バイオ燃料

バイオディーゼル燃料

自分で作ってみよう！　
バイオディーゼル燃料の作り方
マイクの「１段階　アルカリ方式」
アレックスの「２段階　アルカリ-アルカリ方式」
アレックスの「２段階　酸-アルカリ『Foolproof』方式

燃料製造器も自分で作る！
作り方

香港バイオディーゼル物語
排ガス中のNOxは問題か？
副産物グリセリンの活用法
バイオディーゼル情報集
ディーゼルに将来はあるか？
作物による植物油の収量と特徴
最後の仕上げは泡で洗う
バイオディーゼル燃料を使うときの確認事項
食糧vs燃料？
植物油そのまま燃料

ガソリン車にはエタノール燃料を
エタノール情報集
エタノール燃料はエネルギーを無駄にしているか？

バイオ燃料ML
バイオ燃料のオンライン図書館（英文）
バイオ燃料と燃料作り用具の入手先（英文）

バイオディーゼル燃料作りのポイント

→まずはこちらを読んでから「自分で作ってみよう！　バイオディーゼル燃料

必要なメタノールの量は？
アルカリ触媒について
必要なアルカリ触媒の量は？
滴定のしかた - 基本編
より正確な滴定のしかた
正確な測定のために
pHメーター
フェノールフタレイン液
遊離脂肪酸(FFA)の多い廃油
廃食用油を脱酸する
滴定をしなくても大丈夫？
基本的な触媒の量 -- 3.5 グラム？
ナトリウムメトキサイドの混ぜ方
ペット・ボトルで
粘性テスト
バイオディーゼル作りの化学反応
どの作り方を使うか？
役立ちバイオディーゼル
プラスチック容器の見分け方
グリセリンとFFAを分離する方法

アルカリ触媒について

植物性もしくは動物性の油脂をエステル交換させてバイオディーゼル燃料に作り替えるために、水酸化ナトリウム（NaOH　苛性ソーダ）もしくは水酸化カリウム（KOH）を触媒として使う。

この触媒は吸湿性が強く、大気中から水分をどんどん吸収してしまう。だから苛性ソーダを買うときは新しい物を探し、密閉容器に保存すること。

苛性ソーダを測りとるとき、空気に触れる時間は極力少なくする。湿気た時期には両方の秤皿にビニール袋をおいて袋の中で苛性ソーダを計り、必要量を計りとったらすぐ容器を絞め、袋の口を閉じ、すばやくメタノールに苛性ソーダを溶かしてナトリウムメトキサイドにすること。

きちんと保管しないと、苛性ソーダは大気中の二酸化炭素も吸収して炭素化してしまう。新しい苛性ソーダは半透明だけど、炭素化したものは白くなる。炭素化した苛性ソーダも燃料づくりには使えるけれど、ちょっと多めに加えなくてはいけなくなる（約25％増）。

水酸化ナトリウム(苛性ソーダ　NaOH)の方が水酸化カリウム(KOH)より一般的に求めやすいし、値段も安い。普通、フレーク状か5mmの粒状もしくは半粒状の物は純度96-97％、1-2 mmの小さな粒状の物は純度99%+だけどより高価なことが多い。燃料づくりにはどれでもOK。アメリカで売られているRed Devilは純粋な苛性ソーダだけど、Drano Crystalは苛性ソーダは54.2％だけで他にアルミニウムが使われているから燃料づくりには使えない。

水酸化カリウム(KOH)は苛性ソーダより弱いから、量を1.4倍にして使うこと。滴定の仕方は同じだけど、水酸化ナトリウム溶液の代わりに0.1％の水酸化カリウム溶液を使う。それから油１リットルにつき苛性ソーダ3.5グラムで計算するところを、3.5 x 1.4 = 4.9グラムの水酸化カリウムを使う。例えば滴定の結果が5mlだった場合、計算式は油１リットルあたり　5ml + 4.9g = 9.9グラムの水酸化カリウムが必要となる。

必要なアルカリ触媒の量は？

未使用の油脂をエステル交換させるために必要な触媒としての苛性ソーダの量は、油１リットルあたり3.5グラム。

廃食用油は遊離脂肪酸(FFA: free fatty acid)を中和させるために苛性ソーダの量を増やす。料理に使われたときに形成された遊離脂肪酸はエステル交換の化学反応を遅らせたり止めたりしてしまう。

