JPWO2014065423A1 - Oil reforming method and oil modifier used in the method - Google Patents

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Abstract

低コスト且つ簡易な方法によって、バイオディーゼル燃料の原料となる植物や動物性油脂、その他鉱油など油の流動性を向上させることが可能な油改質方法、その方法に用いられる油改質剤を提供する。油を油分の溶融温度より高い温度に加温する加温工程(S1)と、前記油に、珪素及びカルシウムを含有する珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む油改質剤を添加し、前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して撹拌する改質工程(S2〜S5)と、を有し、前記油の流動性を向上させる。An oil reforming method capable of improving the fluidity of oil such as plant and animal fats and other mineral oils as raw materials for biodiesel fuel by a low-cost and simple method, and an oil modifier used in the method provide. A heating step (S1) for heating the oil to a temperature higher than the melting temperature of the oil, and an oil modifier containing a silicon sol in which a silicon-containing solute containing silicon and calcium is dissolved in an acid solvent is added to the oil And a reforming step (S2 to S5) in which the temperature of the oil is maintained at a temperature higher than the melting temperature of the oil and stirred, and the fluidity of the oil is improved.

Description

本発明は、バイオディーゼル燃料の原料となる植物や動物性油脂、その他鉱油など油の流動性を向上させる油改質方法、その方法に用いられる油改質剤に関する。   The present invention relates to an oil reforming method for improving fluidity of oil such as plant and animal fats and other mineral oils as raw materials for biodiesel fuel, and an oil modifier used in the method.

近年、地球温暖化防止の観点から、カーボンニュートラルなバイオディーゼル燃料(Bio−Diesel Fuel)が注目されている。バイオディーゼル燃料は、植物油、動物油脂や廃食用油等の油脂を原料とし、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ触媒を用いて油脂とメタノールを反応させてエステル交換反応を起こし、これに酸を加えて中和させた上で、脂肪酸メチルエステルとグリセリンに分離させる。分離した脂肪酸メチルエステルを水洗処理して触媒を取り除き、さらに蒸留処理を行ってメタノールを除去したものが、バイオディーゼル燃料となる。   In recent years, a carbon-neutral biodiesel fuel has attracted attention from the viewpoint of preventing global warming. Biodiesel fuel is made from fats and oils such as vegetable oils, animal fats and waste edible oils, and undergoes transesterification by reacting fats and methanol with an alkali catalyst such as sodium hydroxide or potassium hydroxide. After neutralizing by adding an acid, it is separated into fatty acid methyl ester and glycerin. The separated fatty acid methyl ester is washed with water to remove the catalyst, and further subjected to a distillation treatment to remove methanol to obtain biodiesel fuel.

この水洗処理工程では大量の水を必要とし、大量の洗浄廃水が排出されるため、従来のバイオディーゼル燃料の製造方法には、環境に与える負荷が大きいという問題がある。この水洗処理工程に使用する水の量を減らし、且つ洗浄水を再利用することにより、洗浄排水による環境への負荷を軽減することを目的としたバイオディーゼル燃料の洗浄法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Since this washing process requires a large amount of water and a large amount of washing wastewater is discharged, the conventional method for producing biodiesel fuel has a problem that the load on the environment is large. A method for cleaning biodiesel fuel has been proposed for the purpose of reducing the amount of water used in this water washing treatment process and reducing the environmental load caused by washing wastewater by reusing washing water ( For example, see Patent Document 1).

また、バイオディーゼル燃料の製造過程では、通常、副産物として原料油脂の10%程度のグリセリンが副生される。このグリセリンには、触媒や未変換の脂肪酸などが混入しているため、リサイクルのための処理が煩雑になり、多くのグリセリン副産物がリサイクルされることなく、倉庫などに積み上げられている。このグリセリン副産物を簡易にリサイクルする方法として、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染地盤又は汚染地下水にグリセリン副産物を供給し、汚染地盤中又は汚染地下水中に生息する嫌気性微生物を活性化させて、汚染地盤又は汚染地下水を原位置にて浄化するグリセリン副産物のリサイクル方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, in the process of producing biodiesel fuel, glycerin that is about 10% of the raw material fat is usually by-produced as a by-product. Since this glycerin is mixed with a catalyst, unconverted fatty acid, etc., the processing for recycling becomes complicated, and many glycerin by-products are accumulated in a warehouse without being recycled. As a method of easily recycling this glycerin by-product, the glycerin by-product is supplied to contaminated ground or contaminated groundwater contaminated with organic halogen compounds, and anaerobic microorganisms that inhabit the contaminated ground or contaminated groundwater are activated and contaminated. A recycling method for glycerin by-products that purifies the ground or contaminated groundwater in situ has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開2009−13268号公報JP 2009-13268 A 特開2009−262075号公報JP 2009-262075 A

上述のとおり、従来のバイオディーゼル燃料の製造方法は、大量に発生する洗浄廃水の処理が困難であるために環境に与える負荷が大きいのみならず、グリセリン副産物の有効な利用方法がないために、グリセリン副産物の処分が困難になっていた。そのため、バイオディーゼル燃料は、カーボンニュートラルな面から二酸化炭素排出量の削減には有効であるが、製造コストが高く普及が進んでいない上、製造工程において環境に与える負荷が大きいという課題があった。   As described above, the conventional method for producing biodiesel fuel not only has a large load on the environment because it is difficult to treat a large amount of washing wastewater, but also because there is no effective method of using glycerin byproducts. Disposal of glycerin by-product became difficult. For this reason, biodiesel fuel is effective in reducing carbon dioxide emissions from a carbon neutral point of view. However, there are problems in that the manufacturing cost is high and the diffusion is not progressing, and the burden on the environment in the manufacturing process is large. .

また、バイオディーゼル燃料に限らず、鉱油など各種油においても流動性の向上が求められている。   Further, not only biodiesel fuel but also various oils such as mineral oil are required to improve fluidity.

そこで、本発明は、低コスト且つ簡易な方法によって、バイオディーゼル燃料の原料となる植物や動物性油脂、その他鉱油など油の流動性を向上させることが可能な油改質方法、その方法に用いられる油改質剤を提供するものである。   Therefore, the present invention uses an oil reforming method capable of improving the fluidity of oil such as plant and animal oils and other mineral oils as raw materials for biodiesel fuel by a low-cost and simple method, and used in the method. An oil modifier is provided.

本発明は、上記課題を解決するために、油の流動性を向上させる油改質方法であって、前記油を油分の溶融温度より高い温度に加温する加温工程と、前記油に、珪素及びカルシウムを含有する珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む油改質剤を添加し、前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して撹拌する改質工程と、を有する油改質方法を提供するものである。   In order to solve the above problems, the present invention is an oil reforming method for improving the fluidity of oil, wherein the oil is heated to a temperature higher than the melting temperature of the oil, and the oil, A modification step of adding an oil modifier containing a silicon sol obtained by dissolving a silicon-containing solute containing silicon and calcium in an acid solvent, and stirring while maintaining the temperature of the oil at a temperature higher than the melting temperature of the oil; and An oil reforming method is provided.

また、本発明の油改質方法は、前記改質工程において、油改質剤を添加した後に、前記油に酢酸を含有する酢酸含有液を添加することを特徴とする。   Moreover, the oil reforming method of the present invention is characterized in that, in the reforming step, after adding an oil modifier, an acetic acid-containing liquid containing acetic acid is added to the oil.

