JP5545637B2 - 食用廃油からバイオ燃料を生産するバイオ燃料生産方法およびバイオ燃料生産装置、ならびに混合燃料生産装置。 - Google Patents

Description

本発明は、食用廃油からバイオ燃料を生産するバイオ燃料生産方法およびバイオ燃料生産装置、さらに、生産されたバイオ燃料とＡ重油とを混合して混合燃料を生産する混合燃料生産装置に関する。

省資源、リサイクル等が叫ばれるようになって久しいが、現在、外食産業、食品製造業、家庭等より排出される食用廃油は、年間、約６０万トンと推定される。この食用廃油の内、レストランやホテル等から回収業者によって回収される量はおよそ２５万トンであり、軽油代替燃料としてバイオディーゼル燃料として利用されるものは約１万トンである。

そして、残りの約３４万トンの大部分が燃えるゴミとして処分されている。すなわち、食用廃油の多くが無駄になっている。その中で、有効利用として食用廃油を原料にバイオディーゼル燃料を生産することが行われているが、バイオディーゼル燃料の原料に使用されている割合は食用廃油全体の２％にも満たない。この割合を大きくすることは、資源の有効利用によって省資源化と地球温暖化防止とに大きく貢献することになる。

しかしながら、食用廃油は、脂肪酸とグリセリンが結合している。このため、この結合をアルカリ触媒である苛性ソーダなどとメタノールでエステル交換反応させている。これにより、バイオディーゼル燃料は脂肪酸とメタノールが結合した物質となり、グリセリンは苛性ソーダと結合してグリセリン残滓としての副産物が発生する。グリセリンは石鹸にするか堆肥として利用されるが、大量に排出されるため廃棄されている。

従来の技術の一例として食用廃油をバイオディーゼル燃料等の生産に利用するものには、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。すなわち、廃食用油をメタノールとエステル交換反応を行い、ディーゼル燃料を分離した後、その副産物から、メタノールを分離蒸留回収し、精製したグリセリンを分離し、さらにその残部について、高級脂肪酸を再度メタノールとエステル化反応および中和反応を行わせ、重油バーナー燃料として有効な副産物を分離精製しようとする方法である。

特許第３０２８２８２号公報

しかしながら、このような従来の技術では、前記したように副産物としてグリセリン廃棄物が発生するのでその処理が必要であり、また、メタノールを使用するので生産設備が複雑になり、高価な生産設備となるという問題点があった。また、グリセリンの分離は、例えば１００リットルの食用廃油から約２０〜３０リットルが分離されるため、分離したグリセリンの処分もさることながら、グリセリンを分離した後の油分の収率が大幅に減ることも業界では問題になっている。

さらに、バイオディーゼル燃料は、石油系溶剤を化学反応させるため危険物第３石油類に該当して、工業専用地域での生産しか認められていない。このため、高価な生産設備となる以外に消防法、建築基準法、下水道法、労働安全衛生法、廃棄物処理法、品質確認などの規制にかかる上、食用廃油の回収コストなどを合わせると食用廃油からバイオディーゼル燃料を生産するためには膨大な設備と投資が必要となるという問題点がある。

また、バイオディーゼル燃料は、軽油に混合して利用した場合、１リットルにつき３２円１０銭の石油税がかかるので、市場の軽油価格と比較してバイオディーゼル燃料の生産は、費用対効果が悪い。さらに、１リットルを３８円のコストを掛けて生産しても石油税を加算すると設備の原価償却もできないため、民間では事業として成り立たせることが極めて困難であるという現実がある。

また、バイオディーゼル燃料１００％で利用する場合は、食用廃油の膨潤効果によるガスケット、パッキン、Ｏリング、ホースなどが劣化するため、バイオディーゼル燃料に接触する燃料系は全てシリコン系に取り替える必要性が有る。また、エンジンオイルがバイオディーゼル燃料で薄まり、エンジンが焼付きを起こし易くなるため１ヶ月に一度という頻繁なオイル交換が必要であるという問題点がある。

このように、バイオディーゼル燃料の生産に係る課題は多く、したがって現状では食用廃油からバイオディーゼル燃料を生産して食用廃油の有効利用度を高めることは困難である。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、バイオディーゼル燃料ではないバイオ燃料を食用廃油から安価で且つ低いランニングコストで生産することができるバイオ燃料生産装置およびバイオ燃料生産方法ならびに、生産したバイオ燃料にＡ重油を混合して混合燃料を生産する混合燃料生産装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］ 食用廃油からバイオ燃料を生産するバイオ燃料生産装置（１，１Ａ）であって、
食用廃油を貯留して処理する廃油処理タンク（１０）と、該廃油処理タンク（１０）で処理した食用廃油から夾雑物を除去してバイオ燃料とするフィルター手段（２０）とを備え、
前記廃油処理タンク（１０）は、上部に設けられた食用廃油の注入口（１１）と、前記廃油処理タンク（１０）の内側に設けられ、前記注入口（１１）から注入された食用廃油を受けて固形物を取り除くストレーナー（１３）と、該ストレーナー（１３）によって固形物が除去された食用廃油を加熱する加熱手段（１５）と、前記廃油処理タンク（１０）内部の食用廃油を撹拌する撹拌手段（１４）と、前記廃油処理タンク（１０）の上部に設けられた水蒸気排出口（１２）と、底部（１７）に設けられ、底部（１７）に溜まった水と沈殿物を外部に排出するための沈殿物排出口（１８）と、下部に設けられた、処理済みの食用廃油を前記フィルター手段（２０）に送出する食用廃油送出口（１６）と、を有し、
前記廃油処理タンク（１０）内部の食用廃油を静置して前記廃油処理タンク（１０）の底部（１７）に溜まった水と沈殿物を前記沈殿物排出口（１８）から排出し、残った食用廃油を前記加熱手段（１５）によって加熱して流動性を向上させるとともに前記撹拌手段（１４）によって撹拌して水分を蒸発させ、該蒸発した水分を前記水蒸気排出口（１２）から排出してから、食用廃油を前記食用廃油送出口（１６）から前記フィルター手段（２０）に通して夾雑物の微粒子を除去してバイオ燃料とするバイオ燃料生産装置（１，１Ａ）。