そのため滴定をして、原料の油に含まれる遊離脂肪酸の量を割り出し、燃料づくりに必要なアルカリ触媒の量を算出することが必要になる。滴定は油のpH、つまり酸・アルカリ度を測る。これによって、油に含まれる遊離脂肪酸（酸性）を中和するために、余分な苛性ソーダ（アルカリ性）がどれだけ必要かが計算できる。

滴定して増やした分の苛性ソーダは遊離脂肪酸と反応して石鹸となり、燃料づくりの後にグリセリンと一緒に沈殿させて取り除く。

だからといってアルカリ触媒の量をむやみに増やすと、石鹸ばかりが大量にできて燃料の生産性が落ちたり、アルカリ性のバイオディーゼル燃料は洗うのが大変だったり、もしくはエステル交換そのものが失敗することもある。逆にアルカリ触媒の量が少なすぎるとエステル交換されない油そのものが残ってしまう。化学反応のしくみについては化学反応のしくみの詳細を参照。

滴定のしかた - 基本編

デジタルのpHメーターがあれば助かるけれど、なくてもリトマス紙などの試験紙やフェノールフタレン液などでも滴定はできる。

１リットルの蒸留水、なければ精製水に１グラムの苛性ソーダを溶かし、0.1％の水酸化ナトリウム溶液を作る。

別の小さなビーカーに、イソプロピルアルコール10ミリリットルを入れ、脱水などの下準備を終えた原料である廃食用油1ミリリットルを溶かす。容器ごと湯煎してゆっくり暖め、油が完全に溶けてアルコールが透明になるまでかき混ぜる。これにフェノールフタレン液を２滴加える。

この「廃食用油＋イソプロピルアルコール＋フェノールフタレン液」の溶液の中に0.1％の水酸化ナトリウム水溶液を注射器などで一滴ずつ数えながら滴下する。一滴滴下するたびに、全体をしっかり攪拌する。液体がピンク色に変わり、10秒たってもピンク色が消えなくなったところで止める。

計算の仕方は：
滴下した水滴の量(ml)＋3.5＝触媒として必要な苛性ソーダのグラム数

リトマス紙などの試験紙を使う場合はフェノールフタレン液を加えないで滴定する。pH8.5になるまで0.1％の水酸化ナトリウム水溶液を一滴ずつ滴下する。

より正確な滴定のしかた

実験室並の設備と技術がなければ、１グラムの苛性ソーダを正確に秤量することは難しい。でも５グラムなら素人でもより正確に計ることができる。だから５グラムの苛性ソーダを秤量し、500mlの蒸留水に溶かしておく。

滴定するときに５グラムを溶かした溶液を5ml計りとり、45mlの蒸留水もしくは精製水を加えると0.1％の水酸化ナトリウム溶液になる（５グラムの苛性ソーダを５リットルの蒸留水に溶かしておいても同じだけれど、場所をとるから）。

油を１mlだけ正確に計りとるのも至難の業。１mlの油を10mlのイソプロピルアルコールに溶かすより、４mlの油を40mlのイソプロピルアルコールに溶かした方がより簡単かつ正確。混合液を入れたビーカーを湯煎してゆっくり暖めながら、油が完全に溶けてアルコールが透明になるまでかき混ぜる。

それから基本編と同じように滴定する。pH8.5になるまで滴下した0.1％水酸化ナトリウム水溶液のml数を数え、これを4で割る。この方が厳密な滴定値を算出できる。

いつもの４倍も滴下するのが面倒だったり、イソプロピルアルコールがもったいないと思うのなら、油2mlをイソプロピルアルコール20mlに溶かして滴定しても、基本編の２倍正確な値が求められる。

正確な測定のために

正確な秤は欲しいけれど値が張る。ラッキーな人は高級秤を中古で手に入れることができるかもしれない。それでも秤の正確度を確認することは後の失敗を防いでくれる。

硬貨を使うと手軽に秤の正確度を確認できる。自分の国の硬貨の量目を調べ、秤に乗せて計ってみる。新しい硬貨セットがあれば幅広い重さで調べられる。
（日本の硬貨の量目はこちら
http://www.mint.go.jp/operations/page01.html
財務省造幣局　貨幣の製造

