JP5843394B2 - Method and apparatus for processing lignocellulosic material - Google Patents
Method and apparatus for processing lignocellulosic material Download PDFInfo
- Publication number
- JP5843394B2 JP5843394B2 JP2012042648A JP2012042648A JP5843394B2 JP 5843394 B2 JP5843394 B2 JP 5843394B2 JP 2012042648 A JP2012042648 A JP 2012042648A JP 2012042648 A JP2012042648 A JP 2012042648A JP 5843394 B2 JP5843394 B2 JP 5843394B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- superheater
- lignocellulosic material
- processing
- superheated steam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Description
本発明は、リグノセルロース系材料の処理方法に関し、更に詳しくは、材料中に含まれているヘミセルロースを分解除去することによってセルロースの含有割合を相対的に増加させるためのリグノセルロース系材料の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating a lignocellulosic material, and more specifically, a method for treating a lignocellulosic material for relatively increasing the content of cellulose by decomposing and removing hemicellulose contained in the material. About.
近年、木質感を有する樹脂成形品として、熱可塑性樹脂と、リグノセルロース系材料とを混合して得られるWPC(Wood Plastic Composite)からなるものが製品化されている。
ここに、WPCの充填剤または可塑剤として使用されるリグノセルロース系材料には、主として、セルロースと、ヘミセルロースと、リグニンとが含まれている。
In recent years, as a resin molded product having a woody texture, a product made of WPC (Wood Plastic Composite) obtained by mixing a thermoplastic resin and a lignocellulosic material has been commercialized.
Here, the lignocellulosic material used as a WPC filler or plasticizer mainly contains cellulose, hemicellulose, and lignin.
しかして、熱可塑性樹脂との相溶性を高めたり、得られる樹脂成形品の強度を向上させたりする観点から、リグノセルロース系材料にあっては、ヘミセルロースの含有割合が低く、セルロースの含有割合が高いことが好ましい。
このため、リグノセルロース系材料を水蒸気により加熱処理してヘミセルロースを分解除去する技術が紹介されている。
Therefore, from the viewpoint of improving the compatibility with the thermoplastic resin or improving the strength of the resulting resin molded product, the lignocellulosic material has a low content of hemicellulose and a cellulose content of High is preferred.
For this reason, a technique for decomposing and removing hemicellulose by heat-treating lignocellulosic material with water vapor has been introduced.
例えば、下記の特許文献1には、耐圧容器内で、高圧下において、150〜230℃に加熱された水蒸気にリグノセルロース系材料を曝して加熱処理する方法が紹介されている。 For example, Patent Document 1 below introduces a method of performing a heat treatment by exposing a lignocellulosic material to water vapor heated to 150 to 230 ° C. under high pressure in a pressure vessel.
また、下記の特許文献2には、常圧雰囲気下において、180〜230℃の過熱水蒸気によりリグノセルロース系材料を加熱処理する方法が紹介されている。
なお、特許文献2に記載された方法のような過熱水蒸気を用いて常圧で行う加熱処理では、リグノセルロース系材料に含まれるすべての水分が蒸発するまで、材料の温度は100℃を超えず、加水分解は殆ど起こらない(同文献の段落番号0022参照)。
このため、過熱水蒸気による加熱処理が施されるリグノセルロース系材料には、通常、前工程として乾燥処理が施され、材料中の水分をある程度低減させている。
Patent Document 2 below introduces a method for heat-treating a lignocellulosic material with superheated steam at 180 to 230 ° C. in a normal pressure atmosphere.
In the heat treatment performed at normal pressure using superheated steam as in the method described in Patent Document 2, the temperature of the material does not exceed 100 ° C. until all the water contained in the lignocellulosic material is evaporated. Hydrolysis hardly occurs (see paragraph number 0022 of the same document).
For this reason, the lignocellulosic material subjected to the heat treatment with superheated steam is usually subjected to a drying treatment as a previous step to reduce the moisture in the material to some extent.
然るに、特許文献1に記載された水蒸気処理は高圧下で行われるため、耐圧容器を含めて大がかりな設備が必要となる。
一方、特許文献2に記載された水蒸気処理は、常圧雰囲気下で行われるために、比較的簡単な設備で実施することができる。
However, since the steam treatment described in Patent Document 1 is performed under high pressure, a large-scale facility including a pressure vessel is required.
On the other hand, since the steam treatment described in Patent Document 2 is performed in an atmospheric pressure atmosphere, it can be performed with relatively simple equipment.
しかしながら、特許文献2に記載されている加熱処理を実生産規模(例えば、処理量が1トン/バッチ)で行う場合には、材料に含まれるすべての水分が蒸発して、その温度が100℃を超えるまでにきわめて長い時間を要し、これにより、処理に要する消費電力量が過大となるばかりでなく、このような加熱処理を施しても、ヘミセルロースを十分除去することができないという問題がある。 However, when the heat treatment described in Patent Document 2 is performed at an actual production scale (for example, the processing amount is 1 ton / batch), all moisture contained in the material is evaporated, and the temperature is 100 ° C. It takes a very long time to exceed the above, which not only results in excessive power consumption, but also causes a problem that hemicellulose cannot be sufficiently removed even if such heat treatment is performed. .
すなわち、実生産規模で実施する場合には、処理容器内に多量に仕込んだ材料中の水分(乾燥工程を経た材料であっても通常20%程度の水分を含んでいる)ばかりでなく、過熱水蒸気が凝縮して発生した大量の水(処理時において水の蒸発と過熱水蒸気の凝縮とが同時に進行する)が処理容器内に存在するため、容器内におけるすべての水分を過熱水蒸気の熱エネルギーで蒸発させるには、きわめて長い時間を要し、例えば10時間を超えて過熱水蒸気を導入しても処理容器内の水分を完全に蒸発させることができないこともある。このような場合には、処理容器内(材料)の温度を、ヘミセルロースの分解可能温度(通常、180℃以上)に上昇させることができなかったり、昇温に長時間を要したことによって分解可能温度に到達した後の反応時間を十分に確保できなかったりするため、ヘミセルロースを十分に分解除去することができなくなる。
また、過熱水蒸気を生成する(水蒸気を生成して、これを過熱する)ためには、多大なエネルギー(電力量)を必要とし、そのような過熱水蒸気を長時間にわたり導入することによるコストはきわめて高いものとなる。
In other words, when it is carried out on an actual production scale, not only the water in the material charged in a large amount in the processing container (normally about 20% of water is included even after the drying process), but also overheating. Since a large amount of water generated by the condensation of water vapor (water evaporation and condensation of superheated steam proceed simultaneously during processing) exists in the processing container, all the water in the container is converted to the thermal energy of the superheated steam. Evaporation takes a very long time. For example, even if superheated steam is introduced for more than 10 hours, the water in the processing container may not be completely evaporated. In such a case, the temperature in the processing container (material) cannot be raised to the decomposable temperature of hemicellulose (usually 180 ° C or higher), or it can be decomposed because it took a long time to raise the temperature. Since the reaction time after reaching the temperature cannot be secured sufficiently, hemicellulose cannot be sufficiently decomposed and removed.
