WO2011089698A1 - Emulsified fuel and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Provided is an emulsified fuel of a residual oil-free oil, A heavy oil, or mixture thereof and water in a stabilized emulsified state without using a large amount of emulsifier. Emulsified fuel containing the residual oil-free oil, A heavy oil, or mixture thereof and water further contains C heavy oil in an amount that is 0.001 to 3 wt% of the total content of the residual oil-free oil, A heavy oil, and water. Emulsification of the residual oil-free oil, A heavy oil, water, and C heavy oil is preferably performed using a high-pressure agitator which has a pressurization means for pressurizing a liquid and a flow path for circulating the liquid pressurized by the pressurization means, and which agitates the liquid by circulation through the flow path.
Description
本発明は軽油、灯油、動植物油等の残油非含有油等と水とのエマルジョン燃料及びその製造方法に関する。
The present invention relates to an emulsion fuel of non-residue-containing oil, such as light oil, kerosene, animal and vegetable oil, and water, and a method for producing the same.
石化燃料に水を添加して乳化することで得られるエマルジョン燃料は、燃料使用量の低減に加え、煤塵や窒素酸化物の発生量が減少することから世界各国において検討が進められ、一部においては既に実用化の段階にある。
Emulsified fuel obtained by adding water to emulsified fuel and emulsifying it has been studied in various countries around the world because it reduces the amount of fuel used and reduces the generation of soot and nitrogen oxides. Is already in practical use.
しかし、水と油は親和性が低いため、エマルジョン燃料の乳化状態を安定化させるには乳化剤の使用が必要である。また、炭化水素分がより精製された軽油や灯油などの精製油では水との親和性はより低くなる。このため、精製度の高い油のエマルジョンほど多量の乳化剤が必要であり、例えば、軽油や灯油系エマルジョン燃料では５～２０重量％もの乳化剤が使用されていた。
However, since water and oil have low affinity, it is necessary to use an emulsifier to stabilize the emulsified state of the emulsion fuel. In addition, refined oils such as light oil and kerosene with a refined hydrocarbon content have a lower affinity with water. For this reason, an oil emulsion having a higher degree of purification requires a larger amount of emulsifier. For example, 5 to 20% by weight of an emulsifier is used in light oil or kerosene emulsion fuel.
乳化剤は一般に燃油と比較して格段に高価であり、乳化剤の大量使用はエマルジョンのコストパフォーマンスを低下させ、これが軽油や灯油系エマルジョン燃料の利用拡大を阻害する一因となっていた。
Emulsifiers are generally much more expensive than fuel oil, and the use of large amounts of emulsifiers reduces the cost performance of the emulsion, which is one factor that hinders the expansion of the use of light oil and kerosene emulsion fuel.
現状において要量及び安定性の面で最も優れた乳化剤としてlubrizol 10002（米国ルーブリゾール社製）が知られている。lubrizol 10002は、わずか３重量％の添加量で軽油や灯油系エマルジョンに実用に耐える程度の乳化安定性を与えることが可能であり、本発明者らが知る範囲で、最も広く使用されている乳化剤である。ただし、lubrizol 10002を用いた場合でも、乳化状態を不変に維持することは不可能であり、乳化から一定期間が経過すると乳化層が水分含有量の多い層と少ない層に分離するため、数日～数週間毎に軽く攪拌することが必要となっている。
At present, lubrizol® 10002 (manufactured by Lubrizol, USA) is known as the most excellent emulsifier in terms of required amount and stability. lubrizol 10002 can give emulsification stability to the extent that it can be practically used in light oil and kerosene emulsions with an addition amount of only 3% by weight, and is the most widely used emulsifier to the best of our knowledge. It is. However, even when lubrizol 10002 is used, it is impossible to keep the emulsified state unchanged, and after a certain period of time has passed since emulsification, the emulsified layer separates into a layer with a high water content and a layer with a low water content. It is necessary to stir lightly every few weeks.
上記のように、３重量％の乳化剤で使用可能な程度に乳化状態が安定化された軽油や灯油系エマルジョン燃料は既に実用されている。
As described above, light oil and kerosene emulsion fuel, in which the emulsified state is stabilized to the extent that it can be used with 3% by weight of an emulsifier, has already been put into practical use.
しかし、乳化剤の価格は軽油や灯油の５～１０倍などと極めて高価であるため、３重量％程度であってもエマルジョン燃料のコストに与える影響は小さくない。
However, since the price of the emulsifier is extremely expensive, such as 5 to 10 times that of light oil or kerosene, even if it is about 3% by weight, the effect on the cost of the emulsion fuel is not small.
従って、軽油や灯油等のエマルジョン燃料の利用拡大を図るためには、乳化剤の使用量を格段に低減させることが必要と考えられる。
Therefore, in order to expand the use of emulsion fuels such as light oil and kerosene, it is considered necessary to significantly reduce the amount of emulsifier used.
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、以下のいずれか１以上の目的を達成するものである。
The present invention has been made in view of the above situation, and achieves one or more of the following objects.
すなわち、本発明の目的は、乳化状態の良好なエマルジョン燃料及びその製造方法を提供することにある。
That is, an object of the present invention is to provide an emulsion fuel having a good emulsified state and a method for producing the same.
本発明の他の目的は、低コストのエマルジョン燃料及びその製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a low-cost emulsion fuel and a method for producing the same.
本発明の更に他の目的は、乳化剤の使用量が低減されたエマルジョン燃料及びその製造方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an emulsion fuel in which the amount of emulsifier used is reduced and a method for producing the same.
本発明の更に他の目的は、水分含有量の多い乳化層の分離を防止又は少なくとも抑制することが可能なエマルジョン燃料及びその製造方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide an emulsion fuel capable of preventing or at least suppressing the separation of an emulsion layer having a high water content, and a method for producing the same.
本発明は、残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水とを含有し、前記残油非含有油、前記Ａ重油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を更に含有することを特徴とするエマルジョン燃料（請求項１）、又は、残油非含有油と水とを含有するエマルジョン燃料であって、前記残油非含有油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を含有することを特徴とするエマルジョン燃料（請求項２）である。
The present invention comprises a non-residue oil or A heavy oil or a mixture thereof and water, and a C heavy oil of 0.001 to 3% by weight of the total content of the residual oil, the A heavy oil, and the water Further comprising an emulsion fuel (Claim 1), or an emulsion fuel containing a non-residual oil and water, wherein the total content of the non-residual oil and water is An emulsion fuel (claim 2) characterized by containing 0.001 to 3% by weight of C heavy oil.
本発明は、残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水を含有するエマルジョン燃料（以下、簡単のため、単に「水／油エマルジョン燃料」と言う場合がある）に少量のＣ重油を添加することで乳化状態が安定化するとの発見に基づくものである。
In the present invention, a small amount of C heavy oil is added to an emulsion fuel containing no residual oil or A heavy oil or a mixture thereof and water (hereinafter simply referred to as “water / oil emulsion fuel” for simplicity). This is based on the discovery that the emulsified state is stabilized.
本発明において、どのようなメカニズムにより上記効果が達成されるかは現時点では不明である。
In the present invention, it is unclear at this time how the above effect is achieved.
しかし、本発明では、どのような種類の乳化剤（界面活性剤）と比較しても、格段にわずかな量のＣ重油の添加によって極めて顕著な乳化安定化効果が達成されることから、乳化剤や界面活性剤とは別個のメカニズムが作用しているものと推定される。
However, in the present invention, an extremely significant emulsification stabilization effect is achieved by adding a very small amount of C heavy oil, compared to any type of emulsifier (surfactant). It is presumed that a mechanism separate from the surfactant is acting.
乳化状態が完全に安定ではない水／油エマルジョン燃料を静置すると、油や乳化剤の種類、含有量等によって、様々な態様で乳化状態が変化又は劣化する。例えば、乳化層が消滅して水層と油層の２層に分離する場合があり、ある量の乳化層が残ったままで水層又は油層又はその両方が乳化層から分離する場合があり、乳化層が水分含有量の多い層と少ない層に分離する場合もある。
When a water / oil emulsion fuel whose emulsified state is not completely stable is allowed to stand, the emulsified state changes or deteriorates in various modes depending on the type and content of the oil and emulsifier. For example, the emulsified layer may disappear and be separated into two layers, an aqueous layer and an oil layer, and the water layer and / or the oil layer may be separated from the emulsified layer while a certain amount of the emulsified layer remains, May separate into a layer with a high water content and a layer with a low water content.
これらのうち、燃料としての品質の面では、着火不良やエンジン停止等の原因となり得る水層の分離や水分含有量の多い乳化層の分離を抑止することが特に重要である。これに対して、油層の分離のみであれば、分離する油量が一定以下である限り、燃料品質に甚大な悪影響は生じない場合が多いと考えられる。
Among these, in terms of quality as a fuel, it is particularly important to prevent separation of an aqueous layer and an emulsified layer having a high water content, which may cause poor ignition and engine stoppage. On the other hand, if only the oil layer is separated, as long as the amount of oil to be separated is below a certain level, it is considered that there is often no significant adverse effect on the fuel quality.
水／油エマルジョンにおけるＣ重油の添加は、様々な種類の残油非含有油及びＡ重油について、上記の多くの態様の乳化状態の変化乃至劣化を抑制する効果を有するが、本発明者らの検討により、特に、水層の分離や水分含有量の多い乳化層の分離を抑制する効果が高いことが確認されている。
The addition of C heavy oil in the water / oil emulsion has the effect of suppressing the change or deterioration of the emulsified state in many aspects described above for various types of residual oil-free oil and A heavy oil. Examination has confirmed that the effect of suppressing the separation of the aqueous layer and the separation of the emulsified layer having a high water content is particularly high.
本発明では上記のように優れた乳化安定化効果が達成され、更に、本発明で使用されるＣ重油は残油非含有油やＡ重油よりも安価であることから、本発明は、低価格で高品質の水／油エマルジョン燃料を提供するものと言える。
In the present invention, an excellent emulsion stabilizing effect is achieved as described above, and further, the C heavy oil used in the present invention is cheaper than the residual oil-free oil and the A heavy oil, and therefore the present invention is inexpensive. It can be said that it provides high quality water / oil emulsion fuel.
本発明におけるＣ重油の含有量は、残油非含有油、Ａ重油及び水の総含有量の０．００１～３重量％である。
The content of C heavy oil in the present invention is 0.001 to 3% by weight of the total content of oil not containing residual oil, A heavy oil and water.
本発明では、Ｃ重油は極めて微量の添加で乳化状態を顕著に安定させる効果が発現し、ある程度過剰に添加した場合でも特別に致命的な問題を生じる訳ではないことが実験的に確認されている。
In the present invention, it has been experimentally confirmed that C heavy oil exhibits an effect of remarkably stabilizing the emulsified state when added in a very small amount, and does not cause a particularly fatal problem even when added in an excessive amount. Yes.
しかし、Ｃ重油の添加量を増加させていくと、油層に分離する油量が増加する場合があり、また、Ｃ重油の添加量が増加すれば、残油非含有油等が有する燃焼特性等が変化し、或いは、規格区分が変わってしまうことも考えられる。更に、ケースによっては、上限値のみを定め、下限値を定めない範囲の限定を含むことで発明が不明確と判断される場合もある。
However, if the amount of C heavy oil added is increased, the amount of oil separated into the oil layer may increase, and if the amount of C heavy oil added is increased, the combustion characteristics, etc. possessed by non-residual oil etc. May change or the standard classification may change. Further, depending on the case, the invention may be determined to be unclear by including only the upper limit value and the limitation of the range where the lower limit value is not set.
本発明におけるＣ重油の含有量の範囲（０．００１～３重量％）はこれらを考慮して定めたものであり、その上限値及び下限値に臨界的意味は無い。本発明におけるＣ重油の含有量の他の好ましい下限値は０．０１重量％であり、更に他の好ましい下限値は０．０５重量％である。本発明におけるＣ重油の含有量の他の好ましい上限値は２重量％であり、更に他の好ましい上限値は１重量％であり、更に他の好ましい上限値は０．６重量％である。
The content range (0.001 to 3% by weight) of C heavy oil in the present invention is determined in consideration of these, and the upper limit value and the lower limit value have no critical meaning. Another preferable lower limit of the content of C heavy oil in the present invention is 0.01% by weight, and still another preferable lower limit is 0.05% by weight. Another preferable upper limit of the content of C heavy oil in the present invention is 2% by weight, yet another preferable upper limit is 1% by weight, and still another preferable upper limit is 0.6% by weight.
本願における「油」は、動植物、鉱物などからとれる水と相分離する可燃性の物質を言う。本願における「原油」は、未精製の石油を言う。本願における「残油」は、原油を蒸留した残りの油であり、常圧蒸留残油及び減圧蒸留残油を含む。
“Oil” in the present application refers to a flammable substance that is phase-separated from water taken from animals and plants, minerals, and the like. “Crude oil” in this application refers to unrefined petroleum. The “residual oil” in the present application is a residual oil obtained by distilling crude oil, and includes an atmospheric distillation residual oil and a vacuum distillation residual oil.
本願における「Ｃ重油」は、残油又は残油を主要成分とし、５０℃における動粘度が５０ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）以上であり、比重が０．８７以上の油製品を言う。本願の「Ｃ重油」は、JIS K 2205 1991の３種の規定を満たす油を含む。
“C heavy oil” in the present application refers to an oil product having a residual oil or residual oil as a main component, a kinematic viscosity at 50 ° C. of 50 cSt (mm 2 / s) or more, and a specific gravity of 0.87 or more. The “C heavy oil” of the present application includes oil that satisfies the three types of JIS K 2205 1991.
