(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化すべき廃食用油を入れるための原料油槽と、人工ゼオライト粒を充填してなる処理ユニットと、該原料油槽の内部から該処理ユニットの内部へ廃食用油を所定速度で供給する配管及びポンプと、該処理ユニット内の該人工ゼオライト粒層に到達する廃食用油を予め所定温度に加熱しておくための加熱手段と、該処理ユニット内の該人工ゼオライト粒層を通過して出てくる再生油を受けるための再生油回収槽とを備えたことを特徴とする、廃食用油浄化装置であって、
該処理ユニットが、内部に人工ゼオライト粒を充填した少なくとも一の筒状体、又は通される油の流れに沿って直列に連結された、内部に人工ゼオライト粒を充填した複数の筒状体より構成されているものであり、
該原料油槽に供給するに先立って廃食用油を一時的に蓄え放熱させることにより、含有する水分及び常温で固化する脂肪を沈降させてこれらより軽い脂肪油から分離させるための予備槽と、分離した水分層及び／又は脂肪層より上側にある脂肪油層を該予備槽から該原料油槽へ移送するための配管及びポンプとを更に備え、
廃食用油が、該処理ユニット内に充填された該人工ゼオライト粒層中を下方から上方へと流されるものである、廃食用油浄化装置。
【請求項２】
該人工ゼオライト粒が、重量比で人工ゼオライト粉末：セメント＝８０：２０〜９０：１０の割合で混合し、ペレット状又は粒状に硬化させたものである、請求項１の廃食用油浄化装置。
【請求項３】
該所定温度が１５〜１５０℃の範囲である、請求項１又は２の廃食用油浄化装置。
【請求項４】
該加熱手段が該原料油槽に備えられたヒーターを含むものである、請求項１ないし３の何れかの廃食用油浄化装置。
【請求項５】
該加熱手段が該原料油槽から該人工ゼオライト粒層へと至る流路の途中に設けられたヒーターを含むものである、請求項１ないし３の何れかの廃食用油浄化装置。
【請求項６】
磁石による廃食用油中の鉄粉捕捉手段を流路の途中及び／又は該原料油槽及び／又は該予備層に備えたことを特徴とする、請求項１ないし５の何れかの廃食用油浄化装置。
【請求項７】
該人工ゼオライトが、Ｃａ型人工ゼオライト及びＦｅ型人工ゼオライトよりなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１ないし６の何れかの廃食用油浄化装置。
【請求項８】
ディーゼルエンジン用燃料製造用である、請求項７の廃食用油浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天麩羅油、サラダ油等の植物性の脂肪油を主体とする使用済み食用油から不純物を除去し、元の脂肪油を再生油として回収すると同時に、肥料原料を副製することのできる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲食店、食品製造加工工場、各家庭の厨房などから、天麩羅、フライ等に使用済みの食用油（本明細書において「廃食用油」という。）が大量に排出されている。廃食用油は液状であるため、土中に埋めたり、そのまま下水に流したりして廃棄すると、地下水に流入し、河川、湖沼、海洋等に広がり、水圏を汚染する等環境問題を引き起こすことになる。従って環境汚染防止の立場から、廃食用油の低コストで広く利用できる無公害的処理方法や新たな用途の開発が緊要な課題となっている。
【０００３】
廃食用油を処理する方法としては、ゲル化剤を加えて固形化して生ゴミとして廃棄する方法や、紙廃材、パルプ廃材等を加工した吸油材に吸収させて廃棄する方法が従来より広く行われている。しかし前者の方法は一旦は固形化した廃食用油がしばしば液状化して流れ出し、後者の方法も吸油材が圧迫されると一度吸収されていた油がしみ出すなどの不都合な点があった。また、廃食用油をアルカリ加水分解して高級脂肪酸としたものにメチルアルコールを加えて燃料化を試みている報告があるが、そのようにして製造される燃料は、製造コストが通常の燃料価格と比べて著しく高くなり経済的に成り立ち得ないことが判明しており、実際上は無意味である。最近では、石炭灰であるフライアッシュ等をアルカリ等と反応させて改質した吸着剤に吸着させることにより極めて強固に固形化し、土壌改良材・肥料として農地に施用するという方法が報告されているが（特開平８−３５８３号）、膨大な量の廃食用油が発生していることから、更なる用途の開発も必要である。
【０００４】
