JPH10182518A - 廃食用油等から高級脂肪酸のメチルエステルとグリセリンとを連続的に製造する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 廃食用油その他の廃油脂からなる高級脂肪酸
グリセライドから、燃料として使用できる高級脂肪酸メ
チルエステルを生産する工程を自動化し、連続的に生産
することにより、反応の効率化および、生産コストの低
減化を図る。 【解決手段】 高級脂肪酸グリセライドとメタノールと
をアルカリ触媒の存在下で混合し、加温槽で４０〜６０
℃に加温をし、ついで４０〜６０℃の高温雰囲気中に配
設した保温槽の伝熱管に通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貯蔵してグリセリン
と高級脂肪酸のメチルエステルとに分離し、分離したエ
ステルを洗浄水にて洗浄した後、無水グリセリンを添加
して脱水することを特徴とする方法およびその装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃食用油その他の
廃油脂を原料としてディーゼル燃料等に利用できる高級
脂肪酸のメチルエステルを連続的に生成する方法および
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃料としてガソリン、重油、
軽油等をはじめとする石油系の化石燃料が様々な分野で
使用されている。しかし、これらの石油類は、燃焼の
際、排気ガスとして有害な硫黄酸化物等も同時に生成
し、大気汚染の原因となるため、汚染の少ないエネルギ
ー源の開発が望まれている。

【０００３】脂肪酸とグリセリンのエステルからなる菜
種油、パーム油、大豆油、胡麻油、コーン油、紅花油と
いった食用油等の油脂は、硫黄を含有しないため、大気
汚染の少ない新たなエネルギー源として注目されていた
が、石油等に比較して非常に高価であった。

【０００４】そこで、低価格化が図れるとともに環境問
題の解決にも寄与することから使用済みの廃食用油を利
用する提案がなされている。しかし、廃食用油は食物の
加工に利用された結果酸化されており、その程度は一様
でなく、回収された廃食用油は黒く濁り、粘度が高く、
燃料として利用可能なレベルにまで処理をするには処理
工程が複雑であり、また、燃料として利用するには精製
コストの点で無理があり、低コストに抑える製造方法の
開発が待たれていた。

【０００５】本出願人は、このような問題の解決をはか
るため、廃食用油をアルカリ触媒の存在下でメタノール
とエステル交換反応を行わせ、ジーゼル燃料として使用
可能な脂肪酸エステルとその副生物を回収する次のよう
な方法を開発した。

【０００６】すなわち、この方法は、反応釜に、廃食用
油１００部、メタノール１８部、触媒としてのカセイソ
ーダ１部の割合で仕込み、内温４０〜６５℃で１時間撹
拌させるもので、この加温・撹拌過程で、次のような、
エステル交換反応（１）と副反応として鹸化（２）と遊
離脂肪酸の中和（３）がおこり、グリセリンと高級脂肪
酸メチルエステル、副生物としてセッケンが生成する。

【０００７】（１）Ｃ₃ Ｈ₅ （ＯＣＯＲ）₃ ＋ ３Ｃ
Ｈ₃ ＯＨ→ ３ＣＨ₃ ＯＯＣＲ ＋ Ｃ₃ Ｈ₅ （Ｏ
Ｈ）₃ （２）Ｃ₃ Ｈ₅ （ＯＣＯＲ）₃ ＋ ３ＮａＯＨ→
Ｃ₃ Ｈ₅ （ＯＨ）₃ ＋ ３ＲＣＯＯＮａ（セッケン） （３）ＲＣＯＯＨ ＋ ＮａＯＨ→ ＲＣＯＯＮａ
（セッケン） ＋ Ｈ₂ Ｏ 撹拌を止め30分間静置して高級脂肪酸メチルエステル・
セッケンとグリセリンとを比重差により２層に分離し比
重の大きいグリセリン層を下から抜取り、反応釜の中に
残った高級脂肪酸メチルエステルとこれに含まれる微量
のアルカリ溶存メタノールおよびセッケンに、水（約４
０℃）を体積で約10％加えて撹拌し、残留しているアル
カリ溶存メタノールや生成したセッケンを水に移行さ
せ、静置して２層に分離させ、下層の水洗水を抜取りさ
らに数回同様の操作で水洗を行う。最後に真空加熱によ
り生成物を脱水乾燥して純度の高い高級脂肪酸メチルエ
ステルを得る。

