軽油代替燃料への利用拡大を目的とした廃食用油の相平衡の把握と品質向上技術の評価

研究課題番号：18360438

2007年度 研究実績報告書

代表者

    • 倉持 秀敏
    • 研究者番号：50353537
    • 独立行政法人国立環境研究所・循環型社会・廃棄物研究センター・主任研究員

研究課題基本情報

  • 研究期間

    2007年度〜2007年度

  • 研究分野

    リサイクル工学

  • 審査区分

    一般

  • 研究種目

    基盤研究(B)

  • 研究機関

    独立行政法人国立環境研究所

  • 配分額

    • 2006年度：7100千円 (直接経費：7100千円)
    • 2007年度：5720千円 (直接経費：4400千円, 間接経費：1320千円)
    • 2008年度：3900千円 (直接経費：3000千円, 間接経費：900千円)

研究分担者

    • 大迫 政浩
    • 研究者番号：00260266
    • 独立行政法人国立環境研究所・廃棄物研究センター・室長
    • 前田 光治
    • 研究者番号：00264838
    • 兵庫県立大学・大学院・工学研究科・准教授
    • 崔 基仁
    • 独立行政法人国立環境研究所・循環型社会・廃棄物研究センター・NIESポスドクフェロー

研究概要

廃食用油を処理剤で固めた廃食用油ゲルとトラップグリースを低品質な劣化廃油脂類原料とし、ゲルについては液化ジメチルエーテル(DME)を用いた可溶化処理を、トラップグリースについては液化DMEによる油脂と遊離脂肪酸(FFA)を抽出し、さらにFFAをメチルエステル化する処理を品質向上化の前処理とした。それぞれの原料に対して品質に対応したモデル系を作り、まず、ゲルの可溶化処理を設計するために、モデルゲルの液化DMEへの溶解度を測定した。次に、トラシプグリースに対する抽出、操作およびFFAのメチルエステル化を設計するために、モデルゲルの液化DMEへの溶解度を測定した。次に、トラシプグリースに対する抽出、操作およびFFAのメチルエステル化を設計するために、液化DME-パルミチン酸-トリオレイン系等の相平衡および液化DME-メタノール-パルミチン酸-トリオレイン系の相平衡を測定した。任意の条件に対してこれらの相平衡を推定するために、UNIFACモデルの適用を試み、UNIFACモデルが実際の相平衡を比較的良好に推算できることを確認した。

各原料に対して上記の前処理技術を適用した場合のバイオディーゼル燃料(BDF)合成のフローを提示し、BDF合成の可能性を実験的に評価した。ゲルについては、モデルゲルを液化DMEで可溶化しBDF合成を行い、反応時間に対する収率を測定し、BDF化特性を評価した。また、トラップグリースに関しては、液化DME存在下におけるパルミチン酸のメチルエステル化およびトリオレインのBDF化を行い、反応特性を調べた。前処理で用いた液化DMEを反応系にも導入することで従来のBDF化よりも超高速にBDF化ができることを明らかにした。

前処理処理およびBDF合成過程において、アルデヒド類などの環境汚染物質の相分配挙動と前処理および反応系の相平衡「に与える影響をUNIFACモデルで推定するとともに、その推定の妥当性を評価するために、相分配挙動を実測した。

発表文献

雑誌論文

  • Kouji Maeda: "Phase Equilibrium of Biodiesel Compounds for the Triolein-Palmitic Acid-Methanol System with Dimethyl Ether as Cosolvent" J. Chem. Eng. Data 53. 973-977 (2008), 1

学会発表

  • 倉持 秀敏: "トラップグリースモデルからの新規バイオディーゼル燃料製造技術に関する基礎的検討" 第18回廃棄物学会研究発表会. (20071121). つくば

  • 倉持 秀敏: "A New Pretreatment Method for Biodiesel Fuel Production from Trap Grease" International Congress on Biodiesel:The Science and The Technologies. (20071106). Veinna,Austria

  • 倉持 秀敏: "液化DMEを用いたバイオディーゼル燃料の超高速製造プロセスの開発" 化学工学第73年会. (20080319). 浜松

  • 倉持 秀敏: "廃食用油固化物からのバイオディーゼル燃料(BDF)製造を目指した新規製造法の基礎的〓" 第29回全国都市清掃研究・事例研究会. (20080131). 広島

  • 前田 光治: "バイオディーゼル製造における関連物質の混和性に関する検討" 化学工学会第39回秋季大会. (20070914). 札幌

図書

  • 倉持 秀敏: "実用製造プロセス物性集覧" 分離技術会. 245-253 (2007),

産業財産権

  • "液化ジメチルエーテルによるメタノール抽出型高速バイオディーゼル燃料製造法" 特許 特願2007-210501 倉持 秀敏、前田 光治、大迫 政浩、酒井 伸一 倉持 秀敏、前田 光治、大迫 政浩、酒井 伸一、(独)国立環境研究所 20070810

  • "液化ジメチルエーテルによる水および脂肪酸含有油脂類の抽出型高度脱水方法" 特許 特願2007-210517 倉持 秀敏、前田 光治、大迫 政浩、酒井 伸一 倉持 秀敏、前田 光治、大迫 政浩、酒井 伸一、(独)国立環境研究所 20070810

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