廃食用油は、主体であるもとの脂肪油中に、加熱調理で酸化変成した脂肪油やそれらの重合体を含んでおり、更には食材に由来するデンプン等の炭水化物、主として肉類由来の脂肪、タンパク質、それらの炭化物や、更には、分散した水分をも相当量含有している。その他にも、廃食用油が飲食店その他の発生源で貯蔵され輸送されて来る際に、用いられる石油缶、ドラム缶などの容器を構成する鉄と廃食用油中の酸化物との反応で生じた酸化鉄が含まれる。また、場合によっては鉄粉が混入している可能性もある。廃食用油中のこれら雑多な不純物は、元の脂肪油が天麩羅等に使用された頻度やその際に用いた食材に応じて、その含有量や組成が大幅に変動する。このように不純物の多様性によって廃食用油の組成には大きな変動が避けられないため、廃食用油に新たな実用的用途を見出すことはこれまで困難であった。また、このように不純物の化学的性質も多様であるため、それらを簡便に除去して再生油を得ることも、これまで困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような背景のもとで、本発明は、廃食用油を効率よく精製し、もとの脂肪油とその他不純物とに簡単に分離しそれぞれ再生油及び肥料原料として回収する装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、廃棄物である石炭灰等を原料として製造できる人工ゼオライト粒よりなる層に、適度に加熱した廃食用油を適度な流速で流すことにより、廃食用油中の酸化変成した脂肪油やそれらの重合体、デンプン等の炭水化物、主として肉類由来の脂肪、タンパク質、それらの炭化物や、更には、分散した水分や酸化鉄等、種々の不純物が極めて簡単に且つ優れた効率で除去されて、使用前のものに近い精製された脂肪油が回収できることを見出した。また、こうして得られる再生油が、灯油又は軽油と一定比率で混合することによりディーゼルエンジン用燃料として純粋な軽油に代えて使用できることも見出した。更には、含有されていた雑多な不純物を捕捉した使用済み人工ゼオライト粒は、優れた有機肥料原料として農業等に利用できる。本発明は、これらの発見に基づき、更に検討を加えることによりなされたものである。
【０００７】
すなわち本発明は、浄化すべき廃食用油を入れるための原料油槽と、人工ゼオライト粒を充填してなる処理ユニットと、該原料油槽の内部から該処理ユニットの内部へ廃食用油を所定速度で供給する配管及びポンプと、該処理ユニット内の人工ゼオライト粒層に到達する廃食用油を予め所定温度に加熱しておくための加熱手段と、該処理ユニット内の該人工ゼオライト粒層を通過して出てくる再生油を受けるための再生油回収槽とを備えたことを特徴とする、廃食用油浄化装置を提供する。
【０００８】
内部に人工ゼオライト粒を充填した該処理ユニットは任意の種々の形状であってよいが、処理される廃食用油が軸方向に流れるような筒状の形態であるのが最も好ましい。そのような形態をここに「筒状体」という。筒状体の断面形状は円形であってよいが、他の形状例えば四角形その他の多角形や楕円形等適宜な形状を採用してよい。また、軸方向に沿って断面積や断面形状が多少変動するような形状のものも、ここにいう「筒状体」に含まれる。
【０００９】
また、筒状体は必ずしも真っ直ぐなものである必要はなく、途中で屈曲するものや、コイル状、渦巻き状等、装置の設計に便利な任意の形状とすることができる。内部に充填された使用済み人工ゼオライト粒を新しいものと交換する際の取り扱い易さを考慮すれば、筒状体は曲がりのないものであることが通常好ましいが、中間部位で適宜複数の部分に分解できるような構造のものとしておけば、曲がった形状でも特に支障はない。また、何れの形状であっても、筒状体は人工ゼオライト粒の交換のために適宜装置本体から脱着できる構成のものとするのが便利である。
【００１０】
また該処理ユニットは、内部に人工ゼオライト粒が充填された、通される廃食用油の流れに沿って直列に連結された複数の筒状体より構成されたものであってもよい。一の筒状体の出口から次の筒状体の入口までは通常の配管で連結してよい。また、個々の筒状体を単位として、処理上の負荷に合わせて、連結する筒状体の個数を増減できるような構造としてもよい。
【００１１】
「原料油槽」は、処理ユニットに送る廃食用油を入れておくことができる任意の形態のものでよく、密閉されたタンクでも、外気に対して上部の開放された容器であってもよい。