In addition, in order to generate superheated steam (generate steam and superheat it), a large amount of energy (electric power) is required, and the cost of introducing such superheated steam over a long period of time is extremely high. It will be expensive.
リグノセルロース系材料の加熱処理において、ヘミセルロースの分解温度は通常180〜320℃とされる。一方、セルロースの分解温度は240〜400℃とされる。
従って、セルロースを分解させることなく、ヘミセルロースのみを分解除去することのできる処理温度範囲は180〜240℃と比較的狭い。
In the heat treatment of the lignocellulosic material, the decomposition temperature of hemicellulose is usually 180 to 320 ° C. On the other hand, the decomposition temperature of cellulose is set to 240 to 400 ° C.
Therefore, the processing temperature range in which only hemicellulose can be decomposed and removed without decomposing cellulose is relatively narrow at 180 to 240 ° C.
然るに、特許文献2に記載されている加熱処理を実生産規模で行う場合に、処理容器に仕込まれたすべての材料の温度を180〜240℃の範囲に維持することは困難である。 例えば、180℃の過熱水蒸気を処理容器内に導入しても、180℃に昇温するのは、過熱水蒸気の導入口近傍に配置された一部の材料であり、このような場合には、180℃に到達していない材料中のヘミセルロースは実質的に分解除去されないので、材料全体として、ヘミセルロースを効率的に分解除去することはできない。 However, when the heat treatment described in Patent Document 2 is performed on an actual production scale, it is difficult to maintain the temperature of all the materials charged in the processing container in the range of 180 to 240 ° C. For example, even if 180 ° C. superheated steam is introduced into the processing vessel, it is a part of the material disposed near the superheated steam inlet that raises the temperature to 180 ° C. In such a case, Since hemicellulose in the material that has not reached 180 ° C. is not substantially decomposed and removed, hemicellulose cannot be efficiently decomposed and removed as the whole material.
このように、加熱処理を実生産規模で行う場合には、ラボスケールでの処理(例えば、処理量が50kg/バッチ未満)では問題とならなかった、処理容器内における(材料)温度のバラツキを考慮しなければならず、処理容器に導入する過熱水蒸気の温度(入口温度)を制御したとしても十分な処理(ヘミセルロースの分解)を実現することはできない。 As described above, when the heat treatment is performed on the actual production scale, the variation in the (material) temperature in the processing container, which was not a problem in the lab scale processing (for example, the processing amount is less than 50 kg / batch), Even if the temperature (inlet temperature) of the superheated steam introduced into the processing container is controlled, sufficient processing (decomposition of hemicellulose) cannot be realized.
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の目的は、実生産規模で処理する場合であっても、材料中に含まれるヘミセルロースを選択的かつ効率的に分解除去することができるリグノセルロース系材料の処理方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来の方法より少ない消費電力量で処理することができるリグノセルロース系材料の処理方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、実生産規模で処理する場合であっても、仕込まれた材料中に含まれるヘミセルロースを選択的かつ効率的に分解除去することができるリグノセルロース系材料の処理装置を提供することにある。
The present invention has been made based on the above situation.
An object of the present invention is to provide a method for treating a lignocellulosic material capable of selectively and efficiently decomposing and removing hemicellulose contained in a material even when it is treated on an actual production scale. .
Another object of the present invention is to provide a method for treating a lignocellulosic material that can be processed with less power consumption than conventional methods.
Still another object of the present invention is to provide a lignocellulosic material processing apparatus capable of selectively and efficiently decomposing and removing hemicellulose contained in a charged material even when processing on an actual production scale. Is to provide.
(1)本発明のリグノセルロース系材料の処理方法は、材料中に含まれるヘミセルロースを分解除去するためのリグノセルロース系材料の処理方法であって、
リグノセルロース系材料を処理容器に仕込む工程と、
前記処理容器に240〜300℃の加熱空気を導入することによってリグノセルロース系材料を加熱する工程(一次加熱工程)と、
前記処理容器からの排気温度(Tex)が、120〜180℃の範囲内の温度(T1 )に到達した時点で、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を前記処理容器に導入し、当該処理容器からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御しながらリグノセルロース系材料を更に加熱する工程(二次加熱工程)とを含むことを特徴とする。
(1) The method for treating a lignocellulosic material of the present invention is a method for treating a lignocellulosic material for decomposing and removing hemicellulose contained in the material,
Charging lignocellulosic material into a processing vessel;
A step (primary heating step) of heating the lignocellulosic material by introducing heated air at 240 to 300 ° C. into the processing vessel;
When the exhaust temperature (T ex ) from the processing container reaches a temperature (T 1 ) within the range of 120 to 180 ° C., superheated steam at 240 to 300 ° C. is introduced into the processing container instead of heated air. And a step of further heating the lignocellulosic material (secondary heating step) while controlling the exhaust temperature (T ex ) from the processing vessel to be 200 to 240 ° C.
このような処理方法によれば、過熱水蒸気による加熱処理に先立って、加熱空気による加熱処理を施すことにより、実生産規模で処理する場合であっても、処理容器内の温度(材料温度)を短時間で上昇させることができる。これにより、ヘミセルロースの分解可能温度に到達した後の反応時間を十分に確保することができる。また、加熱空気の生成に要する電力量は、同じ温度の過熱水蒸気の生成に要する電力量と比較して格段に低いので、処理全体に要する消費電力量を十分に低くすることができる。 According to such a processing method, the temperature in the processing container (material temperature) can be adjusted even when processing at the actual production scale by performing the heat processing with heated air prior to the heat processing with superheated steam. It can be raised in a short time. Thereby, the reaction time after reaching the decomposable temperature of hemicellulose can be secured sufficiently. Further, since the amount of power required for generating heated air is much lower than the amount of power required for generating superheated steam at the same temperature, the power consumption required for the entire process can be sufficiently reduced.
二次加熱工程において、処理容器に導入される過熱水蒸気の温度(入口温度)ではなく、処理容器からの排気温度(出口温度)を200〜240℃に制御することにより、処理容器内に仕込まれているすべての材料を、この排気温度(Tex)にほぼ等しい温度(ヘミセルロースを分解可能で、セルロースが分解しない温度)とすることができる。 In the secondary heating process, not the temperature of the superheated steam (inlet temperature) introduced into the processing container but the exhaust temperature (outlet temperature) from the processing container is controlled to 200 to 240 ° C. so that it is charged into the processing container. All the materials can be set to a temperature approximately equal to the exhaust temperature (T ex ) (a temperature at which hemicellulose can be decomposed and cellulose cannot be decomposed).
更に、排気温度(Tex)が120〜180℃の範囲内の温度(T1 )に到達した時点で、加熱空気による加熱処理(一次加熱工程)から、過熱水蒸気による加熱処理(二次加熱工程)に切り替えること(切替温度(T1 )を120〜180℃の範囲に設定すること)によりはじめて、処理容器内に仕込まれた材料中に含まれるヘミセルロースを選択的かつ効率的に分解除去することができる。 Furthermore, when the exhaust temperature (T ex ) reaches a temperature (T 1 ) within the range of 120 to 180 ° C., the heat treatment with heated air (primary heating step) to the heat treatment with secondary steam (secondary heating step). For the first time, by selectively and efficiently decomposing and removing the hemicellulose contained in the material charged in the processing vessel (by setting the switching temperature (T 1 ) in the range of 120 to 180 ° C.). Can do.
