本文へスキップバイオディーゼル燃料(BDF)とは、植物油を原料とするディーゼルエンジン用燃料のことです。

宮城県大崎市|使用済み天ぷら油をバイオディーゼル燃料(BDF)へリサイクル|天ぷら油回収買取|菜の花プロジェクトや養蜂に取り組んでいます

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バイオディーゼル燃料(BDF)とは? What is biodiesel

1.バイオディーゼル燃料(BDF)とは?

バイオディーゼル燃料の写真バイオディーゼル燃料(BDF)とは、動植物油を原料とするディーゼルエンジン用燃料のことです。

軽油のかわりにトラック、重機、トラクター、発電機、ボイラーなどで燃料として使用することができます。燃費や走行性能も軽油と同等で、最近では地球温暖化防止やエネルギーの地産地消といった面で注目されています。

日本では使用済みの天ぷら油と、メタノールを化学反応させて製造する方法が普及しています。この方法で軽油とは成分が異なるものの、一般的なディーゼルエンジンで利用できるバイオディーゼル燃料(BDF)を製造することができます。

軽油の主成分が炭化水素であるのに対し、バイオディーゼル燃料(BDF)の主成分は脂肪酸メチルエステルで、FAME(Fatty acid methyl ester)とも呼ばれています。
 
バイオディーゼル燃料の略称として使用されている「BDF」は、有限会社 染谷商店の登録商標で「Bio(生物)Diesel(ディーゼル)Fuel(燃料)」という造語の頭文字からつくった言葉とのことです。なお海外ではバイオディーゼル燃料のことを「Biodiesel」と表記するのが一般的です。

写真はBDFのサンプルです、色の濃さは原料油の着色状態に影響されるため品質に直接関係ありません。また揮発性は少ないため臭いはあまりしません。


2.バイオディーゼル燃料(BDF)のメリット

(1)二酸化炭素排出ゼロカウント
 カーボンニュートラルのため地球温暖化防止につながります。

(2)高いリサイクル率
 使用済みの天ぷら油からほぼ同じ量のバイオディーゼル燃料(BDF)を製造できます。

(3)一般的なディーゼルエンジンに使用できます
 エンジンは無改造で使用できます、燃費や走行性能も軽油とほぼ同等です。

(4)排気ガスがクリーンになります
 軽油に比べ、ススや硫黄酸化物が出ないため空気がきれいになります。

(5)実感できる環境教育
 捨てられる天ぷら油で車が走る様子を見ていただくことで、資源循環を実感できます。

(6)安全性が高い燃料です
 軽油よりも引火点が高くより安全といえます、生分解性もあり環境に優しい燃料です。

3.バイオディーゼル燃料(BDF)のデメリット

(1)給油できる場所が限られています。

(2)最新のエンジンに搭載されているDPFなどの排気ガス浄化装置との相性問題で、使用を推奨できないことがあります。

(3)車両のメーカー保証が受けられなくなる場合があります。

(4)古い車両の場合、耐油性の低い古いタイプのゴムパッキンを事前に交換していただく場合があります。

(5)古い車両の場合、マフラーに搭載されている触媒の性能によっては排気ガスが揚げ物の匂いがする場合があります。

4.バイオディーゼル燃料(BDF)のつくり方

「使用済み天ぷら油」・「メタノール」・「反応を促進させるアルカリ性の薬品(触媒)」の3種類の材料を60度前後に加熱し混ぜ合わせ「エステル交換反応」とよばれる化学反応をさせてつくっています。その後、残留したグリセリン、メタノール、触媒などの不純物を温水洗浄により除去した後、残留した水分を除去し完成となります。この方法で原料となる使用済みの天ぷら油から、ほぼ同じ量のバイオディーゼル燃料(BDF)をつくることができます。

天ぷら油は動粘度が大きくエンジン内部で上手く流動しないことから、「エステル交換反応」により動粘度を軽油と同等まで下げ、通常のディーゼルエンジンで利用できるようにしています。

あぐりーんみやぎでは、原料となる使用済み天ぷら油のクリーニングを物理的および化学的な方法で丁寧に行うこと、エステル交換反応を複数回行うこと、薬品使用量を最適化すること、長期保存を可能にするための専用の薬剤を添加をすることなどで高品質のBDF製造を可能にしています。