【００１２】
また、廃食用油に含まれる水分は人工ゼオライト粒層により除去できるが、余りに多量の水分が含まれているときは、捕捉された多量の水分が人工ゼオライト粒層の浄化能力を消耗することになるため、人工ゼオライト粒による処理に先立ってこれを減少させておくことが好ましい。また多量の脂肪が含まれているときは、人工ゼオライト粒層を通過中に固化して目詰まりを起こしたり人工ゼオライト粒の浄化能力を低下させたりする場合があるため、やはり処理に先立って減少させておくことが好ましい。この目的のためには、原料油槽に供給するに先立って廃食用油を一時的に蓄え放熱させる予備槽を設け、含有されている可能性のある水及び固化した脂肪をここで沈降させて液状の脂肪油層から分離させればよい。放熱は、放置して外気温度と平衡させることによってもよく、また適宜の強制冷却手段によって該気温以下に冷却してもよい。また、該予備槽は、水層及び／又は脂肪層より上側にくる脂肪油層を該予備槽から該原料油槽へ移送するためのポンプ及び配管を更に備えていることが好ましい。
なお、油脂すなわち脂肪酸のグリセリンエステル（トリグリセリド）のうち、「脂肪油」とは、オリーブ油、落花生油、ごま油、菜種油、綿実油、米ぬか油、大豆油等のように常温で液状の油脂を、「脂肪」とは常温で固体の油脂をいう。
【００１３】
また、廃食用油は人工ゼオライト粒層を任意の方向に流してよく、上方から下方へと例えばドリップ方式で流すようにしても、また水平方向に流しても、下方から上方へと圧送により流してもよい。これらのうちでは、下方から上方へと流すのが最も好ましい。その場合には廃食用油が重力に逆らって上昇するため、人工ゼオライト粒層中を廃食用油面がほぼ水平となって上昇するため、人工ゼオライト粒層中に廃食用油が流れる特定の限られた通り道が形成されるおそれがないからである。ここに「下方から上方」は、必ずしも垂直又はほぼ垂直に流れる場合に限らず、斜め方向に下から上へと流れる場合も含む。
【００１４】
本発明者の研究により、人工ゼオライト粒相に供給する廃食用油の温度は通常１５〜１５０でよいことが確認され、更には、廃食用油に対する人工ゼオライト粒の不純物吸着能力は４０〜６０℃付近で最もよく発揮されることも判明した。従って、人工ゼオライト粒と接触する廃食用油がこの温度範囲内にあることが最も好ましいが、これから外れても吸着能力が著しく低下することはないことも確認されているから、所望によりこの温度範囲に比較的近くなるように廃食用油の温度管理をすれば十分である。また加熱された廃食用油は、処理ユニット内の人工ゼオライト粒層を通過中に放熱して次第に温度が下がるから、この温度低下を見越して、人工ゼオライト粒層に供給する廃食用油温度を適宜設定すればよい。これらのことを勘案して、通常、好ましくは４０〜１５０℃、更に好ましくは４５〜１００℃、尚も更に好ましくは５０〜８０℃の温度範囲内になるように設定すれば足りる。しかしまた、冬季など外気温が低いときは、供給する廃食用油を１５℃以上まで加熱して流動性を改善するために上記加熱手段を用いてもよい。
【００１５】
処理ユニット内の人工ゼオライト粒層に到達する廃食用油を所定温度に加熱しておくための加熱手段としては、当業者がこの目的で選択し得る任意の方式のものを採用してよい。また加熱手段を設ける部位も、この目的に適するものであれば任意に選択してよい。例えば、加熱手段は原料油槽の底部に取り付けられたプレート状の電気ヒーターや、投げ込み式の電気ヒーターその他種々の方式、形状の電気式ヒーターであってよく、また都市ガス、プロパンガス等の火力を用いて原料油槽の底部その他を加熱するような方式にしてもよい。また、そのような電気式ヒーター又は火力によるヒーターを、原料油槽にではなく、原料油槽から人工ゼオライト粒層に至るまでの廃食用油の流路の起始部、中間部、又は末端部に設けてもよい。その場合、ヒーターコイルやヒータープレートが流路を取り巻くように又は流路を外側から火力で加熱するようにしてもよく、あるいは、流路の起始部、中間部、又は末端部にチャンバーを介在させてその内部に前記のような電気式ヒーターを設置してもよい。
【００１６】
廃食用油の加熱にあたって温度管理を細かく行おうとする場合には、市場で入手できる周知の温度センサーとスイッチ類を適宜用いて周知の技術により温度制御機構を構成すればよい。
【００１７】
