(57)【要約】【課題】バイオディーゼル原料中の個々のモノグリセリド成分、ジグリセリド成分およびトリグリセリド成分の熱物理特性、ならびにバイオディーゼル原料中の油および脂肪の混合物特性について体系的で且つ正確な推定および関連付けが可能な方法およびシステムを提供する。【解決手段】本発明の方法またはシステムは、任意のグリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定し、その合計を任意のグリセロール脂肪酸エステルの物理的特性数値と仮定して算出し、これを様々なグリセロール脂肪酸エステルに対して行う。そのようにして得られた複数の物理的特性数値を使用し、バイオディーゼル原料を構成するグリセロール脂肪酸エステルに対応する物理的特性数値の合計をそのバイオディーゼル原料の物理的特性数値と仮定してこれを算出する。このようにして算出された物理的特性数値により、バイオディーゼル原料のブレンドが容易となる。【選択図】図３２
2012525473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータにより実行される、バイオディーゼル原料中のグリセロール脂肪酸エステルの物理的特性をモデル化する方法であって、
（ｉ）対象のグリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定するステップと、
（ｉｉ）前記対象グリセロールの構成脂肪酸単位について推定された前記物理的特性数値の合計を、当該対象グリセロールの物理的特性数値とすることにより、当該対象グリセロールの物理的特性数値を算出するステップと、
（ｉｉｉ）様々なグリセロール脂肪酸エステルに対して前記ステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）を繰り返し、様々なグリセロール脂肪酸エステルについて算出された複数の物理的特性数値を得る繰返しステップと、
（ｉｖ）得られた前記複数の物理的特性数値を使用し、前記バイオディーゼル原料を構成するグリセロール脂肪酸エステルに対応する算出済みの複数の物理的特性数値の合計を、前記バイオディーゼル原料の対象の物理的特性数値とすることにより、当該バイオディーゼル原料の対象の物理的特性数値を決定するステップと、
を含み、
このようにして決定された前記対象の物理的特性数値により、バイオディーゼルを製造するうえでのバイオディーゼル原料のブレンドが可能となる、モデル化方法。
【請求項２】
請求項１において、グリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定するステップが、さらに、グリセロール脂肪酸エステルの既知の物理的特性数値を回帰計算することによって構成脂肪酸単位の物理的特性パラメータを算出することを含む、モデル化方法。
【請求項３】
請求項１において、グリセロール脂肪酸エステルの物理的特性が、蒸気圧、蒸発エンタルピー、液体熱容量、融解熱、生成エンタルピー、液体モル体積、粘度、またはこれらの任意の組合せを含む、モデル化方法。
【請求項４】
請求項１において、前記バイオディーゼル原料が、脂肪、油、およびこれらの組合せのいずれかを含む、モデル化方法。
【請求項５】
請求項１において、
前記対象のグリセロール脂肪酸エステルが、モノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのいずれであってもよく、
前記繰返しステップが、所与のモノグリセリドに対して前記ステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）を繰り返し、当該モノグリセリドについての種々の物理的特性数値を算出することにより、様々なモノグリセリドについて算出された複数の種々の物理的特性数値を得ることを含み、
前記繰返しステップが、所与のジグリセリドに対して前記ステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）を繰り返し、当該ジグリセリドについての種々の物理的特性数値を算出することにより、様々なジグリセリドについて算出された複数の種々の物理的特性数値を得ることを含み、
前記繰返しステップが、所与のトリグリセリドに対して前記ステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）を繰り返し、当該トリグリセリドについての種々の物理的特性数値を算出することにより、様々なトリグリセリドについて算出された複数の種々の物理的特性数値を得ることを含む、モデル化方法。
【請求項６】
請求項５において、さらに、
モノグリセリドについて算出されて得られた前記複数の種々の物理的特性数値、ジグリセリドについて算出されて得られた前記複数の種々の物理的特性数値、およびトリグリセリドについて算出されて得られた前記複数の種々の物理的特性数値を、検索可能なデータストアに記憶するステップ、
を含む、モデル化方法。
【請求項７】
請求項６に記載されたモデル化方法によって作成されたデータストア。
【請求項８】
バイオディーゼル製造のモデル化に用いられるシステムであって、
ａ）グリセロール脂肪酸エステルの複数の物理的特性数値を保持する、検索可能なデータストアと、
ｂ）グリセロール脂肪酸エステルの物理的特性数値を前記データストアから受け取るように接続されたモデラと、
を備え、
前記データストアは、様々なグリセロール脂肪酸エステルのそれぞれに対して、ｉ）対象のグリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定し、ｉｉ）前記対象グリセロールの構成脂肪酸単位について推定された前記物理的特性数値の合計を、当該対象グリセロールの物理的特性数値とすることにより、当該対象グリセロールの物理的特性数値を算出し、（ｉｉｉ）前記対象グリセロールについて算出されて得られた物理的特性数値を当該データストアに記憶することによって作成され、
前記モデラは、グリセロール脂肪酸エステルについて算出されて記憶された物理的特性数値のうち、前記バイオディーゼル原料を構成するグリセロール脂肪酸エステルに対応する、算出されて記憶された物理的特性数値の合計を、前記バイオディーゼル原料の物理的特性数値とすることにより、当該バイオディーゼル原料の物理的特性数値を決定する、モデル化システム。
【請求項９】
請求項８において、対象のグリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値の推定が、さらに、グリセロール脂肪酸エステルの既知の物理的特性数値を回帰計算することによって構成脂肪酸単位の物理的特性パラメータを算出することを含む、モデル化システム。
【請求項１０】
請求項８において、対象グリセロールの物理的特性が、蒸気圧、蒸発エンタルピー、液体熱容量、生成エンタルピー、液体モル体積、粘度、またはこれらの任意の組合せを含む、モデル化システム。
【請求項１１】
請求項８において、前記バイオディーゼル原料が、脂肪、油、およびこれらの組合せのいずれかを含む、モデル化システム。
【請求項１２】
請求項８において、前記データストアが、前記ｉ）、ｉｉ）およびｉｉｉ）によって得られたモノグリセリドおよび／またはジグリセリドおよび／またはトリグリセリドについて算出された物理的特性数値を含む、モデル化システム。
【請求項１３】
請求項８において、前記バイオディーゼル原料を構成するグリセロール脂肪酸エステルが、トリグリセリド、モノグリセリドおよびジグリセリドのいずれかであるか、またはそれらの組合せである、モデル化システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、2009年5月1日付出願の米国仮特許出願第61/174,549号の利益を主張する。
【０００２】
上記米国仮特許出願の全教示内容は、参照をもって本明細書に組み込まれたものとする。
【技術分野】
【０００３】
過去十年間で、油脂および植物油をバイオディーゼル製造の原料として使用することに関心が大きく膨らみ、数多くの商業プラントが建設された。しかしながら、原料に植物油を使用する経済的利点は、原油のコスト変動、植物油の限られた供給量、食品用途との競合など、様々な要因によって大いに変化する。バイオディーゼルは、とうもろこし、オリーブ、パームやし、綿実、ひまわり種などの植物油、獣脂、ラード、バターなどの動物油脂、あるいは、マーガリンなどの商業製品のエステル交換で調製された長鎖メチルまたはエチルエステルからなる、再生可能な代替ディーゼル燃料である。
【０００４】
トリアシルグリセロール（ＴＡＧ）としても知られるトリグリセリドは、ほぼ全ての商業的に重要なバイオディーゼル原料（例えば、既述した動物および植物由来の油および脂肪）の主成分である。トリグリセリドは、グリセロール分子（グリセリン分子）の３つのＯＨ基に３つの脂肪酸を結合させたものである。トリグリセリドの化学式は、Ｒ１ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ（−ＯＯＣ−Ｒ２）ＣＨ２−ＯＯＣ−Ｒ３（式中、Ｒ１，Ｒ２およびＲ３は、長鎖アルキル基または長鎖アルケニル基）である。これら３つの脂肪酸：Ｒ１ＣＯＯＨ、Ｒ２ＣＯＯＨ、およびＲ３ＣＯＯＨは、全て異なるものでもよいし、全て同一でもよいし、あるいは、そのうち２つが同一のものでもよい。３つの脂肪酸が全て同一であるトリグリセリド（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３）は、単酸基トリグリセリドと一般的に称される。２種類以上の脂肪酸を含むトリグリセリドは、混酸基トリグリセリドと称される。天然のトリグリセリドの場合、それに含まれる脂肪酸の鎖長にはばらつきがあるものの、炭素数１６，１８，２０が最も一般的である。脂肪酸の鎖長の炭素−炭素間の結合が単結合（アルキル鎖）のみであるトリグリセリドは、飽和グリセリドと称される。鎖長の炭素−炭素間に二重結合（アルケニル鎖）を含むトリグリセリドは、不飽和トリグリセリドと称される。炭素−炭素間の二重結合を１つ含む不飽和トリグリセリドは、モノ不飽和トリグリセリドと称され、炭素−炭素間の二重結合を２つ以上含む不飽和トリグリセリドは、ポリ不飽和トリグリセリドと称される。
【０００５】
バイオディーゼルは、トリグリセリドのエステル交換によって調製される。エステル交換反応の一例を図１に示す。この反応では、例示的なバイオディーゼル原料として、脂肪酸Ｒ１，Ｒ２およびＲ３を含むトリグリセリドから、メチルエステルの形態のバイオディーゼルを調製する。このエステル交換反応において、トリグリセリドは、触媒（典型的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの強アルカリ）の存在下で、アルコール（例えば、図１のメタノールなど）と反応される。この反応は、酸によって触媒されるものでもよいし、酵素によって触媒されるものでもよい。反応生成物は、グリセロールと、脂肪酸Ｒ１，Ｒ２およびＲ３の各メチルエステルである。これらのメチルエステルを、バイオディーゼル燃料として使用することができる。
【０００６】
天然由来の油および脂肪のほとんどが、様々なトリグリセリドからなる複雑な混合物である。油または脂肪の正確なトリグリセリド組成は、原料の由来源および生育条件によってさらに異なる。サステイナブル（持続可能）なバイオディーゼル製造原料に非食品用の植物油が選ばれ、その新規の供給源の開発を目標とした数多くの研究が集中的に行われている。例えば、次世代のバイオ燃料の有望な原料として、大量の油を含み、かつ、高い増殖速度を有する特定の藻類種が挙げられる。新規の原料と、新規のプロセス技術および最適な製造プラントとの組合せにより、部分的なコスト圧力の緩和に留まらず、生化学的な代替物への移行のトレンドをさらに促進させることができる。
【０００７】
プロセスのモデル化・シミュレーション技術は、化学産業および石油化学産業における高速プロセスの開発・最適化に必要なものとして定着している。このような技術は、バイオディーゼル製造のプロセス技術およびプロセスプラントの開発・最適化においても重要な役割を果たし得る。プロセスのモデル化・シミュレーション技術の、バイオディーゼル製造プロセスへの応用を妨げる課題の一つとして、植物油およびブレンド油の熱物理特性（熱物性）、特に、当該油を構成する個々のトリグリセリド成分の熱物理特性を推定するための実証モデルやデータバンクの欠如が挙げられる。熱物理特性［例えば、蒸気圧、蒸発エンタルピー、液体での熱容量（液体熱容量）、生成エンタルピー、液体でのモル体積（液体モル体積）、粘度］などを高精度に推定することは、バイオディーゼル製造プロセスの設計、最適化および制御のためのフローシートモデルを開発するうえでの重要な最初のステップである。非特許文献１を参照されたい。
【０００８】
