2010 Fiscal Year Annual Research Report
超高速合成と溶媒抽出を統合した新規高効率バイオディーゼル燃料製造技術の開発
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21360449
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
倉持 秀敏 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, 室長 (50353537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大迫 政浩 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, 室長 (00260266)
辻 智也 日本大学, 生産工学部, 教授 (40246848)
前田 光治 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00264838)
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| Keywords | バイオディーゼル / 共溶媒効果 / リサイクル技術 / 脱温暖化対策 / 相平衡 / 固定化酵素 / 連続合成 / 相分離 |
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| Research Abstract |
連続的に運転可能な流通型リアクターを試作し,固定化酵素を用いて液化DMEを共溶媒としたBDF高速合成を行った.フィード条件と滞留時間をパラメータとして,その反応特性を調べた.その結果,収率の向上にはDME添加量の増量と滞留時間の長時間化が有利であった.しかし,副生するグリセリン相の系外排出の観点からある程度の流速が必要であることも示唆された
一方,バッチ実験において反応容器の材質等の条件を変化させることによって,前年度に観察された酵素触媒の失活の原因(固定化酵素の凝集塊の生成)を明らかにした.凝集塊の生成を防止することにより,収率を1.4倍,つまり,収率を90%以上に向上させることができた.しかし,この防止策だけでは,得られたBDFがJIS規格を満たすことができないため,二段反応の適用を試み,その反応特性から反応収率99%以上を達成しつつ,JIS規格を満たすための操作条件を確立した
メタノール回収を含め各プロセスの設計に必要な相平衡(例えば,メタノール-オレイン酸メチル系や液化DME-メタノール-オレイン酸メチル系等の構成二成分系や三成分系)を測定し,状態方程式をベースに平衡状態を表現可能なモデル式を提示した
これまでの実験結果を踏まえてAspenPlusを用いて,研究開発した技術ごとにBDF製造に関するプロセス計算を行った.新規技術の適用時の動力や加熱負荷等の投入エネルギーの変化を調べるとともに,投入エネルギーの削減効果を試算した.液化DMEを用いることにより,35%程度の削減効果が算出された.また.固定化酵素を用いた連続合成手法を採用することにより更に半分のエネルギー削減の可能性も示唆された
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