［２］ 前記フィルター手段（２０）に通して夾雑物の微粒子を除去されたバイオ燃料を貯蔵するバイオ燃料タンク（３０Ａ）と、該バイオ燃料タンク（３０Ａ）からのバイオ燃料に引火点向上剤を添加する引火点向上剤添加部（５０）と、前記引火点向上剤が添加されたバイオ燃料を貯蔵する貯蔵タンク（６０）と、を備え、
前記引火点向上剤添加部（５０）は、前記バイオ燃料タンク（３０Ａ）からのバイオ燃料を加熱する加熱手段（５２）と、該加熱手段（５２）によって加熱されたバイオ燃料に添加する引火点向上剤が貯留される引火点向上剤タンク（５１）と、前記加熱手段（５２）によって加熱されたバイオ燃料に前記引火点向上剤タンク（５１）からの引火点向上剤が添加される添加部（５３）とから成り、
前記貯蔵タンク（６０）は、貯蔵したバイオ燃料を加熱する加熱手段（６２）と、貯蔵したバイオ燃料を撹拌する撹拌手段（６１）と、を有することを特徴とする項［１］に記載のバイオ燃料生産装置（１Ａ）。

［３］ 食用廃油から生産したバイオ燃料とＡ重油との混合燃料を生産する混合燃料生産装置（２）であって、
［２］に記載のバイオ燃料生産装置（１）と、該バイオ燃料生産装置（１）の前記フィルター手段（２０）に通して夾雑物の微粒子を除去されたバイオ燃料を貯蔵するバイオ燃料タンク（３０Ａ）と、Ａ重油を貯留するＡ重油タンクと、前記バイオ燃料と前記Ａ重油とを混合する混合部（７１）と、該混合部（７１）で混合された混合燃料を貯蔵する混合燃料貯蔵タンク（９０）と、を備え、
前記混合燃料貯蔵タンク（９０）は、貯蔵した混合燃料を加熱する加熱手段（９２）と、貯蔵した混合燃料を撹拌する撹拌手段（９１）と、を有する混合燃料生産装置（２）。

［４］ 食用廃油からバイオ燃料を生産するバイオ燃料生産方法であって、
食用廃油をストレーナー（１３）を介して夾雑物を除去しながら廃油処理タンク（１０）に注入し、
前記廃油処理タンク（１０）に貯留した食用廃油を所定時間静置して前記廃油処理タンク（１０）の底に溜まった水と沈殿物を前記廃油処理タンク（１０）の底に設けた沈殿物排出口（１８）から排出させ、
その後、前記廃油処理タンク（１０）に残った食用廃油を加熱するとともに撹拌して食用廃油の流動性を向上させるとともに水分を蒸発させて油水を分離してから、前記廃油処理タンク（１０）から前記廃油処理タンク（１０）の外部に設けたフィルター手段（２０）に通して夾雑物の微粒子を除去してバイオ燃料とするバイオ燃料生産方法。

前記本発明は次のように作用する。
食用廃油は、大きな流れでいうと、廃油処理タンク（１０）で処理されてからフィルター手段（２０）に送り出され、フィルター手段（２０）によって夾雑物の微粒子を除去されてバイオ燃料となる。

食用廃油は、廃油処理タンク（１０）の上部に穿設された注入口（１１）から内部に注入される。注入された食用廃油は、注入口（１１）の廃油処理タンク（１０）内側に設けられたストレーナー（１３）を通る際に、大きな夾雑物や混入した異物等の固形物が取り除かれる。このストレーナー（１３）は、１ｍｍ目程度の大きさのものである。

夾雑物や異物等が除去されて廃油処理タンク（１０）に貯留された食用廃油は、所定時間を静置しておくと廃油処理タンク（１０）の底に油分と分離した水と沈殿物が溜まるので、廃油処理タンク（１０）の底に設けた沈殿物排出口（１８）からこれらを排出させる。これにより、ストレーナー（１３）で除去できなかった夾雑物や異物等の固形物や水分を排除することができる。

次に、食用廃油は、加熱手段（１５）によって加熱されるとともに撹拌手段（１４）によって撹拌される。これにより、食用廃油の流動性が向上するとともに油中に残留していた水分が蒸発する。蒸発した水分は、廃油処理タンク（１０）の上部に設けられた水蒸気排出口（１２）から廃油処理タンク（１０）の外部に放出される。これにより、廃油分から水分をより一層に排除することができる。

