バイオディーゼル(BDF)反応は、通常のバッチサイズでも驚異的な速さです！！
先日マイクロバッチ（１．４Ｌ）の反応で、2段反応(Two Steps Reaction)が計10分で完了したことを紹介しました（ http://blogs.yahoo.co.jp/hirai476/8479661.html ）。
又、通常の１００Lバッチでも、マイクロバッチ程の時間ではありませんが、通常サイズ、機器の反応時間としては、驚異的な早さの実例も紹介しました。
例えば、15+15分の計３０分で2段反応が完了する場合 （ http://blogs.yahoo.co.jp/hirai476/6401560.html ）、
更には10+5分の計１５分 （ http://blogs.yahoo.co.jp/hirai476/8310008.html ）でも、2段反応が終了したことを紹介しました。
更に,Static Mixer撹拌方式による反応時間２～３分と言う超高速反応の文献例も、,１００Lとか言う実バッチ・サイズではなく、マイクロバッチ・サイズの例ですが、紹介済です（ http://blogs.yahoo.co.jp/hirai476/8969761.html ）。
そこで今回は、１００Lバッチで、マイクロ・バッチ並みの、或いはそれ以下の最短反応時間で、かつ低メタノール条件下でも、完璧な反応転化率が得られないか？？
と言うタイム・トライアルを行いました
。
。本日は、この前処理済油から、12時30分の作業開始です。
攪拌機を作動させ、加熱器をオンにしました。常温から昇温です。そして、先ずはオイルの酸価の滴定です。
左は中和試薬（メチールレッドを利用）で水酸化カリウムべースの滴定液での滴定結果は、AV=3.7（ｍL）でした。
併せて、AV試験紙は、ＡＶ＝3弱かなぐらいに見えました。
滴定結果に基づき、アルカリ触媒（NaOH)を測定して、今回はメタノールを通常の２０Lに対して、充分反応が早いこともあり、１９Lで行いました。
尚、今回は可能な限り、時々刻々バイオディーゼル（BDF)の転化率の変化を追跡してみました。
自家製の転化率法で、通常の方法よりシビアーな（３Ｘ＋）方法で、総てのケースを実施しています。
写真は左からサンプル１，２，３（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）です。
Ｓ１は、グリセリン前処理をする前の廃油（ＷＶＯ）、Ｓ２は、前処理後の状態です。色がやや赤くなっていることと、やや転化率反応が進んだかにも見えますが、ここでは不明です。
尚、Ｓ１は、何もしていない廃油ですから、当然、転化率は０％です。
今回、メタノールを少し減らしたことと、反応の最短時間にトライアルすることから、
反応を早める為の仕掛けを組み込みました。
反応初期に、なかなか反応が進まない理由は、油とメタノールが相互不溶解だからですが、この問題を改善する為の溶剤を５Ｌ程加えた後に、1段反応分のメトキシサイドを投入しました。この結果、相互溶解性が増すはずです（均一性）。
反応は、さらに早まることを願ってです。
この種の溶剤としては、文献にいろいろ紹介されているので、ご存知だと思います。特に、固体不均一触媒では、固体触媒の反応性の遅さを少しでも早める為に、多くのケースで用いられています。
12時55分に、油の温度が反応温度（60度Ｃ）になったので、1段用メタノールを、通常よりやや急いで投入しました。
投入が終わったのが、12時58分でしたので、3分掛けて１５Ｌ前後を投入したことになります。
これまで、メタノール投入直後は、転化率は計測したことはないのですが、今回は実施しました。
これが、上記Ｓ３（右）です。左のＳ１、或いは、中央のＳ２と比べて見てください。
メタノノール+触媒液をチョロチョロ、3分掛けて入れている間に、既に転化率は、かなり進んでいることが解ると思います。
約３５～４０％程度の転化率は得られている感じがします。
現在、定量的に転化率が求められる器具を注文中ですが、ここでは目分量です。
次の写真は、左から、サンプル３，４，５（Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）です。