また、本発明の油改質方法は、前記酢酸含有液が穀物酢、果実酢などの食物酢であることを特徴とする。   In the oil reforming method of the present invention, the acetic acid-containing liquid is food vinegar such as grain vinegar or fruit vinegar.

また、本発明の油改質方法は、前記加温工程が前記油を70〜110℃に加温することを特徴とする。   The oil reforming method of the present invention is characterized in that the heating step warms the oil to 70 to 110 ° C.

また、本発明の油改質方法は、前記改質工程が前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して10〜30分間撹拌した後、静置して冷却することを特徴とする。   Further, the oil reforming method of the present invention is characterized in that the reforming step maintains the temperature of the oil at a temperature higher than the melting temperature of the oil and stirs for 10 to 30 minutes, and then is left to cool. To do.

また、本発明は、上記の油改質方法に用いられる油改質剤であって、珪素含有物質とカルシウムを含むアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解した珪素ゾルからなる油改質剤を提供するものである。   Further, the present invention is an oil modifier used in the above oil reforming method, wherein a silicon-containing solute obtained by mixing and heat-treating a silicon-containing substance and an alkaline substance containing calcium is dissolved in a silicon sol dissolved in an acid solvent. An oil modifier is provided.

また、本発明の油改質剤は、前記珪素含有溶質が前記珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理されたことを特徴とする。   The oil modifier of the present invention is characterized in that the silicon-containing solute is heat-treated at a temperature not higher than the thermal melting point of the silicon-containing substance.

また、本発明の油改質剤は、前記アルカリ性物質が炭酸カルシウム又は石灰からなるものである。   In the oil modifier of the present invention, the alkaline substance is made of calcium carbonate or lime.

また、本発明の油改質剤は、前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる1又は2以上の物質からなるものである。   In the oil modifier of the present invention, the silicon-containing solute is composed of one or more substances selected from the group consisting of cement, an intermediate product of cement, blast furnace slag, and coal ash.

また、本発明の油改質剤は、前記酸溶媒が希塩酸からなるものである。   In the oil modifier of the present invention, the acid solvent is dilute hydrochloric acid.

また、本発明の油改質剤は、前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる1又は2以上のゲル化抑止剤を含有してなるものである。   In the oil modifier of the present invention, the acid solvent contains one or more gelation inhibitors selected from the group consisting of acetic acid, ammonium acetate, and ammonium chloride.

本発明の油改質方法は、油の流動性を向上させる油改質方法であって、前記油を油分の溶融温度より高い温度に加温する加温工程と、前記油に、珪素及びカルシウムを含有する珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む油改質剤を添加し、前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して撹拌する改質工程と、を有することにより、加温した油に珪素又はカルシウムが作用することによって油が改質され、油が冷えた後も流動性が向上した状態を維持することができ、簡易な工程によって低コストで油の流動性を向上することができる効果がある。   The oil reforming method of the present invention is an oil reforming method for improving the fluidity of oil, wherein the oil is heated to a temperature higher than the melting temperature of the oil, and the oil contains silicon and calcium. An oil modifier containing a silicon sol obtained by dissolving a silicon-containing solute containing lysine in an acid solvent, and maintaining and stirring the oil at a temperature higher than the melting temperature of the oil component, The oil is reformed by the action of silicon or calcium on the heated oil, and the fluidity can be maintained even after the oil has cooled. This has the effect of improving the performance.

また、本発明の油改質方法は、珪素ゾルがゲル化する際に油に含まれる不純物を取り込んで容易に分離することができると共に、珪素の分離作用によって油分と水分とが分離されるから、油の改質と同時に油の精製も行うことができる。すなわち、本発明の油改質方法は、バイオディーゼル燃料の原料として廃食油などを用いた場合でも、簡易な工程によって低コストで油の改質と精製を行うことができる。   In addition, the oil reforming method of the present invention can easily separate the impurities contained in the oil when the silicon sol is gelled, and the oil and water are separated by the separation action of silicon. The oil can be refined simultaneously with the oil reforming. That is, the oil reforming method of the present invention can perform oil reforming and refining at a low cost by a simple process even when waste cooking oil or the like is used as a raw material for biodiesel fuel.

また、本発明の油改質方法は、前記改質工程において、油改質剤を添加した後に、前記油に酢酸を含有する酢酸含有液を添加することにより、酢酸とカルシウム分が反応してイオン化したカルシウムを析出して取り除くことができると共に、油を軽油などの液体燃料に混合しやすくする効果がある。   Further, in the oil reforming method of the present invention, in the reforming step, after adding an oil modifier, an acetic acid-containing liquid containing acetic acid is added to the oil, whereby acetic acid and calcium content react. Ionized calcium can be deposited and removed, and the oil can be easily mixed with liquid fuel such as light oil.

また、本発明の油改質方法は、前記酢酸含有液が穀物酢、果実酢などの食物酢であることにより、食酢は酢酸の他に乳酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸類やアミノ酸、エステル類、アルコール類、糖類などを含むから、油が軽油などの液体燃料に混合しやすくなる効果がある。   The oil reforming method of the present invention is such that the acetic acid-containing liquid is food vinegar such as grain vinegar and fruit vinegar, and the vinegar is organic acid such as lactic acid, succinic acid, malic acid and citric acid in addition to acetic acid. And amino acids, esters, alcohols, saccharides and the like, the oil can be easily mixed with liquid fuel such as light oil.

また、本発明の油改質方法は、前記加温工程が前記油を70〜110℃に加温することにより、加温工程で流動性を適度に向上させた油に珪素又はカルシウムが作用することによって油が改質され、油が冷えた後も流動性が向上した状態を維持することができ、油の低温流動性を向上させることができる効果がある。   Further, in the oil reforming method of the present invention, silicon or calcium acts on the oil whose fluidity has been moderately improved in the heating step by the heating step heating the oil to 70 to 110 ° C. As a result, the oil is modified and the fluidity can be maintained even after the oil has cooled, and the low temperature fluidity of the oil can be improved.

また、本発明の油改質方法は、前記改質工程が前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して10〜30分間撹拌した後、静置して冷却することにより、油を加温するためのエネルギー量を少なく抑えつつ、油の低温流動性を向上することができると共に、静置することによって珪素ゾルがゲル化する際に油中に含まれる不純物を取り込んで分離することができる効果がある。   In the oil reforming method of the present invention, the reforming step maintains the temperature of the oil at a temperature higher than the melting temperature of the oil and stirs for 10 to 30 minutes. While keeping the amount of energy for heating the oil small, the low temperature fluidity of the oil can be improved, and when the silicon sol gels by standing, the impurities contained in the oil are taken in and separated. There is an effect that can.

また、本発明の油改質剤は、上記の油改質方法に用いられる油改質剤であって、珪素含有物質とカルシウムを含むアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解した珪素ゾルからなることにより、珪素及びカルシウムを豊富に含み、加温した油に珪素又はカルシウムが作用することによって油が改質され、油が冷えた後も流動性が向上した状態を維持することができ、簡易な工程によって低コストで油の流動性を向上することができる効果がある。   The oil modifier of the present invention is an oil modifier used in the above oil reforming method, wherein a silicon-containing solute obtained by mixing and heat-treating a silicon-containing substance and an alkaline substance containing calcium is used as an acid solvent. Consisting of dissolved silicon sol, it contains abundant silicon and calcium, and the oil is modified by the action of silicon or calcium on the heated oil, and the fluidity is maintained even after the oil has cooled. It is possible to improve the fluidity of oil at a low cost by a simple process.