しかし、トリグリセリドの熱物理特性を推定するのに使用可能な既存の情報量は限られている。既存のデータの大半は、従来の官能基アプローチによるものである。例えば、CerianiとMeirellesは、脂肪化合物の蒸気圧およびその最適化パラメータを化学基の寄与度に基づいて推定する方法（化学基寄与度法）を提案している。非特許文献２を参照されたい。当該文献では、実験データバンクに集められた全脂肪化合物を、８種類の官能基：ＣＨ３、ＣＨ２、ＣＯＯＨ、ＣＨ＝ｃｉｓ、ＣＨ＝ｔｒａｎｓ、ＯＨ、ＣＯＯ、およびＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ２に分けた。当該文献の著者らは、後に、この官能基ベースのアプローチをトリグリセリドの粘度の予測にまで拡張した。非特許文献３を参照されたい。これとは別に、飽和トリグリセリドの融点および融解エンタルピーを予測するための、やや扱い難い化学基寄与度法も開発された。非特許文献４を参照されたい。この官能基に基づくアプローチは、トリグリセリドについての既存の実験データと整合する官能基およびパラメータの固有のセットを特定することはできるが、様々なトリグリセリド間の熱物理特性の違いをモデル化するには単純過ぎる。
【０００９】
同様の課題は、モノグリセリドおよびジグリセリドの熱物理特性を推定する場合にも直面する。植物油には、９０〜９８％のトリグリセリド、ならびに少量のモノグリセリドおよびジグリセリドが含まれる。モノグリセリド（モノアシルグリセロール（ＭＡＧ））は、グリセロールの脂肪酸モノエステルであり、グリセロール基へのエステル結合の位置によって、１−モノグリセリドと２−モノグリセリドの２種類の異性体型が存在する。ジグリセリド（ジアシルグリセロール（ＤＡＧ））は、エステル結合によってグリセロール分子に結合した２つの脂肪酸からなる。ジグリセリドは、典型的に、１，２−ジグリセリドと１，３−ジグリセリドの形態で存在する。モノグリセリドおよびジグリセリドは、以下の式（１）〜（３）からなる３つの連続する可逆的反応で進行すると考えられるトリグリセリドのエステル交換反応の、中間物質としても生成される：
【００１０】
【数１】
2012525473.tif 000003
【００１１】
非特許文献５を参照されたい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Myint, L. L., and El-Halwagi, M. M., "Process analysis and optimization of biodiesel production from soybean oil," Clean Techn. Environ. Policy, DOI 10.1007/s/0098-008-0156-5 (June, 2008)
【非特許文献２】Ceriani, R., Meirelles, A. J. A., "Predicting Vapor-liquid Equilibria of Fatty Systems," Fluid Phase Equilibria, 215, 227-236 (2004)
【非特許文献３】Ceriani, R., Goncalves, C. B., Rabelo, J., Caruso, M., Cunha, A. C. C., Cavaleri, F. W., Batista, E. A. C., Meirelles, A. J. A., "Group Contribution Model for Predicting Viscosity of Fatty Compounds," Journal of Chemical and Engineering Data, 52, 965-972 (2007)
【非特許文献４】Zeberg-Mikkelsen, C. K., Stenby, E. H., "Predicting the Melting Points and the Enthalpies of Fusion of Saturated Triglycerides by a Group Contribution Method," Fluid Phase Equilibria, 62, 7-17 (1999)
【非特許文献５】Freedman, B., Butterfield, R.O., Pryde, E. H., Transesterification Kinetics of Soybean Oil, Journal of the American Oil Chemists' Society, 63, 1375-1380 (1986)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
バイオディーゼル製造時のモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドの重要性から、バイオディーゼル原料中の個々のモノグリセリド成分、ジグリセリド成分およびトリグリセリド成分の熱物理特性、ならびにバイオディーゼル原料中の油および脂肪の混合物特性について、体系的で且つ正確な推定および関連付けが可能な、新規のアプローチが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するものである。概して言えば、本発明は、バイオディーゼル原料の物理的特性をモデル化するシステムおよびその方法、ならびにバイオディーゼルを製造するにあたってバイオディーゼル原料をブレンドするシステムおよびその方法を提供するものである。
【００１５】
詳細には、バイオディーゼル原料中のグリセロール脂肪酸エステル（グリセリン脂肪酸エステル）の物理的特性をモデル化するシステム、およびコンピュータにより実行されるその方法を提供する。この方法またはシステムは、（ｉ）対象のグリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定するステップ（構成）、および（ｉｉ）対象グリセロールの構成脂肪酸単位について推定された前記物理的特性数値の合計を、前記トリグリセリドの物理的特性数値とすることにより、当該対象グリセロールの物理的特性数値を算出するステップ（構成）を含む。この方法またはシステムは、さらに、様々なグリセロール脂肪酸エステルに対して前記ステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）を繰り返し、様々なグリセロール脂肪酸エステルについて算出された複数の物理的特性数値を得る繰返しステップ（構成）を含む。本発明にかかる方法およびシステムは、グリセロール脂肪酸エステルについて得られた前記複数の物理的特性を使用し、前記バイオディーゼル原料を構成するグリセロール脂肪酸エステルに対応する算出済みの複数の物理的特性数値の合計を、前記バイオディーゼル原料の対象の物理的特性数値とすることにより、当該バイオディーゼル原料の対象の物理的特性数値を決定することができる。このようにして決定された前記対象の物理的特性数値により、バイオディーゼルを製造するうえでのバイオディーゼル原料のブレンドが可能となる。
【００１６】
ある実施形態において、グリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定するステップ（構成）は、さらに、グリセロール脂肪酸エステルの既知の物理的特性数値を回帰計算することによって構成脂肪酸単位の物理的特性パラメータを算出することを含む。グリセロール脂肪酸エステルの物理的特性には、蒸気圧、蒸発エンタルピー、液体での熱容量（液体熱容量）、生成エンタルピー、液体でのモル体積（液体モル体積）、粘度、またはこれらの任意の組合せが含まれ得る。前記バイオディーゼル原料には、脂肪、油、およびこれらの組合せのいずれかが含まれ得る。ある実施形態において、前記繰返しステップ（構成）は、所与のグリセロール脂肪酸エステルに対して前記ステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）を繰り返し、当該グリセロール脂肪酸エステルについての種々の物理的特性数値を算出することにより、様々なモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドについて算出された複数の種々の物理的特性数値を得ることを含む。本発明にかかる方法は、さらに、モノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドについて算出されて得られた前記複数の種々の物理的特性数値を検索可能なデータストアに記憶するステップを含んでいてもよい。
【００１７】
他の実施形態において、バイオディーゼル製造のモデル化に用いられるシステムは、複数のグリセロール脂肪酸エステルの物理的特性数値を保持する検索可能なデータストアを備える。この検索可能なデータストアは、様々なグリセロール脂肪酸エステルのそれぞれに対して以下のステップを行うことにより作成される：
ｉ）対象のグリセロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定し、
ｉｉ）前記対象グリセロールの構成脂肪酸単位について推定された前記物理的特性数値の合計を、当該対象グリセロールの物理的特性数値とすることにより、当該対象グリセロールの物理的特性数値を算出し、
（ｉｉｉ）前記対象グリセロールについて算出されて得られた物理的特性数値を当該データストアに記憶する。
【００１８】
前記システムは、さらに、グリセロール脂肪酸エステルについて算出されて記憶された物理的特性数値を使用できるように前記データストアに動作可能に接続されたモデラを備えており、このモデラにより、バイオディーゼル原料の物理的特性数値を決定することができる。詳細には、前記モデラは、グリセロール脂肪酸エステルについて算出されて記憶された物理的特性数値のうち、前記バイオディーゼル原料を構成するトリグリセリドに対応する物理的特性数値の合計を、前記バイオディーゼル原料の物理的特性数値とする。
【発明の効果】
【００１９】
このような構成単位ベースのアプローチは、モノトリグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリド（概して、バイオディーゼル原料）の熱物理特性を予測するための従来の方法よりも優れており、これにより、熱物理特性数値の効率的な且つ信頼性の高い推定が可能となり、バイオディーゼル製造プロセスにおけるプロセスのモデル化、シミュレーション、設計および最適化を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】バイオディーゼルを製造するうえで使用されるエステル交換反応の一例を示す図である。
【図２】トリグリセリド単位の一例を示す図である。
【図３】主鎖であるモノグリセロール単位に１つの脂肪酸単位が結合したモノグリセリド成分を示す図である。
【図４】主鎖であるジグリセロール単位に２つの脂肪酸単位が結合したジグリセリド成分を示す図である。
【図５Ａ】各飽和脂肪酸単位のΔＨθ,Avapと炭素数との関係を示すグラフである。
【図５Ｂ】各飽和脂肪酸単位のΔＧθ,Avapと炭素数との関係を示すグラフである。
【図６Ａ】各種飽和脂肪酸単位のパラメータＡ1,Aと炭素数との関係を示すグラフである。
【図６Ｂ】各種飽和脂肪酸単位のパラメータＡ2,Aと炭素数との関係を示すグラフである。
【図７】単酸基トリグリセリドの生成エンタルピーとその構成脂肪酸の炭素数との関係を示すグラフである。
【図８】Ｃ１８の脂肪酸鎖を有する単酸基トリグリセリドの生成エンタルピーとその酸鎖に含まれる二重結合の数との関係を示すグラフである。
【図９】モノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドの液体生成エンタルピーとその構成脂肪酸の炭素数との関係を示すグラフである。
【図１０Ａ】各種飽和脂肪酸単位のパラメータＢ1,Aとその炭素数との関係を示すグラフである。
【図１０Ｂ】各種飽和脂肪酸単位のパラメータＢ2,Aとその炭素数との関係を示すグラフである。
【図１１Ａ】Ｃ１８脂肪酸単位のパラメータＢ1,Aとそれに含まれる二重結合の数との関係を示すグラフである。
【図１１Ｂ】Ｃ１８脂肪酸単位のパラメータＢ2,Aとそれに含まれる二重結合の数との関係を示すグラフである。
【図１２】トリアセテートの液体密度予測、Rodriguezらの実験データ、およびJaegerの実験データを示すグラフである。
【図１３Ａ】各種飽和脂肪酸単位の粘度パラメータＣ1,Aとその炭素数との関係を示すグラフである。
【図１３Ｂ】各種飽和脂肪酸単位の粘度パラメータＣ2,Aとその炭素数との関係を示すグラフである。
【図１３Ｃ】各種飽和脂肪酸単位の粘度パラメータＣ3,Aとその炭素数との関係を示すグラフである。
【図１４Ａ】Ｃ１８脂肪酸単位の粘度パラメータＣ1,Aとそれに含まれる二重結合の数との関係を示すグラフである。
【図１４Ｂ】Ｃ１８脂肪酸単位の粘度パラメータＣ2,Aとそれに含まれる二重結合の数との関係を示すグラフである。
【図１４Ｃ】Ｃ１８脂肪酸単位の粘度パラメータＣ3,Aとそれに含まれる二重結合の数との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施形態を実現可能なコンピュータネットワークを示す概略図である。
【図１６】図１５のネットワーク内のコンピュータノード(computer node)を示すブロック図である。
