有機性廃棄物の炭化による再利用と炭素循環に関する研究

リサイクルされていない有機性廃棄物を従来のように埋立処分や焼却処分せずに,炭素材料に変換し,再利用すると,埋立地の寿命を延ばし,炭素材料中の炭素含有量に相当する二酸化炭素の排出量を低減することができる。一方,得られた炭素材料をゴムやプラスチックなどに添加すれば,高機能性複合材料へと変換することも可能である。つまり,地球環境保護という視点から,各種産業や一般の生活から排出される廃棄物を異なる産業における有価物に転換し再利用する循環型社会とすることが望ましい。本研究では,有機性廃棄物のゼロエミッション化を指向し,(1)炭化過程,(2)炭素利用過程,(3)炭素循環過程,に関する研究および技術開発を行った。コーヒー豆粕,モミ殻,焼酎蒸留残渣,小麦粕(ふすま)などの農業・食品廃棄物の再資源化技術の開発を行うために,廃棄物から炭素材料の製造を行い,得られた炭素材料の物性を測定した。その結果,炭素材料の収率はいずれの廃棄物でも炭化温度の増大にともない低下した。灰分は廃棄物の種類により差が認められ,特にコーヒー豆粕は最も低値となり炭素原料として優れていることがわかった。また,炭化温度が高温であるほど揮発分は減少し,固定炭素は増大した。比表面積の指標となるヨウ素吸着量も廃棄物の種類と炭化温度により差が認められた。さらに廃棄物由来の炭化物の利用法の一つとしてゴム材料への添加について検討した。一般にゴムの製造には,補強材としてカーボンブラックが添加されているが,この代替材料として廃棄物由来の炭素材料を用いてゴムを製造し,それらの物性を測定した。SBR100部に対して炭素を50部配合したが,混練時の分散および練り具合など,製造時の問題点は特になかった。また,引張強さを要求しない,たとえば自動車用カーペットや歩道橋の滑り止めに適用できることが明らかになった。

リサイクルされていない有機性廃棄物を従来のように埋立処分や焼却処分せずに,炭素材料に変換し,再利用すると,埋立地の寿命を延ばし,炭素材料中の炭素含有量に相当する二酸化炭素の排出量を低減することができる。一方,得られた炭素材料をゴムやプラスチックなどに添加すれば,高機能性複合材料へと変換することも可能である。つまり,地球環境保護という視点から,各種産業や一般の生活から排出される廃棄物を異なる産業における有価物に転換し再利用する循環型社会とすることが望ましい。本研究では,有機性廃棄物のゼロエミッション化を指向し,(1)炭化過程,(2)炭素利用過程,(3)炭素循環過程,に関する研究および技術開発を行った。コーヒー豆粕,モミ殻,焼酎蒸留残渣,小麦粕(ふすま)などの農業・食品廃棄物の再資源化技術の開発を行うために,廃棄物から炭素材料の製造を行い,得られた炭素材料の物性を測定した。その結果,炭素材料の収率はいずれの廃棄物でも炭化温度の増大にともない低下した。灰分は廃棄物の種類により差が認められ,特にコーヒー豆粕は最も低値となり炭素原料として優れていることがわかった。また,炭化温度が高温であるほど揮発分は減少し,固定炭素は増大した。比表面積の指標となるヨウ素吸着量も廃棄物の種類と炭化温度により差が認められた。さらに廃棄物由来の炭化物の利用法の一つとしてゴム材料への添加について検討した。一般にゴムの製造には,補強材としてカーボンブラックが添加されているが,この代替材料として廃棄物由来の炭素材料を用いてゴムを製造し,それらの物性を測定した。SBR100部に対して炭素を50部配合したが,混練時の分散および練り具合など,製造時の問題点は特になかった。また,引張強さを要求しない,たとえば自動車用カーペットや歩道橋の滑り止めに適用できることが明らかになった。