また、本発明の油改質剤は、珪素ゾルがゲル化する際に油に含まれる不純物を取り込んで容易に分離することができると共に、珪素の分離作用によって油分と水分とが分離されるから、油の改質と同時に油の精製も行うことができる。   Further, the oil modifier of the present invention can take in impurities contained in oil and easily separate when silicon sol is gelled, and oil and water are separated by the separation action of silicon. The oil can be refined simultaneously with the oil reforming.

また、本発明の油改質剤は、前記珪素含有溶質が前記珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理されたことにより、この珪素含有溶質は優れた酸溶解性を有するから、酸溶媒に溶解して安定した珪素ゾルを生成することができ、長期間保存することができる効果がある。   Further, the oil modifier of the present invention has an acid solvent because the silicon-containing solute has an excellent acid solubility because the silicon-containing solute has been heat-treated at a temperature below the thermal melting point of the silicon-containing substance. It is possible to produce a stable silicon sol by being dissolved in the solution, and there is an effect that it can be stored for a long time.

また、本発明の油改質剤は、前記アルカリ性物質が炭酸カルシウム又は石灰からなることにより、珪素含有溶質がパウダー状となるから、酸溶媒への溶解性を向上させることができる。また、この油改質剤は、珪素及びカルシウムを豊富に含むから、油に珪素又はカルシウムが作用して様々な油を改質することができる効果がある。   Moreover, since the silicon-containing solute becomes powdery because the alkaline substance is made of calcium carbonate or lime, the oil modifier of the present invention can improve the solubility in an acid solvent. Moreover, since this oil modifier contains abundant silicon and calcium, there is an effect that silicon or calcium acts on the oil to modify various oils.

また、本発明の油改質剤は、前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる1又は2以上の物質からなることにより、これらの熱処理された珪素含有溶質を酸溶媒に溶解して珪素ゾルを含む油改質剤を生成することができる。特に、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグは、カルシウムを豊富に含むことから、油に珪素又はカルシウムが作用して様々な油を改質することができる効果がある。   Further, the oil modifier of the present invention is heat-treated by the silicon-containing solute being composed of one or more substances selected from the group consisting of cement, cement intermediates, blast furnace slag, and coal ash. The silicon-containing solute can be dissolved in an acid solvent to produce an oil modifier containing silicon sol. In particular, since cement, cement intermediate products, and blast furnace slag contain abundant calcium, there is an effect that silicon or calcium acts on the oil to modify various oils.

また、本発明の油改質剤は、前記酸溶媒が希塩酸からなることにより、塩酸はカルシウムの溶解性が高く、中和すると塩化カルシウム(CaCl)になるから安全無毒の油改質剤を生成することができる効果がある。In addition, the oil modifier of the present invention is a safe and non-toxic oil modifier because the acid solvent is made of dilute hydrochloric acid, so that hydrochloric acid has high calcium solubility and becomes neutralized to calcium chloride (CaCl 2 ). There is an effect that can be generated.

また、本発明の油改質剤は、前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる1又は2以上のゲル化抑止剤を含有してなることにより、ゲル化抑止剤によって珪素ゾルのゲル化を抑止して安定したゾル状態を長期間維持することができるから、油改質剤の保管及び運搬が容易になる効果がある。   Moreover, the oil modifier of the present invention comprises a gelation inhibitor, wherein the acid solvent contains one or more gelation inhibitors selected from the group of acetic acid, ammonium acetate, and ammonium chloride. Since the gelation of the silicon sol can be suppressed and a stable sol state can be maintained for a long period of time, the oil modifier can be easily stored and transported.

本発明の油改質方法の一実施例を示すフローチャート。The flowchart which shows one Example of the oil reforming method of this invention. 油を改質した状態を示す写真。The photograph which shows the state which modified oil. POMEの油分離方法の一実施例を示すフローチャート。The flowchart which shows one Example of the oil separation method of POME. POMEの油分離装置の一実施例を示す構成図。The block diagram which shows one Example of the oil separation apparatus of POME.

本発明の油改質方法は、油を油分の溶融温度より高い温度に加温する加温工程(S1)と、前記油に、珪素及びカルシウムを含有する珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む油改質剤を添加し、前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して撹拌する改質工程(S2〜S5)と、を有し、前記油の流動性を向上させる。   The oil reforming method of the present invention includes a heating step (S1) for heating oil to a temperature higher than the melting temperature of the oil, and silicon in which a silicon-containing solute containing silicon and calcium is dissolved in an acid solvent. An oil modifier containing a sol, and a reforming step (S2 to S5) in which the temperature of the oil is maintained at a temperature higher than the melting temperature of the oil and stirred, thereby improving the fluidity of the oil Let

この油改質方法は、改質工程において、油改質剤を添加(S2)した後に、油に酢酸を含有する酢酸含有液を添加する工程(S4)を有することが好ましい。また、改質工程は、油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して所定時間撹拌した後、静置して冷却する工程(S5)を有することが好ましい。   The oil reforming method preferably includes a step (S4) of adding an acetic acid-containing liquid containing acetic acid to the oil after the oil modifier is added (S2) in the reforming step. The reforming step preferably includes a step (S5) of maintaining the temperature of the oil at a temperature higher than the melting temperature of the oil and stirring for a predetermined time, and then allowing to stand and cool.

油改質剤は、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解した珪素ゾルからなる。珪素含有物質は、二酸化珪素(SiO)等の珪素化合物を含有する天然の土類若しくは岩石、又はそれらを含む加工製品からなる。珪素含有物質には、例えば、表1に示すように、二酸化珪素の含有率が高い伊武部白土(沖縄県伊武部地方の土類)を用いることができる。The oil modifier is composed of a silicon sol in which a silicon-containing solute obtained by mixing and heat-treating a silicon-containing substance and an alkaline substance is dissolved in an acid solvent. The silicon-containing material is a natural earth or rock containing a silicon compound such as silicon dioxide (SiO 2 ), or a processed product containing them. As the silicon-containing substance, for example, as shown in Table 1, Ibube white clay (earth in Okinawa Ibube region) having a high silicon dioxide content can be used.

Figure 2014065423
Figure 2014065423

アルカリ性物質は、珪素含有物質を酸溶解性に変えるために混合してある。例えば、アルカリ性物質として炭酸カルシウム(CaCO)又は石灰を珪素含有物質に混ぜ合わせて熱処理する。これにより、生成される珪素含有溶質がパウダー状となり、酸溶媒への溶解性が向上する。この熱処理は、珪素含有物質の熱融解点以上の温度で行うと、珪素含有溶質がガラス状となり酸溶媒への溶解性が低下することから、珪素含有物質の熱融解点以下の温度で行うことが好ましい。珪素と石灰を混合して熱処理する場合には、珪素の融点(1412℃)以下の温度(1300℃〜1400℃)で焼いて熱処理する。また、珪素含有物質が表1に示す伊武部白土(沖縄県伊武部地方の土類)の場合には、伊武部白土の熱融解点である約1300℃以下の任意の温度で焼けばよく、熱融解点に近い1150℃〜1250℃で熱処理することが好ましい。The alkaline material is mixed to change the silicon-containing material to acid solubility. For example, calcium carbonate (CaCO 3 ) or lime as an alkaline substance is mixed with a silicon-containing substance and heat treated. Thereby, the generated silicon-containing solute becomes powdery and the solubility in an acid solvent is improved. If this heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the thermal melting point of the silicon-containing material, the silicon-containing solute becomes glassy and the solubility in an acid solvent is reduced. Is preferred. When heat treatment is performed by mixing silicon and lime, the heat treatment is performed by baking at a temperature (1300 ° C. to 1400 ° C.) below the melting point of silicon (1412 ° C.). In addition, when the silicon-containing material is Ibube white clay shown in Table 1 (earth in Okinawa Ibube region), it may be baked at an arbitrary temperature of about 1300 ° C. or less, which is the thermal melting point of Ibube white clay. Heat treatment is preferably performed at 1150 ° C. to 1250 ° C. close to the thermal melting point.

