特許 5747101 バイオディーゼル油の製造システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5747101

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】バイオディーゼル油の製造システム

(51)【国際特許分類】

   C10L 1/02 20060101AFI20150618BHJP

   C11C 3/10 20060101ALI20150618BHJP

【ＦＩ】

   C10L1/02

   C11C3/10

【請求項の数】12

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-82874(P2014-82874)

(22)【出願日】2014年4月14日

【審査請求日】2014年6月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】390006758

【氏名又は名称】株式会社立花マテリアル

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097205

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 正樹

(72)【発明者】

【氏名】中村 志郎

【審査官】 森 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−６０５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１２７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１４２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１５０００１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｌ １／００

Ｃ１１Ｃ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料油を加熱しつつ、当該原料油とメタノールを含む反応液とを混合して反応塔に導き、該反応塔内でのエステル交換反応によってグリセリンとともに脂肪酸メチルエステルを主成分とする１次バイオディーゼル油を生成するエステル反応装置と、
該エステル反応装置から前記グリセリンから分離して導かれる前記１次バイオディーゼル油を加熱しつつ第１気化処理塔に導き、当該第１気化処理塔内で気化したメタノールを冷却器に導いて凝縮させて液状のメタノールを回収するメタノール回収装置と、
前記第１気化処理塔に残ったメタノール除去済みバイオディーゼル油を、当該第１気化処理塔から導いて、濾材の装填された一又は複数の濾過器を通して濾過する濾過装置と、
該濾過装置から導かれる濾過済みバイオディーゼル油を加熱しつつ第２気化処理塔に導き、減圧される当該第２気化処理塔内で気化した濾過済みバイオディーゼル油を冷却器に導いて凝縮させて最終バイオディーゼル油を生成する蒸留精製装置とを有するバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項2】

前記エステル反応装置における前記反応塔は、底部と天部とが閉鎖された筒体を有し、
該筒体は、透明材料で形成された請求項１記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項3】

前記エステル反応装置は、
原料油を受け入れつつ当該原料油を加熱する加温塔と、
該加温塔から導かれる原料油と前記反応液とを前記反応塔に向けて導きながら混合するラインミキサとを有する請求項１または２記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項4】

前記メタノール回収装置は、前記第１気化処理塔に残ったメタノール除去済みバイオディーゼル油を前記濾過装置に送るメタノール除去済みバイオディーゼル油送り機構と、
前記第１気化処理塔において前記メタノール除去済みバイオディーゼル油の液面が所定範囲に維持されるように、前記メタノール除去済みバイオディーゼル油送り機構を制御する制御手段とを有する請求項１乃至３のいずれかに記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項5】

前記濾過装置における少なくとも１つの濾過器は、
前記濾材を収容する筒体と、
該筒体の一方端を閉鎖する第１蓋体と、
前記筒体の他方端を開放可能に閉鎖する第２蓋体とを有し、
前記濾材は、一又は複数の袋体に収容されており、
前記筒体の一方端部から流入する前記メタノール除去済みバイオディーゼル油が前記濾材の収容された一又は複数の袋体を通って当該筒体の他方端部から流出する構造である請求項１乃至４のいずれかに記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項6】

前記筒体において前記一又は複数の袋体と前記体１蓋体との間に摺動自在に配置され、当該筒体に導入される前記メタノール除去済みバイオディーゼル油を前記一又は複数の袋体側に導く流路が形成され、前記一又は複数の袋体と前記第１蓋体との間において当該筒体を塞ぐ閉鎖部を有する第１摺動体を有する請求項５記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項7】

前記第１蓋体と前記筒体内の前記第１摺動体との間に気体を導入する気体導入部を有する請求項６記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項8】

前記蒸留精製装置は、
前記濾過装置から導かれる前記濾過済みバイオディーゼル油を受け入れつつ加熱して前記第２気化処理塔に向けて排出する加温塔と、
前記冷却器に接続され、当該冷却器での凝縮により得られる最終バイオディーゼル油を導入して貯留する一時貯留部と、
該一時貯留部を減圧することにより、前記冷却器を介して前記第２気化処理塔を減圧するポンプとを有する請求項１乃至７のいずれかに記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項9】

前記蒸留精製装置は、
前記ポンプと前記一時貯留部との間の流路に設けられた第１弁と、
前記一時貯留部と大気との間の流路に設けられた第２弁と、
前記冷却器と前記一時貯留部との間の流路に設けられた第３弁と、
前記一時貯留部の排出流路に設けられた第４弁とを有する請求項８記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項10】

前記第１弁、前記第２弁、前記第３弁及び前記第４弁のそれぞれは、電磁弁であって、
前記蒸留精製装置は、
前記一時貯留部に貯留される最終バイオディーゼル油が所定量に達したことを検出する油検出器と、
該油検出器が、前記一時貯留部に貯留される最終バイオディーゼル油が前記所定量に達したことを検出したときに、前記第１弁を閉鎖させ、前記第２弁を開放させ、前記第３弁を閉鎖させ、前記第４弁を開放させる弁駆動制御部を有する請求項９記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項11】

前記弁駆動制御部は、前記第４弁を所定時間だけ開放させる請求項１０記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【請求項12】

前記弁駆動制御部は、前記所定時間が経過したときに、前記第１弁を開放させ、前記第２弁を閉鎖させ、前記第３弁を開放させ、前記第４弁を閉鎖させる請求項１１記載のバイオディーゼル油の製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食用廃油等からバイオディーゼル油を製造するバイオディーゼル油の製造システムに関する。

【背景技術】

【0002】

食用廃油等から車両の燃料として使えるバイオディーゼル油（ＢＤＦ（登録商標））を製造する種々のシステムが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この種のバイオディーゼル油を製造するシステムでは、食用廃油等の原料油とメタノールをアルカリ（例えば、水酸化カリウムKOH）触媒の作用によってエステル交換反応させて脂肪酸メチルエステルを生成し、更に、残留メタノールの除去、遊離脂肪酸由来の石鹸の水洗い等の不純物の除去等の各種の工程を経て最終的なバイオディーゼル油が製造される。また、その製造過程で、グリセリンが副生される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１１１０９８号公報

【特許文献2】特開２０１２−５７０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、バイオディーゼル油の製造システムとして、各種の反応を大容量のタンク内で一括的に行わせるバッチ式のシステムと、各種の反応を比較的小規模の反応塔内で連続的に行わせる連続式のシステムとが知られている。バッチ式のシステムは、一般に、設備の規模が大きくなり、また、一度に大量の処理が可能であるが、原料液や生成液の入れ替え作業が大がかりになって、全体としての効率が必ずしも良いとはいえない。一方、連続式のシステムは、一般に、一度に大量のバイオディーゼル油を製造することはできないが、小規模な設備で実現でき、また、連続的に処理が続けられることから全体として比較的効率良くバイオディーゼル油を製造することができる。

【0005】

また、バイオディーゼル油の製造過程では、石鹸等の各種の不純物を除去しなければならないが、このような不純物（石鹸等）を除去（水洗い）するための設備が大がかりにならないことが好ましい。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、比較的小規模な設備で、より純度の高いバイオディーゼル油を製造することのできる製造システムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムは、原料油を加熱しつつ、当該原料油とメタノールを含む反応液とを混合して反応塔に導き、該反応塔内でのエステル交換反応によってグリセリンとともに脂肪酸メチルエステルを主成分とする１次バイオディーゼル油を生成するエステル反応装置と、該エステル反応装置から前記グリセリンから分離して導かれる前記１次バイオディーゼル油を加熱しつつ第１気化処理塔に導き、当該第１気化処理塔内で気化したメタノールを冷却器に導いて凝縮させて液状のメタノールを回収するメタノール回収装置と、前記第１気化処理塔に残ったメタノール除去済みバイオディーゼル油を、当該第１気化処理塔から導いて、濾材の装填された一又は複数の濾過器を通して濾過する濾過装置と、該濾過装置から導かれる濾過済みバイオディーゼル油を加熱しつつ第２気化処理塔に導き、減圧される当該第２気化処理塔内で気化した濾過済みバイオディーゼル油を冷却器に導いて凝縮させて最終バイオディーゼル油を生成する蒸留精製装置とを有する構成となる。

