植物油のミスト化とパルス放電によるバイオディーゼル合成の高速化

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26630494
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 関口 秀俊 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (50226643)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: バイオマス / バイオディーゼル / パルス放電 / ミスト

Outline of Annual Research Achievements

今年度の主な活動は、昨年度実施できなかったミストによるバイオディーゼル合成実験である。固体触媒を添加したトリオレインをメタノール気相中に噴霧可能な実験装置を作成し、その有効性を検討した。また、昨年度のパルス放電の結果を踏まえ、固体触媒を添加したトリオレイン液中にメタノール蒸気を吹き込むことが可能な実験装置も作成し、この装置での効果も検証した。すなわち、共に３相共存の新規反応場を提供するが、前者は連続相がガス相であり、後者は液相となる。実験の結果、両反応器共にバイオディーゼルである肪酸メチルエステル（FAME）合成に成功した。また、前者の反応器では超音波ノズルを用いることで連続的に安定して噴霧が可能となり、後者の反応器でも超音波によるメタノール気泡の崩壊、混合が転化率を向上させた。前者の実験において、触媒添加量を増加させたところ、転化率は上昇した。また、噴霧量には最適値が存在し、これは噴霧量により液滴数は大きくなるが、同時に大きさも大きくなること、さらに液滴が壁面に付着してしまう影響など複合的な要因が考えられた。反応器の温度を変化させると、高温で転化率が上昇した。液滴のメタノール中での滞留時間を長くするために噴霧位置を変更した実験を行った結果、その効果もみられた。そして、滞留時間を基に、連続相が液相の実験結果と比較した結果、本提案であるトリオレインミストを用いた場合が優位となることが示された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまで、放電の効果とミストの効果を明らかにすることができ、本研究の目的を考慮すると十分な成果と思われるが、現状においてミストの効果が十分に検証されておらず、当初の計画から少し遅れているといえる。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は、まずミストの効果を、滞留時間やミストの分散状態を変えて調べる。加えて、その装置に放電を組み込み、その効果を検証する。これらと平行して、プロセスシミュレータによりこのプロセスを評価する。そして、今後の研究展開と実用化への指針について言及する。