上皿てんびんを使う人は、両方の秤皿に硬貨をいろんな組み合わせで乗せて計ってみる。工夫次第で秤の目盛りより細かいグラム数まで秤量できるかも（0.1グラムまで計ることができると便利）。

溶液に関しては、正確にミリリットルを計りとることができる機材があれば、それですべてのフラスコやスポイト、ピペットなどを計量してみる。それもなければ、手持ちの容器同士でお互いの目盛りを確かめる。スポイト、注射器、ピペットのいずれも、滴定のときに0.1％水酸化ナトリウム溶液を油とアルコールの溶液に滴下する用具は、0.1mlを正確に計れるものであること。

pHメーター

バイオディーゼルは水溶性ではないため、デジタルpHメーターで正確な滴定やバイオディーゼル燃料のpH測定はできないと言われることもある。でもバイオディーゼルは吸湿性が高いため、大気中などから常に1,200ppmの水分を吸収して含んでいる。実験室レベルの滴定でもデジタルpHメーターを使っているから大丈夫だと思う。

私たちはpHメーターを２つ持っており、それを研究室レベルのフェノールフタレイン液やpH試験紙と比較してみた。供給源の違う廃食用油と新しい植物油で比較実験し、少量のテスト反応もした。その結果、２つのデジタルpHメーターは常に同じ測定値を示し、最も良いテスト反応結果を出した。フェノールフタレイン液とpH試験紙は常に高い数値を出したけれど、いずれも許容範囲内だった。

あまり加熱されていない高品質の廃食用油なら多少気を抜いても巧くエステル交換できるかもしれないけれど、使い倒されて遊離脂肪酸を大量に含む廃食用油からバイオディーゼル燃料を作るときは正確な滴定が不可欠。遊離脂肪酸が多いほど化学反応は微妙になるため、滴定も他のすべても正確に行われなくてはいけない。また触媒の必要量も増え、燃料の生産率が落ちてしまう。

フェノールフタレイン液

プール用品店で売っているフェノールレッドとフェノールフタレイン液を混同する人は多いけれど、これは別物。バイオディーゼル燃料づくりの滴定にフェノールレッドは使えない。正確な滴定のためにはpH 8.5まで測定できるフェノールフタレイン液が必要だ。

フェノールフタレイン液はpH 8.3まで無色。それからピンク色に変わりpH 10.4で赤になる。10秒間以上ピンク色に留まったときがpH 8.5。

遊離脂肪酸が少ない廃食用油ならフェノールレッドを代用しても燃料づくりは不可能ではないかもしれないけれど、それ以外の場合はフェノールフタレイン液を使った正確な滴定が欠かせない。

遊離脂肪酸(FFA)の多い廃油

バイオディーゼラーの多くは滴定結果が2-3 mlの廃食用油を見つけているけど、ときには遊離脂肪酸がずっと多い廃油しか手に入らない人もいる。私たちが千葉にいるとき近所のお弁当屋さんからもらってきた廃食用油を滴定したら9.6mlにもなりゾッとしたことがある -- 遊離脂肪酸は身体にも良くないものだから、こんな油で揚げた食べ物は口にしたくない。あるバイオディーゼラーは滴定値16mlの廃油を見つけたと報告してくれた。油だめに溜まった真っ黒な廃油だったそうだけど。

滴定値9.6 mlの廃食用油からもバイオディーゼル燃料を作ることに成功した。これほど遊離脂肪酸の多い油を通常の１段階アルカリ反応で燃料にするのは容易ではない。原料の半分を燃料にできればいい方で、それすら粗悪な燃料になる。失敗すれば大量のドロドロ石鹸のできあがり。全工程を厳密に進められる人なら可能かもしれないけれど。キースはこの油でも１段階アルカリ反応の作り方で生産率75％の良質燃料を作り上げた。

使い倒された廃食用油の場合は特に脱水の下準備を徹底しなくてはいけない。遊離脂肪酸が多い油をエステル交換するとき、水の存在がずっと大きな影響を与える。遊離脂肪酸が多いということは、水が反応したがる苛性ソーダの量が多くなることだから。それに特に苛性ソーダが多いときは反応そのものが水を発生させてしまう。

遊離脂肪酸の多い廃食用油には、改善策として開発されたアレックスの２段階　酸＆アルカリ方法 がお勧め。この方法なら遊離脂肪酸の多い油でも生産率は高く、必要な化学薬品は少なく、洗浄もラクな高品質の燃料を作ることができる。