(2)本発明の処理方法において、前記処理容器に仕込まれる材料の質量が50kg以上であることが好ましい。 (2) In the processing method of this invention, it is preferable that the mass of the material charged into the said processing container is 50 kg or more.
(3)本発明の処理方法において、下方から上方に向かう過熱空気および過熱水蒸気の流路となる隙間を確保しながら長尺のリグノセルロース系材料を縦置きに配置することが好ましい。
過熱空気および過熱水蒸気は、通常、処理容器内の下方から導入されて、上方から排出される。このような処理容器内において、過熱空気および過熱水蒸気の流路が確保されることにより、処理容器内における(材料)温度のバラツキを抑制することができる。
(3) In the treatment method of the present invention, it is preferable that the long lignocellulosic material is arranged vertically while ensuring a gap that becomes a flow path of superheated air and superheated steam from above to below.
Superheated air and superheated steam are usually introduced from below in the processing vessel and discharged from above. In such a processing container, the flow path of superheated air and superheated steam is ensured, whereby variation in (material) temperature in the processing container can be suppressed.
(4)本発明の処理方法において、前記リグノセルロース系材料が生竹からなることが好ましい。 (4) In the processing method of this invention, it is preferable that the said lignocellulosic material consists of raw bamboo.
(5)本発明の処理装置は、本発明の処理方法を実施するために使用される処理装置であって、
リグノセルロース系材料が仕込まれる処理容器と、
前記処理容器に導入する加熱空気および過熱水蒸気を生成する過熱器と、
加熱空気を生成させるために前記過熱器に空気を供給するコンプレッサと、
過熱水蒸気を生成させるために前記過熱器に水蒸気を供給するボイラと、
第1流路を介して前記コンプレッサと接続し、第2流路を介して前記ボイラと接続し、共通流路を介して前記過熱器と接続し、前記コンプレッサおよび前記ボイラの何れか一方を前記過熱器に接続させるよう切り替える三方電磁弁と、
前記処理容器からの排気温度(Tex)を測定する温度センサと、
前記温度センサによって測定された排気温度(Tex)に応じて前記過熱器の電源のオン・オフ制御を行うとともに、測定された排気温度(Tex)が120〜180℃の範囲内の温度(T1 )より低いときには、前記第1流路を開いて前記コンプレッサを前記過熱器に接続させ、測定された排気温度(Tex)が温度(T1 )に到達した後には、前記第2流路を開いて前記ボイラを前記過熱器に接続させるように、前記三方電磁弁を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
(5) The processing apparatus of the present invention is a processing apparatus used for carrying out the processing method of the present invention,
A processing container charged with lignocellulosic material;
A superheater that generates heated air and superheated steam to be introduced into the processing vessel;
A compressor for supplying air to the superheater to generate heated air;
A boiler for supplying steam to the superheater to generate superheated steam;
Connected to the compressor via a first flow path, connected to the boiler via a second flow path, connected to the superheater via a common flow path, and either the compressor or the boiler was connected to the boiler A three-way solenoid valve that switches to connect to the superheater,
A temperature sensor for measuring an exhaust temperature (T ex ) from the processing container;
The superheater is turned on / off according to the exhaust gas temperature (T ex ) measured by the temperature sensor, and the measured exhaust gas temperature (T ex ) is within a range of 120 to 180 ° C. When lower than T 1 ), the first flow path is opened to connect the compressor to the superheater, and after the measured exhaust temperature (T ex ) reaches the temperature (T 1 ), the second flow And a control unit that controls the three-way solenoid valve so as to open a path and connect the boiler to the superheater.
(6)本発明の処理装置において、前記制御部は、前記温度センサにより測定された排気温度(Tex)が240℃を超えたときに前記過熱器の電源にオフ信号を出力し、排気温度(Tex)が200℃未満となったときに前記過熱器の電源にオン信号を出力することが好ましい。 (6) In the processing apparatus of the present invention, the control unit outputs an off signal to the power supply of the superheater when the exhaust temperature (T ex ) measured by the temperature sensor exceeds 240 ° C. It is preferable to output an ON signal to the power supply of the superheater when (T ex ) becomes less than 200 ° C.
本発明の処理方法によれば、実生産規模で処理する場合であっても、材料中に含まれるヘミセルロースを選択的かつ効率的に分解除去することができる。
しかも、従来の方法より少ない消費電力量で処理することができる。
本発明の処理装置によれば、実生産規模で処理する場合であっても、仕込まれた材料中に含まれるヘミセルロースを選択的かつ効率的に分解除去することができる。
According to the processing method of the present invention, hemicellulose contained in a material can be selectively and efficiently decomposed and removed even when processing on an actual production scale.
Moreover, processing can be performed with less power consumption than conventional methods.
According to the processing apparatus of the present invention, hemicellulose contained in the charged material can be selectively and efficiently decomposed and removed even when processing on an actual production scale.
以下、本発明の処理方法および処理装置について詳細に説明する。
本発明のリグノセルロース系材料の処理方法は、当該材料中に含まれるヘミセルロースを分解除去することにより、セルロースの含有割合を相対的に増加させるための処理方法である。ここに、リグノセルロース材料としては、植物、例えば針葉樹、広葉樹などの木本類や、竹、稲わらなどの草本類などを挙げることができる。これらのうち、生竹を使用することが好ましい。
Hereinafter, the processing method and the processing apparatus of the present invention will be described in detail.
The method for treating a lignocellulosic material of the present invention is a treatment method for relatively increasing the content ratio of cellulose by decomposing and removing hemicellulose contained in the material. Here, examples of the lignocellulosic material include plants, for example, woods such as conifers and broad-leaved trees, and herbs such as bamboo and rice straw. Of these, raw bamboo is preferably used.
本発明の処理方法は、図1に示したような構成の処理装置によって処理される。
この処理装置は、リグノセルロース系材料が仕込まれる処理容器10と、この処理容器10に導入する加熱空気および過熱水蒸気を生成する過熱器(スーパーヒータ)20と、加熱空気を生成させるために過熱器20に空気を供給するコンプレッサ30と、過熱水蒸気を生成させるために過熱器20に水蒸気を供給するボイラ40と、第1流路51を介してコンプレッサ30と接続し、第2流路52を介してボイラ40と接続し、共通流路53を介して過熱器20と接続し、第1流路51および第2流路52の何れか一方を「開」状態とし、他方を「閉」状態とすることにより、コンプレッサ30およびボイラ40の何れか一方を過熱器20に接続させるよう切り替える三方電磁弁50と、処理容器10からの排気温度(Tex)を測定する温度センサ60と、温度センサ60によって測定された排気温度(Tex)に応じて過熱器20の電源25のオン・オフ制御を行うとともに、この排気温度(Tex)が120〜180℃の範囲内の温度(T1 )より低いときには、過熱器20によって加熱空気が生成されるよう、第1流路51を「開」状態としてコンプレッサ30を過熱器20に接続させ、排気温度(Tex)が温度(T1 )に到達した後には、過熱器20によって過熱水蒸気が生成されるよう、第2流路52を「開」状態としてボイラ40を過熱器20に接続させるように三方電磁弁50を制御する制御部70とを備えている。
The processing method of the present invention is processed by a processing apparatus having a configuration as shown in FIG.