本願における「残油非含有油」は、残油を実質的に含まない油を言う。本願の「残油非含有油」における残油の含有量は、例えば、０．１重量％未満であり、或いは、０．０１重量％未満であり、或いは、０．００１重量%未満である。本願の「残油非含有油」には、原油を蒸留・精製することにより残油が除去された軽油、灯油、ガソリンなどの石油系油や、原油を原料としないために当初から残油を実質的に含有しない動植物油、バイオディーゼル燃料などの非石油系油が含まれる。本発明による乳化安定化効果は、残油非含有油において特に顕著に発現することが実験的に確認されている。
In this application, “residual oil-free oil” refers to oil that does not substantially contain residual oil. The content of the residual oil in the “non-residual oil” of the present application is, for example, less than 0.1% by weight, alternatively less than 0.01% by weight, or less than 0.001% by weight. In the “non-residual oil” of the present application, oil-based oils such as light oil, kerosene, gasoline, etc., from which residual oil has been removed by distillation and refining of crude oil, and residual oil from the beginning because crude oil is not used as a raw material. Non-petroleum oils such as animal and vegetable oils and biodiesel fuel that are not substantially contained are included. It has been experimentally confirmed that the emulsification stabilization effect according to the present invention is particularly prominent in residual oil not containing oil.
本願における「Ａ重油」は、JIS K 2205 1991の１種の規定を満たす油を言う。Ａ重油の正確な組成は本願の出願時点で本発明者らに不明であるため、「Ａ重油」が「残油非含有油」に含まれるか否かは出願人に不明である。しかし、いずれにしても、本発明による乳化安定化効果はＡ重油においても確かに発現することが実験的に確認されている。
“A heavy oil” in this application refers to oil that satisfies one type of JIS K 2205 1991. The exact composition of A heavy oil is unknown to the present inventors at the time of filing of the present application, and therefore it is unknown to the applicant whether or not “A heavy oil” is included in “residue-free oil”. However, in any case, it has been experimentally confirmed that the effect of stabilizing the emulsion according to the present invention is surely exhibited even in the A heavy oil.
本願における「水」には、水道水、蒸留水、精製水、イオン交換水、アルカリ水、酸性水、純水、超純水などが含まれる。
“Water” in the present application includes tap water, distilled water, purified water, ion-exchanged water, alkaline water, acidic water, pure water, ultrapure water, and the like.
「エマルジョン燃料」には、油の連続層に水滴が分散するＷ／Ｏタイプや水の連続層に油滴が分散するＯ／Ｗタイプなどがあるが、本願の「エマルジョン」は、これらを含むすべてのタイプのエマルジョン燃料を含む。「エマルジョン燃料」は、保管の状態や期間等によって部分的に乳化状態が解消し、水層や油層が分離する場合がある。しかし、分離した水層や油層を有していても、残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水を含有するとともに０．００１～３重量％のＣ重油を含有し、乳化状態の部分が残っているのであれば、その全体が本発明の「エマルジョン燃料」である。
“Emulsion fuel” includes a W / O type in which water droplets are dispersed in a continuous layer of oil and an O / W type in which oil droplets are dispersed in a continuous layer of water. Includes all types of emulsion fuel. The “emulsion fuel” may partially lose its emulsified state depending on the storage state, period, etc., and the water layer and oil layer may be separated. However, even if it has a separated water layer or oil layer, it contains oil that does not contain residual oil or A heavy oil or a mixture thereof and water, and contains 0.001 to 3% by weight of C heavy oil, Is left as a whole, it is the “emulsion fuel” of the present invention.
本発明のエマルジョン燃料における残油非含有油とＡ重油の総含有量と水の含有量の重量比は好ましくは９５：５～６０：４０であり、より好ましくは９０：１０～７０：３０の範囲であり、特に好ましくは９５：１５～７５：２５である。
In the emulsion fuel of the present invention, the weight ratio of the total content of non-residual oil and A heavy oil to the content of water is preferably 95: 5 to 60:40, more preferably 90:10 to 70:30. The range is particularly preferably 95:15 to 75:25.
本発明のエマルジョン燃料は、残油非含有油、Ａ重油、水及びＣ重油以外の他の成分を含有することが可能である。そのような他の成分には、乳化剤、界面活性剤、分散剤、防錆剤、防酸化剤、消泡剤、香料、着色料等、何らかの目的をもって意図的に添加される成分は勿論、不純物や不可避成分などの意図的にではなく含有する成分も含まれる。
The emulsion fuel of the present invention can contain components other than the residual oil-free oil, A heavy oil, water and C heavy oil. Such other components include not only components intentionally added for any purpose, such as emulsifiers, surfactants, dispersants, rust inhibitors, antioxidants, antifoaming agents, fragrances, and coloring agents, but also impurities. Ingredients which are not intentionally included such as unavoidable ingredients are also included.
本発明では、乳化剤を更に含有すること（請求項４）が好ましい。
In the present invention, it is preferable to further contain an emulsifier (claim 4).
かかる発明では、乳化状態が更に安定したエマルジョン燃料を得ることができる。
In such an invention, an emulsion fuel having a more stable emulsified state can be obtained.
一般に「乳化剤」は、陰イオン乳化剤、陽イオン乳化剤、非イオン乳化剤、両性イオン乳化剤などの種類が知られているが、本願の「乳化剤」はそのすべてを含む。乳化剤は、界面活性剤と呼ばれることもあるが、どのような名称が付されているかは問わない。本発明において特に好適に使用することができる乳化剤としては、非イオン性界面活性剤を挙げることができる。
Generally, “emulsifiers” are known to be of an anionic emulsifier, a cationic emulsifier, a nonionic emulsifier, an amphoteric emulsifier, etc., and the “emulsifier” of the present application includes all of them. The emulsifier is sometimes called a surfactant, but it does not matter what name it is given. Examples of emulsifiers that can be particularly preferably used in the present invention include nonionic surfactants.
本発明では、下式（１）で求められるＨＬＢ値が２～１５の乳化剤を使用することが好ましい。
ＨＬＢ＝（Σ無機性値／Σ有機性値）×１０ （１） In the present invention, it is preferable to use an emulsifier having an HLB value of 2 to 15 determined by the following formula (1).
HLB = (Σinorganic value / Σorganic value) × 10 (1)
ＨＬＢ＝（Σ無機性値／Σ有機性値）×１０ （１） In the present invention, it is preferable to use an emulsifier having an HLB value of 2 to 15 determined by the following formula (1).
HLB = (Σinorganic value / Σorganic value) × 10 (1)
上記式（１）に示されるＨＬＢ値は、小田らによるＨＬＢ算出方法として、当業者において広く知られていられるものである（小田良平ほか、”界面活性剤の合成とその応用”、槇書店（１９６４））。ここで、反応性非イオン界面活性剤中の各置換基における上記「無機性値」、「有機性値」としては、下記表１に示す藤田らの提唱した有機概念図に基づいた値（甲田善生：”有機概念図―基礎と応用―”、三共出版（１９８５），桂博二：油化学、３６（１２）、９６１（１９８７）)を用い、小田らによる上記数式（１）によりＨＬＢ値を算出する。
The HLB value shown in the above formula (1) is widely known to those skilled in the art as an HLB calculation method by Oda et al. (Ryohei Oda et al., “Synthesis and application of surfactants”, Tsuji Shoten ( 1964)). Here, as the “inorganic value” and “organic value” in each substituent in the reactive nonionic surfactant, values based on the organic conceptual diagram proposed by Fujita et al. Yoshio: “Organic Conceptual Diagram-Fundamentals and Applications”, Sankyo Publishing (1985), Hiroshi Katsura: Yukagaku, 36 (12), 961 (1987)), using the above formula (1) by Oda et al. Is calculated.
本発明では、Ｃ重油を含有することにより、極めて多様な乳化剤及び多様な残油非含有油及びＡ重油について、乳化安定効果を飛躍的に増大させることが可能である。そのため、本発明では、水／残油非含有油エマルジョンにおける乳化剤の必要含有量を飛躍的に減少させることが可能である。エマルジョン燃料のコスト低減のためには乳化剤の含有量は少ないほど望ましいことから、本発明における乳化剤の好ましい含有量は、残油非含有油、Ａ重油及び水の総含有量の３重量％未満であり、更に好ましくは２重量％未満であり、特に好ましくは１重量％未満であり、最も好ましくは０．５重量％未満である。
In the present invention, by containing C heavy oil, it is possible to dramatically increase the emulsification stability effect for a wide variety of emulsifiers, various residual oil-free oils, and A heavy oil. Therefore, in the present invention, the required content of emulsifier in the water / residual oil-free oil emulsion can be dramatically reduced. In order to reduce the cost of the emulsion fuel, it is desirable that the content of the emulsifier is as low as possible. Therefore, the preferable content of the emulsifier in the present invention is less than 3% by weight of the total content of the oil containing no residual oil, heavy oil A and water. More preferably less than 2% by weight, particularly preferably less than 1% by weight, most preferably less than 0.5% by weight.
本発明は、残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水とを含有し、前記残油非含有油、前記Ａ重油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を更に含有するエマルジョン燃料の製造方法であって、液体を加圧する加圧手段と、前記加圧手段により加圧された液体が通過する流路とを有し、液体が前記流路を通過する際に攪拌される高圧攪拌装置を用いて軽質油、水及びＣ重油の乳化が行われることを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法（請求項７）である。
The present invention comprises a non-residue oil or A heavy oil or a mixture thereof and water, and a C heavy oil of 0.001 to 3% by weight of the total content of the residual oil, the A heavy oil, and the water A method for producing an emulsion fuel further comprising: a pressurizing unit that pressurizes a liquid; and a channel through which the liquid pressurized by the pressurizing unit passes, and the liquid passes through the channel. A method for producing an emulsion fuel, characterized in that light oil, water and C heavy oil are emulsified using a high-pressure agitator that is stirred at the time.
この発明では、高圧攪拌装置を用いた攪拌が行われるため、エマルジョン燃料の乳化状態を一層安定化させることが可能である。
In the present invention, since the stirring is performed using the high-pressure stirring device, the emulsified state of the emulsion fuel can be further stabilized.
本願における「高圧攪拌装置」は、液体を加圧する加圧手段と、前記加圧手段により加圧された液体が通過する流路とを有し、前記流路を通過させることで液体を攪拌する攪拌装置を言う。本発明の加圧手段による加圧は、２０ＭＰａ以上であることが好ましく、３０ＭＰａ以上であることがより好ましく、５０ＭＰａ以上であることが更に好ましく、８０ＭＰａ以上であることが特に好ましい。本発明の加圧手段により加圧された液体の流路中での流速は、３０ｍ／秒以上であることが好ましく、５０ｍ／秒以上であることがより好ましく、１００ｍ／秒以上であることが特に好ましい。
The “high pressure stirring device” in the present application includes a pressurizing unit that pressurizes a liquid and a flow path through which the liquid pressurized by the pressurizing unit passes, and stirs the liquid by passing through the flow path. Say stirrer. The pressurization by the pressurizing means of the present invention is preferably 20 MPa or more, more preferably 30 MPa or more, further preferably 50 MPa or more, and particularly preferably 80 MPa or more. The flow rate of the liquid pressurized by the pressurizing means of the present invention in the flow path is preferably 30 m / second or more, more preferably 50 m / second or more, and 100 m / second or more. Particularly preferred.
本発明の「高圧攪拌装置」には、以下に定義されるナノマイザー装置及びホモゲナイザー装置が含まれる。
The “high-pressure stirring device” of the present invention includes a nanomizer device and a homogenizer device defined below.
「ナノマイザー装置」は、流路の断面積Ｓが１ｍｍ２以下であり、アスペクト比Ｒ（流路断面積Ｓを流路長Ｌで除した値）が１０ｍｍ－１以上の高圧攪拌装置を言う。ナノマイザー装置では、液体が流路を通過する際に生じるキャビテーションや剪断力により液体が攪拌され、及び／又は、液体中の粒子（液滴）が微細化及び／又は高分散化されるものと考えられる。ナノマイザー装置の流路は、直線状であっても良く、湾曲、屈曲又は分岐したものでも良い。
“Nanomizer device” refers to a high-pressure stirring device having a cross-sectional area S of a flow path of 1 mm 2 or less and an aspect ratio R (a value obtained by dividing the flow-path cross-sectional area S by a flow path length L) of 10 mm −1 or more. In the nanomizer device, it is considered that the liquid is agitated by cavitation and shear force generated when the liquid passes through the flow path, and / or particles (droplets) in the liquid are refined and / or highly dispersed. It is done. The channel of the nanomizer device may be linear, or may be curved, bent or branched.
流路の断面積Ｓ及びアスペクト比Ｒは、Ｓ≦１ｍｍ２、Ｒ≧１０ｍｍ－１であることが好ましく、Ｓ≦０．５ｍｍ２、Ｒ≧５０ｍｍ－１であることがより好ましく、Ｓ≦０．１ｍｍ２、Ｒ≧１００ｍｍ－１であることが特に好ましい。流路長Ｌは２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることが特に好ましい。
The cross-sectional area S and the aspect ratio R of the flow path are preferably S ≦ 1 mm 2 and R ≧ 10 mm −1 , more preferably S ≦ 0.5 mm 2 and R ≧ 50 mm −1 , and S ≦ 0. It is particularly preferable that 1 mm 2 and R ≧ 100 mm −1 . The flow path length L is preferably 2 mm or more, and particularly preferably 3 mm or more.
