51探花

东北大学は、狈贰顿翱プロジェクトにおいて、（株）エプシロンと共同で种子岛の西之表市で小规模分散型燃料製造装置と集中型树脂再生设备を开発し、地产地消に适したバイオディーゼル製造システムを确立しました。

今后は、この地域密着型バイオ燃料生产システムの本格的な実証を开始します。

1．概要

现行の多くのアルカリ触媒を用いたバイオディーゼル製造现场では、1）回収した廃食用油の半分弱が低品质（酸価3以上）で燃料の原料として利用できない、2）製品燃料品质が不安定、3）副生石鹸除去のための水洗浄（4、5回）で生じる排水の処理が必要、4）残留アルカリ混入グリセリンの処理、などの课题を抱えています。国立大学法人东北大学で开発されたイオン交换树脂触媒はこれらの问题を一挙に解决できるものの、定期的な树脂再生が必要なため装置导入コストが高く、実用化のボトルネックとなっていました。

そこで、狈贰顿翱プロジェクにおいて、国立大学法人东北大学、株式会社エプシロン、特定非営利活动法人こすもは、小规模な分散型燃料製造装置と集中型树脂再生设备を开発し、地产地消に适した新たなバイオディーゼル燃料生产システムを确立しました（図1）。

当该プロジェクトにおいて、国立大学法人东北大学、株式会社エプシロンは、廃热利用可能、かつカラムの軽量化を进めた改良型の燃料製造装置を新たに1台製作し、西之表市内に设置することで、离岛モデルとして岛内2ヵ所の分散型燃料製造装置と1ヵ所の集中型树脂再生设备からなる地域密着型バイオ燃料生产システム（図2）の试験を行っていく予定です。

2．今回の成果

図3に示すように、イオン交换树脂法を用いたバイオディーゼル燃料製造装置は、酸触媒の机能を持つ阳イオン交换树脂を充填したカラムと、アルカリ触媒の机能を持つ阴イオン交换树脂を充填した2塔のカラムを直列に连结した构成となっています。

従来のアルカリ触媒法では、游离脂肪酸を含む酸価が高い油を原料利用すると石鹸が副生し、精製工程の负荷や燃料品质が着しく低下することが问题でした。イオン交换树脂触媒法では、まず1つ目の阳イオン交换树脂を充填したカラムで、石鹸のもととなる游离脂肪酸が目的の燃料に転化率ほぼ100％で変换され、副生する水はイオン交换树脂内に吸着、溶液中から除去されます。続いて、2つ目の阴イオン交换树脂を充填したカラムで、主成分の油脂が燃料に転化率ほぼ100％で変换され、副生するグリセリンはイオン交换树脂内に吸着、溶液中から除去されます。その结果、従来法で変换率を高めるために必要だった転化率をメタノールの过剰添加なしに游离脂肪酸と油脂がいずれも燃料に完全に変换され、副生物全てが完全に除去されるため、カラムから流出する溶液はバイオディーゼルとなる脂肪酸エステルと微量のメタノールとなります。つまり、树脂充填カラムに原料を通过させるだけの简便な操作で、製品となる高纯度脂肪酸エステルを製造することができるため、1回の製造に必要となる原料をタンクに投入し、ポンプのスイッチを入れるだけで、製品タンクから取り出した燃料をそのまま车輌で利用することができます。

3．今后の予定

今后、装置製造や树脂再生ビジネスの事业化スキームを确立することで、「地产地消に适したバイオディーゼル燃料生产事业の新たな分散型システムの确立」を目指しています。そして、この离岛型バイオ燃料生产システムの経済性を検証し、燃料製造装置と树脂再生装置の事业化に向けて他岛へのシステム导入を図ります。

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