【図１７】単酸基飽和トリグリセリドの蒸気圧の予測値の比較を示すグラフであり、太線は、単位ベースの方法を用いた予測値であり、細線は、化学基寄与度法を用いた予測値であり、同じ見出しの付いた線は、同一のトリグリセリドを指す。
【図１８】単酸基飽和トリグリセリドの液体での熱容量（液体熱容量）の予測値の比較を示すグラフであり、太線は、単位ベースの方法を用いた予測値であり、細線は、化学基寄与度法を用いた予測値であり、同じ見出しの付いた線は、同一のトリグリセリドを指す。
【図１９】単酸基飽和トリグリセリドの液体での密度（液体密度）の予測値の比較を示すグラフであり、太線は、単位ベースの方法を用いた予測値であり、細線は、化学基寄与度法を用いた予測値であり、同じ見出しの付いた線は、同一のトリグリセリドを指す。
【図２０】単酸基飽和トリグリセリドの液体での粘度（液体粘度）の予測値の比較を示すグラフであり、太線は、単位ベースの方法を用いた予測値であり、細線は、化学基寄与度法を用いた予測値であり、同じ見出しの付いた線は、同一のトリグリセリドを指す。
【図２１Ａ】酪酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの蒸気圧の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２１Ｂ】ラウリン酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの蒸気圧の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２１Ｃ】アラキジン酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの蒸気圧の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２２Ａ】酪酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの液体熱容量の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２２Ｂ】ラウリン酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの液体熱容量の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２２Ｃ】アラキジン酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの液体熱容量の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２３Ａ】酪酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの密度の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２３Ｂ】ラウリン酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの密度の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２３Ｃ】アラキジン酸単位で構成される、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリドの密度の予測値の比較を示すグラフであり、実線はトリグリセリドを指し、破線はジグリセリドを指し、点線はモノグリセリドを指す。
【図２４】大豆油の蒸気圧の予測値とPerryらの実験データとを示すグラフである。
【図２５】各種油の液体熱容量の予測値とMoradらの実験データとを示すグラフである。
【図２６】ブラジルナッツ油の密度の予測値とCerianiらの実験データとを示すグラフである。
【図２７】ブリチ（Buriti）油の密度の予測値とCerianiらの実験データとを示すグラフである。
【図２８】グレープシード油の密度の予測値とCerianiらの実験データとを示すグラフである。
【図２９】ブラジルナッツ油の液体粘度の予測値とCerianiらの実験データとを示すグラフである。
【図３０】ブリチ油の液体粘度の予測値とCerianiらの実験データとを示すグラフである。
【図３１】グレープシード油の液体粘度の予測値とCerianiらの実験データとを示すグラフである。
【図３２】本発明の一実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
前述の内容は、添付の図面に示す本発明の例示的な実施形態についての、以下の詳細な説明から明確になる。異なる図をとおして、同一の符号は同一の構成または構成要素を指すものとする。図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ、本発明の実施形態を示すことに重点が置かれている。
【００２２】
本発明の例示的な実施形態の説明を以下に示す。本明細書で引用する全ての特許、特許出願公報、およびその他の文献の全教示内容は、参照をもって本明細書に組み込まれたものとする。
【００２３】
本発明の基礎は、バイオディーゼル原料中のトリグリセリドの物理的特性をモデル化するシステム、またはコンピュータにより実行されるその方法である。この方法またはシステムは、（ｉ）トリグリセリドの構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定するステップ（構成）、および（ｉｉ）前記トリグリセリドの構成脂肪酸単位について推定された物理的特性数値の合計を、当該トリグリセリドの物理的特性数値とすることにより、当該トリグリセリドの物理的特性数値を算出するステップ（構成）を含む。この方法／システムは、さらに、様々なトリグリセリドに対してステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）を繰り返し、様々なトリグリセリドについて算出された複数の物理的特性数値を得て、当該得られた複数の物理的特性数値を使用して、バイオディーゼル原料の対象の物理的特性数値を決定するステップ（構成）を含む。この決定は、前記バイオディーゼル原料を構成するトリグリセリドに対応する数値の合計を、当該バイオディーゼル原料の前記対象の物理的特性数値とすることによって行われる。このようにして決定された対象の物理的特性数値により、バイオディーゼルを製造するうえでのバイオディーゼル原料のブレンドが可能となる。前記合計における加数(addends)は、トリグリセリドについて得られた算出済みの前記複数の物理的特性数値から選択される。好ましくは、トリグリセリドについて算出された前記複数の物理的特性数値は、本発明にかかるモデラ（モデリングエンジン）９１（後で詳述する）に動作可能に接続された検索可能なデータベース９９（図１５）に記憶される。
【００２４】
トリグリセリドの構造は、それに含まれる脂肪酸と、グリセロール単位に対する各脂肪酸単位の結合位置とに応じて分類される。トリグリセリドは、３つの脂肪酸のそれぞれの頭字語、および当該トリグリセリド分子のグリセロール単位における当該脂肪酸の順序に基づいて表記される。以下の表１に、各種脂肪酸単位の記号（後述する）をまとめた。
【００２５】
【表１】
2012525473.tif 000004
【００２６】
例えば、トリミリスチンは３つのミリスチン酸単位で構成され、トリパルミチンは３つのパルミチン酸単位で構成される。よって、トリミリスチンはＭＭＭと表すことができ、トリパルミチンはＰＰＰと表すことができる。グリセロール単位の外側位置に２つのパルミチン酸単位を有し、中央位置に１つのミリスチン酸単位を有する混酸基トリグリセリドは、ＰＭＰと表すことができる。トリグリセリド分子は、構成脂肪酸の炭素数および二重結合の数を用いた従来の省略表記法（上記の表１を参照）でも表すことができる。例えば、上記の表１に示すように、パルミチン酸は、そのＣ１６炭素鎖に炭素−炭素間の二重結合がないので（Ｃ１６：０）と表すことができ、パルミトオレイン酸は、１つの二重結合を有するので（Ｃ１６：１）と表すことができる。同じアプローチで進めると、図３に示すモノグリセリド成分は、主鎖であるモノグリセロール単位に１つの脂肪酸単位が結合した化合物と見なせる。図４に示すジグリセリド成分は、主鎖であるジグリセロール単位に２つの脂肪酸単位が結合した化合物と見なせる。
【００２７】
バイオディーゼル原料（例えば、綿実粗油（crude cottonseed oil））は、以下の表２に示すように、トリグリセリド成分の混合物からなる。表２では、前述の表１に挙げられた記号を用いている。表２の記載は、Filhoらの組成測定法（Filho A., N. R., Mendes, O. L., Lancas, F. M., "Computer Prediction of Triacylglycerol Composition of Vegetable Oils by HRGC（ＨＲＧＣによる植物油のトリアシルグリセロール組成のコンピュータ予測）" Chromatographia, 40, 557-562 (1995)を参照されたい）に準拠したCerianiおよびMeirellesの推定に基づいている。
【００２８】
【表２】
2012525473.tif 000005
【００２９】
構成単位ベースのアプローチ(constituent fragment-based approach)では、バイオディーゼル原料（例えば、上記の表２に示す綿実粗油など）中の各トリグリセリド成分を、主鎖であるグリセロール単位に３つの脂肪酸が結合した化合物と見なし、その各トリグリセリド成分の熱物理特性を、当該トリグリセリド成分を構成する構成単位の組成および単位特異的なパラメータのセットから算出する。図２に、一例のトリグリセリド化合物におけるグリセロール単位および３つの脂肪酸単位の構造的特徴を示す。単位ベースのアプローチを用いると、単酸基トリグリセリドに関する既存の実験データから、混酸基トリグリセリドの純粋な成分特性を高精度に予測することができる。なお、構成単位ベースのアプローチにおいて考慮されない構造的影響の一つに、立体特異的影響がある。その理由は、単位ベースのアプローチでは、トリグリセリド化合物全体での特性に対する各脂肪酸単位の寄与度を、主鎖であるグリセロール単位における当該各脂肪酸単位の位置に依存しないものと仮定するからである。トリグリセリドの熱物理的特性を算出するための単位特異的パラメータは、文献から入手可能な限られた量の実験データを回帰計算することによって得られる。これと同じアプローチは、モノグリセリドおよびジグリセリドの熱物理特性を算出する場合にも適用することができる。単位ベースのアプローチでは、モノグリセリド成分は、主鎖であるモノグリセロール単位に１つの脂肪酸単位が結合した化合物と見なせる。ジグリセリド成分は、主鎖であるジグリセロール単位に２つの脂肪酸単位が結合した化合物と見なせる。よって、モノグリセリド成分またはジグリセリド成分の熱物理特性は、その構成単位の組成および単位特異的なパラメータのセットから算出することができる。既述のとおり、モノグリセリド成分およびジグリセリド成分全体での特性に対する各脂肪酸単位の寄与度を、主鎖であるグリセロール単位における当該各脂肪酸単位の位置に依存しないものと仮定するので、この単位ベースのアプローチでは、位置異性の影響は無視される。この仮定は、位置異性の影響について入手可能な実験データが欠如していることによりなされる。つまり、熱物理特性の計算では、１−モノグリセリドは２−モノグリセリドと同一と見なし、１，２−ジグリセリドは１，３−ジグリセリドと同一と見なす。
【００３０】
（蒸気圧、蒸発エンタルピーおよび蒸発のギブス（Gibbs）自由エネルギー）
トリグリセリド成分の蒸気圧は、次の等式（４）から推定される：
【００３１】
【数２】
2012525473.tif 000006
【００３２】
（式中、
ＡおよびＢは、温度依存蒸気圧パラメータ
Ｐｉは、トリグリセリド成分ｉの蒸気圧（Ｐａ）
Ｔは、温度（Ｋ）
Ｒは、気体定数
θは、基準温度（２９８．１５Ｋ）
ΔＨθvapは、基準温度θでの蒸発エンタルピー
ΔＧθvapは、基準温度θでの蒸発のギブス自由エネルギーとする。）
【００３３】
上記の等式（４）では、蒸気圧および温度を、蒸発エンタルピーΔＨθvapおよび蒸発のギブス自由エネルギーΔＧθvapと関連付けている。Clarke, E. C. W., Glew, D. N., "Evaluation of Thermodynamic Functions from Equilibrium Constants（平衡定数に基づく熱力学的機能の評価）" Transactions of the Faraday Society, 62, 539-547 (1966)を参照されたい。Perryは、一部の一般的な単酸基トリグリセリドおよび混酸基トリグリセリドの温度依存蒸気圧パラメータを報告している。Perry, E. S., Weber, W. H., Daubert, B. F., "Vapor Pressure of Phlegmatic Liquids I. Simple and Mixed Triglycerides（粘質液体の蒸気圧：Ｉ．単酸基トリグリセリドおよび混酸基トリグリセリド）" Journal of American Chemical Society, 71, 3720- 3726 (1949)を参照されたい。上記の関係式は、３２３．１５Ｋ〜５７３．１５Ｋの温度範囲をカバーする。以下の表３に挙げた各種トリグリセリドのΔＨθvap数値およびΔＧθvap数値は、当該各種トリグリセリドについてPerryが報告したパラメータから算出したものである。