なお、流路の断面積Ｓは全長に渡って一定である必要はなく、その場合は、平均断面積（断面積の流路の長さ方向での積分値をＬで除した値）をＡＳ、アスペクト比Ｒ＝Ｌ／ＡＳとして、ＡＳ≦１ｍｍ２、Ｒ≧１０ｍｍ－１であることが好ましく、ＡＳ≦０．５ｍｍ２、Ｒ≧５０ｍｍ－１であることがより好ましく、ＡＳ≦０．１ｍｍ２、Ｒ≧１００ｍｍ－１であることが特に好ましい。流路は、湾曲、屈曲又は分岐したものでも良い。
The cross-sectional area S of the flow path does not need to be constant over the entire length, and in that case, the average cross-sectional area (the value obtained by dividing the integral value of the cross-sectional area in the length direction of the flow path by L) is AS. As aspect ratio R = L / AS, AS ≦ 1 mm 2 and R ≧ 10 mm −1 are preferable, AS ≦ 0.5 mm 2 and R ≧ 50 mm −1 are more preferable, and AS ≦ 0.1 mm. 2 , R ≧ 100 mm −1 is particularly preferred. The flow path may be curved, bent or branched.
図１（Ａ）は、例示的なナノマイザー装置１の構成を示す説明図である。
FIG. 1A is an explanatory diagram showing a configuration of an exemplary nanomizer device 1.
ナノマイザー装置１は、金属製のハウジング２と、攪拌効果が発生する部位であるジェネレータ３をネジ締め等による左右からの押圧力により保持する保持質４と、外部配管と接続するためのカプラー５、６と、保持質４とカプラー５、６を接続する流入路７及び流出路８を有している。
The nanomizer device 1 includes a metal housing 2, a retainer 4 that holds a generator 3, which is a part where a stirring effect is generated, by pressing force from the left and right by screwing or the like, a coupler 5 for connecting to external piping, 6 and an inflow path 7 and an outflow path 8 for connecting the retaining material 4 and the couplers 5 and 6.
上記ナノマイザー装置１の入口側カプラー５には、処理対象の液体（残油非含有油、水及びＣ重油を含有する液体など）を貯留する容器９が配管１０により接続され、高圧ポンプ１１で加圧された液体がナノマイザー装置１に送り込まれるようになっており、出口側カプラー６には配管１２が接続され、ジェネレータ３で攪拌された液体が容器１３に貯留される。なお、容器９は、必要に応じて処理対象の液体の混合状態に保つためのミキサー１４を有することができる。
The inlet-side coupler 5 of the nanomizer device 1 is connected to a container 9 for storing a liquid to be treated (such as oil containing no residual oil, water and liquid containing C heavy oil) by a pipe 10, and is added by a high-pressure pump 11. The pressurized liquid is fed into the nanomizer device 1, a pipe 12 is connected to the outlet side coupler 6, and the liquid stirred by the generator 3 is stored in the container 13. In addition, the container 9 can have the mixer 14 for maintaining the mixed state of the liquid to be processed as necessary.
図１（Ｂ）は、ナノマイザー装置１で使用されるシンプルな構造のジェネレータ３ａを示す説明図である。
FIG. 1B is an explanatory diagram showing a generator 3 a having a simple structure used in the nanomizer device 1.
ジェネレータ３ａでは、その中央付近に流路断面積Ｓａ、流路長Ｌａの直線状の流路（細管）３０ａが形成されている。流路３０ａの断面形状は、円形、楕円、多角形など、任意である。
In the generator 3a, a linear channel (narrow tube) 30a having a channel cross-sectional area Sa and a channel length La is formed near the center thereof. The cross-sectional shape of the flow path 30a is arbitrary, such as a circle, an ellipse, and a polygon.
このような直線状の流路３０ａを有するナノマイザー装置１では、液体と管壁の間に生じるキャビテーションや管壁からの距離による流速差によって生じる剪断力などにより、流路３０ａを通過する液体が攪拌され、及び／又は、液体中の粒子（液滴）が微細化及び／又は高分散化される。
In the nanomizer device 1 having such a linear flow path 30a, the liquid passing through the flow path 30a is agitated by cavitation generated between the liquid and the tube wall or shearing force generated by a flow velocity difference depending on the distance from the tube wall. And / or particles (droplets) in the liquid are refined and / or highly dispersed.
「ホモゲナイザー装置」は、粒子が分散した液体を加圧して流路に通すことで高速化し、高速化した液体を相互に及び／又は壁面に衝突させることで液体を攪拌し、及び／又は、液体中の粒子（液滴）を微細化及び／又は高分散化する装置を言う。
“Homogenizer device” increases the speed by pressurizing the liquid in which particles are dispersed and passing it through the flow path, stirs the liquid by colliding the accelerated liquid with each other and / or the wall surface, and / or the liquid An apparatus that refines and / or highly disperses particles (droplets) therein.
図２（Ａ）は、例示的なホモゲナイザー装置２０（吉田機械興業株式会社製）の構成を示す説明図であり、図２（Ｂ）には、バルブ２４周辺の構造が拡大して示されている。
FIG. 2A is an explanatory diagram showing the configuration of an exemplary homogenizer device 20 (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), and FIG. 2B shows the structure around the valve 24 in an enlarged manner. Yes.
図示のように、ホモゲナイザー装置２０は、その本体であるホモバルブ２１と、処理対象の液体（残油非含有油、水及びＣ重油を含有する液体など）を昇圧してホモバルブ２１に供給する高圧ポンプ２２を備えている。
As shown in the figure, the homogenizer device 20 includes a homovalve 21 that is a main body thereof, and a high-pressure pump that pressurizes the liquid to be treated (such as liquid containing no residual oil, water and C heavy oil) and supplies the pressure to the homovalve 21. 22 is provided.
ホモバルブ２１は、高圧ポンプ２２からの液体の供給を受ける配管２３ａが形成されたバルブシート２３と、配管２３ａの開口２３ｂを塞ぐ位置でバルブシート２３に当接するバルブ２４と、開口２３ｂ及びバルブ２４を囲繞するインパクトリング２５と、バルブ２４をバルブシート２３に向けて付勢するためのネジ２６、スプリング２７、プランジャー２８を有している。
The homo valve 21 includes a valve seat 23 in which a pipe 23a that receives supply of liquid from the high-pressure pump 22 is formed, a valve 24 that contacts the valve seat 23 at a position that closes the opening 23b of the pipe 23a, and the opening 23b and the valve 24. It has an impact ring 25 that surrounds, a screw 26 for urging the valve 24 toward the valve seat 23, a spring 27, and a plunger 28.
上記ホモゲナイザー装置２０では、配管２３ａの液体の圧力とネジ２６のネジ締めによりバルブ２４に印加される付勢力が拮抗することでバルブシート２３とバルブ２４の間に微少間隙（流路）２９が形成される。開口２３ｂからの液体は、バルブ２４に衝突した後に、この微小間隙２９を高速噴流となって半径方向外方に拡散し、インパクトリング２５の内壁２５ｂに衝突する。
In the homogenizer device 20, a minute gap (flow path) 29 is formed between the valve seat 23 and the valve 24 by antagonizing the pressure of the liquid in the pipe 23 a and the biasing force applied to the valve 24 by tightening the screw 26. Is done. After the liquid from the opening 23 b collides with the valve 24, the minute gap 29 becomes a high-speed jet, diffuses radially outward, and collides with the inner wall 25 b of the impact ring 25.
ホモゲナイザー装置２０では、液体がバルブ２４、インパクトリング２５と衝突し、微小間隙２９を通過する際に液体が攪拌され、及び／又は、液体中の粒子（液滴）が微細化及び／又は高分散化される。処理後の液体は、インパクトリング２５に形成された排出口２５ａから排出される。
In the homogenizer device 20, the liquid collides with the valve 24 and the impact ring 25, the liquid is agitated when passing through the minute gap 29, and / or particles (droplets) in the liquid are refined and / or highly dispersed. It becomes. The treated liquid is discharged from an outlet 25a formed in the impact ring 25.
ホモゲナイザー装置２０における攪拌条件（微細化及び／又は高分散化の条件）は、高圧ポンプ２２の圧力とネジ２７の締め条件により調整することが可能である。
Stirring conditions (miniaturization and / or high dispersion conditions) in the homogenizer device 20 can be adjusted by the pressure of the high-pressure pump 22 and the tightening conditions of the screws 27.
本発明は、残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水とを含有し、前記残油非含有油、前記Ａ重油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を更に含有するエマルジョン燃料の製造方法であって、残油非含有油又はＡ重油又はその混合物とＣ重油を混合する第１工程と、前記第１工程における混合液に水を添加して攪拌する第２工程とを有することを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法（請求項８）である。
The present invention comprises a non-residue oil or A heavy oil or a mixture thereof and water, and a C heavy oil of 0.001 to 3% by weight of the total content of the residual oil, the A heavy oil, and the water A first step of mixing a non-residue-containing oil or A heavy oil or a mixture thereof and C heavy oil, and adding water to the mixture in the first step and stirring the emulsion fuel A method for producing an emulsion fuel (claim 8).
この発明では、残油非含有油にＣ重油を混合（溶解）した後に水との乳化を行うことにより、Ｃ重油成分の偏りを少なくすることができ、より安定した乳化状態を得ることが可能となる。乳化剤を更に含有するエマルジョン燃料の場合であれば、第１工程において残油非含有油、Ｃ重油及び乳化剤を混合することが好ましい。
In this invention, the C heavy oil is mixed (dissolved) in the residual oil-free oil and then emulsified with water, so that the bias of the C heavy oil component can be reduced and a more stable emulsified state can be obtained. It becomes. In the case of an emulsion fuel further containing an emulsifier, it is preferable to mix the residual oil-free oil, C heavy oil and the emulsifier in the first step.
図３は、以下の実験においてナノマイザー装置１に装着した衝突型ジェネレータ３ｂの構成を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the collision generator 3b attached to the nanomizer device 1 in the following experiment.
図３（Ａ）に示されるように、このジェネレータ３ｂは、第１流路素子３４、２枚の第２流路素子３５、３６及び第３流路素子３７を有している。
As shown in FIG. 3A, the generator 3b includes a first flow path element 34, two second flow path elements 35 and 36, and a third flow path element 37.
第１～第３流路素子３４～３７は、平面形状が略正方形状の焼結ダイヤモンド製基板Ｓ１～Ｓ４と、その外周に一体に嵌着された金属製リング部材Ｒ１～Ｒ４で構成されている。
The first to third flow path elements 34 to 37 are composed of sintered diamond substrates S1 to S4 having a substantially square planar shape, and metal ring members R1 to R4 that are integrally fitted to the outer periphery thereof. Yes.
第１流路素子３４の基板Ｓ１は、相互に所定距離Ｄ１だけ離間した位置に所定半径ｒ１の２つの貫通孔３４ａ、３４ｂを有し、第２流路素子３５、３６の基板Ｓ２、Ｓ３は、幅寸法ｗがｒ１と同程度で長さＤ２がＤ１と同程度の長孔３５ａ、３６ａを有し、第３流路素子３７の基板Ｓ４は、Ｄ１と同程度の距離だけ離間した位置にｒ１の３倍程度の半径ｒ２を有する貫通孔３７ａ、３７ｂを有しており、第１～第３流路素子３４～３６の金属製リング部材Ｒ１～Ｒ４には４個のピン挿入孔Ｐが周方向に等間隔に形成されている。
The substrate S1 of the first flow path element 34 has two through holes 34a and 34b having a predetermined radius r1 at positions separated from each other by a predetermined distance D1, and the substrates S2 and S3 of the second flow path elements 35 and 36 are The substrate S4 of the third flow path element 37 is located at a position separated by the same distance as D1, and has the long holes 35a and 36a whose width dimension w is about the same as r1 and the length D2 is about the same as D1. There are through holes 37a and 37b having a radius r2 that is about three times r1, and four pin insertion holes P are formed in the metal ring members R1 to R4 of the first to third flow path elements 34 to 36. It is formed at equal intervals in the circumferential direction.
図３（Ｂ）は、第１～第３流路素子３４～３７を組み立てることで構成されたジェネレーター３ｂを断面視で示している。図示のように、貫通孔３４ａ、３４ｂが長孔３５ａの両端にそれぞれ連通し、長孔３５ａと長孔３６ａは相互の交差位置で連通し、長孔３６ａの両端が貫通孔３７ａ、３７ｂにそれぞれ連通するように、ピン挿入孔Ｐに挿入されたピンで相互に位置決めされた状態で第１～第３流路素子３４～３７が積層されている。
FIG. 3B shows the generator 3b configured by assembling the first to third flow path elements 34 to 37 in a cross-sectional view. As illustrated, the through holes 34a and 34b communicate with both ends of the long hole 35a, the long hole 35a and the long hole 36a communicate with each other at the crossing positions, and both ends of the long hole 36a communicate with the through holes 37a and 37b, respectively. The first to third flow path elements 34 to 37 are stacked so as to communicate with each other with pins inserted into the pin insertion holes P so as to communicate with each other.
上記ジェネレータ３ｂでは、４つの流路（細管）３０ｂ、即ち、（１）貫通孔３４ａから入り、長孔３５ａ及び３６ａを経て貫通孔３７ａからに抜けるルートの流路３０ｂと、（２）貫通孔３４から入り、長孔３５ａ及び３６ａを経て貫通孔３７ｂに抜けるルートの流路３０ｂと、（３）貫通孔３４ｂから入り、長孔３５ａ及び３６ａを経て貫通孔３７ａに抜けるルートの流路３０ｂと、（４）貫通孔３４ｂに入り、長孔３５ａ及び３６ａを経て貫通孔３７ｂに抜けるルートの流路３０ｂが形成されることになる。
In the generator 3b, four flow paths (narrow tubes) 30b, that is, (1) a flow path 30b of a route that enters from the through hole 34a and exits from the through hole 37a through the long holes 35a and 36a, and (2) the through hole 34, a flow path 30b of a route entering from the through hole 37b through the long holes 35a and 36a, and (3) a flow path 30b of the route entering from the through hole 34b to the through hole 37a through the long holes 35a and 36a. (4) The flow path 30b of the route that enters the through hole 34b and passes through the long holes 35a and 36a to the through hole 37b is formed.