【0008】

このような構成により、エステル反応装置において、加熱される原料油と反応液（メタノールを含む）とが混合されながら反応塔に導かれ、該反応塔内でのエステル交換反応によってグリセリンとともに脂肪酸メチルエステルを主成分とする１次バイオディーゼル油が生成される。そして、グリセリンから分離された前記１次バイオディーゼル油からメタノール回収装置によりメタノールが除去され、メタノール除去済みのバイオディーゼル油から濾過装置（一又は複数の濾過器）によって不純物が除去され、更に、前記メタノールが除去されて濾過済みのバイオディーゼル油が蒸留精製装置により減圧下での気化及び凝縮による蒸留精製の過程を経て最終バイオディーゼル油が生成される。

【0009】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記エステル反応装置における前記反応塔は、底部と天部とが閉鎖された筒体を有し、該筒体は、透明材料で形成された構成とすることができる。

【0010】

このような構成により、反応塔内においてエステル交換反応により生成されるグリセリンが沈降するようになるが、そのグリセリンの生成の程度を反応塔の透明材料で形成された筒体を通して目視により確認することにより、エステル交換反応の進み具合を確実に監視することができる。また、外部に特に光源を設けることなく、透明材料で形成された筒体（反応塔）内で沈降するグリセリン（グリセリンと脂肪酸メチルエステルを含む１次バイオディーゼル油との境界）を光学的に検出することができる。

【0011】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記エステル反応装置は、原料油を受け入れつつ当該原料油を加熱する加温塔と、該加温塔から導かれる原料油と前記反応液とを前記反応塔に向けて導きながら混合するラインミキサとを有する構成とすることができる。

【0012】

このような構成により、加温塔で加熱される原料油と反応液とが反応塔に導かれる前にラインミキサにより混合されるので、ラインミキサにおいて原料油と反応液とが混合されてエステル交換反応が進みつつ反応塔に導かれる。従って、反応塔においてより効率的にエステル交換反応を進ませることができる。

【0013】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記メタノール回収装置は、前記第１気化処理塔に残ったメタノール除去済みバイオディーゼル油を前記濾過装置に送るメタノール除去済みバイオディーゼル油送り機構と、前記第１気化処理塔において前記メタノール除去済みバイオディーゼル油の液面が所定範囲に維持されるように、前記メタノール除去済みバイオディーゼル油送り機構を制御する制御手段とを有する構成とすることができる。

【0014】

このような構成により、メタノール回収装置おける第１気化処理塔では、エステル反応装置から供給される１次バイオディーゼル油のメタノールが気化しつつ、メタノール除去済みバイオディーゼル油の液面が所定範囲に維持されるように、メタノール除去済みバイオディーゼル油が濾過処理装置に送られる。このため、第１気化処理塔では、メタノールが気化するための空間がある範囲に制限されるようになって、その制限された空間内でメタノールの気化が安定的に行われるようになるので、メタノールを効率良く回収することができるとともに、得られるバイオディーゼル油に含有されるメタノール成分を極力低減させることができる。

【0015】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記濾過装置における少なくとも１つの濾過器は、前記濾材を収容する筒体と、該筒体の一方端を閉鎖する第１蓋体と、前記筒体の他方端を開放可能に閉鎖する第２蓋体とを有し、前記濾材は、一又は複数の袋体に収容されており、前記筒体の一方端部から流入する前記メタノール除去済みバイオディーゼル油が前記濾材の収容された一又は複数の袋体を通って当該筒体の他方端部から流出する構造である構成とすることができる。

【0016】

このような構成により、濾過装置における少なくとも１つの濾過器において、メタノール回収装置の第１気化処理塔から導かれるメタノール除去済みバイオディーゼル油が、筒体の一方端部から他方端部に向けて流れる際に、前記筒体内の濾材の収容された一又は複数の袋体を通過することにより、前記メタノール除去済みバイオディーゼル油から不純物が除去される。そして、この濾過器によれば、袋体単位で濾材を交換することができるので、濾材の交換作業を容易に行うことができる。

【0017】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記筒体において前記一又は複数の袋体と前記体１蓋体との間に摺動自在に配置され、当該筒体に導入される前記メタノール除去済みバイオディーゼル油を前記一又は複数の袋体側に導く流路が形成され、前記一又は複数の袋体と前記第１蓋体との間において当該筒体を塞ぐ閉鎖部を有する第１摺動体を有する構成とすることができる。

【0018】

このような構成により、筒体の一方端部から導入されるメタノール除去済みバイオディーゼル油は、第１摺動体に形成された流路を通って一又は複数の袋体に導かれ、その一又は複数の袋体内の濾材を通って前記筒体の他方端部から流出する。一方、前記メタノール除去済みバイオディーゼル油の前記筒体への導入を止めて、第２蓋体を開放した状態で、第１摺動体を当該筒体内で第２蓋体側に向けて摺動移動させることにより、前記一又は複数の袋体（濾材）を当該筒体の第２蓋体側の端から当該筒体から押し出すことができる。

【0019】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記第１蓋体と前記筒体内の前記第１摺動体との間に気体を導入する気体導入部を有する構成とすることができる。

【0020】

このような構成により、メタノール除去済みバイオディーゼル油の筒体への導入を止めて、第２蓋体を開放した状態で、気体導入部から前記筒体内に気体を導入することにより、その気体の圧力を閉鎖部により受ける第１摺動体を第２蓋体側に向けて摺動移動させることができる。即ち、前記気体導入部からの前記筒体内への気体導入により、一又は複数の袋体（濾材）を前記筒体の第２蓋体側の端から押し出すことができる。

【0021】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記蒸留精製装置は、前記濾過装置から導かれる前記濾過済みバイオディーゼル油を受け入れつつ加熱して前記第２気化処理塔に向けて排出する加温塔と、前記冷却器に接続され、当該冷却器での凝縮により得られる最終バイオディーゼル油を導入して貯留する一時貯留部と、該一時貯留部を減圧することにより、前記冷却器を介して前記第２気化処理塔を減圧するポンプとを有する構成とすることができる。

【0022】

このような構成により、メタノール回収装置及び濾過装置を経て得られたメタノールが除去されて濾過済みのバイオディーゼル油は、加温塔にて加熱されつつ第２気化処理塔に導かれ、ポンプによって一時貯留部及び冷却器を介して減圧される当該第２気化処理塔にて気化される。そして、気化した前記メタノール除去及び濾過済みのバイオディーゼル油が前記冷却器で凝縮されることにより最終バイオディーゼル油が生成され、一時貯留部に貯留される。

【0023】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記蒸留精製装置は、前記ポンプと前記一時貯留部との間の流路に設けられた第１弁と、前記一時貯留部と大気との間の流路に設けられた第２弁と、前記冷却器と前記一時貯留部との間の流路に設けられた第３弁と、前記一時貯留部の排出流路に設けられた第４弁とを有する構成とすることができる。

【0024】

このような構成により、第１弁及び第３弁を開状態にするとともに、第２弁及び第４弁を閉状態にした状態で、ポンプを駆動させることにより、一時貯留部が第１弁を通して減圧され、その減圧作用が冷却器に伝わり、更に冷却器を通して第２気化処理塔を減圧させることができる。一方、第１弁及び第３弁を閉状態にするとともに、第２弁及び第４弁を開状態にすると、第２弁を通して一時貯留部が大気に開放された状態で、第４弁を通して一時貯留部から最終バイオディーゼル油を排出させることができる。このとき、第３弁が閉状態であるので、第２気化処理塔が急激に大気に戻され、一時貯留部に溜まった最終バイオディーゼルが第２気化処理塔側に逆流することを防止することができる。

【0025】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記第１弁、前記第２弁、前記第３弁及び前記第４弁のそれぞれは、電磁弁であって、前記蒸留精製装置は、前記一時貯留部に貯留される最終バイオディーゼル油が所定量に達したことを検出する油検出器と、該油検出器が、前記一時貯留部に貯留される最終バイオディーゼル油が前記所定量に達したことを検出したときに、前記第１弁を閉鎖させ、前記第２弁を開放させ、前記第３弁を閉鎖させ、前記第４弁を開放させる弁駆動制御部を有する構成とすることができる。

