(57)【要約】  【課題】産業廃棄物としての廃食油の不法投棄を無くし、一資源として考え、リサイクル技術を早期開発し、再利用することにより循環型杜会システムを構築、ゼロエミッション化することにより、環境保全が可能とする。本発明により、杜会的に大きな問題となっている廃食油のリサイクル問題を解決する。  【解決手段】廃食油を水溶液化し、「酸化カリウム・酸化マグネシウム・硫酸・鉄」などの触媒を使用し、更に粉状ゼオライトによる「化学反応＋イオン交換作用」等を起こし、他の炭化水素油と結合するエコオイルを精製し、ディーゼルエンジン用代替燃料とする。【選択図】  図１
2004190022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み廃食油を水溶液化できる攪拌機付き加熱型油槽釜で「粉状人工ゼオライトに塩化カリウム、塩化マグネシウム、硫酸、鉄など」の自社配合による触媒浄化処理を、一つのユニットで行う廃食油触媒浄化装置。
【請求項２】
請求項１により、加熱、触媒、浄化、処理により出来た廃食油は、高圧プレス型ポンプで濾過され、炭化水素油との結合が可能となるエコオイルが精製される、攪拌機付き加熱型槽釜との直結によるラインプラントシステム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２による精製されたエコオイルを他の鉱物油と混ぜ合わせるために、攪拌機付き触媒槽にポンプで送り、後処理の触媒化学反応を起こさせ、その後、常温高圧プレス型ポンプにより浄化し、代替燃料とすることを特徴とする廃食油の精製処理システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかの処理システムを基にして「１パッケージ式ユニット」で、低コスト、小スペースでも廃食油のリサイクルが可能な精製（オイルクリーナー）システム。
【請求項５】
廃食油を加熱しながら攪拌して均一な水溶液化とするための加熱攪拌処理工程と、加熱され水溶液化した廃食油に触媒として粉状人工ゼオライトを添加し、触媒反応させてエコオイルを精製するための触媒処理工程と、触媒処理後の粉状人工ゼオライトをエコオイルから分離除去するための触媒分離工程とからなることを特徴とする廃食油の再生処理方法。
【請求項６】
前記の触媒分離工程において、高圧プレス型ポンプを用いて粉状人工ゼオライトを濾過して分離除去することを特徴とする請求項５に記載の廃食油の再生処理方法。
【請求項７】
前記の触媒分離工程後のエコオイルに鉱物油を混合し、ディーゼルエンジン用代替燃料
とする燃料化処理において、常温において、粉状人工ゼオライトを触媒活性剤として添加し、混合攪拌することでエコオイルと鉱物油とを分離レベルで結合させる触媒活性処理工程と、該触媒活性剤を除去するための触媒除去工程とからなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の廃食油の再生処理方法。
【請求項８】
前記の触媒除去工程において、常温高圧フィルターを用いて触媒活性剤などの不純物除去を行うことを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかの項に記載の廃食油の再生処理方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揚げ物・天ぷらなどの使用済み廃食油や、酸化が進み麓棄処分された塵食油などを、現状のままで水溶液化し脱塩素分解化学反応を起こさせ、さらに粉状ゼオライトで触媒処理することにより、精製油（以下にエコオイルと呼ぶ）とし、炭化水素油と分子レベルで結合したディーゼルエンジン用燃料を製造することができる廃食油の再生処理方法及びその処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
使用済み廃食油は、産業廃棄物回収業者により収集運搬され、最終処分場でその処理が行われている。一部リサイクルに利用されているが、その例として（１）石鹸（２）飼料（３）肥料（４）ボイラー・重機などへの代替燃料等である。しかしながら、現状では、大部分のものがリサイクルとして活用されている状況ではなく、一般家庭から出た廃食油は、固形剤で固め焼却処分され、ダイオキシンの発生や焼却炉の破損など、自治体や住民に大きな経済的負担等がかかり、その損失は社会的にも多大である。ゆえに早急にしっかりしたリサイクル技術開発が強く求められている。
【０００３】
廃食油の浄化処理装置としては、特開２００１−１７０４２１号公報に人工ゼオライト粒（粒径０．５〜５．０ｍｍ）を用いた触媒処理による浄化装置が開示されている。この浄化処理により精製されたエコオイルは、ディーゼルエンジン用燃料として使用可能である。また、不純物を補足した人工ゼオライトは優れた有機肥料原料として農業などに使用できるものである。