上記ジェネレータ３ｂでは、貫通孔３４ａ、３４ｂ、３７ａ、３７ｂ及び長孔３５ａ、３６ａで液体が直進する際にジェネレータ３ａと同様のキャビテーションや剪断力により液体中の粒子が微細化及び／又は高分散化される。更に、貫通孔３４ａ、３４ｂの液体が流路素子３６の表面に衝突する際や、長孔３５ａ、３６ａが交差する位置で液体同士が衝突する際の衝撃力等によっても液体中の粒子が微細化及び／又は高分散化される。
In the generator 3b, when the liquid goes straight through the through holes 34a, 34b, 37a, 37b and the long holes 35a, 36a, particles in the liquid are refined and / or highly dispersed by the same cavitation and shearing force as the generator 3a. Is done. Further, when the liquid in the through holes 34a and 34b collides with the surface of the flow path element 36, or when the liquid collides with each other at the position where the long holes 35a and 36a intersect, the particles in the liquid are fine. And / or high dispersion.
ジェネレータ３ｂにおける流路３０ｂの流路断面積Ｓｂ及び流路長Ｌｂは、第１～第３流路素子３４～３７の板厚、貫通孔３４ａ、３４ｂ、３７ａ、３７ｂの径ｒ１、ｒ２、長孔３５ａ、３６ａの幅Ｗ及び長さＤ１、Ｄ２により設定することができる。下記の実験では、上記４つのいずれの流路３０ｂにおいても流路断面積Ｓｂが０．０１１３～０．０１３６ｍｍ２（内径０．１２～０．１３ｍｍφ）、流路長Ｌｂが３．８ｍｍ、アスペクト比Ｒ＝２７．９～３３．６ｍｍ－１のジェネレータ３ｂを使用した。
The flow path cross-sectional area Sb and the flow path length Lb of the flow path 30b in the generator 3b are the plate thicknesses of the first to third flow path elements 34 to 37, the diameters r1 and r2, and the lengths of the through holes 34a, 34b, 37a and 37b. It can be set by the width W and the lengths D1 and D2 of the holes 35a and 36a. In the following experiment, in any of the four channels 30b, the channel cross-sectional area Sb is 0.0113 to 0.0136 mm 2 (inner diameter 0.12 to 0.13 mmφ), the channel length Lb is 3.8 mm, the aspect A generator 3b with a ratio R = 27.9-33.6 mm −1 was used.
以下の実験では、下記の材料及び機器を使用した。
＜使用材料＞
１．残油非含有油
・軽油：東燃ゼネラル石油株式会社製シナジーディーゼル
・灯油：新日本石油株式会社製ENEOS灯油
・植物油：日清オイリオ株式会社製サラダ油
・バイオディーゼル燃料：不二製油株式会社製精製パーム油からの合成品 In the following experiments, the following materials and equipment were used.
<Materials used>
1. Non-residual oil and light oil: Synergy diesel and kerosene manufactured by TonenGeneral Sekiyu KK: ENEOS kerosene and vegetable oil manufactured by Shin Nippon Oil Co., Ltd .: Salad oil and biodiesel fuel manufactured by Nisshin Oillio Co., Ltd. Synthetic product from oil
＜使用材料＞
１．残油非含有油
・軽油：東燃ゼネラル石油株式会社製シナジーディーゼル
・灯油：新日本石油株式会社製ENEOS灯油
・植物油：日清オイリオ株式会社製サラダ油
・バイオディーゼル燃料：不二製油株式会社製精製パーム油からの合成品 In the following experiments, the following materials and equipment were used.
<Materials used>
1. Non-residual oil and light oil: Synergy diesel and kerosene manufactured by TonenGeneral Sekiyu KK: ENEOS kerosene and vegetable oil manufactured by Shin Nippon Oil Co., Ltd .: Salad oil and biodiesel fuel manufactured by Nisshin Oillio Co., Ltd. Synthetic product from oil
２．Ａ重油
・東燃ゼネラル石油株式会社製FOA01（ローサルファーＡ重油） 2. Fuel oil A / FOA01 manufactured by TonenGeneral Sekiyu KK (Losulfur A fuel oil)
・東燃ゼネラル石油株式会社製FOA01（ローサルファーＡ重油） 2. Fuel oil A / FOA01 manufactured by TonenGeneral Sekiyu KK (Losulfur A fuel oil)
３．水
・和光純薬工業株式会社製精製水 3. Water, purified water manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
・和光純薬工業株式会社製精製水 3. Water, purified water manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
４．Ｃ重油
・Ｃ重油１：新日本石油株式会社製Ｃ重油（3.0LP）RV（M）
・Ｃ重油２：シンガポール国パシフィック・インターナショナル・ラインズ製バンカー油MFO380cSt 4). C Heavy Oil / C Heavy Oil 1: C Nippon Oil Co., Ltd. C Heavy Oil (3.0LP) RV (M)
・ C heavy oil 2: Bunker oil MFO380cSt made by Pacific International Lines, Singapore
・Ｃ重油１：新日本石油株式会社製Ｃ重油（3.0LP）RV（M）
・Ｃ重油２：シンガポール国パシフィック・インターナショナル・ラインズ製バンカー油MFO380cSt 4). C Heavy Oil / C Heavy Oil 1: C Nippon Oil Co., Ltd. C Heavy Oil (3.0LP) RV (M)
・ C heavy oil 2: Bunker oil MFO380cSt made by Pacific International Lines, Singapore
５．乳化剤
・グリセリルモノオレエート（日本サーファクタント工業株式会社製）
・FE18103E（ミヨシ油脂株式会社製）
・FE18105E（ミヨシ油脂株式会社製）
・FE18108E（ミヨシ油脂株式会社製）
・M-CDE（ミヨシ油脂株式会社製／アルキルアルカノールアミド）
・POE(20)GlIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(20)グリセリルイソステアレート）
・POE(5)HCTIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(5)水添ひまし油トリイソステアレート）
・PCAISAPOE(30)HC（日本エマルジョン株式会社製／PCAイソステアリン酸POE(30)水添ひまし油）
・POE(30)HCTIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(30)水添ひまし油トリイソステアレート）
・POE(40)HCTIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(40)水添ひまし油モノイソステアレート）
・lubrizol 10002（米国ルーブリゾール社製） 5. Emulsifier, glyceryl monooleate (manufactured by Nippon Surfactant Co., Ltd.)
・ FE18103E (manufactured by Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.)
・ FE18105E (made by Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.)
・ FE18108E (made by Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.)
・ M-CDE (manufactured by Miyoshi Yushi Co., Ltd./Alkylalkanolamide)
・ POE (20) GlIS (Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(20) glyceryl isostearate)
・ POE (5) HCTIS (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(5) hydrogenated castor oil triisostearate)
・ PCAISAPOE (30) HC (Nippon Emulsion Co., Ltd./PCA isostearic acid POE (30) hydrogenated castor oil)
・ POE (30) HCTIS (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(30) hydrogenated castor oil triisostearate)
・ POE (40) HCTIS (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(40) hydrogenated castor oil monoisostearate)
・ Lubrizol 10002 (made by Lubrizol, USA)
・グリセリルモノオレエート（日本サーファクタント工業株式会社製）
・FE18103E（ミヨシ油脂株式会社製）
・FE18105E（ミヨシ油脂株式会社製）
・FE18108E（ミヨシ油脂株式会社製）
・M-CDE（ミヨシ油脂株式会社製／アルキルアルカノールアミド）
・POE(20)GlIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(20)グリセリルイソステアレート）
・POE(5)HCTIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(5)水添ひまし油トリイソステアレート）
・PCAISAPOE(30)HC（日本エマルジョン株式会社製／PCAイソステアリン酸POE(30)水添ひまし油）
・POE(30)HCTIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(30)水添ひまし油トリイソステアレート）
・POE(40)HCTIS（日本エマルジョン株式会社製／POE(40)水添ひまし油モノイソステアレート）
・lubrizol 10002（米国ルーブリゾール社製） 5. Emulsifier, glyceryl monooleate (manufactured by Nippon Surfactant Co., Ltd.)
・ FE18103E (manufactured by Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.)
・ FE18105E (made by Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.)
・ FE18108E (made by Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.)
・ M-CDE (manufactured by Miyoshi Yushi Co., Ltd./Alkylalkanolamide)
・ POE (20) GlIS (Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(20) glyceryl isostearate)
・ POE (5) HCTIS (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(5) hydrogenated castor oil triisostearate)
・ PCAISAPOE (30) HC (Nippon Emulsion Co., Ltd./PCA isostearic acid POE (30) hydrogenated castor oil)
・ POE (30) HCTIS (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(30) hydrogenated castor oil triisostearate)
・ POE (40) HCTIS (manufactured by Nippon Emulsion Co., Ltd./POE(40) hydrogenated castor oil monoisostearate)
・ Lubrizol 10002 (made by Lubrizol, USA)
＜使用機器＞
・チューブミキサー：株式会社LMS製VTX-3500
・クレアミックス：エム・テクニック株式会社製CLM-0.8S（ローター：R4／スクリーン：S2.0-24）
・高圧攪拌装置：ナノマイザー装置１（吉田機械興業株式会社製卓上超微粒化試験機Nanomizer markII, NM2-L200、図３のジェネレータ３ｂを使用）
・レーザー顕微鏡：レーザーテック株式会社製OPTELICS H1200
・粒子分布計：英国マルバーン社製動的散乱式粒子分布計NanoS <Devices used>
・ Tube mixer: VMS-3500 manufactured by LMS Co., Ltd.
・ CLEAMIX: CLM-0.8S manufactured by M Technique Co., Ltd. (Rotor: R4 / Screen: S2.0-24)
・ High-pressure stirring device: Nanomizer device 1 (using a tabletop ultra-fine atomization tester Nanomizer mark II, NM2-L200 manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd.,generator 3b in FIG. 3)
・ Laser microscope: OPTELICS H1200 manufactured by Lasertec Corporation
-Particle distribution meter: Dynamic scattering particle distribution meter NanoS manufactured by Malvern, UK
・チューブミキサー：株式会社LMS製VTX-3500
・クレアミックス：エム・テクニック株式会社製CLM-0.8S（ローター：R4／スクリーン：S2.0-24）
・高圧攪拌装置：ナノマイザー装置１（吉田機械興業株式会社製卓上超微粒化試験機Nanomizer markII, NM2-L200、図３のジェネレータ３ｂを使用）
・レーザー顕微鏡：レーザーテック株式会社製OPTELICS H1200
・粒子分布計：英国マルバーン社製動的散乱式粒子分布計NanoS <Devices used>
・ Tube mixer: VMS-3500 manufactured by LMS Co., Ltd.
・ CLEAMIX: CLM-0.8S manufactured by M Technique Co., Ltd. (Rotor: R4 / Screen: S2.0-24)
・ High-pressure stirring device: Nanomizer device 1 (using a tabletop ultra-fine atomization tester Nanomizer mark II, NM2-L200 manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd.,
・ Laser microscope: OPTELICS H1200 manufactured by Lasertec Corporation
-Particle distribution meter: Dynamic scattering particle distribution meter NanoS manufactured by Malvern, UK
［実験１：Ｃ重油添加効果の検証］
乳化剤として３種類のへテロジェミニ型ノニオンSurfactantを使用し、Ｃ重油の添加効果を検証するため実験１を行った。実験１では、残油非含有油として軽油を、Ｃ重油としてＣ重油１を使用した。残油非含有油：水の比率（体積比）は、８５：１５とした。 [Experiment 1: Verification of C heavy oil addition effect]
Experiment 1 was conducted to verify the effect of adding C heavy oil using three types of heterogemini-type nonion Surfactant as emulsifiers. In Experiment 1, gas oil was used as the residual oil-free oil, and C heavy oil 1 was used as the C heavy oil. The ratio of residual oil-free oil: water (volume ratio) was 85:15.
乳化剤として３種類のへテロジェミニ型ノニオンSurfactantを使用し、Ｃ重油の添加効果を検証するため実験１を行った。実験１では、残油非含有油として軽油を、Ｃ重油としてＣ重油１を使用した。残油非含有油：水の比率（体積比）は、８５：１５とした。 [Experiment 1: Verification of C heavy oil addition effect]
＜実験手順＞
・手順１
１０００ｍＬビーカーに軽油２５５ｍＬを計り取り、これに３種類の乳化剤（各０．９ｇ）及びＣ重油（０ｇ又は０．３ｇ）を添加してガラス棒で混合することで溶解させた。更に、この溶液に水４５ｍＬを加えることで、サンプル１～６の混合液を作成した。サンプル１～６におけるＣ重油の添加量、乳化剤の種類及び添加量は表２の通りである。
なお、軽油２５５ｍＬと水４５ｍＬの合計重量は２５７．１６ｇであるため、サンプル４～６におけるＣ重油含有率は、軽油と水の総含有量の０．１１７重量％（＝０．３÷２５７．１６×１００）である。
<Experimental procedure>
・Procedure 1
In a 1000 mL beaker, 255 mL of light oil was weighed, and three types of emulsifiers (0.9 g each) and C heavy oil (0 g or 0.3 g) were added thereto and mixed with a glass rod to dissolve. Further, 45 mL of water was added to this solution to prepare a mixed solution ofsamples 1 to 6. Table 2 shows the amount of C heavy oil added, the type and amount of emulsifier in Samples 1 to 6.
Since the total weight of 255 mL of light oil and 45 mL of water is 257.16 g, the C heavy oil content inSamples 4 to 6 is 0.117% by weight of the total content of light oil and water (= 0.3 ÷ 257. 16 × 100).