また、原料として用いる廃食用油中に細かな鉄粉が仮に含まれていても人工ゼオライト粒層を通過中に捕捉されるため、それらが再生油中にまで移行することはまず無いが、更に確実を期すためには、磁石（永久磁石又は電磁石）による廃食用油中の鉄粉捕捉手段を流路の途中及び／又は該原料油槽及び／又は該予備層に設けておくことが好ましい。そのような手段の具体的構成は当業者が周知の技術を利用して任意に決定すればよい。具体例としては、原料油槽又は予備層の内部に又はこれらに外部から接するように取り付けられた永久磁石や、原料油槽又は予備層からそれぞれのポンプへ至るまでの流路の一部に介在させた、平たく広がった形状のチャンバー内に設けた又はその表面に外部から接するように設けた永久磁石が挙げられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
人工ゼオライトとは、産業廃棄物である石炭灰（フライアッシュ又はクリンカーアッシュ）又は製紙工場において生ずるスラッジを焼却して得られる製紙スラッジ焼却灰を、又はこれにケリソウ土やケイ酸酸ソーダやシリカゲルなどのケイ酸富化剤や、塩化アルミニウムなどのアルミニウム富化剤を添加した上で、水酸化ナトリウム水溶液（例えば１〜４規定）等のアルカリ水性媒質と加熱攪拌し、所望により更に、硫酸等の鉱酸、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、又は塩化鉄等を加えて処理をすることによって、Ｎａ型、Ｈ型、Ｋ型、Ｃａ型、Ｍｇ型、Ａｌ型、Ｆｅ型等、種々のタイプのものとして得ることができる、イオン交換能を備えた多孔質材料であり、特開平５−２２０３８７号、特開平６−１８３９２２号、特開平７−３２６５号、特開平７−２６２９３号、特開平８−３５８３号、特開平８−１９７９４号、特開平８−２７６１９８号、特開平８−３１７７２５号、特開平９−１９４２６７号、特開平１０−３２４５１８号、特開平１１−２１１２１号、特開平１１−１９９２２５号、及び特開平１１−３０２０１２号等に記載されているものである。
【００１９】
人工ゼオライトは、その製造過程において、石炭灰等の主成分である非晶質ケイ酸アルミニウムがアルカリと反応して、多孔質で比表面積が大きく、様々な物質を吸着保持する上、高いイオン交換能を有する結晶性物質に一部ないし全てが変化する（例えば、特開平６−１８３９２２号）。このとき、ＳｉとＡｌとがＯを介して結合されて、Ｎａ型の人工ゼオライトとなる。このようにして製造される人工ゼオライトは、ＳｉとＡｌに４個のＯが結合されている。ここにＳｉはプラス４価、Ａｌはプラス３価であるため、Ａｌの部分で電子が１個余剰となり、この部分がマイナスに荷電する吸着担体となる。Ｎａ型の人工ゼオライトを、鉱酸、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、又は塩化第二鉄と接触させると、Ａｌのマイナスに荷電する部分に捉えられていたＮａイオンが、それぞれ水素イオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、又は第二鉄イオンに置き換えられ、それぞれ対応するタイプの人工ゼオライトに変換される。
【００２０】
本発明においては、人工ゼオライト粒にこれら種々のタイプの人工ゼオライトを用いることができる。再生油は、灯油あるいは軽油と混合してディーゼルエンジン用燃料として、またボイラー用燃料等として使用することができる。なお、再生油をディーゼルエンジン用燃料として用いる場合には、Ｎａ型、Ｋ型等のアルカリ金属型以外のものの方が性能が優れているので好ましく、特にＣａ型及びＦｅ型、取り分けＦｅ型が特に優れた結果を与えるので好ましい。
【００２１】
本明細書において「人工ゼオライト粒」とは、元々は微粉状である上記人工ゼオライトを、より目の粗い固形物としたものをいう。微粉状の人工ゼオライトにより廃食用油中の不純物を吸着させることもできるが、微粉状の人工ゼオライトを充填した層では廃食用油の通りが非常に悪くなるため、より目の粗い固形物として用いるのが有利である。また使用済みのものを肥料として用いるときにも、油等を吸着して凝集した粉末より取り扱い易く、土壌中での空気の流通も良好となる。
【００２２】