【0026】

このような構成により、油検出器が一時貯留部に貯留されるバイオディーゼル油が所定量に達したことを検出したときに、第１弁及び第３弁が閉鎖され、第２弁及び第４弁が開放されるので、大気圧に開放された一時貯留部から第４弁を通して最終バイオディーゼルを回収することができる。

【0027】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記弁駆動制御部は、前記第４弁を所定時間だけ開放させる構成とすることができる。

【0028】

このような構成により、大気圧に開放された一時貯留部から第４弁を通して最終バイオディーゼル油を所定時間だけ回収することができる。この場合、前記所定時間は、回収機構の能力と、油検出器の検出の基準となる前記所定量との関係に基づいて決めることができる。

【0029】

また、本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムにおいて、前記弁駆動制御部は、前記所定時間が経過したときに、前記第１弁を開放させ、前記第２弁を閉鎖させ、前記第３弁を開放させ、前記第４弁を閉鎖させる構成とすることができる。

【0030】

このような構成により、前記所定時間の間、一時貯留部から最終バイオディーゼル油が回収された後、第１弁及び第３弁が開放され、第２弁及び第４弁が閉鎖されるので、ポンプの駆動により、一時貯留部が第１弁を通して減圧され、その減圧作用が冷却器に伝わり、冷却器を通して第２気化処理塔を減圧させることができる。そして、メタノールが除去されて濾過済みのバイオディーゼル油が第２気化処理塔での減圧下での気化及び冷却器での凝縮の過程を経て最終バイオディーゼル油が生成され、その最終バイオディーゼル油が一時貯留部に再び貯留される。

【発明の効果】

【0031】

本発明に係るバイオディーゼル油の製造システムによれば、エステル反応装置においてグリセリンと一次バイオディーゼル油（脂肪酸メチルエステル）とが生成された後、グリセリンから分離された一次バイオディーゼル油が、メタノール回収装置でのメタノール回収、濾過装置での濾過及び精製装置での減圧下での気化及び凝縮による蒸留精製の各過程を順次経ることにより最終バイオディーゼル油が生成されるので、バッチ方式のような大きな設備ではなく、比較的小規模な設備で、より純度の高いバイオディーゼル油を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施の形態に係るバイオディーゼル油の製造システムの基本的な構成を示すブロック図である。

【図2】エステル反応装置の具体的な構成例を示す図である。

【図3】メタノール連続回収装置の具体的な構成例を示す図である。

【図4】多段式濾過装置の具体的な構成例を示す図である。

【図5】図４に示す多段式濾過装置に用いられる各濾過器の構造を示す断面図である。

【図6】濾過器内に設けられる第１摺動体の外観を示す斜視図である。

【図7】第１摺動体の構造を示す断面図である。

【図8】濾過器内に設けられる第２摺動体の外観を示す斜視図である。

【図9】第２摺動体の構造を示す断面図である。

【図10】濾過器から袋体が排出されている状態を示す断面図である。

【図11】蒸留精製装置の具体的な構成例を示す図である。

【図12】バイオディーゼル油の製造システムの制御系を示すブロック図である。

【図13】一時貯留タンクの減圧及び減圧解除を制御する各電磁バルブの動作を表すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

【0034】

本発明の実施の一形態に係るバイオディーゼル油の製造システムの基本的な構成は、図１に示すようになっている。

【0035】

図１において、このバイオディーゼル油の製造システムは、原料タンク１０、反応液タンク１１、エステル反応装置１００、メタノール回収装置２００、多段式濾過装置３００及び蒸留精製装置４００を有している。原料タンク１０には、食用廃油等から公知の手法により調製された原料油が溜められる。反応液タンク１１には、メタノールとアルカリ触媒として機能する水酸化カリウム（KOH）とを混合して調製された反応液が溜められる。エステル反応装置１００は、原料タンク１０から導かれる原料油を加熱しつつ、当該原料油と反応液タンク１１から導かれる反応液とを混合し、原料油とメタノールとをアルカリ（水酸化カリウムKOH）触媒の作用によってエステル交換反応させて、グリセリンとともに脂肪酸メチルエステルを主成分とする１次バイオディーゼル油を生成する。なお、エステル反応装置１００で副生されたグリセリンは、別途回収して利用することができる。

【0036】

メタノール回収装置２００は、エステル反応装置１００から前記グリセリンから分離して導かれる１次バイオディーゼル油を加熱して、当該１次バイオディーゼル油に残留するメタノールを気化させ、その後冷却によって凝縮させて液体のメタノールを回収する。メタノール回収装置２００により回収されたメタノールは、反応液（メタノールと水酸化カリウムとの混合液）を生成するために用いることができる。多段式濾過装置３００は、後述するように複数の濾過器が直列的に接続された構造となり、メタノール回収装置２００から導かれるメタノール除去済みバイオディーゼル油を前記複数の濾過器を通して濾過する。濾過装置３００の各濾過器にてメタノール除去済みバイオディーゼル油から除去された不純物や油は別途回収される。また、蒸留精製装置４００は、多段式濾過装置３００から導かれる濾過済みバイオディーゼル油を、減圧下で加熱して気化させ、その後冷却によって凝縮させて最終ディーゼル油を生成する。蒸留精製装置４００での蒸留精製後の残渣は別途回収される。

【0037】

エステル反応装置１００は、具体的に、図２に示すように構成される。

【0038】

図２において、エステル反応装置１００は、加温塔１０５、ラインミキサ１１１及び反応塔１２０を有している。原料タンク１０と加温塔１０５との間に流路Ｃ１１が形成されており、その流路Ｃ１１中にバルブ（弁）１０１、ポンプ１０２、流量計１０２、逆止弁１０３及び圧力計１０４が設けられている。バルブ１０１が開放された状態でのポンプ１０２の駆動により、原料タンク１０に溜められた原料油が流路Ｃ１１を通って加温塔１０５に順次送られる。流量計１０２により流路Ｃ１１を流れる原料油の流量を、圧力計１０４によって流路Ｃ１１を流れる原料油の圧力を、それぞれ監視することができる。加温塔１０５には加熱器１０５ａが設けられており、加温塔１０５に導かれた原料油が、例えば、６０℃〜８０℃程度の温度に加熱される。加温塔１０５には温度計１０６が設けられており、この温度計１０６により加温塔１０５内の温度を監視することができる。

【0039】

加温塔１０５から反応塔１２０に向けて流路Ｃ１２が形成されており、その流路Ｃ１２中にラインミキサ１１１が設けられている。また、反応液タンク１１から延びる流路Ｃ１３が流路Ｃ１２のラインミキサ１１１の上流側に接続されており、前記流路Ｃ１３中にバルブ１０７、ポンプ１０８、流量計１０９及び逆止弁１１０が設けられている。バルブ１０７が開放された状態でのポンプ１０８の駆動により、反応タンク１１に溜められた反応液（メタノール及び水酸化カリウムの混合液）が流路Ｃ１３を通って流路Ｃ１２に流入する。流量計１０９により流路Ｃ１３を流れる反応液の流量を監視することができる。加温塔１０５からの加熱された原料油と流路Ｃ１３から流路Ｃ１２に流れ込んだ反応液とがラインミキサ１１１に流入し、ラインミキサ１１は、前記原料油と反応液とを反応塔１２０に向けて導きながら混合する。

【0040】

反応塔１２０は、筒体１２１（例えば、円筒状）を有している。筒体１２１は、透明材料、例えば、ガラスにより形成されており、この透明材料製の筒体１２１の天面が天板１２２により閉鎖され、筒体１２１の底面がロート状の底板１２３により閉鎖されている。反応塔１２０には底板１２３を通って内部に進入する流入管１２４が設けられている。流入管１２４は流路Ｃ１２に接続されており、ラインミキサ１１１により混合された状態となる原料油及び反応液が流路Ｃ１２から流入管１２４を通して反応塔１２０（筒体１２１）内に導かれる。また、反応塔１２０には、底板１２３の中心部を通って内部に進入する排出管１２５が設けられている。排出管１２５から延びる排出流路にはバルブ１１２が設けられており、バルブ１１２を開状態にすると、排出管１２５を通して、後述するように反応塔１２０の底に沈降したグリセリンを排出することができる。反応塔１２０には天板１２２を通して外部に延びる送り流路Ｃtr1が形成されており、この送り流路Ｃtr1を通して１次バイオディーゼル油が、反応塔１２０から次段のメタノール回収装置２００（図１参照）に向けて送られる。なお、反応塔１２０の筒体１２１の表面に近接させて温度センサ１１３が設けられており、温度センサ１１３からの検出信号に基づいて、後述する制御装置２０（図１２参照）は、反応塔１２０の温度を監視することができる。