左は、前記写真のサンプルと重複していますが、比較の意味で並べてあります。
Ｓ４（中央）は、反応開始2分後です。Ｓ３と比べて、反応は殆どすすんでいない様ですので、ここで1段反応を停止しました。
つまり1段の反応時間は2分
と言うことになります。
いません。続いて、2段反応の開始です。13時37分に、2時反応用のメタノール＋触媒を、1分で投入しました。
従って、13時38分から2段反応の開始です。
右の写真は、サンプル４，５，６（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）です。Ｓ４，Ｓ５はダブりで比較の為です。
Ｓ６は、2段反応開始2分後の状態です。反応は進んでいますが（標準の転化率テストは、９６～７％程度のレベルはＯＫでした）、一寸反応の切れが良くありません。
但し、グリセリンを入れると反応低下も。。。。、全量戻せば、1段反応となってしまう。。。
など等を考え合わせて、
結論として、急遽1段反応のグリセリン約50％投入しました。
これで、反応が進んでくれることを願って、。。
右の写真は、サンプル６，７，８（Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）です。
グリセリン投入後、1分と3分の写真が、Ｓ７，Ｓ８です。
反応は、急回復しました。
大成功です、ほぼ完璧です。
１分で反応が進展して（Ｓ７）、３分では完璧でした（Ｓ８）。
そこで、反応は停止し、メタノノール回収工程、ＷＢＤへ切り替えました（温度を９１～９２度へ上昇）。
と言うことで、2段反応は３分+3分の計６分でした。
もう少し、1段反応の負荷を上げれば、
或いは、メタノノールを標準の２０Ｌ使用していれば、この様なことは、起こらなかったかも知れません。
４～５分で反応が完結したと思われます。
メタノール回収っは１４：００から開始し、この間温度を60度Ｃから９１度Ｃまで上げての、メタノール回収です。通常よりやや回収メタノールは少なめでしたが、１４時42分に回収を停止しました。約42分の処理でした。
1段反応では、35分掛かったのですが、それでも、充分ではありませんが、ここでは８分で、ほぼ完璧に分離されました（写真）。
粗製ＢＤＦは１０２Ｌが得られました。ほぼ予定どうりの収率です。
下記の写真はサンプル９（Ｓ９）で、最後の状況確認のサンプルテストです。
完璧です
本日の処理は、15時終了と言うことで、2時間半の処理時間でした。
下の写真は、良く見えないと思いますが、左から順にサンプル１（Ｓ１）からサンプル９（Ｓ９）です。
これらを見ることにより、自作簡易転化率分析法の最大の特徴は、必要な場面で、必要な数だけ自由に分析が行え、そして視覚的に反応転化率の進展を速やかに確認できるばかりか、どの様なアクションがどの様な結果となったかも、速やかに判ります。
そして、今回の様に、中途で一寸何か問題が発生すれば、急遽、操作の変更なども可能です。
と言うことで、１）バイオディーゼル反応は、１００Ｌクラスの既製品の反応機でも、2段反応で２分+（３＋３）分の計８分程度で完了できることが、新たに解かったと言う状況です。
２）次回からは、多少余裕を取って、また負荷バランスも考えつつ５分＋５分の計１０分前後で反応を行う予定でいます。
また、これ以上の短時間化は、自動化なしでは、不可能です。休む暇もありません。
３）１段反応のグリセリンの１部を２段反応で使う新たな効果を見出せた様な感じです。今後、いろいろテストしたいと思います。
４）原料油とメタノールを均一化する溶剤添加も、理論的には既知ですが、実際も効果がありそうです。今後、更に検討したいと思います。
今回は、１００Ｌバッチ反応での最短時間トライアルでした
最初の頃、メーカーの助言は、単純に反応２時間とか言うものでしたが、。。。
その後は２段反応で、１．５時間＋１．５時間などと言う状況でした。
この当時と比べ様がありません。
皆さんも、どうでしょうか？？トライされては、。。。。
では、また。。。
Ｊｏｅ．Ｈ
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