このようにして、食用廃油から水分と夾雑物や異物等を除去したものを廃油処理タンク（１０）の外部に設けたフィルター手段（２０）に通す。これにより、食用廃油中に残留している夾雑物の微粒子と水分を除去する。フィルターは、例えば１μｍの大きさの微粒子を除去することができるようなものである。このようにしてバイオ燃料を生産することができる。

このようにして生産したバイオ燃料は、成分が食用廃油なので、前記の段落０００７で説明したような法規制がかからず、バイオ燃料タンク（３０）に貯蔵して通常の食用油と同様に扱うことができる。

また、生産したバイオ燃料をバイオ燃料タンク（３０Ａ）に貯蔵し、該バイオ燃料タンク（３０Ａ）から流されてくるバイオ燃料を加熱して、該加熱したバイオ燃料に引火点向上剤タンク（５１）からの引火点向上剤を引火点向上剤添加部（５０）で添加したものを貯蔵タンク（６０）に貯蔵しても良い。貯蔵タンク（６０）に貯蔵されたバイオ燃料は、必要に応じて加熱手段（６２）によって加熱したり、撹拌手段（６１）によって撹拌したりすることができる。

また、生産したバイオ燃料をバイオ燃料タンク（３０Ａ）に貯蔵し、該バイオ燃料タンク（３０Ａ）から流されてくるバイオ燃料をＡ重油タンク（７０）から流されてくるＡ重油に混合部（７１）で混合して混合燃料として混合燃料貯蔵タンク（９０）に貯蔵するようにしても良い。混合燃料貯蔵タンク（９０）に貯蔵されたバイオ燃料は、必要に応じて加熱手段（９２）によって加熱したり、撹拌手段（９１）によって撹拌したりすることができる。

本発明にかかるバイオ燃料生産装置によれば、装置自体は、安価に製造でき且つランニングコストも低い上に、生産したバイオ燃料は消防法等の法規制に掛からないため、取り扱いが容易であり、食用廃油の有効利用を促進することができる。

また、バイオ燃料に引火点向上剤を添加することによって消防法や建築基準法等の法規制に掛かるものの場合でも、装置自体は、安価に製造でき且つランニングコストも低く、食用廃油の有効利用を促進することができる。

さらに、バイオ燃料をＡ重油に添加する混合燃料生産装置であっても、装置自体は、安価に製造でき且つランニングコストも低く、例えば１リットルの生産コストを２円未満にすることができるので、食用廃油の有効利用を促進することができ、また、バイオ燃料とＡ重油との比を７：３程度にしても燃料として十分の実用性があるので、ボイラー、焼却炉、乾燥機、発電機などの燃料として広く用いることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る混合燃料生産装置を示すブロック図である。

以下、図面に基づき本発明の好適な各種の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置を示すブロック図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１は、食用廃油からバイオ燃料を生産するものであり、食用廃油を貯留して処理する廃油処理タンク１０と、該廃油処理タンク１０で処理した食用廃油から夾雑物の微粒子を除去してバイオ燃料とするフィルター手段２０とから成り、さらに、生産されたバイオ燃料を貯蔵するためのバイオ燃料タンク３０が配設されている。

廃油処理タンク１０は、天井部を形成する上部に食用廃油の注入口１１と、廃油処理タンク１０の内部から水蒸気を排出するための水蒸気排出口１２とがそれぞれ穿設されている。注入口１１には、開閉可能な蓋１１ａが取り付けられている。水蒸気排出口１２にも不図示の開閉可能な蓋が取り付けられている。

注入口１１から廃油処理タンク１０の内部に入った所には、注入された食用廃油を受けるストレーナー１３が着脱可能に装着されている。注入口１１から注入された食用廃油は、全てこのストレーナー１３を通過してから廃油処理タンク１０の内部に貯留される。ストレーナー１３は、１ｍｍ以上の大きさの夾雑物や異物などの廃油内固形物を取り除くためのものであり、１ｍｍ目のメッシュ状のものである。この目の大きさは、単に例示した数値であり、１ｍｍに限定されるものではない。

また、天井部には、廃油処理タンク１０内に貯留される食用廃油の量を計測するためのレベル計ＬＳと、モータＭから延びる回転軸の下端に設けたブレードＢをモータＭの駆動力で回転させて、貯留した食用廃油を撹拌する撹拌手段１４とが配設されている。

廃油処理タンク１０内部の下部には貯留した食用廃油を加熱するための加熱手段としてシーズーヒーター１５が配設されている。このシーズーヒーター１５よりも下方で、廃油処理タンク１０の底部１７に近い側壁には、廃油処理タンク１０内で処理された食用廃油をフィルター手段２０に送出する食用廃油送出口１６が貫通している。

廃油処理タンク１０の底部１７は傾斜している。その傾斜は、食用廃油送出口１６が穿設されている付近から略反対側に向かって低くなっている。この底部１７の最も低くなっている所の近傍には、底部１７に沈殿した水と沈殿物を外部に排出するために底部１７を貫通する小さい沈殿物排出口１８が穿設されている。この沈殿物排出口１８に接続された排出管にはバルブＶ１が設けられており、このバルブＶ１の操作によって沈殿物排出口１８からの沈殿物の排出可否を操作することができる。このバルブＶ１は手動バルブで良いが電動バルブであっても良い。廃油処理タンク１０の外部には、保温材１９が全面的に施工されている。これは、シーズーヒーター１５によって加熱された食用廃油から熱が放散してしまうことを防ぐためのものである。