【0041】

このようなエステル反応装置１００において、加温塔１０５で加熱されつつ供給される原料油と反応液タンク１１側から供給される反応液（メタノールと水酸化カリウム）とがラインミキサ１１１により混合されて、原料油と反応液とがラインミキサ１１１での混合によりエステル交換反応が進みつつ反応塔１２０に導かれる。反応塔１２０内では、底板１２３側の流入管１２４から導かられて混合された状態の原料油と反応液とがゆっくり対流しながらそれらのエステル交換反応が更に進んでいく。そして、このエステル交換反応により、脂肪酸メチルエステル（バイオディーゼル油）とグリセリンとが分離生成され、比重の大きいグリセリンが反応塔１２０（筒体１２１）の底に沈降する。このようにして、反応塔１２０内においてグリセリンとともに脂肪酸メチルエステルを主成分とする１次バイオディーゼル油が生成される。

【0042】

上述したエステル反応装置１００によれば、特に、ラインミキサ１１１によって加熱された原料油と反応液とが混合されてエステル交換反応が進みつつ反応塔１２０に導かれるので、反応塔１２０において原料油と反応液とによるエステル交換反応を効率的に進ませることができる。また、反応塔１２０の筒体１２１が透明材料（例えば、ガラス）で形成されているので、グリセリンの生成の程度を筒体１２１を通して目視により確認することにより、エステル交換反応の進み具合を確実に監視することができる。また、外部に特に光源を設けることなく、透明材料で形成された筒体１２１（反応塔１２０）内で沈降するグリセリン（グリセリンと脂肪酸メチルエステルを含む１次バイオディーゼル油との境界）を光学的に検出することもできる。

【0043】

メタノール回収装置２００は、具体的に、図３に示すように構成される。

【0044】

図３において、メタノール回収装置２００は、加温塔２１０、第１気化処理塔２２０、冷却器２３０及び回収タンク２４０を有している。前述したエステル反応装置１００の反応塔１２０（図２参照）から延びる送り流路Ｃtr1が加温塔２１０に至っている。この送り流路Ｃtr1中には、ポンプ２０１及びバルブ２０２が設けられている。バルブ２０２の開状態でのポンプ２０１の駆動により、エステル反応装置１００（反応塔１２０）からの１次バイオディーゼル油が加温塔２１０に送られる。加温塔２１０には加熱器２１０ａが設けられており、加温塔２１０に導かれた１次バイオディーゼル油が、例えば、８０℃〜１００℃程度の温度に加熱される。加温塔２１０から第１気化処理塔２２０に向けて流路Ｃ２１が形成されており、加温塔２１０で加熱された（例えば、８０℃〜１００℃程度の温度）１次バイオディーゼル油が流路Ｃ２１を通して１次気化処理塔２２０に供給される。

【0045】

第１気化処理塔２２０には、加熱器２２１が設けられており、第１気化処理塔２２０に溜められた１次バイオディーゼル油が、１次バイオディーゼル油に含まれるメタノールの沸点より高く、バイオディーゼル油の沸点より低い所定の温度（８０℃〜１００℃程度の温度）に維持される。これにより、第１気化処理塔２２０内においてメタノールが気化し、気化によりメタノールが除去されたバイオディーゼル油が１次気化処理塔２２０内に残る。第１気化処理塔２２０には、液面センサ２２２が設けられており、液面センサ２２２からの検出信号に基づいて、後述する制御装置２０（図１２参照）は、第１気化処理塔２２０に溜まったメタノール除去済みバイオディーゼル油の量を監視することができる。また、第１気化処理塔２２０の表面に近接させて温度センサ２２３が設けられており、制御装置２０は、温度センサ２２３からの検出信号に基づいて、第１気化処理塔２２０内の温度についても監視することができる。

【0046】

第１気化処理塔２２０の天部から流路Ｃ２２が回収タンク２４０まで延びており、この流路Ｃ２２中に冷却器２３０が設けられている。冷却器２３０では冷却水が循環しており、第１気化処理塔２２０で気化したメタノールが流路Ｃ２２を通って更に冷却器２３０を通る際に冷却されて凝縮され、液化されたメタノールが回収タンク２４０に溜められる。回収タンク２４０には、液面センサ２４１が設けられており、液面センサ２４１からの検出信号に基づいて、後述する制御装置２０（図１２参照）は、回収タンク２４０に溜まったメタノールの量を監視することができる。回収タンク２４０の排出流路にはバルブ２０６が設けられており、バルブ２０６を開放することにより、回収タンク２４０に溜まったメタノールを別の設備に送ることができる。また、回収タンク２４０には、臭気除去フィルタ２４２が設けられており、回収タンク２４０に溜まったメタノールから発せられる臭気を臭気除去フィルタ２４２によって除去することができる。

【0047】

一方、第１気化処理塔２２０の底部から送り流路Ｃtr2が延びており、この送り流路Ｃtr2中に電磁バルブ２０３及びポンプ２０４（メタノール除去済みバイオディーゼル油送り機構）が設けられている。電磁バルブ２０３を開放した状態でのポンプ２０４の駆動により、第１気化処理塔２２０に溜まったメタノール除去済みバイオディーゼル油が送り流路Ｃtr2を通して多段濾過装置３００（図１参照）に送られる。また、送り流路Ｃtr2から流路Ｃ２３が分岐しており、この流路Ｃ２３中にバルブ２０５が設けられている。バルブ２０３が閉鎖された状態で、バルブ２０５を開放すると、第１気化処理塔２２０に溜まったメタノール除去済みバイオディーゼル油を取り出すことができる。このようにして取り出されたメタノール除去済みバイオディーゼル油は、成分検査等の検査に供することができる。

【0048】

前述したように液面センサ２２２からの検出信号に基づいて第１気化処理塔２２０に溜まったメタノール除去済みバイオディーゼルの量を監視する制御装置２０（後述する図１２参照）は、そのメタノール除去済みバイオディーゼル油の量が所定量を越えたと判定すると、所定時間だけ、電磁バルブ２０３を駆動して開状態にするとともにポンプ２０４を駆動させる。それにより、その所定時間だけ、第１気化処理塔２２０から送り流路Ｃtr2を通ってメタノール除去済みバイオディーゼル油が多段式濾過装置３００に送られる。以後、同様に、第１気化処理塔２２０に溜まったメタノール除去済みバイオディーゼル油が所定量に達する毎に、所定時間だけ、第２気化処理塔２２０からメタノール処理済みバイオディーゼル油が多段式濾過装置に送られる。

【0049】

このように、第１気化処理塔２２０から間欠的に連続してメタノール除去済みバイオディーゼル油が多段式濾過装置３００に送られる過程で、第１気化処理塔２２０においてメタノール除去済みバイオディーゼル油の液面が液面センサ２２２の位置を最上位としたある範囲に維持される。このため、第１気化処理塔２２０においてメタノールが気化するための空間がある範囲に制限されるようになって、その制限された空間内でメタノールの気化が安定的に行われるようになる。その結果、メタノールを効率良く回収することができるとともに、得られるバイオディーゼル油に含有されるメタノール成分を極力低減させることができる。

【0050】

なお、上記の例では、第１気化処理塔２２０におけるメタノール除去済みバイオディーゼル油の液面の高さをある範囲に維持するために、液面の上限を検出する１つの液面センサ２２２からの検出信号に基づいて、所定時間だけ、第１気化処理塔２２０からメタノール除去済みバイオディーゼル油を排出するように構成したが、これに限定されない。例えば、液面の上限を検出する液面センサと液面の下限を検出する液面センサとを用いて、第１気化処理塔２２０におけるメタノール除去済みバイオディーゼルの液面を前記上限と前記下限の間に維持させることができる。