【０００８】しかしながら、この方法は、バッチ処理で
あるため、生産性が低く、自動化が難しいため、回収費
用が高くつくという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のとおり、従来の
廃食用油から高級脂肪酸メチルエステル及び副生物を回
収する方法は、バッチ処理であるため、自動化が難しい
ため生産性が低く、回収費用が高くつくという問題があ
った。

【００１０】本発明は、かかる従来の問題を解消すべく
なされたもので、廃食用油その他の廃油脂からなる高級
脂肪酸グリセライドから、ジーゼル燃料として使用でき
る高級脂肪酸メチルエステルを連続的に生産する方法及
び装置を提供することを目的とする。本発明によれば、
高級脂肪酸メチルエステルを連続的に生産できるため自
動化が可能であり、生産コストの低減化を図ることがで
きる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の廃食用油等から
高級脂肪酸のメチルエステルを連続的に製造する方法
は、廃食用油その他の廃油脂からなる高級脂肪酸グリセ
ライドにアルカリ触媒の存在下でメタノールを添加して
エステル交換反応を行わせて高級脂肪酸のメチルエステ
ルとグリセリンとを連続的に製造する方法において、前
記高級脂肪酸グリセライドとメタノールとをアルカリ触
媒の存在下で混合し、この混合液をポンプで配管中に圧
送し、該配管を恒温液体を収容した加温槽を通過させる
ことにより前記混合物を４０〜６５℃にまで加温し、つ
いで前記配管を４０〜６５℃の恒温雰囲気中に配設した
保温槽を通過させて前記混合物にエステル交換反応を行
わせ、しかる後反応生成物をセパレータに送入して流れ
ている状況下でグリセリンと高級脂肪酸のメチルエステ
ルとに分離し回収することを特徴としている。

【００１２】本発明においては、さらに、分離された高
級脂肪酸メチルエステル層に微酸を添加して中和し、生
成した塩や余剰メタノールやセッケンを水洗除去した
後、流れている状況下で分離して回収された高級脂肪酸
エステルを脱水することにより、より精製された高級脂
肪酸のメチルエステルを得ることができる。

【００１３】脱水は、高級脂肪酸メチルエステルに無水
グリセリンを添加混合して含有水をグリセリン側に移行
させた後比重差により流れている状況下で分離したり、
あるいは遠心分離器を用いて比重の大きい水を分離する
ことにより行われる。

【００１４】また、本発明の廃食用油等から高級脂肪酸
のメチルエステルを連続的に製造する装置は、廃食用油
を貯蔵する原料タンクと、アルカリを溶解したメタノー
ルを貯蔵するメタノールタンクと、前記原料タンクと前
記メタノールタンクからそれぞれ別の配管を介して所定
の比率で廃食用油とアルカリを溶解したメタノールとを
吸引圧送する定量ポンプと、前記所定の割合で圧送され
る廃食用油とアルカリを溶解したメタノールとを混合し
共通配管に送入するラインミキサと、加温された液状加
熱媒体を収容し前記共通配管に続く蛇管状またはコイル
状の配管を前記液状加熱媒体中に浸漬させた加温槽と、
前記加温槽に浸漬された配管に続く蛇管状またはコイル
状の長管を収容した保温槽と、前記保温層に収容された
長管の出口端に配設され前記配管から排出される反応生
成物を比重差により、流れている状況下で高級脂肪酸メ
チルエステル層とグリセリン層とに分離しそれぞれ配管
を介して別個に排出するグリセリンセパレータと、前記
定量ポンプの送出量、前記加温槽及び保温槽の温度を制
御する制御装置とから構成されている。

【００１５】また、本発明の上記装置は、前記グリセリ
ンセパレータから配管を介して排出された高級脂肪酸メ
チルエステル層に酸性の中和水を圧入・混合するライン
ミキサと、前記中和水を圧入・混合された高級脂肪酸メ
チルエステルを比重差により、流れている状況下で高級
脂肪酸メチルエステルと塩を溶解する水とに分離しそれ
ぞれ配管を介して別個に送出する第１の水セパレータ
と、前記第１の水セパレータから配管を介して送出され
た高級脂肪酸メチルエステルに洗浄水を圧入・混合する
ラインミキサと、前記洗浄水を圧入・混合された高級脂
肪酸メチルエステルを比重差により、流れている状況下
で高級脂肪酸メチルエステルと洗浄水とに分離しそれぞ
れ配管を介して別個に送出する第２の水セパレータと、
前記第２の水セパレータから配管を介して送出された高
級脂肪酸メチルエステルを脱水する脱水装置とを備える
こともできる。