食用廃油送出口１６に接続された送出管は、ポンプＰ１に接続されており、該ポンプＰ１と食用廃油送出口１６との間にはバルブＶ２が介装されている。このバルブＶ２は電動バルブが好ましい。ポンプＰ１は、フィルター手段２０に連通している。

フィルター手段２０は、ポンプＰ１から送られて来る食用廃油を流すための同一構成の２系統に分岐した配管を備えている。一方の配管には電動バルブＶ３が設けられており、その下流にはフィルター２１が設けられている。このフィルター２１は、１μｍ程度の大きさの夾雑物の微粒子を除去することができるものである。なお、１μｍという大きさは例示であり、これに限られるものではない。このフィルター２１の下流には、電動バルブＶ４が設けられている。

フィルター２１が設けられているメイン配管２１０からは、電動バルブＶ３とフィルター２１との間でバイパス２１１が分岐している。このバイパス２１１には、微圧計２２が設けられている。バイパス２１１は、メイン配管２１０のフィルター２１と電動バルブＶ４との間でメイン配管２１０に合流している。微圧計２２は、メイン配管２１０を流れる食用廃油の圧力を計測するものであり、フィルター２１の上流側と下流側との圧力差を計測するものである。

このように構成された配管と同様に構成されたもう一方の配管では、メイン配管２２０が前記配管のメイン配管２１０に相当し、バイパス２２１がバイパス２１１に相当する。また、電動バルブＶ５が前記配管の電動バルブＶ３に相当し、フィルター２３がフィルター２１に相当し、微圧計２４が微圧計２２に相当し、電動バルブＶ６が電動バルブＶ４に相当する。

このように構成されるフィルター手段２０は、一方の配管を通して食用廃油を流すものであり、同時に双方の配管を通して食用廃油を流すことはない。例えば、メイン配管２１０側を通して食用廃油を流しているときはメイン配管２２０側には食用廃油を流さない。そして、メイン配管２１０のフィルター２１に食用廃油中の夾雑物の微粒子固形分が吸着されて飽和状態になると、食用廃油をメイン配管２１０には流さずにメイン配管２２０側に流すようになっている。

すなわち、フィルター２１の上流側と下流側とでメイン配管２１０を流れる食用廃油の圧力差を計測することによってフィルター２１に吸着している夾雑物の微粒子固形分の状態が分かるので、その状態が飽和状態を示す圧力差、あるいは予め設定したフィルター２１を交換すべき状態となったときの圧力差となったときに、自動的に電動バルブＶ３と電動バルブＶ４とを閉じるとともにメイン配管２２０側の電動バルブＶ５と電動バルブＶ６とを開いて食用廃油がメイン配管２２０側を流れるようになっている。これにより、バイオ燃料の生産を中断することなく継続させることができる。

なお、この説明は例示であり、先にメイン配管２２０に食用廃油を流し、メイン配管２２０側のフィルター２３が飽和状態あるいは交換すべき状態となったときに食用廃油をメイン配管２１０側に流すように切り換えてもよい。このように、一方のフィルターが飽和状態あるいは交換すべき状態となったときに、それを報知するための警報音を発したり、警報ランプが点灯するようにしたりしておくことにより、迅速なフィルター交換ができるようにすることができる。

このように、バイオ燃料生産装置１では、最後にフィルター手段２０によって夾雑物の微粒子固形分を除去することにより、バイオ燃料を生産することができる。フィルター手段２０の下流の配管には電動バルブＶ７が設けられており、電動バルブＶ７の下流にはバイオ燃料を貯蔵するバイオ燃料タンク３０が設けられている。

バイオ燃料タンク３０には、廃油処理タンク１０の撹拌手段１４と同様の撹拌手段３１が設けられている。この撹拌手段３１は、バイオ燃料タンク３０にバイオ燃料が貯蔵されている間、駆動が継続される。

また、バイオ燃料タンク３０には、貯蔵したバイオ燃料をタンクローリーに移すためのタンクローリー用排出口３２がバイオ燃料タンク３０の天井部に設けられており、バイオ燃料を取り出して使用するための取出し口３３が傾斜した底部の最下部に設けられている。取出し口３３に接続された配管には、手動バルブＶ８が設けられている。

電動バルブＶ７とバイオ燃料タンク３０との間には、酸化防止剤を貯留する酸化防止剤タンク４０からの配管が合流している。この配管には、酸化防止剤タンク４０内の酸化防止剤を送り出してバイオ燃料に添加するためのポンプＰ２が配設されている。なお、バイオ燃料への酸化防止剤の添加は必ずしも必要ではないので、酸化防止剤タンク４０およびポンプＰ２は省略することもできる。

次に、第１の実施の形態にかかるバイオ燃料生産装置１の作用を説明する。
食用廃油は、先ず、廃油処理タンク１０で処理され、その後にフィルター手段２０のフィルター２１によって食用廃油中の夾雑物の微粒固形分が除去されてバイオ燃料となる。

食用廃油は、廃油処理タンク１０の上部に穿設された注入口１１から注入する。注入された食用廃油は、廃油処理タンク１０内側に設けられたストレーナー１３を通る際に略１ｍｍよりも大きい夾雑物や異物等の廃油内固形分が取り除かれる。