【0051】

多段式濾過装置３００は、具体的に、図４に示すように構成される。

【0052】

図４において、多段式濾過装置３００は、複数（例えば、２つ）の濾過器３２０ａ、３２０ｂ及びタンク３３０を有している。前述したメタノール回収装置２００の第１気化処理塔２２０から延びる送り流路Ｃtr2が一方の濾過器３２０ａの流入口に接続されている。送り流路Ｃtr2中には、逆止弁３０１及びバルブ３０２が設けられている。バルブ３０２が開放した状態で、前述したポンプ２０４（図３参照）の駆動により（バルブ２０３は開状態）、メタノール回収装置２００の第１気化処理塔２２０から送り流路Ｃtr2を通してメタノール除去済みバイオディーゼル油が濾過器３２０ａに導入される。

【0053】

濾過器３２０ａの流出口から流路Ｃ３１が延びており、この流路Ｃ３１中にバルブ３０５が設けられている。流路Ｃ３１の濾過器３２０ａとバルブ３０５との間から流路Ｃ３２が延びている。この流路Ｃ３２中にバルブ３０６、３０８が設けられている。前述したようにメタノール回収装置２００（第１気化処理塔２２０）から延びる送り流路Ｃtr2の逆止弁３０１とバルブ３０２との間の点と流路Ｃ３２のバルブ３０６とバルブ３０８との間の点との間に流路Ｃ３３が形成されている。流路Ｃ３３から分岐して流路Ｃ３４が他方の濾過器３２０ｂの流入口に延びており、この流路Ｃ３４中にバルブ３０７が設けられている。濾過器３２０ｂの流出口から流路Ｃ３５が延びており、この流路Ｃ３１中にバルブ３１０が設けられている。更に、流路Ｃ３５の濾過器３２０ｂとバルブ３１０との間から分岐した流路Ｃ３６がタンク３３０まで延びている。流路Ｃ３６中にバルブ３１１が設けられている。

【0054】

濾過器３２０ａ、３２０ｂのそれぞれには、後述するように油抜きエアー供給口が設けられている。一方の濾過器３２０ａの油抜きエアー供給口がバルブ３０４を介して高圧エアー源に接続され、他方の濾過器３２０ｂの油抜き供給口がバルブ３０９を介して高圧エアー源に接続されている。

【0055】

タンク３３０は、流路Ｃ３６を通して導かれる濾過済みバイオディーゼル油を溜める。タンク３３０には、上下方向に配置された２つの液面センサ３３１、３３２が設けられている。各液面センサ３３１、３３２からの検出信号に基づいて、後述する制御装置２０（図１２参照）は、タンク３３０内に溜まった濾過済みバイオディーゼル油の量を監視することができる。タンク３３０から送り流路Ｃtr3が蒸留精製装置４００（図１参照）に向けて延びており、この流路Ｃtr3中にバルブ３１２が設けられている。

【0056】

上述した構造の濾過装置３００では、通常、バルブ３０２、３０６、３０７、３１１が開放され、他のバルブ３０３、３０５、３０８、３１０が閉鎖されている。この状態で、メタノール回収装置２００（第１気化処理塔２２０：図３参照）から送り流路Ｃtr2を通して供給されるメタノール除去済みバイオディーゼル油は、一方の濾過器３２０ａを通った後、流路Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、Ｃ３４を通って他方の濾過器３２０ｂに導かれ、濾過器３２０ｂを通った濾過済みバイオディーゼル油は、流路Ｃ３６を通ってタンク３３０に供給される。

【0057】

例えば、バルブ３０２、３０６、３０８、３１１が開放され、他のバルブ３０３、３０７、３０５、３１０が閉鎖された状態では、送り流路Ｃtr2を通して供給されるメタノール除去済みバイオディーゼル油は、一方の濾過器３２０ａを通った後、他方の濾過器３２０ｂを通ることなく、そのまま流路Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３６を通ってタンク３３０に供給される。この状態では、使用されない濾過器３２０ｂの修理、濾材の交換等を行うことができる。また、例えば、バルブ３０３、３０７、３１１が開放され、他のバルブ３０２、３０６、３０８、３１０が閉鎖された状態では、送り流路Ｃtr2を通して供給されるメタノール除去済みバイオディーゼル油は、一方の濾過器３２０ａを通ることなく、流路Ｃ３３、Ｃ３４を通して他方の濾過器３２０ｂに導かれ、濾過器３２０ｂを通った後、流路Ｃ３５、Ｃ３６を通ってタンク３３０に供給される。この状態では、使用されない濾過器３２０ａの修理、濾材の交換等を行うことができる。

【0058】

なお、各濾過器３２０ａ、３２０ｂには圧力計３２１ａ、３２１ｂが設けられており、各圧力計３２１ａ、３２１ｂによって対応する濾過器３２０ａ、３２０ｂ内の圧力を監視することができる。そして、各濾過器３２０ａ、３２０ｂ内の圧力に基づいて、当該濾過器３２０ａ、３２０ｂに装填された濾材のつまりの状態を判断することができる。

【0059】

各濾過器３２０ａ、３２０ｂの具体的な構造について、図５乃至図９を参照して説明する。

【0060】

図５において、濾過器３２０ａ、３２０ｂ（以下、濾過器の説明において参照番号を３２０とする）は、円筒状の筒体３２１を有している。筒体３２１の一方側の端縁がフランジ状になっており、その端縁に第１蓋体３２２が複数のボルト等（図示略）によって固定され、筒体３２１の当該一方側の端部が第１蓋体３２２により閉鎖されている。筒体３２１の他方側の端縁もフランジ状になっており、その端縁に第２蓋体３２３が複数のボルト等（図示略）によって固定され、筒体３２１の当該他方側の端部が第２蓋体３２３により閉鎖されている。筒体３２１内には、活性白土等の濾材が収容された複数（例えば、５つ）の袋体３２６ａ、３２６ｂ、３２６ｃ、３２６ｄ、３２６ｅが装填されている。各袋体３２６ａ〜３２６ｅは、油等から化学的な影響を受け難い木綿等の天然繊維にて形成されている。筒体３２１の第１蓋体３２２にて閉鎖された側の端部に流入口ＩＮが形成され、筒体３２１の第２蓋体３２３にて閉鎖された側の端部に流出口ＯＵＴが形成されている。

【0061】

筒体３２１の流入口ＩＮの設けられた端部には、濾過器３２０（筒体３２１）内の油を抜く際に高圧の気体（例えば、エアー）を導入するための油抜きエアー供給口３２７ａが設けられている。また、油抜きエアー供給口３２７ａから供給されるエアーの圧力により筒体３２１から排出される油を導くための油排出口３２７ｂも、筒体３２１の流入口ＩＮの設けられた端部に設けられている。更に、第１蓋体３２２には、筒体３２１内に高圧の気体（例えば、エアー）を導入するための高圧エアー供給口３２８が設けられている。

【0062】

筒体３２１内に第１摺動体３２４と第２摺動体３２５とが摺動自在に装填されている。これら第１摺動体３２４と第２摺動体３２５とは、５つの袋体３２６ａ〜３２６ｅを挟むように配置されている。即ち、第１摺動体３２４は、５つの袋体３２６ａ〜３２６ｅのうちの第１蓋体３２２側の端に位置する袋体３２６ａと第１蓋体３２２との間に、流入口ＩＮに対応するように配置され、第２摺動体３２５は、５つの袋体３２６ａ〜３２６ｅのうちの第２蓋体３２３側の端に位置する袋体３２６ｅと第２蓋体３２２との間に、流出口ＯＵＴに対応するように配置されている。

【0063】

第１摺動体３２５は、図６及び図７に示すように構成されている。なお、図６は、第１摺動体３２４の外観を示す斜視図であり、図７は、第１摺動体３２４の構造を示す断面図である。

【0064】

図６及び図７において、第１摺動体３２４は、円盤状の第１プレート４１と第２プレート４２とが、円形状に等間隔に配置された複数の支柱４３により連結された構造となっている。メッシュ状（スリット状でもよい）に通孔の形成された円筒体４４が複数の支柱４３に囲まれるようにして第１プレート４１と第２プレート４２とによって挟まれている。第２プレート４２の中央部には、円筒体４４の開放端面に対応するように孔４２ａが形成されている。第１プレート４１の外面には、その周縁から僅かに突出するように、例えば、ウレタン等で形成されたシールパッキン４５が設けられている。また、第２プレートの外面にも、同様に、シールパッキン４６が設けられている。第１プレートの外面の略中央部には円筒状のスペーサ部材４７が設けられている。