【００１６】原料である廃食油およびメタノールは、そ
れぞれタンクに貯留しており、アルカリ触媒はメタノー
ルに溶解してある。その原料を混合したものを加温装置
および保温装置の長管を通すことによって、エステル交
換反応を起こさせる。

【００１７】エステル交換反応で生成した脂肪酸エステ
ルおよび粗製グリセリン、副反応の鹸化により生成した
セッケンを後段のグリセリンセパレータに導入し、連続
的に分離・精製する。

【００１８】グリセリンを除去された脂肪酸エステル
は、その後、副生物であるセッケンやアルカリ溶存メタ
ノール等の不純物を除去するため、水洗を行う。その際
に高級脂肪酸メチルエステルとグリセリンを分離した第
１のセパレータの出口配管に接続している混合装置に、
定量ポンプを使用してｐＨ＝２〜３に調整した微酸性の
水溶液を圧入し、混合する。

【００１９】このとき起こる反応（１）は、以下の通り
である（ただし、例として酸は塩酸を用いている。） （１）ＮａＯＨ ＋ ＨＣｌ → ＮａＣｌ ＋ Ｈ
₂ Ｏ この際に生成した塩および残留しているセッケンやアル
カリ溶存メタノールは、水層に溶解して、第２のセパレ
ータに導入し、水洗水を流れている状況下で分離する。

【００２０】最後に、分離し精製された脂肪酸エステル
を脱水器にかけ、目的物質である脂肪酸エステルが得ら
れる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。本発明の典型的なプロセスを、図１
のフロー図を用いて説明する。原料の廃食油その他の廃
油脂（以下、廃食油という。）は廃食用油タンク１に収
容されており、メタノールは５％カセイソーダ溶液とし
てメタノールタンク２に収容されている。原料の廃食油
としては、なたね油、紅花油、大豆油などといった食用
油の廃油脂が挙げられるが、これらに限らず様々な油脂
を原料に用いることができる。

【００２２】これらの出発原料は図示を省略した定量ポ
ンプによりタンク１，２から送り出され所定の比率で混
合される。メタノールは、反応当量に対して過剰に用い
られ、反応終了後過剰分はグリセリン層中に溶解してい
るので、中和処理後、蒸留により回収される。

【００２３】これらの出発廃食油は、混合装置３により
混合されて共通配管に送出される。混合装置３として
は、ラインミキサーを使用する。または混合装置３を用
いなくとも配管を流れる状況下で自然に混合するため、
必ずしも用いる必要はない。

【００２４】均一に混合された原料混合液は、連続した
配管中を通過しつつ加温・保温システム４により反応温
度に昇温・保持されてエステル交換反応が行われる。

【００２５】加温・保温システム４は、液状加熱媒体中
に配管を蛇管状またはコイル状に配置した加温槽５と、
加温槽の配管に続く長い配管を蛇管状またはコイル状に
して内部に発熱体を配置した恒温室内に配置した保温槽
６とから構成されている。

【００２６】原料混合物は、この加温・保温システム４
の加温槽５で、４０〜６５℃の所定の反応温度まで、好
ましくは４５〜５５℃の反応温度まで急速に昇温され、
続いて保温槽６内の４０〜６５℃の所定の反応温度、好
ましくは４５〜５５℃の反応温度に保温された長管内を
必要な反応時間、例えば直径１２〜２０mmの長管にした
場合、約２５０m の長さで約15分で通過させながら反応
させる。長管を時間をかけて通過し、通過する過程で廃
食用油は高級脂肪酸メチルエステル層とグリセリン層に
エステル交換される。長管の温度を４０〜６５℃にした
のは、３９℃以下では反応速度が遅くなり、６６℃以上
ではセッケンの生成が多くみられるので好ましくない。

【００２７】エステル交換反応の完了した混合液は、グ
リセリンセパレータ７に送られて粗製高級脂肪酸メチル
エステルと粗製グリセリンに分離される。このグリセリ
ンセパレータ７は床面積の広い浅い容器からなり、反応
生成物は、この浅い容器の一方から他方にほとんど静置
に近い状態でゆっくり連続的に流れる過程で比重差によ
り２層に分かれる。このグリセリンセパレータ７は、末
端出口側において、上下に排出コックが設けられ、２層
の界面近傍に図示を省略した覗き窓が形成されている。
そして、この除き窓から界面の変化に注意しながら、粗
製高級脂肪酸メチルエステルは連続して排出し、また粗
製グリセリンが間欠的に抜き取られる。なお、除き窓の
他に粗製エステル層と粗製グリセリン層の界面の高さを
検出するレベル計を設けておき、この界面が所定の範囲
内にあるように粗製グリセリンの抜取りコックを自動で
開閉させるように構成することもできる。

