海外輸出を計画中の超高速バイオディーゼル（BDF）反応装置（MSR-Box)の紹介です！！
最近、海外からの商談が増えつつあります
。
。基本的には、日産５０００L以上の規模しか、受け付けていませんが、
今回は、後者のMSR法の反応装置の紹介記事です。
商品化し、海外輸出する予定で、先方と交渉中です。
この会社は超音波方式のBDF製造装置を販売しているエンジ会社で、反応時間は１０～３０分とのことです。
殆どの高速反応と称している製品の反応時間は、最速で１分～１０分程度です。
下記はその海外製品1例のReactor(毎時３００L～）で、技術は非公開、１分以内と言っていますが、MSRに比べ、遥かに反応時間も遅く、大きなBoxです。
海外製品を含めて、アルカリ法によるエステル交換反応が、１秒以内で完結と言う製品は存在しない
為だと思います。
MSR反応Boxは独自技術製品です。
下記が、そのMSR－BOXのスペック概要です。
今回は、MSRによるBDFプラント全体ではなく、反応装置（Reactor)単体をOne-Box化したもので、
他の装置部分は、送料も掛かりますので、現地で自主製作の予定です。
この方式により、安価で既存装置の大幅な高速化（規模拡大）が可能です。
下記は、連続方式の反応・グリセリン分離装置回りのサンプルフロー（点線で囲まれた部分）です。
２段反応なら、同じ様なフローが繰り返されます。
次は、同様に、半連続方式のサンプルフローです。
違いは、連続的にインラインで油とメトキシを混合し、加熱するのか、或いは、予めバッファータンク内で準備したものを反応装置ボックス（MSR）に通すのかの違いです。
但し、MSR-Box本体は、連続式と同じです。
どちらでも選択可能です。
ともに、MSR反応BOXは、Black-Box化され、当方から輸出する予定です。
大きさは、縦８０cmx横１５cmx幅４０cm程度の大きさで、重量は、多分３０Kg以内だと思います。
オプションでポンプなどの追加も可能です。
下記の仕様の様に、日産５０００Lのモデル５型を対象ですが、MSR反応BOXのスケールアップは何倍~何百倍でもLinear的に可能です。
海外向けと言うことで、グリセリン前処理（オプション）、１段反応、及び２段反応用（オプション）Boxが各５万ドル（６００万円）です。
但し、１段反応で、通常、規格の転化率（９６．５％＋）が得られます
。
。各反応Box５万ドル（６００万円）程度を見込んでいます（2段反応は10万ドル、グリセリン前処理＋2段反応は15万ドル程度、原則、製造プラント規模に比例）。
勿論、国内向けであれば、価格は割安に設定していますし、より小型バージョンも出荷可能です
。
。プラント能力は任意ですが、１例はモデル３型（日産２５００～３０００L）です。
また、バッチ用MSR-Boxもあります。
下記は５００Lバッチ用でモデル５B型です。
外見上、連続式と同じですが、部材サイズ、流量が異なります。
。
添付：抜粋仕様
Plant Capacity 5,000L per day (24 Hours operation)
Reactor System Base-Proposal :
Reactor System Base-Proposal :
MSR-Box/5 is a box which has capable of continuous reactor
function (transesterification). Normally, two boxes are recommended for 2-steps
Reactions.
#1-Box for low conversion case(up to 85-95% conversion) such as boiler fuels
#2-Box for high conversion case(ASTM Grade,96+%) such as car fuels
#3-Box for adding one-box for esterification as pre-treatment(high FFA oil)
Each boxes has same function and same configurations,but may be defferent sizes
Feed Oil Pre-treatment :
function (transesterification). Normally, two boxes are recommended for 2-steps
Reactions.
#1-Box for low conversion case(up to 85-95% conversion) such as boiler fuels
#2-Box for high conversion case(ASTM Grade,96+%) such as car fuels
#3-Box for adding one-box for esterification as pre-treatment(high FFA oil)
Each boxes has same function and same configurations,but may be defferent sizes
Feed Oil Pre-treatment :
Feed oil shall be pre-filtered(10 micron) and de-hydrated oil.
Above and later are just for examples and it is client's responsivilities.
Methoxide:
Above and later are just for examples and it is client's responsivilities.
Methoxide:
Methoxide solutions shall be fully mixed by separate unit. As alkari-catalyst,
KOH is recommended. Mixing ratio with feed oil shall be provided later.
Feed system to MSR-Box:
KOH is recommended. Mixing ratio with feed oil shall be provided later.
Feed system to MSR-Box:
Generally,metering pump shall be provided as feed pump of oil.
Flow rate set is 3.47L/min(5,000L/day) and pump discharge pressure shall be
0.5mPa maximum(normally 0.1-0.2mPa).
Flow rate set is 3.47L/min(5,000L/day) and pump discharge pressure shall be
0.5mPa maximum(normally 0.1-0.2mPa).
Feed Oil Heaters :
After feed pump discharge and before inlet to MSR box,feed heater shall be provided.
Immersion heater is a typical example and heated up to reaction temperature
Immersion heater is a typical example and heated up to reaction temperature
Methoxide to Feed Oil:
Methoxide shall be introduced at feed pump suction by inline and pump shall be
metering pump. Metoxide/Oil ratio set is provided later.
