JP3892893B1 - 廃食用油の処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】廃食用油を連続して処理できる廃食用油の処理装置を提供する。
【解決手段】廃食用油をエステル交換反応を行ってグリセリンとエステルとにする廃食用油の処理装置において、廃食用油とエステル交換剤とをインラインミキサー20で混合した後、そのエステル交換反応液を、一対のグリセリン分離槽27a、27bに交互に導入して、グリセリンとエステルとに分離し、分離したグリセリンをボイラ70で燃焼させ、そのボイラ70で発生した熱を、廃食用油の加熱やエステル交換反応、更にエステルからなる再生油中の水分除去に用いるようにしたものである。
【選択図】図1
【解決手段】廃食用油をエステル交換反応を行ってグリセリンとエステルとにする廃食用油の処理装置において、廃食用油とエステル交換剤とをインラインミキサー20で混合した後、そのエステル交換反応液を、一対のグリセリン分離槽27a、27bに交互に導入して、グリセリンとエステルとに分離し、分離したグリセリンをボイラ70で燃焼させ、そのボイラ70で発生した熱を、廃食用油の加熱やエステル交換反応、更にエステルからなる再生油中の水分除去に用いるようにしたものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、廃食用油を連続的に処理できる廃食用油の処理装置に関するものである。
天ぷら油など食用油の使用後の廃食用油の処理としては、苛性ソーダを触媒としてメタノールと混合してエステル交換反応を行わせた後、反応生成物をセパレータにてグリセリンとメチルエステルとに分離し、メチルエステルは、ディーゼルエンジンの燃料として利用することが試みられている。
食用油は、グリセリンエステルとして油脂を構成しており、エステル交換反応により、メタノールと反応することでメタノールと粘度の高いグリセリンが入れ替わりメチルエステルとグリセリンが生成される。
廃食用油は、搾りたての新油と異なり、調理に使用された様々な夾雑物(天かすや水分)が混ざっており、また加熱調理により酸化しており、エステル交換反応を行うには、夾雑物など不純物を除去した後に、エステル交換反応を行う必要がある。
しかしながら、前処理工程を行ってもエステル交換反応は、バッチ操作による処理であり、連続して廃食用油を処理する装置は開発されていない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、廃食用油を連続して処理できる廃食用油の処理装置を提供することにある。
上記目的を達成するために請求項1の発明は、廃食用油をエステル交換反応を行ってグリセリンとエステルとにする廃食用油の処理装置において、廃食用油とエステル交換剤とをインラインミキサーで混合した後、そのエステル交換反応後の処理液を、一対のグリセリン分離槽に交互に導入して、グリセリンとエステルとに分離し、分離したグリセリンをボイラで燃焼させ、そのボイラで発生した熱を、廃食用油の加熱やエステル交換反応、更にエステルからなる再生油中の水分除去に用いることを特徴とする廃食用油の処理装置である。
請求項2の発明は、廃食用油を受け入れる2個以上の受入タンクと、その各受入タンク内の廃食用油を混合する混合手段と、混合された廃食用油を貯留する原料供給タンクと、メタノール等のアルコール及び苛性ソーダ等の触媒からなるエステル交換剤と原料供給タンクからの廃食用油とを連続的に混合する第1インラインミキサーと、第1インラインミキサーからのエステル交換反応後の処理液を交互に導入して生成したグリセリンとエステルからなる粗再生油とを分離する一対のグリセリン分離槽と、グリセリン分離槽で沈降分離したグリセリンを燃料とするボイラと、清水、希硫酸、マグネシウムの混合した中和洗浄水とグリセリン分離槽で分離された粗再生油とを連続的に混合する第2インラインミキサーと、第2インラインミキサーからの洗浄粗再生油を交互に導入して洗浄水と再生油に分離する一対の中和洗浄水分離槽と、分離された再生油を清水と共に連続的に混合する第3インラインミキサーと、第3インラインミキサーからの清水と混交した再生油を交互に導入して油水分離して再生油を回収する油水分離槽と、油水分離槽で分離された再生油を導入すると共に上記ボイラからのスチームで加熱させて再生油中の水分を分離するスチームヒータとを備えた請求項1記載の廃食用油の処理装置である。
請求項3の発明は、受入タンク、原料供給タンク、第1〜第3インラインミキサー及び各分離槽が、ボイラを囲繞するキャビネット内に収容される請求項2記載の廃食用油の処理装置である。