珪素含有物質を熱処理する場合には、珪素とカルシウムが重量比で4:6程度に混合されていることが好ましい。カルシウムに対して珪素の割合が多い場合には、生成される珪素含有溶質が粉状にならないために、酸溶媒への溶解性が低下する。また、油改質剤は、油の改質作用を高めるために、珪素の含有率を珪素とカルシウムの重量比で4:6に近づけることが好ましい。   When heat-treating a silicon-containing substance, it is preferable that silicon and calcium are mixed in a weight ratio of about 4: 6. When the ratio of silicon to calcium is large, the generated silicon-containing solute does not become powdery, so that the solubility in an acid solvent decreases. The oil modifier preferably has a silicon content ratio close to 4: 6 in terms of the weight ratio of silicon and calcium in order to enhance the oil reforming action.

珪素含有溶質には、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰等、珪素含有物質とアルカリ性物質を混合し熱処理された生成物を用いることもできる。また、珪素含有溶質としては、入手の容易な普通セメント(ポルトランドセメント)を用いることもできるが、二酸化珪素を60%以上含有する天然のシリカ質混合材とポルトランドセメントを混合して珪素の含有率を高めたシリカセメントを用いることが好ましい。なお、珪素含有溶質には、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる2以上の物質を混合して用いてもよい。   As the silicon-containing solute, a product obtained by mixing and heat-treating a silicon-containing substance and an alkaline substance such as cement, an intermediate product of cement, blast furnace slag, coal ash, or the like can be used. As the silicon-containing solute, ordinary cement (Portland cement), which is easily available, can be used. However, the content of silicon is obtained by mixing a natural siliceous mixture containing 60% or more of silicon dioxide with Portland cement. It is preferable to use silica cement with increased The silicon-containing solute may be used by mixing two or more substances selected from the group consisting of cement, cement intermediate products, blast furnace slag, and coal ash.

また、珪素含有溶質には、水酸化カルシウムを主成分とし、二酸化珪素を含有するカーバイドスラリーを、800℃〜1300℃で焼成したものを使用してもよい。   Moreover, what baked the carbide slurry which has calcium hydroxide as a main component and contains silicon dioxide at 800 to 1300 degreeC may be used for a silicon-containing solute.

酸溶媒には、塩酸又は硫酸等の種々の酸溶液を用いることができる。このうち、塩酸(HCl)は、カルシウムの溶解性が高く、中和すると塩化カルシウム(CaCl)となり安全無毒であるから、酸溶媒として塩酸を用いることが好ましい。また、酸濃度に対する珪素の溶解度は一定であり、液体容積に分散する珪素ゾル密度も一定の水空隙の中でしかゾル状態の安定を保つことができないことから、酸溶媒として塩酸を希釈した希塩酸を用いることが好ましい。As the acid solvent, various acid solutions such as hydrochloric acid or sulfuric acid can be used. Of these, hydrochloric acid (HCl) is highly soluble in calcium and, when neutralized, becomes calcium chloride (CaCl 2 ) and is safe and non-toxic. Therefore, hydrochloric acid is preferably used as the acid solvent. Further, since the solubility of silicon with respect to the acid concentration is constant and the density of the silicon sol dispersed in the liquid volume can only be kept stable in a constant water gap, diluted hydrochloric acid diluted with hydrochloric acid as an acid solvent. Is preferably used.

また、酸溶媒は、酢酸(C)、酢酸アンモニウム(CHCOONH)、塩化アンモニウム(NHCl)の群から選ばれる1又は2以上のゲル化抑止剤を含有してあることが好ましい。酸溶媒は、ゲル化抑止剤として酢酸を含有することにより、酢酸のpH緩衝作用とゾル、コロイドの収斂性によって、酢酸の滴加量を調整して珪素ゾルのゲル化を抑止することができる。また、酢酸アンモニウム又は塩化アンモニウムを希塩酸に加えた混酸によっても、酢酸と同様に珪素ゾルのゲル化を抑止することができる。The acid solvent contains one or more gelation inhibitors selected from the group consisting of acetic acid (C 2 H 4 O 2 ), ammonium acetate (CH 3 COONH 4 ), and ammonium chloride (NH 4 Cl). Preferably there is. By containing acetic acid as a gelation inhibitor, the acid solvent can suppress the gelation of silicon sol by adjusting the amount of acetic acid added due to the pH buffering action of acetic acid and the convergence of sol and colloid. . Moreover, gelation of the silicon sol can be suppressed similarly to acetic acid by a mixed acid obtained by adding ammonium acetate or ammonium chloride to dilute hydrochloric acid.

本発明の油改質方法において、加温工程は、油を70〜110℃に加温することが好ましく、改質工程は、油の温度を70〜110℃に維持して10〜30分間撹拌した後、静置して冷却することが好ましい。本発明の油改質方法は、加温工程で流動性を適度に向上させた油に珪素又はカルシウムが作用することによって油が改質され、油が冷えた後も流動性が向上した状態を維持することができ、油の低温流動性を向上させることができる。   In the oil reforming method of the present invention, the heating step preferably heats the oil to 70 to 110 ° C., and the reforming step is stirred for 10 to 30 minutes while maintaining the oil temperature at 70 to 110 ° C. After that, it is preferable to stand and cool. In the oil reforming method of the present invention, the oil is reformed by the action of silicon or calcium on the oil whose fluidity is moderately improved in the heating step, and the fluidity is improved even after the oil has cooled. It can be maintained and the low temperature fluidity of the oil can be improved.

また、本発明の油改質方法は、珪素ゾルを含む油改質剤が流動化した油分子に作用して、バイオディーゼル燃料の原料となる油脂などを低温流動化することができると共に、鉱油などの摩擦抵抗を軽減することができる。   In addition, the oil reforming method of the present invention is capable of low-temperature fluidizing oils and fats used as a raw material for biodiesel fuel by acting on oil molecules in which an oil modifier containing silicon sol is fluidized, and mineral oil. The frictional resistance such as can be reduced.

次に、植物油、動物油脂や廃食用油等の油脂を原料とし、エステル交換を行うことなくこれらの油脂を低温流動化させてバイオディーゼル燃料を精製する油改質方法について説明する。   Next, an oil reforming method using oils and fats such as vegetable oils, animal oils and waste edible oils as raw materials, and purifying biodiesel fuel by fluidizing these oils and oils at low temperature without performing transesterification will be described.

図1は、本発明の油改質方法の一実施例を示すフローチャートである。図2は、油を改質した状態を示す写真である。   FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the oil reforming method of the present invention. FIG. 2 is a photograph showing a state where the oil is modified.