【００２８】グリセリンセパレータ７から送出された粗
製高級脂肪酸メチルエステルには、混合装置８において
中和水タンク９から送られてくる所定の量の塩酸でｐＨ
＝２〜３に調整した酸性の水が添加されカセイソーダの
一部が中和される。中和水洗された粗製高級脂肪酸メチ
ルエステルは水セパレータ１０に送出され、高級脂肪酸
メチルエステルの層と遊離脂肪酸とアルカリの副反応に
よって生成した脂肪酸のナトリウムセッケンと余剰メタ
ノールとの中和によって生成した塩を溶解する水層に分
離される。そして、これらを溶解する水層は、系外に間
欠的に排出され、連続的に排出する高級脂肪酸メチルエ
ステルの層は洗浄装置１１において洗浄水タンク１２か
ら供給された０．５％硫酸亜鉛水溶液と混合される。こ
こで高級脂肪酸メチルエステル中になお残留しているナ
トリウムセッケンが油や水に不溶な亜鉛セッケンの沈殿
になり、余剰メタノールや塩は洗浄水中に移行する。次
いで水セパレータ１２に送られて２層に分離され下層の
洗浄水は間欠的に排出され、中間層を形成する亜鉛金属
セッケンも一部排出される。上層の連続的に排出される
高級脂肪酸メチルエステルは脱水装置１３において残留
する水が除去され最終的に精製された高級脂肪酸メチル
エステルがタンク１４に貯留される。脱水装置１３とし
ては、例えば、遠心分離器を使用する方法や、無水グリ
セリンを添加して水分をグリセリンに移行させ、この水
分を吸収したグリセリンをセパレータを使用して比重分
離して除去する方法やバッチ法にて真空下で加熱脱水す
る方法などが用いられる。なお、高級脂肪酸メチルエス
テルと中和水や洗浄水との混合は前述した吸込口と吐出
口を一本の金属または樹脂のフレキシブルホースで繋ぐ
状態のスクリュー型ミニポンプが適している。この装置
では、混合を必要とする液はポンプのスクリューで高速
回転で撹拌されてポンプ吐出口から出て行き、この回路
に流入した分だけが回路からでていき余分な量は再びス
クリュー型ミニポンプで撹拌され、短時間で効率よく撹
拌が行われる仕組みになっている。

【００２９】一方、グリセリンセパレータ７で分離され
た粗製グリセリンは、蒸留装置１５により溶解している
メタノールが蒸留回収により除去され精製グリセリンタ
ンクに収容される。また、蒸留回収されたメタノールは
出発原料として再使用される。 以上のような方法およ
び装置により、エステル反応を効率的にし、さらには低
コストで高級脂肪酸メチルエステルを製造することがで
きる。この高級脂肪酸メチルエステルは濾紙による濾過
を経て、そのままジーゼルエンジン燃料として使用可能
であり、高い付加価値を得ることができる。

【００３０】また、本発明によれば、全工程を計器によ
り監視し、かつ自動制御が可能であるから、従来のバッ
チ式による方法と異なり、連続して反応かつ精製できて
生産能力を高めることができ、安全性に優れ、設備も小
型化できる。

【００３１】次に、図面を用いて本発明の装置の形態を
説明する。図２は、本発明の装置の実施の一例を示した
フローチャート、図３は本発明の一実施例の製造装置の
側面図、図４は同平面図、図５は同側面図である。

【００３２】図２〜５において、符号３０は廃食用油を
収容した１６００リットル容量の原料タンクを示し、３
１はアルカリ触媒を溶解したメタノールを貯蔵する３５
０リットル容量のメタノールタンクを示している。これ
らのタンク３０，３１の底部には出口配管３２が設けら
れ、定量ポンプ３３，３４によりラインミキサー３５に
供給される。原料タンク３０側の定量ポンプ３３は１２
０〜１６０リットル／ｈ、好ましくは１５０リットル／
ｈ、メタノールタンク３１側は２０〜４０リットル／
ｈ、好ましくは３５リットル／ｈで、それぞれ原料廃食
用油とメタノールを混合装置３５に供給する。なお、配
管としては、全体を通して内径１．５〜２．０cmのもの
が用いられている。

