(57)【要約】【課題】粗バイオディーゼル燃料の精製において水による洗浄が不要で、簡単な装置構成で効率的な精製を行うことができるバイオディーゼル燃料製造システム及びバイオディーゼル燃料製造方法を提供する。【解決手段】バイオディーゼル燃料製造システム１は、原料タンク１０と、エステル交換反応装置２０と、アルコールを除去する曝気装置３０と、アルコール除去された粗バイオディーゼル燃料から不純物を除去する不純物除去装置４０と、を備えている。曝気装置３０は、粗バイオディーゼル燃料を貯留し、所定温度に加熱可能に構成され、ガスにより曝気を行う曝気槽３１と、粗バイオディーゼル燃料にガスを供給するガス供給部３２と、ガス供給部３２に接続され、粗バイオディーゼル燃料に曝気するための曝気部３３と、曝気後のガスを冷却し、アルコールを回収する冷却塔３４と、を備えている。【選択図】  図１
2014122317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂原料を貯蔵し、供給するための原料タンクと、
油脂原料にアルコール及び触媒を添加し、エステル交換反応させて粗バイオディーゼル燃料を製造するエステル交換反応装置と、
粗バイオディーゼル燃料にガスを曝気しアルコールを除去する曝気装置と、
アルコールを除去した粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去する第１の不純物除去装置と、
を備えたことを特徴とするバイオディーゼル燃料製造システム。
【請求項２】
前記曝気装置は、油脂原料にガスを曝気し水分を除去可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバイオディーゼル燃料製造システム。
【請求項３】
前記第１の不純物除去装置により粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去した後に、イオン交換樹脂または吸着剤を用いて更に不純物を除去する第２の不純物除去装置を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバイオディーゼル燃料製造システム。
【請求項４】
油脂原料をアルコールによりエステル交換反応させて粗バイオディーゼル燃料を製造するエステル交換反応工程と、
粗バイオディーゼル燃料を精製する精製工程と、
を備えたバイオディーゼル燃料の製造方法において、
前記精製工程は、粗バイオディーゼル燃料をガスで曝気してアルコールを除去する工程と、
アルコールを除去した粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去する工程と、を含むことを特徴とするバイオディーゼル燃料製造方法。
【請求項５】
前記油脂原料が廃食用油である場合に、
前記エステル交換反応工程の前に、前記油脂原料をガスで曝気して水分を除去する工程を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載のバイオディーゼル燃料製造方法。
【請求項６】
前記精製工程は、アルコールを除去した粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去する工程の後に、イオン交換樹脂または吸着剤を用いて更に不純物を除去する工程を含むことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のバイオディーゼル燃料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオディーゼル燃料を製造するバイオディーゼル燃料製造システム及びバイオディーゼル燃料製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、植物性油脂、動物性油脂や廃食用油を原料とし、バイオディーゼル燃料を製造する方法として、油脂原料に過剰のアルコールを添加し、塩基性触媒のもとでエステル交換反応を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１）。エステル交換反応では、脂肪酸エステルと副生成物であるグリセリンが生成する。これからグリセリンを分離除去した脂肪酸エステルからなる粗バイオディーゼル燃料を精製してバイオディーゼル燃料を得る。ここで、粗バイオディーゼル燃料には、未反応のアルコール、触媒成分や少量のグリセリンや不純物が含まれているため、従来、水で洗浄することで不純物を除去する工程が採用されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８２５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、触媒成分や不純物を除去するために水による洗浄を行う際に、大量のアルカリ廃液が出てしまうので、その廃液を処理するために廃水処理設備を導入する必要であった。そして、廃水処理にはコストや処理時間が掛かるという問題もあった。また、アルコール除去に蒸留工程を採用する場合、容器内を減圧するために容器を耐圧構造にする必要があり、装置コストが増大し、小型化が困難であった。
【０００５】
そこで、本発明では、粗バイオディーゼル燃料の精製において水による洗浄が不要で、簡単な装置構成で効率的な精製を行うことができるバイオディーゼル燃料製造システム及びバイオディーゼル燃料製造方法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】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、バイオディーゼル燃料製造システムが、油脂原料を貯蔵し、供給するための原料タンクと、油脂原料にアルコール及び触媒を添加し、エステル交換反応させて粗バイオディーゼル燃料を製造するエステル交換反応装置と、粗バイオディーゼル燃料にガスを曝気しアルコールを除去する曝気装置と、アルコールを除去した粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去する第１の不純物除去装置と、を備えた、という技術的手段を用いる。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、粗バイオディーゼル燃料の精製において、曝気装置により粗バイオディーゼル燃料にガスを曝気することにより、効率的にアルコールを除去することができる。また、蒸留処理のように容器内を減圧する必要がないため、装置コストを低減し、小型化することができる。また、十分なアルコール除去により粗バイオディーゼル燃料に沈殿または浮遊する不純物を第１の不純物除去装置を用いて除去することにより、水による洗浄が不要となるため、多量の排水を生じることない。これにより、環境負荷を小さくすることができる。また、大規模な廃水処理設備が不要であるため、装置コストを低減し、小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のバイオディーゼル燃料製造システムにおいて、前記曝気装置は、油脂原料にガスを曝気し水分を除去可能に構成されている、という技術的手段を用いる。
【０００９】
油脂原料が廃食用油である場合には、水分を多く含有していることが多く、エステル交換反応工程の前に水分を除去する必要がある。請求項２に記載の発明によれば、曝気装置により、廃食用油にガスを曝気し水分を効率的に除去して、エステル交換反応装置に供することができる。また、水分除去を行うための専用の装置を設ける必要がないので、システムのコストを低減し、小型化することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のバイオディーゼル燃料製造システムにおいて、前記第１の不純物除去装置により粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去した後に、イオン交換樹脂または吸着剤を用いて更に不純物を除去する第２の不純物除去装置を備えた、という技術的手段を用いる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、第２の不純物除去装置により、第１の不純物除去装置で除去しきれなかった微量の不純物を除去することができ、高純度のバイオディーゼル燃料を得ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、油脂原料をアルコールによりエステル交換反応させて粗バイオディーゼル燃料を製造するエステル交換反応工程と、粗バイオディーゼル燃料を精製する精製工程と、を備えたバイオディーゼル燃料の製造方法において、前記精製工程は、粗バイオディーゼル燃料をガスで曝気してアルコールを除去する工程と、アルコールを除去した粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去する工程と、を含む、という技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、精製工程において、粗バイオディーゼル燃料をガスで曝気してアルコールを除去する工程を備えているため、効率的にアルコールを除去することができる。また、蒸留処理のように容器内を減圧する必要がないため、装置コストを低減し、小型化することができる。また、十分なアルコール除去により粗バイオディーゼル燃料に沈殿または浮遊する不純物を粗バイオディーゼル燃料から除去する工程を備えているため、水による洗浄が不要となるため、多量の排水を生じることない。これにより、環境負荷を小さくすることができる。また、大規模な廃水処理設備が不要であるため、装置コストを低減し、小型化することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のバイオディーゼル燃料製造方法において、前記油脂原料が廃食用油である場合に、前記エステル交換反応工程の前に、前記油脂原料をガスで曝気して水分を除去する工程を更に備えた、という技術的手段を用いる。
【００１５】
油脂原料が廃食用油である場合には、水分を多く含有していることが多く、エステル交換反応工程の前に水分を除去する必要がある。請求項５に記載の発明によれば、エステル交換反応工程の前に、油脂原料をガスで曝気して水分を除去する工程を更に備えているので、廃食用油が含有する水分を効率的に除去して、エステル交換反応工程に供することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載のバイオディーゼル燃料製造方法において、前記精製工程は、アルコールを除去した粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去する工程の後に、イオン交換樹脂または吸着剤を用いて更に不純物を除去する工程を含む、という技術的手段を用いる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、アルコールを除去した粗バイオディーゼル燃料から沈殿または浮遊する不純物を除去する工程の後に、イオン交換樹脂または吸着剤を用いて更に不純物を除去する工程を行うことにより、先の工程で除去しきれなかった微量の不純物を除去することができ、高純度のバイオディーゼル燃料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バイオディーゼル燃料製造システムの構成を示す模式図である。
【図２】曝気装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のバイオディーゼル燃料製造システムについて、図を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、バイオディーゼル燃料製造システム１は、油脂原料を貯蔵し、供給するための原料タンク１０と、油脂原料にアルコール及び触媒を添加し、エステル交換反応させて粗バイオディーゼル燃料を製造するエステル交換反応装置２０と、粗バイオディーゼル燃料にガスを曝気しアルコールを除去する曝気装置３０と、アルコール除去された粗バイオディーゼル燃料から不純物を除去する不純物除去装置４０と、を備えている。
【００２１】
原料タンク１０は公知の貯蔵タンクを用いることができ、固形の不純物除去を行うフィルター１１を介して曝気装置３０に送液可能に接続されている。
【００２２】
エステル交換反応装置２０は、エステル交換反応を行うために油脂原料に添加するアルコールと触媒とを混合調整して供給するアルコール・触媒供給装置２１と、エステル交換反応を行う反応装置本体２２と、エステル交換反応の副生成物であるグリセリンを分離除去する分離装置２３と、を備えている。本実施形態では、エステル交換反応装置２０は、下流側に向かってアルコール・触媒供給装置２１、反応装置本体２２、分離装置２３の順に接続されている。
【００２３】
本実施形態では、反応装置本体２２は、油脂原料を貯留し、所定の温度条件で攪拌して反応させるバッチ式の攪拌槽からなるものを用いる。また、所定の反応温度に加熱可能に構成された流通式の反応管からなり、油脂原料を連続的に供給して、反応を起こしながら分離層に送液する構成のスタティックミキサーを用いることもできる。
【００２４】
本実施形態では、分離装置２３は、静置により分離する分離槽を用いる。分離槽は、エステル交換反応の副生成物を含む分離下層を分離槽下部から外部に排出し、粗バイオディーゼル燃料である分離上層を曝気装置３０に送液可能に構成されている。なお、分離装置２３として、遠心分離により粗バイオディーゼル燃料とグリセリンとを分離する構成を採用することもできる。
【００２５】
曝気装置３０は、粗バイオディーゼル燃料を貯留し、ヒーターなどの加熱手段を備え所定の温度に加熱可能に構成され、ガスにより曝気を行う曝気槽３１と、粗バイオディーゼル燃料にガスを供給するガス供給部３２と、ガス供給部３２に接続され、粗バイオディーゼル燃料に曝気するための曝気部３３と、曝気後のアルコールまたは水分を含んだガスを冷却し、アルコールまたは水分を回収する冷却塔３４と、を備えている。ここで、曝気槽３１には、撹拌手段を設けることもできる。
【００２６】
ガス供給部３２は、ポンプを用いてガスを送る、ボンベに接続するなど、公知の構成を用いることができる。アルコールまたは水分の除去を効率的に行うためには、供給するガスは、乾燥ガスが好ましい。また、粗バイオディーゼル燃料の酸化を防止するために、窒素ガスなどの不活性ガスを用いることもできる。
【００２７】
曝気部３３は、多孔質材料からなる散気板を好適に用いることができる。また、ガス供給部３２を分岐させて、複数箇所から粗バイオディーゼル燃料にガスを吹き込むなど、十分な曝気ができれば、各種構成を採用することができる。
【００２８】
冷却塔３４は、曝気槽３１上部に設けられたガス排出部３１ａからガスを導入し、公知の冷却方法、例えば、クーラーや冷却媒体を流通させた冷却管などによりガスを冷却する冷却手段３４ａと、アルコールまたは水分を回収、貯留する貯留部３４ｂと、を備えている。ここで、回収したアルコールを再利用するために、貯留部３４ｂをアルコール・触媒供給装置２１に送液可能に接続することもできる。冷却塔３４において冷却されたガスは、再度ガス供給部３２に送り、曝気に用いる構成とすることができる。これによれば、回収しきれずにガス中に微量に残ったアルコールが系外に放出されることはない。また、十分にアルコールを回収することができる場合やアルコールを吸収させるバブリング装置などを経て系外にガスを放出する構成も採用することができる。
【００２９】
不純物除去装置４０は、遠心分離または濾過によりアルコール除去した粗バイオディーゼル燃料中に浮遊または沈殿する不純物を除去する第１不純物除去装置４１と、イオン交換または吸着により第１不純物除去装置４１で除去しきれなかった極微量の触媒とその他の不純物を除去する第２不純物除去装置４２と、精製処理後のバイオディーゼル燃料を貯留する貯留タンク４３と、を備えている。本実施形態では、不純物除去装置４０は、曝気装置３０から粗バイオディーゼル燃料を送液可能に、第１不純物除去装置４１、第２不純物除去装置４２、貯留タンク４３の順に接続されている。
【００３０】
第１不純物除去装置４１は、アルコール除去したバイオディーゼル燃料中に生成し、浮遊または沈殿する不純物を、濾過、遠心分離、膜分離などの物理的分離方法により除去可能に構成されている。
【００３１】
第２不純物除去装置４２は、アルコール除去とそれに続く不純物除去後のバイオディーゼル燃料を、イオン交換樹脂または吸着剤に接触可能に構成されている。第２不純物除去装置４２は、例えば、カラムにイオン交換樹脂または吸着剤を充填し、アルコール除去とそれに続く不純物除去後のバイオディーゼル燃料を通液させる構成や、吸着槽を設け、アルコール除去とそれに続く不純物除去後のバイオディーゼル燃料に吸着剤を添加し、攪拌させる構成、などを採用することができる。
【００３２】
次に、バイオディーゼル燃料の製造方法を説明する。バイオディーゼル燃料の油脂原料として、菜種油、大豆油、パーム油などの植物性油脂、牛脂、魚油などの動物性油脂や廃食用油を用いることができる。ここでは、コスト、環境保護の観点から、廃食用油を油脂原料とする場合について説明する。
【００３３】
本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造方法は、油脂原料の水分や不純物除去を行う前処理工程と、油脂原料を低級アルコールでエステル交換反応させるエステル交換反応工程と、エステル交換反応工程で得られた脂肪酸エステルを精製する精製工程と、を備えている。
【００３４】
前処理工程では、原料タンク１０から油脂原料を供給する際に、フィルター１１により固形の不純物を除去する。廃食用油はバージンオイルに比べ水分を多く含有しているため、エステル交換反応を行う前に脱水を行う必要があるため、曝気装置３０において、脱水処理を行う。
【００３５】
脱水処理は、油脂原料を曝気装置３０の曝気槽３１に送液し、曝気槽３１において常圧下で油脂原料を加熱して、ガス供給部３２により油脂原料中の曝気部３３にガスを供給する。ここで、用いるガスは、油脂原料と反応しないものであればよく、例えば圧縮エアや窒素などを用いることができる。
【００３６】
曝気部３３から油脂原料中に吹き込まれたガスは、多量の微細な気泡（例えば数ミリ以下）となり油脂原料中を上昇する。油脂原料は加熱されて含有する水分の蒸気圧が上昇しているため、気泡が油脂原料中を上昇する間に気泡中に水分が放散され、脱水される。水分を含んだガスは、ガス排出部３１ａから冷却塔３４に導入され、冷却手段３４ａにより冷却されて、貯留部３４ｂにおいて水分が回収、貯留される。
【００３７】
曝気条件は、水分の蒸気圧が高く気泡への放散が起こりやすい温度、気泡発生が十分なガス流量、十分な水分除去が可能な時間とすることが好ましく、油脂原料の種類や含有する水分量に応じて適宜設定可能である。例えば、油脂原料を１気圧における水の沸点である１００℃に加熱し、０．４Ｌ／ｍｉｎの乾燥エアを１時間導入する。
【００３８】
曝気部３３からは微細な気泡が多量に発生するため、油脂原料と気泡との気液界面が増大し、水分の効率的な放散が可能となり、効率的な水分除去が可能となる。また、蒸留処理のように容器内を減圧する必要がないため、装置コストを低減し、小型化することができる。
【００３９】
続く、エステル交換反応工程では、油脂原料にアルコールと触媒とを添加しエステル交換反応を起こし、グリセリンを分離除去して脂肪酸エステルを得る。
【００４０】
前処理工程を経た油脂原料は、曝気装置３０からエステル交換反応装置２０に送液される。まず、油脂原料にアルコール・触媒供給装置２１において調整された触媒を含有するアルコール溶液が添加され、反応装置本体２２に送液される。ここで、エステル交換反応に用いられるアルコールは、メチルアルコール、エチルアルコールなどの低級アルコールであり、メチルアルコールが好適に用いられる。アルコールはエステル交換反応が十分に進行するように、過剰に添加される。また、触媒は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属塩の水酸化物等であり、水酸化カリウムが好適に用いられる。
【００４１】
反応装置本体２２では、所定の温度条件でエステル交換反応を行う。エステル交換反応が完了した反応生成物は、分離装置２３に送られる。反応生成物は、脂肪酸エステル及びエステル交換反応により副生したグリセリンを主成分とする混合物である。
【００４２】
分離装置２３では、反応生成物を静置して、脂肪酸エステルを主成分とする分離上層と、グリセリンを主成分とする分離下層とに分離する。そして、グリセリンを主成分とする分離下層を外部に排出し、分離上層を回収することにより、反応生成物からグリセリンを分離し、未反応のアルコールや触媒などを含む脂肪酸アルキルエステルからなる粗バイオディーゼル燃料を得る。
【００４３】
続く精製工程では、粗バイオディーゼル燃料からアルコール、触媒成分、グリセリンなどの不純物を除去し、バイオディーゼル燃料を得る。
【００４４】
まず、粗バイオディーゼル燃料からアルコールを除去する。エステル交換反応工程で得られた粗バイオディーゼル燃料は、分離装置２３から曝気装置３０に送られる。ここで、前処理工程同様の曝気処理を行うことにより、粗バイオディーゼル燃料からアルコールを除去することができる。曝気条件は、アルコールの蒸気圧が高く気泡への放散が起こりやすい温度、気泡発生が十分なガス流量、十分なアルコール分除去が可能な時間とすることが好ましく、粗バイオディーゼル燃料に残存するアルコール量などに応じて適宜設定可能である。例えば、粗バイオディーゼル燃料を１気圧におけるメタノールの沸点である６５℃に加熱し、０．３Ｌ／ｍｉｎの乾燥エアを２時間導入する。冷却塔３４において回収されたアルコールは、貯留部３４ｂからアルコール・触媒供給装置２１に戻して再利用することができる。
【００４５】
アルコール除去された粗バイオディーゼル燃料は、不純物除去装置４０に送られる。十分なアルコール除去により粗バイオディーゼル燃料には、不純物が沈殿または浮遊している。不純物除去装置４０では、まず、第１不純物除去装置４１において、粗バイオディーゼル燃料から遠心分離または濾過により沈殿または浮遊する不純物を除去する。
【００４６】
次に、第２不純物除去装置４２において、イオン交換樹脂または吸着剤を用いて、アルコール除去とそれに続く不純物除去で除去しきれなかった微量の触媒成分（例えば、カリウム）、その他の不純物（グリセリン、各種グリセライド、遊離脂肪酸など）を除去する。ここで、イオン交換樹脂としては、例えば、三菱化学（株）製ダイヤイオン（登録商標）（イオン型はＨ型）のようなカチオン交換樹脂を好適に用いることができる。吸着剤としては、活性白土、活性炭など公知のものを用いることができ、活性白土を好適に用いることができる。イオン交換樹脂または吸着剤は、粗バイオディーゼル燃料に対して、数重量部を接触させる。これにより、水による洗浄を行うことなく、精製されたバイオディーゼル燃料を得ることができる。なお、第１不純物除去装置４１により、十分に純度の高いバイオディーゼル燃料が得られる場合には、第２不純物除去装置４２及び第２不純物除去装置４２で行う工程を省くことができる。
【００４７】
得られたバイオディーゼル燃料は、貯留タンク４３に貯留され、軽油と適宜混合して、または単独で用いられる。
【００４８】
[実施形態の効果]
本発明のバイオディーゼル燃料製造システム及びバイオディーゼル燃料製造方法によれば、粗バイオディーゼル燃料の精製工程において、曝気装置３０により粗バイオディーゼル燃料にガスを曝気することにより、効率的にアルコールを除去することができる。また、蒸留処理のように容器内を減圧する必要がないため、装置コストを低減し、小型化することができる。また、不純物除去装置４０を用いて触媒成分、不純物などを除去することにより、水による洗浄が不要となるため、多量の排水を生じることない。これにより、環境負荷を小さくすることができる。また、大規模な廃水処理設備が不要であるため、装置コストを低減し、小型化することができる。
脱水及びアルコール除去をともに曝気装置３０で行うことができるので、装置コストを低減し、小型化することができる。
【実施例】
【００４９】
（水分除去）
植物油を主体とする廃食用油の水分除去を行った。水分除去は、曝気装置を用い、廃食用油２００ｇを常圧下で１００℃に加熱し、乾燥エアを０．４Ｌ／ｍｉｎで１時間吹き込んで曝気することにより行った。曝気装置から排出されるエアを冷却し、水蒸気を凝縮した。エアの冷却は、ジムロート冷却器を用い、０℃の氷水を循環して行った。水分を凝縮除去したエアは、再び曝気に用いた。水分の測定はＪＩＳ
Ｋ２２７５に準拠して行った。測定結果を表１に示す。短時間で十分な水分除去が可能であることが確認された。
【００５０】
【表１】
2014122317.tif 000003
【００５１】
（アルコール除去）
油脂原料としてナタネ油と廃食用油を用い、エステル交換反応を行い、得られた粗バイオディーゼル燃料についてアルコール除去を行った。
【００５２】
アルコールとしてメチルアルコール、触媒としてＫＯＨを用いた。表２に原料と使用メタノール量とを示す。油脂原料はそれぞれ１７０ｇ、ＫＯＨは３．４１ｇとし、メチルアルコールは化学量論比であるモル比３、及びその２倍、３倍、４倍である６、９、１２の４水準とした。エステル交換反応は、邪魔板付のトールビーカーを用いて、６０℃で２時間、攪拌速度１０００ｒｐｍの条件で行った。得られた生成物を分液ロートに入れて室温で一晩静置し、グリセリン（下層）を除去した後に得られる粗バイオディーゼル燃料（上層）からアルコールを除去した。
【００５３】
【表２】
2014122317.tif 000004
【００５４】
アルコール除去は、曝気装置を用い、前工程で得られた粗バイオディーゼル燃料全量を常圧下で６５℃に加熱し、乾燥エアを０．３Ｌ／ｍｉｎで２時間吹き込んで曝気することにより行った。曝気装置から排出されるエアを冷却して、アルコールを凝縮し回収した。エアの冷却は、ジムロート冷却器を用い、０℃の氷水を循環して行った。アルコールを凝縮除去したエアは、再び曝気に用いた。
【００５５】
アルコール除去後に、生じた沈殿物や浮遊物を遠心分離した粗バイオディーゼル燃料について、メタノール濃度、Ｋ濃度及びグリセリン濃度（遊離グリセロール濃度）を測定した。メタノール濃度は水抽出ガスクロマトグラフィー法、Ｋ濃度は水抽出陽イオンメータ法、グリセリン濃度は水抽出酵素法（市販のキットを使用）によりそれぞれ測定した。測定結果を表３に示す。アルコール除去前の粗バイオディーゼル燃料ではメタノール濃度は７〜１０ｗｔ％であり、メタノール濃度は極めて少ない値まで低減することができ、ＪＩＳ  Ｋ２３９０に定める規定値を大幅に下回る値とすることができた。また、アルコール除去前の粗バイオディーゼル燃料ではＫ濃度は７００〜８００ｍｇ／ｋｇであり、Ｋ濃度も大幅に低減することができた。更に、グリセリン濃度も規格値以下または規格値をわずかに超える程度まで低減することができた。
【００５６】
【表３】
2014122317.tif 000005
【００５７】
（触媒成分等除去）
アルコール除去後に沈殿物や浮遊物を遠心分離で除去した粗バイオディーゼル燃料のうち、実験番号２、６について触媒成分除去を行った。触媒成分除去は、粗バイオディーゼル燃料２５ｇに活性白土またはカチオン交換樹脂（三菱化学（株）製ダイヤイオン（登録商標）Ｈタイプ、ＳＫ−１０４Ｈ）を０．１，１，１０ｗｔ％添加し、室温で３０分間攪拌することにより行い、固形物を遠心分離したバイオディーゼル燃料についてメタノール濃度、Ｋ濃度及びグリセリン濃度を測定した。メタノール濃度はいずれも検出下限（０．００１ｗｔ％）以下であった。Ｋ濃度（ｍｇ／ｋｇ）の測定結果を表４、５に、グリセリン濃度（重量％）の測定結果を表６、７にそれぞれ示す。Ｋ濃度はいずれも規格値以下であるが、特に活性白土を用いるとほとんどが検出下限値以下の濃度となっており、高い除去効果が認められた。また、グリセリン濃度もいずれも規格値以下となり、高い除去効果が認められた。これにより、触媒成分などを十分に除去することができることが確認された。
【００５８】
【表４】
2014122317.tif 000006
【００５９】
【表５】
2014122317.tif 000007
【００６０】
【表６】
2014122317.tif 000008
【００６１】
【表７】
2014122317.tif 000009
【００６２】
以上より、本発明のバイオディーゼル燃料製造方法により、純度の高いバイオディーゼル燃料を得ることができることが確認された。
【符号の説明】
【００６３】
１…バイオディーゼル燃料製造システム
１０…原料タンク
１１…フィルター
２０…エステル交換反応装置
２１…アルコール・触媒供給装置
２２…反応装置本体
２３…分離装置
３０…曝気装置
３１…曝気槽
３１ａ…ガス排出部
３２…ガス供給部
３３…曝気部
３４…冷却塔
３４ａ…冷却手段
３４ｂ…貯留部
４０…不純物除去装置
４１…第１不純物除去装置
４２…第２不純物除去装置
４３…貯留タンク
【図１】
2014122317.tif 000010
【図２】
2014122317.tif 000011