この油改質方法は、パーム油排液などから回収した油脂を、該油脂の融点以上の温度まで加温する工程(S1)と、前記油脂に、珪素含有物質とカルシウムを含むアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルからなる油改質剤を添加する工程(S2)と、前記油脂の温度を維持して撹拌する工程(S3)と、を有する。この油改質方法は、撹拌工程(S3)の途中、又は、撹拌工程の後の冷却過程(S5)において、油脂に酢酸を含有する酢酸含有液(例えば、食物酢)を添加する工程(S4)を備えていることが好ましい。   This oil reforming method includes a step (S1) of heating fat collected from palm oil drainage or the like to a temperature equal to or higher than the melting point of the fat, and the fat and oil mixed with an alkaline substance containing silicon-containing material and calcium. And a step (S2) of adding an oil modifier composed of a silicon sol obtained by dissolving the heat-treated silicon-containing solute in an acid solvent, and a step (S3) of stirring while maintaining the temperature of the oil or fat. This oil reforming method is a step of adding an acetic acid-containing liquid (for example, food vinegar) containing acetic acid to fats and oils during the stirring step (S3) or in the cooling step (S5) after the stirring step (S4). ).

実施例において、油改質剤は、珪素の含有率が高い(珪素とカルシウムの重量比で4:6)シリカセメントを、33%濃度の塩酸(HCl)に飽和するまで溶解させ、さらに酢酸を加えている。油改質剤は、油中で拡散しやすくなるように、原料である油脂に添加する前に水で10倍〜20倍に希釈する。   In the examples, the oil modifier is prepared by dissolving silica cement having a high silicon content (4: 6 by weight ratio of silicon and calcium) in 33% hydrochloric acid (HCl) until saturated, and further adding acetic acid. Added. The oil modifier is diluted 10 to 20 times with water before being added to the oil or fat as a raw material so as to be easily diffused in the oil.

油改質剤には、シリカセメントを短時間で溶解することができるから、高濃度の塩酸を用いることが好ましいが、低濃度の塩酸を用いてもよい。低濃度の塩酸を用いた場合には、希釈倍率を低くする。長期保存が可能なことから、油改質剤は、シリカセメントを高濃度の塩酸で溶解させ、酢酸などの有機酸を加えてあることが好ましい。なお、油改質剤は、実施例の構成に限られるものではない。   As the oil modifier, silica cement can be dissolved in a short time, so that high concentration hydrochloric acid is preferably used, but low concentration hydrochloric acid may be used. When using low-concentration hydrochloric acid, reduce the dilution factor. In view of long-term storage, the oil modifier is preferably prepared by dissolving silica cement with high-concentration hydrochloric acid and adding an organic acid such as acetic acid. In addition, an oil modifier is not restricted to the structure of an Example.

パーム油排液から回収された油脂は、融点が高いパルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸を含むため、常温(28℃)で固体状態になっている。この油脂において、最も融点が高いステアリン酸の融点(約70℃)以上の温度(80〜90℃)に油脂を加温し、油脂が完全に溶融した状態にする。油脂の温度を維持しながら、油脂に対して重量比5〜10%の改質剤を添加し、10〜15分程度撹拌する。   Oils and fats recovered from palm oil drainage liquid are in a solid state at room temperature (28 ° C.) because they contain palmitic acid, stearic acid, and myristic acid having a high melting point. In this fat / oil, the fat / oil is heated to a temperature (80 to 90 ° C.) that is equal to or higher than the melting point (about 70 ° C.) of stearic acid having the highest melting point, so that the fat / oil is completely melted. While maintaining the temperature of the oil and fat, a modifier having a weight ratio of 5 to 10% is added to the oil and fat, and the mixture is stirred for about 10 to 15 minutes.

油脂の冷却過程において、該油脂に対して重量比5〜10%の酢を添加して撹拌する。酢は、酢酸を3〜5%程度含み、その他に乳酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸類やアミノ酸、エステル類、アルコール類、糖類などを含む。酢としては、一般的な食酢を用いることができ、例えば、米酢などの穀物酢、リンゴ酢、パイナップル酢などの果実酢、サトウキビ酢、椰子酢、その他の植物酢を用いることができる。なお、酢は、撹拌工程(S3)の途中で添加してもよい。   In the oil and fat cooling process, 5 to 10% by weight of vinegar is added to the oil and fat and stirred. Vinegar contains about 3 to 5% acetic acid, and also contains organic acids such as lactic acid, succinic acid, malic acid and citric acid, amino acids, esters, alcohols, saccharides and the like. Common vinegar can be used as the vinegar, for example, grain vinegar such as rice vinegar, fruit vinegar such as apple vinegar and pineapple vinegar, sugarcane vinegar, coconut vinegar, and other plant vinegar. In addition, you may add vinegar in the middle of a stirring process (S3).

図2は、油脂に酢を添加して撹拌した後、静置してバイオディーゼル燃料を精製している状態を示している。本発明の油改質方法は、珪素ゾルがゲル化する際に油に含まれる不純物を取り込んで沈殿させると共に、珪素の分離作用によって油分と水分とを分離して、水分が下方に溜まり油分が上方に浮いてくる。また、本発明の油改質方法は、酢に含まれる酢酸とカルシウム分が反応してイオン化したカルシウムを析出し、沈殿させる。図2において、下部の白濁液は、カルシウムを含む水分である。   FIG. 2 shows a state where biodiesel fuel is refined by adding vinegar to the oil and fat, stirring the mixture, and then allowing it to stand. The oil reforming method of the present invention takes in and precipitates impurities contained in oil when the silicon sol is gelled, and separates oil and moisture by the separating action of silicon, so that the water is collected downward and the oil content is reduced. Floating upwards. In the oil reforming method of the present invention, acetic acid contained in vinegar reacts with calcium to precipitate ionized calcium and precipitate it. In FIG. 2, the lower cloudy liquid is water containing calcium.

図2において、上部の半透明の液体は、珪素ゾルを含む油改質剤によって改質されると共に、不純物が取り除かれた油脂であり、バイオディーゼル燃料として使用できる。この改質された油脂は、冷却後も常温で液体状態を維持している。   In FIG. 2, the upper translucent liquid is an oil that has been modified by an oil modifier containing silicon sol and from which impurities have been removed, and can be used as a biodiesel fuel. This modified fat / oil maintains a liquid state at room temperature even after cooling.

この油改質方法によって、常温固体のパーム油排液から回収された油脂は、低温流動化されて15℃程度まで液体状態を保つことができ、固化温度が低下した。また、油脂に酢を添加することによって、低温流動化した油脂が軽油などの液体燃料と混ざりやすくなり、バイオディーゼル燃料として利用することができる。このパーム油排液を改質して得られたバイオディーゼル燃料を軽油に数%〜十数%程度混ぜて使用しても、軽油の特性に大きな変化はなく、通常の燃料油と同様に使用することができる。
[パーム油排液から油分を回収する方法]
By this oil reforming method, the fat and oil recovered from the solid palm oil effluent was fluidized at a low temperature and kept in a liquid state up to about 15 ° C., and the solidification temperature was lowered. Moreover, by adding vinegar to fats and oils, the fats and oils fluidized at low temperature can be easily mixed with liquid fuels such as light oil, and can be used as biodiesel fuel. Even if biodiesel fuel obtained by reforming this palm oil drainage is mixed with light oil by several percent to tens of percent, there is no significant change in the characteristics of light oil and it is used in the same way as normal fuel oil. can do.
[Method of recovering oil from palm oil drainage]

バイオディーゼル燃料の原料として、パーム油の生産過程で発生するパーム油排液(POME)から油分を分離する油分離方法について説明する。   An oil separation method for separating oil from palm oil drainage (POME) generated during the production of palm oil as a raw material for biodiesel fuel will be described.

