成果報告書詳細
管理番号20150000000017
タイトル平成22年度-平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業 (バイオマス) BDF合成における未利用副産物の資源化に関する研究開発
公開日2015/4/23
報告書年度2010 - 2012
委託先名株式会社エムエスデー 国立大学法人山形大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約件名:平成22年度-平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業 (バイオマス) BDF合成における未利用副産物の資源化に関する研究開発

研究開発項目1:「中和・分離工程の反応条件の確立と最適化及び装置化」(a)「脱塩方法の検討と確立及び装置化」(実施体制:国立大学法人山形大学)電気透析法、抽出法及び遠心分離法による脱塩方法を検討し、遠心分離法が最も効果的であることを明らかにし、遠心分離の装置化を行った。(b)「脱水・高純度グリセリン蒸留の反応条件の確立と最適化及び装置化」(実施体制:株式会社エムエスデー)蒸留用試験機を製作し、試験運転を重ね、データ収集と最適化調整を行った。研究開発項目2:「油層の石油系燃料と混合利用に係る実証」(a)「油層の石油系燃料との混合装置開発」(実施体制:株式会社エムエスデー)グリセリン分離後に得られた油層と石油系燃料とを混合する装置(試験機)を製作し、得られた混合燃料による燃焼実験を行い、良好な燃焼結果を得た。(b)「混合燃料の安定度評価」(実施体制:国立大学法人山形大学)(a)で得られた混合燃料の安定度評価を行い、長期間にわたって分離することなく安定状態が継続されることが確認された。研究開発項目3:「高純度グリセリン精製工程の確立」(実施体制:株式会社エムエスデー)高純度グリセリンのユーザーである各企業に対するヒアリング調査及びサンプル品の試供等を行い、具体的な引取りについての協議を行った。研究開発項目4:「システム指標の把握」(実施体制:株式会社エムエスデー)研究開発項目1の検討及びグリセリン精製の試験検討を通じて、仕様の高度化、設備費の低減等を図ることで事業化が可能となる目途が得られた。研究開発項目5:「事業化システムの決定」(実施体制:株式会社エムエスデー)粗グリセリンの処理能力100L/バッチのシステムについて、製造コスト低減のための設備仕様の最適化検討を行った。また、スケールアップした今後の開発仕様の検討を行った。研究開発項目6:「ビジネスプランの策定」(実施体制:株式会社エムエスデー)高純度グリセリンの利用方法の検討を中心に、BDF製造事業者に対するアンケート等を行い、高純度グリセリンの流通と燃料利用のスキームについて検討した結果、引取先候補の企業との連携が確立でき、販路の目途が得られた。研究開発項目7:「遠心分離工程の最適化検討」(実施体制:国立大学法人山形大学)フェーズAで得られた結果をもとに、より分離度の高い中和条件および遠心分離条件を検討し、もとのグリセリン-BDF含有沈殿物に対して目標値の90%を超える粗グリセリン収率を達成することに成功した。また蒸留条件についても最適化を検討し、粗グリセリンから精製グリセリンを80%以上で得ることに成功した。よって、ラボレベルで中和・遠心分離・蒸留の全体工程で目標値の70%以上を達成できた。研究開発項目8:「遠心分離工程のベンチ試験検討」(実施体制:株式会社エムエスデー)研究開発項目7で得られた最適条件を元に、改良を加えたプロトタイプの装置を製作し、その性能・運用面の特徴などの確認と検証を行った。グリセリン-BDF含有沈殿物に対して80%以上の粗グリセリン収率を達成することに成功した。研究開発項目9:「高純度グリセリン蒸留工程の実証検討」(実施体制:株式会社エムエスデー)研究開発項目8で得られたデータをもとに実用仕様の蒸留精製装置を設計製作した。8で得られた粗グリセリンから蒸留収率で70%以上、中和・遠心分離・蒸留の全体工程で60%以上の精製グリセリン収率を達成できた。研究開発項目10:「油層の石油系燃料との混合装置開発」(実施体制:株式会社エムエスデー)研究開発項目2で確認された混合燃料の安定度評価をもとに、研究開発項目7・8で得られた油層と石油系燃料とを混合する装置を設計製作した。その後、得られた混合燃料を用いた燃焼実験のデータから、最適な混合比へとフィードバックを行った。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program / New Energy Venture Business Innovation Program (Biomass) / Research and development for recycling of unused byproduct on BDF production (FY2010-FY2012) Final Report

1. Optimization of the process of neutralization and separation for reaction conditions, and making devices (a) Development of the methods of desalting and making devices (Yamagata University) It was found that centrifugation is the best methods of the desalting process in the several experiment such as electrodialysis, extraction and centrifugation. By improving the device of lab scale machine, it has developed the system of mass production type of centrifugation. (b) Establishing the reaction condition of dehydration and distillation of glycerin, optimizing and making devices (MSD corporation) According to the results of (1-a), it was developed the prototype equipment of distillation and collected the data of optimal conditions.  2. Demonstration of the use of heavy oil & crude BDF mixed fuel (a) Development of the fuel mixing device (MSD corporation)According to the result of 1, we manufactured the test machine to mix fuel and examined a combustion test with the composite fuel. Fuel mixing device has been developed. Good combustion results were obtained from the combustion tests by heavy oil & crude BDF mixed fuel. (b) Stability of the heavy oil & crude BDF mixed fuel (Yamagata University) Heavy oil & crude BDF mixed fuel was tested for stability and quality. No decomposition of the mixed fuel was observed even after the over one year. These results were confirmed by Gas chromatography and IR spectrum.  3. Establishing the purification process of glycerin (MSD corporation) Market research for glycerin customer and distribution of sample products has done. Business plan for commercialization has also been done based on the market research, hearing to the customer.  4. Grasp of system index (MSD corporation) According to the result of 1 and the glycerin purification, it was judged that commercialization may have been suggested by reducing costs and integrating highly specification.  5. Decision of commercialization system (MSD corporation) Optimization of the equipment specification to decrease the manufacturing cost of 100L/batch system was developed. Moreover, the development specification was examined by phase B step in which the scale improved.  6. Decision of business plan (MSD corporation) Market research for bio diesel fuel maker and dealer has done about the needs of purified glycerin. Collaboration with companies were able to establish with sales partner about the scheme of the distribution and use for purified glycerin and fuel.  7. Optimization of centrifugation (Yamagata University) According to the results of the phase A step, it was found that the yield of 90% can be achieved for the theoretical yield of the precipitates of glycerin and bio diesel fuel mixture by the optimal separation conditions. The distillation was dependent on the purity of the crude glycerin obtained after the separation. Purified glycerin was obtained at a yield of approximately 80% from the crude glycerin. After all, it was found that the yield of 60% over can be achieved for the theoretical yield in the all process of this production (neutralization, centrifugation and distillation) on lab scale.  8. Bench tests of centrifugation step (MSD corporation) According to the result of 7, improving the device designed in Phase A step, it has developed the equipment of prototype. It was found that the yield of 80% can be achieved for the theoretical yield of the precipitates of glycerin and bio diesel fuel mixture.  9. Demonstration test of highly pure glycerin distillation process (MSD corporation) According to the result of 8, equipment of the prototype for distillation process was designed and fabricated.
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