バイオディーゼル（BDF)反応の転化率の確認法とその対処法です！！
今回は、何らかの原因でバイオディーゼル（BDF)反応の転化率が不充分（規格値以下）か、どうかの判断（測定）法と、その対処（処理）法について考えて見ましょう！！
まず、エステル交換反応が1段反応であれ、2段反応であれ、反応停止後転化率が規格値以上か、或いは、少なくとも近くまで反応しているのか、BDF製造者なら誰でも必ず気になると思います。
反応工程の前に、原料油（WVO)の前処理が、気になる方は、下記を参照下さい。
或いは、反応後の精製工程も気になる方は、処理が正しく行われたかの判断（測定法など）と、失敗した場合の再処理法などDry-Process法について、別といつか紹介します。
Dry-Process法は、まだ使用者が少ないと思いますので、使い方の説明等、取りあえず下記を参照下さい。
精製工程の水洗法は、実施経験もないので、他人情報だけで調査もしてなく、あまりコメントはできません。
今回のテーマに戻って、反応工程はメーカーなどの指示どうりの条件（メタノール、アルカリ量、反応温度、反応時間など）を守っているので、気にならない？？
気にもならない、気にしない、或いは、心配ない！と思っているなら、以下はスキップしてください
。
。気になる方は、どうしてますか？？
具体的な確認法は幾つかありますので、紹介します。
まずは、転化率の確認法から、。。。
・ガスクロ（ＧＣ)や液クロで、正規の分析法分析する⇒
或いは、分析を外部に依頼する。これが一番確実です。
但し、このBlogの読者では、ほぼ１００％このケースはないと思いますが、。。。
例え、この場合でも、分析時間はかかるし、費用もかかります。
もし、反応部だけが終了し、まだ精製工程（Dry-Process、或いは水洗法など）が未処理の場合はどうされますか？？
分析結果が出るまで待てますか？？
因みに、海外の大規模製造業者でも、最終品質確認はＧＣ分析などで行いますが、反応工程管理（反応の途中での品質管理）では、これらは使わないのが普通です。
他の手法の簡易分析法を含めて（例、下記の分光法キットなど）分析法と結果が求められています。
・分光法などで分析する⇒
数分で簡単に分析でき、かつかなり正確に測定できるので、商業規模のBDF生産者が主に工程管理に使用している機器です。
値段が数十万円するのと、毎回の分析消耗品もかなり費用がかかります。
類似の方法を用いた器具が、他にも２～３社で発売されています(価格は50～70万円）。比較的、薬品など消耗品費が安価な製品もあります。
費用の点で、個人や小規模生産者には、少し縁遠いと思いますが、購入できない程の値段では無いと思います。。http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSjH-DsmV3--Ea4zxkQ1nXIFPNePoYCEPS03XXBYxIgM2MDrXc&t=1&usg=__JPbMI6E-CqeOkb3g1_jYWKHTWaM=
但し、この機器（iーSpec)は残留グリセリン濃度を測定するので、グリセリン除去後でないと、転化率の推定（測定）には使えません。グリセリンが含まれているサンプルなら、除去した後に、分析します。従って、どちらかと言うと最終品質確認用です。
・簡易法で確認する⇒
購入済の簡易分析キットが手元にあれば、すぐ手早く確認できます。
これまで何度も紹介している自家製簡易キットでも同様です。
ガスクロや分光法に比べれば、精度は劣るものの、問題が発生したり、何か心配な点が発生したときは、数分で確認できるので、とても便利です。
グリセリンの有無に関わらず使えるのが大きな特徴です。
BDFの分析法では、最も重要で、良く使うものです。具体的な使用法は、何回か説明してますので、そちらを参照ください。
或いは、下記写真のグリセリン測定簡易キットも米国で発売されていて、使用しています。
５～10分ぐらいで簡単に、全グリセリン濃度が計量できます（価格は6回で1万円程度です）。
主に製品の最終確認用としての用途です。
・Micro-Batch法で確認する⇒
簡易キットがないと言って諦めるのも自由ですが、方法はあります。
ちょっと面倒ですが、Micro-Batchで確かめる方法です。
分析結果は、３０～６０分で分かりますので、工程の中途でも、多少全体の処理時間が長くなりますが、許容範囲だと思います。
確認方法は、
１）まず測定したいBDF,例えば１００Lの一部、１Lをビーカーか、ペットボトルにとります（サンプル量は自由に変更できます）。