まず原料の油を脱酸するのも有効だ。

廃食用油を脱酸する

商業的な廃油の精製では、苛性ソーダなどを使って脱酸している。バイオディーゼル燃料作りでもエステル交換をする前に、余分な遊離脂肪酸を中和させて廃油を下準備しておいた方が、燃料作りそのものの反応がスムーズに進む。まず滴定結果(ml)のグラム数の苛性ソーダを油１リットルあたり40mlの水に溶かす（例：滴定値9.6mlの廃食用油の場合、油１リットルあたり9.6グラムの苛性ソーダを40mlの水に溶かす）。苛性ソーダは発熱しながら水に溶ける。容器にはステンレススチールの容器を使い、屋外で混ぜながら溶かすこと。これは非常に浸食性の強い化学物質だから要注意！　適切な安全対策をとり、流水を用意しておくこと。

この苛性ソーダ用水を常温の廃食用油に加え、完全に混ざるまで静かにかき混ぜる。

一晩静かなところに置いておく。すると廃食用油中の遊離脂肪酸と苛性ソーダと水が化学反応してできた石鹸分が底に溜まる。

これを濾過して取り除く。コーヒー・フィルより荒いフィルタで充分だから、細かい茶こしのようなメッシュでOK。

こうして脱酸した油を、１リットルあたり苛性ソーダ3.5グラム（新しい植物油から燃料を作るときと同じ量）、メタノールはいつもより多い25％、温度摂氏55度で攪拌してエステル交換させる。

キースが実験した結果、この方法で生産率80％の良いバイオディーゼル燃料ができた。これほど遊離脂肪酸が多い原料は普通の１段階方法で直接燃料づくりに入るより、脱酸の下準備をした方がずっと簡単。それにこの油を１段階方式でエステル交換させるだけの強力なナトリウムメトキサイドを作ることを考えただけでゾッとする。油１リットルあたり13.1グラム（念のために余分を加えると13.6グラム）の苛性ソーダをメタノールに溶かすなんて！

脱酸の下準備で取り除いた石鹸分は、燃料づくりでできたグリセリンと併せ、後で中和し触媒とグリセリンと遊離脂肪酸を分離させる方法に進む。

これはあくまで１つの選択肢 -- これほど使い倒された（遊離脂肪酸を多く含む）廃食用油は「酸-アルカリ方式」の方が燃料の生産性は高いし、使う触媒も副産物も少なくてすむけれど、脱酸の下準備をして「１段階方式」で燃料づくりをした方が早いしわかりやすい。

脱酸の下準備は、メタノールの代わりにエタノールを使ってエチル・エステル(ethyl esters biodiesel)を作るときにも有効なテクニック。エタノールを使うとき、滴定値が2ml以上の廃食用油では燃料作りが難しいから。

滴定をしなくても大丈夫？

廃食用油に含まれる遊離脂肪酸の量を割り出し、それに見合うだけの苛性ソーダを算出するために必要なのが滴定の作業。だけど面倒だからなるべくしたくない。。。とは誰もが思うもの。実際、滴定の手間を省く方法は３つある。

1. アレックスの２段階　アルカリ-アルカリ方式を使う
2. アレックスの２段階　酸−アルカリ方式を使う
3. １リットルの試験用バイオディーゼルを、苛性ソーダの量を増減しながら何度か作り、結果を比較する。油１リットルに対し苛性ソーダ6グラム（エステル交換のために3.5グラム、遊離脂肪酸を中和させるために2.5グラム）から始めてみると良いかもしれない。それで立派な燃料ができれば、そのまま燃料づくりを始める。そうでなければ苛性ソーダの量を5グラム、7グラムにして、7グラムが上手くいったら今度は6.5グラムと7.5グラムで試してみて。結果に満足するまで続ける。

満足な結果とは、油にナトリウムメトキサイドを加えたときに綺麗な「分離」が起きること。できた燃料からグリセリンが綺麗に分離して、石鹸分も少なく透き通った燃料に仕上がること。生産率がよく、それから最も重要なポイントとして燃料を洗ったとき泡立たずに容易に洗えること、などが目安となる。