【特許文献１】特関2001-170421号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
日本では、廃食油リサイクルの分野で世界レベルから見ても積極的に取り組んでいるとは思えない。よって環境保全保護の立場で考えた場合そのリサイクル事業に国や県・自治体などにより協力的な立場で循環型社会システムの構築が早急に必要となって来ている。その解決課題として廃棄物の不法投棄を出来るだけ無くし、一資源として考えを改め積極的に再利用に勤め循環型社会システムを構築しゼロエミッション（廃棄物ゼロ社会）に移行していくことで環境保全体制が整い、社会的課題が解決できるものである。
【０００５】
従来行われていた人工ゼオライトによる触媒処理においては、一般的な方法であり、触媒層を形成し、その触媒層に処理油を通過させて接触反応させるものであり、廃食油を通過させる筒状の人工ゼオライト粒が充填された処理容器を使用する為、人工ゼオライトを造粒機にかけ、セメントを15%〜25%の割合で混合し粒状ゼオライトとしなければならなかった。
【０００６】
その場合処理能力が十分ではなく、人工ゼオライトの能力が32%まで落ち込み期待した水準まで至らない状況であった。
また、触媒処理の前処理として、1ヶ月程度貯留し、ヘドロ部分を静置分離している。また、上記の装置では、さらに、処理容器が目詰まりしないように、廃食油中の固化した脂肪を分離除去したり、溶かしたりする前処理が必要であり、廃食油をそのまま触媒処理することができなかった。
【０００７】
さらに、精製されたエコオイルをディーゼルエンジン用燃料とする場合には、灯油や軽油などの鉱物油と一定比率で混合し、分子レベルで結合させる必要があるため、余熱して十分に攪拌混合する必要があるが、この混合の後、常温に戻る時に濁りや固形化などの問題が生じる場合があった。
【０００８】
本発明の課題は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、廃食油をそのまま処理することができ、人工ゼオライトの能力を最大限に発揮させることができ、かつ、良好なディーゼルエンジン燃料を製造することが可能な廃食油の精製処理方法及びその処理システムを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明においては、粉状の人工ゼオライトの状態で、廃食油の触媒処理を行う手段を用いた結果、人工ゼオライトの能力を８０％程度まで引き上げることに成功し、経済的にも安価なリサイクル手段としての解決策を見出すことができ、本発明を完成させたものである。
【００１０】
本発明では、廃食油を加熱しながら粉状ゼオライトと直接混合攪拌することを特徴とし、脱塩素分解反応を起こさせ、さらに粉状人工ゼオライトによる触媒反応により不純物を吸着、イオン交換させ、精製してエコオイルとする。粉状人工ゼオライトと廃食油の混合による触媒処理であるため、粒状ではなく、粉状であることで、反応のための接触面積が大きく反応が早く、効率的な触媒反応が行われるため、人工ゼオライトの能力を８０％程度まで高めることができる。
【００１１】
従来は、上記に示すように、処理容器内に人工ゼオライトを充填するため、粉状人工ゼオライトは目詰まりを起こすため、使用できなかった。
【００１２】
粉状人工ゼオライトは、粉末状であれば、Ｎａ型、Ｈ型、Ｋ型、Ｃａ型、Ｍｇ型、Ａｌ型、Ｆｅ型など各種の人工ゼオライトが使用できる。粒径は、１００μｍ以下が好ましい。粒径が小さいほど触媒効率が良くなるが、後処理での分離処理のコストがかかる。
【００１３】
また、本発明では、上記の触媒処理後に、不純物を吸着した粉状人工ゼオライトを精製されたエコオイル中から分離するために、高圧プレスポンプを用い、高圧フィルターで濾過して粉状人工ゼオライトを分離処理することを特徴とし、この分離処理でエコオイルができあがる。分離した人工ゼオライトは、有機肥料の原料として有効利用できる。
【００１４】
該高圧プレスポンプは、市販の高圧ポンプが使用できる。例えば、市販の吐出圧：１０ＭＰａ程度のプランジャーポンプや高圧ダイアフラムポンプなどでも良い。高圧フィルターは、粉末人工ゼオライトを完全に濾過できる濾過能力を持つものであればいずれでも良く、例えば、濾布やシートフィルターなどでもよい。また、水処理装置として使用されるフィルタープレス装置などでも良い。
【００１５】
また、本発明では、上記で精製したエコオイルに灯油などの鉱物油を適度に混合してディーゼルエンジン用燃料を製造するものであり、該エコオイルと鉱物油とを分子レベルで結合させるために粉状人工ゼオライトを用い、その触媒活性作用により、エコオイルと鉱物油を粉状人工ゼオライトと攪拌混合することで常温において、分子レベルで結合する。