本発明の目的に特に適した人工ゼオライト粒の製造は、人工ゼオライト粉末を適宜のバインダーで結合させて適宜の粒状やペレット状にすることにより行えばよい。バインダーとして特に適しているのはセメントであり、重量比で人工ゼオライト粉末：セメント＝８０：２０〜９０：１０程度の割合で混合し、水を加えて練合してペレット押出機その他を用いてペレット状や適宜の粒状等にし、硬化させ自然乾燥させる等により得られる。ペレットや粒状物のサイズは特に限定されないが、余り大きいと粒間の隙間が大きくなって処理すべき廃食用油の多くが隙間を素通りすることになるうえ粒の中心部の人工ゼオライトが廃食用油と効果的に接触しにくくなる。また余り小さいと廃食用油の通りが悪くなる。これらを勘案すると、ペレットでは直径２〜３ｍｍ程度、粒状では粒径が１．５〜５ｍｍ程度のものが通常は好ましい。但し、作業条件等に合わせて適宜選択すればよい。
【００２３】
本発明の廃食用油浄化装置により廃食用油を浄化して得られる再生油は、酸化重合体、主として肉類に由来する脂肪、炭水化物、タンパク質、それらの炭化物、水分等が非常に効果的に除去されており、成分的にも外観上も使用前の食用油に非常に近いものが得られる。得られた再生油は、再度天麩羅等の調理に使用できなくはないが、それには食品としての厳しい品質規格管理を必要とするためコスト高となり、現実的でない。本発明者は、このようにして処理して得られる再生油の新用途について研究し、上述の通り、それが灯油又は軽油と所定比率で混合することによりディーゼル燃料として使用できることを見出した。
【００２４】
すなわち、これまでディーゼル燃料には、その引火点及び動粘度等の関係から軽油が用いられている。ディーゼルエンジン用燃料に使用する軽油の動粘度は３０℃において２．７ｍｍ2／ｓ以上であり、一方灯油の動粘度は１．４６ｍｍ2／ｓ程度とかなり低く、そのままではディーゼルエンジン用燃料としては使用できない。しかしながら、本発明により廃食用油を浄化して得られる再生油２０容に対して灯油８０容を加えて混合したものは、動粘度が２．８０ｍｍ2／ｓ付近となり、３０００〜４０００回転のディーゼル燃料に適した動粘度となることを、本発明者は見出した。また混合物の引火点も軽油にほぼ等しく、この点でもディーゼル燃料としての要件を満たすことも確認した。また、処理により不純物が十分に除去されているため、本発明により得られる再生油は、灯油と均一且つ完全に混合させることができ、混合により析出物などが生ずることもないことも確認した。また、この再生油は、同様に、軽油に例えば１０％程度添加してディーゼルエンジン用燃料として用いることができることも確認した。
【００２５】
本発明者は、こうして得られる混合油が、ディーゼルエンジン用に燃料として実用的なものであるか否かをトラック、フォークリフトその他のディーゼルエンジンにおいて純粋な軽油に代えて燃料として用い、長時間連続運転して実地検証した。その結果、ノッキングやエンスト等を起こすこともないのみならず、従来のように軽油のみを用いた場合に比べてアクセル踏み込み時の黒煙の発生も非常に少なく、連続運転後のエンジンのシリンダー内も清浄であった。こうして、本発明の装置により得られる再生油と灯油及び／又は軽油との所定割合の混合物がディーゼルエンジン燃料として十分に実用可能であることが確認された。また、灯油には軽油よりイオウ分が少なく廃食用油も実質的にイオウ分を含まないため、これらの混合により得られる混合燃料は、単に実用に耐えるのみならず、イオウ酸化物の排出を抑制する。このため、灯油及び／又は軽油と本発明により得られる再生油との混合燃料の使用は、黒煙発生の抑制と併せ、軽油のみを燃料として使用するより好ましい。
【００２６】
我が国には４０数基の大型石炭火力発電所があり、ここから廃出される石炭灰の量は年間約４００万トンにも上るほか、石炭を燃料として用いる製鉄所や工場などからの廃出も加えれば、更に多量の石炭灰が廃出されており、その殆どが埋め立てにより廃棄されている。廃棄物である石炭灰は極めて安価に入手でき、これに簡単な処理を加えるのみで得られる人工ゼオライト及びこれに比較的少量のセメントを用て形成した粒状物も低コストで製造できる。このため、本発明の装置による廃食用油の処理も比較的低コストで行うことができる上、得られる再生油、肥料原料共に付加価値が生み出されているため経済的意義が高い。また、本発明の装置により廃食用油及び石炭灰の有効利用を大規模に促進することは、油による公共用水等の水質汚濁の低減に繋がると同時に、石炭灰の埋め立て処分量を減らす面からも環境保全に資し、しかも安価な有機肥料を提供して土壌の改良に役立つという点でも有益である。
【００２７】
【実施例】