This processing apparatus includes a
この処理容器10には、過熱器20により生成された加熱気体(加熱空気・過熱水蒸気)が導入される。処理容器10に導入された加熱流体は、この処理容器10内を下方から上方に向かって流れ、天井部に設けられた排気口から排出される。
Heated gas (heated air / superheated steam) generated by the
過熱器20は、コンプレッサ30から供給される空気を電磁誘導により加熱して加熱空気を生成し、ボイラ40から供給される水蒸気を電磁誘導により加熱(過熱)して過熱水蒸気を生成する。
コンプレッサ30から過熱器20への空気の供給量(加熱空気の生成量)、ボイラ40から過熱器20への水蒸気の供給量(過熱水蒸気の生成量)は、リグノセルロース系材料の仕込み量などに応じて適宜調整することができる。
The
The amount of air supplied from the
なお、過熱器20には、空気および水蒸気の何れか一方が供給される。従って、過熱器20からは加熱空気および過熱水蒸気の何れか一方が生成され、処理容器10に導入される。すなわち、三方電磁弁50において、第1流路51が「開」状態(第2流路52が「閉」状態)にあるときには、過熱器20には空気が供給され、処理容器10には、過熱器20からの加熱空気が導入される。他方、第2流路52が「開」状態(第1流路51が「閉」状態)にあるときには、過熱器20には水蒸気が供給され、処理容器10には、過熱器20からの過熱水蒸気が導入される。なお、三方電磁弁50と過熱器20とを接続する共通流路53は常に「開」状態である。
Note that either one of air and water vapor is supplied to the
温度センサ60は、処理容器10からの排気温度(Tex)を測定し、排気温度(Tex)に係る情報を制御部70に送る。
The
制御部70は、排気温度(Tex)が120〜180℃の範囲内の温度(T1 )より低いときには、第1流路51を「開」状態として、コンプレッサ30から過熱器20への空気の供給(過熱器20による加熱空気の生成)を可能とし、排気温度(Tex)が(T1 )に到達した後には、第2流路52を「開」状態として、ボイラ40から過熱器20への水蒸気の供給(過熱器20による過熱水蒸気の生成)を可能とするように、三方電磁弁50を制御する。
When the exhaust gas temperature (T ex ) is lower than the temperature (T 1 ) in the range of 120 to 180 ° C., the
また、制御部70は、温度センサ60により測定された排気温度(Tex)が240℃を超えたときには過熱器20の電源25にオフ信号を出力し、排気温度(Tex)が200℃未満となったときには過熱器20の電源25にオン信号を出力することにより、排気温度(Tex)に応じて過熱器20の電源25のオン・オフ制御を行う。
In addition, when the exhaust temperature (T ex ) measured by the
上記の処理装置を用いて行う本発明の処理方法ほ、リグノセルロース系材料を処理容器10に仕込む工程と、240〜300℃の加熱空気を過熱器20から処理容器10に導入してリグノセルロース系材料を加熱する一次加熱工程と、温度センサ60により測定される処理容器10からの排気温度(Tex)が、120〜180℃の範囲内の温度(T1 )に到達したときに、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を過熱器20から処理容器10に導入し、当該処理容器10からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御部70により過熱器20の電源25を制御しながらリグノセルロース系材料を更に加熱する二次加熱工程とを含む。
In the treatment method of the present invention performed using the above-described treatment apparatus, the step of charging the lignocellulosic material into the
リグノセルロース系材料を処理容器10に仕込む際には、過熱空気および過熱水蒸気の流路となる隙間を確保しながら、長尺のリグノセルロース系材料(生竹など)を縦置きに配置することが好ましい。これにより、処理容器10内において、下方から上方に向かう過熱空気および過熱水蒸気の流路が確保され、処理容器10内における材料温度のバラツキを抑制することができる。
When the lignocellulosic material is charged into the
リグノセルロース系材料の仕込み量としては、50kg以上であることが好ましく、更に好ましくは100kg以上、好適な一例を示せば300kgである。
50kg以上の材料を処理するような実生産規模の処理において、本発明の処理方法は効果的である。
The amount of lignocellulosic material charged is preferably 50 kg or more, more preferably 100 kg or more, and 300 kg if a suitable example is shown.
The processing method of the present invention is effective in processing on an actual production scale in which a material of 50 kg or more is processed.
一次加熱工程は、過熱器20から処理容器10内に加熱空気を導入してリグノセルロース系材料を加熱する工程である。
この加熱空気は、コンプレッサ30から過熱器20に供給された空気を当該過熱器20で加熱(電磁誘導加熱)して生成されたものである。
The primary heating step is a step of heating the lignocellulosic material by introducing heated air from the
This heated air is generated by heating the air supplied from the
一次加熱工程において、導入する加熱空気の温度(入口温度)は240〜300℃とされる。加熱空気の温度が240℃未満である場合には、昇温時間の短縮化を十分に図ることができない。
一方、加熱空気の温度が300℃を超える場合には、処理容器内のリグノセルロース系材料(特に、導入口の近傍に配置された材料)の温度が過大となり、当該材料が炭化するおそれがある。
In the primary heating step, the temperature of the heated air to be introduced (inlet temperature) is 240 to 300 ° C. When the temperature of the heated air is less than 240 ° C., the temperature raising time cannot be shortened sufficiently.
On the other hand, when the temperature of the heated air exceeds 300 ° C., the temperature of the lignocellulosic material (particularly, the material disposed in the vicinity of the inlet) in the processing container becomes excessive, and the material may be carbonized. .
加熱空気の導入量としては、リグノセルロース系材料の仕込み量によっても異なるが、例えば、仕込み量が300kgである場合に30〜200m3 /hであることが好ましく、好適な一例を示せば55m3 /hである。 The introduction amount of heated air, varies depending charge of lignocellulosic materials, e.g., 55m 3 if Shimese preferably 30~200m a 3 / h when the charged amount is 300 kg, a preferable example / H.