・手順１
１０００ｍＬビーカーに軽油２５５ｍＬを計り取り、これに３種類の乳化剤（各０．９ｇ）及びＣ重油（０ｇ又は０．３ｇ）を添加してガラス棒で混合することで溶解させた。更に、この溶液に水４５ｍＬを加えることで、サンプル１～６の混合液を作成した。サンプル１～６におけるＣ重油の添加量、乳化剤の種類及び添加量は表２の通りである。
なお、軽油２５５ｍＬと水４５ｍＬの合計重量は２５７．１６ｇであるため、サンプル４～６におけるＣ重油含有率は、軽油と水の総含有量の０．１１７重量％（＝０．３÷２５７．１６×１００）である。
・
In a 1000 mL beaker, 255 mL of light oil was weighed, and three types of emulsifiers (0.9 g each) and C heavy oil (0 g or 0.3 g) were added thereto and mixed with a glass rod to dissolve. Further, 45 mL of water was added to this solution to prepare a mixed solution of
Since the total weight of 255 mL of light oil and 45 mL of water is 257.16 g, the C heavy oil content in
・手順２
手順１で得た混合液をクレアミックスを用いて４５００ｒｐｍ×１０分の条件で予備攪拌した後、高圧攪拌装置を用いて高圧ポンプ１１の圧力１００ＭＰａとして５回繰り返して処理することで各サンプルを攪拌／乳化させた。 ・Procedure 2
After pre-stirring the mixed solution obtained instep 1 under the condition of 4500 rpm × 10 minutes using CLEARMIX, each sample was stirred by repeatedly treating the sample at a pressure of 100 MPa of the high-pressure pump 11 using a high-pressure stirrer. / Emulsified.
手順１で得た混合液をクレアミックスを用いて４５００ｒｐｍ×１０分の条件で予備攪拌した後、高圧攪拌装置を用いて高圧ポンプ１１の圧力１００ＭＰａとして５回繰り返して処理することで各サンプルを攪拌／乳化させた。 ・
After pre-stirring the mixed solution obtained in
・手順３
乳化させた各サンプルを５０ｍＬメスシリンダーに採取し、２５℃のインキュベーターで７日保管した後の外観写真を撮影した。 ・Procedure 3
Each emulsified sample was collected in a 50 mL graduated cylinder, and an appearance photograph was taken after storage for 7 days in a 25 ° C. incubator.
乳化させた各サンプルを５０ｍＬメスシリンダーに採取し、２５℃のインキュベーターで７日保管した後の外観写真を撮影した。 ・
Each emulsified sample was collected in a 50 mL graduated cylinder, and an appearance photograph was taken after storage for 7 days in a 25 ° C. incubator.
＜実験結果＞
乳化から７日経過後の各サンプルの外観写真を図４に示す。図４では、各写真の横に各サンプルにおける油層（Ｏ）、水層（Ｗ）、乳化層（Ｅ）を示す符号及び各層の境界を示す指示線を付した。また、乳化層（Ｅ）が２層に分離した場合は、水分含有量の少ない乳化層をＥ１、水分含有量の多い乳化層をＥ２で示した。 <Experimental result>
An appearance photograph of each sample after 7 days from emulsification is shown in FIG. In FIG. 4, a code indicating the oil layer (O), the water layer (W), and the emulsified layer (E) in each sample and an instruction line indicating the boundary of each layer are attached to the side of each photograph. When the emulsified layer (E) was separated into two layers, an emulsified layer having a low water content was indicated by E1, and an emulsified layer having a high water content was indicated by E2.
乳化から７日経過後の各サンプルの外観写真を図４に示す。図４では、各写真の横に各サンプルにおける油層（Ｏ）、水層（Ｗ）、乳化層（Ｅ）を示す符号及び各層の境界を示す指示線を付した。また、乳化層（Ｅ）が２層に分離した場合は、水分含有量の少ない乳化層をＥ１、水分含有量の多い乳化層をＥ２で示した。 <Experimental result>
An appearance photograph of each sample after 7 days from emulsification is shown in FIG. In FIG. 4, a code indicating the oil layer (O), the water layer (W), and the emulsified layer (E) in each sample and an instruction line indicating the boundary of each layer are attached to the side of each photograph. When the emulsified layer (E) was separated into two layers, an emulsified layer having a low water content was indicated by E1, and an emulsified layer having a high water content was indicated by E2.
図４から明らかなように、サンプル１は乳化層Ｅが完全に消滅して油層Ｏと水層Ｗに分離した。サンプル２，３では、わずかな乳化層Ｅが残っているが、大部分は油層Ｏと水層Ｗに分離した。
As is clear from FIG. 4, in sample 1, the emulsified layer E completely disappeared and separated into an oil layer O and an aqueous layer W. In Samples 2 and 3, a slight emulsified layer E remained, but most of them were separated into an oil layer O and an aqueous layer W.
これに対して、Ｃ重油を添加したサンプル４～６では、乳化から７日経過時点の乳化層（Ｅ１＋Ｅ２）は、サンプル１～３に対して顕著に増加しており、Ｃ重油の添加による乳化状態の安定化効果が明瞭に確認された。
On the other hand, in Samples 4 to 6 to which C heavy oil was added, the emulsified layer (E1 + E2) after 7 days from the emulsification was remarkably increased compared to Samples 1 to 3, and emulsification by adding C heavy oil. The state stabilization effect was clearly confirmed.
ただし、サンプル４～６では、乳化から７日の時点で水層Ｗの分離を生じているため、乳化状態を更に安定化させることが望ましい。
However, in Samples 4 to 6, separation of the aqueous layer W occurred 7 days after the emulsification, so it is desirable to further stabilize the emulsified state.
［実験２：乳化剤及びＣ重油種類による影響の検証］
乳化剤の有無を含めて、より多様な乳化剤についてＣ重油の添加効果を検証するために実験２を行った。実験２では、評価対象の乳化剤の多様性を高めるため、有機性値、無機性値の大きく異なる７種類の乳化剤を使用した。実験２で使用した各乳化剤を有機性値及び無機性値でプロットした有機概念図を図５に示す。図５には、実験１で使用したFE18105E及びFE18108Eも併せてプロットされている。 [Experiment 2: Verification of effects of emulsifier and C heavy oil]
Experiment 2 was conducted to verify the effect of adding C heavy oil on more various emulsifiers, including the presence or absence of an emulsifier. In Experiment 2, seven kinds of emulsifiers having greatly different organic values and inorganic values were used in order to increase the diversity of the emulsifiers to be evaluated. The organic conceptual diagram which plotted each emulsifier used in Experiment 2 by the organic value and the inorganic value is shown in FIG. In FIG. 5, FE18105E and FE18108E used in Experiment 1 are also plotted.
乳化剤の有無を含めて、より多様な乳化剤についてＣ重油の添加効果を検証するために実験２を行った。実験２では、評価対象の乳化剤の多様性を高めるため、有機性値、無機性値の大きく異なる７種類の乳化剤を使用した。実験２で使用した各乳化剤を有機性値及び無機性値でプロットした有機概念図を図５に示す。図５には、実験１で使用したFE18105E及びFE18108Eも併せてプロットされている。 [Experiment 2: Verification of effects of emulsifier and C heavy oil]
また、実験２では、残油非含有油として軽油を使用し、Ｃ重油としてＣ重油１及びＣ重油２の２種類を使用した。残油非含有油：水の比率（体積比）は、８０：２０とした。
In Experiment 2, light oil was used as the residual oil-free oil, and C heavy oil 1 and C heavy oil 2 were used as C heavy oil. The ratio of residual oil-free oil: water (volume ratio) was 80:20.
＜実験手順＞
・手順１
１０００ｍＬビーカーに軽油１６０ｍＬを計り取り、これに乳化剤及びＣ重油をそれぞれ所定量添加してガラス棒で混合することで溶解させた。更に、この溶液に水４０ｍＬを加えることで、表３に示す１７種類のサンプルを作成した。表３には、各サンプルにおけるＣ重油及び乳化剤の種類及び添加量が示されている。
なお、軽油１６０ｍＬと水４０ｍＬの合計重量は１７３．１２ｇであるため、Ｃ重油を添加したサンプル７Ｂ～１４Ｂ，１４ＣにおけるＣ重油含有率は、軽油と水の総含有量の０．１１６重量％（＝０．２÷１７３．１２×１００）である。
<Experimental procedure>
・Procedure 1
In a 1000 mL beaker, 160 mL of light oil was weighed, and predetermined amounts of an emulsifier and C heavy oil were added thereto and mixed with a glass rod to be dissolved. Furthermore, 17 types of samples shown in Table 3 were prepared by adding 40 mL of water to this solution. Table 3 shows the types and amounts of C heavy oil and emulsifier in each sample.
Since the total weight of 160 mL of light oil and 40 mL of water is 173.12 g, the C heavy oil content in Samples 7B to 14B and 14C to which C heavy oil was added was 0.116% by weight of the total content of light oil and water ( = 0.2 ÷ 173.12 × 100).
・手順１
１０００ｍＬビーカーに軽油１６０ｍＬを計り取り、これに乳化剤及びＣ重油をそれぞれ所定量添加してガラス棒で混合することで溶解させた。更に、この溶液に水４０ｍＬを加えることで、表３に示す１７種類のサンプルを作成した。表３には、各サンプルにおけるＣ重油及び乳化剤の種類及び添加量が示されている。
なお、軽油１６０ｍＬと水４０ｍＬの合計重量は１７３．１２ｇであるため、Ｃ重油を添加したサンプル７Ｂ～１４Ｂ，１４ＣにおけるＣ重油含有率は、軽油と水の総含有量の０．１１６重量％（＝０．２÷１７３．１２×１００）である。
・
In a 1000 mL beaker, 160 mL of light oil was weighed, and predetermined amounts of an emulsifier and C heavy oil were added thereto and mixed with a glass rod to be dissolved. Furthermore, 17 types of samples shown in Table 3 were prepared by adding 40 mL of water to this solution. Table 3 shows the types and amounts of C heavy oil and emulsifier in each sample.
Since the total weight of 160 mL of light oil and 40 mL of water is 173.12 g, the C heavy oil content in Samples 7B to 14B and 14C to which C heavy oil was added was 0.116% by weight of the total content of light oil and water ( = 0.2 ÷ 173.12 × 100).
・手順２
手順１の各サンプルを攪拌／乳化させた。攪拌／乳化の条件は、サンプル７Ａ，７Ｂについては、チューブミキサーで１分とし、他のサンプル（サンプル８Ａ，８Ｂ～１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ）については、クレアミックスで１００００ｒｐｍ×５分とした。 ・Procedure 2
Each sample ofProcedure 1 was stirred / emulsified. The stirring / emulsification conditions were 1 minute with a tube mixer for samples 7A and 7B, and 10000 rpm × 5 minutes with CLEARMIX for the other samples (samples 8A, 8B to 14A, 14B, and 14C).
手順１の各サンプルを攪拌／乳化させた。攪拌／乳化の条件は、サンプル７Ａ，７Ｂについては、チューブミキサーで１分とし、他のサンプル（サンプル８Ａ，８Ｂ～１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ）については、クレアミックスで１００００ｒｐｍ×５分とした。 ・
Each sample of
・手順３
手順２の各サンプル適量をスピッツ管に採取し、室温で静置して乳化状態の変化を観察した。観察は、同一の乳化剤を添加したサンプルを１組にして行い、同一組内のサンプルの乳化状態に差を生じた時点で外観写真を撮影した。 ・Procedure 3
An appropriate amount of each sample inProcedure 2 was collected in a Spitz tube and allowed to stand at room temperature to observe the change in the emulsified state. The observation was performed with a set of samples to which the same emulsifier was added, and external photographs were taken at the time when a difference occurred in the emulsified state of the samples in the same set.
手順２の各サンプル適量をスピッツ管に採取し、室温で静置して乳化状態の変化を観察した。観察は、同一の乳化剤を添加したサンプルを１組にして行い、同一組内のサンプルの乳化状態に差を生じた時点で外観写真を撮影した。 ・
An appropriate amount of each sample in
＜実験結果＞
実験２での各サンプルの外観写真を図６に示す。図６には、各サンプルに添加された乳化剤の有機概念図上の区画及び乳化から写真撮影までの経過時間が併せて示されている。また、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印を付した。 <Experimental result>
The appearance photograph of each sample inExperiment 2 is shown in FIG. FIG. 6 also shows sections on the organic conceptual diagram of the emulsifier added to each sample and the elapsed time from emulsification to photography. Moreover, the arrow was attached | subjected to the boundary about the sample by which the isolation | separation into the emulsion layer with much water content and the emulsion layer with few moisture was observed.
実験２での各サンプルの外観写真を図６に示す。図６には、各サンプルに添加された乳化剤の有機概念図上の区画及び乳化から写真撮影までの経過時間が併せて示されている。また、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印を付した。 <Experimental result>
The appearance photograph of each sample in
図６から以下のことが分かる。
（１）乳化剤無し（サンプル７Ａ，７Ｂ）では、乳化後直ちに水層と油層への分離が生じた。ただし、Ｃ重油を添加したサンプル７Ｂでは、水層と油層の間にわずかではあるが乳化層が残っている。従って、乳化剤を添加しない場合でもＣ重油の添加による乳化状態の安定化効果が発生すると言える。 The following can be seen from FIG.
(1) Without the emulsifier (Samples 7A and 7B), separation into an aqueous layer and an oil layer occurred immediately after emulsification. However, in sample 7B to which C heavy oil was added, an emulsified layer remained slightly between the water layer and the oil layer. Therefore, even when no emulsifier is added, it can be said that the effect of stabilizing the emulsified state by the addition of C heavy oil occurs.