【００３４】
【表３】
2012525473.tif 000007
【００３５】
また、単位特異的な蒸発エンタルピー数値および蒸発のギブス自由エネルギー数値を、トリグリセリド中の単位の組成に基づいて、以下の等式（５）および（６）から算出した。
【００３６】
【数３】
2012525473.tif 000008
【００３７】
【数４】
2012525473.tif 000009
【００３８】
（式中、
Ｎfragは、トリグリセリド中の単位の数
ｘＡは、トリグリセリド中の単位Ａのモル分率
ΔＨθ,Avapは、蒸発エンタルピーにおける単位Ａの寄与度
ΔＧθ,Avapは、蒸発のギブス自由エネルギーにおける単位Ａの寄与度とする。）
【００３９】
図５Ａには、各脂肪酸単位の炭素数と当該各脂肪酸単位のΔＨθ,Avapパラメータとの関係を示す。図５Ｂには、各脂肪酸単位の炭素数と当該各脂肪酸単位のΔＧθ,Avapパラメータとの関係を示す。図５Ａおよび図５Ｂの各グラフに、回帰線（trend line）の式を表示した。Ｃ２０やＣ２２などの長鎖飽和単位のパラメータは、回帰線の式から外挿で求めることができる。以下の表４に、グリセロール単位および炭素数４〜２２の脂肪酸単位について算出したΔＨθ,AvapパラメータおよびΔＧθ,Avapパラメータをまとめた。
【００４０】
【表４】
2012525473.tif 000010
【００４１】
グリセロール単位のパラメータΔＨθ,AvapおよびパラメータΔＧθ,Avapの数値は、次のようにして算出した：まず、グリセロール単位は１種であり、すべてのトリグリセリドにおいて同一とし、前述の表３に挙げた各種トリグリセリドの既知の蒸発エンタルピー数値および蒸発のギブス自由エネルギー数値から、グリセロール単位のパラメータΔＨθ,AvapおよびパラメータΔＧθ,Avapについて、表３の当該各種トリグリセリドの数値に最も十分に合致する数値をΔＨθ,AvapおよびΔＧθ,Avapの数値とした。
【００４２】
本出願人の知る限りでは、トリリノレイン（Ｃ１８：２）やトリリノレニン（Ｃ１８：３）などの不飽和トリグリセリドの蒸気圧の実験データは無く、そのため、不飽和トリグリセリドの単位特異的なパラメータを特定することができない。そのようなデータが報告されるまで、トリグリセリド分子の蒸気圧への二重結合の影響は無視可能な程度と仮定する。つまり、不飽和トリグリセリドの蒸気圧は、この不飽和トリグリセリドと同じ炭素数（脂肪酸の鎖に含まれる炭素原子の数）を有する飽和トリグリセリドの蒸気圧と同一と見なされる。同様に、トリグリセリド分子中の二重結合の、蒸発エンタルピーへの影響も、無視可能な程度と仮定する。
【００４３】
前述の表４に挙げた単位で構成されるどのようなトリグリセリドも、既述の等式（５）および（６）を用いれば、それらの蒸発エンタルピーおよび蒸発のギブス自由エネルギーを推定することができる。例えば、トリブチリンの蒸発エンタルピーは、等式（７）から次のようにして求めることができる：
【００４４】
【数５】
2012525473.tif 000011
【００４５】
この等式（７）によって算出されるトリブチリンの蒸発エンタルピー数値は、既述の表３に挙げた文献由来の数値（８．１３７Ｅ＋０７）と十分に合致している。
【００４６】
バイオディーゼル原料の各種トリグリセリド成分の温度依存蒸気圧を算出したい場合、当該トリグリセリド成分の蒸発エンタルピーおよび蒸発のギブス自由エネルギーを、既述の等式（４）に適用すればよい。複数のトリグリセリド成分を含むバイオディーゼル原料では、その蒸気圧はドルトンの法則に基づいて求めることができる：
【００４７】
【数６】
2012525473.tif 000012
【００４８】
（式中、
Ｐは、バイオディーゼル原料の蒸気圧（Ｐａ）
Ｎは、バイオディーゼル原料に含まれるトリグリセリド成分の数
Ｐｉは、トリグリセリド成分ｉの蒸気圧（Ｐａ）
ｘｉは、バイオディーゼル原料に含まれるトリグリセリド成分ｉのモル分率とする。）
【００４９】
表４中のモノグリセロール単位のΔＨθ,Avap数値およびΔＧθ,Avap数値は、様々なモノグリセリドについての限られた蒸気圧データを回帰して得られた。National Institute of Industrial Research Board, Modern Technology of Oils, Fats and Its Derivatives（油、脂肪およびそれらの誘導体に関する現代技術）, New Delhi: National Institute of Industrial Research, p. 22 (2000)を参照されたい。
【００５０】
本出願人の知る限りでは、ジグリセリドの蒸気圧の実験データは無く、そのため、ジグリセリド単位に特異的なパラメータを特定することができない。一実施形態では、そのようなデータが報告されるまで、モノグリセロール単位のΔＨθ,Avapパラメータとトリグリセロール単位のΔＨθ,Avapパラメータとを平均したものをジグリセロール単位のΔＨθ,Avapパラメータとし、モノグリセロール単位のΔＧθ,Avapパラメータとトリグリセロール単位のΔＧθ,Avapパラメータとを平均したものをジグリセロール単位のΔＧθ,Avapパラメータとする。表４には、これら３種類のグリセロール単位および炭素数４〜２２の脂肪酸単位について算出した、ΔＨθ,AvapパラメータおよびΔＧθ,Avapパラメータをまとめた。等式（５）および（６）を使用することにより、表４に挙げた単位で構成されるどのようなモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドの蒸発エンタルピーおよび蒸発のギブス自由エネルギーも推定することができる。そして、既述の等式（４）を使用することにより、それらモノグリセリド成分、ジグリセリド成分およびトリグリセリド成分の任意の温度での蒸気圧を算出することができる。
【００５１】
（熱容量）
トリグリセリド成分の熱容量は、単位の組成および熱容量パラメータから算出することができる：
【００５２】
【数７】
2012525473.tif 000013
【００５３】
（式中、
ＣｌP,Aは、トリグリセリド成分中の単位Ａの液体での熱容量（液体熱容量）（Ｊ／ｋｍｏｌ・Ｋ）
Ｎfragは、トリグリセリド成分中の単位の数
ｘＡは、トリグリセリド成分中の単位Ａのモル分率とする。）
【００５４】
単位Ａの熱容量ＣｌP,Aは、次のような温度依存性の線形関係式を用いて算出することができる：
【００５５】
【数８】
2012525473.tif 000014
【００５６】
（式中、
Ａ1,AおよびＡ2,Aは、温度依存相関パラメータ
Ｔは、温度（Ｋ）とする。）
【００５７】
グリセロール単位および炭素数４〜１８の飽和脂肪酸単位のパラメータＡ1,AおよびパラメータＡ2,Aは、文献からの２９８．１５Ｋ〜４５３．１５Ｋの範囲の熱容量データを回帰して得られた。Morad, N. A., Kamal, A. A. M., Panau, F., Yew, T. W., "Liquid Specific Heat Capacity Estimation for Fatty Acids, Triacylglycerols, and Vegetable Oils Based on Their Fatty Acid Composition（脂肪酸、トリアシルグリセロールおよび植物油の液体比熱容量の、脂肪酸組成に基づく推定）" Journal of the American Oil Chemists' Society, 77, 1001-1005 (2000)；およびPhillips, J. C, Mattamal, M. M., "Correlation of Liquid Heat Capacities for Carboxylic Esters（カルボン酸エステル間の液体熱容量の相関関係）" Journal of Chemical and Engineering Data, 21, 228-232 (1976)を参照されたい。図６Ａに、各種脂肪酸単位の炭素数とそのパラメータＡ1,Aとの関係を示し、図６Ｂに、当該各種脂肪酸単位の炭素数とそのパラメータＡ2,Aとの関係を示す。また、図６Ａおよび図６Ｂに、回帰線の式を表示した。Ｃ２０やＣ２２などの長鎖飽和単位のパラメータは、その線形方程式から外挿で求めることができる。
【００５８】
不飽和トリグリセリドの一つであるトリオレイン（Ｃ１８：１）についての熱容量データが存在するので、不飽和脂肪酸単位についての熱容量の算出は、前述した蒸気圧算出の場合と若干異なる。本出願人は、ポリ不飽和トリグリセリドであるトリリノレイン（Ｃ１８：２）およびトリリノレニン（Ｃ１８：３）の熱容量を、モノ不飽和トリグリセリドであるトリオレイン（Ｃ１８：１）の熱容量と同一であると見なす。以下の表５に、各グリセロール単位および炭素数４〜２２の脂肪酸単位について算出したパラメータＡ1,AおよびパラメータＡ2,Aをまとめた。
【００５９】
【表５】
2012525473.tif 000015
【００６０】
本出願人は、モノグリセロール単位、ジグリセロール単位およびトリグリセロール単位の熱容量寄与度の温度依存性がいずれも同一であると仮定する。すなわち、モノグリセロール単位およびジグリセロール単位のＡ2,Aパラメータは、上記の表５に挙げたトリグリセロール単位について既に報告されているＡ2,Aパラメータと同一であると仮定する。１−モノステアリン［Ｃ１８：０］についての既存の液体での熱容量（液体熱容量）データは、その熱容量が、狭い温度範囲で大きく変化することを示している。Ward, T.L., Vicknair, E.J., Singleton, W.S., Feuge, R.O., Some Thermal Properties of 1-Monostearin, 1-Aceto 3-stearin and 1 ,2-Diaceto-3-stearin（１−モノステアリン、１−アセト−３−ステアリンおよび１，２−ジアセト−３−ステアリンについての一部の熱的特性）, Journal of Physical Chemistry, 59, 4-7 (1955)を参照されたい。一実施形態では、１−モノステアリンについての実際の実験データの代わりに、平均温度での熱容量の平均値を使用する。そして、モノグリセロール単位のパラメータＡ1,Aは、１−モノステアリンの熱容量の平均値から、既述の等式４及び５に基づいて算出することができる。
【００６１】
ジグリセリドについての信頼性の高い実験データが無いことから、ジグリセロール単位のパラメータＡ1,Aは、モノグリセロール単位のパラメータＡ1,Aとトリグリセロール単位のパラメータＡ1,Aとを平均することによって算出される。このようにして、前述の表５に、これら３種類のグリセロール単位および炭素数４〜２２の脂肪酸単位について算出したパラメータＡ1,AおよびパラメータＡ2,Aをまとめた。
【００６２】
（融解熱）
モノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドの融解熱は、各種単位の組成および各種単位による融解熱の寄与度から算出することができる：
【００６３】
【数９】
2012525473.tif 000016
【００６４】
（式中、
ΔＨＡfusは、単位Ａによる融解熱の寄与度（ｋＪ／ｍｏｌ）
Ｎfrag,Aは、成分中の単位Ａの数とする。）
【００６５】
トリグリセロール単位および炭素数２〜２２の飽和脂肪酸単位による融解熱の寄与度は、２５種類の単酸基トリグリセリドおよび混酸基グリセリドの融解熱についての既存の実験データを回帰して得られる。Gray, M.S., Lovegren, N.V., Polymorphism of Saturated Triglycerides: I. 1,3- Distearo Triglycerides（飽和トリグリセリドの多形：Ｉ．１，３−ジステアロトリグリセリド）, Journal of the American Oil Chemists' Society, 55, 310-316 (1978)；Gray, M.S., Lovegren, N.V., Polymorphism of Saturated Triglycerides: I. 1,3-Dipalmito Triglycerides（飽和トリグリセリドの多形：Ｉ．１，３−ジパルミトトリグリセリド）, Journal of the American Oil Chemists' Society, 55, 601-606 (1978)；Hampson, J. W., Rothbart, H.L., Heats of Fusion for Some Triglycerides by Differential Scanning Calorimetry（示差走査熱量計による一部のトリグリセリドの融解熱）, Journal of the American Oil Chemists' Society, , 46, 143-144 (1969)；Hagemann, J.W., Tallent, W.H., Differential Scanning Calorimetry of Single Acid Triglycerides: Effect of Chain Length and Unsaturation（単酸基トリグリセリドの示差走査熱量測定：鎖長および不飽和部による影響）, Journal of the American Oil Chemists' Society, 49, 118- 123 (1972)；および非特許文献４を参照されたい。以下の表６に、トリグリセロール単位および脂肪酸単位による融解熱の寄与度をまとめた。