【００３３】混合装置３５で混合された原料は、加温装
置３６に送られ、ここで蛇管状またはコイル状の長管で
急速に４０〜６５℃、好ましくは４５〜５５℃まで昇温
される。加温装置３６の外周にはスチームジャケット３
７が配置され、内部には加熱媒体に水道水３８が収容さ
れている。供給された原料は加温装置３６内の撹拌機４
０で撹拌されながら加温が不均一に行われるのを防止し
ている。

【００３４】保温装置４１は密閉室内に金属製パイプま
たは樹脂のフレキシブルホースからなる長い配管４２を
蛇行或いはコイル状に形成させて配設したものである。
長管４２は、反応が十分に行われる長さを有すれば良
く、直径１．５〜２．０cmの長管にした場合、約２５０
〜３００m 、好ましくは２５０m の長さにするのが好適
である。この場合の反応時間は約１５分程度である。保
温装置４１には自動的に室内の温度を調節するヒータが
下部に設置されている。保温装置４１の室内温度は４０
〜６５℃、好ましくは４５〜５５℃に調節するのが好適
である。混合溶液は、加温装置３６と保温装置４１を所
定の時間をかけて通過する過程でエステル交換反応を行
う。

【００３５】反応生成物は長管で反応しながらは偏平な
箱型に形成され、底部分をスチーム或いは温水で加温さ
れている内容積１００〜１５０リットルのグリセリンセ
パレータ４３に送出される。

【００３６】グリセリンセパレータ４３で分離された粗
製高級脂肪酸メチルエステルは１５０リットル容量の中
和水タンク４４から供給される酸性の中和水と混合装置
４５内で混合され、残存するカセイソーダの一部が中和
される。中和水洗された粗製高級脂肪酸メチルエステル
は１次洗浄水セパレータ４６で高級脂肪酸メチルエステ
ル層と水層に分離され、水は排出され高級脂肪酸メチル
エステルはさらに混合装置４７において０．５％硫酸亜
鉛水溶液で洗浄され、遠心分離器４８により水分と亜鉛
金属セッケン沈殿物が分離除去され精製高級脂肪酸メチ
ルエステルが高級脂肪酸メチルエステルタンク４９に貯
蔵される。

【００３７】一方、粗製グリセリンは、スチームジャケ
ット50で加温された密閉グリセリンタンク５１に貯蔵さ
れ、図示を省略した常圧蒸留装置によりメタノールが蒸
留されて回収後、再利用される。

【００３８】次に、実施例について説明する。

【００３９】

【実施例１】廃食油と、触媒の０．５％カセイソーダを
溶解したメタノール液とを、定量ポンプを使用して廃食
油１３６kg/h、０．５％カセイソーダメタノール液２
７．７kg/hの流量で混合装置３５に送出して内径15 mm
の共通配管に合流させる。その混合物の合流点の圧力は
１．０〜１．５ゲージ圧である。

【００４０】合流後ただちに、原料混合物を４０℃〜６
５℃の加温槽３６に通して加温したのち、適当な反応時
間になるように長さを調節した蛇管４２を配設した保温
室４１にて４０〜６５℃で混合しながら所定時間をかけ
て通過させる。この保温槽４１内の蛇管４２の全長は２
５０m であり、混合物は１６分間かけて通過し、通過す
る過程でエステル交換反応が完結する。この時の反応率
は９６％であった。なお、反応率は、いずれも精製した
脂肪酸エステルを４００g 採取し、真空３mmHgにて真空
蒸留した時の蒸留収率によって求めた。

【００４１】反応を完結した液を内容積１００リットル
の第１セパレータ４３に導入し、ここで余剰メタノー
ル、余剰アルカリ、副生脂肪酸のナトリウムセッケンを
含む、粗製グリセリンを沈降させて高級脂肪酸メチルエ
ステルと２層にして両者を分離した。

【００４２】導入後、約４３分を経て容器は充満し他方
の端の先端上部より１２８．６kg/hの速度で脂肪酸エス
テルを流出させ、同時に末端下部のコックより、沈降し
た粗製グリセリンを３０分毎に間欠的に抜取った。

【００４３】グリセリンを抜く操作は箱先端の側面に取
り付けた液面計（ガラス窓）をのぞき脂肪酸エステルと
粗製グリセリンの境界線が１cmほど下がるまでコックを
少し開き５〜６分かけてゆっくり抜取る。この時の粗製
グリセリンの量は１２〜１３kgであった。