（１）乳化剤無し（サンプル７Ａ，７Ｂ）では、乳化後直ちに水層と油層への分離が生じた。ただし、Ｃ重油を添加したサンプル７Ｂでは、水層と油層の間にわずかではあるが乳化層が残っている。従って、乳化剤を添加しない場合でもＣ重油の添加による乳化状態の安定化効果が発生すると言える。 The following can be seen from FIG.
(1) Without the emulsifier (Samples 7A and 7B), separation into an aqueous layer and an oil layer occurred immediately after emulsification. However, in sample 7B to which C heavy oil was added, an emulsified layer remained slightly between the water layer and the oil layer. Therefore, even when no emulsifier is added, it can be said that the effect of stabilizing the emulsified state by the addition of C heavy oil occurs.
（２）乳化剤を添加したサンプルについての結果は下記の通りである。
・グリセリルモノオレエート
Ｃ重油なし（サンプル８Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル８Ｂ）：分離なし
・FE18103E
Ｃ重油なし（サンプル９Ａ）：上部に油層、下部に水分含有量の多い乳化層が分離
Ｃ重油添加（サンプル９Ｂ）：分離なし
・POE(20)GlIS
Ｃ重油なし（サンプル１０Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１０Ｂ）：分離なし
・POE(5)HCTIS
Ｃ重油なし（サンプル１１Ａ）：上部に油層、下部に水層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１１Ｂ）：分離なし
・PCAISAPOE(30)HC
Ｃ重油なし（サンプル１２Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１２Ｂ）：分離なし
・POE(40)HCTIS
Ｃ重油なし（サンプル１３Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１３Ｂ）：分離なし
・POE(30)HCTIS
Ｃ重油なし（サンプル１４Ａ）：上部に油層が、下部に水分含有量の多い層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１４Ｂ）：上部に油層が分離 (2) The result about the sample which added the emulsifier is as follows.
・ Glyceryl monooleate No C heavy oil (sample 8A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 8B): No separation ・ FE18103E
No C heavy oil (sample 9A): Oil layer at the top and emulsified layer with high water content separated at the bottom C heavy oil added (sample 9B): No separation ・ POE (20) GlIS
No C heavy oil (sample 10A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 10B): No separation ・ POE (5) HCTIS
No C heavy oil (sample 11A): Oil layer at the top and water layer at the bottom separated C heavy oil added (sample 11B): No separation ・ PCAISAPOE (30) HC
No C heavy oil (sample 12A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 12B): No separation ・ POE (40) HCTIS
No C heavy oil (sample 13A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 13B): No separation ・ POE (30) HCTIS
No C heavy oil (sample 14A): Oil layer is separated at the top, and a layer with a high water content is separated at the bottom. C heavy oil added (sample 14B): Oil layer is separated at the top
・グリセリルモノオレエート
Ｃ重油なし（サンプル８Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル８Ｂ）：分離なし
・FE18103E
Ｃ重油なし（サンプル９Ａ）：上部に油層、下部に水分含有量の多い乳化層が分離
Ｃ重油添加（サンプル９Ｂ）：分離なし
・POE(20)GlIS
Ｃ重油なし（サンプル１０Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１０Ｂ）：分離なし
・POE(5)HCTIS
Ｃ重油なし（サンプル１１Ａ）：上部に油層、下部に水層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１１Ｂ）：分離なし
・PCAISAPOE(30)HC
Ｃ重油なし（サンプル１２Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１２Ｂ）：分離なし
・POE(40)HCTIS
Ｃ重油なし（サンプル１３Ａ）：上部に油層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１３Ｂ）：分離なし
・POE(30)HCTIS
Ｃ重油なし（サンプル１４Ａ）：上部に油層が、下部に水分含有量の多い層が分離
Ｃ重油添加（サンプル１４Ｂ）：上部に油層が分離 (2) The result about the sample which added the emulsifier is as follows.
・ Glyceryl monooleate No C heavy oil (sample 8A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 8B): No separation ・ FE18103E
No C heavy oil (sample 9A): Oil layer at the top and emulsified layer with high water content separated at the bottom C heavy oil added (sample 9B): No separation ・ POE (20) GlIS
No C heavy oil (sample 10A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 10B): No separation ・ POE (5) HCTIS
No C heavy oil (sample 11A): Oil layer at the top and water layer at the bottom separated C heavy oil added (sample 11B): No separation ・ PCAISAPOE (30) HC
No C heavy oil (sample 12A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 12B): No separation ・ POE (40) HCTIS
No C heavy oil (sample 13A): Oil layer separated on top C heavy oil added (sample 13B): No separation ・ POE (30) HCTIS
No C heavy oil (sample 14A): Oil layer is separated at the top, and a layer with a high water content is separated at the bottom. C heavy oil added (sample 14B): Oil layer is separated at the top
上記のように検討したすべての添加剤についてＣ重油の添加により顕著に乳化状態が安定することが確認された。実験２で検討した乳化剤は、下式（１）で求められるＨＬＢ値が２～１５の範囲に広く分布していることから、ＨＬＢ値がこの範囲の乳化剤についてはＣ重油の添加により顕著な乳化状態の安定化効果が得られる蓋然性が高いと言える。
ＨＬＢ＝（Σ無機性値／Σ有機性値）×１０ （１） It was confirmed that the emulsified state was remarkably stabilized by adding C heavy oil for all the additives studied as described above. The emulsifiers examined inExperiment 2 have a wide distribution of HLB values obtained by the following formula (1) in the range of 2 to 15. Therefore, emulsifiers with an HLB value in this range are markedly emulsified by adding C heavy oil. It can be said that there is a high probability that a state stabilization effect can be obtained.
HLB = (Σinorganic value / Σorganic value) × 10 (1)
ＨＬＢ＝（Σ無機性値／Σ有機性値）×１０ （１） It was confirmed that the emulsified state was remarkably stabilized by adding C heavy oil for all the additives studied as described above. The emulsifiers examined in
HLB = (Σinorganic value / Σorganic value) × 10 (1)
また、上記結果から、Ｃ重油の添加は、油層の分離、水層の分離、水分含有量の多い乳化層の分離のすべての態様の分離を抑制する効果を有すると言える。
Also, from the above results, it can be said that the addition of C heavy oil has the effect of suppressing the separation of all aspects of separation of the oil layer, separation of the aqueous layer, and separation of the emulsion layer having a high water content.
（３）サンプル１４Ｂと１４Ｃの対比で分かるように、添加するＣ重油の種類（Ｃ重油１とＣ重油２）による違いは観察されなかった。
(3) As can be seen from the comparison between samples 14B and 14C, no difference was observed depending on the type of C heavy oil to be added (C heavy oil 1 and C heavy oil 2).
［実験３：油の種類による影響の検証］
様々な油種についてＣ重油添加効果を検証するために実験３を行った。実験３での検討対象油は、３種類の残油非含有油（灯油、植物油、バイオディーゼル燃料）及びＡ重油とした。 [Experiment 3: Verification of the effect of oil type]
Experiment 3 was conducted to verify the effect of adding C heavy oil for various oil types. The oils to be examined in Experiment 3 were three types of oils not containing residual oil (kerosene, vegetable oil, biodiesel fuel) and heavy oil A.
様々な油種についてＣ重油添加効果を検証するために実験３を行った。実験３での検討対象油は、３種類の残油非含有油（灯油、植物油、バイオディーゼル燃料）及びＡ重油とした。 [Experiment 3: Verification of the effect of oil type]
実験３では、Ｃ重油としてＣ重油１を、乳化剤としてPOE(30)HCTISを使用し、油１６０ｍＬ、水４０ｍＬにＣ重油及び乳化剤を添加した８種類のサンプル１５Ａ，１５Ｂ～１８Ａ，１８Ｂを作成した。各サンプルに使用した油の種類、Ｃ重油及び乳化剤の添加量は表４の通りである。表４には、各サンプルにおけるＣ重油の含有率（油及び水の総含有量に対するＣ重油含有量の重量比率）も併せて示されている。
各サンプルの調整及び観察方法は実験２と同様とした。
In Experiment 3, C heavy oil 1 was used as C heavy oil, POE (30) HCTIS was used as an emulsifier, and 8 types of samples 15A, 15B to 18A, 18B were prepared by adding C heavy oil and emulsifier to 160 mL of oil and 40 mL of water. . Table 4 shows the types of oil used in each sample, and the amounts of C heavy oil and emulsifier added. Table 4 also shows the C heavy oil content (weight ratio of the C heavy oil content to the total oil and water content) in each sample.
The adjustment and observation method for each sample was the same as inExperiment 2.
各サンプルの調整及び観察方法は実験２と同様とした。
The adjustment and observation method for each sample was the same as in
＜実験結果＞
実験３での各サンプルの外観写真を図７に示す。図７には、図６と同様、攪拌／乳化から写真撮影までの経過時間が示され、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印が付されている。 <Experimental result>
The appearance photograph of each sample inExperiment 3 is shown in FIG. FIG. 7 shows the elapsed time from stirring / emulsification to photography as in FIG. Is attached.
実験３での各サンプルの外観写真を図７に示す。図７には、図６と同様、攪拌／乳化から写真撮影までの経過時間が示され、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印が付されている。 <Experimental result>
The appearance photograph of each sample in
残油非含有油である灯油、植物油、バイオディーゼル燃料（サンプル１５～１７）に関しては、Ｃ重油が添加されないサンプル１５Ａ～１７Ａでは、いずれも油層及び水分含有量の多い乳化層が分離している。これに対し、Ｃ重油を添加したサンプルでは、サンプル１５Ｂ，１７Ｂに油層の分離は見られるものの、すべてのサンプル１５Ｂ～１７Ｂで水分含有量の多い乳化層の分離が生じなかった。従って、灯油、植物油、バイオディーゼル燃料のいずれについても、Ｃ重油の添加が乳化状態の安定化に効果を有すると言える。また、Ｃ重油の添加は、油層の分離を抑制する効果よりも、水分含有量の多い乳化層の分離を抑制する効果の方が高い傾向があると思われる。
As for kerosene, vegetable oil, and biodiesel fuel (samples 15 to 17), which are non-residual oils, in samples 15A to 17A to which C heavy oil is not added, the oil layer and the emulsified layer having a high water content are separated. . In contrast, in the sample to which C heavy oil was added, although separation of the oil layer was observed in samples 15B and 17B, separation of the emulsified layer having a high water content did not occur in all samples 15B to 17B. Therefore, it can be said that addition of C heavy oil has an effect on stabilization of an emulsified state in any of kerosene, vegetable oil, and biodiesel fuel. Moreover, it seems that the addition of C heavy oil tends to have a higher effect of suppressing the separation of the emulsified layer having a high water content than the effect of suppressing the separation of the oil layer.
Ａ重油（サンプル１８Ａ，１８Ｂ）に関しては、ともに油層の分離は生じたものの、攪拌／乳化から４日に至るまで水分含有量の多い乳化層の分離は生じず、Ｃ重油添加の有無による乳化安定性の違いは確認できなかった。
Regarding A heavy oil (samples 18A and 18B), separation of the oil layer occurred in both cases, but separation of the emulsified layer having a high water content did not occur until 4 days after stirring / emulsification. The sex difference could not be confirmed.
［実験４：Ａ重油へのＣ重油添加効果の確認］
実験４では、Ａ重油についてはＣ重油の添加による乳化安定性への効果を確認できなかったため、再確認のために実験４を行った。 [Experiment 4: Confirmation of C heavy oil addition effect to A heavy oil]
InExperiment 4, since the effect on the emulsification stability due to the addition of C heavy oil could not be confirmed for A heavy oil, Experiment 4 was performed for reconfirmation.
実験４では、Ａ重油についてはＣ重油の添加による乳化安定性への効果を確認できなかったため、再確認のために実験４を行った。 [Experiment 4: Confirmation of C heavy oil addition effect to A heavy oil]
In
実験４では、Ａ重油２５５ｍＬに2種類の乳化剤（POE(30)HCTIS，M-CDE）及びＣ重油を添加して攪拌し、これに水４５ｍＬを加えてクレアミックスで４５００ｒｐｍ×１０分の予備攪拌後に、高圧攪拌装置（高圧ポンプ１１の圧力を１００ＭＰａで５回反復処理）で攪拌／乳化させることでＣ重油の添加量が相違する３種類のサンプル１９Ａ～１９Ｃを作成した。サンプル１９Ａ～１９ＣにおけるＣ重油の添加量及び含有率（油及び水の総含有量に対するＣ重油含有量の重量比率）、及び、乳化剤の添加量は表５の通りである。
In Experiment 4, 2 types of emulsifiers (POE (30) HCTIS, M-CDE) and C heavy oil were added to 255 mL of A heavy oil and stirred, and 45 mL of water was added to this and premixed at 4500 rpm for 10 minutes with CLEARMIX. Later, three types of samples 19A to 19C with different amounts of addition of C heavy oil were prepared by stirring / emulsification with a high-pressure stirring device (the pressure of the high-pressure pump 11 was repeated five times at 100 MPa). Table 5 shows the addition amount and content of C heavy oil in Samples 19A to 19C (weight ratio of C heavy oil content to the total content of oil and water) and the addition amount of emulsifier.