【００６６】
【表６】
2012525473.tif 000017
【００６７】
単位の融解熱パラメータは、液状または液体のトリグリセリドと当該トリグリセリドの熱力学的に最も安定な多形との間の相転移にのみ有効なパラメータである。モノグリセリドおよびジグリセリドの融解熱についての実験データが無いので、モノグリセロールによる融解熱の寄与度と、ジグリセロールによる融解熱の寄与度と、およびトリグリセロールによる融解熱の寄与度との互いの差は無視可能なものとする。すなわち、一実施形態では、上記の表６に記載されているように、モノグリセロール単位のΔＨAfus数値およびジグリセロール単位のΔＨAfus数値は、トリグリセロール単位のΔＨAfus数値と同一とする。そして、前述の等式（１１）を使用することにより、上記の表６に挙げた脂肪酸単位で構成されるどのようなモノグリセリドおよびジグリセリドの融解熱も、推定することができる。
【００６８】
例えば、モノグリセリドは１つのモノグリセロール単位と１つの脂肪酸単位とで構成されるので、前述の等式（１１）をモノグリセリド成分に適用した場合、次のようになる：
【００６９】
【数１０】
2012525473.tif 000018
【００７０】
（式中、
ΔＨfusmonoglycerol fragは、モノグリセロール単位による融解熱の寄与度（ｋＪ／ｍｏｌ）
ΔＨfusfatty acid fragは、脂肪酸単位による融解熱の寄与度（ｋＪ／ｍｏｌ）とする。）
【００７１】
（生成エンタルピー）
様々な単酸基トリグリセリドの生成エンタルピーを、文献からの燃焼エンタルピーおよび融解エンタルピーについてのデータに基づいて導き出した。燃焼エンタルピーのデータについては、Domalski, E. S., "Selected Values of Heats of Combustion and Heats of Formation of Organic Compounds Containing the Elements C, H, N, O, P, and S（元素Ｃ，Ｈ，Ｎ，Ｏ，ＰおよびＳを含む一部の有機化合物の燃焼熱および生成熱の数値）" Journal of Physical and Chemical Reference Data, 1, 222-277 (1972)；Freedman, B., Bagby, M. O., "Heats of Combustion of Fatty Esters and Triglycerides（脂肪エステルおよびトリグリセリドの燃焼熱）" Journal of the American Oil Chemists' Society, 66, 1601-1605 (1989)；およびKrisnangkura, K., "Estimation of Heat of Combustion of Triglycerides and Fatty Acid Methyl Esters（トリグリセリドおよび脂肪酸メチルエステルの燃焼熱の推定）" Journal of the American Oil Chemists' Society, 68, 56-58 (1991)を参照されたい。融解エンタルピーのデータについては、非特許文献４；Hampson, J. W., Rothbart, H. L., "Heats of Fusion for Some Triglycerides by Differential Scanning Calorimetry（示差走査熱量計による一部のトリグリセリドの融解熱）" Journal of the American Oil Chemists' Society, 46, 143-144 (1969)；およびHagemann, J. W., and Tallent, W. H., "Differential Scanning Calorimetry of Single Acid Triglycerides: Effect of Chain Length and Unsaturation（単酸基トリグリセリドの示差走査熱量測定：鎖長および不飽和部による影響）" Journal of the American Oil Chemists' Society, 49, 118-123 (1972)を参照されたい。
【００７２】
図７に、単酸基飽和トリグリセリドと単酸基モノ不飽和トリグリセリドの、その構成脂肪酸の炭素数と生成エンタルピーとの関係を示す。図７には、回帰分析によって得られた線形方程式も表示されており、この式を使用することにより、カプロン酸（Ｃ６：０）で構成される単酸基トリグリセリドやカプリル酸（Ｃ８：０）で構成される単酸基トリグリセリドの生成エンタルピーを、外挿・予測することができる。また、図８には、トリステアリン（Ｃ１８：０）、トリオレイン（Ｃ１８：１）、トリリノレイン（Ｃ１８：２）およびトリリノレニン（Ｃ１８：３）の単酸基トリグリセリドの、その各酸鎖に含まれる二重結合の数と生成エンタルピーとの関係を示す。
【００７３】
混酸基トリグリセリドの生成エンタルピーは、構成単位ベースの方法に基づき、以下の等式（１３）を適用することによって算出される。詳細には、混酸基トリグリセリドに含まれる３つの脂肪酸単位のそれぞれに対応する各単酸基グリセリドの標準生成エンタルピー数値の平均を求めることにより、混酸基トリグリセリドの生成エンタルピーを算出する。
【００７４】
【数１１】
2012525473.tif 000019
【００７５】
（式中、
ΔＨ°f,mixは、混酸基トリグリセリドの標準生成エンタルピー（ｋＪ／ｍｏｌ）
ΔＨ°f,Aは、脂肪酸単位Ａの単酸基トリグリセリドの標準生成エンタルピー（ｋＪ／ｍｏｌ）
ｎＡは、混酸基トリグリセリドに含まれる脂肪酸単位Ａの数とする。）
【００７６】
１−モノカプリン［Ｃ１０：０］、１−モノラウリン［Ｃ１２：０］、１−モノミリスチン［Ｃ１４：０］、１−モノパルミチン［Ｃ１６：０］および１−モノステアリン［Ｃ１８：０］を含むモノグリセリドの液体での生成エンタルピー（液体生成エンタルピー）は、それらの固体での生成エンタルピーから算出される。Silbert, L. S., Daubert, B. F., Mason, L. S., The Heats of Combustion, Formation, and Isomerization of Isomeric Monoglycerides（モノグリセリドの異性体の燃焼熱、生成熱および異性化熱）, The Journal of Physical Chemistry, 69, 2887-2894 (1965)を参照されたい。図９に、それらについて算出した液体生成エンタルピー数値を示す。詳細には、図９に、モノグリセリドの液体生成エンタルピーとその構成脂肪酸の炭素数との線形関係を点線で表した。回帰分析によって得られた線形方程式を使用することにより、カプロン酸［Ｃ６：０］、アラキジン酸［Ｃ２０：０］などで構成されるモノグリセリドの液体生成エンタルピーを外挿・予測することができる。図９には、さらに、単酸基トリグリセリドについての液体生成エンタルピー／炭素数の関係も表した（実線を参照）。また、モノグリセリドの生成エンタルピーと、これと同じ脂肪酸を含む単酸基トリグリセリドの生成エンタルピーとを平均したものを、これらに対応するジグリセリドの生成エンタルピーと定義する。図９の破線は、ジグリセリドの液体生成エンタルピーとその構成脂肪酸の炭素数との関係を表したものである。
【００７７】
さらに、単位ベースのアプローチに基づき、以下の等式（１４）を使用することにより、混酸基ジグリセリド（すなわち、２つの異なる脂肪酸単位を有するジグリセリド）の生成エンタルピーが推定される。詳細には、等式（１４）は、２種類の単酸基ジグリセリド（それぞれ、互いに異なる脂肪酸単位を有する）の平均値を求めることによって、混酸基ジグリセリドの生成エンタルピーを算出する。
【００７８】
【数１２】
2012525473.tif 000020
【００７９】
（式中、
ΔＨ°f,mixは、混酸基ジグリセリドの標準生成エンタルピー（ｋＪ／ｍｏｌ）
ΔＨ°f,Aは、脂肪酸単位Ａの単酸基ジグリセリドの標準生成エンタルピー（ｋＪ／ｍｏｌ）とする。）
【００８０】
（液体モル体積）
トリグリセリド成分の液体モル体積（液体でのモル体積）は、その単位の組成および単位のパラメータから算出される。
【００８１】
【数１３】
2012525473.tif 000021
【００８２】
（式中、
ＶｌＡは、トリグリセリド成分に含まれる単位Ａの液体モル体積（ｍ３／ｋｍｏｌ）
Ｎfragは、トリグリセリド成分に含まれる単位の数
ｘＡは、トリグリセリド成分に含まれる単位Ａのモル分率とする。）
【００８３】
脂肪酸単位の液体モル体積を推定するにあたり、バンクレベレン（Van Krevelen）のモデルが使用される。Van Krevelen, D. W., Properties of Polymers（ポリマーの特性）. Amsterdam: Elsevier, 3rd ed., (1990)を参照されたい。単位Ａの液体モル体積は、以下の等式（１６）から求められる：
【００８４】
【数１４】
2012525473.tif 000022
【００８５】
（式中、
Ｂ1,AおよびＢ2,Aは、単位Ａの温度依存相関パラメータ、
Ｔは、温度（Ｋ）とする。）
【００８６】
グリセロール単位および炭素数４〜１８の飽和脂肪酸単位のパラメータＢ1,AおよびパラメータＢ2,Aは、文献から入手可能な２５３．１５Ｋ〜５１６．１５Ｋの温度範囲での密度についての実験データを回帰して得られた。Nilsson, S.-O ., Wadso , I ., "Thermodynamic Properties of Some Mono-, Di-, and Tri-Esters. Enthalpies of Solution in Water at 288.15 to 318.15 K and Enthalpies of Vaporization and Heat Capacities at 298.15 K（一部のモノエステル、ジエステルおよびトリエステルの熱力学的特性．２８８．１５Ｋ〜３１８．１５Ｋでの水溶液のエンタルピー、ならびに２９８．１５Ｋでの蒸発エンタルピーおよび熱容量）" Journal of Chemical Thermodynamics, 1986, 18, 673-681；Jaeger, F. M., "Temperature Dependence of the Free Surface Energy of Liquids in Temperature Range from -80 to 1650 degrees Centigrade（−８０〜＋１６５０℃の温度範囲での液体の表面自由エネルギーの温度依存性）" Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 101, 1-214 (1917)；およびPhillips, J.C., Mattamal, G.J., "Effect of Number of Carboxyl Groups on Liquid Density of Esters of Alkylcarboxylic Acids（アルキルカルボン酸エステルに含まれるカルボキシ基の数の、そのアルキルカルボン酸エステルの液体密度への影響）" Journal of Chemical and Engineering Data, 23, 1-6 (1978)を参照されたい。図１０Ａに、各種脂肪酸単位の炭素数とそのパラメータＢ1,Aとの関係を示し、図１０Ｂに、当該各種脂肪酸単位の炭素数とそのパラメータＢ2,Aとの関係を示す。また、図１０Ａおよび図１０Ｂの各グラフに、回帰線の式を表示した。Ｃ２０やＣ２２などの長鎖飽和単位のパラメータは、その線形方程式から外挿で求めることができる。
【００８７】