【００４４】次に第１のセパレータから出た、グリセリ
ンを除去した脂肪酸エステルにｐＨ＝２〜３に調整した
酸性水を中和水タンク４４から定量ポンプを使用して１
３．６kg/hで配管に圧入し、配管に設置した混合装置４
７内で混合させる。微酸性水を使用することにより油と
水の分離が容易になる。ここでは、残存する触媒のカセ
イソーダの一部が塩酸と反応して食塩ができる。これが
油の乳化を抑制する。

【００４５】さて、ｐＨ＝２〜３に調整した酸性水で１
回目の水洗をされた脂肪酸エステルは第２のセパレータ
４６の末端上部より連続して排出し洗浄水は末端下部の
コックより１時間に１回間欠的に排出する。

【００４６】排出の操作は、グリセリンを排出する場合
と同様で、脂肪酸エステルと洗浄水の境界が１cm下がる
までコックを少し開き５〜６分かけてゆっくり排出す
る。この時の洗浄水の量は約１５kgであった。

【００４７】第２のセパレータ４６を出た脂肪酸エステ
ルの流れている配管に洗浄水（０．５％硫酸亜鉛水溶
液）を流量１３．６kg/hに制御して添加し、２回目の水
洗を行う。

【００４８】洗浄水を添加した水溶液は混合装置４５を
経て、第３のセパレータ１０に入り、末端上部より２回
目の水洗をした脂肪酸エステルを連続して排出し、末端
下部より２回目の洗浄水を１時間に１回の割合で排出す
る。排出の操作は脂肪酸エステルと脂肪酸エステルと洗
浄水の境界が１cm下がるまでコック１０ａを少し開き、
５〜６分かけてゆっくり排出する。この時の排出量は約
１３ｋｇであった。以上の方法で連続運転を７時間継続
して行い、約９００kg（１０００リットル）の脂肪酸エ
ステルを製造した。

【００４９】製造した脂肪酸エステルは撹拌付密閉タン
ク１１にて最高温度７５℃に達するまで、真空加熱して
脱水乾燥を行い、精製脂肪酸エステルを得た。以上の実
施条件にて様々な実験を行った。

【００５０】表１は、廃食油と、触媒であるカセイソー
ダを混合したメタノール（以下カセイソーダメタノール
液とする。）との混合比率と反応効率の相関を実験によ
り求めた結果である。カセイソーダメタノール液は、
０．５％のものである。ここで用いたメタノールは９
９．８％のものを用いた。

【００５１】表中において、廃食油重量（kg/h) を「廃
食油」、カセイソーダメタノール液（流量kg/h) は「Ｎ
ａＯＨ、ＭｅＯＨ」、カセイソーダメタノール液の対廃
食油の割合（％）を「対廃食油」と表す。

【００５２】

【表１】 以上表１から０．５％カセイソーダメタノール液の量は
１７％以上２１％が適当で２０〜２１％が好ましいが、
これより過剰に加えることになんら問題はないが、経済
性において限界がある。表２は、メタノールを反応後に
再利用することが可能かどうか実験した結果である。９
９．８％メタノールを使用した場合と、９９．８％メタ
ノールを１００部に、反応工程で回収したメタノールを
17部混合したものを使用した場合とを比較した。

【００５３】表２は９９．８％メタノール１００部に対
し回収メタノール17部（純度８５％程度）を混合使用し
た場合の廃食油流量kg/hと０．５％カセイソーダメタノ
ールkg/hと反応率である。

【００５４】

【表２】 ９９．８％メタノール１００部に対し回収メタノール１
７部使用した場合でも反応率にそれほど差異は認められ
ない。従って、反応にメタノールを再利用することは製
造コストを下げるためにもすすめるべきであると考えら
れる。反応により生成した粗製グリセリンをセパレータ
にて分離するがその粗製グリセリンは撹拌付きの３００
１ステンレス製タンクに貯めて塩酸を加えて中和する。
次に余分のメタノールを蒸留回収する。残りは静置する
と粗製脂肪酸と粗製グリセリンが上下に２層を形成す
る。その３者の成分組成を表３に記載した。

【００５５】

【表３】 表４に廃食油１３６kg/hに対するメタノール消費量
（Ｃ）を示した。消費量（Ｃ）は、（メタノール仕込み
量）−０．８５×（６０分毎に排出する粗製グリセリン
からの85％メタノール回収量）で示す。表中において、
「ＭｅＯＨ仕込み量(kg/h)」はメタノール仕込み量、グ
リセリン(kg/h)は粗製グリセリンの排出量、「回収Ｍｅ
ＯＨ（％）」は粗製グリセリンからのメタノール回収
量、「対廃食油」は廃食油１３６kg/h に対するメタノ
ール消費量(kg/h)を表す。表中の〔 〕に示した数値
は、回収メタノールの純度を85％とした場合に純度１０
０％に換算した数値である。