BDFサンプル温度が50度C以上あれば、加温は必要ありません。
それ以下なら、容器に入れる前に、６０～６５度C程度に加温します。
必ず触媒をメタノールへ入れること、逆は危険です！
４）充分溶解したメトキシド（メタノール・アルカリ溶液）を、
１）の測定サンプルBDF容器へ投入し、１０～１５分程度攪拌します。
攪拌後、静置する（10～30分）。
５）反応転化率が不充分なら、反応が進展した結果、底にグリセリンが沈殿する。
もし反応が充分なら、何も沈殿しない。
前者の場合は、元のBDF転化率を逆算推定出来ますが、省略します。各自で考えてください。
後者の場合は、転化率は、充分高率でほぼ完全に反応してましたので、次の通常工程へ進んでください。
６）前者の場合は、再反応（Re-Batch)が必要です。
テスト済サンプルを元に戻し、必要なメタノール、アルカリ触媒量をバッチサイズ（A L)に合せて計算します。
充分溶解したら、反応ＢＤＦ液に投入します。
液温は通常の反応温度で行ってください。
前工程のグリセリン除去がまだでしたら、必ず除去後に行います。
７）反応時間は、装置によっても異なるのですが、30分程度を目安とします。
多分充分なはずです。
時間が経過したら、次の通常の工程を実行しましょう！
８）どうしても、心配なら、再度１）から行い再確認も可能ですが、９９％必要はないと思います。
簡易転化率キット、或いはガスクロ（GC）、液クロ、分光法での分析の結果、未反応が確認され、転化率が充分でない時は、再バッチが必要になります。
再バッチの方法は、上記Micro-Batchでの再バッチと同じです。即ち、
１）必要なメタノール量とアルカリ量を計量します。必要量は、前述の２）、３）、6）です。
２）次に、出来たメトキシドを投入します。反応時間は、30分を目安で行います。
今回は、バイオディーゼル（BDF反応の転化率の確認法と、それが不充分な場合の対処法（再バッチ法）を紹介しました。
。勿論、転化率が多少悪くても、気にしない方は、そのまま次工程を、
反応工程でのトラブルは、転化率の問題が多いと思いますが、それ以外では、
・前処理が適正でなく、水分過多で石鹸分が大量に精製した場合⇒
原料油（WVO）の前処理は、水分除去が主目的で最も重要です。
具体的な対処法は、前述の前処理法の項を見てください。
既に、石鹸分が大量に発生している場合の対処法は、一旦反応を停止し、グリセリン沈殿を行います。
上部に石鹸幕などが大量に有れば、物理的に除去します。次に、前述の何れかの方法で、反応率を確認し、不充分なら再処理を行えば、良いと思います。
・グリセリンが固まって、配管やポンプ類が詰まった場合⇒
苛性ソーダ触媒を使用している場合、かつ石鹸分が多量に生成した場合、及び苛性ソーダが充分メタノールに溶解してない状態で使った場合など、特に固まりやすいので、なるべく素早く、高温の内にグリセリン除去を行います。まだグリセリンが充分沈殿していない場合でも、何度かに分けて、除去する方法がお勧めです。
不幸にも詰まってしまった場合は、まず配管類を使わずに、手作業で総てのBDF反応液を反応器外へ取り出します。
空の反応器のバルブなどを閉めた後、温水（６０～７０度C)を投入します。温水で固化グリセリン（＋副生石鹸分）が溶け出せば、バルブの詰まりは解消し、バルブから溶けた溶液が出ます。
まだ詰まった状態なら、塩酸や硫酸類などの温水に添加します。量は１～２％程度で充分でしょう。但し、強酸は、特に銅やアルミ類などの金属類を腐食しますし、肌に触れると危険ですので、充分注意してください。
最後は充分水で洗浄することが重要です。酸を使わず、針金などで、固化分が取れる事も有ります。
・適量のメタノール、触媒を投入したのに、反応が進まない⇒
メタノールについては、正規購入品なら品質上問題ないのですが、回収メタノールの場合は、メタノール純度を確認しましょう（密度計などで）。水分が多いと反応はしません。純度の高いメタノールで再バッチ処理です。私は、１００Lの原料に対し、通常２０Lのメタノールを使用し、３～４L回収メタノールを混ぜて使用しています。
次は、アルカリ触媒ですが、あまり古くなったものは、反応しません。
特に、空中水分を吸収し、劣化するので、密閉容器内での管理が必要です。
現実に反応は進展しなかった場合は、新しい触媒で再処理を行います。
等のトラブルがよく発生します。
では、また。。。
Ｊoe.Ｈ
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