処理容器10内に導入された加熱空気は、縦置きに配置された長尺のリグノセルロース系材料に沿って、下方から上方に向かって流れることにより当該材料を加熱し、天井部に設けられた排気口から排出される。
ここに、処理容器10からの排気温度(Tex)は、温度センサ60によって測定され、排気温度に係る情報は、温度センサ60から制御部70に送られる。
The heated air introduced into the
Here, the exhaust temperature (T ex ) from the
温度センサ60によって測定された排気温度(Tex)が、120〜180℃の範囲内の温度(T1 )に到達した時点で、二次加熱工程が行われる。
この二次加熱工程は、過熱器20から処理容器10内に過熱水蒸気を導入してリグノセルロース系材料を更に加熱する工程である。
この過熱水蒸気は、ボイラ40から過熱器20に供給された水蒸気を当該過熱器20で加熱(電磁誘導加熱)して生成されたものである。
When the exhaust temperature (T ex ) measured by the
This secondary heating step is a step of further heating the lignocellulosic material by introducing superheated steam from the
The superheated steam is generated by heating the steam supplied from the
二次加熱工程において、導入する過熱水蒸気の温度(入口温度)は240〜300℃とされる。過熱水蒸気の温度が240℃未満である場合には、リグノセルロース系材料の仕込み量によっては、処理容器内に配置したすべての材料を、ヘミセルロースの分解可能な温度まで昇温させることが困難となる。
一方、加熱空気の温度が300℃を超える場合には、処理容器内のリグノセルロース系材料(特に、導入口の近傍に配置された材料)の温度が過大となり、当該材料に含まれるセルロース原料が分解されたり、当該材料が炭化したりするおそれがある。
In the secondary heating step, the temperature of the superheated steam to be introduced (inlet temperature) is 240 to 300 ° C. When the temperature of the superheated steam is less than 240 ° C., depending on the amount of lignocellulosic material charged, it becomes difficult to raise the temperature of all the materials arranged in the processing container to a temperature at which hemicellulose can be decomposed. .
On the other hand, when the temperature of the heated air exceeds 300 ° C., the temperature of the lignocellulosic material in the processing container (particularly, the material disposed in the vicinity of the inlet) becomes excessive, and the cellulose raw material contained in the material There is a risk of decomposition or carbonization of the material.
過熱水蒸気の導入量としては、リグノセルロース系材料の仕込み量によっても異なるが、例えば、仕込み量が300kgである場合に30〜150kg/hであることが好ましく、好適な一例を示せば130kg/hである。 The amount of superheated steam introduced varies depending on the amount of lignocellulosic material charged. For example, when the amount charged is 300 kg, it is preferably 30 to 150 kg / h, and a suitable example is 130 kg / h. It is.
二次加熱工程では、処理容器10からの排気温度(Tex)が、200〜240℃になるように制御部70により過熱器20の電源25を制御しながらリグノセルロース系材料を更に加熱する。
処理容器10からの排気温度(Tex)を制御しながら加熱することにより、処理容器10内に仕込まれているすべての材料を、この排気温度(Tex)にほぼ等しい温度(ヘミセルロースを分解可能で、セルロースが分解しない温度)に維持することができる。
In the secondary heating step, the lignocellulosic material is further heated while controlling the power supply 25 of the
By heating while controlling the exhaust temperature (T ex ) from the
二次加熱工程における排気温度が200℃未満である場合には、リグノセルロース系材料の仕込み量によっては、処理容器内に配置したすべての材料を、ヘミセルロースの分解可能な温度まで昇温させることが困難となる。
一方、排気温度が240℃を超える場合には、材料中に含まれるセルロースが分解するおそれがある。
When the exhaust temperature in the secondary heating step is less than 200 ° C., depending on the amount of lignocellulosic material charged, all the materials placed in the processing vessel may be heated to a temperature at which hemicellulose can be decomposed. It becomes difficult.
On the other hand, when the exhaust gas temperature exceeds 240 ° C., cellulose contained in the material may be decomposed.
本発明において、加熱空気による加熱処理(一次加熱工程)から、過熱水蒸気による加熱処理(二次加熱工程)に切り替えるときの排気温度(Tex)〔切替温度(T1 )〕は、120〜180℃とされる。
過熱水蒸気による加熱処理に切り替えるときの排気温度が120℃未満である場合には、昇温時間の短縮化、消費電力量の低減を十分に図ることができず、材料中に含まれているヘミセルロースを十分に分解除去することができない(後述する比較例2参照)。
一方、過熱水蒸気による加熱処理に切り替えるときの排気温度が180℃を超える場合には、セルロースの分解反応が起こるおそれがある(後述する比較例3参照)。
In the present invention, the exhaust temperature (T ex ) [switching temperature (T 1 )] when switching from heat treatment with heated air (primary heating step) to heat treatment with superheated steam (secondary heating step) is 120 to 180. ℃.
When the exhaust temperature when switching to the heat treatment with superheated steam is less than 120 ° C., it is not possible to sufficiently shorten the heating time and reduce the power consumption, and hemicellulose contained in the material Cannot be sufficiently decomposed and removed (see Comparative Example 2 described later).
On the other hand, when the exhaust temperature when switching to heat treatment with superheated steam exceeds 180 ° C., there is a possibility that a decomposition reaction of cellulose occurs (see Comparative Example 3 described later).
本発明の処理方法によれば、過熱水蒸気による加熱処理(二次加熱工程)に先立って、加熱空気による加熱処理(一次加熱工程)を施すことにより、実生産規模で処理する場合であっても、処理容器内の温度(材料温度)を、短時間で、100℃を超える温度まで、上昇させることができる。
すなわち、一次加熱工程において加熱空気で加熱処理することにより、材料中の水分を効率的に蒸発させることができるとともに、加熱空気で材料を加熱する場合には、過熱水蒸気で加熱するときに生じていた凝縮水が発生しないので、処理容器10内に存在する水を短時間で蒸発させることができる。
このように、加熱空気による加熱処理(一次加熱工程)を行う本発明の製造方法によれば、最初から過熱水蒸気による加熱処理を行う場合と比較して、処理容器10内の温度(材料温度)を短い時間で上昇させることができ、昇温時間の短縮化により、ヘミセルロースの分解可能温度に到達した後の反応時間を十分に確保することができる。
また、一次加熱工程に先立って、リグノセルロース系材料を乾燥処理する必要もない。 更に、加熱空気の生成に要する電力量は、同じ温度の過熱水蒸気の生成に要する電力量と比較して格段に低く、昇温時間の短縮化と相まって処理全体(一次加熱工程・二次加熱工程)に要する消費電力量を十分に低くすることができる。
According to the treatment method of the present invention, even if the treatment is performed on an actual production scale by performing the heat treatment (primary heating step) using heated air prior to the heat treatment using the superheated steam (secondary heating step). The temperature (material temperature) in the processing container can be increased to a temperature exceeding 100 ° C. in a short time.
That is, by performing heat treatment with heated air in the primary heating step, moisture in the material can be efficiently evaporated, and when the material is heated with heated air, it occurs when heated with superheated steam. Since no condensed water is generated, the water present in the
Thus, according to the manufacturing method of the present invention in which heat treatment with heated air (primary heating step) is performed, the temperature (material temperature) in the
Further, it is not necessary to dry the lignocellulosic material prior to the primary heating step. Furthermore, the amount of power required to generate heated air is much lower than the amount of power required to generate superheated steam at the same temperature, and coupled with the shortening of the heating time, the entire process (primary heating step / secondary heating step) ) Can be sufficiently reduced in power consumption.