作成したサンプル１９Ａ～１９Ｃをガラス瓶（５０ｍＬ）に採取し、室温で７日間静置した時点の各サンプルを側面から撮影した外観写真を図８上段に示す。この状態では分離は観察されず、サンプル間の相違は確認できないが、サンプル瓶の底から観察すると微量の分離水を生じていた。このため、各サンプルのガラス瓶を３０度程度に傾斜させて数分間静置することで分離水を１カ所に集め、この状態でガラス瓶の底から撮影した外観写真を図８中段に示す。図８の下段は中段の写真の模式図であり、分離水の部分をハッチングで示した。
The upper part of FIG. 8 shows an appearance photograph of each sample 19A to 19C taken in a glass bottle (50 mL) and photographed from the side when each sample was allowed to stand at room temperature for 7 days. In this state, no separation was observed, and no difference between the samples could be confirmed, but when observed from the bottom of the sample bottle, a small amount of separated water was generated. For this reason, the glass bottle of each sample is tilted to about 30 degrees and allowed to stand for a few minutes to collect the separated water in one place, and the appearance photograph taken from the bottom of the glass bottle in this state is shown in the middle of FIG. The lower part of FIG. 8 is a schematic diagram of the middle photograph, and the portion of the separated water is indicated by hatching.
図８から明らかなように、サンプル１９Ａ～１９Ｃは、乳化から７日でごく僅かの分離水を生じたが、その量はサンプル１９Ａ＞サンプル１９Ｂ＞サンプル１９Ｃの順であり、Ｃ重油の含有量が高いほど分離水が減少することが確認できた。従って、Ａ重油においてもＣ重油を添加することで乳化状態が安定化すると言える。
As is clear from FIG. 8, samples 19A to 19C produced very little separated water in 7 days after emulsification, but the amount was in the order of sample 19A> sample 19B> sample 19C, and the content of C heavy oil It was confirmed that the separated water decreased as the value increased. Therefore, it can be said that the emulsified state is stabilized by adding C heavy oil to A heavy oil.
［実験５：攪拌／乳化条件の影響］
高圧攪拌装置を用いて攪拌／乳化した場合におけるＣ重油添加の効果を確認するため実験５を行った。実験５では、残油非含有油、Ｃ重油及び乳化剤として、軽油、Ｃ重油１及びPOE(30)HCTISを使用し、残油非含有油：水の比率（体積比）は、８５：１５とした。 [Experiment 5: Effect of stirring / emulsification conditions]
Experiment 5 was conducted to confirm the effect of adding C heavy oil when stirring / emulsification using a high-pressure stirring apparatus. In Experiment 5, as a non-residual oil, C heavy oil and emulsifier, light oil, C heavy oil 1 and POE (30) HCTIS were used, and the residual oil-free oil: water ratio (volume ratio) was 85:15. did.
高圧攪拌装置を用いて攪拌／乳化した場合におけるＣ重油添加の効果を確認するため実験５を行った。実験５では、残油非含有油、Ｃ重油及び乳化剤として、軽油、Ｃ重油１及びPOE(30)HCTISを使用し、残油非含有油：水の比率（体積比）は、８５：１５とした。 [Experiment 5: Effect of stirring / emulsification conditions]
＜実験手順＞
・手順１
１０００ｍＬビーカーに軽油２５５ｍＬを計り取り、これに乳化剤（０ｇ又は０．９ｇ）とＣ重油（０．３ｇ）を添加してガラス棒で混合することで溶解させた。 <Experimental procedure>
・Procedure 1
To a 1000 mL beaker, 255 mL of light oil was weighed, and an emulsifier (0 g or 0.9 g) and C heavy oil (0.3 g) were added to this and dissolved by mixing with a glass rod.
・手順１
１０００ｍＬビーカーに軽油２５５ｍＬを計り取り、これに乳化剤（０ｇ又は０．９ｇ）とＣ重油（０．３ｇ）を添加してガラス棒で混合することで溶解させた。 <Experimental procedure>
・
To a 1000 mL beaker, 255 mL of light oil was weighed, and an emulsifier (0 g or 0.9 g) and C heavy oil (0.3 g) were added to this and dissolved by mixing with a glass rod.
・手順２
手順１で得た液に水４５ｍＬを加え、クレアミックスで４５００ｒｐｍ×１０分の予備攪拌を行った。 ・Procedure 2
45 mL of water was added to the liquid obtained inProcedure 1, and preliminary stirring was performed with Claremix at 4500 rpm × 10 minutes.
手順１で得た液に水４５ｍＬを加え、クレアミックスで４５００ｒｐｍ×１０分の予備攪拌を行った。 ・
45 mL of water was added to the liquid obtained in
・手順３
手順２で得た液を更に高圧攪拌装置で処理することで攪拌／乳化させた。攪拌条件は、高圧ポンプ１１の圧力を１００ＭＰａとして５回反復して処理を行った。 ・Procedure 3
The liquid obtained in theprocedure 2 was further stirred / emulsified by treating with a high-pressure stirrer. The stirring conditions were repeated 5 times with the pressure of the high-pressure pump 11 set to 100 MPa.
手順２で得た液を更に高圧攪拌装置で処理することで攪拌／乳化させた。攪拌条件は、高圧ポンプ１１の圧力を１００ＭＰａとして５回反復して処理を行った。 ・
The liquid obtained in the
・手順４
乳化剤０ｇの方をサンプル２０Ａ、乳化剤０．９ｇの方をサンプル２０Ｂとして、実験２と同様にして観察／写真撮影を行った。 ・Procedure 4
Observation / photographing was performed in the same manner as inExperiment 2, using 0 g of emulsifier as sample 20A and 0.9 g of emulsifier as sample 20B.
乳化剤０ｇの方をサンプル２０Ａ、乳化剤０．９ｇの方をサンプル２０Ｂとして、実験２と同様にして観察／写真撮影を行った。 ・
Observation / photographing was performed in the same manner as in
＜実験結果＞
実験５でのサンプル２０Ａ，２０Ｂの外観写真を図９に示す。比較のため、実験２で撮影したサンプル１４Ａ，１４Ｂの外観写真を併せて示す。図９には、図６と同様、攪拌／乳化から写真撮影までの経過時間が示され、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印が付されている。 <Experimental result>
An appearance photograph of samples 20A and 20B inExperiment 5 is shown in FIG. For comparison, external appearance photographs of samples 14A and 14B taken in Experiment 2 are also shown. FIG. 9 shows the elapsed time from stirring / emulsification to photography, as in FIG. Is attached.
実験５でのサンプル２０Ａ，２０Ｂの外観写真を図９に示す。比較のため、実験２で撮影したサンプル１４Ａ，１４Ｂの外観写真を併せて示す。図９には、図６と同様、攪拌／乳化から写真撮影までの経過時間が示され、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印が付されている。 <Experimental result>
An appearance photograph of samples 20A and 20B in
サンプル２０Ａと２０Ｂの対比から、高圧攪拌装置を用いた場合においても、Ｃ重油の添加により乳化状態が安定化したことが確認できる（水分含有量の多い乳化層の分離は生じなかった）。
From the comparison of Samples 20A and 20B, it can be confirmed that the emulsified state was stabilized by addition of C heavy oil even when a high-pressure stirring apparatus was used (separation of the emulsified layer having a high water content did not occur).
更に、サンプル１４Ａと２０Ａの対比、又は、サンプル１４Ｂと２０Ｂの対比から、攪拌／乳化に高圧攪拌装置を使用した場合は、クレアミックスのみを使用した場合よりも油層の分離が軽減されていることが分かる。従って、高圧攪拌装置による攪拌／乳化を行うことで、乳化安定性を一層高めることが可能と言える。
Furthermore, according to the comparison between Samples 14A and 20A or between Samples 14B and 20B, when a high-pressure stirrer is used for stirring / emulsification, the separation of the oil layer is reduced compared to when only Claremix is used. I understand. Therefore, it can be said that the emulsification stability can be further improved by performing the stirring / emulsification by the high-pressure stirring device.
［実験６：Ｃ重油の含有量が乳化状態に与える影響の検証］
Ｃ重油の添加量を変化させることによる乳化安定性への影響を検証するため実験６を行った。実験６では、Ｃ重油の添加量のみが相違する５種類のサンプルを作成した。Ｃ重油以外の組成は、サンプル２０Ｂと同一である。サンプルの調整方法は実験５と同様である。写真は、すべて攪拌／乳化から４日経過時点で撮影した。各サンプルにおけるＣ重油の含有率は図１０に示されている。 [Experiment 6: Verification of influence of C heavy oil content on emulsified state]
Experiment 6 was conducted in order to verify the effect on the emulsion stability by changing the amount of C heavy oil added. In Experiment 6, five types of samples differing only in the amount of C heavy oil added were prepared. Compositions other than C heavy oil are the same as sample 20B. The sample preparation method is the same as in Experiment 5. All photographs were taken after 4 days from stirring / emulsification. The content of C heavy oil in each sample is shown in FIG.
Ｃ重油の添加量を変化させることによる乳化安定性への影響を検証するため実験６を行った。実験６では、Ｃ重油の添加量のみが相違する５種類のサンプルを作成した。Ｃ重油以外の組成は、サンプル２０Ｂと同一である。サンプルの調整方法は実験５と同様である。写真は、すべて攪拌／乳化から４日経過時点で撮影した。各サンプルにおけるＣ重油の含有率は図１０に示されている。 [Experiment 6: Verification of influence of C heavy oil content on emulsified state]
＜実験結果＞
実験６での各サンプルの外観写真を図１０に示す。図１０では、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印が付されている。 <Experimental result>
An appearance photograph of each sample inExperiment 6 is shown in FIG. In FIG. 10, the sample is observed to be separated into an emulsified layer having a high water content and an emulsified layer having a low water content.
実験６での各サンプルの外観写真を図１０に示す。図１０では、水分含有量の多い乳化層と少ない乳化層への分離が観察されたサンプルについては、その境界に矢印が付されている。 <Experimental result>
An appearance photograph of each sample in
図１０の結果から、下記が明らかとなった。
Ｃ重油不添加（含有量＝０重量％）では、乳化から４日で水分含有量の多い乳化層の分離が発生したが、Ｃ重油の含有量が０．０５～０．６重量％の範囲では、水分含有量の多い乳化層の分離は発生しなかった。Ｃ重油の含有量が増加するにつれて、油層に分離する油量が増加する傾向が見られるが、それ以外の点に関しては、０．０５～０．６重量％の範囲で乳化状態の安定性に大きな差は生じなかった。このように、Ｃ重油による乳化状態の安定化の効果は、極めて微量（０．０５８重量％）の含有量で発現し、含有量を１０倍まで変化させてもその効果に顕著な変化は生じないことが確認された。 The following became clear from the results of FIG.
When C heavy oil was not added (content = 0% by weight), separation of the emulsified layer with a high water content occurred in 4 days after emulsification, but the content of C heavy oil was in the range of 0.05 to 0.6% by weight. Then, separation of the emulsified layer having a high water content did not occur. As the C heavy oil content increases, the amount of oil that separates into the oil layer tends to increase. For other points, the stability of the emulsified state is within the range of 0.05 to 0.6% by weight. There was no big difference. In this way, the effect of stabilizing the emulsified state with C heavy oil is manifested in a very small amount (0.058% by weight) of content, and even if the content is changed up to 10 times, a remarkable change occurs in the effect. Not confirmed.
Ｃ重油不添加（含有量＝０重量％）では、乳化から４日で水分含有量の多い乳化層の分離が発生したが、Ｃ重油の含有量が０．０５～０．６重量％の範囲では、水分含有量の多い乳化層の分離は発生しなかった。Ｃ重油の含有量が増加するにつれて、油層に分離する油量が増加する傾向が見られるが、それ以外の点に関しては、０．０５～０．６重量％の範囲で乳化状態の安定性に大きな差は生じなかった。このように、Ｃ重油による乳化状態の安定化の効果は、極めて微量（０．０５８重量％）の含有量で発現し、含有量を１０倍まで変化させてもその効果に顕著な変化は生じないことが確認された。 The following became clear from the results of FIG.
When C heavy oil was not added (content = 0% by weight), separation of the emulsified layer with a high water content occurred in 4 days after emulsification, but the content of C heavy oil was in the range of 0.05 to 0.6% by weight. Then, separation of the emulsified layer having a high water content did not occur. As the C heavy oil content increases, the amount of oil that separates into the oil layer tends to increase. For other points, the stability of the emulsified state is within the range of 0.05 to 0.6% by weight. There was no big difference. In this way, the effect of stabilizing the emulsified state with C heavy oil is manifested in a very small amount (0.058% by weight) of content, and even if the content is changed up to 10 times, a remarkable change occurs in the effect. Not confirmed.
［実験７］
米国ルーブリゾール社製乳化剤lubrizol 10002を添加した水／軽油エマルジョンと、Ｃ重油（Ｃ重油１）を添加した水／軽油エマルジョンの乳化状態を比較するため実験７を行った。
・手順１
軽油２５５ｍＬに対して表６に従ってＣ重油／乳化剤を添加して混合した。表６には、各サンプルにおける乳化剤の種類、及び、Ｃ重油及び乳化剤の添加量及び含有率が示されている。
[Experiment 7]
Experiment 7 was conducted in order to compare the emulsified state of the water / light oil emulsion added with Lubrizol 10002 emulsifier manufactured by Lubrizol USA and the water / light oil emulsion added with C heavy oil (C heavy oil 1).
・Procedure 1
According to Table 6, C heavy oil / emulsifier was added to 255 mL of light oil and mixed. Table 6 shows the type of emulsifier in each sample, and the addition amount and content of C heavy oil and emulsifier.
米国ルーブリゾール社製乳化剤lubrizol 10002を添加した水／軽油エマルジョンと、Ｃ重油（Ｃ重油１）を添加した水／軽油エマルジョンの乳化状態を比較するため実験７を行った。
・手順１
軽油２５５ｍＬに対して表６に従ってＣ重油／乳化剤を添加して混合した。表６には、各サンプルにおける乳化剤の種類、及び、Ｃ重油及び乳化剤の添加量及び含有率が示されている。
・
According to Table 6, C heavy oil / emulsifier was added to 255 mL of light oil and mixed. Table 6 shows the type of emulsifier in each sample, and the addition amount and content of C heavy oil and emulsifier.