またBDFの温水洗浄後、残留水分を除去する時もタンク内を減圧し沸点を下げ、100度以下で加熱脱水することでBDF製造にともなう使用エネルギーを削減しています。



バイオディーゼル燃料(BDF)の製造工程



エステル交換反応イメージ図





バイオディーゼル燃料(BDF)の製造フロー図


5.軽油・菜種油・BDFを比較

 項目  軽油  菜種油  BDF
引火点(℃)  88  310  170
動粘度(cSt)30℃  3.5  50.8  5.6
発熱量(kcal)  10600  9300  9000
流動点(℃)  -22.5  -15  原料の油種による
主成分  炭化水素  トリグリセリド  脂肪酸メチルエステル
エネルギーの分類  化石燃料  再生可能エネルギー  再生可能エネルギー
 各種文献データより作成


6.副生したグリセリンの処理

廃グリセリン一般的なBDFの製造方法では同時にグリセリンが10数%量副生されます。このグリセリンは不純物が多く粗製グリセリン、または廃グリセリンなどと呼ばれ廃棄物として処理されてきましたが、あぐりーんみやぎでは堆肥発酵促進剤やボイラー燃料などとして100%再資源化しています。








7.製造施設の紹介

あぐりーんみやぎ事務所全景
事業所全景

あぐりーんみやぎプラント
BDF反応設備棟、各種貯蔵タンク

あぐりーんみやぎBDF製造所
BDF製造施設

BDF製造装置
BDF製造タンク(中央が容量1000リットルの減圧脱水タンク)


BDF専用スタンド
BDF専用給油所

バイオディーゼル燃料(BDF)専用タンクローリー
BDF専用タンクローリー

8.バイオディーゼル燃料(BDF)はカーボンニュートラル

バイオディーゼル燃料(BDF)を燃焼させると二酸化炭素が発生しますが、発生した二酸化炭素は植物が吸収し環境全体では二酸化炭素は増えません。この考え方はカーボン(炭素)ニュートラル(中立)と呼ばれ地球温暖化防止に有効とされています。

実際に軽油の代わりにBDFを使用すると、1リットルあたり約2.6kgの二酸化炭素を削減したことになります。これらのことから、いずれは枯渇する化石燃料に対しバイオディーゼル燃料(BDF)は再生可能エネルギーと呼ばれています。

 カーボンニュートラル

9.バイオディーゼル燃料(BDF)の品質について

バイオディーゼル燃料(BDF)の品質規格には、軽油に質量5%のBDFを混合したB5混合軽油に対応する「JIS規格K2390」があります。

現在、BDFの混合率が5%を超える高濃度使用に対応する強制規格はありませんが、あぐりーんみやぎでは全国バイオディーゼル燃料利用推進協議会が定める「協議会全項目規格」と「協議会モニタリング規格」の分析を定期的におこなっています。

またロットごとの簡易検査とガスクロマトグラフによる分析を行い、高い品質が保たれているのを確認した上でBDFを提供しています。

平成27年7月〜12月までのガスクロマトグラフによるBDFの分析結果 (単位は質量%)


【参考】国土交通省資料「高濃度バイオディーゼル燃料等を使用される皆様へ」より抜粋

「揮発油等の品質の確保等に関する法律」では、バイオディーゼル燃料を混合した軽油(B5)の品質規定を設けており、その範囲内での使用が必要です。

また、この混合軽油(B5)の品質を確保する上で、混合すべきバイオディーゼル燃料の性状を明確にする 必要があることから、JIS規格 K2390において混合用のバイオディーゼル燃料の品質が定められています。

この規格は、混合濃度5%以内で混合することを前提としたものであり、この規格を満たしたもので5%以内での使用が求められています。

なお、高濃度で使用する場合には品質が保証される規格はありませんが、少なくとも不純物を極力抑えるとともに、動粘度、 水分、メタノール、トリグリセライド、遊離グリセリンの数値に留意が必要です。

10.【参考】バイオディーゼル燃料(BDF)の品質チェックの方法

目視や匂いだけでバイオディーゼル燃料(BDF)の品質を判断することは難しいので、分析機関での検査結果を確認する必要があります。

海外のサイトではバイオディーゼル燃料(BDF)をDIYで製造している人向けに、簡易的なチェック方法が紹介されています。


すべてのホームブリュワーが知るべき5つのテスト

BDF検査
(1)Testing finished biodiesel for water BDFの水分量検査
(2)Cloud Point and Pour Point Tests BDFの曇り点と流動点の検査
(3)The 3-27 Conversion Test BDFの変換率の検査
(4)Testing for Water in WVO 廃食用油の水分量検査
(5)Titrating WVO 廃食用油の滴定





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