十分に混合攪拌し、十分に結合された後、常温用高圧フィルターにより添加した人工ゼオライト触媒などの不純物を完全に除去することでディーゼルエンジン用燃料となる。
【００１６】
該燃料は、エコオイルの状態から加熱されることはないので濁りや固形化などの問題がなく、高品質なディーゼルエンジン用燃料となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、廃食油をそのままの状態で処理することができ、人工ゼオライトの吸着作用、触媒作用を最大限に発揮させることができ、かつ、自然に優しく、高品質なディーゼルエンジン燃料を製造することができる。
【００１８】
また、今日まで不法投棄、廃棄処分等されていた使用済み廃食油がエコエネルギーとして再利用できるため、大きく社会に貢献できるリサイクルシステムとして普及されていくことにより、その発明にかかる効果は循環型社会を作り上げるために大きく寄与するものである。加えて、社会的な経済効果もより大きく生み出すことが出来る。
【００１９】
本発明による代替燃料は、一般ディーゼル燃料よりも有害物質が少なく、排気ガスによる公害等の被書を減少することが出来、地球温暖化防止にも大きく影響を与え現代の車社会問題解決に寄与することが出来る。
【００２０】
さらに、人間社会に対しても地球に優しい環境燃料となり、ぜんそく・気管支疾患などが起こりにくい効果が得られる。
【００２１】
現在多くの自治体が廃食油の処分に困っており、その対策が見出せないのが現状である。その問題は、本発明を活用する事により、自治体に対する最終処分費負担の削減が可能になり、経済的にも環境保全面においても発明の効果は大きい。
【００２２】
従来の廃油燃料においては、精製段階で「ベンジン・ベンゼン」の国指定廃棄物とされている物質を取り除かなければ、代替燃料としては使用できなかったが、本発明においては、取り除かなくとも代替燃料として十分な使用結果が出ている。よって、本発明により二次廃棄物が発生しないことも社会的に地球に優しい代替燃料となる。
【００２３】
使用済み廃食油触媒として使用された物質については、一切化学薬品が混入されていないため、後利用として人間の体にやさしい有機肥料として再利用可能となり、最後の工程まで二次廃棄物を出さない完全なるゼロエミッション化プラントになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
使用済み廃食油は、回収集積された後、一般的に約30目間蓄積される。それはヘドロ部分と上油部分の自然分別作業を行うためである。その為リサイクルまでに時間を要する。本発明により蕃積期聞を必要とせず、廃油収集後即プラント精製する為、現在廃棄処分されているヘドロ部分も全てリサイクルすることが出来、ヘドロ状の廃棄物はでない。
【００２５】
従来は、造粒された粒状ゼオライトで触媒処理が行われていたが、本発明ではその形態を変えることに成功、「粉状ゼオライトの状態で触媒処理を行うことになり、その結果リサイクルランニングコストが縮減され、尚且つヘドロ状に酸化した廃食油の触媒は、粒状ゼオライトでは条件が合わず処理を行うことが出来なかったが、粉状ゼオライトにおいては、本発明により全ての廃食油の触媒処理を行うことが出来た。よって、今までの廃食油リサイクルを実施する為の手法を変えることにより、より水準の高い物にすることができた。
【００２６】
使用済み廃食油は当然のごとく酸化が進み、再利用するためにはとても条件的に厳しいところがある。それは、廃食油の中に酸性分が多く含まれリサイクル商品としては、腐敗が早く進み商品価値としてずいぶん低下する。本発明においては、酸性化した条件の悪い廃食油を触媒技術により、中性の性質に変換する事が可能である。一般的な軽油燃料の性はすべて中性にしている為、本発明において当然中性代替燃料を作る必要があり、粉状人工ゼオライトの触媒活性作用を用いることでこの問題を解決した。よって酸化も防止する事ができ、リサイクル燃料としての完成品に至った。
【００２７】
以下に、本発明による廃食油を再生処理してディーゼルエンジン用燃料を製造するための再生方法について説明する。
【００２８】
図1は、本発明による廃食油の再生処理方法を示すフロー図である。
（Ｓ−１）廃食油を加熱攪拌処理し、均一に水溶液化させる。
（Ｓ−２）加熱攪拌しながら、粉状人工ゼオライトを投入し、イオン交換と吸着作用による触媒処理により、不純物を粉状人工ゼオライトに吸着させる。
（Ｓ−３）触媒（粉状人工ゼオライト）を高圧プレス型ポンプで濾過し、除去し、エコオイルを精製する。濾過して分離した吸着済み人工ゼオライトは乾燥処理して有機肥料の原料として再利用される。
（Ｓ−４）エコオイルに適度の鉱物油を投入し、攪拌混合し、さらに粉状人工ゼオライトを添加して十分に攪拌混合させ、その触媒活性作用により、エコオイルと鉱物油を常温状態で分子レベルでの結合処理が行われ、ディーゼルエンジン用燃料の代替燃料となる。
