(57)【要約】【課題】本発明は廃グリセリンからＢＤＦ製造時の反応触媒に用いる水酸化ナトリウムを回収し、グリセリンの純度を高める処理手順を導入し、ＢＤＦ生産に係る事業コストの低減、グリセリンの有効活用を図ることを目的とする。【解決手段】本発明のグリセリン精製方法は、廃食用油から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させる工程（Ｓ１）と、この水を懸濁した廃グリセリンに金属塩を混合させて不溶性沈殿物を得る工程（Ｓ２）と、この不溶性沈殿物を除去する工程（Ｓ３）と、この不溶性沈殿物を除去した、ろ液を吸着レジンに通し有機性不純物を吸着除去する工程（Ｓ４）と、この吸着除去後の水溶液をイオン交換樹脂に通し、含まれるイオン性物質をイオン交換反応により除去する工程（Ｓ５）と、高純度のグリセロールを抽出する工程（Ｓ６）と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃食用油から高純度のグリセリンを精製する方法において、
上記廃用食油から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させる工程と、
上記水を懸濁した廃グリセリンに金属塩を混合させて不溶性沈殿物を得る工程と、
上記不溶性沈殿物を除去する工程と、
上記不溶性沈殿物を除去したろ液を吸着レジンに通し有機性不純物を吸着除去する工程と、
上記吸着除去後の水溶液をイオン交換樹脂に通し、含まれるイオン性物質をイオン交換反応により除去し、高純度のグリセロールを抽出する工程と、
を備えたことを特徴とするグリセリン精製方法。
【請求項２】
上記金属塩として塩化カルシウムを用いることを特徴とする請求項１に記載のグリセリン精製方法。
【請求項３】
上記金属塩として塩化マグネシウムを用いることを特徴とする請求項１に記載のグリセリン精製方法。
【請求項４】
廃食用油から高純度のグリセリンを精製する装置において、
上記廃用食油から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させ、上記水を懸濁した廃グリセリンに金属塩を混合させて不溶性沈殿物を得るためのミキサーを備えたタンクと、
上記不溶性沈殿物を除去したろ液より有機性不純物を吸着除去する吸着レジンカートリッジと、上記吸着除去後の水溶液に含まれるイオン性物質をイオン交換反応により除去するイオン交換樹脂カートリッジとを有し、高純度のグリセロールを抽出するユニット部と、
を備えたことを特徴とするグリセリン精製装置。
【請求項５】
上記金属塩として塩化カルシウムを用いることを特徴とする請求項３に記載のグリセリン精製装置。
【請求項６】
上記金属塩として塩化マグネシウムを用いることを特徴とする請求項３に記載のグリセリン精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、廃食用油等から高純度のグリセリンを精製するグリセリン精製方法及びグリセリン精製装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃食用油等を用いたバイオディーゼル燃料（BDF  ;Bio Diesel Fuel）の製造は比較的単純な化学反応の応用であるが、その製造過程の制御により精製されるＢＤＦの品質や生産効率、ひいては製造コストが左右される。
【０００３】
一方、ＢＤＦ製造に伴う副産物であるグリセリンは、現在のところは産業廃棄物として扱われており、事業収支的には廃棄コストに反映する。また、ゼロエミッションを謳うバイオ燃料にとって、この廃グリセリンの活用法が嘱望されている。
【０００４】
ここで、例えば、特許文献１では、食塩を有する水を電気分解して得られた強アルカリ性環元水を廃食用油及び／又は化石燃料廃用油に加え、化学反応によって天然グリセリン又は合成グリセリンを抽出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１４９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したとおり、従来のＢＤＦ生産法では、副産物として生じる強アルカリ性のグリセリン廃液は、産業廃棄物として焼却廃棄されている。この量は、ＢＤＦ生産量のおよそ１０〜２０％にも相当するため、多大な廃棄コストにつながる。更に、温室効果ガスの規制が強まる中、グリセリン焼却に伴う炭酸ガス発生は、より一層問題視される。
【０００７】
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、廃グリセリンからＢＤＦ製造時の反応触媒に用いる水酸化ナトリウムを除去し、グリセリンの純度を高める処理手順を導入し、ＢＤＦ生産に係る事業コストの低減、グリセリンの有効活用を図るグリセリン精製方法及びグリセリン精製装置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】