廃油処理タンク１０に貯留される食用廃油は、所定量が貯留される。貯留された食用廃油の量はレベル計ＬＳによって判断される。

注入された食用廃油は、所定時間を静置しておく。所定時間とは、例えば３０分程度である。これにより、食用廃油に残存している水分や１ｍｍ以下の夾雑物等の固形分が底部１７に沈殿して、これらを油分から自然分離させることができる。沈殿した水分と固形分とは、バルブＶ１を開くことによって廃油処理タンク１０の底に設けた沈殿物排出口１８から廃油処理タンク１０の外部に排出させる。これにより、食用廃油から異物等の固形分と水分とを取り除くことができる。

次に、シーズーヒーター１５によって食用廃油を１１０℃〜１２０℃程度となるように加熱するとともに撹拌手段１４によって撹拌する。これにより、食用廃油の流動性を向上させるとともに食用廃油に混合して残存している水分を蒸発させることができる。廃油処理タンク１０は、その外部を保温材１９によって全面的に覆われているので、１１０℃〜１２０℃程度に加熱された食用廃油は、長時間にわたって保温される。

加熱によって食用廃油から蒸発して分離した水分は、廃油処理タンク１０の上部に設けられた水蒸気排出口１２から廃油処理タンク１０の外部に放出される。なお、食用廃油から分離した水分には臭気が有るので、水蒸気排出口１２から排出する水蒸気に脱臭処理を施してもよい。脱臭処理には、水蒸気を加熱して臭気成分を分解する方法や、その他、活性炭を通して臭気成分を吸着させる方法等の一般的な脱臭技術を使用すればよい。

以上のようにして廃油処理タンク１０内での主たる処理は終了する。次に食用廃油はフィルター手段２０へ送られる。この際、前記のようにシーズーヒーター１５によって加熱された食用廃油は、Ａ重油に近い流動性を持っている。この状態で、バルブＶ２が開かれてポンプＰ１が駆動すると、廃油処理タンク１０内の食用廃油は、食用廃油送出口１６から排出されてバルブＶ２およびポンプＰ１を介してフィルター手段２０に送られる。

フィルター手段２０は、電動バルブＶ３と電動バルブＶ４が開いており、電動バルブＶ５と電動バルブＶ６が閉じている。また、電動バルブ７はメンテナンス時以外は開いているので、食用廃油はメイン配管２１０を流れ、フィルター２１によって夾雑物の微粒子固形分が除去される。除去される微粒子固形分は１μｍ以上の大きさのものである。メイン配管２１０を流れる食用廃油は、フィルター２１の上流側と下流側との圧力差が微圧計２２によって計測されており、フィルター２１に微粒子固形分が吸着して飽和状態になると、電動バルブＶ３と電動バルブＶ４が閉じて、電動バルブＶ５と電動バルブＶ６が開く。これにより、食用廃油は、フィルター手段２０による微粒子固形分の除去が中断されることなく、メイン配管２２０を流れてフィルター２３によって微粒子固形分が除去されたバイオ燃料となる。

バイオ燃料は、フィルター手段２０よりも下流の配管に設けられた電動バルブＶ７が開いているので、バイオ燃料タンク３０に送られる。バイオ燃料には、バイオ燃料タンク３０に貯蔵される以前に、ポンプＰ２によって酸化防止剤タンク４０から送り出された酸化防止剤が添加される。なお、このとき界面活性剤を定量供給してもよい。バイオ燃料タンク３０では、撹拌手段３１を駆動させておくことによってバイオ燃料に酸化防止剤が均一に混合される。

このようにして生産されたバイオ燃料は、バイオディーゼル燃料と異なってメタノールを使用することもなく、成分は食用油であるので消防法等が適用されることがなく、通常の食用油と同様に扱うことができる。このため、消防法等の規制対象となっているものに必要な設備にする必要がなく、また、バイオ燃料生産装置自体も安価に構築することができる。

したがって、バイオ燃料を安価に提供することができる。食用廃油の有効利用を促進することができる。

なお、フィルター手段２０の構成は、原料となる食用廃油が性状の安定した種類のものであれば、予めテスト運転によってフィルター２１，２３の交換時期を定めておき、交換時期に至ったときにフィルターを交換することにより、微圧計２２，２４を不要とする簡易な構成にすることもできる。

なお、廃油処理タンク１０に貯留した食用廃油を加熱する手段としては、廃油処理タンク１０内に配設したシーズーヒーター１５に限らず、廃油処理タンク１０内に投入しておくだけの投げ込みヒーターでも良いし、廃油処理タンク１０の外部から加熱するようなものであっても良い。

また、フィルター手段２０にフィルター２１の飽和状態を検知する微圧計２２と、フィルター２３の飽和状態を検知する微圧計２４とを設け、飽和状態を検知したときには、電動バルブＶ３，Ｖ４または電動バルブＶ５，Ｖ６を自動的に開閉したり、飽和状態を検知したことを報知する警報音を発したり、警報ランプが点灯したりするような警報手段を設けたものでは、迅速なフィルター交換ができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置を示すブロック図である。
図２に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１Ａは、第１の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１において生産されたバイオ燃料を貯蔵するバイオ燃料タンク３０Ａと、該バイオ燃料タンク３０Ａからのバイオ燃料に引火点向上剤を添加する引火点向上剤添加部５０と、引火点向上剤が添加されたバイオ燃料を貯蔵する貯蔵タンク６０と、を備えている。

