７００℃未満にしたことを特徴とする請求項６記載の炭化物。
【請求項９】
上記細分化した粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ≦５０ｍｍであることを特徴とする請求項６乃至８何れかに記載の炭化物。
【請求項１０】
上記粒状物は、該粒状物の最大幅Ｄが、Ｄ＞１２ｍｍの大粒集団，１２≦Ｄ≦５の中粒集団，Ｄ＜５ｍｍの小粒集団の何れかの集団であることを特徴とする請求項９記載の炭化物。
【請求項１１】
上記大粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、堆肥に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【請求項１２】
上記中粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、家畜の敷床に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【請求項１３】
上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、茸の菌床に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【請求項１４】
上記小粒集団の粒状物を炭化した炭化物であって、ガス吸着剤として木粉等に混合されることを特徴とする請求項１０記載の炭化物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−８１３３２（Ｐ２００８−８１３３２Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６０４５３（Ｐ２００６−２６０４５３）
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（３９００２５７９３）岩手県 (38)
【出願人】（５０６３２４５７４）環境ファーム株式会社 (1)
【出願人】（５０２４４７９１８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（３９００２５７９３）岩手県 (38)
【出願人】（５０６３２４５７４）環境ファーム株式会社 (1)
【出願人】（５０２４４７９１８）
【Ｆターム（参考）】
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