【０００８】
上述技術的な課題を解決するため、本発明のグリセリンの精製方法は、廃食用油から高純度のグリセリンを精製する方法において、上記廃食用油から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させる工程と、この水を懸濁した廃グリセリンに金属塩を混合させて不溶性沈殿物を得る工程と、不溶性沈殿物を除去する工程と、この不溶性沈殿物を除去したろ液を吸着レジンに通し有機性不純物を吸着除去する工程と、この吸着除去後の水溶液をイオン交換樹脂に通し含まれるイオン性物質をイオン交換反応により除去し高純度のグリセロールを抽出する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のグリセリン精製装置は、廃食用油から高純度のグリセリンを精製する装置において、上記廃食用油から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させ、この水を懸濁した廃グリセリンに金属塩を混合させて不溶性沈殿物を得るためのミキサー２を備えたタンクと、不溶性沈殿物を除去したろ液より有機性不純物を吸着除去する吸着レジンカートリッジと、この吸着除去後の水溶液に含まれるイオン性物質をイオン交換反応により除去するイオン交換樹脂カートリッジとを有し高純度のグリセロールを抽出するユニット部３とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るグリセリン精製方法及び装置によれば、廃グリセリンからＢＤＦ製造時の反応触媒に用いる水酸化ナトリウムを除去し、グリセリンの純度を高める処理手順を導入することで、ＢＤＦ生産に係る事業コストの低減、グリセリンの有効活用を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るグリセリン精製方法の処理手順を示す図。
【図２】本発明の一実施形体に係るグリセリン精製装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のグリセリン精製方法及び装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明のグリセリン精製方法及び装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１３】
本発明では、廃グリセリンからＢＤＦ製造時の反応触媒に用いる水酸化ナトリウムを除去し、グリセリンの純度を高める処理手順を導入することを特徴とする。これにより、ＢＤＦ生産にかかる事業収支への貢献と、グリセリンの有効活用を実現する。即ち、触媒に用いられるアルカリの除去、グリセリンの濃縮・高純度化を達成することで、これまで産業廃棄物として廃棄されていた廃グリセリンから高純度グリセリンを取得し、付加価値をつけた商品材料として再生することを可能とする。このように、廃棄コストに繋がっていたグリセリンを再資源化することで、ＢＤＦ生産における事業収支を改善できる。以下では、本発明の一実施形態について詳述する。
【００１４】
図１には本発明の一実施形体に係るグリセリン精製方法の処理手順を示す。この実施の形態では、廃グリセリンから高純度のグリセリンを精製する為に、ＢＤＦ生産に伴う廃グリセリンから、反応触媒として使われる水酸化ナトリウムを化学的に除去し、更に未反応原料を吸着除去することで、主成分であるグリセロールの純度を高める。そして、これら一連の処理手順を以下のように一体化させる。
【００１５】
廃グリセリン中から精製グリセリンを取得するためには、不純物である脂肪酸や金属イオン、その他の不純物を除去する必要がある。そのために、廃食用油等から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させる（Ｓ１）。
【００１６】
しかし、廃グリセリンを水に懸濁させた場合、溶液はイオン交換樹脂、吸着樹脂等の処理に耐える流動性を示さないことから、そのままでは、容易に金属イオン除去、或いは有機性不純物の除去を行うことが困難となる。そこで、脂溶性不純物の除去を行うことを目的に、混入している脂肪酸の簡便な除去方法を導入する。
【００１７】
すなわち、廃グリセリンに水を懸濁した後、ここに金属塩を更に混合する。これにより不溶性沈殿物を得る（Ｓ２）。ここで、この金属塩としては、塩化カルシウムや塩化マグネシウム等の塩化物その他の「にがり」を個体又は溶液状で懸濁液に混合してよい。最も広い概念では、金属塩を混合させることで不溶性沈殿物を得ることができる。
【００１８】
