廃食油エステル化燃料とは?

環境対策技術に関すること
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廃食油エステル化燃料とは?

先生、『廃食油エステル化燃料』について教えて下さい。

地球環境の専門家

廃食油エステル化燃料』は、植物性廃食用油を資源化する技術のひとつです。不純物除去の前処理をした廃食用油に、10-20%のメタノールと苛性ソーダ(触媒)を加えて混合撹拌し、加熱した後、しばらく静置して脂肪酸のエステル交換反応(この例では、油脂に結合している脂肪酸部分がメタノールと反応し、脂肪酸メチルエステルとグリセリンに分かれます)を促進させます。生成物(脂肪酸メチルエステル+副産物としてグリセリン)を分離して、粘性や引火点の低い脂肪酸メチルエステルを得て、軽油代替燃料として使用します。

はじめに(理論)

廃食油エステル化燃料」は、植物性廃食用油を資源として利用する技術のひとつです。

この技術では、不純物を取り除いた廃食用油に、10%から20%のメタノールと、触媒として苛性ソーダを加えて混合・撹拌し、加熱します。その後、しばらく静置して脂肪酸(「アルカン・アルケン・アルキン+COOH」の1価のカルボン酸)のエステル交換反応を促進させます。

生成物を分離して、粘性が低く引火点の低い脂肪酸メチルエステルを得ます。この脂肪酸メチルエステルは、軽油の代替燃料として使用することができます。

廃食油エステル化燃料の実際(廃食油は、純粋に油なのか?)

廃食油エステル化燃料の定義

廃食油は、純粋に油なのでしょうか? 使用済みの植物油は、部分的に酸化・加水分解などの劣化が進み、脂肪酸が生成されます(たいていは、分子数の多い脂肪酸への酸化にとどまりますが、劣化が激しければ、分子数の少ない酢酸などに分解されることもありえます)。

たとえば、脂肪酸とメタノールを反応させると、 エステル化(酸とアルコールを反応させてエステルを作る反応)し、これも脂肪酸メチルエステルが産出されます。

つまり、以下の2つを合わせて、廃食油エステル化燃料すなわちバイオディーゼル燃料(植物油や動物油を原料として作られた再生可能な燃料)をつくることができます。

・油脂 + メタノール → 脂肪酸メチルエステル (エステル交換反応)
・脂肪酸 + メタノール → 脂肪酸メチルエステル (エステル化反応)

廃食油エステル化燃料は、廃食油を原料としているため、廃棄物削減や環境負荷低減に貢献します。また、軽油や重油に比べて、有害物質の排出量が少なく、環境への負荷が少ない燃料です。

廃食油エステル化燃料の製造方法

廃食油エステル化燃料の製造方法

廃食油エステル化燃料の製造方法は、以下の通りです。

1. 廃食油を収集します。
2. 廃食油をろ過して、不純物を取り除きます。
3. 廃食油をエステル化釜に入れて、アルコールと反応させます。
4. 反応が完了したら、生成物を冷却して、脂肪酸メチルエステルを取り出します。

廃食油にアルコールと触媒を加えて加熱することで、エステル交換反応エステル化が起こります。これによって、廃食油に含まれる油脂や脂肪酸が、バイオディーゼル燃料に変化します。この生成物は、軽油や重油の代替燃料として使用できる性質を持っています。

廃食油エステル化燃料は、廃食油を有効活用できる燃料として、今後ますます普及していくことが期待されています。

廃食油エステル化燃料の特徴

廃食油エステル化燃料の特徴

廃食油エステル化燃料は、ディーゼルエンジンやボイラーなどの熱機関で使用することができますが、石油由来のディーゼル燃料と比べて、以下の特徴があります。

・二酸化炭素の排出量が少ないです。
・再生可能な資源である廃食油を原料としており、持続可能なエネルギー源としても期待されています。
・価格が安く、コスト削減に貢献することができます。
・性能が劣るという欠点もありますが、添加剤を使用することで、性能を向上させることができます。

廃食油エステル化燃料のメリット

廃食油エステル化燃料のメリット

廃食油エステル化燃料には、以下のような、さまざまなメリットがあります。

廃食油を有効活用できること
廃食油は、そのまま廃棄すると環境汚染の原因となりますが、エステル化燃料として再利用することで、廃棄物の削減と資源の有効活用につながります。

化石燃料に比べて環境負荷が少ないという点
燃焼時に排出される二酸化炭素量は、化石燃料よりも少なく、硫黄酸化物や窒素酸化物などの有害物質もほとんど排出されません。

カーボンニュートラルであること
バイオマス燃料であるため、使用時に発生する二酸化炭素は、現代に生きる植物が光合成によって吸収したものです。大気中の二酸化炭素濃度は、一定になります。

化石燃料よりも安価なこと
原油価格の高騰に伴い、化石燃料の価格は上昇していますが、廃食油エステル化燃料は、廃食油を原料としているため、比較的安価に製造することができます。

エンジンへの悪影響が少ない点
軽油やガソリンに比べて、エンジンを摩耗させる成分が少ないため、エンジンの寿命を延ばすことができます。また、廃食油エステル化燃料は、燃料噴射装置を詰まらせることが少ないため、メンテナンスの手間が省けます。

廃食油エステル化燃料は、軽油やガソリンに混ぜて使用することもできますし、化石燃料に代わる持続可能な燃料として注目されています。

廃食油エステル化燃料の使用例

廃食油エステル化燃料の使用例

廃食油エステル化燃料は、主にディーゼルエンジンの燃料として使用されます。日本では、2010年前後から、軽油に5%の廃食油エステル化燃料を混入した「B5軽油」が販売されています。B5軽油は、軽油単独で走行するよりも燃費が良く、排気ガス中の粒子状物質や窒素酸化物の排出量を削減することができます。

また、廃食油エステル化燃料は、ボイラーやガスタービンなどの燃料としても使用されています。

廃食油エステル化燃料は、化石燃料に比べて、再生可能であること、二酸化炭素の排出量が少ないこと、粒子状物質や窒素酸化物の排出量が少ないことなどのメリットがあります。さらに、軽油や重油よりも安価で、燃料コストを削減することができます。

廃食油エステル化燃料は、環境負荷の低減と燃料コストの削減を両立できる、優れた燃料です。今後、ますます普及が進むことが期待されています。

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