Methoxide Pump max. discharge pressure is 1mPa. and flow range is 0.7L/min.
metering pump. Metoxide/Oil ratio set is provided later.
Methoxide Pump max. discharge pressure is 1mPa. and flow range is 0.7L/min.
Mixing Tank (Option) :
If provided mixing tank with heater, heated mixed feed oil and methoxide shall be
introduced directly to MSR-Box inlet.
Glycerin Separator :
introduced directly to MSR-Box inlet.
Glycerin Separator :
After reaction,reactant(Crude biodiesel mix) shall be introduced to separators.
Appropriate glycerin separator shall be provided separately,such as centrifuge,
coalescer,tower separator(our standard),or drum tanks,etc.
2nd-Step reaction :
Appropriate glycerin separator shall be provided separately,such as centrifuge,
coalescer,tower separator(our standard),or drum tanks,etc.
2nd-Step reaction :
Crude biodiesel from glycerin separator shall be re-processed after 1st step reaction..
(& Acid Process) If applied acid process,sequence is similar,but before 1st step reaction.
Methanol Recovery :
(& Acid Process) If applied acid process,sequence is similar,but before 1st step reaction.
Methanol Recovery :
Methanol recovery and dehydration by flushing continuously.
(also dehydration)
Purification :
(also dehydration)
Purification :
Dry-Washing(with adsorbent/ion resin) is recommended.
Our standard is 4-tower configurations. If you can't design it,we can do it.
Alternatively,vaccum distilltion unit can be introduced,if needed highest quality(99.+% )
Our standard is 4-tower configurations. If you can't design it,we can do it.
Alternatively,vaccum distilltion unit can be introduced,if needed highest quality(99.+% )
Additives :
Additives such as antioxidant shall be added,if necessary
Plant oeration mode :
Plant oeration mode :
Continuous Process （ Batch in Part.）
Feed Oil :
Feed Oil :
Virgin Oil (100%) or Used Oil (10 micron Solid Filtered Oil)
(FFA% range for MSR-Box( transestrification) feed is 3% or less)
If Used Cooking Oilof has higherFFA%), Pre-Treatment of FFA down to 3% as maximum shall be
(FFA% range for MSR-Box( transestrification) feed is 3% or less)
If Used Cooking Oilof has higherFFA%), Pre-Treatment of FFA down to 3% as maximum shall be
necessary..
Feed Methanol :
Feed Methanol :
Potadium hydrooxide is recommended as catalyst and purity shall be 93% or more.
Installtion and Site :
Installtion and Site :
In-House and Installtion work by Client(under Vendor's Guidance)
Reactor temperature:
Reactor temperature:
Between 30-70ﾟC(differ depend on feeds,etc.)
Biodiesel Quality:
Biodiesel Quality:
Meet ASTM(D6751) Spec. Purity Wt.% 96.5%+
Glycerin Biproduct:
Glycerin Biproduct:
No Emergency device for MSR Box
Safety Equipment:
Safety Equipment:
Installation of Combustible Gas Detector(Not Included)
Power Supply :
Power Supply :
No Power requiremnt for MSR Box
MSR方式の特徴（補足説明）
この為、反応器が大きくなると、比例し粒径も増大します（反応器サイズが大きくなる程、反応時間が長くなります）。
因みに、100～２００L程度のバッチ反応槽では１～２時間でも、１０００L程度だと５～６時間もの反応時間と言うことになり、反応槽の大型化による処理量増が限界になります。
この問題を解決する為に、Cavitation法、特殊Rotar-Mixer法、Micro-Wave方式等がありますが、何れも高価で、反応時間は２～５分程度迄の短縮が限界の様です。
反応時間が思った程短くならない理由は、最初のスタート時の両粒径が大きく、両粒径が一旦細粒径となっても、反応する前に,短時間で再結合が起きて、再度より大粒径になり、表面積が少なくなるからです。
一方、MSR方式は、最初のスタート粒径を小さくし、更に粒径を極限まで小さくして、反応が完結する迄、粒径の再結合・大粒径化を防ぐ工夫と最適化を行っている結果、反応時間は圧倒的に超短時間１００～４００Micro秒で完結します。加えて、反応装置の材料価格も安価、小型です。以上が最大の特徴です。
MSR法は、通常、BDF反応の平衡状態をBDF側にできる限り移動させる為（下記反応式参照）、２段法（1段反応後に、一旦グリセリンを除去し、2段反応で更に少量のアルコールを追加）併せて採用しています。
BDF反応は、通常水分除去の前処理を行い、次に前述のエステル交換（2段反応）に移ります。水分除去（乾燥処理）は通常加熱処理により、水分除去を行うのが普通ですが、MSR方式の標準ではで、廃グリセリン洗浄処理を行います。水分がグリセリン側に移動し、乾燥処理が不要になるばかりではなく、グリセリン側に溶けたメタノール（Methoxide)、反応BDFを廃油側に回収できます。
更に廃油中に含まれる固形物等も、グリセリン側に取り込まれる結果、殆ど廃油の場合、固形物除去フィルター処理は不要となります。
。。。と言うことで、今回はアルカリ法超高速連続反応装置（MSR-Box）の紹介でした。
。では、また。。。
Joe.H
