(57)【要約】      （修正有）【課題】メカニカルキャビテーション作用を利用した高純度・低コストのバイオディーゼル燃料の製造方法を提供する。【解決手段】混合・反応作用に優れたメカニカルキャビテーション作用と、電場の形成による反応促進及び凝集・分離作用をＢＤＦ（バイオディーゼル燃料）製造工程に複合的に適用し、反応速度を速め、低コスト化を実現するとともに、高純度のＢＤＦを製造する。【選択図】図２
2006104428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気液混合ノズルによる原料と副原料の混合及びメカニカルキャビテーションの発生による反応促進。
【請求項２】
電子の作用による反応促進と分離反応の促進。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、化石燃料の軽油に変わる代替エネルギーであり、軽油由来のディーゼル排気ガス問題をも解決するバイオディーゼル燃料（以下ＢＤＦ）の高品質・低コスト化を可能にするための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、脂肪酸グリセリド（植物油、廃植物油、動物性脂肪）にメタノール・カセイソーダを加え、軽油に相当する脂肪酸エステル（ＢＤＦ：沸点２８０℃、セタン価＝４５）を作りＢＤＦを製造していた。
しかし現在市販されているＢＤＦ製造装置の市場価格は日産３００リットルで１，５００万円程度であり、長時間を要する反応時間により、製造原価が高く、さらに副産物の混入という問題を抱え、軽油よりも高単価となり、かつ純度への信頼性に疑問を抱かれている。【０００３】  従来のＢＤＦの製造は、副産物としてできる石鹸・グリセリンを除き、ＢＤＦとしている。しかし、植物油のパーム油では生産できないなど、メタノールと植物油の混合は容易ではなく、長時間の攪拌を要し、一旦混合されてしまうと、なかなか副産物と分離しないこともあり、製造には長時間を要していた。さらに、完全な分離も困難なため、ＢＤＦ中に副産物が混入することがあると、エンジントラブルが発生することともなっていた。【０００４】  植物油からアルカリ性下でメタノールを添加すると、有機酸エステルとグリセリンが精製する。この有機酸エステルは分子内に酸素原子を２個有するディーゼル燃料に適した低公害燃料である。従来、このエステル化反応は十数時間を要する緩慢な反応で、ＢＤＦの効率的な生産には問題があった。【０００５】  軽油を燃料とするディーゼル排ガスには、ＣＯ２と共にＳＯ２、ＳＰＭ、発ガン性物質（ＰＡＨｓ：ベンズ（ａ）ピレン、ニトロアレン）が含まれ、粒子状物質（ＰＭ）や大量の煤煙となって、大気中に放出され、健康被害への懸念までが指摘されている。ＢＤＦに代替できればこの問題が大幅に改善されるが、コスト及び信頼性により、軽油からＢＤＦへの転換が進んでいない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  ＢＤＦのコストアップ要因となる反応速度及び純度の不足を製造方法により解決し、軽油価格より安価で、純度を高めた信頼性の高いＢＤＦ製造方法を開発する。【０００７】  ＢＤＦはバイオマスと同様に、成長過程においてＣＯ２を吸収し、ＣＯ２を発生するにしても排出量にカウントされない。またＢＤＦを燃料として使用すれば、排気ガス中に硫黄分や芳香族炭化水素を含まず、ハイドロカーボン（煤煙・・ＨＣ）が１／２以下となり、粒子状物質も激減することも知られている。【０００８】  ＢＤＦの原料は菜種油、アブラヤシ（パーム油等）、ヒマワリ油等々であり、サラダ油等の食用系廃油もリサイクルして利用すれば、十分な量も確保でき、必要なら栽培により増産もできる。【０００９】  電子の作用を伴ったキャビテーションの作用には液体の混合・分離に優れた機能があり、この作用をＢＤＦ製造工程に利用すれば、全ての植物油を原料とでき、若干の動物性油脂が混在しても、混合・分離が極めて容易となり、従来数十時間を要したＢＤＦ製造時間も１５分程度となり、しかも確実にＢＤＦ・石鹸・グリセリンと分離することができる。【００１０】  この工法で製造されたＢＤＦは純度が高く、軽油以下の市価が実現し、石油代替エネルギーとしての普及を加速し、ＣＯ２排出問題と環境改善に大きく寄与することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  電子を伴ったキャビテーションによって、ＰＣＢやフロンなどがダイオキシンを生成することなく迅速に分解する（特開２００２−９５７７０、特開２００２−５９１９６）ことや、キャビティー消滅時に発生するジェット流を利用したＯ−１５７、大腸菌やクリプトスポリジュウム原虫の核や組織の破壊が報告され、環境汚染物質処理手段としても注目されこの手法をＢＤＦ製造に活用する。