バイオ燃料生産装置１Ａは、バイオ燃料生産装置１に連通させたバイオ燃料タンク３０をバイオ燃料タンク３０Ａとして、引火点向上剤添加部５０および貯蔵タンク６０をバイオ燃料生産装置１と同一敷地内に連続して設けたものであっても良いが、バイオ燃料タンク３０Ａ、引火点向上剤添加部５０および貯蔵タンク６０をバイオ燃料生産装置１から別の場所に施設してもよい。

例えば、図１に示したバイオ燃料生産装置１は病院やホテルやフランチャイズ店等に設けておき、バイオ燃料タンク３０Ａ、引火点向上剤添加部５０および貯蔵タンク６０をフランチャイズ店などの食材工場に設置したものとしてもよい。この場合、バイオ燃料タンク３０に貯蔵したバイオ燃料は、例えば手動バルブＶ８を開いて取出し口３３から一斗缶やペール缶に小分けしてバイオ燃料タンク３０Ａに運んでも良いし、タンクローリー用排出口３２からタンクローリーに移してバイオ燃料タンク３０Ａを設置してあるフランチャイズ店などの食材工場等まで運搬するようにしても良い。なお、手動バルブＶ８は、電動バルブであっても良い。

バイオ燃料タンク３０Ａの下流には、引火点向上剤添加部５０が配設されており、引火点向上剤添加部５０の下流には貯蔵タンク６０が配設されている。バイオ燃料タンク３０Ａには、その上部にバイオ燃料を注入するための開閉可能な注入口３４が設けられている。また、底部には、貯蔵してあるバイオ燃料を送り出すバイオ燃料送出口３５が設けられている。

バイオ燃料タンク３０Ａと引火点向上剤添加部５０とを連通する配管には、上流側に種動バルブＶ９が設けられ、手動バルブＶ９の下流にポンプＰ３が設けられている。バイオ燃料タンク３０Ａに貯蔵されたバイオ燃料を引火点向上剤添加部５０に流すときには、手動バルブＶ９が開かれ、ポンプＰ３が駆動される。なお、手動バルブＶ９は、電動バルブであっても良い。

引火点向上剤添加部５０は、イソプロピルアルコールのような引火点向上剤を貯留しておく引火点向上剤タンク５１と、引火点向上剤タンク５１に貯留してある引火点向上剤を送り出すための定量ポンプＰ４と、引火点向上剤が添加される以前にバイオ燃料を加熱して昇温する加熱手段５２と、バイオ燃料が流れてくる配管と引火点向上剤が流れてくる配管とが合流する添加部５３とから成る。

引火点向上剤添加部５０の下流には、貯蔵タンク６０が配設されており、添加部５３で引火点向上剤を添加されたバイオ燃料は貯蔵タンク６０に貯蔵される。貯蔵タンク６０には、バイオ燃料生産装置１の廃油処理タンク１０のレベル計ＬＳおよび撹拌手段１４と同様のレベル計ＬＳおよび撹拌手段６１が設けられている。この撹拌手段６１は、バイオ燃料に混合した引火点向上剤が分離するのを防ぐためのものである。また、貯蔵タンク６０の底部寄りには、廃油処理タンク１０のシーズーヒーター１５と同様の加熱手段６２が設けられている。また、貯蔵タンク６０の外部には、保温材６３が全面的に施工されている。

貯蔵タンク６０からはバーナー８０にバイオ燃料を供給するための配管６４が延設されている。また、バーナー８０からは、燃焼に使用されない余分のバイオ燃料を貯蔵タンク６０に戻すための戻り配管８１が貯蔵タンク６０まで延設されている。バーナー８０は、不図示のポンプを装備しているものであり、そのポンプによって貯蔵タンク６０からバイオ燃料がバーナー８０に供給され、また、使用されなかった余分なバイオ燃料は貯蔵タンク６０に戻される。

次に、第２の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１Ａの作用を説明する。
バイオ燃料タンク３０Ａに貯蔵されたバイオ燃料は、手動バルブＶ９を開いてポンプＰ３を駆動することによって引火点向上剤添加部５０に供給される。引火点向上剤添加部５０では、移動中のバイオ燃料が加熱手段５２によって６０℃〜７０℃に加熱される。一方、引火点向上剤タンク５１に貯留された引火点向上剤は、定量ポンプＰ４によって定量が添加部５３に送られる。

添加部５３では、加熱されたバイオ燃料に定量の引火点向上剤が添加されて貯蔵タンク６０に送られる。貯蔵タンク６０に送られて貯蔵されたバイオ燃料は、引火点向上剤をより均一に混合するために撹拌手段６１が駆動している。また、バイオ燃料は、略１００℃となるように加熱手段６２によって加熱される。

貯蔵タンク６０に貯蔵されたバイオ燃料８０は、バーナー８０に装備されているポンプにより、配管６４を通り、バーナーの燃料として利用される。燃料に用いられない余分な混合燃料は、戻り配管８１を通って貯蔵タンク６０に戻される。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図３は、第３の実施の形態に係る混合燃料生産装置を示すブロック図である。
図３に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る混合燃料生産装置２は、第２の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１ＡにＡ重油を貯留するＡ重油タンク７０を混合部７１に連結し、Ａ重油にバイオ燃料を混合するようにしたものである。Ａ重油タンク７０と混合部７１との間の配管には、ポンプＰ５が介装されている。

