JP2008063548A - エマルジョン燃料油とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２００７年１月１日から海洋投棄が禁止される産業廃棄物である焼酎粕を、植物性廃食用油又は石油系の廃油又は新油と混合してエマルジョン燃料油を製造することで、焼酎粕を有効活用して環境保護に貢献する。
【解決手段】原料油である植物性廃食用油Ｂ又は石油系の廃油又は新油Ｂ′それぞれと焼酎粕液ａを体積比で略１対１の割合で、混合タンク２内で撹拌混合し、これに超音波発振器２０から超音波を放射してエマルジョン化させてエマルジョン液Ｆをつくり、さらにこのエマルジョン液Ｆをマイクロバブル発生装置３０に循環通過させてナノ化バブル状態にしたエマルジョン燃料油Ｆｂをつくる。
【選択図】図１

Description

本発明は、従来、各種植物性食用油や各種石油系油等の廃油を原料油としこれに任意の量の水と混合し、場合によっては添加剤等を加え、その混合液をエマルジョン化して造られている所謂エマルジョン燃料油及びその製造方法の分野に関するものである。本発明では特に、現在産業廃棄物として海洋投棄されている焼酎粕を、前記水の替わりに植物性廃食用油又は石油系の廃油又は新油それぞれと混合して造るエマルジョン燃料油及びその製造に関するものである。該焼酎粕は、地球環境保護のため、２００７年１月１日より法的に海洋投棄が全面禁止されることになっており、焼酎粕の処理方法の開発は喫緊の課題となっている。従って、本発明は環境保護に有効な手段を目指して開発した、焼酎粕の有効利用の方法である。

近年、各種廃油を再利用し水と混合した、所謂エマルジョン燃料油は多数存在するが、例えば、廃食用油又は石油糸廃油、あるいはそれらを混ぜた原料油に対して１０〜３０重量％の水及び添加剤等の混合液をエマルジョン化したものがある。（例えば、特許文献１参照）
また、各種廃油略５０％と水略５０％と助剤略０．３％とを混合撹拌し高速磁場回転させてエマルジョン燃料油をつくるものがある。（特許文献２参照）

特許公開２００３−１３０７６ 特許第３５１３６６２号

前項の、背景技術のエマルジョン燃料油のうち前者（特許文献１）については、水の混合比率が１０〜３０重量％と比較的低く、廃油とはいえ原料油の比率が高く、コストアップになり、エマルジョン化のため多量の乳化剤を使用し、また原料油に動物油、植物油、鉱物油を混合して利用するため、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯ２やその他の有害物質の排出削減も十分とは言えない。また燃焼温度も８００〜１０００℃程度であまり高くなく必ずしも燃焼効率は良いとは言えない。後者（特許文献２）については、使用する原料油は前者（特許文献１）のものと殆ど変わらない。燃焼温度は石油系新油と遜色ないとされているが、バブルをナノ化していないため燃焼温度も前者（特許文献１）と同程度と考えられる。
さらに、環境保護に配慮したＮＯｘやＳＯｘの完全除去はみられず、原料油に混合するのは両者とも水であり、前述の焼酎粕の海洋投棄が全面禁止される法規制に対する有効な手段は該背景技術の両者のエマルジョン燃料油の中にはみられない。

本発明の目的は、前項の課題を解決するため、特に環境保護に有効な、焼酎粕を有効利用することとクリ−ンなエマルジョン燃料油を提供することにある。

請求項１の発明は、植物性廃食用油と同じく植物性である焼酎粕液とを、体積比で、略１対１の割合で混合してエマルジョン化し、さらにそのエマルジョン化した混合液をナノ化したバブル状態にすることで酸素含有量を最大化する。また、該焼酎粕液は１２〜１３％のアルコ−ルを含んでおり、該アルコ−ルが燃焼することと相俟って、従来のエマルジョン燃料油より燃焼温度が高く、１２００〜１３５０℃を確保でき、かつＳＯＸやＮＯＸを殆ど排出しないクリ−ンなエマルジョン燃料油を得る。

前記のようなエマルジョン燃料油では、現在行われている焼酎粕の海洋投棄が、地球環境に関するロンドン条約に基づき、２００７年１月１日より全面禁止される喫緊の課題に対し、焼酎粕の処理課題を解決し、その有効利用の手段になる。また該エマルジョン燃料油は植物性油なので、国際連合が主導する機関「ＩＴＣＣ」（気候に関する政府間パネル）にて平成１０年に策定された国際的約束事では二酸化炭素の排出については、ゼロ換算とされる。