【0065】

このような構造の第１摺動体３２４が筒体３２１に入れられた状態（図５参照）で、第１プレート４１及びシールパッキン４５（それらにより閉鎖部が構成される）は、袋体３２６ａと第１蓋体３２２との間において、当該筒体３２１を塞いでいる。そして、２つのシールパッキン４５、４６によって第１摺動体３２４と筒体３２１の内面との間の気密性が保持される。第１摺動体３２４には、図７の破線矢印で示すように、複数の支柱４３の隙間、円筒体４４の通孔、円筒体４４の開放端面及び第２プレート４２の孔４２ａを通るように流路が形成される。流入口ＩＮから筒体３２１に導入されるメタノール除去済みバイオディーゼル油が第１摺動体３２４の前記流路を通って複数の袋体３２６ａ〜３２６ｅ側に導かれる。また、第１摺動体３２４が第１蓋体側３２２側に最も寄った状態で、スペーサ部材４７の先端部が第１蓋体３２２に当接し、第１蓋体３２２と第１摺動体３２４の第１プレート４１との間に隙間が形成される。

【0066】

第２摺動体３２５は、図８及び図９に示すように構成されている。図８は、第２摺動体３２５の外観を示す斜視図であり、図９は、第２摺動体３２５の構造を示す断面図である。

【0067】

図８及び図９において、第２摺動体３２５は、円盤プレート５１及び押さえリングプレート５２を有している。円盤プレート５１の中央部には扁平円柱状の凸部が形成されており、円盤プレート５１と押えリングプレート５２とが、前記凸部が前記押さえリングプレート５２の内孔５２ａに嵌まり込むようにして結合固定されている。押えリングプレート５２の外面には、その周縁から僅かに突出するように、例えば、ウレタン等で形成されたシールパッキン５５が設けられている。円盤プレート５１の押えリングプレート５２が接合する面と逆側の面に同軸的に円筒部５３が設けられている。この円筒部５３を囲むようにして等間隔に配列された複数（例えば、４つ）のＬ字ステーと５４のそれぞれが、円盤プレート５１の円筒部５３が形成された面の周縁部と円筒部５３の円盤プレート５１と逆側の周壁端部との間に形成されている。また、円盤プレート５１の前記凸部には、当該円盤プレート５１を貫通するように複数のスリット５１ａが形成されている。

【0068】

このような構造の第２摺動体３２５が筒体３２１に入れられた状態（図５参照）で、円盤プレート５１と結合された押えリングプレート５２の周縁と筒体３２１の内面との隙間がシールパッキン５５によってうめられている。結合された円盤プレート５１と押えリングプレート５２とシールパッキン５５（それらにより閉鎖部が構成される）は、袋体３２６ｅと第２蓋体３２３との間において、筒体３２１を塞いでいる。そして、第２摺動体３２５には、図９の破線矢印で示すように、円盤プレート５１の前記凸部に形成された複数のスリット５１ａ、円筒部５３及び円筒部５３の開放端面を通る流路が形成される。複数の袋体３２６ａ〜３２６ｅ（濾材）を通過した濾過済みバイオディーゼル油が第２摺動体３２５の前記流路を通して第２蓋体３２３側に導かれる。その濾過済みバイオディーゼル油は流出口ＯＵＴから流出する。

【0069】

このような構造の濾過器３２０では、メタノール回収装置２００（図１参照）から導かれるメタノール除去済みバイオディーゼル油が、流入口ＩＮから流入し、第１摺動体３２４の流路（図７参照）を通って複数の袋体３２６ａ〜３２６ｅ側に導かれる。そして、メタノール除去済みバイオディーゼル油は複数の袋体３２６ａ〜３２６ｅを順次通る過程で各袋体内の濾材（例えば、活性白土）によって濾過される。複数の袋体３２６ａ〜３２６ｅ（濾材）を通って出てくる濾過済みバイオディーゼル油は、第２摺動体３２５の流路（図９参照）を通って第２蓋体３２３側に導かれ流出口ＯＵＴから流出する。

【0070】

各濾過器３２０に設けられた圧力計３２１ａ（３２１ｂ：図４参照）が指示する圧力に基づいて濾材（袋体３２６ａ〜３２６ｅ）がつまったことを判断することができる。そして、各濾過器３２０の濾材の交換は以下のようにして行うことができる。

【0071】

まず、濾過器３２０（３２０ａ、３２０ｂ）の流入口ＩＮに続く流路Ｃtr2（Ｃ３４）のバルブ３０２（３０７：図４参照）及び流出口ＯＵＴに続く流路Ｃ３１、Ｃ３２（Ｃ３５、Ｃ３６：図４参照）のバルブ３０５、３０６（３１０、３１１：図４参照）が閉じられる。この状態で、油抜きエアー供給口３２７ａから高圧エアーが筒体３２１内に導入される。この高圧エアーの圧力により、筒体３２１内に残留する油（バイオディーゼル油を含む）が油排出口３２７ｂから排出される。そして、油排出口３２７ｂからの油の排出がなくなった後、ボルト等によって固定された第２蓋体３２３が筒体３２１から取り外され、筒体３２１の第２蓋体３２３側の端部が開放される。この状態で、第１蓋体３２２に設けられた高圧エアー供給口３２８を通して、スペーサ部材４７によって形成された第１蓋体３２２と第１摺動体３２４（第１プレート４１）との間の隙間に、高圧エアーが一気に導入される。この筒体３２１に導入される高圧エアーの圧力により、第１摺動体３２４が筒体３２１内を摺動し、その第１摺動体３２４に押される複数の袋体３２６ａ〜３２６ｂが、図１０に示すように、筒体３２１の開放した端部から順次排出される。

【0072】

このようにして、筒体３２１（濾過器３２０）内の複数の袋体３２６ａ〜３２６ｅ（濾材）を容易に筒体３２１から排出させることができる。そして、新たな濾材が収納された袋体３２６ａ〜３２６ｅが筒体３２１内に開放した端部から装填され、第２蓋体３２３が筒体３２１の開放した端部に固定されて、濾材の交換が終了する。

【0073】

蒸留精製装置４００は、具体的に、図１１に示すように、構成される。

【0074】

図１１において、蒸留精製装置４００は、第１加温塔４０６、第２加温塔４０８、第２気化処理塔４３０、冷却器４４０、一時貯留タンク４５０及びタンク４６０を有している。前述した多段式濾過装置３００の濾過器３２０ｂから延びる送り流路Ｃtr3（図４参照）が第１加温塔４０６に至っている。この送り流路Ｃtr3には、バルブ４０１、ポンプ４０２、逆止弁４０３、流量計４０４及び電磁バルブ４０５が設けられている。バルブ４０１及び電磁バルブ４０５の開状態でのポンプ４０２の駆動により、多段式濾過装置３００から送り流路Ｃtr3を通して濾過済みバイオディーゼル油が第１加温器４０６に導入される。温度計４０４により送り流路Ｃtr3を流れる濾過済みバイオディーゼル油の温度を監視することができる。

【0075】

第１加温塔４０６には加熱器４０６ａが設けられており、第１加温塔４０６に導かれた濾過済みバイオディーゼル油が、例えば、６０℃〜１２０℃程度の温度に加熱される。第１加温塔４０６と第２加温塔４０８とが流路Ｃ４１により直列的に接続されている。第２加温塔４０８には加熱器４０８ａが設けられており、第１加温塔４０６から流路Ｃ４１を通して第２加温塔４０８に導かれた濾過済みバイオディーゼル油が、例えば、１２０℃〜２４０℃程度の温度に加熱される。第２加温塔４０８から第２気化処理塔４３０に向けて流路Ｃ４２が形成されており、第１加温塔４０６での加熱（例えば、６０℃〜１２０℃程度の温度）及び第２加温塔４０８での加熱（例えば、１２０℃〜２４０℃程度の温度）を経た濾過済みバイオディーゼル油が流路Ｃ４２を通して第２気化処理塔４３０に供給される。

【0076】

なお、第１加温塔４０６には温度計４０７が設けられ、第２加温塔４０８には温度計４０９が設けられており、これらの温度計４０７、４０９により第１加温塔４０６内の温度及び第２加温塔４０８内の温度を監視することができる。