続いて、不溶性沈殿物を除去する（Ｓ３）。この不溶性沈殿物には金属石鹸なども含まれており、最利用可能となる。続いて、ろ液を吸着レジンに通し有機性不純物の吸着除去を行い（Ｓ４）、更にイオン交換樹脂に通し、含まれるイオン性物質（即ち、廃グリセリン中に含まれるナトリウムイオン、並びに沈澱生成のために加えたカルシウムイオン、及び塩化物イオン等）をイオン交換反応により除去する（Ｓ５）。こうして、イオン交換された後の水溶液を高純度グリセロールを含むものとして抽出し（Ｓ６）、処理を終了する。
【００１９】
更に、ろ過した沈殿物を塩酸で再抽出することで、高純度の脂肪酸を得ることもできることは勿論である。
【００２０】
以上の処理によれば、廃グリセリン中に含まれる脂肪酸が不溶物として回収、再利用することが可能となり、一方、可溶物からイオン交換、吸着、抽出等の方法によりイオン性不純物を除去することで、容易に高純度のグリセロール水溶液を得る。この手順によれば廃グリセリンから高純度グリセロール、高純度脂肪酸、高純度金属イオンを段階的に精製取得することができる。
【００２１】
図２には、グリセリン精製方法を実施するグリセリン精製装置の構成図である。
この図２に示されるように、本装置は、ミキサー２を備えたタンク１と、吸着レジンカートリッジ３ａとイオン交換樹脂カートリッジ３ｂを備えたユニット部３と、生成グリセロールを回収する回収タンク４を有している。そして、水流により廃グリセリンを分散させアルカリ除去、未反応物除去を一連の行程で行うよう構成されている。
【００２２】
このような構成において、廃食用油等から得たメタノール留去済みの廃グリセリン水溶液をタンク１に入れて、更に加水してミキサー２により懸濁させる。続いて、廃グリセリンに水を懸濁した後、ここに塩化カルシウムを個体又は溶液状で加え、ミキサー２によりこれらを混合する。これにより、不溶性沈殿物を得る。尚、塩化カルシウムに代えて、塩化マグネシウムその他の「にがり」を懸濁液に混合するようにしてもよい。より広い概念では、「金属塩」を混合させることで不溶性沈殿物を得ることができる。この不溶性沈殿物には金属石鹸などが含まれており、再利用が可能となる。
【００２３】
続いて、不溶性沈殿物を除去した後、ユニット部３において、ろ液を吸着レジンカートリッジ３ａに通し有機性不純物の吸着除去を行い、更にイオン交換樹脂カートリッジ３ｂに通し、含まれるイオン性物質（即ち、廃グリセリン中に含まれるナトリウムイオン、並びに沈澱生成のために加えたカルシウムイオン、及び塩化物イオン等）をイオン交換反応により除去する。イオン交換樹脂カートリッジ３ｂは使用頻度に応じて適宜交換する。
【００２４】
こうして、イオン交換された後の水溶液は、高純度グリセロールを含むものとして抽出され、回収タンク４により回収される。精製された高純度のグリセロールは、化学品原料や食品原料として用いることができる。
【００２５】
以上詳述したように、本発明の一実施形態に係るグリセリンの精製方法は、廃食用油から高純度のグリセリンを精製する方法において、上記廃食用油から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させる工程と、この水を懸濁した廃グリセリンに金属塩を混合させて不溶性沈殿物を得る工程と、不溶性沈殿物を除去する工程と、この不溶性沈殿物を除去したろ液を吸着レジンに通し有機性不純物を吸着除去する工程と、この吸着除去後の水溶液をイオン交換樹脂に通して、含まれるイオン性物質をイオン交換反応により除去し、高純度のグリセロールを抽出する工程とを備えたことを特徴とする。そして、この金属塩として、塩化カルシウム、塩化マグネシウムその他の所謂「にがり」を用いることができる。
【００２６】
また、本発明の一実施形態に係るグリセリン精製装置は、廃食用油から得た高純度のグリセリンを精製する装置において、上記廃食用油から得たメタノール留去済みの廃グリセリンに加水して懸濁させ、上記水を懸濁した廃グリセリンに金属塩を混合させて不溶性沈殿物を得るためのミキサー２を備えたタンク１と、上記不溶性沈殿物を除去し、ろ液より有機性不純物を吸着除去する吸着レジンカートリッジ３ａと、この吸着除去後の水溶液に含まれるイオン性物質をイオン交換反応により除去するイオン交換樹脂カートリッジ３ｂとを有し、高純度のグリセロールを抽出するユニット部３と、を備えたことを特徴とする。そして、この金属塩として塩化カルシウム、塩化マグネシウムその他の所謂「にがり」を用いることができる。
【００２７】
従って、本発明の一実施形態によれば、廃グリセリンからＢＤＦ製造時の反応触媒に用いる水酸化ナトリウムを除去し、グリセリンの純度を高める処理手順を導入し、ＢＤＦ生産に係る事業コストの低減、グリセリンの有効活用を図ることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  タンク
２  ミキサー
３  ユニット部
３ａ  吸着レジンカートリッジ
３ｂ  イオン交換樹脂カートリッジ
４  回収タンク
【図１】
2010180158.tif 000003
【図２】
2010180158.tif 000004