また、二次加熱工程において、処理容器10からの排気温度(Tex)(出口温度)を200〜240℃に制御することにより、処理容器内に仕込まれているすべての材料を、この排気温度(Tex)にほぼ等しい温度(ヘミセルロースを分解可能で、セルロースが分解しない温度)とすることができる。
In the secondary heating step, the exhaust temperature (T ex ) (outlet temperature) from the
更に、排気温度(Tex)が120〜180℃の範囲内の温度(T1 )に到達した時点で、加熱空気による加熱処理(一次加熱工程)から、過熱水蒸気による加熱処理(二次加熱工程)に切り替えること(切替温度(T1 )を120〜180℃の範囲に設定すること)により、材料中に含まれるセルロースを分解することなく、ヘミセルロースを分解除去すること、すなわち、ヘミセルロースを選択的かつ効率的に分解除去することができる。 Furthermore, when the exhaust temperature (T ex ) reaches a temperature (T 1 ) within the range of 120 to 180 ° C., the heat treatment with heated air (primary heating step) to the heat treatment with secondary steam (secondary heating step). ) (The switching temperature (T 1 ) is set in the range of 120 to 180 ° C.), so that the hemicellulose is decomposed and removed without decomposing the cellulose contained in the material, that is, the hemicellulose is selectively used. And can be efficiently decomposed and removed.
<実施例1>
図1に示したような処理装置を使用して、処理容器10(室内寸法:1220mm×2440mm×1220mmH)内に、生竹からなるリグノセルロース系材料300kgを、過熱空気および過熱水蒸気の流路となる隙間を確保できるように縦置きに配置した。
次に、一次加熱工程として、処理容器10内に240〜300℃の加熱空気を導入することによってリグノセルロース系材料を加熱した。なお、この実施例1並びに以下の実施例および比較例において、加熱空気の導入量は55m3 /hとした。
加熱を開始してから1時間経過した時点(このとき、温度センサ60よって測定された排気温度(Tex)は120℃であった)で、二次加熱工程として、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を処理容器10内に導入し、処理容器10からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御部70により過熱器20の電源25を制御しながらリグノセルロース系材料を更に5時間にわたり加熱して処理を完了した。この実施例1並びに以下の実施例および比較例において、過熱水蒸気の導入量は130kg/hとした。
この実施例1により処理した材料および未処理の材料の各々について、示差熱−熱重量同時分析(TG−DTA)を行い、DTG曲線および質量減少率曲線を測定した。未処理の材料についての結果を図2に示し、処理した材料についての結果を図5に示す。
<Example 1>
Using a processing apparatus as shown in FIG. 1, 300 kg of lignocellulosic material made of raw bamboo is placed in a processing vessel 10 (indoor dimensions: 1220 mm × 2440 mm × 1220 mmH) and a flow path of superheated air and superheated steam. It was placed vertically so that a gap could be secured.
Next, as a primary heating step, the lignocellulosic material was heated by introducing heated air of 240 to 300 ° C. into the
At the time when 1 hour has passed since the start of heating (at this time, the exhaust temperature (T ex ) measured by the
For each of the material treated and the untreated material according to Example 1, a differential thermal-thermogravimetric analysis (TG-DTA) was performed, and a DTG curve and a mass reduction rate curve were measured. The results for the untreated material are shown in FIG. 2, and the results for the treated material are shown in FIG.
<実施例2>
実施例1と同様にして、リグノセルロース系材料300kgを処理容器10内に仕込み、下記表1に示す条件に従って、一次加熱工程として、処理容器10内に240〜300℃の加熱空気を導入することによってリグノセルロース系材料を加熱し、加熱を開始してから3時間経過した時点(このとき、温度センサ60よって測定された排気温度(Tex)は150℃であった)で、二次加熱工程として、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を処理容器10内に導入し、処理容器10からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御部70により過熱器20の電源25を制御しながらリグノセルロース系材料を更に3時間にわたり加熱して処理を完了した。
この実施例2により処理した材料について、DTG曲線および質量減少率曲線を測定した。結果を図6に示す。
<Example 2>
In the same manner as in Example 1, 300 kg of lignocellulosic material was charged into the
With respect to the material treated according to Example 2, a DTG curve and a mass decrease rate curve were measured. The results are shown in FIG.
<実施例3>
実施例1と同様にして、リグノセルロース系材料300kgを処理容器10内に仕込み、下記表1に示す条件に従って、一次加熱工程として、処理容器10内に240〜300℃の加熱空気を導入することによってリグノセルロース系材料を加熱し、加熱を開始してから4時間経過した時点(このとき、温度センサ60よって測定された排気温度(Tex)は180℃であった)で、二次加熱工程として、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を処理容器10内に導入し、処理容器10からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御部70により過熱器20の電源25を制御しながらリグノセルロース系材料を更に2時間にわたり加熱して処理を完了した。
この実施例3により処理した材料について、DTG曲線および質量減少率曲線を測定した。結果を図7に示す。
<Example 3>
In the same manner as in Example 1, 300 kg of lignocellulosic material was charged into the
For the material treated according to Example 3, the DTG curve and the mass loss rate curve were measured. The results are shown in FIG.
<比較例1>
実施例1と同様にして、リグノセルロース系材料300kgを処理容器10内に仕込み、下記表1に示す条件に従って、処理容器10内に240〜300℃の過熱水蒸気を導入し、リグノセルロース系材料を6時間にわたり加熱して処理を完了した。
この比較例1は、加熱空気による加熱処理(一次加熱工程)を行わなかった比較例である。この比較例1により処理した材料について、DTG曲線および質量減少率曲線を測定した。結果を図3に示す。
<Comparative Example 1>
In the same manner as in Example 1, 300 kg of lignocellulosic material was charged into the
The comparative example 1 is a comparative example in which the heat treatment with heated air (primary heating step) was not performed. With respect to the material treated according to Comparative Example 1, a DTG curve and a mass reduction rate curve were measured. The results are shown in FIG.
<比較例2>
実施例1と同様にして、リグノセルロース系材料300kgを処理容器10内に仕込み、下記表1に示す条件に従って、処理容器10内に240〜300℃の加熱空気を導入することによってリグノセルロース系材料を加熱し、加熱を開始してから30分間経過した時点(このとき、温度センサ60よって測定された排気温度(Tex)は105℃であった)で、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を処理容器10内に導入し、リグノセルロース系材料を更に5時間30分にわたり加熱して処理を完了した。
この比較例2は、排気温度(Tex)が120℃に達していない段階で、加熱空気による加熱処理から過熱水蒸気による加熱処理に切り替えた比較例である。この比較例2により処理した材料について、DTG曲線および質量減少率曲線を測定した。結果を図4に示す。
<Comparative Example 2>
In the same manner as in Example 1, 300 kg of lignocellulosic material was charged into the
The comparative example 2 is a comparative example in which the heat treatment with heated air is switched to the heat treatment with superheated steam at a stage where the exhaust temperature (T ex ) does not reach 120 ° C. With respect to the material treated according to Comparative Example 2, a DTG curve and a mass reduction rate curve were measured. The results are shown in FIG.