請求項２の発明は、請求項１の様に原料油を植物性廃食用油に限って調達するには限度があるため、石油系の廃油やＡ重油等の新油を原料油として、焼酎粕液と混合したものであり、請求項１と同じくエマルジョン化し、ナノ化したバブルを有する。また１２〜１３％のアルコ−ルを含んだ焼酎粕液の該アルコ−ルの燃焼作用により、水と混合した背景技術のエマルジョン燃料油と比べ燃焼温度が高く、請求項１のエマルジョン燃料油とほぼ同等の１２００〜１３５０℃を確保できるため、背景技術のエマルジョン燃料油よりＳＯＸやＮＯＸの排出は最小化される。

請求項３の発明は、濾過処理し固形物や不純物を除去した、植物性廃食用油又は石油系の廃油、又はＡ重油等の新油を原料油とし、その原料油それぞれと、粘度の高い泥状の焼酎粕に固液分離工程を施し、半固形状の残滓と分離し液状になった焼酎粕液とを、体積比略１対１の割合で混合撹拌する。又、寒冷地での使用等場合によっては燃焼促進剤を体積比で略０．２％添加することもできる。その混合液に超音波を放射してエマルジョン化をし、次にマイクロバブルを発生させる工程を施すことにより、ナノ化したバブル状態の液体にすることを特徴とするエマルジョン燃料油の製造方法を提供する。

前記のようなエマルジョン燃料油の製造方法では、ナノ化したバブルを構成することができ、ナノ化されたバブルは、該バブル個々が保有する酸素量が最大化され、またエマルジョン状態が安定し、かつ１２〜１３％のアルコ−ルを含む焼酎粕液の該アルコ−ル分の燃焼の作用が大きく、背景技術の石油系等のエマルジョン燃料油に比べ燃焼温度が高く、１２００〜１３５０℃を確保し燃焼効率が良く、かつＳＯＸやＮＯＸが最小化された燃料油が得られる。

本発明は、以上説明してきたように構成されているので、以下に記載する効果を奏する。

本発明では、２００７年１月１日より海洋投棄が全面禁止される焼酎粕の有効利用が可能になり、環境保護に貢献することができる。さらに焼酎製造メ−カでは１トン当たり約１万円も費やしていた莫大な投棄費用の削減が可能になる。また焼酎粕をリサイクル活用したエマルジョン燃料油を焼酎製造の熱エネルギ−としてボイラ−に自家利用することで、現状はＡ重油等１００％新油を使用しているボイラ−の燃料が、廃油を原料とし、自家排出した焼酎粕を活用する本発明のエマルジョン燃料油を使用すれば燃料コストは半減以下にすることが可能である。また、たとえＡ重油を原料油としたエマルジョン燃料油を使用したとしてもＡ重油は５０％削減され、燃料費は半減近くまで削減される。従って焼酎粕の有効利用は焼酎メ−カにとっては一石二鳥の効果が生まれる。

本発明の請求項１のエマルジョン燃料油は原料油に植物性廃食用油を使用し、これに同じく植物性の焼酎粕液を混合しているので純植物性の燃料油である。国際連合が主導する機関「ＩＴＣＣ」（気候に関する政府間パネル）にて平成１０年に策定された国際的約束事では、このような植物性燃料であれば燃焼による二酸化炭素の排出についてはゼロ換算とされる。
また前記のように純植物性の燃料油であるので燃焼時のＳＯＸゃＮＯＸは殆ど排出しないクリ−ンなバイオマス燃料油である。

本発明の請求項２のエマルジョン燃料油は、従来のエマルジョン燃料油と同じ石油系の廃油又は新油を原料油として使用するが、背景技術の項に示したように、従来のエマルジョン燃料油は水との混合であるのに対して、本発明では焼酎粕液との混合であり、前述したように該焼酎粕には１２〜１３％のアルコ−ルを含有しているため、そのアルコ−ルの燃焼が作用し、燃焼効率には格段の差が生じ、従来のエマルジョン燃料油の燃焼温度が８００〜１０００℃に対して本発明の燃焼温度は１２００〜１３５０℃が確保される。従って燃焼時のＳＯＸやＮＯＸの排出は最小化される。