【００１２】  既に平成１３、１４年度（株）マイクロアクア・大阪府立大学の産学共同研究が科学技術振興事業団、近畿経済産業局の助成、補助の対象として採択され、電子を伴ったキャビテーションを応用し、ダイオキシン類の分解を実証している。【００１３】  大阪府立大学では、混合・分離にも電子を伴ったキャビテーション作用が驚異的な威力があると検証し、短時間でメタノールと植物油とのトランスエステル化反応が進行し、さらにＢＤＦと副産物の分離も確実となることを検証した。【００１４】  電子を伴ったキャビテーションが従来のＢＤＦ製造上の問題を解決し、反応時間も従来の１／１０以下で済み、廃油を含む植物油等から効率的に低コスト・高品質のＢＤＦを製造する目途がついた。【００１５】  大阪府立大学で実施した植物油を用いた実験では、１５分程でＢＤＦが出来上がり、パーム油、植物系廃油においても製造が可能であった。【００１６】  この手法により、製造するＢＤＦは、軽油原価を下回るものと試算された。
【発明の効果】
【００１７】  本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。【００１８】  ＢＤＦ製造時間が大幅に短縮され、低コストでの生産が可能となり、軽油より安くなり、軽油代替エネルギーとして普及が促進される。【００１９】  完全な分離が可能となり、ＢＤＦの純度が大幅に向上し、エンジントラブルの懸念も払拭される。【００２０】  この工法で製造されたＢＤＦは軽油以下の市価となり、石油代替エネルギーとしての普及がし易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は電子の発生装置の概略である。
粉塵の流入を抑止するため、電子の発生装置の吸気側にスクリーンを設け、スクリーンへの粉塵附着を少なくするため、吸気の流入速度を０．５ｍ／秒に抑える。
装置内には銅・アルミからなる交流の誘導電流発生装置と磁束線密度の高い磁石に両側を挟まれ、空間を吸気が通過する構造となった磁石箱が設けられている。
磁石間を通過する吸気の流速を１５ｍ／秒以上とする。【００２２】  図２はメカニカルキャビテーション作用を用いたバイオディーゼル燃料製造装置の概念図である。
原料となる植物油（廃油を含む）はスクリーンで濾過され、貯油槽に入る。
貯油槽から反応槽へポンプで輸送される。反応槽の両側には循環ポンプが取り付けられ、それぞれのポンプ吐出口にはメカニカルキャビテーションを発生するノズルが取り付けられている。このノズル部は気液混合ができ、メタノール・カセイソーダーの混合液と電子発生装置からの空気を吸入し、反応槽から吸入した原料と混合しながら反応槽に吐出する。またノズル内では圧力差による流体の粗密が起こる構造となっており、反応槽ではメカニカルキャビテーション作用が加わると同時に電子の作用も働き、反応が促進する。
一定時間（１５分程度）で処理された処理液は分離槽にポンプ移送され、液体内の電子の働きもあり、ＢＤＦ、石鹸、グリセリンと早い時間で分離する。
グリセリン・石鹸を下部から取り出し、ＢＤＦのみとして、ＢＤＦ燃料として保管槽に貯蔵する。
【実施例】
【００２３】  大阪府立大学でのＢＤＦ製造実験で、電子を伴ったメカニカルキャビテーション作用により、混合・分離が迅速に行われ、１５分という短時間で高純度のＢＤＦを生産することに成功し、各種植物油も原料に利用できることを確認した。【００２４】  実験で製造したＢＤＦを軽油に変え、大学構内バスに使用した結果において、６ヶ月間の連続走行にもかかわらず、エンジントラブルも発生しないことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００２５】  本発明によるＢＤＦではエンジン等の燃焼システムを一切変更しないですみ、軽油代替として、ディーゼル車、船舶、発電機等の燃料用途が拓け、急速な普及が見られると予測される。【００２６】  ＢＤＦ植物由来の燃料であり、ＣＯ２もカウントされず、排気ガスも改善され、環境改善に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】  電子の発生装置の概略図である。  １から空気を吸入し、５から燃焼室に送られる構造である。２のスクリーンは、粉塵防止用であり、目詰まりを防ぐため、流速を０．５ｍ／秒以下としている。３の磁石箱は二つの磁石間を吸気が通過し、４の誘導電流発生装置からも、電子を酸素に与えることができる。
【図２】  電子とメカニカルキャビテーション作用を用いたバイオディーゼル燃料製造装置の概念図である。
【符号の説明】
【００２８】    １  空気吸入口
２  スクリーン
３  磁石箱
４  誘導電流発生装置
５  吐出
６  原料槽
７  メタノール・カセイソーダー混合槽
８  反応槽
９  電子発生装置
１０  分離槽
１１  水・石鹸・グリセリン貯蔵槽
１２  ＢＤＦ貯留槽
１３  気液混合・キャビテーション発生ノズル
【図１】
2006104428.tif 000003
【図２】
2006104428.tif 000004