<比較例3>
実施例1と同様にして、リグノセルロース系材料300kgを処理容器10内に仕込み、下記表1に示す条件に従って、処理容器10内に240〜300℃の加熱空気を導入することによってリグノセルロース系材料を加熱し、加熱を開始してから5時間経過した時点(このとき、温度センサ60よって測定された排気温度(Tex)は200℃であった)で、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を処理容器10内に導入し、処理容器10からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御部70により過熱器20の電源25を制御しながらリグノセルロース系材料を更に1時間にわたり加熱して処理を完了した。
この比較例3は、排気温度(Tex)が180℃を超えた後に、加熱空気による加熱処理から過熱水蒸気による加熱処理に切り替えた比較例である。この比較例3により処理した材料について、DTG曲線および質量減少率曲線を測定した。結果を図8に示す。
<Comparative Example 3>
In the same manner as in Example 1, 300 kg of lignocellulosic material was charged into the
In this comparative example 3, after the exhaust temperature (T ex ) exceeds 180 ° C., the heat treatment with heated air is switched to the heat treatment with superheated steam. With respect to the material treated according to Comparative Example 3, a DTG curve and a mass reduction rate curve were measured. The results are shown in FIG.
<比較例4>
実施例1と同様にして、リグノセルロース系材料300kgを処理容器10内に仕込み、下記表1に示す条件に従って、処理容器10内に240〜300℃の加熱空気を導入し、処理容器10からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御部70により過熱器20の電源25を制御しながらリグノセルロース系材料を6時間にわたり加熱して処理を完了した。
この比較例4は、加熱空気による加熱処理のみを行い、過熱水蒸気による加熱処理を行わなかった比較例である。この比較例4により処理した材料について、DTG曲線および質量減少率曲線を測定した。結果を図9に示す。
<Comparative Example 4>
In the same manner as in Example 1, 300 kg of lignocellulosic material was charged into the
The comparative example 4 is a comparative example in which only the heat treatment with heated air is performed and the heat treatment with superheated steam is not performed. With respect to the material treated according to Comparative Example 4, a DTG curve and a mass reduction rate curve were measured. The results are shown in FIG.
<実施例4>
下記表1に示す要件に従って、二次加熱工程における加熱時間を4時間に変更したこと以外は実施例2と同様にしてリグノセルロース系材料の処理を行った。
この実施例4において、処理容器10からの排気温度(Tex)および材料温度(処理容器10内に配置したリグノセルロース系材料に装着した温度センサにより測定した温度)の経時変化を図10に示す。
図10に示すように、二次加熱工程における排気温度(Tex)と材料温度とはきわめて近似しており、このことは、処理容器10内の何れの位置に配置した材料の温度についても同様であった。
<Example 4>
In accordance with the requirements shown in Table 1 below, the lignocellulosic material was treated in the same manner as in Example 2 except that the heating time in the secondary heating step was changed to 4 hours.
FIG. 10 shows temporal changes in the exhaust temperature (T ex ) from the
As shown in FIG. 10, the exhaust temperature (T ex ) and the material temperature in the secondary heating step are very close to each other, and this is the same for the temperature of the material arranged at any position in the
<比較例5>
下記表1に示す要件に従って、過熱水蒸気による加熱処理時間を7時間に変更したこと以外は比較例1と同様にしてリグノセルロース系材料の処理を行った。
この比較例5において、処理容器10内の材料温度の経時変化を図10に併せて示す。図10に示すように、材料温度は、7時間にわたり100℃を維持していた。
<Comparative Example 5>
In accordance with the requirements shown in Table 1 below, the lignocellulosic material was treated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the heat treatment time with superheated steam was changed to 7 hours.
In this comparative example 5, the time-dependent change of the material temperature in the
実施例1〜3により処理された材料に係るDTG曲線(図5〜図7)は、何れも、ヘミセルロースの分解温度である180〜240℃におけるDTGの値が低く、かつ、セルロースの分解温度である240〜400℃において大きなピークが認められる。このように、実施例1〜3に係る処理方法によれば、ヘミセルロースを選択的かつ効率的に分解除去することができた。 The DTG curves (FIGS. 5 to 7) relating to the materials treated according to Examples 1 to 3 all have low DTG values at 180 to 240 ° C., which is the decomposition temperature of hemicellulose, and the decomposition temperature of cellulose. A large peak is observed at a certain 240 to 400 ° C. Thus, according to the processing methods according to Examples 1 to 3, hemicellulose could be selectively and efficiently decomposed and removed.
これに対して、加熱空気による加熱処理を行わなかった比較例1により処理された材料に係るDTG曲線(図3)、排気温度が120℃に達していない段階で過熱水蒸気による加熱処理に切り替えた比較例2により処理された材料に係るDTG曲線(図4)は、何れも、ヘミセルロースの分解温度である180〜240℃におけるDTGの値が、図5〜図7に示したDTG曲線と比較して高く、比較例1〜2に係る処理方法によっては、材料中に含まれているヘミセルロースを十分に分解することはできなかった。 On the other hand, the DTG curve (FIG. 3) concerning the material processed by the comparative example 1 which did not perform the heat processing by heated air, It switched to the heat processing by superheated steam in the stage where exhaust temperature has not reached 120 degreeC. The DTG curve (FIG. 4) concerning the material processed by the comparative example 2 compares the value of DTG in 180-240 degreeC which is the decomposition temperature of hemicellulose with the DTG curve shown in FIGS. The hemicellulose contained in the material could not be sufficiently decomposed by the treatment methods according to Comparative Examples 1 and 2.
また、排気温度が180℃を超えた後に過熱水蒸気による加熱処理に切り替えた比較例3により処理された材料に係るDTG曲線(図8)、加熱空気による加熱処理のみを行った比較例4により処理された材料に係るDTG曲線(図9)は、何れも、セルロースの分解温度である240〜400℃におけるピークが低く、比較例3〜4に係る処理方法によっては、セルロースまで分解されてしまい、材料中に含まれているヘミセルロースを選択的に分解することはできなかった。 Further, after the exhaust gas temperature exceeded 180 ° C., the DTG curve (FIG. 8) relating to the material treated in Comparative Example 3 switched to the heat treatment with superheated steam, the treatment in Comparative Example 4 in which only the heat treatment with heated air was performed. The DTG curve (FIG. 9) relating to the material made has a low peak at 240 to 400 ° C., which is the decomposition temperature of cellulose, and depending on the treatment method according to Comparative Examples 3 to 4, it is decomposed to cellulose, The hemicellulose contained in the material could not be selectively decomposed.
