新しい焙煎プロセスにより、バイオマスの輸送コストが削減される
フラウンホーファーIGBの研究者らは、オリーブのバイオマスを活用するための改良型熱分解プロセスを開発した。
スペインにあるパイロットプラントでは、オリーブオイル生産で発生する廃棄物を、独自の熱分解プロセスを用いて処理しています。これにより、バイオマスの輸送コストを削減するとともに、副産物としてグリーンケミカルを生産しています。
これにより、廃棄物の処理が可能となり、バイオ燃料とグリーンケミカルを同時に生産することで、廃棄物の二重利用が実現します。
EUが資金提供したSteamBioプロジェクトを通じて開発されたこの新しい熱分解プロセスにより、軽量で燃焼特性が向上した熱分解バイオマスが得られる。
ドイツ・シュトゥットガルトにあるフラウンホーファー界面工学・バイオテクノロジー研究所（IGB）の研究者らは、欧州4カ国からの10のプロジェクトパートナーと共同で、この新しい熱分解プロセスを開発した。
フラウンホーファーIGBの熱・吸着システムグループマネージャー、アントワーヌ・ダリバール氏は『Olive Oil Times』に対し次のように語った。「得られたバイオマスは高発熱量の材料であり、バイオ燃料として利用可能である。輸送効率化のために容易に粉砕でき、疎水性であるため湿潤環境下でも貯蔵が可能だ。
「このプロセスは非常に興味深い」と彼は述べ、「廃棄物を処理し、バイオ燃料とグリーンケミカルの同時生産を通じて二重利用が可能になるからだ」と付け加えた。
これまで、これらの化学物質は天然ガスや原油から製造されてきた。フラウンホーファーIGBのウェブサイト上で、ダリバール氏は次のように述べている。「多くのバイオマス材料の場合、プラットフォーム化学物質がもたらす利益は極めて大きく、それだけで熱分解プロセス全体の費用を賄うことができる。」
SteamBioプロジェクトは、安価で豊富なバイオマスを産業利用に広く適したものとするという欧州環境政策の目標を達成するため、バイオマスの品質、安定性、貯蔵性、エネルギー密度に関する課題に対処するために着手された。
この新しい熱分解プロセスは当初、輸送が重く、保管が難しく、腐敗しやすい木材チップを、輸送や保管に適した形態に変えるために開発された。
今年1月、この新しい熱分解チャンバーのパイロット施設がスペインに移設された。そこで熱分解処理されるバイオマスには、オリーブオイル生産の廃棄物に加え、松、オーク、ブナの木材、およびブドウ園の剪定枝が含まれる。
熱分解自体は新しい技術ではありませんが、この新しい熱分解プロセスの特徴は、バイオマスに含まれる水分や熱分解によって生じる気体状の生成物が熱分解チャンバー内に保持され、プロセス媒体となる点にあります。
熱分解チャンバー内には酸素が存在しないため、高品質のバイオマスが得られ、爆発のリスクも排除されます。華氏390度から482度の温度範囲でバイオマスを乾燥させ、低沸点の有機化合物を揮発させます。
このプロセス中に、セルロースやリグニンとともにバイオマスの 3 大成分であるヘミセルロースが除去されます。
セルロースとリグニンは固体状態のまま残り、ヘミセルロースは気体へと変化します。凝縮器を用いてこの気体を捕捉し、冷却して液体として回収します。
「この凝縮液（液体）は、グリーンケミカルに使用されます」と、ダリバード氏は回収された気化したヘミセルロースについて述べた。
ヘミセルロースを除去することで、熱分解バイオマスの重量が大幅に減少し、発熱量が向上し、反応性の高い粉末に粉砕するのに適したものとなる。
バイオマス粉末は表面積が大きく、塊状のものよりも反応性が高い。エネルギー用途では、石炭粉と混合して石炭火力発電所の燃焼システムに供給することができる。また、同じ燃焼システムを維持したまま、石炭を熱分解バイオマスに置き換えることも可能である。
今月初め、フラウンホーファーIGBの研究者らは、ドイツのフランクフルト・アム・マインで開催されたACHEMA 2018見本市において、新型熱分解チャンバーのパイロットモデル施設を披露した。
「SteamBioプロジェクトで実証された技術には大きな関心が寄せられました」と、ダリバード氏はOlive Oil Timesに語った。
「この同じ技術は、畜産からの固形糞尿や固形消化残渣といった他の廃棄物の処理にも応用可能です」と彼は述べた。