本発明の請求項３のエマルジョン燃料油の製造方法では、エマルジョン化に有害な添加剤は一切使用せず超音波の放射で安定したエマルジョン化を実現している。さらに高機能のマイクロバブル発生装置でエマルジョン液はナノバブル化され、液中の酸素の保有が最大化しているのと、焼酎粕液にはアルコ−ル分が１２〜１３％含まれていることにより、該アルコ−ルの燃焼による作用も大きく好影響を及ぼし、背景技術の石油系廃油等に水を混合したエマルジョン燃料油に比べ燃焼温度が高く、前記背景技術の燃焼温度が８００〜１０００℃に対して請求項１及び請求項２のエマルジョン燃料油ともに燃焼温度は１２００〜１３５０℃を確保し燃焼効率はよい。

以下、本発明の実施の形態について、好適な実施の一例について図１を参照して説明し、本発明の理解に供する。

以下説明する実施例は、本発明のエマルジョン燃料油の製造システムを焼酎製造所の工場内にて展開し、該エマルジョン燃料油を自工場内のボイラ−に使用し、該エマルジョン燃料油で焼酎製造他必要な熱エネルギ−源を賄うものである。

本発明のエマルジョン燃料油の製造工程のフロ−は図１に示し、図１に基づいて実施例を説明する。
焼酎製造工程で排出された泥状の焼酎粕Ａを、固液分離装置１０のホッパ−１０ａに注入する。焼酎粕Ａは固液分離装置１０により圧搾脱水されて液状の焼酎粕液ａと半固形状の残滓ａ′とに分離され、焼酎粕液ａは焼酎粕液排出口１０ｂより排出されて焼酎粕液貯蔵タンク１に貯蔵され、半固形状の残滓ａ′は残滓排出口１０ｃより排出されて別途貯蔵される。
次に、植物性廃食用油Ｂ、又は石油系の廃油または新油Ｂ′を約１００Ｌを混合タンク２に注入し、貯蔵タンク１から送給され混合タンク２に注入された焼酎粕液ａ約１００Ｌに混合する。その注入したこの混合液を混合タンク２に内設した撹拌翼２ａにて撹拌しながら同じく混合タンク２の底部に内設した超音波発振器２０から３０〜４０ｋＨｚの超音波を約４０分間放射し前記混合液をエマルジョン化し約２００Ｌのエマルジョン液Ｆを造る。場合によっては混合タンク２に注入した前記混合液に燃焼促進剤Ｃ約０．２Ｌを混入させて寒冷地等に対応した燃料油にすることもできる。
次に、このエマルジョン液Ｆを精製タンク３に送給する。エマルジョン液Ｆは精製タンク３外に設けたポンプ３１によって精製タンク３の液内に沈設したホ−スを通してポンプ吸入口３１ａに吸入され、ポンプ吐出口３１ｂからホ−スを通して精製タンク３に内設したマイクロバブル発生装置３０のエマルジョン液吸入口３０ａに送給される。マイクロバブル発生装置３０には空気自給口３０ｂを設けてあり、そこから吸入された空気はエマルジョン液Ｆとともにバブル排出口３０ｃより微細バブルとなって精製タンク３内に排出される。排出された微細バブルは前記ポンプ３１に再び吸入され吐出されてマイクロバブル発生装置３０のエマルジョン液吸入口３０ａに送給されさらに微細化されたバブルとなってバブル排出口３０ｃから排出される。これを約６０分間循環を繰り返すことで、約２００Ｌのエマルジョン液Ｆはナノ化されたバブル状態のエマルジョン燃料油Ｆｂになる。
製造されたエマルジョン燃料油Ｆｂは工場内のボイラ−室の燃料タンク４に送給され、バ−ナ４０ａにて燃焼しボイラ−４０の熱源となり、焼酎製造及びその他の熱エネルギ−として供される。

固液分離装置１０による焼酎粕Ａの脱水率は約６０％であって、絞り出された水液状の焼酎粕液ａには１２〜１３％のアルコ−ルを含んでいる。これは燃焼温度を高める作用をしている。一方固液分離装置１０によって脱水され約４０％に減容された残滓ａ′は別途貯蔵され、乾燥工程を経て家畜の飼料や肥料に供される。
燃焼促進剤Ｃは、石炭バイオ菌、ケロシン、アルコ−ルの成分で構成され、燃料の燃焼時の燃焼有効伝熱量を高める。ボイラ−４０に装着するバ−ナ４０ａの選択は、燃料の燃焼効率を左右する重要な要素である。幸い特殊な機構で高度な燃焼機能を有する本発明のエマルジョン燃料油Ｆｂに最適のバ−ナ４０ａを得、効率的な燃焼により１２００〜１３５０℃の燃焼温度を得た。本発明においては混合液のエマルジョン化には有害な乳化剤を使用せず高機能で好適な超音波発振器２０を使用する。マイクロバブル発生装置３０は超高速の旋回気流と旋回液流を起こすことで極微細なバブルを発生させる機能を備えた高機能の装置である。これを使用することでバブルのナノ化が得られた。

