2019 Fiscal Year Research-status Report
Application of Multi Layer Static Pile Forced Aeration Reactor for Effective Bio-drying
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19K12378
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
金子 栄廣 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60177524)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 生物乾燥 / 生物系廃棄物 / 多段静置通気型反応器 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.実験装置の制作と模擬廃棄物を用いた乾燥実験
まず，実験室規模の多段静置通気型反応器を制作し，試運転を行って本研究の目的を達するのに必要なデータが得られることを確認した。
次いで，ドッグフードと木くずの混合物（乾燥重量比１：２,初期含水率65％）を模擬廃棄物とした乾燥実験を行った。本年度は，多段に充填した材料について「定期的に最下部の材料が乾燥した時点でこれを取出して最上部に新たな材料を追加する」場合と「同じ反応器を用いるが材料の交換は行わない」場合について，通気量や温度は同じに設定した実験を行った。その結果，定期的に材料の取出しと追加を行った方が，「最上部すなわち排気の温度を高く維持でき，同じ時間でより多くの水分を蒸発させることができること」ならびに「同じ処理時間で比べると取出しと追加を行う方がより含水率の低い製品が取り出せること」が明らかとなった。これにより，本研究着手時にはアイデアとして構想していたことが実証できた。そこで，本年度の研究成果を学術論文にまとめ，次年度には学会誌等に投稿する予定である。
２．シミュレーションプログラムの構築
本年度は，まず過去に構築した静置通気型反応器（交換なし）による生物乾燥シミュレーションプログラムについて，使い勝手を良くするための改良を行った。改良後のプログラムとその導入マニュアルは研究者のホームページで公開した。また，このプログラムをもとに多段型静置通気反応器（交換あり）による生物乾燥シミュレーションプログラムを構築した。妥当な計算結果が得られるかどうかを次年度にかけて検証する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時に初年度の計画として記載した２つの事項，すなわち「実験装置の制作から模擬廃棄物を用いた実験の実施」ならびに「多段静置通気型反応器による乾燥過程シミュレーションプログラムの作成」を概ね達成できた。
特に，実験に関する内容に関しては，申請時には構想のみであった多段静置通気反応器の有用性を実証することができた。このことにより，今後，本研究を継続し発展させることの重要性が示された。
また，シミュレーションプログラムの構築に関しては，前身である材料交換を行わない静置通気型反応器を用いた場合のシミュレーションプログラムをベースに，材料交換を定期的に行う場合にも対応できるよう新たなプログラムを構築した。現時点ではこのプログラムによるシミュレーション結果の妥当性を検証するには至っていないが，２年度目には乾燥実験の結果とシミュレーション結果を比較することで妥当性を明らかにする予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.様々な材料条件，運転管理条件下での乾燥実験
初年度で有用なデータを得るのに必要な実験装置をほぼ作成することができたので，適宜装置に改良を加えながら，初期含水率や材料組成などの材料条件，あるいは，通気量，温度，材料交換時期などの運転管理条件を変えた乾燥実験を行い，生物乾燥を効率よく行うための条件について検討を進める。
2.シミュレーションプログラムの完成とこれを用いた高効率生物乾燥条件の検討
多段静置通気型反応器（材料交換あり）を用いた生物乾燥過程のシミュレーションプログラムは概ね完成した。今後は，まずシミュレーション結果の妥当性について実験結果と比較しながら検証し，より精度の高いシミュレーションが行えるようにプログラムやその中で用いている数理モデルやパラメータを見直し，シミュレーションプログラムを完成させる。
さらに，完成したプログラムを用い，材料条件や運転管理条件を様々に変えてシミュレーションを行い，高効率な生物乾燥を行うための最適運転管理条件について検討する。
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| Causes of Carryover |
理由：当初，物品費，旅費およびその他経費を計上していたが，初年度では実験に必要な物品購入を優先させていただいた。その後，研究発表のため廃棄物資源循環学会（仙台）への出張旅費を支出するつもりであったが，残額が出張に必要な額よりも少なくなっていたため出張費用は法人運営費で賄うこととした。代わりに残額を次年度を見越した物品購入に充てたが，次年度使用額が発生してしまった。
使用計画：実験は次年度においても継続的に行うので，これに必要な物品の購入に充てる。また，現在執筆を始めている論文が今年度中に掲載されることとになった場合には論文投稿料に充てる予定である。
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| Remarks |
材料の交換を行わない場合の好気微生物反応をシミュレーションするプログラムが完成したので，これを公開した。
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