アブラヤシ(学名:Elaeis guineeensis)の果実から搾油されるパーム油は、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸などの有効成分を含み、セッケン、食用、ろうそく、化粧品などの用途に利用されている。このようなパーム油の製造工程において排出されるパーム油排液は、10〜20%もの油分を含み、油を絞った後の果実の粕や、果実を蒸気で蒸したときの残留水が混ざり合って、エマルジョン化した油、水、スラッジの混合状態となっている。また、排液中の油分が約30℃以下で固形化するので、パーム油排液の処理を困難にしている。   Palm oil squeezed from the fruit of oil palm (scientific name: Elaeis guineeeensis) contains active ingredients such as myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and is used for soap, edible, candle, cosmetics, etc. Has been. Palm oil drainage discharged in the manufacturing process of such palm oil contains as much as 10 to 20% of oil, and the fruit buds after squeezing the oil and the residual water when the fruit is steamed are mixed. Together, it is a mixed state of emulsified oil, water and sludge. Moreover, since the oil content in the drainage is solidified at about 30 ° C. or less, it is difficult to treat the palm oil drainage.

図3は、POMEの油分離方法の一実施例を示すフローチャートである。図4は、POMEの油分離装置の一実施例を示す構成図である。   FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the POME oil separation method. FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of a POME oil separator.

図4において、1は処理槽であり、パーム油排液に含まれる油分の溶融温度より高い温度の水をパーム油排液に加えて油分を溶融する溶融手段と、この油分が溶融した液体中に油水分離剤を加えて油分と水分と固形分に分離する分離手段と、を有する。2は温水槽であり、上記溶融手段に相当する。温水槽2は、処理槽1に加える水を、パーム油排液に含まれる油分の溶融温度より高い温度に加温して、処理槽1に投入する手段を備えている。3は希釈槽であり、上記分離手段に相当する。希釈槽3は、油水分離剤を処理槽1に加える前に、パーム油排液に含まれる油分の溶融温度より高い温度の水を加えて希釈して、処理槽1に投入する手段を備えている。   In FIG. 4, 1 is a treatment tank, a melting means for melting water by adding water having a temperature higher than the melting temperature of the oil contained in the palm oil drain to the palm oil drain, and in the liquid in which the oil is melted. And an oil / water separating agent to separate the oil, water and solids. Reference numeral 2 denotes a hot water tank, which corresponds to the melting means. The hot water tank 2 is provided with means for heating water added to the treatment tank 1 to a temperature higher than the melting temperature of the oil contained in the palm oil drainage and putting it into the treatment tank 1. Reference numeral 3 denotes a dilution tank, which corresponds to the separation means. The dilution tank 3 is provided with means for adding and diluting water having a temperature higher than the melting temperature of the oil contained in the palm oil drainage before adding the oil / water separating agent to the treatment tank 1 and putting it into the treatment tank 1. Yes.

4はパーム油排液投入手段であり、処理槽1に搾油工場から排出される排液、又はオープンラグーンに放置されている排液を投入する手段を備えている。5は油分回収手段であり、パーム油排液から分離して、上から順に軽質油から重質油へと分離した油分を、油種別に回収する手段を備えている。6は水分回収手段であり、7はスラッジ回収手段である。   Reference numeral 4 denotes palm oil drainage input means, which is provided with means for supplying the drainage discharged from the oil mill or the drainage left in the open lagoon to the treatment tank 1. 5 is an oil component recovery means, and includes means for recovering oil components separated from light oil to heavy oil in order from the top, separated from palm oil drainage. 6 is a moisture collecting means, and 7 is a sludge collecting means.

パーム油排液投入手段4は、処理槽1において、パーム油排液を油分と水分と固形分とに分離し、全てを回収した後に、新たなパーム油排液を投入する。油分回収手段5は、例えば、処理槽1の上方に油分排出口を備えると共に、処理槽1内に沈めたバルーンを徐々に膨らませる手段を備え、バルーンの膨張を調節することによって油種別に回収することを可能にしている。油分回収手段5は、処理槽1の上方に備えた油分排出口の高さを調節することによって油種別に回収することも可能であり、実施例の構成に限定されるものではない。   The palm oil drainage input means 4 separates the palm oil drainage into oil, moisture and solids in the treatment tank 1 and collects all of them, and then inputs a new palm oil drainage. The oil content recovery means 5 includes, for example, an oil discharge port above the processing tank 1 and a means for gradually inflating a balloon submerged in the processing tank 1, and recovers by oil type by adjusting the expansion of the balloon. It is possible to do. The oil recovery means 5 can be recovered for each oil type by adjusting the height of the oil discharge port provided above the processing tank 1, and is not limited to the configuration of the embodiment.

水分回収手段6は、パーム油排液から油分を分離した後の排水を回収する手段を備えている。図示の実施例の場合、水分回収手段6は、回収した排水を温水槽2に供給して再利用する手段を備えている。また、水分回収手段6は、排水中のスラッジを確実に分離するために、濾過膜を設けた構成にしてもよい。スラッジ回収手段7は、処理槽1内に沈殿したスラッジを回収する手段と、油層と水層の間に浮いたスラッジを回収する手段と、を備えている。スラッジ回収手段7には、公知の各種手段を用いることができる。   The moisture recovery means 6 includes means for recovering the waste water after separating the oil from the palm oil drainage. In the case of the illustrated embodiment, the water recovery means 6 includes means for supplying the recovered wastewater to the hot water tank 2 and reusing it. Further, the moisture recovery means 6 may be configured to be provided with a filtration membrane in order to reliably separate sludge in the waste water. The sludge recovery means 7 includes means for recovering sludge precipitated in the treatment tank 1 and means for recovering sludge floating between the oil layer and the water layer. Various known means can be used as the sludge collecting means 7.

次に、図3に基づいて、POMEの油分離方法について説明する。   Next, a POME oil separation method will be described with reference to FIG.

パーム油排液に含まれる油分は、24℃〜30℃で溶け始めるので、処理槽1内に30℃以上の水と処理対象のパーム油排液を投入して撹拌する(S11)。パーム油排液に含まれる油分は、40℃以上で大部分が溶融することから、処理槽1に加える水の温度は高いほど好ましいが、水の温度が高くなり過ぎると処理に必要なエネルギー量が増大するため、温水槽2内の水は37〜38℃に加温してあることが最も好ましい。処理槽1に加える水の量は、処理対象のパーム油排液に含まれる油分やスラッジの割合によって異なるが、実施例では処理対象のパーム油排液に対して6〜13倍の水を使用している。パーム油排液に含まれるスラッジの量が多い場合には、パーム油排液に対して加える水の量を多くする。   Since the oil contained in the palm oil drainage begins to melt at 24 ° C. to 30 ° C., water of 30 ° C. or more and the palm oil drainage to be treated are put into the treatment tank 1 and stirred (S11). Since most of the oil contained in the palm oil drainage melts at 40 ° C. or higher, the temperature of water added to the treatment tank 1 is preferably as high as possible. However, if the temperature of the water becomes too high, the amount of energy required for the treatment Therefore, it is most preferable that the water in the hot water tank 2 is heated to 37 to 38 ° C. The amount of water added to the treatment tank 1 varies depending on the ratio of oil and sludge contained in the palm oil drainage to be treated, but in the embodiment, 6 to 13 times as much water as the palm oil drainage to be treated is used. doing. When the amount of sludge contained in the palm oil drainage is large, the amount of water added to the palm oil drainage is increased.

