(57)【要約】【課題】  簡単かつ低コストで製造することができ、更に、低温でも沈殿物が析出し難いバイオ燃料の製造方法およびバイオ燃料を提供する。【解決手段】  廃食用油などの油脂原料に、触媒としてゼオライトを添加し、加熱処理することにより、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の少なくとも一方を留出させる（ステップＳ１０２）。触媒としては、ゼオライトの中でもモレキュラシーブを用いることが好ましい。加熱温度は、３５０℃から４００℃の範囲内が好ましい。これにより得られたバイオ燃料は、沈殿物の析出する温度が低く、優れた低温特性を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂原料に触媒としてゼオライトを添加して、加熱処理することにより、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させることを特徴とするバイオ燃料の製造方法。
【請求項２】
前記触媒として、モレキュラーシーブを添加することを特徴とする請求項１に記載のバイオ燃料の製造方法。
【請求項３】
前記加熱処理は、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させた後の残留物を燃料として用いることを特徴とする請求項１または請求項２何れか一記載のバイオ燃料の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３何れか一記載のバイオ燃料の製造方法によって製造されることを特徴とするバイオ燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バイオジーゼル燃料などのバイオ燃料の製造方法、およびそれによって得られるバイオ燃料に関する。                                                                        
【背景技術】
【０００２】
バイオジーゼル燃料の製造方法としては、例えば、廃食用油にアルコールと触媒とを加えてエステル交換反応をさせることによって脂肪酸エステルを生成し、副生成物であるグリセリンを分離するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、このようにして得られたバイオジーゼル燃料は、寒冷地で用いた場合、冬季に沈殿物が生成し、フィルターの目詰まりを起こすことが使用上の問題点となっている。    また、この方法では、エステル化するために、アルコール、および触媒としての苛性アルカリが必要であり、費用が掛かってしまう。更に、脂肪酸エステルを生成した後に、副生成物であるグリセリンを分離・廃棄する必要があり、その処理費も掛かってしまうこととなる。
そこで、より簡単に低コストで製造することができ、更に、低温でも沈殿物が析出し難いバイオ燃料の製造方法の開発が求められていた。                                                
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０７６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記のような問題に基づきなされたものであり、簡単かつ低コストで製造することができ、更に、低温でも沈殿物が析出し難いバイオ燃料の製造方法、およびバイオ燃料を提供しようとするものである。                                                                      
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のバイオ燃料の製造方法は、油脂原料に触媒としてゼオライトを添加して加熱処理することにより、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させるようにした構成を要旨としている。
【０００７】
そして、この発明の基礎を成すバイオ燃料の製造方法に関連し、この発明には、それによって製造されるようにした構成のバイオ燃料が包含されている。                                                  
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、油脂原料に触媒としてゼオライトを添加して加熱処理することにより、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させるようにした構成により、簡単にバイオ燃料を得ることができ、また、触媒を再使用することができるので、コストを低減することができるという大きな特徴が得られる。
【０００９】
更に、反応前の脱水処理が不要であるので簡便であり、コストも、より低減することができ、加えて、この発明の方法によって得られるバイオ燃料は、エステル化によって得られるものに比べ、沸点が低いことから、常圧蒸留により低温で結晶化する成分を除き易くなり、低温における沈殿物の析出を抑制することができる。したがって、寒冷地における使用をより有利に展開可能にすることができるという効果を奏する。
【００１０】
また、触媒として、ゼオライト（モレキュラーシーブ、赤土焼成物、シリカ−アルミナ焼成物など）を添加するようにすれば、より低温における沈殿物の析出を抑制することができるという特徴を発揮し得るものとなる。
【００１１】
更に、加熱処理において、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させた後の残留物を燃料として用いるようにすれば、廃棄物が無くなり、より一層コスト低減を図ることができるという利点が得られる。                                          
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施の形態に係るバイオ燃料の製造方法の工程を表すものである。
【図２】実施例における留出温度を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係るバイオ燃料の製造方法の工程を表すものである。この発明の一実施の形態に係るバイオ燃料の製造方法は、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させるものであり、この発明の一実施の形態に係るバイオ燃料は、この発明の基礎を成すバイオ燃料の製造方法によって得られたものである。
【００１４】
このバイオ燃料の製造方法では、例えば、まず、必要に応じて油脂原料をろ過して固形物を除去する（ステップＳ１０１）。