オレイン単位（Ｃ１８：１）のパラメータＢ1,A、Ｂ2,A、リノレン単位（Ｃ１８：２）のパラメータＢ1,A、Ｂ2,A、およびリノレニン単位（Ｃ１８：３）のパラメータＢ1,A、Ｂ2,Aは、文献から入手可能な密度についての実験データを回帰して得られた。Sum, A. K., Biddy, M. J., de Pablo, J. J., "Predictive Molecular Model for the Thermodynamics and Transport Properties of Triacylglycerols（トリアシルグリセロールの熱力学特性および送達特性についての予測分子モデル）" Journal of Physical Chemistry B, 107, 14443-14454 (2003)；およびJaeger, F. M., "Temperature Dependence of the Free Surface Energy of Liquids in Temperature Range from -80 to 1650 degrees Centigrade（−８０〜＋１６５０℃の温度範囲での液体の表面自由エネルギーの温度依存性）" Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 101, 1-214 (1917)を参照されたい。図１１Ａのグラフは、炭素数１８の脂肪酸単位について、二重結合の数とＢ1,Aとの関係を示したものであり、図１１Ｂのグラフは、炭素数１８の脂肪酸単位について、二重結合の数とＢ2,Aとの関係を示したものである。後述の表７に、グリセロール単位および炭素数４〜２２の脂肪酸単位について算出したパラメータＢ1,AおよびパラメータＢ2,Aをまとめた。
【００８８】
モノグリセロール単位のパラメータＢ1,A、B2,Aは、２８３．１５Ｋ〜３４３．１５Ｋの温度範囲でのモノアセテート［Ｃ２：０］の密度についての実験データを回帰して得られた。Morgan, J. L.R., Chazal, P.M., "The Weight of a Falling Drop and the Laws of Tate, XV. The Drop Weights of Certain Organic Liquids and the Surface Tensions and Capillary Constants Calculated from Them（落下する液滴の重量およびテイトの法則，ＸＶ．特定の有機化合物の液滴重量、表面張力、およびこれらに基づいて算出される毛管定数）" Journal of the American Chemical Society, 35, 1821-1834 (1913)；およびWalden, P., Swinne, R., "The Capillary Constants of Liquid Esters（液体エステルの毛管定数）" Z. Phys. Chem., 77, 700-758 (1912)を参照されたい。酢酸単位のパラメータは、脂肪酸単位のパラメータＢ1,A、B2,Aと炭素数との関係から外挿して得られた。図１２に、外挿によって得られた酢酸単位を用いて単位ベースのアプローチで予測したトリアセテート［Ｃ２：０］の密度と、実験データの密度とを示す。Rodriguez, M., Galan, M., Munoz, M.J., Martin, R., "Viscosity of Triglycerides + Alcohols from 278 to 313 K（２７８〜３１３Ｋでのトリグリセリド＋アルコールの粘度）" Journal of Chemical & Engineering Data, 39, 102-105 (1994)；およびJaeger, F.M., "Temperature Dependence of the Free Surface Energy of Liquids in Temperature Range from -80 to 1650 Degrees Centigrade（−８０〜＋１６５０℃の温度範囲での液体の表面自由エネルギーの温度依存性）" Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie, 101, 1-214 (1917)を参照されたい。結果は、予測が実験データと合致することを示している。また、ジグリセロール単位のパラメータＢ1,A、B2,Aは、ジアセテートの密度についての実験データを回帰して得られる。Komandin, A.V., Rosolovskii, V.Y., "Densities and Molar Volumes of Some Organic Compounds over a Broad Temperature Range（広温度範囲における一部の有機化合物の密度およびモル体積）" Zh. Fiz. Khim, 33, 1280- 1282 (1959)を参照されたい。
【００８９】
【表７】
2012525473.tif 000023
【００９０】
（液体粘度）
トリグリセリドの液体粘度（液体での粘度）は、単位の組成および単位のパラメータを用いて算出される。
【００９１】
【数１５】
2012525473.tif 000024
【００９２】
（式中、
ηｌＡは、トリグリセリド成分に含まれる単位Ａの液体粘度（Ｐａ・ｓ）
Ｎfragは、トリグリセリド成分に含まれる単位の数
ｘＡは、トリグリセリド成分に含まれる単位Ａのモル分率とする。）
【００９３】
以下の等式（１８）を使用することにより、単位Ａの液体粘度を温度の関数として表すことができる：
【００９４】
【数１６】
2012525473.tif 000025
【００９５】
（式中、
Ｃ1,A、Ｃ2,AおよびＣ3,Aは、温度依存相関パラメータ
Ｔは、温度（Ｋ）とする。）
Reid, R. C, Prausnitz, J. M., Poling, B. E., The Properties of Gases and Liquids（気体および液体の特性）, New York: McGraw-Hill, 4th ed., 439 (1987)を参照されたい。
【００９６】
グリセロール単位および炭素数４〜１８の飽和脂肪酸単位のパラメータＣ1,A、Ｃ2,AおよびＣ3,Aは、文献から入手可能な２９８．１５Ｋ〜５１６．１５Ｋの温度範囲の粘度についての実験データを回帰して得られた。Rodriguez, M., Galan, M., Munoz, M. J., Martin, R., "Viscosity of Triglycerides + Alcohols from 278 to 313 K（２７８〜３１３Ｋでのトリグリセリド＋アルコールの粘度）" Journal of Chemical and Engineering Data, 39, 102-105 (1994)；Kishore, K., Shobha, H. K., Mattamal, G. J., "Structural Effects on the Vaporization of High Molecular Weight Esters（高分子量エステルの構造の、その蒸発への影響）" Journal of Physical Chemistry, 94, 1642-1648 (1990)；およびNiir, B., Modern Technology of Oils, Fats and Its Derivatives（油、脂肪およびそれらの誘導体に関する現代技術）. New Delhi: National Institute of Industrial Research, 9-11 (2000)を参照されたい。図１３Ａに、各種脂肪酸単位の炭素数とそのパラメータＣ1,Aとの関係を示し、図１３Ｂに、各種脂肪酸単位の炭素数とそのパラメータＣ2,Aとの関係を示し、図１３Ｃに、当該各種脂肪酸単位の炭素数とそのパラメータＢ3,Aとの関係を示す。Ｃ２０やＣ２２などの長鎖飽和単位のパラメータは、図１３Ａ〜図１３Ｃの各グラフに示した線形方程式から外挿で求めることができる。
【００９７】
オレイン単位（Ｃ１８：１）、リノレン単位（Ｃ１８：２）、およびリノレニン単位（Ｃ１８：３）の二重結合の数の、当該単位の粘度パラメータへの影響は、文献からの実験データを回帰して得られた。非特許文献３；Eduljee, G. H., Boyes, A. P., "Viscosity of Some Binary Liquid Mixtures of Oleic Acid and Triolein with Selected Solvents（オレイン酸、トリオレインおよび選択溶媒からなる一部の二成分液体混合物の粘度）" Journal of Chemical and Engineering Data, 25, 249-252 (1980)；Exarchos, N. C, Tasioula-Margari, M., Demetropoulos, I. N., "Viscosities and Densities of Dilute Solutions of Glycerol Trioleate + Octane, + P-xylene, + Toluene, and + Chloroform（グリセロールトリオレアート＋オクタン＋ｐ−キシレン＋トルエン＋クロロホルムの希釈溶液の粘度および密度）" Journal of Chemical and Engineering Data, 40, 567-571 (1995)；およびValeri, D., Meirelles, A. J. A., "Viscosities of Fatty Acids, Triglycerides, and Their Binary Mixtures（脂肪酸、トリグリセリドおよびこれらの二成分混合物の粘度）" Journal of the American Oil Chemists' Society, IA, 1221-1226 (1997)を参照されたい。図１４Ａ〜図１４Ｃに、炭素数１８の脂肪酸単位の各粘度パラメータと二重結合の数との関係を示す。以下の表８に、グリセロール単位および炭素数４〜２２の脂肪酸単位について算出したパラメータＣ1,A、パラメータＣ2,AおよびパラメータＣ3,Aをまとめる。
【００９８】
必要な実験データが無いことから、表８には、モノグリセリドの液体粘度およびジグリセリドの液体粘度を記載していない。
【００９９】
【表８】
2012525473.tif 000026
【０１００】
例示的な実施形態において、バイオディーゼル製造のモデル化に用いられるシステム１００（図１５）はデータストア９９を備えており、このデータストア９９は、様々なトリグリセリドの複数の物理的特性数値を保持する。このような複数の物理的特性数値は、当該様々なトリグリセリドのそれぞれに対して、ｉ）トリグリセリドの各構成脂肪酸単位の物理的特性数値を推定し、（ｉｉ）前記トリグリセリドの各構成脂肪酸単位について推定された物理的特性数値の合計を当該トリグリセリドの物理的特性数値として、当該トリグリセリドの物理的特性数値を算出することによって得られる。同様に、モノグリセリドおよびジグリセリドについてのデータ（構成脂肪酸単位の物理的特性数値）も、トリグリセリドについてのデータと一緒にまたは別々に、１つ以上のデータストア９９に索引化・記憶されてもよい。システム１００は、さらに、データストア９９に記憶された算出済みのモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドの物理的特性数値を用いてバイオディーゼル原料の物理的特性数値を決定するモデラ（モデリングエンジン）９１を備える。モデラ９１は、バイオディーゼル原料を構成するモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドにそれぞれ対応する、前記算出されて記憶されたモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドの物理的特性数値の合計を、バイオディーゼル原料の物理的特性数値とする。
【０１０１】
データストア９９は、検索可能であり、かつ、トリグリセリド成分の名前、分子省略表現、脂肪酸頭字語などによって索引化されている。データストア９９は、リレーショナルデータベースまたはその他のデータベースを用いて実現されてもよい。また、その他の構成およびその他の実施形態のデータストア９９も好適であると理解されたい。
【０１０２】
図１５に、本発明を実現可能なコンピュータネットワークまたはこれと同様のデジタル処理環境を示す。少なくとも１つのクライアント側コンピュータ／装置５０および少なくとも１つのサーバコンピュータ６０は、アプリケーションプログラムなどを実行可能な、処理装置、記憶装置および入力／出力装置を構成する。少なくとも１つのクライアント側コンピュータ／装置５０は、コミュニケーションネットワーク７０を介して、他のクライアント側装置／プロセッサ５０および少なくとも１つのサーバコンピュータ６０も含め他のコンピューティング装置と接続可能である。コミュニケーションネットワーク７０は、リモートアクセスネットワークの一部、グローバルネットワーク（例えば、インターネットなど）の一部、世界規模のコンピュータ群の一部、ローカルエリアネットワークもしくはワイドエリアネットワークの一部、または互いの通信に各種プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）を使用するゲートウェイ群の一部であってもよい。電子装置／コンピュータのその他のネットワークアーキテクチャも好適である。
【０１０３】