パーム油排液には数種類の油分が含まれており、その種類によって油分の溶融温度が異なっている。処理槽1に加える水の温度は、その様々な溶融温度のうち最も低い溶融温度以上である必要があるが、必ずしも最も高い溶融温度以上である必要はない。本発明の油分離方法では、パーム油排液に含まれる油分の大部分が溶融することにより、固形状態の油分も分離される。この固形状態の油分に複数の油種が含まれる場合には、温水槽2内の水温をさらに高く設定して、この固形状態の油分を分離処理することにより、油種別に回収することが可能になる。   Palm oil drainage contains several types of oil, and the melting temperature of the oil varies depending on the type. Although the temperature of the water added to the processing tank 1 needs to be higher than the lowest melting temperature among the various melting temperatures, it does not necessarily need to be higher than the highest melting temperature. In the oil separation method of the present invention, most of the oil contained in the palm oil drainage melts, whereby the solid oil is also separated. When multiple oil types are included in this solid oil component, the water temperature in the hot water tank 2 can be set higher, and the solid oil component can be separated and recovered by oil type. become.

希釈槽3は、S11で処理槽に加えた水と同じ温度の水を油水分離剤に加えて希釈する(S12)。油水分離材としては、上述の油改質剤と同じものを用いることができる。実施例において、油水分離材は、珪素の含有率が高い(珪素とカルシウムの重量比で4:6)シリカセメントを、33%濃度の塩酸(HCl)に飽和するまで溶解させ、さらに酢酸を加えてある。希釈槽3は、この油水分離剤を10倍〜20倍に希釈している。   The dilution tank 3 dilutes the water having the same temperature as the water added to the treatment tank in S11 by adding it to the oil / water separator (S12). As the oil / water separator, the same oil modifier as described above can be used. In the examples, the oil-water separator was prepared by dissolving silica cement having a high silicon content (4: 6 by weight of silicon and calcium) until saturated with 33% hydrochloric acid (HCl), and adding acetic acid. It is. The dilution tank 3 dilutes the oil / water separator 10 times to 20 times.

S11の撹拌後、5〜10分程度静置すると、処理槽1内は大まかに油層と水層とに分かれる(S13)。この状態では、油層の中にスラッジや水分が混入しており、水層の中にもスラッジや油分が混入している。この状態において、希釈槽3は、希釈された油水分離剤を処理槽1の全体に分散して平均的に散布する。処理槽1に加える油水分離剤の量は、処理対象であるパーム油排液に対して1/1000程度である。分離手段は、散布した油水分離剤が油層の中に浸透するのを待って、処理槽1内の全体をゆっくり撹拌混合する(S14)。   If it leaves still about 5 to 10 minutes after stirring of S11, the inside of the processing tank 1 will be roughly divided into an oil layer and a water layer (S13). In this state, sludge and water are mixed in the oil layer, and sludge and oil are mixed in the water layer. In this state, the dilution tank 3 disperses the diluted oil / water separating agent throughout the treatment tank 1 and sprays it on an average. The amount of the oil / water separating agent added to the treatment tank 1 is about 1/1000 relative to the palm oil drainage to be treated. The separating means waits for the sprayed oil / water separating agent to permeate into the oil layer, and slowly agitates and mixes the entire processing tank 1 (S14).

S14の撹拌後に静置しておくと、油分と水分が分離して油分が浮いてくると共に、油分に混在していた水分が水滴となって落ちていく。この現象は、油水分離剤に含まれる珪素ゾルの界面不活性(解乳化)作用によって、油分と水分の界面が不活性状態になることから、油分と水分が分離して比重の重い水分が水滴となって落ちていくものと考えられる。このとき、水分と共に油層中に混在している不純物も分離され、珪素ゾルがゲル化する際の凝集作用によって、不純物が凝集されて取り除かれる。さらに、油層中においても、珪素ゾルの界面不活性(解乳化)作用によって、軽質油と重質油のように油種ごとの界面が不活性状態になって油種別に分離する。油層は、上から順に、比重の小さい軽質油から比重の大きい重質油へと分かれる(S15)。   If the mixture is allowed to stand after stirring in S14, the oil and water are separated and the oil is floated, and the water mixed in the oil is dropped as water droplets. This phenomenon occurs because the interface between the oil and water becomes inactive due to the inactive (demulsifying) action of the silicon sol contained in the oil / water separating agent. It is thought that it will fall. At this time, impurities mixed with moisture in the oil layer are also separated, and the impurities are aggregated and removed by the aggregating action when the silicon sol is gelled. Further, even in the oil layer, the interface for each oil type becomes inactive such as light oil and heavy oil due to the interface inactive (demulsification) action of the silicon sol, and the oil sol is separated into oil types. The oil layer is divided from light oil having a low specific gravity to heavy oil having a high specific gravity in order from the top (S15).

油分回収手段5は、処理槽1内に沈めたバルーンを徐々に膨らませて、軽質油から順に油種別に分けて回収する(S16)。水分回収手段6は、処理槽1内から油分を回収した後の排水を回収する(S17)。回収された排水の一部は、温水槽2に送られて、パーム油排液に含まれる油分の溶融温度より高い温度に加温される(S19)。   The oil component recovery means 5 gradually inflates the balloon that has been sunk in the treatment tank 1, and collects the light oil in order from the light oil (S16). The moisture recovery means 6 recovers the waste water after recovering the oil from the treatment tank 1 (S17). A part of the collected waste water is sent to the hot water tank 2 and heated to a temperature higher than the melting temperature of the oil contained in the palm oil drainage (S19).

スラッジ回収手段7は、排水を回収した後に処理槽1内に残ったスラッジを回収する(S18)。処理槽1内に沈殿したスラッジと、油層と水層の間に浮いたスラッジとを分けて回収する場合には、スラッジ回収手段7は、S16の後に油層と水層の間に浮いたスラッジを回収する。   The sludge collecting means 7 collects the sludge remaining in the treatment tank 1 after collecting the waste water (S18). When the sludge settled in the treatment tank 1 and the sludge floating between the oil layer and the water layer are collected separately, the sludge collecting means 7 removes the sludge floating between the oil layer and the water layer after S16. to recover.

この油改質方法は、油脂として、廃食油(例えば、菜種油と大豆油の混合油をてんぷら油として使用したもの)などを用いることも可能である。この廃食油1600ccを95〜105℃に加温し、油改質剤96ccを加えて撹拌することにより得られた油1700ccは、−5℃程度まで液体状態を保つことができ、そのままディーゼルエンジンの燃料として使用することができた。なお、この油改質方法は、常温液体の油脂に対しては、加温工程の前に油改質剤を添加してもよい。   In this oil reforming method, waste edible oil (for example, a mixture of rapeseed oil and soybean oil used as tempura oil) or the like can be used as the fat. 1700 cc of this waste edible oil is heated to 95-105 ° C., 96 cc of oil modifier is added and stirred, and 1700 cc of oil can be kept in a liquid state up to about −5 ° C. Could be used as fuel. In this oil reforming method, an oil modifier may be added to the room temperature liquid oil before the heating step.