本発明においては、原料油を食品加工工場や一般家庭で使用される食用油のうち例えば、菜種油、胡麻油、大豆油ほか植物油の廃油に限って使用した場合、本発明のエマルジョン燃料油は、背景技術のエマルジョン燃料油が原料油に主として石油系廃油に水を混合するのと異なり、植物性の焼酎粕液を混合するので純植物性燃料油となり、ＮＯｘやＳＯｘを殆ど排出しないクリ−ンなバイオマス燃料を得ることができる。この燃料を環境保護条件の厳しい地域などで使用するのに好適である。

しかし植物性廃食用油の調達には限度があり、多くの焼酎工場で使用するエマルジョン燃料油の量に対応するには石油系エマルジョン燃料油との併用もせざるを得ない。
また原料油に石油糸油を使用した本発明のエマルジョン燃料油においても、前述の背景技術のエマルジョン燃料油では、原料油となる動植物食用油または鉱物油の廃油に任意の比率で水を混合して造られているのに対し、前記の水の替わりに液状に処理した焼酎粕液を使用するのが特徴である。焼酎粕液ａには１２〜１３％のアルコ−ルを含んでおり、また前述したように本発明のエマルジョン燃料油は、酸素の保有が最大化したナノ化バブルで構成しているので燃焼温度１２００〜１３５０℃を確保し、背景技術の水との混合エマルジョン燃料油の燃焼温度８００〜１０００℃に比べ高い。従ってＮＯＸやＳＯＸの排出が最小化される。

このように、焼酎製造所内にエマルジョン燃料油の製造システムを設けることで、産業廃棄物であった焼酎粕が社内用のエネルギ−として循環利用でき、エネルギ−コストの大幅ダウンのみならず環境保護に貢献できる。
本発明のエマルジョン燃料油では、焼酎粕は産業廃棄物として主に海洋投棄されているのが現状である。しかし、前述したように２００７年１月１日より焼酎粕の海洋投棄は全面禁止される。そこで環境保護の観点から該焼酎粕のエマルジョン燃料油への有効利用に着目しその活用を検討し燃焼実験などを繰り返した結果、好条件の発見に到達したものである。

本発明の産業への利用については、前記実施例の焼酎製造分野での活用効果は甚大なものがある。その外、近年脚光を浴びてきている野菜類の水耕栽培において、そのハウスに使用するボイラ−の燃料としては、その立地環境から観て、特に請求項１の純植物性のエマルジョン燃料は有害物を排出しないクリ−ンな燃料であるので最適である。

本発明のエマルジョン燃料油製造の製造工程のフロ−を示し、焼酎製造システムを焼酎製造所内に展開した実施例を示す概念図である。

符号の説明

１ 焼酎粕液貯蔵タンク
２ 混合タンク
２ａ 撹拌翼
３ 精製タンク
４ 燃料タンク
１０ 固液分離装置
１０ａ ホッパ−
１０ｂ 焼酎粕液排出口
１０ｃ 残滓排出口
２０ 超音波発振器
３０ マイクロバフル発生装置
３０ａ エマルジョン液吸入口
３０ｂ 空気自給口
３０ｃ バブル排出口
３１ ポンプ
３１ａ ポンプ吸入口
３１ｂ ポンプ吐出口
４０ ボイラ−
４０ａ バ−ナ
Ａ 焼酎粕
ａ 焼酎粕液
ａ′ 残滓
Ｂ 植物性廃食用油
Ｂ′ 石油系廃油及び新油
Ｃ 燃焼促進剤
Ｆ エマルジョン液
Ｆｂ エマルジョン燃料油

Claims (3)

1. 植物性廃食用油と焼酎粕液とを、体積比で略１対１の割合で混合して成るエマルジョン燃料油。
2. 石油系の廃油又は新油それぞれと焼酎粕液とを体積比で、略１対１の割合で混合して成るエマルジョン燃料油。
3. 植物性廃食用油又は、石油糸の廃油又は新油それぞれと焼酎粕液とを、体積比で、略１対１の割合で混合した混合液に、超音波の放射工程を施してエマルジョン化した後、マイクロバブル発生工程を施すことにより、ナノ化したバブル状態にすることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のエマルジョン燃料油の製造方法。

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