【0077】

第２気化処理塔４３０には、加熱器４３１が設けられており、第２気化処理塔４３０に溜められた濾過済みバイオディーゼル油が、例えば、２４０℃〜２８０℃程度の所定の温度に維持される。第１加温塔４０６、第２加温塔４０８及び第２気化処理塔４３０で順次温度を上げながら加熱される濾過済みバイオディーゼル油は、第２気化処理塔４３０内において気化し、残渣が第２気化処理塔４３０の底に溜まっていく。第２気化処理塔４３０には、比較的上方の位置に第１液面センサ４３２が設けれ、それより下方の位置に第２液面センサ４３３が設けられている。第１液面センサ４３２及び第２液面センサ４３３からの検出信号に基づいて、後述する制御装置２０（図１２参照）は、第２気化処理塔４３０に溜まった濾過済みバイオディーゼルの量を監視することができる。特に第２液面センサ４３３からの検出信号に基づいて、制御装置２０は、第２気化処理塔４３０内に溜まった残渣の量を監視することもできる。また、第２気化処理塔４３０の表面に近接させて温度センサ４３４が設けられており、制御装置２０は、温度センサ４３４からの検出信号に基づいて、第２気化処理塔４３０内の温度を監視することができる。

【0078】

第２気化処理塔４３０の天部から流路Ｃ４３が一時貯留タンク４５０（一時貯留部）まで延びており、この流路Ｃ４３中に冷却器４４０及び電磁バルブ４１３（第３弁）が設けられている。冷却器４３０では冷却水が循環しており、第２気化処理塔４３０で気化した濾過済みバイオディーゼル油が流路Ｃ４３を通って更に冷却器４４０を通る際に冷却されて凝縮し、最終バイオディーゼル油となって開状態の電磁バルブ４１３を通って一時貯留タンク４５０に溜められる。一時貯留タンク４５０の上部から減圧路Ｃvと大気開放路Ｃaが延びている。減圧路Ｃv中に真空ポンプ４１０と電磁バルブ４１１（第１弁）が設けられ、大気開放路Ｃa中に電磁バルブ４１２（第２弁）が設けられている。また、一時貯留タンク４５０の底部からタンク４６０に向けて流路Ｃ４４が形成されており、この流路Ｃ４４中に電磁バルブ４１４（第４弁）、バルブ４１５、逆止弁４１６及びポンプ４１７が設けられている。電磁バルブ４１４及びバルブ４１５の開状態でのポンプ４１７の駆動により、一時貯留タンク４５０に溜まった最終バイオディーゼル油が流路Ｃ４４を通ってタンク４６０に供給される。また、一時貯留タンク４５０には、液面センサ４５１が設けられており、液面センサ４５１からの検出信号に基づいて、制御装置２０は一時貯留タンク４５０に溜まった最終バイオディーゼル油の量を監視することができる。

【0079】

最終バイオディーゼル油を溜めるタンク４６０には液面センサ４６１が設けられており、液面センサ４６１からの検出信号に基づいて、制御装置２０はタンク４６０に溜まった最終バイオディーゼル油の量を監視することができる。また、タンク４６０から延びる排出流路にはバルブ４６２が設けられており、バルブ４６２を開放すると、タンク４６０から最終バイオディーゼル油が排出流路を通して排出される。タンク４６０から排出される最終バイオディーゼル油は、所定の回収機構により回収することができる。更に、タンク４６０には、臭気除去フィルタ４６３が設けられており、タンク４６３に溜まった最終バイオディーゼル油から発せられる臭気を臭気除去フィルタ４６３によって除去することができる。

【0080】

なお、第２気化処理塔４３０の底から流路Ｃ４５が延びている。流路Ｃ４５中に、バルブ４１８、冷却フィン付き管４１９、逆止弁４２０、電磁バルブ４２１及びポンプ４２２が設けられている。バルブ４１８及び電磁バルブ４２１が開放した状態でのポンプ４２２の駆動により、第２気化処理塔４３０に溜まった残渣が流路４５を通って冷却フィン付き管４１９により冷却されながら排出される。第２気化処理塔４３０から排出された残渣は、別途回収される。

【0081】

前述したバイオディーゼル油の製造システムでは、図１２に示すように、制御装置２０が、液面センサ群ＳＳ（液面センサ２２２、２４１（図３参照）、液面センサ４３２、４３３、４５１、４６１（図１１参照）を含む）及び温度センサ群ＳＳ（温度センサ１１３（図２参照）、温度センサ２２３（図３参照）、温度センサ４３４（図１１参照）を含む）からの検出信号を入力し、それら入力信号に基づいて、電磁バルブ群ＳＶ（電磁バルブ２０３（図３参照）、電磁バルブ４０５、４１１、４１２、４１３、４１４、４２１（図１１参照）を含む）、ヒータ群ＨＴ（加熱器１０５ａ（図２参照）、加熱器２１０ａ、２２１（図３参照）、加熱器４０６ａ、４０８ａ、４３１（図１１参照）に設けられた各ヒータを含む）、真空ポンプＶＰ（図１１における４１０）、及びポンプ群ＰＰ（ポンプ１０２、１０８（図２参照）、ポンプ２０１、２０４（図３参照）、ポンプ４０２、４１７、４２２（図１１参照）を含む）の駆動制御を行う。制御装置２０には、表示部２１及び記憶部２２が接続されており、前記液面センサ群ＳＳや温度センサ群ＴＳからの検出信号に基づいて各部の状態（温度、液（油）量）についての監視情報が、表示部２１に表示され、また、必要に応じて記憶部２２に記憶される。

【0082】

制御装置２０（弁駆動制御部）は、例えば、蒸留精製装置４００において、真空ポンプ４１０が常時駆動させた状態で、電磁バルブ４１１、４１２、４１３、４１４を図１３に示すタイミングチャートに従って駆動制御する。

【0083】

電動バルブ４１１（第１弁）、４１３（第３弁）が駆動されて開状態にあって、電動バルブ４１２（第２弁）、４１４（第４弁）が遮断されて閉状態にある場合（図１３における時刻ｔ１までの期間）、減圧路Ｃｖ、一時貯留タンク４５０及び流路Ｃ４３が連通しており、真空ポンプ４１０の動作により、一時貯留タンク４５０が電磁バルブ４１１を通して減圧され、その減圧作用が電磁バルブ４１３を通して冷却器４４０に伝わり、更に、冷却器４４０を通して第２気化処理塔４３０が減圧される。これにより、第２気化処理塔４３０では、濾過済みバイオディーゼル油の加熱が減圧下で行われ、沸点が低下した状態で濾過済みバイオディーゼル油を気化させることができる。従って、第２気化処理塔４３０内での濾過済みバイオディーゼル油の焦げ付き等を抑制することができる。

【0084】

このように第２気化処理塔４３０において濾過済みバイオディーゼル油が減圧下にて気化して、冷却器４３０での凝縮により生成される最終バイオディーゼル油が一時貯留タンク４５０に順次溜まっていく。そして、液面センサ４５１からの検出信号に基づいて一時貯留タンク４５０内の最終バイオディーゼル油が所定量に達したことが、図１３の時刻ｔ１にて、検出されると、電磁バルブ４１１、４１３が遮断されて閉状態になり、その直後に電磁バルブ４１２、４１４が順次駆動されて開状態になる。これにより、一時貯留タンク４５０及び冷却器４４０を介した第２気化処理塔４３０の減圧作用が中断され、その後、一時貯留タンク４５０が大気開放路Ｃａ（電磁バルブ４１２）を通して大気に開放される。このとき、電磁バルブ４１３が閉状態となっているので、冷却器４４０及び第２気化処理塔４３０が急激に大気圧（常圧）に戻され、一時貯留タンク４５０に溜まった最終バイオディーゼルが流路Ｃ４３を通して第２気化処理塔４３０に逆流することはない。前述した電磁バルブ４１２、４１４の駆動とともに、ポンプ４１７の駆動が開始されており、大気に開放された状態の一時貯留タンク４５０から最終バイオディーゼル油が流路Ｃ４４を通してタンク４６０に送られる。