【００５６】廃食油１００部に対するメタノール消費量
（％）は１００×Ｃ／１３６（Ｃ：消費したメタノール
の重量）であり、Ｎｏ．５、６、７についてはそれぞれ
１２．３％、１１．８％、１１．６％となる。但し、こ
の中には未回収のメタノールも含まれる。

【００５７】また、回収メタノールの数値は、上記３成
分のメタノール（％）を示している。

【００５８】

【表４】 これより、粗製グリセリンからの回収メタノールを再使
用する事により廃油１００部に対してメタノールの消費
量は１１．６〜１２．３％と少なくなることが確認でき
た。

【００５９】次に反応時間と反応率の実験を同じ連続反
応工程で流量を一定のままで、廃食油とメタノールの反
応混合液を５０℃に加温する時間（反応時間）を保温槽
の蛇管の長さを調節することにより加減した結果を表５
に記載する。

【００６０】

【表５】 この結果より、混合液の反応時間は１６分以上が好まし
く、１３分に短くするとやや反応率が低下していること
が分かる。したがって、加温する時間が16分以上になる
よう保温槽の中の蛇管の長さを調節する必要がある。脂
肪酸エステルの脱水工程に際し、乾燥する手段のひとつ
であるバッチ式では真空加熱が完璧であるが設備費が高
い。そこで、我々は連続的にグリセリン無水物を使用し
て脱水する方法を見出したため、この手段にて実験をお
こなった。

【００６１】脂肪酸エステルの水洗の場合と同じ要領で
水洗した脂肪酸エステルにグリセリン無水物を少量添加
し、特殊な混合装置を経由して特殊なセパレータを通し
末端上部より脱水した脂肪酸エステルを得ることができ
る。セパレータ末端上部より排出した水洗処理後の白濁
した脂肪酸エステルの流れている配管に、定量ポンプで
グリセリン添加量０．４５％と０．７％について送入実
験した。それぞれ添加した白濁した脂肪酸エステルは混
合装置を経由してセパレータを通す。セパレータ末端上
部より排出した脂肪酸エステルの状態で両者の条件を比
較したところ、０．４５％の場合は半透明で 0.7％の場
合は完全に透明な脱水脂肪酸エステルが得られた。従っ
て、脂肪酸エステルをグリセリン無水物を使用して脱水
処理する場合のグリセリン無水物の添加量は０．７％以
上が好ましい。脱水に使用したグリセリンは、セパレー
ターの末端下部よりコックを少し開けて５〜６分かけて
間欠的に抜取る。抜取ったグリセリンは、真空加熱また
は常圧加熱処理により脱水処理を行い再使用することも
可能である。

【００６２】

【発明の効果】本発明の方法および装置を用いれば、廃
食油から、燃料となる脂肪酸エステルを製造する際に、
工程反応効率を上げることができ、さらに製造コストを
下げることができる。

【００６３】また本発明の装置を用いれば、繁雑な操作
を必要としないため、作業の省力化が可能であり他の付
属設備に労力を転用できる。従って、廃食油から、燃料
となる脂肪酸エステルを製造する製造コストを下げるこ
とができる上、危険物に対しより一層安全性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法のフローチャート図

【図２】本発明装置の実施例の構成を示したフローチャ
ート図

【図３】本発明の一実施例の製造装置の側面図

【図４】図３の同平面図

【図５】図３の同側面図。

【符号の説明】

１…廃食用油料タンク、２…メタノールタンク、３…加
熱槽、４…保温槽、５…第１のセパレータ、６…中和水
タンク、７…混合装置、８…第２のセパレータ、９…混
合装置、１０…第３のセパレータ、１１…洗浄