・手順２
手順１の各サンプルに更に水４５ｍＬを加え、クレアミックスで４５００ｒｐｍ×１０分の条件で予備攪拌した後、高圧攪拌装置を用いて高圧ポンプ１１の圧力１００ＭＰａとして５回反復して処理することで各サンプルを攪拌／乳化させた。 ・Procedure 2
45 mL of water was further added to each sample ofProcedure 1, and after pre-stirring with Claremix under the condition of 4500 rpm × 10 minutes, each pressure treatment was repeated 5 times with a high-pressure pump 11 using a high-pressure pump 11 at a pressure of 100 MPa. The sample was stirred / emulsified.
手順１の各サンプルに更に水４５ｍＬを加え、クレアミックスで４５００ｒｐｍ×１０分の条件で予備攪拌した後、高圧攪拌装置を用いて高圧ポンプ１１の圧力１００ＭＰａとして５回反復して処理することで各サンプルを攪拌／乳化させた。 ・
45 mL of water was further added to each sample of
・手順３
手順２で作成した各サンプルを５０ｍＬメスシリンダー及びサンプル瓶に回収し、２５℃のインキュベーターに保管した。 ・Procedure 3
Each sample prepared inProcedure 2 was collected in a 50 mL graduated cylinder and a sample bottle and stored in an incubator at 25 ° C.
手順２で作成した各サンプルを５０ｍＬメスシリンダー及びサンプル瓶に回収し、２５℃のインキュベーターに保管した。 ・
Each sample prepared in
・手順４
メスシリンダーのサンプルは、乳化から１日、７日、１４日経過の時点で外観写真を撮影した。サンプル瓶のサンプルについては、乳化から２０時間及び１４日後の時点で粒子分布計を用いて粒径（液滴の平均粒子径）測定を行った。 ・Procedure 4
The sample of the graduated cylinder was photographed at the time when 1 day, 7 days and 14 days had elapsed since the emulsification. About the sample of the sample bottle, the particle size (average particle diameter of the droplets) was measured using a particle distribution meter at 20 hours and 14 days after emulsification.
メスシリンダーのサンプルは、乳化から１日、７日、１４日経過の時点で外観写真を撮影した。サンプル瓶のサンプルについては、乳化から２０時間及び１４日後の時点で粒子分布計を用いて粒径（液滴の平均粒子径）測定を行った。 ・
The sample of the graduated cylinder was photographed at the time when 1 day, 7 days and 14 days had elapsed since the emulsification. About the sample of the sample bottle, the particle size (average particle diameter of the droplets) was measured using a particle distribution meter at 20 hours and 14 days after emulsification.
＜実験結果＞
乳化から１日、７日、１４日経過後の各サンプルの外観写真を図１１に示す。乳化後１日では、サンプルＬ１，Ｌ２のみで下部に分離層が観察され、乳化後７日では、サンプルＬ１～Ｌ３，サンプル２１で下部及び上部に分理層が観察され、乳化後１４日では、すべてのサンプルで下部及び上部に分離層が観察された。分離層はすべて、水分含有量が異なる（下のものほど水分含有量が多くなっている）乳化層である。図１１では、各分離層間の境界に矢印を付した。 <Experimental result>
The appearance photograph of each sample after 1 day, 7 days, and 14 days from the emulsification is shown in FIG. One day after emulsification, a separation layer is observed at the bottom only in samples L1 and L2, and a separation layer is observed at the bottom and top in samples L1 to L3 andsample 21 at 7 days after emulsification, and 14 days after emulsification. In all samples, separation layers were observed at the bottom and top. All the separation layers are emulsified layers having different water contents (the lower one has a higher water content). In FIG. 11, arrows are attached to the boundaries between the separation layers.
乳化から１日、７日、１４日経過後の各サンプルの外観写真を図１１に示す。乳化後１日では、サンプルＬ１，Ｌ２のみで下部に分離層が観察され、乳化後７日では、サンプルＬ１～Ｌ３，サンプル２１で下部及び上部に分理層が観察され、乳化後１４日では、すべてのサンプルで下部及び上部に分離層が観察された。分離層はすべて、水分含有量が異なる（下のものほど水分含有量が多くなっている）乳化層である。図１１では、各分離層間の境界に矢印を付した。 <Experimental result>
The appearance photograph of each sample after 1 day, 7 days, and 14 days from the emulsification is shown in FIG. One day after emulsification, a separation layer is observed at the bottom only in samples L1 and L2, and a separation layer is observed at the bottom and top in samples L1 to L3 and
乳化から７日後及び１４日後における上下の分離層の厚み（高さ）を計測し、乳化剤の濃度に対してプロットした結果を図１２に示す。なお、ここでの濃度は、乳化剤の添加量（ｇ）をＷ、残油非含有油と水の合計体積（ｍＬ）をＶとして、Ｗ÷Ｖ×１００で計算される値である。
FIG. 12 shows the results of measuring the thickness (height) of the upper and lower separated layers 7 days and 14 days after emulsification and plotting them against the emulsifier concentration. Here, the concentration is a value calculated by W ÷ V × 100, where W is the added amount (g) of the emulsifier, and V is the total volume (mL) of the residual oil-free oil and water.
上下の分離層の厚みは、乳化状態崩壊の進行度合いを示すものと考えられるため、乳化から同じ経過時間で上下の分離層の厚みが同じであれば、乳化状態の安定性も同程度と評価することができる。この観点で図１２の結果を評価すると、サンプル２１の乳化状態は、lubrizol 10002の濃度が１．３５～２．６５％（含有量が１．５７～３．０９重量％）の水／軽油エマルジョンと同程度の安定性を有していると評価できる。
Since the thickness of the upper and lower separation layers is considered to indicate the degree of progress of the emulsification state collapse, if the thickness of the upper and lower separation layers is the same at the same elapsed time from emulsification, the stability of the emulsification state is also evaluated to be comparable. can do. From this point of view, when the results of FIG. 12 are evaluated, the emulsified state of sample 21 is a water / light oil emulsion having a concentration of lubrizol® 10002 of 1.35 to 2.65% (content of 1.57 to 3.09% by weight). It can be evaluated that it has the same level of stability.
また、水分含有量の多い乳化層の分離が燃料としての品質、特性への影響が大きいことを重視し、下層の分離層の厚さが小さいことをエマルジョン燃料の乳化品質の目安と捉えれば、サンプル２１の乳化品質は、lubrizol 10002の濃度が２．５～２．６５％（含有量が２．９２～３．０９重量％）の水／軽油エマルジョンと同程度の乳化品質を有していると評価できる。
Also, if emphasizing that the separation of the emulsified layer with a high water content has a large effect on the quality and characteristics of the fuel, and considering the small thickness of the lower separated layer as a measure of the emulsified quality of the emulsion fuel, The emulsification quality of sample 21 is equivalent to that of water / light oil emulsion with a concentration of lubrizol 10002 of 2.5-2.65% (content is 2.92-3.09 wt%). Can be evaluated.
乳化から２０時間及び１４日後の粒径測定値を乳化剤の濃度に対してプロットした結果を図１３に示す。乳化剤の濃度の定義は、上記と同様である。乳化状態の崩壊過程は、エマルジョン中の液滴同士が合体して徐々に大きい液滴が形成されることで進行していくものと考えられている。従って、乳化から同じ経過時間で液滴の平均粒子径が同じであれば、乳化状態の安定性も同程度と評価することができる。この観点で図１３の結果を評価すると、サンプル２１の乳化状態は、lubrizol 10002の濃度が１．４～１．４５％（含有量が１．６３～１．６９重量％）の水／軽油エマルジョンと同程度の安定性を有していると評価できる。
FIG. 13 shows the results of plotting the measured particle size after 20 hours and 14 days from emulsification against the concentration of the emulsifier. The definition of the concentration of the emulsifier is the same as described above. It is believed that the disintegration process of the emulsified state proceeds as the droplets in the emulsion coalesce and gradually form larger droplets. Therefore, if the average particle size of the droplets is the same at the same elapsed time from the emulsification, the stability of the emulsified state can be evaluated to be about the same. 13 is evaluated from this viewpoint, the emulsified state of the sample 21 is a water / light oil emulsion having a concentration of lubrizol® 10002 of 1.4 to 1.45% (content is 1.63 to 1.69% by weight). It can be evaluated that it has the same degree of stability.
図１２，１３の結果を総合すると、サンプル２１は、lubrizol 10002含有率１．５７～３．０９重量％の水／軽油エマルジョンと同程度の乳化安定性を有していると評価でき、或いは、lubrizol 10002含有率２．９２～３．０９重量％の水／軽油エマルジョンと同程度の乳化品質を有していると評価できる。
12 and 13, the sample 21 can be evaluated as having the same emulsion stability as a water / light oil emulsion having a lubrizol® 10002 content of 1.57 to 3.09 wt%, or It can be evaluated that it has the same emulsification quality as a water / light oil emulsion having a lubrizol 10002 content of 2.92 to 3.09% by weight.
上記した通り、lubrizol 10002は、本発明者らが知る範囲で、最も少量の乳化剤で実使用可能な程度の乳化安定性を得ることができる乳化剤であり、３．０重量％のlubrizol 10002が添加された水／軽油エマルジョン燃料は広い使用実績を有している。従って、実験７は、Ｃ重油の添加により、飛躍的に少量（０．３５重量％）の乳化剤をもって、現に使用実績のある水／軽油エマルジョンと同等、或いは、少なくとも比肩できる程度の乳化安定性、乳化品質を実現できることを示すものと言える。
As described above, lubrizol 10002 is an emulsifier that can be obtained with the smallest amount of emulsifier to the extent that it can be practically used as far as the inventors know, and 3.0 wt% of lubrizol 10002 is added. The water / light oil emulsion fuel produced has a wide track record of use. Therefore, Experiment 7 shows that, with the addition of C heavy oil, emulsification stability with a drastically small amount (0.35% by weight) of emulsifier, equivalent to, or at least comparable to, a water / light oil emulsion that has actually been used, It can be said that the emulsification quality can be realized.
Claims (8)
- 残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水とを含有し、
前記残油非含有油、前記Ａ重油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を更に含有することを特徴とするエマルジョン燃料。 Contains no residual oil-containing oil or heavy oil A or a mixture thereof and water,
An emulsion fuel, further comprising 0.001 to 3% by weight of C heavy oil based on the total content of the residual oil-free oil, the A heavy oil, and the water. - 残油非含有油と水とを含有するエマルジョン燃料であって、
前記残油非含有油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を含有することを特徴とする請求項１に記載のエマルジョン燃料。 An emulsion fuel containing non-residue-containing oil and water,
The emulsion fuel according to claim 1, comprising 0.001 to 3% by weight of C heavy oil based on the total content of the residual oil and the water. - 前記残油非含有油と前記Ａ重油の総含有量と前記水の含有量の重量比が９５：５～６０：４０であることを特徴とする請求項１に記載のエマルジョン燃料。 2. The emulsion fuel according to claim 1, wherein the weight ratio of the total content of the residual oil-free oil and the A heavy oil and the water content is 95: 5 to 60:40.
- 前記残油非含有油が、軽油、灯油、ガソリン、動植物油、バイオディーゼル燃料又はその混合物であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のエマルジョン燃料。 The emulsion fuel according to any one of claims 1 to 3, wherein the residual oil-free oil is light oil, kerosene, gasoline, animal or vegetable oil, biodiesel fuel or a mixture thereof.
- 乳化剤を更に含有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のエマルジョン燃料。 The emulsion fuel according to any one of claims 1 to 4, further comprising an emulsifier.
- 前記乳化剤について下式（１）で求められるＨＬＢ値が２～１５であることを特徴とする請求項５に記載のエマルジョン燃料。
ＨＬＢ＝（Σ無機性値／Σ有機性値）×１０ （１） The emulsion fuel according to claim 5, wherein the emulsifier has an HLB value obtained by the following formula (1) of 2 to 15.
HLB = (Σinorganic value / Σorganic value) × 10 (1) - 残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水とを含有し、
前記残油非含有油、前記Ａ重油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を更に含有するエマルジョン燃料の製造方法であって、
液体を加圧する加圧手段と、前記加圧手段により加圧された液体が通過する流路とを有し、液体が前記流路を通過する際に攪拌される高圧攪拌装置を用いて軽質油、水及びＣ重油の乳化が行われることを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。 Contains no residual oil-containing oil or heavy oil A or a mixture thereof and water,
A method for producing an emulsion fuel, further comprising 0.001 to 3% by weight of C heavy oil in the total content of the residual oil-free oil, the A heavy oil and the water,
Light oil using a high-pressure agitator having a pressurizing means for pressurizing the liquid and a flow path through which the liquid pressurized by the pressurizing means passes, and stirred when the liquid passes through the flow path A method for producing emulsion fuel, wherein water and C heavy oil are emulsified. - 残油非含有油又はＡ重油又はその混合物と水とを含有し、
前記残油非含有油、前記Ａ重油及び前記水の総含有量の０．００１～３重量％のＣ重油を更に含有するエマルジョン燃料の製造方法であって、
残油非含有油又はＡ重油又はその混合物とＣ重油を混合する第１工程と、
前記第１工程における混合液に水を添加して攪拌する第２工程とを有することを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。 Contains no residual oil-containing oil or heavy oil A or a mixture thereof and water,
A method for producing an emulsion fuel, further comprising 0.001 to 3% by weight of C heavy oil in the total content of the residual oil-free oil, the A heavy oil and the water,
A first step of mixing a non-residue-containing oil or A heavy oil or a mixture thereof and C heavy oil;
And a second step of adding water to the mixed solution in the first step and stirring the mixture.
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