以下、典型的な実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されることは意図しない。
＜人工ゼオライト調製例１＞  Ｎａ型人工ゼオライト
１０００ｍｌ容三角フラスコに、粒径の細かい石炭灰（フライアッシュ）を１２０ｇと２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液４００ｍｌを加え、冷却管を取り付けて、ホットプレート上で約９０℃にて約１日加熱処理する。処理後、遠心分離法にてよく水洗し、１０５℃にて乾燥して、粉末状のＮａ型人工ゼオライトを得る。
【００２８】
＜人工ゼオライト調製例２＞  Ｃａ型人工ゼオライト
冷却管を取り付けた三角フラスコに、粒径の細かい石炭灰（フライアッシュ粉末）６０ｇと３．５Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２００ｍｌを加え、ホットプレート上で約９０℃にて２０時間ほど加熱処理する。処理後、遠心分離法にてよく水洗する。次いで、１Ｎの塩化カルシウム水溶液１００ｍｌを加え、往復振盪器で振盪してカルシウム飽和処理する。この飽和処理を５回繰り返した後、過剰の塩化カルシウムを水洗除去し、１０５℃にて乾燥して、粉末状のＣａ型人工ゼオライトを得る。
【００２９】
＜人工ゼオライト調製例３＞  Ｃａ型人工ゼオライト
フライアッシュ粉末６０ｇの代わりにフライアッシュ粉末４０ｇとシリカゲル粉末２０ｇの混合物を用い、調製例２と同様の操作により、粉末状のＣａ型人工ゼオライトを得る。
【００３０】
＜人工ゼオライト調製例４＞  Ｃａ型人工ゼオライト
フライアッシュ粉末６０ｇの代わりに、より粒径の粗い石炭灰（クリンカーアッシュ）２０ｇを用い、加熱処理時間を２４時間としたほかは、調製例２と同様の操作を行って、粉末状のＣａ型人工ゼオライトを得る。
【００３１】
＜人工ゼオライト調製例５＞  Ａｌ型人工ゼオライト
上記調製例１に従ってＮａ型人工ゼオライト粉末を調製し、これを９０℃にて０．３Ｎ塩化アルミニウム水溶液に３時間浸漬後、水洗し、乾燥させて粉末状のＡｌ型人工ゼオライトを得る。この処理は、塩化アルミニウム水溶液の濃度を例えば０．１〜２Ｎ、液温を例えば４０〜９５℃としてもよい。また浸漬時間は１〜７２時間でもよいが、数時間で平衡状態となるため、数時間例えば３時間程度が好ましい。
【００３２】
＜人工ゼオライト調製例６＞  Ｆｅ型人工ゼオライト
上記調製例５において塩化アルミニウムの代わりに塩化第二鉄を用いて同様に処理し、粉末状のＦｅ型人工ゼオライトを得る。なお、塩化第二鉄の代わりに硝酸第二鉄を用いても同等のＦｅ型人工ゼオライトが得られる。
【００３３】
＜人工ゼオライト調製例６＞  Ｍｇ型人工ゼオライト
冷却管を取り付けた三角フラスコに、粒径の細かい石炭灰（フライアッシュ粉末）と３．５Ｎ水酸化ナトリウムを重量比で１対４の割合で混合して入れ、ホットプレート上で約９０℃にて２４時間ほど加熱処理する。処理後、遠心分離法にてよく水洗した。次に１Ｎ塩化マグネシウム水溶液を加え、往復震盪器で震盪し、マグネシウムイオンを飽和処理した後、過剰の塩化マグネシウムを水洗除去して１０５℃にて乾燥させて粉末状のＭｇ型人工ゼオライトを得る。
【００３４】
＜人工ゼオライト調製例７＞  Ｈ型人工ゼオライト
上記調製例１に従って得られる人工ゼオライトを０．３Ｎ塩酸に３時間浸漬した後、水洗し乾燥させてＨ型人工ゼオライトを得る。
【００３５】
＜実施例１＞  廃食用油浄化装置
図１は、本発明の廃食用油浄化装置の一実施例を示す。図において１は、原料油槽であり、処理すべき廃食用油がここに入れられる。原料油槽１は、ステンレス鋼等の耐久性の材料で作られた容器であり、本実施例では密閉されたタンクである。但し密閉は必ずしも必要なく、外気に開放されていてもよい。原料油槽１の底部には、廃食用油の加熱手段２として電熱式のヒータープレートが備えられており、収容されている廃食用油がこれにより所定温度に加熱される。加熱温度は、本実施例では例えば８０℃である。温度管理は、原料油槽１内の適宜の位置に取り付けられた温度センサー及び制御回路（図示せず）等によって行われる。
【００３６】