図１６は、図１５のコンピュータシステムに含まれるコンピュータ（例えば、クライアント側プロセッサ／装置５０またはサーバコンピュータ６０）の内部構造の図である。各コンピュータ５０，６０は、コンピュータまたは処理システムの構成品間でデータを送信するのに使用されるハードウェア回線のセットであるシステムバス７９を含む。基本的には、システムバス７９は、コンピュータシステムの様々な構成要素（例えば、プロセッサ、ディスク記憶装置、メモリ、入力／出力ポート、ネットワークポートなど）同士を接続する共有配線であり、構成要素間の情報伝達を可能にする。システムバス７９には、様々な入力／出力装置（例えば、キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ、スピーカなど）をコンピュータ５０，６０に接続するためのＩ／Ｏ装置インターフェース８２が取り付けられている。ネットワークインターフェース８６は、当該コンピュータと、ネットワーク（例えば、図１５のネットワーク７０など）に取り付けられた他の様々な装置との接続を可能にする。メモリ９０は、本発明の実施形態（例えば、モデリングエンジン９１、データストア９９、図３２を用いて後述する支援モジュールまたは処理コードなど）を実現するのに使用される、コンピュータソフトウェアの命令９２およびデータ９４のための揮発性の記憶部を構成する。ディスク記憶装置９５は、本発明の実施形態を実現するのに使用される、コンピュータソフトウェアの命令９２およびデータ９４のための不揮発性の記憶部を構成する。システムバス７９には、さらに、コンピュータの命令を実行する中央演算処理装置８４が取り付けられている。
【０１０４】
一実施形態において、処理装置のルーチン９２およびデータ９４は、コンピュータプログラムプロダクト（概して、符号９２とする）であり、本発明にかかるシステムに用いられるソフトウェアの命令の少なくとも一部を構成する。このコンピュータプログラムプロダクト９２には、コンピュータ読取可能な媒体（例えば、１つ以上のＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ディスケット、テープなどの取外し可能な記憶媒体）も含まれ得る。コンピュータプログラムプロダクト９２は、当該技術分野において周知である、任意の適切なソフトウェアインストール方法によってインストール可能である。他の実施形態において、ソフトウェアの命令の少なくとも一部は、ケーブル接続（有線接続）および／または通信接続および／またはワイヤレス接続（無線接続）を介してダウンロード可能である。他の実施形態において、本発明にかかるプログラムは、伝播媒体（例えば、無線波、赤外線波、レーザ波、音波、インターネットなどのグローバルネットワークまたはその他のネットワーク上で伝播される電気波）に乗った伝播信号により実現される、コンピュータプログラム伝播信号プロダクト１０７である。この場合、そのようなキャリア媒体または信号は、本発明にかかるルーチン／プログラム９２に関するソフトウェアの命令の、少なくとも一部を構成する。
【０１０５】
他の実施形態において、伝播信号は、伝播媒体により運ばれるアナログキャリア波またはデジタル信号である。例えば、伝播信号は、グローバルネットワーク（例えば、インターネットなど）、テレコミュニケーションネットワーク、またはその他のネットワークを介して伝播されるデジタル化信号であってもよい。一実施形態において、伝播信号は、ある時間のあいだ伝播媒体により伝達される信号であり、例えば、数ミリ秒、数秒、数分、またはそれ以上の時間のあいだネットワークを介してパケットの形態で送信される、ソフトウェアアプリケーション用の命令であってもよい。他の実施形態において、コンピュータプログラムプロダクト９２のコンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータシステム５０が受け取って読み取ることのできる伝播媒体であり、例えば、前述のコンピュータプログラム伝播信号プロダクトにおいて述べたように、コンピュータシステム５０が受け取って、伝播媒体に組み込まれた伝播信号を特定することのできる伝播媒体である。
【０１０６】
一般的に述べて、「キャリア媒体」または過渡的なキャリア（transient carrier）という用語は、既述のような過渡信号、伝播信号、伝播媒体、記憶媒体などを包含する。
【０１０７】
図３２に、一実施形態におけるモデラ９１の処理フローおよびデータフローを示す。ステップ２１において、モデリングエンジン９１がバイオディーゼル原料（内容またはその他の表現）を入力として受け取る。ステップ２３では、それに対する応答として、ステップ２１で入力されたバイオディーゼル原料を構成するモノグリセリドおよび／またはジグリセリドおよび／またはトリグリセリドを決定する。
【０１０８】
ステップ２５では、前記決定された各構成単位について、（ａ）当該構成単位を索引情報に用いてデータストア９９にアクセスし、（ｉｉ）データストア９９に記憶された、当該構成単位の算出済みの物理的特性数値を得ることにより、当該構成単位の物理的特性数値を取り出す。
【０１０９】
ステップ２７では、モデラ９１が、構成単位の前記取り出された算出済みの物理的特性数値（すなわち、ステップ２５で生成された物理的特性数値）を合計する。これにより、ステップ２８において、入力された（所与の）バイオディーゼル原料の物理的特性数値が得られる。この結果は、ステップ３１においてユーザに対し報告または出力されてもよい。好ましい一実施形態において、ステップ２８で得られた結果（すなわち、所与のバイオディーゼル原料について算出された物理的特性数値）は、ステップ２９において、バイオディーゼル製造計画手段などによって利用される。
【０１１０】
詳細には、バイオディーゼル製造計画手段２９は、ステップ２８で算出された物理的特性数値と、基準値または閾値とを比較する。この比較の際に、バイオディーゼル製造計画手段２９により、ステップ２８で算出された物理的特性数値が許容可能な数値範囲外であると判断された場合、当該バイオディーゼル製造計画モジュール２９は、ステップ２１において（例えば、他の原料または原料のブレンドを入力することによって）前記入力されたバイオディーゼル原料を調節する。そして、モデル化プロセス９１が、調節されたバイオディーゼル原料の構成単位に基づいて上記のステップを繰り返す。
【０１１１】
この比較の際に、バイオディーゼル製造計画手段２９により、ステップ２８で算出された物理的特性数値が許容可能であると判断された場合（すなわち、ステップ２１で入力された所与のバイオディーゼル原料が許容可能であると判断された場合）、ステップ３１においてモデラ９１がユーザに対して何らかの表示を出力する。そして、ステップ２１で入力された所与のバイオディーゼル原料（またはステップ２１で得られるブレンド）が、バイオディーゼルを製造するうえで使用されるか、あるいは、バイオディーゼル製造用に使用可能とされる。
【実施例】
【０１１２】
（トリグリセリドの純粋な成分特性の推定値の比較）
［蒸気圧］
図１７に、５種類の単酸基飽和トリグリセリドの蒸気圧の予測結果を示す。太線は、単位ベースのアプローチを用いて予測されるトリグリセリドの蒸気圧を表している。細線は、Ｌｉ−Ｍａの官能基寄与度法による予測結果である。Li, P., Ma, P. -S., Yi, S. -Z., Zhao, Z. -G., Cong, L. -Z., "A New Corresponding- States Group-Contribution Method (CSGC) for Estimating Vapor Pressure of Pure Compounds（純粋化合物の蒸気圧を推定するための新規の対応状態化学基寄与度法（ＣＳＧＣ））" Fluid Phase Equilibria, 1994, 101, 101-119を参照されたい。図１７を参照すると、Ｌｉ−Ｍａの官能基寄与度法によって予測される蒸気圧は、数倍のオーダーで過剰であることが分かる。図１７において、構成単位ベースの方法における炭素数４〜１６についての数値は、既存の実験データの回帰で得られたものである。図１７および後述の図１８〜２０に示す構成単位ベースのアプローチによる結果は、既存の実験データと実質的に同一である。
【０１１３】
［熱容量］
図１８に、構成単位ベースの方法を用いた、５種類の単酸基飽和トリグリセリドの液体熱容量（液体での熱容量）の予測結果（太線）を示す。さらに、Ruzickaの化学基寄与度法による予測結果（薄い実線）も示す。Ruzicka, V. Jr., Domalski, E. S., "Estimation of the Heat Capacities of Organic Liquids as a Function of Temperature Using Group Additivity. I. Hydrocarbon Compounds（有機液体の熱容量の、化学基付加の原理に基づいた、温度の関数としての推定．Ｉ．炭化水素化合物）" Journal of Physical and Chemical Reference Data, 22, 597-618 (1993)；およびRuzicka, V. Jr., Domalski, E. S., "Estimation of the Heat Capacities of Organic Liquids as a Function of Temperature Using Group Additivity. II. Compounds of Carbon, Hydrogen, Halogens, Nitrogen, Oxygen, and Sulfur（有機液体の熱容量の、化学基付加の原理に基づいた、温度の関数としての推定．ＩＩ．炭素、水素、ハロゲン、窒素、酸素および硫黄の化合物）" Journal of Physical and Chemical Reference Data, 22, 619-657 (1993)を参照されたい。Ruzickaの官能基ベースの方法によって予測される熱容量は、単位ベースの方法を用いて算出される結果と比較的近い。
【０１１４】
［液体密度］
図１９に、５種類の一般的な単酸基飽和トリグリセリドの液体密度（液体での密度）の予測結果を示す。太線は、単位ベースのアプローチを用いて予測されるトリグリセリドの液体密度を表している。図１９には、さらに、Ｌｅ  Ｂａｓの化学基寄与度法による予測結果（細線）も表した。Poling, B.E., Prausnitz, J.M., O'Connell, J.P., The Properties of Gases and Liquids（気体および液体の特性）, New York: McGraw-Hill Companies, 5th ed., 4.33 and 9.59-9.61 (2000)を参照されたい。図１９を参照すると、Ｌｅ  Ｂａｓの化学基寄与度法によって予測される密度は、約３０％過剰である。
【０１１５】
［液体粘度］
図２０に、５種類の一般的な単酸基飽和トリグリセリドの液体粘度（液体での粘度）の予測結果（太線）を示す。図２０には、さらに、Orrick-Erbarの化学基寄与度法による予測結果（細線）も表した。Poling, B.E., Prausnitz, J.M., O'Connell, J.P., The Properties of Gases and Liquids（気体および液体の特性）, New York: McGraw-Hill Companies, 5th ed., 4.33 and 9.59-9.61 (2000)を参照されたい。図２０を参照すると、Orrick-Erbarの化学基寄与度法によって予測される粘度は、約４２３．１５Ｋ未満の温度において過剰なオーダーであり、約４７３．１５Ｋ超の温度では低過ぎる。
【０１１６】
（モノグリセリドおよびジグリセリドの純粋な成分特性の推定値の比較）
図２１Ａ〜図２１Ｃに、それぞれ、酪酸（Ｃ４）単位のモノグリセリド、単酸基ジグリセリドおよび単酸基トリグリセリドの蒸気圧、ラウリン酸（Ｃ１２）単位のモノグリセリド、単酸基ジグリセリドおよび単酸基トリグリセリドの蒸気圧、アラキジン酸（Ｃ２０）のモノグリセリド、単酸基ジグリセリドおよび単酸基トリグリセリドの蒸気圧を示す。図２２Ａ〜図２２Ｃには、これらの液体熱容量、図２３Ａ〜図２３Ｃには、これらの液体密度を示す。実線は、トリグリセリドについての予測を表す。破線は、ジグリセリドについての予測である。点線は、モノグリセリドについての予測である。図２１Ａ、図２２Ａおよび図２３Ａに、酪酸単位で構成されるモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのグラフが示されている。図２１Ｂ、図２２Ｂおよび図２３Ｂに、ラウリン酸単位で構成されるモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのグラフが示されている。図２１Ｃ、図２２Ｃおよび図２３Ｃに、アラキジン酸単位で構成されるモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのグラフが示されている。
【０１１７】
