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バイオ燃料用 植物油の精製

石油系ディーゼルに替わる燃料としてヤシ、菜種、大豆、ひまわりなどの植物性油の使用が増えています。現在ストレート植物油とバイオディーゼルの2つがあります。

どちらのタイプにしても未処理油、あるいは原油を使用するにあたり、複数の段階で精製する必要があります: 精錬(脱ガム)、中和、漂白です。合成ストレート植物油はディー ゼルエンジンに使用することができますが、粘度を下げるためにまず65°C程度まで加熱する必要があります。これには別々の燃料タンクや予熱設備などが使用されます。

バイオディーゼルの場合は予熱せずに通常のディーゼル燃料と同じように使用できるというメリットがあります。バイオディーゼルはエステル交換反応と呼ばれる、ストレート植物油のさらなる精製工程を経て作られます。バイオディーゼルについてはASTM規格や欧州規格-EN14214などで規定されています。

プロセス

油の精製には4つの工程があります。場合によっては工程が組み合わされたり、漂白などの特定の工程が省かれる場合があります。概要は下のとおりです:

精錬(脱ガム)

中和

漂白

エステル交換反応

課題

反応試剤は一般的に低剪断スタティックミキサーやインラインアジテーターを使って大量、また連続プロセスで投入されています。エステル交換反応工程の処理量はさまざまで、メタノールの予備混合は通常、反応タンクの油に加える前に別のタンクで行われます。従来のアジテーターが一般的に使用されてきました。この工程でいくつかの課題が生じます:

  • 酸と水酸化ナトリウム溶液は全体に対して小さな比率ではあるが、油との十分な接触のために液滴を可能な限り小さく細分する必要がある。低剪断の設備による短時間の作業では十分な細分化が容易にできない
  • 生成されたエマルジョンは分離工程で容易に分離できなければいけない
  • 従来の撹拌では漂白土や濾過助剤を加える際に必要な凝集のない均一な溶液をすばやく作り出すことができない
  • 反応試剤の分散が不十分だと工程の効率が悪くなり、薬品の消費とロスが増える

ソリューション

シルバーソンハイシアミキサーならこれらの課題に対処し、工程を劇的に改善することができます。下に解説されるローター/ステーターの3段階の混合と剪断の作用が働きます:

Stage 1

反応試剤はシルバーソンミキサーの流入口の直前で油と合流します。材料がワークヘッド内に引き込まれ、ローター/ステターによって強力に混合されます。

Stage 2

遠心力によって材料がワークヘッドの外周に押し出され、ローターブレードとステーター内壁の間のクリアランスで液滴が小さく細分化されます。

Stage 3

混合液がステーターを通して押し出されてさらに液滴が小さくなっていき、油に接触する反応試剤の面積が増えます。これによって反応が促進し、歩留りが向上します。

  • Stage 1

    Stage 1

    反応試剤はシルバーソンミキサーの流入口の直前で油と合流します。材料がワークヘッド内に引き込まれ、ローター/ステターによって強力に混合されます。

  • Stage 2

    遠心力によって材料がワークヘッドの外周に押し出され、ローターブレードとステーター内壁の間のクリアランスで液滴が小さく細分化されます。

  • Stage 3

    混合液がステーターを通して押し出されてさらに液滴が小さくなっていき、油に接触する反応試剤の面積が増えます。これによって反応が促進し、歩留りが向上します。


メリット

  • 油中への反応試剤の分散の改善により油と接触する面積が増え、反応が促進される
  • 薬品使用量とエネルギー消費の低減によるエコ効果
  • 工程時間の短縮
  • ワークヘッド、スクリーンの交換が簡単にでき、乳化しやすいものも含め、さまざまなタイプの油の処理に最大限の力を発揮

シルバーソンには酸、水酸化ナトリウムの投入に適したミキサーがラインアップされ ています。また漂白土、濾過助剤の分散にはSILVERSONフラッシュミックスが適しています:

インライン型ハイシアミキサー

  • 空気の混入がない
  • 既存の設備への取り付けが容易
  • 連続プロセスに最適
  • 剪断力がさらに高く、粒子の細分化と作業速度を高めるマルチステージユニットあり
  • 防爆仕様あり(ATEX対応)
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フラッシュミックス

  • 粉体の液中への高速分散を可能にした特別設計
  • 洗浄が容易
  • 操作が容易
  • 防爆仕様あり(ATEX対応)
  • システム中に可燃溶剤の取扱いがある場合はシルバーソンにご相談ください
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