バイオ燃料タンク３０Ｂは、第２の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１Ａにおけるバイオ燃料タンク３０Ａと同様のものである。バイオ燃料を混合したＡ重油は、混合燃料貯蔵タンク９０に貯蔵されるが、この混合燃料貯蔵タンク９０は、第２の実施の形態における貯蔵タンク６０と同様のものであり、レベル計ＬＳ、撹拌手段９１および加熱手段９２は、第２の実施の形態におけるレベル計ＬＳ、撹拌手段６１および加熱手段６２と同様のものである。その他、第２の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１Ａと同じ構成部材には同一の符号を付してある。なお、混合燃料生産装置２においては、引火点向上剤添加部５０における引火点向上剤タンク５１と定量ポンプＰ４とは不要であるが、設けておいても良い。

次に、第３の実施の形態に係る混合燃料生産装置２の作用を説明する。
バイオ燃料タンク３０Ｂに貯蔵されているバイオ燃料は、手動バルブＶ９を開いてポンプＰ３を駆動することによって混合燃料貯蔵タンク９０へ向けて送られる。ポンプＰ３の下流では、配管中を流れるバイオ燃料が加熱手段５２によって６０℃〜７０℃に加熱される。一方、Ａ重油タンク７０に貯留されたＡ重油は、ポンプＰ５によって混合部７１に送られる。

混合部７１では、バイオ燃料とＡ重油とが所定の混合比になるように混合される。例えばバイオ燃料：Ａ重油＝７：３である。この混合比は、５：５、３：７であってもよい。このような混合比にされた混合燃料は、混合燃料貯蔵タンク９０に貯蔵される。なお、この混合比の混合燃料の実用性は、燃焼テストで良好であることが確認されている。混合燃料は、前記した混合比以外の混合比でバイオ燃料とＡ重油とを混合したものとすることができる。

混合燃料貯蔵タンク９０では、貯蔵した混合燃料が加熱手段９２や撹拌手段９１によって必要に応じて適宜に加熱したり、撹拌したりされる。例えば、混合燃料貯蔵タンク９０に貯蔵された混合燃料をバーナー８０の燃料として供給するときには、撹拌手段９１によって撹拌しながら加熱手段９２によって約１００℃に加熱する。

加熱された混合燃料は、配管９４を通り、バーナー８０の燃料として供給される。バーナー８０で燃料に用いられない余分な混合燃料は、戻り配管８１を通って混合燃料貯蔵タンク９０に戻される。

以上のように、本発明により、食用廃油から安価で且つ低いランニングコストでバイオ燃料を生産したり、バイオ燃料とＡ重油等との混合燃料を生産したりすることができるので、食用廃油の有効利用率を著しく向上させることができる。

また、食用廃油全てがＡ重油としての代替燃料として再利用できることも大きなメリットである。バイオディーゼル燃料は、その生産工程中に副産物を排出しないメタノールと反応させるので、バイオディーゼル燃料のカロリーはメタノールに助けられるがメタノールを入れるとカーボンニュートラルとは言わず、燃焼させるとＣＯ_２が発生する。これに対して、本発明に係るバイオ燃料生産装置によって生産されるバイオ燃料は、カーボンニュートラルであるから、燃焼させても地球温暖化の一因とされるＣＯ_２が発生せず、従って、地球温暖化防止に貢献できることとなる。

また、食用廃油からバイオディーゼル燃料を生産するときに必ず排出されるグリセリン副産物や料理からの動物性油脂等は、分離等の処理をする必要がなく、バイオ燃料を単独燃焼させたり（図２）、バイオ燃料とＡ重油との混合燃料を燃焼させることができる（図３）。

本発明に係るバイオ燃料生産装置１，１Ａおよび混合燃料生産装置２の実際の実施を具体的に例示すれば、外食産業のフランチャイズ店などの各店舗は、図１に示す第１の実施の形態に係るバイオ燃料生産装置１を設置し、酸化防止剤の添加によって保存可能なバイオ燃料を各店舗で生産する。生産したバイオ燃料は一斗缶などの容器に入れる。

この一斗缶などの容器に入ったバイオ燃料を食材の配達車が回収し、各店舗より食材工場に持ち込む。食材工場では、バイオ燃料を１００％バイオ燃料として図２に示したバイオ燃料生産装置１Ａを経て、ボイラー、焼却炉、乾燥機、発電機などの燃料として使用する。

このような利用形態は、外食産業の各店舗で食用廃油をバイオ燃料化せずとも各店舗から収集された食用廃油を食材工場などに食材配達車が持ち込み、大型のバイオ燃料生産施設としてプラント化することも可能である。

図３に示したような混合燃料生産装置２は、バイオ燃料とＡ重油とを所定の混合比に混合して混合燃料を生産するものであるが、この混合燃料もボイラー、焼却炉、乾燥機、発電機などの燃料として有効利用することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