油脂原料には、菜種油、パーム油、オリーブ油、ひまわり油、大豆油、コメ油などの植物油、魚油、豚脂、牛脂などの獣脂、および、廃食用油などの生物由来油を用いることができる。中でも、廃食用油を用いるようにすれば、廃棄物を削減することができるので好ましいと云える。
【００１５】
次いで、油脂原料に触媒としてゼオライトを添加し、加熱処理する（ステップＳ１０２）。熱分解により、より沸点の低いバイオジーゼル燃料またはバイオガソリンを得ることができるからである。
なお、ゼオライトとしては、具体的には、モレキュラーシーブ、赤土焼成物、またはシリカ−アルミナ焼成物などが挙げられ、何れか１種によるか、または２種以上を混合して用いても差し支えはない。中でも、触媒としてはモレキュラシーブが好ましく、金属カチオンとしてナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、または亜鉛イオン（Ｚｎ２＋）を有しているものが挙げられ、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）を有しているものが好ましい。
【００１６】
加熱処理における加熱温度としては、３５０℃から４００℃の範囲内とするのが望ましいと云える。何故ならば、バイオジーゼル燃料の留出温度が２００℃ないし３００℃程度、バイオガソリンの留出温度が５０℃ないし２００℃程度であるので、油脂原料を熱分解しながらバイオジーゼル燃料またはバイオガソリンを留出させることができるからである。
【００１７】
続いて、留出させたバイオジーゼル燃料およびバイオガソリンを回収し、バイオ燃料とする（ステップＳ１０３）。また、留出後の残留物から触媒を分離する（ステップＳ１０４）。触媒を分離した後の残留物は、加熱処理（ステップＳ１０２）の燃料として用いるようにし、触媒は再使用する（ステップＳ１０５）。
なお、副生物には水、アクロレインが含まれ、触媒を分離した後の残留物にはバイオ重油が含まれる。このアクロレインは、燃焼用の空気と共に供給することによって燃焼させることが可能であり、水は、バイオ重油のエマルジョン燃焼で処理することが可能である。
【００１８】
この方法によって得られたバイオ燃料は、エステル化によって得られたバイオ燃料に比べ、分子量が小さく、沸点が低い。
したがって、常圧蒸留により、低温で結晶化する成分を除き易くなり、エステル化によって得られたバイオ燃料に比べ、沈殿物の析出する温度が低いという特性を有している。
【００１９】
これら実施の形態に取り上げているとおり、油脂原料に触媒としてゼオライトを添加して加熱処理することにより、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させるようにしたので、極めて簡単にバイオ燃料を得ることができるようになる。
【００２０】
また、触媒を再使用することができるために、コストの低減化を図ることができ、更には、反応前の脱水処理が不要となるので簡便である上に、コストも、なお一層低減化することができ、加えて、この発明の方法によって得られるバイオ燃料は、エステル化によって得られるものに比べて沸点が低いことから、常圧蒸留により、低温で結晶化する成分を除き易くなり、低温における沈殿物の析出を抑制することができる。その結果、寒冷地における使用を、より一層有利に進めることが可能になる。
【００２１】
更に、加熱処理において、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させた後の残留物を燃料として用いるようにすれば、廃棄物が無くなり、コスト低減には、一層有利なものとすることができる。                                                          
【実施例】
【００２２】
実施例１〜３として、油脂原料として廃食用油であるラードを用い、触媒を添加して加熱温度３５０℃から４００℃で加熱処理を行い、バイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させた。
触媒としてはゼオライトを用い、実施例１は、ナトリウムイオンを有するモレキュラシーブ、実施例２は、カルシウムイオンを有するモレキュラシーブ、実施例３は、亜鉛イオンを有するモレキュラシーブである。また、比較例として、触媒を添加しないことを除き、他は実施例１〜３と同様にしてバイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの中の、少なくとも一方を留出させた。
【００２３】
図２に留出温度を示す。この図２において、縦軸は留出温度（単位℃）、横軸は時間（単位１０分）である。
図２に示したように、何れにおいてもバイオジーゼル燃料およびバイオガソリンの留出が見られ、バイオ燃料が得られ、こうして得られたバイオ燃料について、表１に低温特性、表２に収率を示してある。                                            
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
表１に示すように、実施例１〜３によれば、４℃では液体の状態であるのに対して、比較例では固体が析出していた。また、実施例１〜３では、実施例１の曇り点が−２℃、実施例３の曇り点が−１５℃であり、実施例２では−１５℃でも固体析出が見られず、液体の状態であった。
これらの結果から、触媒を用いて加熱処理すれば、低温特性に優れたバイオ燃料を得ることができ、触媒としてモレキュラシーブを用いるようにすれば、より好ましいことが判明した。
【００２７】
また、表２に示したように、実施例１〜３の収率は、１８％から５７％程度であり、エステル化によってバイオ燃料を製造する方法の８０％程度に比べると低かった。但し、この実施例による方法によれば、バイオ重油が得られるので、燃料全体としての収率は、エステル化による方法と同等であった。
【００２８】
したがって、この実施例によれば、簡単かつ低コストで低温特性に優れたバイオ燃料を得ることができ、また、燃料全体としての収率にも優れていることを確認することができた。
【００２９】
以上、実施の形態および実施例を挙げてこの発明を説明したが、この発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、加熱処理と留出とを同時に行うようにしたものの事例としているが、加熱処理を行った後に留出するようにした工程によるものなどとしても差し支えないことは云うまでもない。                                                                      
【産業上の利用可能性】
【００３０】
バイオ燃料に用いることができる。
【図１】
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【図２】
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