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃食用油その他の廃油脂からなる高級脂
   肪酸グリセライドにアルカリ触媒の存在下でメタノール
   を添加してエステル交換反応を行わせて高級脂肪酸のメ
   チルエステルとグリセリンとを連続的に製造する方法に
   おいて、 前記高級脂肪酸グリセライドとメタノールとをアルカリ
   触媒の存在下で混合し、この混合液をポンプで配管中に
   圧送し、該配管を恒温液体を収容した加温槽を通過させ
   ることにより前記混合物を４０〜６５℃にまで加温し、
   ついで40〜65℃の恒温雰囲気中に長管を配設した保温槽
   を通過させて前記混合物にエステル交換反応を行わせ、
   しかる後反応生成物をセパレータに送入して流れている
   状況下でグリセリンと高級脂肪酸のメチルエステルとに
   分離し回収することを特徴とする廃食用油等から高級脂
   肪酸のメチルエステルとグリセリンとを連続的に製造す
   る方法。
2. 【請求項２】 廃食用油その他の廃油脂からなる高級脂
   肪酸グリセライドにアルカリ触媒の存在下でメタノール
   を添加しエステル交換反応を行わせて高級脂肪酸のメチ
   ルエステルとグリセリンとを製造する方法において、 前記高級脂肪酸グリセライドとメタノールとをアルカリ
   触媒の存在下で混合し、この混合液をポンプで配管中に
   圧送し、該配管を加温された液状加熱媒体を収容した加
   温槽を通過させることにより前記混合物を４０〜６５℃
   にまで加温し、ついで４０〜６５℃の高温雰囲気中に長
   管を配設した保温槽を通過させて前記混合物にエステル
   交換反応を行わせ、しかる後反応生成物をセパレータに
   送入してグリセリンと高級脂肪酸のメチルエステルとに
   分離し、さらに分離された高級脂肪酸メチルエステルに
   微酸を添加し、余剰アルカリの一部を中和することで油
   と水の分離性を高め生成した塩及び余剰アルカリ、メタ
   ノール及び副生した脂肪酸のナトリウムセッケンを水洗
   除去した後、流れている状況下で分離して回収された高
   級脂肪酸エステルを脱水することを特徴とする廃食用油
   等から高級脂肪酸のメチルエステルとグリセリンとを連
   続的に製造する方法。
3. 【請求項３】 脱水は、高級脂肪酸メチルエステルに無
   水グリセリンを添加混合した後、比重差により脱水され
   た高級脂肪酸メチルエステルと水を含んだグリセリンと
   を分離することにより行われる請求項２記載の廃食用油
   等から高級脂肪酸のメチルエステルとグリセリンとを連
   続的に製造する方法。
4. 【請求項４】 廃食用油その他の廃油脂を貯蔵する廃食
   用油タンクと、アルカリを溶解したメタノールを貯蔵す
   るメタノールタンクと、前記廃食用油タンクと前記メタ
   ノールタンクからそれぞれ別の配管を介して所定の比率
   で廃食用油とアルカリを溶解したメタノールとを吸引圧
   送する定量ポンプと、前記所定の割合で圧送される廃食
   用油その他の廃油脂とアルカリを溶解したメタノールと
   を混合し共通配管に送入するラインミキサと、加温され
   た液状加熱媒体を収容し前記共通配管に続く蛇管状また
   はコイル状の配管を前記液状加熱媒体中に浸漬させた加
   温槽と、前記加温槽に浸漬された長管に続く蛇管状また
   はコイル状の長管を収容した保温槽と、前記保温槽を収
   容された配管の出口端に配設され前記配管から排出され
   る反応生成物を比重差により高級脂肪酸メチルエステル
   とグリセリンとに分離しそれぞれ配管を介して別個に排
   出するグリセリンセパレータとを備えたことを特徴とす
   る廃食用油その他の廃食油から高級脂肪酸のメチルエス
   テルとグリセリンとを連続的に製造する装置。
5. 【請求項５】 前記グリセリンセパレータから配管を介
   して排出された高級脂肪酸メチルエステルに微酸性の中
   和水を圧入・混合するラインミキサと、前記中和水を圧
   入・混合された高級脂肪酸メチルエステルを比重差によ
   り高級脂肪酸メチルエステルと洗浄水とに分離しそれぞ
   れ配管を介して別個に送出する第１の水セパレータと、
   前記第１の水セパレータから配管を介して送出された高
   級脂肪酸メチルエステルに洗浄水を圧入・混合するライ
   ンミキサと、前記洗浄水を圧入・混合された高級脂肪酸
   メチルエステルを比重差により高級脂肪酸メチルエステ
   ルと洗浄水とに分離しそれぞれ配管を介して別個に送出
   する第２の水セパレータと、前記第２の水セパレータか
   ら配管を介して送出された高級脂肪酸メチルエステルを
   脱水する脱水装置と、前記定量ポンプの送出量、前記加
   温槽及び保温槽の温度を制御する制御装置とを有するこ
   とを特徴とする請求項４記載の廃食用油等から高級脂肪
   酸のメチルエステルとグリセリンとを連続的に製造する
   装置。