10 処理容器
20 過熱器
30 コンプレッサ
40 ボイラ
50 三方電磁弁
51 第1流路
52 第2流路
53 共通流路
60 温度センサ
70 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
リグノセルロース系材料を処理容器に仕込む工程と、
前記処理容器に240〜300℃の加熱空気を導入することによってリグノセルロース系材料を加熱する工程と、
前記処理容器からの排気温度(Tex)が、120〜180℃の範囲内の温度(T1 )に到達した時点で、加熱空気に代えて240〜300℃の過熱水蒸気を前記処理容器に導入し、当該処理容器からの排気温度(Tex)が200〜240℃になるように制御しながらリグノセルロース系材料を更に加熱する工程と
を含むことを特徴とするリグノセルロース系材料の処理方法。 A method for treating a lignocellulosic material for decomposing and removing hemicellulose contained in a material,
Charging lignocellulosic material into a processing vessel;
Heating the lignocellulosic material by introducing heated air at 240 to 300 ° C. into the processing vessel;
When the exhaust temperature (T ex ) from the processing container reaches a temperature (T 1 ) within the range of 120 to 180 ° C., superheated steam at 240 to 300 ° C. is introduced into the processing container instead of heated air. And a step of further heating the lignocellulosic material while controlling the exhaust temperature (T ex ) from the processing vessel to be 200 to 240 ° C.
リグノセルロース系材料が仕込まれる処理容器と、
前記処理容器に導入する加熱空気および過熱水蒸気を生成する過熱器と、
加熱空気を生成させるために前記過熱器に空気を供給するコンプレッサと、
過熱水蒸気を生成させるために前記過熱器に水蒸気を供給するボイラと、
第1流路を介して前記コンプレッサと接続し、第2流路を介して前記ボイラと接続し、共通流路を介して前記過熱器と接続し、前記コンプレッサおよび前記ボイラの何れか一方を前記過熱器に接続させるよう切り替える三方電磁弁と、
前記処理容器からの排気温度(Tex)を測定する温度センサと、
前記温度センサによって測定された排気温度(Tex)に応じて前記過熱器の電源のオン・オフ制御を行うとともに、測定された排気温度(Tex)が120〜180℃の範囲内の温度(T1 )より低いときには、前記第1流路を開いて前記コンプレッサを前記過熱器に接続させ、測定された排気温度(Tex)が温度(T1 )に到達した後には、前記第2流路を開いて前記ボイラを前記過熱器に接続させるように、前記三方電磁弁を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とするリグノセルロース系材料の処理装置。 A processing apparatus used for carrying out the processing method according to claim 1, comprising:
A processing container charged with lignocellulosic material;
A superheater that generates heated air and superheated steam to be introduced into the processing vessel;
A compressor for supplying air to the superheater to generate heated air;
A boiler for supplying steam to the superheater to generate superheated steam;
Connected to the compressor via a first flow path, connected to the boiler via a second flow path, connected to the superheater via a common flow path, and either the compressor or the boiler was connected to the boiler A three-way solenoid valve that switches to connect to the superheater,
A temperature sensor for measuring an exhaust temperature (T ex ) from the processing container;
The superheater is turned on / off according to the exhaust gas temperature (T ex ) measured by the temperature sensor, and the measured exhaust gas temperature (T ex ) is within a range of 120 to 180 ° C. When lower than T 1 ), the first flow path is opened to connect the compressor to the superheater, and after the measured exhaust temperature (T ex ) reaches the temperature (T 1 ), the second flow A controller that controls the three-way solenoid valve to open a path and connect the boiler to the superheater;
An apparatus for processing a lignocellulosic material, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012042648A JP5843394B2 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Method and apparatus for processing lignocellulosic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012042648A JP5843394B2 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Method and apparatus for processing lignocellulosic material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013176922A JP2013176922A (en) | 2013-09-09 |
| JP5843394B2 true JP5843394B2 (en) | 2016-01-13 |
Family
ID=49269093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012042648A Active JP5843394B2 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Method and apparatus for processing lignocellulosic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5843394B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104929334A (en) * | 2015-06-09 | 2015-09-23 | 安徽森泰木塑科技地板有限公司 | Waterproof panel and manufacturing method thereof |
| CN120191915B (en) * | 2025-03-18 | 2026-03-27 | 广东工业大学 | A high-specific-capacity, high-rate biomass-based hard carbon anode material, its preparation method and application |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3305054B2 (en) * | 1993-08-25 | 2002-07-22 | 株式会社日阪製作所 | Method for producing wood fiber molded body |
| FR2751580B1 (en) * | 1996-07-26 | 1998-10-16 | N O W New Option Wood | WOOD RETIFICATION PROCESS |
| JP2002130939A (en) * | 2000-10-26 | 2002-05-09 | Yoshimasa Nagai | Method for drying wood and drier |
| JP2003053712A (en) * | 2001-08-20 | 2003-02-26 | Hisaka Works Ltd | Method and apparatus for producing consolidation material |
| JP4081579B2 (en) * | 2001-09-14 | 2008-04-30 | 愛知県 | Lignocellulosic material and use thereof |
| JP2006110883A (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Kyoritsu Kogyo Kk | Method and apparatus for drying wood |
| JP2009172787A (en) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Xyence Corp | Method for producing heat-treated lumber |
| JP2010030081A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Method for reforming lumber |
| JP5864078B2 (en) * | 2010-02-12 | 2016-02-17 | 奈良県 | Manufacturing method of kneading type WPC |
-
2012
- 2012-02-29 JP JP2012042648A patent/JP5843394B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013176922A (en) | 2013-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE0801365L (en) | Process and apparatus for the production of dry-refined lignocellulosic material | |
| CN105783427A (en) | Microwave vacuum drying method achieving staging control | |
| CN105164064A (en) | Method and device for thermal biolysis and dehydration of biomass | |
| KR20130125990A (en) | Method and apparatus for drying conifer wood using superheated steam and wood dried thereby for a korean-style house | |
| CN105773766B (en) | A kind of drying of wood and heat modification combination treatment method and device | |
| CN107166896B (en) | An Ultrasonic Assisted Drying System | |
| JP5843394B2 (en) | Method and apparatus for processing lignocellulosic material | |
| DE102011087794A1 (en) | Food treatment device with pressurizable treatment room | |
| RU2017112964A (en) | SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING BIOMASS | |
| WO2018096663A1 (en) | Biomass raw material decomposition device, and method for producing biomass pellet fuel | |
| CN201357467Y (en) | Microwave -vacuum drying carbonizing device for wood | |
| CN107631574A (en) | Anti-deformation timber drier | |
| CN106035758A (en) | Method for processing compressed tea | |
| CN103538132A (en) | Method for directly carbonizing wet timber | |
| CN103788970B (en) | A kind of drying of wood charing integrated device and drying, charing method | |
| JP2011152679A (en) | Method for producing woody board and woody board | |
| CN204240723U (en) | Baking oven | |
| CN202229534U (en) | Antiseptic treatment and maintenance device for garden wood products | |
| Kuznetsov et al. | Influence of biomass type on its characteristics of convective heating and dehydration | |
| CN203790320U (en) | Equipment for steaming, cooling and drying ginseng | |
| CN106164227A (en) | It is the method for at least one charcoal by Biomass | |
| CN211120501U (en) | Drying device of nanometer heat insulation felt | |
| JP2001260105A (en) | Method and apparatus for drying wood | |
| FI20165470A7 (en) | Method for producing chemical pulp in a pulp mill digester | |
| CN102903482A (en) | Self-heating device for on-side transformer oil treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141204 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151009 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151116 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151116 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5843394 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |