(57)【要約】【課題】  産業廃棄物として処分されていた粗製グリセリン又は脂肪酸混和物から燃焼熱量が高く、取扱性に優れる燃料を得る。【解決手段】  動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される粗製グリセリン又は脂肪酸混和物に含まれる脂肪酸を非水溶化することにより得られる脂肪酸非水溶化物を含有する燃料。脂肪酸水溶化物は、非水溶性の脂肪酸塩、特に、脂肪酸と２価又は３価の金属イオンとの塩であることが好ましい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される粗製グリセリン又は脂肪酸混和物に含まれる脂肪酸を非水溶化することにより得られる脂肪酸非水溶化物を含有することを特徴とする燃料。
【請求項２】
前記脂肪酸非水溶化物が、前記粗製グリセリン又は前記脂肪酸混和物に含まれる脂肪酸が陽イオンと結合することにより生成される非水溶性の脂肪酸塩であることを特徴とする請求項１に記載の燃料。
【請求項３】
前記所定の陽イオンが２価又は３価の金属イオンであることを特徴とする請求項２に記載の燃料。
【請求項４】
高圧分散装置を用いて前記脂肪酸非水溶化物が分散した懸濁液中の前記脂肪酸非水溶化物を微細化及び／又は高分散化した後に、前記懸濁液から水及び水溶性成分の全部又は一部を分離することにより高純度化された前記脂肪酸非水溶化物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項５】
前記脂肪酸非水溶化物の粒子が膜物質により被覆されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料。
【請求項６】
前記膜物質が、セルロースのエーテル誘導体又はセルロースの有機酸エステル誘導体で構成されることを特徴とする請求項５に記載の燃料。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの燃料を単体で、若しくは他の材料と混合して加圧することで所定のサイズ、形状に固結させたことを特徴とする燃料。
【請求項８】
動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される粗製グリセリン又は脂肪酸混和物に含まれる脂肪酸を非水溶化させることにより脂肪酸非水溶化物を生成する第１ステップと、
前記脂肪酸非水溶化物を分散させた懸濁液を生成する第２ステップと、
高圧分散装置を用いて前記懸濁液中の前記脂肪酸非水溶化物を微細化及び／又は高分散化する第３ステップと、
前記第３ステップを経た前記懸濁液中の前記脂肪酸非水溶化物から水及び水溶性成分の全部又は一部を分離する第４ステップとを有することを特徴とする燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される粗製グリセリン又は脂肪酸混和物を原料とする燃料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の石化燃料の枯渇、ＣＯ２排出による環境負荷の問題等に鑑み、バイオマスを原料とするバイオディーゼル燃料（ＢＤＦ）が大きく注目を集めている。【０００３】
ＢＤＦは、大豆、パーム、トウモロコシなどの植物や牛、豚、羊、魚類などの動物から抽出される動植物油とアルコールとのエステル交換反応により製造されるが、その副生成物として脂肪酸及びグリセリンを主成分とする大量の粗製グリセリンが生成され、その多くが有効利用されることなく廃棄されている。【０００４】
一方で、この粗製グリセリンは、約５，４００ｋｃａｌ／ｋｇの熱量を有し、粗製グリセリン中の脂肪酸に至っては、約８，５００ｋｃａｌ／ｋｇの熱量を有している。【０００５】
本願発明者らはこの点に着眼し、種々の動植物油を原料とするＢＤＦ製造において副生された粗製グリセリンについて燃料としての使用可能性の検討を行ったが、その結果得られた以下の知見から、粗製グリセリンをそのまま燃料として使用することは困難であるとの結論に至った。
（１）ＢＤＦ製造時に使用するアルカリ触媒の影響で粗製グリセリンのｐＨ値が高く、ボイラー等の燃焼機器を劣化させる。
（２）粗製グリセリンには、一般にナトリウム若しくはカリウムが含まれている。これらのイオン種は燃焼機器の劣化を招く恐れがある。特にナトリウムは硫黄が共存すると硫酸ナトリウムが生成され、五酸化バナジウムによる燃焼機器の金属表面の酸化被膜破壊（バナジウムアタック）を一層促進する。
（３）粗製グリセリンは燃焼によってダイオキシン等の有害物質は発生させないが、大量の煤塵が発生することが知られており、煤塵の発生量を低減できなければ燃料としての使用は困難である。
（４）粗製グリセリンは粘性の高い液体であり、液体、固体いずれの燃料にも代替えしにくく、取扱いが厄介である。【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０２３４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される粗製グリセリン乃至脂肪酸混和物から取扱性に優れる燃料、燃焼特性に優れる燃料、燃焼の際の燃焼機器への悪影響の少ない燃料、及び／又は、燃焼により高熱量を発生することが可能な燃料を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決したものであり、動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される粗製グリセリン又は脂肪酸混和物に含まれる脂肪酸を非水溶化することにより得られる脂肪酸非水溶化物を含有することを特徴とする燃料（請求項１）である。【０００９】
本発明は、粗製グリセリン又は脂肪酸混和物中の脂肪酸を非水溶化した点に特徴を有しており、これにより、水洗と濾過又は遠心分離などによって脂肪酸非水溶化物からグリセリンやナトリウムイオン、カリウムイオン等の水溶性成分を分離することが可能となる。【００１０】
従って、グリセリンの除去乃至減量により、燃焼性の改善や単位重量当たりの燃焼熱量の増大を達成することが可能であり、グリセリンの除去をより完全に行うことで脂肪酸非水溶化物を固形乃至粉末状にし、取扱性に優れる固形燃料として使用することも可能である。【００１１】
また、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の有害成分が除去乃至減量されるために、ボイラー等の燃焼機器の劣化の問題を解消することも可能である。【００１２】
また、上記水溶性成分を除去乃至減量することにより、燃焼時に発生する煤塵の発生量を低減できることが確認された。【００１３】
本発明の「動植物由来の油脂類」は、バイオ燃料の生成原料として使用可能な動植物に由来する任意の油脂類であり、本発明の動植物由来の油脂類には、大豆油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、トウモロコシ油、オリーブ油、サフラワー油、紅花油、綿実油、ナタネ油、ヒマシ油、ゴマ油等の植物油、ラード油、バター油、イワシ油、サバ油、牛脂、馬脂、豚脂、羊脂、鯨油などの動物油、及び、レストランや食品工場、一般家庭などから廃棄される廃食用油、並びに、これらの混合物が含まれる。【００１４】
本発明の「脂肪酸混和物」は、動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される脂肪酸とグリセリンを主成分とする混和物を言う。【００１５】
本発明における脂肪酸非水溶化物は、脂肪酸を陽イオンと結合させることにより生成すること（請求項２）が好ましく、特に、脂肪酸を２価又は３価の金属イオンと結合させることにより生成すること（請求項３）が好ましい。【００１６】
即ち、脂肪酸と２価又は３価の金属イオンなどとの塩は、水に対する溶解度が低いために水洗、濾過などによる水溶性成分の分離の容易化という利点を得ることができ、また、これらの塩は強アルカリ性ではないため、燃焼させた場合の燃焼機関への悪影響を低減することが可能である。【００１７】
本発明の燃料は、高圧分散装置を用いて前記脂肪酸非水溶化物が分散した懸濁液中の前記脂肪酸非水溶化物を微細化及び／又は高分散化した後に、前記懸濁液から水及び水溶性成分の全部又は一部を分離することにより高純度化された前記脂肪酸非水溶化物を含有すること（請求項４）が好ましく、本発明の燃料の製造方法は、動植物由来の油脂類からバイオ燃料を生成する過程で副生される粗製グリセリン又は脂肪酸混和物に含まれる脂肪酸を非水溶化させることにより脂肪酸非水溶化物を生成する第１ステップと、前記脂肪酸非水溶化物を分散させた懸濁液を生成する第２ステップと、高圧分散装置を用いて前記懸濁液中の前記脂肪酸非水溶化物を微細化及び／又は高分散化する第３ステップと、前記第３ステップを経た前記懸濁液中の前記脂肪酸非水溶化物から水及び水溶性成分の全部又は一部を分離する第４ステップを有すること（請求項８）が好ましい。【００１８】
かかる発明では、高圧分散装置を用いて懸濁液中の脂肪酸非水溶化物を微細化及び／又は高分散化するために、懸濁液に含まれるグリセリンやナトリウムイオン、カリウムイオン等の水溶性成分のより多くの部分を水中に取り込むことが可能となる。従って、高圧分散装置を用いた水洗を行うことで、ミキサーやスターラーなどの通常の攪拌機を用いた水洗と比較して、水溶性成分のより効率的な除去が可能となる。【００１９】
本発明における「高圧分散装置」には、以下に定義されるホモゲナイザー及びナノマイザーが含まれる。【００２０】
「ホモゲナイザー」は、粒子が分散した液体を、高圧、高速（圧力３０ＭＰａ以上及び／又は流速５０ｍ／ｓｅｃ以上）で、相互に及び／又は壁面に衝突させることで粒子を微細化及び／又は高分散化する装置を言う。【００２１】
「ナノマイザー」は、粒子が分散した液体を高圧、高速（圧力３０ＭＰａ以上及び／又は流速５０ｍ／秒以上）で細管内を通過させた際のキャビテーションや剪断力により粒子を微細化及び／又は高分散化する装置を言う。ナノマイザーにおいて使用される細管は、直線状であっても良く、湾曲、屈曲又は分岐したものでも良い。【００２２】
本発明では、前記脂肪酸非水溶化物の粒子が膜物質により被覆されていること（請求項５）が好ましい。【００２３】
脂肪酸を非水溶化することにより得られる脂肪酸非水溶化物の性状等によっては、脂肪酸非水溶化物からのグリセリンの除去が容易でない場合があり、水洗と濾過又は遠心分離等のみによって脂肪酸非水溶化物が固形又は粉末状となるまでグリセリンを除去することがコスト的に見合わない場合がある。【００２４】
本発明は、このような場合に、ある程度グリセリンを含んだ状態の脂肪酸非水溶化物の粒子を膜物質で覆うことでマイクロカプセル化し、大幅なコスト増を伴うことなく、脂肪酸の非水溶化物を主成分とする取扱性に優れる固形又は粉末状の燃料を得ることを可能にしたものである。【００２５】
本発明の膜物質により覆われた非水溶化物の粒子は、更にペレタイザー等を用いて任意の形状、サイズのペレット状又はブロック状にすることが可能であり、これにより、より取扱性に優れる固形燃料を得ることができる。【００２６】
また、上記膜物質としてはセルロースのエーテル誘導体又はセルロースの有機酸エステル誘導体を使用することが好ましく、この場合には、セルロースのエーテル誘導体又はセルロースの有機酸エステル誘導体がバインダーとして作用する成分の供給源となるため、別途バインダー成分を添加することなくペレタイザー等を用いて任意のサイズ、形状に固結させることが可能になる。【００２７】
なお、本発明における膜物質は、全ての脂肪酸非水溶化物の粒子を完全に被覆するものであることは必ずしも必要ではなく、固形又は粉末状にできさえすれば、脂肪酸非水溶化物の粒子が部分的に露出していても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ナノマイザー装置の概略構成を示す説明図
【図２】実施例において使用したジェネレータの構成を示す説明図
【図３】実施例において作成したサンプルの外観写真
【図４】燃焼性の評価に用いた装置の説明図。
【図５】燃焼性の評価において煤塵が付着した濾紙の写真
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１（Ａ）は、以下に述べる実施例において使用したナノマイザー装置１の構成を示す説明図である。
【００３０】
ナノマイザー装置１は、金属製のハウジング２と、ナノマイザー装置１の本体であるジェネレータ３をネジ締め等による左右からの押圧力により保持する保持質４と、外部配管と接続するためのカプラー５、６と、保持質４とカプラー５、６を接続する流入路７及び流出路８を有している。
【００３１】
上記ナノマイザー装置１の入口側カプラー５には、処理対象の液体（懸濁液）を貯留する容器９が配管１０により接続され、高圧ポンプ１１で加圧された液体がナノマイザー装置１に送り込まれるようになっており、出口側カプラー６には配管１２が接続され、処理後の液体は容器１３に貯留される。なお、容器９は、必要に応じて懸濁液の懸濁状態を保つためのミキサー１４を有することができる。
【００３２】
図１（Ｂ）は、ナノマイザー装置１で使用可能なシンプルな構造のジェネレータ３ａを示す説明図である。
【００３３】
このジェネレータ３ａでは、その中央付近に流路断面積Ｓ、流路長Ｌの直線状の細管３０が形成されている。なお、細管３０の断面形状は、円形、楕円、多角形など、任意である。
【００３４】
このような直線状の細管３０を有するナノマイザー装置１では、液体と管壁の間に生じるキャビテーションや管壁からの距離による流速差によって生じる剪断力などにより、細管３０を通過する液体中の粒子が微細化及び／又は高分散化される。
【００３５】
細管３０は、アスペクト比Ｒ＝Ｌ／Ｓとして、Ｓ≦１ｍｍ２、Ｒ≧１０ｍｍ−１であることが好ましく、Ｓ≦０．５ｍｍ２、Ｒ≧５０ｍｍ−１であることがより好ましく、Ｓ≦０．１ｍｍ２、Ｒ≧１００ｍｍ−１であることが特に好ましい。細管３０の長さＬは２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることが特に好ましい。
【００３６】
なお、細管３０の断面積Ｓは全長に渡って一定である必要はないが、その場合は、平均断面積（断面積の細管３０の長さ方向での積分値をＬで除した値）をＡＳ、アスペクト比Ｒ＝Ｌ／ＡＳとして、ＡＳ≦１ｍｍ２、Ｒ≧１０ｍｍ−１であることが好ましく、ＡＳ≦０．５ｍｍ２、Ｒ≧５０ｍｍ−１であることがより好ましく、ＡＳ≦０．１ｍｍ２、Ｒ≧１００ｍｍ−１であることが特に好ましい。ジェネレータ３ａに複数の細管３０を形成することも可能である。
【００３７】
図２は、以下の実施例で使用したジェネレータ３ｂの構成を示す説明図である。
【００３８】
図２（Ａ）に示されるように、このジェネレータ３ｂは、第１流路素子３１、２枚の第２流路素子３２、３３及び第３流路素子３４を有している。
【００３９】
第１〜第３流路素子３１〜３４は、平面形状が略正方形状の焼結ダイヤモンド製基板Ｓ１〜Ｓ４と、その外周に一体に嵌着された金属製リング部材Ｒ１〜Ｒ４で構成されている。
【００４０】
第１流路素子３１の基板Ｓ１は、相互に所定距離Ｄ１だけ離間した位置に所定半径ｒ１の２つの貫通孔３１ａ、３１ｂを有し、第２流路素子３２、３３の基板Ｓ２、Ｓ３は、幅寸法ｗがｒ１と同程度で長さＤ２がＤ１と同程度の長孔３２ａ、３３ａを有し、第３流路素子３４の基板Ｓ４は、Ｄ１と同程度の距離だけ離間した位置にｒ１の３倍程度の半径ｒ２を有する貫通孔３４ａ、３４ｂを有しており、第１〜第３流路素子３１〜３３の金属製リング部材Ｒ１〜Ｒ４には４個のピン挿入孔Ｐが周方向に等間隔に形成されている。
【００４１】
図２（Ｂ）は、ナノマイザー装置１の保持部４に取り付けられた状態の第１〜第３流路素子３１〜３４を断面視で示しており、第１〜第３流路素子３１〜３４は、貫通孔３１ａ、３１ｂが長孔３２ａの両端にそれぞれ連通し、長孔３２ａと長孔３３ａは相互の交差位置で連通し、長孔３３ａの両端が貫通孔３４ａ、３４ｂにそれぞれ連通するように、ピン挿入孔３６に挿入されたピンで相互に位置決めされた状態で積層されている。
【００４２】
上記ジェネレータ３ｂでは、４つの細管３０、即ち、（１）貫通孔３１ａから入り、長孔３２ａ及び３３ａを経て貫通孔３４ａからに抜けるルートの細管３０と、（２）貫通孔３１から入り、長孔３２ａ及び３３ａを経て貫通孔３４ｂに抜けるルートの細管３０と、（３）貫通孔３１ｂから入り、長孔３２ａ及び３３ａを経て貫通孔３４ａに抜けるルートの細管３０と、（４）貫通孔３１ｂに入り、長孔３２ａ及び３３ａを経て貫通孔３４ｂに抜けるルートの細管３０が形成されることになる。
【００４３】
上記ジェネレータ３ｂでは、貫通孔３１ａ、３１ｂ、３４ａ、３４ｂ及び長孔３２ａ、３３ａで液体が直進する際にジェネレータ３ａと同様のキャビテーションや剪断力により液体中の粒子が微細化及び／又は高分散化される。更に、貫通孔３１ａ、３１ｂの液体が流路素子３３の表面に衝突する際や、長孔３２ａ、３３ａが交差する位置で液体同士が衝突する際の衝撃力等によっても液体中の粒子が微細化及び／又は高分散化される。
【００４４】
ジェネレータ３ｂにおける細管３０の流路断面積Ｓ及び流路長Ｌは、第１〜第３流路素子３１〜３４の板厚、貫通孔３１ａ、３１ｂ、３４ａ、３４ｂの径ｒ１、ｒ２、長孔３２ａ、３３ａの幅Ｗ及び長さＤ１、Ｄ２により設定することができる。下記の実施例では、上記４つのいずれの細管３０においても流路断面積Ｓが０．０１１３〜０．０１３３ｍｍ２（内径０．１２〜０．１３ｍｍφ）、流路長Ｌが３．８ｍｍのジェネレータ３を使用した。
【００４５】
＜実施例＞
廃食油から水酸化カリウム触媒下でのエステル交換反応によりＢＤＦを製造した際に副生された粗製グリセリンをＢＤＦメーカーである株式会社セベックから入手し、これを用いて本発明に従う燃料の生成実験を行った。株式会社セベックから入手した粗製グリセリンをサンプルＡとした。
【００４６】
（１）脂肪酸マグネシウムの生成
精製水１００ｇに対して粗製グリセリン２０ｇを溶解した粗製グリセリン水溶液をスターラーで攪拌しながら、塩化マグネシウム六水和物２０％溶液１００ｇを少量ずつ加えることで脂肪酸マグネシウムが析出し、脂肪酸マグネシウムの析出物、グリセリン、カリウムイオン、水等からなる茶褐色の懸濁液が得られた。
【００４７】
この懸濁液を濾過したときの茶褐色のスラリー状の濾過残滓（脂肪酸マグネシウムスラリー）を１０５℃の恒温槽で２時間乾燥させることで得られた固形物６．９ｇをサンプルＢとした。
【００４８】
サンプルＢは比較的濃い茶褐色で粘性があり、相当量のグリセリンが残っているように思われた。サンプルＢの外観写真を図３（Ａ）に示す。
【００４９】
なお、上記濾過を含め、本実施例における濾過は、全て濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ  Ｎｏ．２  １５０ｍｍΦ）を用いて行った。
【００５０】
（２）水溶性成分の除去
上記（１）の方法で生成した脂肪酸マグネシウムスラリーを下記（ａ）〜（ｄ）の条件で水洗、濾過することで、グリセリン、カリウムイオン等の水溶性成分の除去を行った。
【００５１】
（ａ）サンプルＣ１（スターラー水洗＋濾過１回）
脂肪酸マグネシウムスラリー２３ｇに１００ｇの精製水を加え、スターラーで１０分間攪拌した後に濾過し、その濾過残滓１７．５ｇを１０５℃の恒温槽で２時間乾燥することで得られた６．１ｇの固形物（脂肪酸マグネシウム）をサンプルＣ１とした。
サンプルＣ１は、サンプルＢと比較して格段にウェットさが少なくなっており、茶褐色の色も薄くなっていた。サンプルＣ１の外観写真を図３（Ｂ）に示す。
【００５２】
（ｂ）サンプルＣ２（スターラー水洗＋濾過３回）
上記（ａ）と同様の方法での水洗と濾過を３回繰り返して行った。即ち、２３．３ｇの脂肪酸マグネシウムスラリーに１００ｇの精製水を加えてスターラーで１０分間攪拌した後に濾過することで得られた１８．１ｇの濾過残滓に、再度１００ｇの精製水を加えてスターラーで１０分間攪拌した後に濾過することで得られた１６．２ｇの濾過残滓に、再度１００ｇの精製水を加えてスターラーで１０分間攪拌した後に濾過することで１４．８ｇの濾過残滓を得た。そして、これを１０５℃の恒温槽で２時間乾燥することで得られた５．４ｇの固形物（脂肪酸マグネシウム）をサンプルＣ２とした。
サンプルＣ２は、ウェットさ、色合いともにサンプルＣ１と同程度であった。サンプルＣ２の外観写真を図３（Ｃ）に示す。
【００５３】
（ｃ）サンプルＣ３（ナノマイザー水洗＋濾過１回）
脂肪酸マグネシウムスラリー１８．２ｇに１００ｇの精製水を加え、ナノマイザー装置１に高圧ポンプ１１の圧力１００ＭＰａで通すことで懸濁液中の脂肪酸マグネシウムを微細化乃至高分散化させ、更に、これに１００ｇの精製水を加えてスターラーで１０分間攪拌した後に濾過することで１９．７ｇの濾過残滓を得た。そして、これを１０５℃の恒温槽で２時間乾燥することで得られた５．３ｇの固形物（脂肪酸マグネシウム）をサンプルＣ３とした。
サンプルＣ３は、ウェット感がサンプルＣ１、Ｃ２よりも少なくなっており、色合いもサンプルＣ１、Ｃ２よりも薄くなっていた。サンプルＣ３の外観写真を図３（Ｄ）に示す。
【００５４】
（ｄ）サンプルＣ４（ナノマイザー水洗＋スターラー＋濾過６回）
上記（ｃ）と同様の方法での水洗と濾過を６回繰り返して行った。即ち、脂肪酸マグネシウムスラリー２２．６ｇに１００ｇの精製水を加え、ナノマイザー装置１に圧力１００ＭＰａで通した後に１００ｇの精製水を加えてスターラーで１０分間攪拌した後に濾過する作業を６回行った。６回の濾過で得られた濾過残滓は、それぞれ、２７．５ｇ、２２．５ｇ、２４．３ｇ、１７．５ｇ、２０．８ｇ、１８．１ｇであった。そして、６回目の濾過残滓１８．１ｇを１０５℃の恒温槽で２時間乾燥することで得られた５．０ｇの固形物（脂肪酸マグネシウム）をサンプルＣ４とした。
サンプルＣ４は、サンプルＣ３と同程度のウェット感であり、色はサンプルＣ３よりも更に薄くなっていた。サンプルＣ４の外観写真を図３（Ｅ）に示す。
【００５５】
（３）マイクロカプセル化（膜物質の被覆）
サンプルＣ１と同様の方法でスターラー水洗＋濾過を１回行った脂肪酸マグネシウム（但し、１０５℃２時間の乾燥は行っていない）２０ｇをメタノール（和光純薬・試薬特級）１００ｇにエチルセルロース１０（和光純薬）３ｇを溶解させたエチルセルロース溶液に添加し、スターラーで攪拌しながら、精製水を６ｍＬ／ｍｉｎで２００ｍＬ滴下させることでエチルセルロース被膜を脂肪酸マグネシウム粒子上に析出させ、これを濾過した濾過残滓を１０５℃の恒温槽で６時間乾燥させることで得られた７．４ｇの粉末をサンプルＤとした。
サンプルＤは、ウェットさが殆ど感じられないドライで薄い茶褐色の粉末であった。サンプルＤの外観写真を図３（Ｆ）に示す。
【００５６】
（４）ペレット化
上田鉄工株式会社製ペレタイザー（ＰＭ−３５０）を用いて下記配合１〜３のペレット化を試みた。ペレタイザーのダイ温度は全て５４℃とした（下記の％は重量表示である）。
配合１：サンプルＤ  ２０％＋パームカーネルミール８０％
配合２：サンプルＤ  ５０％＋パームカーネルミール５０％
配合３：パームカーネルミール１００％
その結果、配合１〜３のいずれについても、固形燃料としての使用に好適な十分な固さのペレットを成型することができた。
配合１〜３から成型したペレットをそれぞれサンプルＥ１〜Ｅ３とした。
【００５７】
（５）グリセリン含有量の評価
＜測定方法＞
約３ｇのサンプル（Ｃ１〜Ｃ４及びＤ）を予め秤量した２枚の濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ  Ｎｏ．２  １５０ｍｍΦ）で挟み、これにサランラップを掛けた状態で４．４ｋｇの重りを載せて１７時間放置した後に、濾紙上のサンプルを丁寧に除去して秤量することで濾紙に滲出したグリセリン量を算出した。
＜測定結果＞
結果を表１に示す。なお、表１においてＷ１（ｇ）は測定に用いた各サンプルの秤量値であり、Ｗ２（ｇ）、Ｗ３（ｇ）は試験前後の濾紙（２枚）の秤量値であり、滲出したグリセリン量Ｗ４（ｇ）及び各サンプルのグリセリン比率Ｒ（％）は、Ｗ４＝Ｗ３−Ｗ２、Ｒ＝Ｗ４／Ｗ１×１００として計算した。
【表１】
2010109600.tif 000003
【００５８】
（６）燃焼熱量の測定
＜測定方法＞
株式会社島津テクノリサーチに依頼してサンプルＡ、Ｃ２、Ｄ、Ｅ１〜Ｅ３の燃焼熱量を測定した。測定は島津製作所製  燃研式自動ボンベ熱量計ＣＡ−４ＡＪを用いてＪＩＳ−Ｍ８８１４に従って行われた。
＜測定結果＞
上記により測定した各サンプルの燃焼性及び単位重量当たりの燃焼熱量は以下の通りであった。
サンプルＡ  ：  ５３８０ｋｃａｌ／ｋｇ
サンプルＣ２：  ６９８４ｋｃａｌ／ｋｇ
サンプルＤ  ：  ６６００ｋｃａｌ／ｋｇ
サンプルＥ１：  ５４４７ｋｃａｌ／ｋｇ
サンプルＥ２：  ６０２０ｋｃａｌ／ｋｇ
サンプルＥ３：  ４９２０ｋｃａｌ／ｋｇ
【００５９】
（７）燃焼性の評価
＜評価方法＞
図４に示すように、約５ｇのサンプル４１を入れた灰分測定用灰皿４２を三脚架台４３上にセットして上下面開放の透明ガラス容器４４で覆い、その上面開口４４ａに濾紙４５を載せた状態でバーナー４７に着火し、上部から吸引しながら灰分測定用灰皿４２上のサンプルを燃焼させることで濾紙４５に煤塵を吸着させた（図中の４６は濾紙４５を固定するための円環状の錘である）。
サンプルの燃焼状態及び煤塵の発生状態を目視で観察するとともに、上記試験により煤塵が付着した濾紙４５の写真を撮影した。
＜評価結果＞
サンプルＡ、Ｂ、Ｃ４について試験を行った。
各サンプルについての試験後の濾紙４５の写真を図５に示す。
各サンプルの燃焼状態及び煤塵の発生状態の観察結果は以下の通りである。
サンプルＡ：バーナー４７の着火から比較的短時間でサンプルＡに着火したことは確認できたが、サンプルＢ、Ｃ４と比較すると炎の大きさ、勢いは明らかに小さかった。ただし、燃焼中に白煙が立ちこめて途中からガラス容器４４の中が見えなくなり、燃焼の様子を確認できなくなった。図５（Ａ）に示すように、濾紙４５には余り煤塵が付着しなかったが、これは、サンプルＡが十分に燃焼しなかったためと思われる。
サンプルＢ：バーナー４６の着火から数秒でサンプルに着火し、以後、勢いのある炎を上げて最期まで安定に燃焼し続けた。燃焼中にある程度濃い煤塵が発生し、図５（Ｂ）に示すように、濾紙４５も相当程度に黒くなった。
サンプルＣ４：バーナー４６の着火から数秒でサンプルに着火し、以後、勢いのある炎を上げて最期まで安定に燃焼し続けた。燃焼中に煤塵は発生したが、その程度はサンプルＢに比べて格段に軽微であり、図５（Ｃ）に示すように、濾紙に付着した煤塵量も明らかにサンプルＢよりも少なかった。
【００６０】
（８）考察
上記実験結果から以下のことが言える。
【００６１】
［ａ］固形の脂肪酸マグネシウムの生成
高粘度の液状の粗製グリセリン（サンプルＡ）に塩化マグネシウム水溶液を添加し、水洗、濾過することで、固形の脂肪酸マグネシウム（サンプルＣ１〜Ｃ４）を得ることができた。
【００６２】
［ｂ］グリセリン含有量
表１におけるサンプルＢとサンプルＣ１〜Ｃ４のグリセリン含有量の比較から、脂肪酸マグネシウムを水洗、濾過することでグリセリンを効果的に除去できることが判る。
サンプルＣ１、Ｃ２とサンプルＣ３、Ｃ４の比較から、水洗の方法としては、攪拌によるよりも、ナノマイザー装置１による方がグリセリンの除去効果は高いと言える。
ただし、サンプルＣ１とＣ２、サンプルＣ３とＣ４の比較から、水洗の方法が同じである場合には、水洗＋濾過の回数を増やしてもグリセリン含有量はさほど小さくならなかった。
なお、上記実施例のグリセリン含有量の評価は各サンプル中のグリセリン量を直接測定したものではないが、算出されたグリセリン比率Ｒは各サンプルの性状や外観の観察結果と整合しており、少なくとも各サンプル中のグリセリン量の大小関係を忠実に表しているものと考えられる。
【００６３】
［ｃ］カリウム含有量
実験日程の関係で各サンプルのカリウムイオン含有量は未測定である。
しかし、カリウムイオンの水溶性が非常に高いことから、サンプルＣ１〜Ｃ４、Ｄのカリウムイオン含有量は水洗により大幅に低下していると考えられる。
【００６４】
［ｄ］マイクロカプセル化
サンプルＣ１の脂肪酸マグネシウムは、ある程度のウェット感が感じられる程度にグリセリンを含有しているが、これにエチルセルロースを被覆することでさらさらの粉末（サンプルＤ）を得ることができた。
なお、サンプルＣ２〜Ｃ４のグリセリン含有量はサンプルＣ１と同程度又はそれ以下と考えられるため、サンプルＣ２〜Ｃ４を用いた場合はよりさらさらの（グリセリンが滲み出さない）粉末を得ることができると考えられる。
【００６５】
［ｅ］ペレット化
パームカーネルミールにサンプルＤを２０％又は５０％配合したものをペレット化することに成功した（サンプルＥ１、Ｅ２）。
なお、サンプルＤの配合量を更に増やしてペレット化することも試みたが成功しなかった。これは、油分（グリセリン）の滲み出しでペレット温度が上昇しないことが原因であるため、水洗、濾過やマイクロカプセル化の条件の改善などによってマイクロカプセル化した脂肪酸マグネシウムの配合量をより大きくすることは可能と考えられる。
【００６６】
［ｆ］燃料としての性能
・脂肪酸マグネシウム
サンプルＣ２（脂肪酸マグネシウム）が高い燃焼熱量（６９８４ｋｃａｌ／ｋｇ）を有しており、サンプルＡ（粗製グリセリン）に対して約１６００ｋｃａｌ／ｋｇ増加していることが確認された。これは、燃焼熱量の小さいグリセリンを除去したことによるものと考えられる。
サンプルＣ１、Ｃ３、Ｃ４の燃焼熱量は未測定であるが、表１に示すように、これらのサンプルはサンプルＣ２と同等のグリセリン含有量であり、サンプルＣ２と同程度の高い燃焼熱量を有するものと考えられる。
燃焼性の評価では、目視の観察により、サンプルＢ、Ｃ４（脂肪酸マグネシウム）は、サンプルＡ（組成グリセリン）に対して燃焼性が大幅に向上していることが確認された。これは、サンプルＢ、Ｃ４のグリセリン含有量がサンプルＡよりも大幅に小さくなっているためであると考えられる。
一方、上記のように、サンプルＡとサンプルＢ、Ｃ４で燃焼性が大きく相違したため、両者間での煤塵発生量を適切に比較することは出来なかった。ただし、サンプルＢとサンプルＣ４の比較では、明らかにサンプルＣ４の煤塵量が低減されており、水洗によって煤塵量を低減できることが確認できた。
サンプルＣ１〜Ｃ４は、ある程度のウェット感が残っており、加圧によりグリセリンが滲出する性状であるために用途は限定されるが、上記のように高い燃焼熱量と良好な燃焼性を有し、固体として取り扱うことも可能であるために、固形燃料として使用可能と考えられる。
【００６７】
・マイクロカプセル化した脂肪酸マグネシウム
粗製グリセリンから得られた脂肪酸マグネシウムをマイクロカプセル化したもの（サンプルＤ）は、さらさらの粉末状であり、高い燃焼熱量（６６００ｋｃａｌ／ｋｇ）を有しており、上記のように脂肪酸マグネシウムの水洗によって煤塵量も大幅に低減することが可能である。粉末であるために運搬等の取扱性に問題を有し得るが、用途によっては優れた固形燃料として使用可能と考えられる。
【００６８】
・ペレット化した脂肪酸マグネシウム
粗製グリセリンから得られた脂肪酸マグネシウムをマイクロカプセル化したものをパームカーネルミールと配合することで、固形燃料としての使用に好適な十分な固さのペレットを成型することができた（サンプルＥ１、Ｅ２）。これらは、脂肪酸マグネシウムを含有するために、パームカーネルミール１００％のサンプルＥ３（４９２０ｋｃａｌ／ｋｇ）よりも高い燃焼熱量（５４４７ｋｃａｌ／ｋｇ、６０２０ｋｃａｌ／ｋｇ）を有しており、上記のように脂肪酸マグネシウムの水洗によって煤塵量も大幅に低減することが可能であることから、様々な用途において優れた固形燃料として使用可能と考えられる。
【００６９】
以上説明したように、粗製グリセリンから得られる脂肪酸非水溶化物から優れた性能の固形燃料が得られることが実証された。
【００７０】
上記実施例では、脂肪酸非水溶化物が脂肪酸マグネシウムである場合につき説明したが、粗製グリセリン中の脂肪酸を非水溶化すれば、グリセリンやナトリウムイオン、カリウムイオン等の分離が可能であるため、上記実施例と同様の効果を達成することができる。特に、脂肪酸とカルシウムやアルミニウムなどの２価又は３価の金属イオンとの塩は、水溶性が低く、弱アルカリ性であるなど、脂肪酸マグネシウムと共通の性質を有しているため、脂肪酸非水溶化物を脂肪酸カルシウムや脂肪酸アルミニウムなどとした場合も、上記実施例と同様の効果を達成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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