所定温度に加熱された廃食用油は、ポンプ５によって所定速度で原料油槽１から吸い上げられて、処理ユニットへと送り出される。処理ユニットは、本実施例ではステンレス鋼等の耐久性の材料で作られた、取り外し可能に連結された４基のシリンダー３より構成されている。各シリンダー３内には人工ゼオライト粒（例えば、Ｆｅ型人工ゼオライト８０〜９０重量部にセメント２０〜１０重量部を混合し水を加えて練合し、粒状として硬化、乾燥させたもの）が充填されている。人工ゼオライト粒の乾燥は１２０℃にて３０分間以上行又はこれと同等の乾燥を与える条件下に行えば、人工ゼオライトの能力を特に効果的に発揮させられるので好ましい。各シリンダー３内への人工ゼオライト粒の充填及び使用済み人工ゼオライト粒の取り出しは、各シリンダー３の上端から（キャップがある場合これを外して内部を露出させた上で）行うことができる。また、この作業が各シリンダー３を装置から取り外して行えるように、各シリンダー３と配管及び台座は取り外し可能に取り付けられている。装置に取り付けられた各シリンダー３は、廃食用油が下部にある入口ポートから導入され、シリンダー３内の人工ゼオライト粒層を上昇してオーバーフローする形で上部にある出口ポートから流出するように構成され配置されている。これらのシリンダー３は廃食用油の流れに対して直列に連結されており、廃食用油がこれらのシリンダー３内の人工ゼオライト粒層を順次通過する間に、含有されていた酸化重合体、水分、炭化物、その他種々の不純物が除去される。
【００３７】
最後のシリンダー３を通過した浄化廃食用油は、出口ポートに連結された流路７を通って再生油回収槽９内に流入して溜められる。１１は回収された再生油を取り出すためのドレーンコックである。原料油槽に入れられた廃食用油の汚れ具合にもよるが、一般に、処理ユニットに充填されている人工ゼオライト粒の総量１ｋｇあたり、およそ２０〜４０Ｌの廃食用油が、これを約１時間かけて流すことにより、処理できる。シリンダー３の本数は、処理すべき廃食用油の量及びその汚れ具合に応じて増減すればよい。
【００３８】
こうして得られた再生油は、後述のように灯油と混合してディーゼル燃料として利用することができることが確認されている。また、廃食用油中の雑多な不純物を吸着し且つ脂肪油で湿潤した使用済み人工ゼオライト粒が処理ユニットから回収されるが、これはそのまま発酵させ優れた肥料として使用することができる。従って、本発明の装置により、従来廃棄物であった廃食用油と石炭灰を、余すところなく再利用することができる。
【００３９】
＜実施例２＞  廃食用油浄化装置
図２は、本発明の別の実施例であり、図１に示した実施例１に加えて、予備槽１３が備えられている。予備槽１３は、各発生源から収集された廃食用油を投入し適当な時間、例えば１日静置、放冷させることにより、含有されている過剰の水分や常温で固化する脂肪を分離させることを目的としている。分離した水分及び脂肪は廃食用油の主成分である脂肪油より重いため、下方に沈降する。予備槽１３には、脂肪油と水、脂肪との分離状況を外部から観察するために耐熱ガラスで構成された窓１７が備えられており、調理に使用した直後の加熱された廃食用油でも予備槽１３に投入することができる。予備槽１３内において十分分離した廃食用油は、その脂肪油層がポンプ１９により原料油槽１に注入される。１５は残された水等を排出するためのドレーンコックである。固化した脂肪は、少量の熱湯を注ぐ等、容器内部を適宜な手段で加熱することにより融かしてドレーンコックから容易に排出できる。本実施例の装置のその他の機能及び特徴は、実施例１と同じである。予備槽１３中で分離され取り出された水分及び脂肪は、これに人工ゼオライト粒を加えて混合し発酵させることにより、やはり肥料として使用できる。
【００４０】
＜実施例３＞
図３は、本発明の更に別の実施例を示す。本実施例の装置は、処理ユニットを構成するシリンダー３内を廃食用油が上方から下方へと流れるように構成されていることを除き、実施例２の装置と同じである。
【００４１】
＜実施例４＞
図４は、本発明の更に別の実施例を示す。本実施例は、加熱手段２１が原料油槽１内でなく、代わりに原料油槽１と処理ユニットとの間においてポンプ１９の下流に設けられていることを特徴とする。その他の構成は実施例２と同じである。加熱手段２１は、ヒーターを収容した加熱チャンバーであり、その出口ポート付近には温度センサー（図示せず）が備えられ、ヒーターの出力は、この温度センサー及び制御回路（図示せず）により制御される。本実施例の装置では、原料油槽１中の廃食用油全体を同時に加熱する必要がなく、処理される量だけを加熱すれば済む上、原料油槽１からの放熱による熱損失がないという利点がある。
【００４２】
＜実施例５＞