【0085】

ポンプ４１７の駆動は、図１３における電磁バルブ４１４の駆動開始時刻ｔ２から所定時間Δｔ（例えば、５秒程度：時刻ｔ３まで）継続され、その間Δｔ、一時貯留タンク４５０からタンク４６０に最終バイオディーゼルの移送が継続される。そして、前記時刻ｔ２から所定時間Δｔ後の時刻ｔ３で、電磁バルブ４１４が遮断されて閉状態になり、その後順次、電磁バルブ４１２が遮断され、電磁バルブ４１１、４１３が駆動される。これにより、真空ポンプ４１０による減圧作用が一時貯留タンク４５０及び冷却器４４０を介して第２気化処理塔４３０に及ぶようになり、前記時刻ｔ３以降、第２気化処理塔４３０では、濾過済みバイオディーゼル油が減圧下にて気化され、冷却器４４０での凝縮を経て最終バイオディーゼル油が電磁バルブ４１３（開状態）を介して一時貯留タンク４５０に溜められる。以後、前述したのと同様（図１３参照）に、電磁バルブ４１１〜４１４の駆動制御及びポンプ４１７の駆動制御が行われる。

【0086】

なお、前記ポンプ４１７が駆動する、即ち、一時貯留タンク４５０から最終バイオディーゼル油が排出される、前記所定時間Δｔは、液面センサ４５１にて検出される一時貯留タンク４５０内の最終バイオディーゼル油の量（前記所定量）とポンプ４１７（回収機構）による最終バイオディーゼル油の排出能力とによって決めることができる。

【0087】

制御装置２０は、更に、第２気化処理塔４３０に対して設けられた２つの液面センサ４３２、４３３からの検出信号に基づいて、多段濾過装置３００からの送り流路Ｃtr3に設けられたポンプ４０２及び電磁バルブ４０５の駆動制御、及び第２気化処理塔４３０から延びる流路Ｃ４５に設けられた電磁バルブ４２１及びポンプ４２２の駆動制御を、例えば、次のように行う。

【0088】

液面センサ４３２からの検出信号に基づいて、第２気化処理塔４３０の濾過済みバイオディーゼル油が第１所定量を越えたと判定されると、電磁バルブ４０５が遮断されて閉状態になるとともにポンプ４０２が停止される。これにより、第２気化処理塔４３０に対する濾過済みバイオディーゼル油の供給が停止される。そして、液面センサ４３３からの検出信号に基づいて、第２気化処理塔４３０の濾過済みバイオディーゼル油が前記第１所定量より小さい第２所定量を下回ったと判定されると、電磁バルブ４０５が駆動されて開状態になるとともにポンプ４０２が駆動される。これにより、第２気化処理塔４３０に対する濾過済みバイオディーゼル油の供給が行われる。このような動作を繰り返す過程で、液面センサ４３３により、第２気化処理塔４３０に溜まった残渣（濃度及び粘性が高い）が検出されると、流路Ｃ４５の電磁バルブ４２１が駆動されて開状態になるとともにポンプ４２２が駆動される。これにより、第２気化処理塔４３０に溜まった残渣が、冷却フィン付き管４１９を通る際に冷却されつつ流路Ｃ４５を通って回収設備（図示略）に送られる。このとき、流路Ｃ４３に設けられた電磁バルブ４１３が開状態に維持されるとともに、電磁バルブ４１１が閉状態に切換えられて、電磁バルブ４１２が開状態に切り換えられる。これにより、前述したように第２気化処理塔４３０から残渣が排出されている過程で、第２気化処理塔４３０は大気圧（常圧）に戻される。これにより、第２気化処理塔４３０からスムーズに残渣を排出させることができる。

【0089】

なお、蒸留精製装置４００では、第２気化処理塔４３０の減圧状態と常圧（大気圧）状態との切換え、及び最終バイオディーゼル油の回収が電磁バルブ４１１、４１２、４１４の駆動制御にて行われたが、各電磁バルブ４１１、４１２、４１４に代えて、手動のバルブの開閉切換えにて行うこともできる。

【0090】

上述したバイオディーゼル油の製造システムでは、エステル反応装置１００において、加熱される原料油と反応液（メタノール及び水酸化カリウムを含む）とが混合されながら反応塔１２０に導かれ、反応塔１２０内でのエステル交換反応によってグリセリンとともに脂肪酸メチルエステルを主成分とする１次バイオディーゼル油が生成される。そして、グリセリンから分離された前記１次バイオディーゼル油がエステル反応装置１００からメタノール回収装置２００に順次送られ、前記１次バイオディーゼル油からメタノールが除去されて、更に、濾過装置３００（５つの濾過器３２６ａ〜３２６ｅ）によって、そのメタノール除去済みのバイオディーゼル油から不純物（例えば、石鹸の成分）が除去される。そして、前記メタノールが除去されて濾過済みのバイオディーゼル油が多段式濾過装置３００から蒸留精製装置４００に送られ、その濾過済みバイオディーゼル油が蒸留精製装置４００での減圧下での気化及び凝縮による蒸留精製の過程を経て最終バイオディーゼル油が生成される。このように、エステル反応装置１００においてグリセリンと一次バイオディーゼル油（脂肪酸メチルエステル）とが生成された後、グリセリンから分離された一次バイオディーゼル油が、メタノール回収装置２００でのメタノール回収、多段式濾過装置３００での濾過及び蒸留精製装置４００での減圧下での気化及び凝縮による蒸留精製の各過程を順次経ることにより最終バイオディーゼル油が生成されるので、バッチ方式のような大きな設備ではなく、また、不純物（石鹸等）の水洗い等の設備を利用することなく、比較的小規模な設備で、より純度の高いバイオディーゼル油を製造することができる。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明は、比較的小規模な設備で、より純度の高いバイオディーゼル油を製造することができるという効果を有し、食用廃油等からバイオディーゼル油を製造するバイオディーゼル油の製造システムとして有用である。

【符号の説明】

【0092】

１０ 原料タンク
１１ 反応液タンク
２０ 制御装置
２１ 表示部
２２ 記憶部
４１ 第１プレート
４２ 第２プレート
４３ 支柱
４４ 円筒体
４５、４６ シールパッキン
４７ スペーサ部材
５１ 円盤プレート
５２ 押えリングプレート
５２ａ 内孔
５３ 円筒部
５４ Ｌ字ステー
５５ シールパッキン
１００ エステル反応装置
１０２ ポンプ
１０５ 加温塔
１０５ａ 加熱器
１０８ ポンプ
１１１ ラインミキサ
１２０ 反応塔
２００ メタノール回収装置
２０１、２０４ ポンプ
２１０ 加温塔
２１０ａ 加熱器
２２０ 第１気化処理塔
２２１ 加熱器
２３０ 冷却器
２４０ 回収タンク
３００ 多段式濾過装置
３２０ａ、３２０ｂ 濾過器
３２１ 筒体
３２２ 第１蓋体
３２３ 第２蓋体
３２４ 第１摺動体
３２５ 第２摺動体
３２６ａ〜３２６ｅ 袋体（濾材）
３２７ａ 油抜きエアー供給口
３２７ｂ 油排出口
３２８ 高圧エアー供給口
３３０ タンク
４００ 蒸留精製装置
４０２、４１７、４２２ ポンプ
４０５、４１１、４１２、４１３、４１４ 電磁バルブ
４０６、４０８ 加温塔
４０６ａ、４０８ａ 加熱器
４１０ 真空ポンプ
４３０ 第２気化処理塔
４３１ 加熱器
４４０ 冷却器
４５０ 一時貯留タンク
４６０ タンク

【要約】

【課題】比較的小規模な設備で、より純度の高いバイオディーゼル油を製造することのできる製造システムを提供することである。
【解決手段】エステル交換反応によってグリセリンとともに１次バイオディーゼル油を生成するエステル反応装置１００と、前記グリセリンから分離して導かれる前記１次バイオディーゼル油を加熱しつつ第１気化処理塔２２０に導き、気化したメタノールを冷却器２３０に導いて凝縮させて回収するメタノール回収装置２００と、メタノール除去済みバイオディーゼル油を、濾材の装填された一又は複数の濾過器３２６ａ〜３２６ｅを通して濾過する濾過装置３００と、濾過済みバイオディーゼル油を加熱しつつ第２気化処理塔４３０に導き、減圧下で気化した濾過済みバイオディーゼル油を冷却器４４０に導いて凝縮させて最終バイオディーゼル油を生成する蒸留精製装置４００とを有する構成となる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】