【実施例】
【００２９】
本発明を図２〜図６に基づいて、廃食油を再生処理してディーゼルエンジン用燃料を製造するための廃食油エコ精製プラントを例に説明する。
【００３０】
図２は、廃食油を精製するための精製処理装置の実施例を示す図である。この装置は、活性加熱タンク５に攪拌機３が設けられ、該活性加熱タンク内に触媒を投入するための触媒ろうとが設けられている。使用済み廃食油が収集された現状のままで、ポンプ１から活性加熱タンク５内に移送される。廃食油は、この活性加熱タンク５内で加熱されながら攪拌され水溶液化し、その触媒作用(化学反応＋イオン交換)を起こし、精製油（エコオイル）が精製される。
【００３１】
次に、水溶液化された廃食油の触媒反応が終了した後、図３に示す高圧プレス型ポンプにより、粉状人工ゼオライトによる触媒の分離除去が行われ、燃料としてリサイクルできる段階まで不純物が取り除かれる。該高圧プレスポンプは、水処理などに使用されるフィルタープレス装置である。
【００３２】
次に、エコオイルに適度の鉱物油（灯油など）を混合してディーゼルエンジン用燃料を製造するための触媒装置について説明する。この装置は、攪拌機付き触媒槽に精製されたエコオイルと他の鉱物油とを分子レベルで結合させるシステムである。
【００３３】
この場合、次のような問題点がある。一度熱を加えたエコオイルは、鉱物油と結合したとき常温の状態では、化学変化が起き気温の変化で固形化したり濁りが現れたりする場合もある。又、その後処理の触媒段階において酸性化したエコオイルを中性化する必要があり、その触媒力が落ち、触媒形態においては条件に達しない所もあるのだが、本発明においては、粉状人工ゼオライトを触媒として使用し、常温状態においてその触媒作用を行うことを可能とする。図４に示すように、触媒槽１６にエコオイルを投入し、ダブル攪拌機１５で攪拌しながら、触媒ろうとから粉状人工ゼオライトを添加し、常温での触媒作用を発揮させる。この触媒作用が終了した後、常温用高圧フィルター１７により不純物を完全に取り除き、代替燃料としてより適切な状態で仕上がり完成品となる。
【００３４】
次に上記に説明した廃食油の精製装置と、精製したエコオイルを燃料化するための触媒装置を組み合わせたエコ精製システムについて説明する。
【００３５】
図５は、廃食油からボイラー燃料を製造するためのエコ精製システムであり、上記の活性加熱タンク５と、高圧プレス型ポンプ１９と、活性油貯蔵タンク１８とで構成される。上記の各装置をラインプラント化し、一つのパッケージにシステム化した小型の精製システムである。工場フローも小スペースで運転が可能であり、自社の使用済み天ぷら油を最終処分に出さず、ボイラー燃料等に変えることができる。その結果、本発明による「パッケージ式システム」を導入することにより、燃費の節約につながり経済的効果が大きい。これにより経済的、旦つ環境に良い循環型社会を作り出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明により発生する不純物を吸着した人工ゼオライトは、化学薬品が一切含まれていないため、優れた有機肥料の原料となる。また、他の商品開発において、人工ゼオライトの吸着処理や触媒処理において、触媒容器に粒状人工ゼオライトを充填して用いていたものを本発明のように粉状人工ゼオライトによる処理手段を用いることでその処理効率を大幅にアップすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による廃食油の再生処理方法を示すフロー図を示す。
【図２】本発明による廃食油の精製処理装置の実施例を示す機器構成図を示す。
【図３】本発明による高圧プレス型ポンプの実施例を示す概略図を示す。
【図４】本発明による燃料化のための触媒処理装置の実勢例を示す概略構成図を示す。
【図５】本発明によるエコ精製システムの実施例を示す機器構成図を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  ポンプ
２  温度センサー
３  攪拌機
４  レベルセンサー
５  活性加熱タンク
６  電磁弁
７  触媒ろうと
８  計量機付送り装置
９  絞込フレーム
１０  濾過板
１１  ドレン用バルブ
１２  圧力計
１３  圧力タンク
１４  サイホンパイプ
１５  ダブル攪拌機
１６  触媒槽
１７  常温用高圧プレス
１８  高圧プレス型ポンプ
１９  活性油貯蔵用タンク
【図１】
2004190022.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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