図５は、なおも更に別の実施例を示す。これににおいては、処理ユニットは、垂直に立てられたシリンダーの代わりに、水平に積層されて連結パイプ２５、２７により直列に連結された、内部に人工ゼオライト粒の充填された４個の箱状容器２３より構成されている。処理される廃食用油は、各々の箱状容器２３内において人口ゼオライト層を全体として水平方向に流れつつ不純物が除去される。その他の点については、本実施例の装置は実施例４の装置と同じである。
【００４３】
＜実施例６＞
図６は、鉄粉を除去するための鉄粉捕捉手段２９を原料油槽１内においてポンプ５に至るくみ上げパイプの下端付近に備えたことを特徴とする実施例を示しており、本実施例のその他の構造的特徴は実施例５と同じである。鉄粉捕捉手段２９は、くみ上げパイプと連通した中空の円盤状のチャンバーと、その内部に備えられた概略円盤状の永久磁石よりなるものであり、該円盤状のチャンバーと該円盤状の永久磁石との間に設けられた隙間を通って廃食用油が流れるように構成されている。
【００４４】
図７は該鉄粉捕捉手段２９の、一部を切り欠いて示した斜視図である。図において、３１はくみ上げパイプの下端付近に一体に設けられた中空円盤状のチャンバーである。該チャンバー３１内には、該チャンバー３１の内径及び高さより幾分小さな円盤状の永久磁石３３が、該チャンバー３１の内壁との間隙３５が維持されるような状態でチャンバー３１の内壁面から突出した数個の突起に挟まれて設置されている。原料油槽から廃食用油がくみ上げられるとき、廃食料油はチャンバー３１の内壁と永久磁石３３の表面との間隙３５を通り、廃食用油に含有されている可能性のある鉄粉は、このとき永久磁石３３によって吸着、捕捉され、廃食用油から除去される。チャンバー３１は、その水平な中心面を挟んで上側部分と下側部分とから構成されている。両者は例えばボルトにより連結されており、ボルトを外してチャンバー３１の両部分を分離することにより磁石３３を露出して、内部に捕捉された鉄粉を除去することができる。
【００４５】
＜燃料の調製及び使用＞
天麩羅に何度も使用し褐色に着色した廃食用油を、実施例１の装置（Ｆｅ型の人工ゼオライト粒を使用）により浄化して得た再生油２０容に、灯油（動粘度１．４６ｍｍ2／ｓ、３０℃）８０容を加えながら撹拌して混合油を調製した。この混合油の３０℃における動粘度は２．８０ｍｍ2／ｓであり、軽油のそれと同等であった。この混合油をフォークリフト及びトラックのディーゼルエンジンの燃料タンクに加えて長時間連続運転させた。その結果、ノッキング、エンスト等のトラブルもなく、パワーの点でも問題なく安定に連続運転できることが判明した。またアクセルを踏み込んだときの黒煙の発生も、軽油を用いたときとは対照的に、殆ど認められなかった。このことは、脂肪油を構成する分子中の酸素が混合油の完全燃焼を促進している可能性を示唆している。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は、埋め立てによりその大半が廃棄され環境保全上問題となっている石炭灰等と、下水や地下水に流入して水圏の汚染原因となる廃食用油とについて、これらを同時に且つ余すところなく有効利用することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の装置の概要図
【図２】  実施例２の装置の概要図
【図３】  実施例３の装置の概要図
【図４】  実施例４の装置の概要図
【図５】  実施例５の装置の概要図
【図６】  実施例６の装置の概要図
【図７】  鉄粉捕捉手段の具体例の一部を切り欠いた斜視図。
【符号の説明】
１＝原料油槽
２＝加熱手段
３＝シリンダー
５＝ポンプ
７＝流路
９＝再生油回収槽
１１＝ドレーンコック
１３＝予備槽
１５＝ドレーンコック
１７＝窓
１９＝ポンプ
２１＝加熱手段
２３＝箱状容器
２５＝連結パイプ
２７＝連結パイプ
２９＝鉄粉捕捉手段
３１＝チャンバー
３３＝永久磁石
３５＝間隙
【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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【図６】
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【図７】
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