請求項4の発明は、グリセリン分離槽、中和洗浄水分離槽には光学式液面計器が設けられ、その光学式液面計器で、境界面を監視して下部と上部の液を分離する請求項2記載の廃食用油の処理装置である。
本発明によれば、廃食用油を連続して処理できると共にグリセリンをボイラで燃焼してその熱源を利用できるという優れた効果を発揮するものである。
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
図1において、原料(廃食用油)は、タンク車用受入ノズル10にて、輸送ドラム11に受け入れられ、その輸送ドラム11(或いはタンク車から直接でも可)から、受入ライン12を介し、ストレーナ13で、固形物等が除去され、受入ポンプ14にて、吐出側ライン15aから2個以上の受入タンク16へ取り入れられる。
受入タンク16へ受け入れられる廃食用油は、その品質は様々であり、品質の極端に悪いものは、後述するエステル交換反応が起こりにくいので、受入タンク16のいずれかに良質の廃食用油を貯留しておき、それぞれ戻しライン15bからストレーナ13、受入ポンプ14にて戻し、吐出側ライン15aから原料供給タンク17に供給することで、品質の安定した廃食用油とする。この原料供給タンク17は、1日分の処理量を保有できる、概ね800Lの容量とする。
原料供給タンク17からの原料は、ダブルストレーナ18でろ過後、定量供給ポンプ19にて、例えば34L/hで、第1インラインミキサー20へ送られる。
一方、エステル交換剤タンク21には、メタノール等のアルコール22、苛性ソーダ等の触媒23が供給され、攪拌機24で攪拌されてエステル交換剤とされる。このエステル交換剤は、メタノール1Lに対して苛性ソーダ0.05kgを加えてなり、これを一定量(6.8L/H)ストレーナポンプ25を経て、第1インラインミキサー20に送る。
原料とエステル交換剤とは、第1インラインミキサー20内を流れる間に混合されて、エステル交換反応を起こす。このインラインミキサー20は、後述するようにキャビネットC内に収容され、雰囲気温度が40〜60℃に保たれ、原料とエステル交換剤とをインラインミキサー20で混合することで連続したエステル交換反応が可能となる。
エステル交換反応後の流体は、第1三方電磁弁26の切り換えで、第1グリセリン分離槽27aと第2グリセリン分離槽27bに交互に30分間毎に切り換えて流し込む。
受け入れ後、グリセリン分離槽27a、27bでは、交互に沈降分離があり、分離槽27a、27bを光学式液面計器28a、28bにより上部の粗再生油と下部のグリセリンの境界面を監視し、沈降分離して下部に溜まったグリセリンを抜き取り、切換弁29a、29bを介してグリセリン貯槽30へ送る。
その後、切換弁29a、29bを閉じ、上部に溜まったエステルからなる粗再生油を、切換弁31a、31bを介して、中間タンク32に受け入れる。以上の動作を交互に繰り返すことで、連続した処理が可能となる。
後述するが、グリセリン貯槽30に溜まったグリセリンは、ダブルストレーナ71、ポンプ72にてボイラ70に供給されるようになっている。
粗再生油は、再びストレーナ33、ポンプ34を経て第2インラインミキサー35へ送る。
中和洗浄水タンク40では、清水41と希塩酸42とマグネシウム43とが攪拌機44で混合されて中和洗浄水とされる。この中和洗浄水は、清水1Lに対し、希塩酸0.02Lとマグネシウム0.25kgを混合して中和洗浄水とする。
この中和洗浄水を、ストレーナ45、定量供給ポンプ46にて、35mL/Hで第2インラインミキサー35に供給して、粗再生油と混合された後、第2三方切換弁36を介して、一対の中和洗浄水分離槽37a、37bへ交互に切り換えて送られる。そこで、グリセリン分離と同様の作動により、すなわち分離槽37a、37bを光学式液面計器38a、38bにより境界面を監視し、沈降分離して下部に溜まった水分を切換弁39a、39bを介し、開閉弁80を通してライン53から重力流にて中和洗浄水タンク40に戻すか、開閉弁81を通しライン82から重力流にて後述するジャケット付き蒸発器61に供給する。
中和洗浄水タンク40とジャケット付き蒸発器61とは、キャビネットC内で中和洗浄水分離槽37a、37bより低い位置に設けられており、分離槽37a、37bで分離された中和洗浄水が、それぞれライン53,82より重力流で、中和洗浄水タンク40或いはジャケット付き蒸発器61に流れるようになっている。
この中和洗浄水は、中和物の濃度を見て、濃度の低いときは開閉弁80を開いてライン53から中和洗浄水タンク40に戻し、濃度の高いときは、開閉弁81を開いてライン82からジャケット付き蒸発器61に供給する。
その後、切換弁39a、39bを閉じ、上部に溜まった粗再生油を、切換弁47a、47bを介して、再生油タンク48に受け入れる。