この油改質方法は、改質対象が植物油に限らず、動物性油脂や鉱油であってもよい。また、この油改質方法は、廃食油にラードなどの動物性油脂が混在しているものであっても、それぞれの油脂を改質することができ、珪素の分離作用によって比重の異なる油脂ごとに分離して回収することができる。   In this oil reforming method, the object to be modified is not limited to vegetable oil, but may be animal oil or mineral oil. In addition, this oil reforming method can modify each fat and oil even if animal oil such as lard is mixed with waste cooking oil, and each fat and oil having different specific gravity due to the separation action of silicon. It can be separated and recovered.

また、この油改質方法は、パラフィン(蝋)や重質油(オリノコ原油)、サンドオイルやオイルシェルなどの改質にも利用でき、重質油を低温流動化して軽質油に改質することができる。また、本発明の油改質方法は、上述の油分離方法と組み合わせて、オイルサンドのように固形物に油分が含有されている場合でも、油分を溶融し、固形分を凝集分離して油分を分離回収し、回収した油分を改質して低温流動化することができる。   This oil reforming method can also be used for reforming paraffin (wax), heavy oil (Olinoko crude oil), sand oil, oil shell, etc., and heavy oil is fluidized at low temperature to light oil. be able to. In addition, the oil reforming method of the present invention is combined with the oil separation method described above, and even when oil is contained in a solid substance such as oil sand, the oil is melted and the solid is agglomerated and separated to obtain an oil component. Can be separated and recovered, and the recovered oil can be reformed and fluidized at a low temperature.

本発明の油改質方法は、燃料油に限らず、エンジンオイルなどの潤滑油、冷蔵庫やエアコンに使用されるコンプレッサーオイルなどの改質に用いてもよい。この油改質方法は、油を油分の溶融温度より高い温度に加温する加温工程と、前記油に、珪素及びカルシウムを含有する珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む油改質剤を添加し、前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して撹拌する改質工程と、を有し、前記油の摩擦抵抗を軽減させる。   The oil reforming method of the present invention is not limited to fuel oil, and may be used for reforming lubricating oil such as engine oil, compressor oil used in refrigerators and air conditioners. This oil reforming method includes a heating step of heating oil to a temperature higher than the melting temperature of the oil component, and an oil reforming comprising a silicon sol obtained by dissolving a silicon-containing solute containing silicon and calcium in an acid solvent. And a reforming step of stirring while maintaining the temperature of the oil at a temperature higher than the melting temperature of the oil, and reducing the frictional resistance of the oil.

この油改質方法は、加温工程において、オイルを90℃程度まで加温し、オイルに油改質剤を添加する。他の構成は、上記実施例と同様である。改質されたオイルは、適度な粘性を維持した上で流動性が向上し、摩擦抵抗が軽減されてエネルギーロスを大幅に軽減することができる。   In this oil reforming method, in the heating step, the oil is heated to about 90 ° C., and an oil modifier is added to the oil. Other configurations are the same as in the above embodiment. The modified oil can maintain fluidity while maintaining an appropriate viscosity, reduce frictional resistance, and greatly reduce energy loss.

本発明は、低コスト且つ簡易な方法によって、バイオディーゼル燃料の原料となる植物や動物性油脂、その他鉱油など油の流動性を向上させることが可能な油改質方法、その方法に用いられる油改質剤を提供するものとして有用である。   The present invention relates to an oil reforming method capable of improving the fluidity of oil such as plant oil, animal fats and other mineral oils as raw materials for biodiesel fuel by a low cost and simple method, and oil used in the method It is useful as a modifier.

Claims (11)

油の流動性を向上させる油改質方法であって、
前記油を油分の溶融温度より高い温度に加温する加温工程と、
前記油に、珪素及びカルシウムを含有する珪素含有溶質を酸溶媒に溶解した珪素ゾルを含む油改質剤を添加し、前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して撹拌する改質工程と、を有する油改質方法。
An oil reforming method for improving the fluidity of oil,
A heating step of heating the oil to a temperature higher than the melting temperature of the oil;
An oil modifier containing a silicon sol in which a silicon-containing solute containing silicon and calcium is dissolved in an acid solvent is added to the oil, and the temperature of the oil is maintained at a temperature higher than the melting temperature of the oil and stirred. And an oil reforming method.
前記改質工程において、油改質剤を添加した後に、前記油に酢酸を含有する酢酸含有液を添加することを特徴とする請求項1に記載の油改質方法。   The oil reforming method according to claim 1, wherein an acetic acid-containing liquid containing acetic acid is added to the oil after adding an oil modifier in the reforming step. 前記酢酸含有液が穀物酢、果実酢などの食物酢であることを特徴とする請求項2に記載の油改質方法。   The oil reforming method according to claim 2, wherein the acetic acid-containing liquid is food vinegar such as grain vinegar or fruit vinegar. 前記加温工程が前記油を70〜110℃に加温することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の油改質方法。   The oil reforming method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating step heats the oil to 70 to 110 ° C. 前記改質工程が、前記油の温度を油分の溶融温度より高い温度に維持して10〜30分間撹拌した後、静置して冷却することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の油改質方法。   The said modification | reformation process maintains the temperature of the said oil higher than the melting temperature of an oil component, and after stirring for 10 to 30 minutes, it leaves still and cools. The oil reforming method according to item. 請求項1乃至5の何れか一項に記載の油改質方法に用いられる油改質剤であって、
珪素含有物質とカルシウムを含むアルカリ性物質を混合し熱処理した珪素含有溶質を、酸溶媒に溶解した珪素ゾルからなる油改質剤。
An oil modifier used in the oil reforming method according to any one of claims 1 to 5,
An oil modifier comprising a silicon sol in which a silicon-containing solute obtained by mixing and heat-treating a silicon-containing substance and an alkaline substance containing calcium is dissolved in an acid solvent.
前記珪素含有溶質が前記珪素含有物質の熱融解点以下の温度で熱処理されたことを特徴とする請求項6に記載の油改質剤。   The oil modifier according to claim 6, wherein the silicon-containing solute is heat-treated at a temperature equal to or lower than a thermal melting point of the silicon-containing substance. 前記アルカリ性物質が炭酸カルシウム又は石灰からなる請求項6又は7に記載の油改質剤。   The oil modifier according to claim 6 or 7, wherein the alkaline substance comprises calcium carbonate or lime. 前記珪素含有溶質が、セメント、セメントの中間生成物、高炉スラグ、石炭灰の群から選ばれる1又は2以上の物質からなる請求項6に記載の油改質剤。   The oil modifier according to claim 6, wherein the silicon-containing solute comprises one or more substances selected from the group consisting of cement, cement intermediates, blast furnace slag, and coal ash. 前記酸溶媒が希塩酸からなる請求項6乃至9の何れか一項に記載の油改質剤。   The oil modifier according to any one of claims 6 to 9, wherein the acid solvent comprises dilute hydrochloric acid. 前記酸溶媒が、酢酸、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムの群から選ばれる1又は2以上のゲル化抑止剤を含有してなる請求項6乃至10の何れか一項に記載の油改質剤。   The oil modifier according to any one of claims 6 to 10, wherein the acid solvent contains one or more gelation inhibitors selected from the group consisting of acetic acid, ammonium acetate, and ammonium chloride.
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