本発明は食用廃油をバイオ燃料の原料とするものであるが、食用廃油に限られず、様々な廃油の有効利用に適用することができる。

Ｂ…ブレード
ＬＳ…レベル計
Ｍ…モータ
Ｐ１…ポンプ
Ｐ２…ポンプ
Ｐ３…ポンプ
Ｐ４…定量ポンプ
Ｐ５…ポンプ
Ｖ１…バルブ
Ｖ２…バルブ
Ｖ３…電動バルブ
Ｖ４…電動バルブ
Ｖ５…電動バルブ
Ｖ６…電動バルブ
Ｖ７…電動バルブ
Ｖ８…手動バルブ
Ｖ９…手動バルブ
１…バイオ燃料生産装置
１Ａ…バイオ燃料生産装置
２…混合燃料生産装置
１０…廃油処理タンク
１１…注入口
１１ａ…蓋
１２…水蒸気排出口
１３…ストレーナー
１４…撹拌手段
１５…シーズーヒーター
１６…食用廃油送出口
１７…底部
１８…沈殿物排出口
１９…保温材
２０…フィルター手段
２１…フィルター
２２…微圧計
２３…フィルター
２４…微圧計
３０…バイオ燃料タンク
３０Ａ…バイオ燃料タンク
３０Ｂ…バイオ燃料タンク
３１…撹拌手段
３２…タンクローリー用排出口
３３…取出し口
３４…注入口
３５…バイオ燃料送出口
４０…酸化防止剤タンク
５０…引火点向上剤添加部
５１…引火点向上剤タンク
５２…加熱手段
５３…添加部
６０…貯蔵タンク
６１…撹拌手段
６２…加熱手段
６３…保温材
６４…配管
７０…Ａ重油タンク
７１…混合部
８０…バーナー
８１…戻り配管
９０…混合燃料貯蔵タンク
９１…撹拌手段
９２…加熱手段
９４…配管
２１０…メイン配管
２１１…バイパス
２２０…メイン配管
２２１…バイパス

Claims (4)

1. 食用廃油からバイオ燃料を生産するバイオ燃料生産装置であって、
   食用廃油を貯留して処理する廃油処理タンクと、該廃油処理タンクで処理した食用廃油から夾雑物を除去してバイオ燃料とするフィルター手段とを備え、
   前記廃油処理タンクは、上部に設けられた食用廃油の注入口と、前記廃油処理タンクの内側に設けられ、前記注入口から注入された食用廃油を受けて固形物を取り除くストレーナーと、該ストレーナーによって固形物が除去された食用廃油を加熱する加熱手段と、前記廃油処理タンク内部の食用廃油を撹拌する撹拌手段と、前記廃油処理タンクの上部に設けられた水蒸気排出口と、底部に設けられ、底部に溜まった水と沈殿物を外部に排出するための沈殿物排出口と、下部に設けられた、処理済みの食用廃油を前記フィルター手段に送出する食用廃油送出口と、を有し、
   前記廃油処理タンク内部の食用廃油を静置して前記廃油処理タンクの底部に溜まった水と沈殿物を前記沈殿物排出口から排出し、残った食用廃油を前記加熱手段によって加熱して流動性を向上させるとともに前記撹拌手段によって撹拌して水分を蒸発させ、該蒸発した水分を前記水蒸気排出口から排出してから、食用廃油を前記食用廃油送出口から前記フィルター手段に通して夾雑物の微粒子を除去してバイオ燃料とするバイオ燃料生産装置。
2. 前記フィルター手段に通して夾雑物の微粒子を除去されたバイオ燃料を貯蔵するバイオ燃料タンクと、該バイオ燃料タンクからのバイオ燃料に引火点向上剤を添加する引火点向上剤添加部と、前記引火点向上剤が添加されたバイオ燃料を貯蔵する貯蔵タンクと、を備え、
   前記引火点向上剤添加部は、前記バイオ燃料タンクからのバイオ燃料を加熱する加熱手段と、該加熱手段によって加熱されたバイオ燃料に添加する引火点向上剤が貯留される引火点向上剤タンクと、前記加熱手段によって加熱されたバイオ燃料に前記引火点向上剤タンクからの引火点向上剤が添加される添加部とから成り、
   前記貯蔵タンクは、貯蔵したバイオ燃料を加熱する加熱手段と、貯蔵したバイオ燃料を撹拌する撹拌手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載のバイオ燃料生産装置。
3. 食用廃油から生産したバイオ燃料とＡ重油との混合燃料を生産する混合燃料生産装置であって、
   請求項２に記載のバイオ燃料生産装置と、該バイオ燃料生産装置の前記フィルター手段に通して夾雑物の微粒子を除去されたバイオ燃料を貯蔵するバイオ燃料タンクと、Ａ重油を貯留するＡ重油タンクと、前記バイオ燃料と前記Ａ重油とを混合する混合部と、該混合部で混合された混合燃料を貯蔵する混合燃料貯蔵タンクと、を備え、
   前記混合燃料貯蔵タンクは、貯蔵した混合燃料を加熱する加熱手段と、貯蔵した混合燃料を撹拌する撹拌手段と、を有する混合燃料生産装置。
4. 食用廃油からバイオ燃料を生産するバイオ燃料生産方法であって、
   食用廃油をストレーナーを介して夾雑物を除去しながら廃油処理タンクに注入し、
   前記廃油処理タンクに貯留した食用廃油を所定時間静置して前記廃油処理タンクの底に溜まった水と沈殿物を前記廃油処理タンクの底に設けた沈殿物排出口から排出させ、
   その後、前記廃油処理タンクに残った食用廃油を加熱するとともに撹拌して食用廃油の流動性を向上させるとともに水分を蒸発させて油水を分離してから、前記廃油処理タンクから前記廃油処理タンクの外部に設けたフィルター手段に通して夾雑物の微粒子を除去してバイオ燃料とするバイオ燃料生産方法。

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