図２１Ａ〜図２３Ｃを参照すると、炭素数が増加するにつれての変化の傾向は、モノグリセリドおよびジグリセリドの場合もトリグリセリドの場合も互いに同様である。同一の温度において、同じ脂肪酸単位で構成されるモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのそれぞれについて予測される蒸気圧は、その順番で減少する。モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド間の蒸気圧の差は、その構成脂肪酸単位の炭素数が増加するにつれて拡大する。同一の温度において、同じ脂肪酸単位で構成されるモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのそれぞれについて予測される熱容量は、その順番で増大する。炭素数が大きくなるほど、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド間の熱容量の差も大きくなる。同一の温度において、同じ脂肪酸単位で構成されるモノグリセリド、ジグリセリドおよびトリグリセリドのそれぞれについて予測される密度は、その順番で減少する。構成脂肪酸の炭素数が増加しても、ジグリセリドの密度とトリグリセリドの密度との差に目立った変化はない。しかしながら、脂肪酸単位が長鎖になるほど、モノグリセリドの密度とトリグリセリドの密度との差は、蒸気圧の場合および熱容量の場合とは異なり減少する。
【０１１８】
（トリグリセリド混合物の特性の推定値の比較）
［大豆油の蒸気圧］
以下の表９に、大豆油のトリグリセリド組成を示す。Ndiaye, P. M., Tavares, F. W., Dalmolin, I., Dariva, C, Oliveira, D., and Oliveira, J. V., "Vapor Pressure Data of Soybean Oil, Castor Oil, and Their Fatty Acid Ethyl Ester Derivatives（大豆油、ヒマシ油、およびこれらの脂肪酸エチルエステル誘導体の蒸気圧データ）" Journal of Chemical and Engineering Data, 50, 330-333 (2005)を参照されたい。
【０１１９】
【表９】
2012525473.tif 000027
【０１２０】
このトリグリセリド混合物の蒸気圧を予測するにあたって、蒸気圧モデルおよび構成単位ベースの方法を使用して、当該大豆油に含まれる各種トリグリセリド成分の蒸気圧を推定する。前述したモル分率平均混合則（ドルトンの法則）に基づいて、既述の等式（８）を使用し、当該大豆油の蒸気圧を算出する。各種トリグリセリド成分は構造およびサイズが互いに類似していることから、十分に理想溶液と仮定してよい。図２４は、大豆油の蒸気圧を温度の関数として表したグラフである。図２４には、さらに、Ｌｉ−Ｍａの化学基寄与度法の予測結果も示す。図２４を参照すると、構成単位ベースの方法による蒸気圧の推定値は実験データと十分に合致する一方、Ｌｉ−Ｍａの化学基寄与度法による結果は数オーダー過剰である。
【０１２１】
［大豆油の蒸発エンタルピー］
当該大豆油中のトリグリセリド混合物の蒸発熱は、その大豆油に含まれる各種トリグリセリドの蒸発熱に基づき、次のようなモル分率平均混合則を使用することによって推定可能である：
【０１２２】
【数１７】
2012525473.tif 000028
【０１２３】
（式中、
ΔＨvapθ,oilは、大豆油の蒸発熱（Ｊ／ｋｍｏｌ）
ｘｉは、トリグリセリド成分ｉのモル分率
ｎは、大豆油に含まれるトリグリセリド成分の数
ΔＨvapθ,iは、トリグリセリド成分ｉの蒸発熱（Ｊ／ｋｍｏｌ）とする。）
【０１２４】
大豆油の蒸発熱は、前述の表９に挙げたトリグリセリド組成に基づいて推定することができる。構成単位ベースの方法によって推定される大豆油の標準（２９８．１５Ｋでの）蒸発熱は１．６１０Ｅ＋８Ｊ／ｋｍｏｌであり、これはPerryが導き出した実験数値１．８４７Ｅ＋８Ｊ／ｋｍｏｌと十分な合致といえる。Perry, E. S., Weber, W. H., Daubert, B. F., "Vapor Pressure of Phlegmatic Liquids I. Simple and Mixed Triglycerides（粘質液体の蒸気圧：Ｉ．単酸基トリグリセリドおよび混酸基トリグリセリド）" Journal of American Chemical Society, 71, 3720-3726 (1949)を参照されたい。
【０１２５】
［ＲＢＤＰＯおよびココアバターの液体熱容量］
精製・脱色・脱臭パーム油（ＲＢＤＰＯ）およびココアバターのトリグリセリド組成および液体熱容量は入手可能であり、これらを以下の表１０にまとめた。Morad, N. A., Kamal, A. A. M., Panau, F., Yew, T. W., "Liquid Specific Heat Capacity Estimation for Fatty Acids, Triacylglycerols, and Vegetable Oils Based on Their Fatty Acid Composition（脂肪酸、トリアシルグリセロールおよび植物油の液体比熱容量の、脂肪酸組成に基づく推定）" Journal of the American Oil Chemists' Society, 77, 1001-1005 (2000)を参照されたい。
【０１２６】
【表１０】
2012525473.tif 000029
【０１２７】
油（ＲＢＤＰＯおよびココアバター）の熱容量は、以下の等式（２０）を使用して推定することができる：
【０１２８】
【数１８】
2012525473.tif 000030
【０１２９】
（式中、
ＣｌP,oilは、油の液体熱容量（液体での熱容量）（Ｊ／ｋｍｏｌ・Ｋ）
ｗｉは、トリグリセリド成分ｉの質量分率
ｎは、油に含まれるトリグリセリド成分の数
ＣｌP,iは、トリグリセリド成分ｉの液体熱容量（Ｊ／ｋｍｏｌ・Ｋ）とする。）
【０１３０】
図２５に、構成単位ベースの方法による、温度の関数としてのＲＢＤＰＯおよびココアバターの熱容量予測と、Ruzickaの化学基寄与度法による、温度の関数としてのＲＢＤＰＯおよびココアバターの熱容量予測とを示す。構成単位ベースの方法の結果は、実験データと十分に合致している。
【０１３１】
［３種類の植物油の液体密度］
以下の表１１に、３種類の植物油：ブラジルナッツ油、ブリチ（Buriti）油およびグレープシード油のそれぞれのトリグリセリド組成をまとめた。これら３種類の植物油の密度は入手可能である。Ceriani, R., Paiva, F. R., Goncalves, C. B., Batista, E. A. C, Meirelles, A. J. A., "Densities and Viscosities of Vegetable Oils of Nutritional Value（栄養価のある植物油の密度および粘度）" Journal of Chemical and Engineering Data, 53, 1846-1853 (2008)を参照されたい。
【０１３２】
【表１１】
2012525473.tif 000031
【０１３３】
以下の質量分率平均則を使用して、これら３種類の油の密度を推定する。
【０１３４】
【数１９】
2012525473.tif 000032
【０１３５】
（式中、
ρoilは、油の液体密度（液体での密度）（ｇ／ｃｍ３）
ｗｉは、トリグリセリド成分ｉの質量分率
ｎは、油に含まれるトリグリセリド成分の数
ρｉは、トリグリセリド成分ｉの液体密度（ｇ／ｃｍ３）とする。）
【０１３６】
図２６、図２７、図２８は、それぞれ、ブラジルナッツ油、ブリチ油、グレープシード油の、構成単位ベースの方法を用いた、温度の関数としての推定密度を表したグラフである。図２６〜２８には、Ｌｅ  Ｂａｓの化学基寄与度法による予測結果も示す。単位ベースの方法によって予測される密度は、実験データと十分に合致している。
【０１３７】
［３種類の植物油の液体粘度］
前述の３種類の植物油：ブラジルナッツ油、ブリチ油およびグレープシード油のそれぞれの粘度についての実験データが入手可能である。Ceriani, R., Paiva, F. R., Goncalves, C. B., Batista, E. A. C, Meirelles, A. J. A., "Densities and Viscosities of Vegetable Oils of Nutritional Value（栄養価のある植物油の密度および粘度）" Journal of Chemical and Engineering Data, 53, 1846-1853 (2008)を参照されたい。一方で、これらの粘度を、次のような重量分率平均混合則および前述の表１１に挙げたトリグリセリド組成に基づいて推定した：
【０１３８】
【数２０】
2012525473.tif 000033
【０１３９】
（式中、
ηoilは、油の液体粘度（液体での粘度）（Ｐａ・ｓ）
ｗｉは、トリグリセリド成分ｉの質量分率
ｎは、油に含まれるトリグリセリド成分の数
ηｉは、トリグリセリド成分ｉの液体粘度（Ｐａ・ｓ）とする。）
【０１４０】
図２９、図３０、図３１は、それぞれ、ブラジルナッツ油、ブリチ油、グレープシード油の、温度の関数としての粘度を表したグラフである。各グラフには、Orrick-Erbarの化学基寄与度法による予測結果も点線で示した。構成単位ベースの方法によって予測される３種類の油の液体粘度は、実験データと十分に合致している。
【０１４１】
以上のように、本発明を例示的な実施形態に基づいて詳細に図示・説明したが、その形態および詳細について、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更を行えることは、当業者であれば理解できる。
【図１】
2012525473.tif 000034
【図２】
2012525473.tif 000035
【図３】
2012525473.tif 000036
【図４】
2012525473.tif 000037
【図５Ａ】
2012525473.tif 000038
【図５Ｂ】
2012525473.tif 000039
【図６Ａ】
2012525473.tif 000040
【図６Ｂ】
2012525473.tif 000041
【図７】
2012525473.tif 000042
【図８】
2012525473.tif 000043
【図９】
2012525473.tif 000044
【図１０Ａ】
2012525473.tif 000045
【図１０Ｂ】
2012525473.tif 000046
【図１１Ａ】
2012525473.tif 000047
【図１１Ｂ】
2012525473.tif 000048
【図１２】
2012525473.tif 000049
【図１３Ａ】
2012525473.tif 000050
【図１３Ｂ】
2012525473.tif 000051
【図１３Ｃ】
2012525473.tif 000052
【図１４Ａ】
2012525473.tif 000053
【図１４Ｂ】
2012525473.tif 000054
【図１４Ｃ】
2012525473.tif 000055
【図１５】
2012525473.tif 000056
【図１６】
2012525473.tif 000057
【図１７】
2012525473.tif 000058
【図１８】
2012525473.tif 000059
【図１９】
2012525473.tif 000060
【図２０】
2012525473.tif 000061
【図２１Ａ】
2012525473.tif 000062
【図２１Ｂ】
2012525473.tif 000063
【図２１Ｃ】
2012525473.tif 000064
【図２２Ａ】
2012525473.tif 000065
【図２２Ｂ】
2012525473.tif 000066
【図２２Ｃ】
2012525473.tif 000067
【図２３Ａ】
2012525473.tif 000068
【図２３Ｂ】
2012525473.tif 000069
【図２３Ｃ】
2012525473.tif 000070
【図２４】
2012525473.tif 000071
【図２５】
2012525473.tif 000072
【図２６】
2012525473.tif 000073
【図２７】
2012525473.tif 000074
【図２８】
2012525473.tif 000075
【図２９】
2012525473.tif 000076
【図３０】
2012525473.tif 000077
【図３１】
2012525473.tif 000078
【図３２】
2012525473.tif 000079
【国際調査報告】
2012525473.tif 000080
2012525473.tif 000081
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