再生油は、再生油タンク48からダブルストレーナ50、ポンプ51にて第3インラインミキサー52に供給され、そのインラインミキサー52に、清水54を貯留する清水タンク55からポンプ56にて清水が供給され、第3インラインミキサー52で連続的に混合されて、第3三方切換弁56を介して、一対の油水分離槽57a、57bに交互に切り換えられて送られる。
油水分離槽57a、57bでは、同様に水分が分離され、これを光学式液面計器58a、58bにより境界面を監視し、沈降分離して下部に溜まった水分を切換弁59a、59bを介し、ライン60からジャケット付き蒸発器61に供給する。
その後、切換弁59a、59bを閉じ、上部に溜まった再生油を、切換弁63a、63bを介して、スチームヒータ66に供給する。
スチームヒータ66には、ボイラ70で発生した蒸気が供給され、再生油がその蒸気で間接加熱されて約100℃に加熱される。その後、再生油は、セパレータ74に供給され、再生油中のスチームが分離されて、水分濃度を既定値内に納め、最終製品として製品タンク76に貯蔵される。
ボイラ70では、上述のようにグリセリンが、バーナ73に送られ燃焼し、1.1kg/cm2 h飽和のスチーム発生に供せられる。
油水分離槽57a、57bで分離された廃水と、またライン82からの洗浄水が、ジャケット付き蒸発缶61に供給され、その蒸発缶61のジャケットにスチームヒータ66からの蒸気が供給されて、廃水がジャケット付き蒸発缶61で加熱され、蒸気はライン75で排気され、減量された廃水は、廃水ポット77に排水された後、装置外に排水する。
また、ジャケットからの凝縮水は、水タンク78に溜められ、復水ポンプ79にてボイラ70に循環供給される。
上述したように、キャビネットCは、ボイラ70を囲繞し、そのキャビネットC内に、輸送ドラム11、受入タンク16、原料供給タンク17、定量供給ポンプ19を除いたほぼ全ての機器が収容され、キャビネットC内が40〜60℃の雰囲気に保たれるため、エステル交換反応に原料を加熱したり、第1インラインミキサー20を別途加熱する必要がない。また第2,3インラインミキサ−35,52、分離装置27,37,57も40〜60℃の範囲に保たれるため、良好な混合と分離が行える。
16 受入タンク
17 原料供給タンク
20 第1インラインミキサー
27a、27b グリセリン分離槽
70 ボイラ
C キャビネット
17 原料供給タンク
20 第1インラインミキサー
27a、27b グリセリン分離槽
70 ボイラ
C キャビネット
Claims (4)
- 廃食用油をエステル交換反応を行ってグリセリンとエステルとにする廃食用油の処理装置において、廃食用油とエステル交換剤とをインラインミキサーで混合した後、そのエステル交換反応後の処理液を、一対のグリセリン分離槽に交互に導入して、グリセリンとエステルとに分離し、分離したグリセリンをボイラで燃焼させ、そのボイラで発生した熱を、廃食用油の加熱やエステル交換反応、更にエステルからなる再生油中の水分除去に用いることを特徴とする廃食用油の処理装置。
- 廃食用油を受け入れる2個以上の受入タンクと、その各受入タンク内の廃食用油を混合する混合手段と、混合された廃食用油を貯留する原料供給タンクと、メタノール等のアルコール及び苛性ソーダ等の触媒からなるエステル交換剤と原料供給タンクからの廃食用油とを連続的に混合する第1インラインミキサーと、第1インラインミキサーからのエステル交換反応後の処理液を交互に導入して生成したグリセリンとエステルからなる粗再生油とを分離する一対のグリセリン分離槽と、グリセリン分離槽で沈降分離したグリセリンを燃料とするボイラと、清水、希硫酸、マグネシウムの混合した中和洗浄水とグリセリン分離槽で分離された粗再生油とを連続的に混合する第2インラインミキサーと、第2インラインミキサーからの洗浄粗再生油を交互に導入して洗浄水と再生油に分離する一対の中和洗浄水分離槽と、分離された再生油を清水と共に連続的に混合する第3インラインミキサーと、第3インラインミキサーからの清水と混交した再生油を交互に導入して油水分離して再生油を回収する油水分離槽と、油水分離槽で分離された再生油を導入すると共に上記ボイラからのスチームで加熱させて再生油中の水分を分離するスチームヒータとを備えた請求項1記載の廃食用油の処理装置。
- 受入タンク、原料供給タンク、第1〜第3インラインミキサー及び各分離槽が、ボイラを囲繞するキャビネット内に収容される請求項2記載の廃食用油の処理装置。
- グリセリン分離槽、中和洗浄水分離槽には光学式液面計器が設けられ、その光学式液面計器で、境界面を監視して下部と上部の液を分離する請求項2記載の廃食用油の処理装置。
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