バイオディーゼラーの中には「滴定しなくても、いつも6.25グラムの苛性ソーダを使っていれば大丈夫さ」という人たちもいる。メーリングリストでも大議論がわき起こったけれど、そういう輩とはオサラバした方が無難。いつも6.25グラムでバイオディーゼル燃料を作り、なんの問題もなく20,000マイル（32,186km）の走行実績があるというけれど、20,000マイルなんてディーゼル・エンジンにとっては充分な距離じゃない。廃食用油の質は場所によって違う。たとえ同じ「供給源」を確保できたとしてもよほど管理された加工食品工場でもないかぎり廃油の質は同じじゃない。ましてやレストランや食堂の場合は、毎日毎週、同じお客さんが同じメニューを注文して同じように料理しないと。そんなことは非現実的だ。

「滴定いらない派」の人たちはアレックスの２段階方式が滴定をせず、常に油１リットルあたりの苛性ソーダ「平均必要量」6.25グラムを使っているじゃないかと指摘する。でも２段階方式は違う仕組みの反応だから、これを１段階方式に当てはめることはできない。たとえ２段階方式で燃料を作るときも、相手にする廃食用油がどんな油なのか知るために滴定をすることも多い。

「滴定いらない派」の人たちはマイク・ペリーのコメントも持ち出して指摘する。マイクは普通6〜7グラムの苛性ソーダを使うと言って。だけどマイクは滴定が「燃料づくりの最も重要部分」とも言っている。「滴定を可能な限り正確にすること」「正確な数値を得るために、滴定を２回以上繰り返す方がよい」と。マイクはいつも同じ供給源から廃食用油を入手しているけれど、それでも定期的に滴定か少量試作で燃料づくりに適切な触媒の量を確認している。

基本的な触媒の量 -- 3.5 グラム？

料理に使っていない新しい油をエステル交換するために必要な触媒としての苛性ソーダの量は3.5グラムといわれている。廃食用油の場合は、滴定をすることによって、油に含まれる遊離脂肪酸を中和させるために必要な苛性ソーダの量を算出する。そしてその量を基本の１リットルあたり3.5 グラムに加える。

3.5グラムというのは経験に基づいた平均値だ。厳密にいうと油の種類によって、また同じ作物でも地域や栽培方法によって、触媒の基本必要量は微妙に変わる。3.5グラムの他にも、油１リットルあたりの苛性ソーダの量は3.1グラムとか3.4グラム、もしくは5グラム必要だと言う人もいる。

世界中のバイオディーゼラーと議論した結果、新しい油もしくは滴定値が2〜3ml以下のきれいな油には１リットルあたり3.5グラムの苛性ソーダでOK。だけど遊離脂肪酸を多く含む廃食用油は１リットルあたりの苛性ソーダの基本量を3.5グラムではなく4.5グラムまで増やした方が良い、との意見に落ち着いた。少量の油で試作して、どの量が一番巧くいくか自分で確かめて。

油の種類によって、メタノールの適量も違ってくる -- 詳しくは必要なメタノールの量は？を参照。メタノールが多めに必要なココナッツやパーム核油、動物性のタロー、ラード、バターなどは、触媒の苛性ソーダも１リットルあたり4.5グラムまで増やした方がよい。たとえ新しい油でも。廃食用油ならなおさら。これも、少量の油で試作してみる。

ナトリウムメトキサイドの混ぜ方

ナトリウムメトキサイド　楽勝法も参照。

5ガロン（約20リットル）のバケツは大抵ナトリウムメトキサイドでも腐蝕しないHDPE（高密度ポリエチレン）プラスチックからできているから、ある程度の量の燃料づくりにはこれを使うとOK。例えば200リットルのドラム缶を燃料製造器として使うのなら、このバケツに2〜3杯分のナトリウムメトキサイドが必要になる。バケツをナトリウムメトキサイドで満タンにするのは恐いため、半分くらいずつ使って。「楽勝法」でナトリウムメトキサイドを用意するときは、蓋のないバケツは使わない。「楽勝法」は簡単だけど時間がかかるため、その間に蒸発によってメタノールをだいぶ失ってしまう。バケツに蓋をして重石をしても、メタノールの蒸発は止められない。バケツでナトリウムメトキサイドを用意するときは、木の棒を使い、苛性ソーダが完全に溶け込むまでかき混ぜる。ナトリウムメトキサイドを作った後は、バケツも棒もしっかり洗うのを忘れないで。

「楽勝法」ならバケツの代わりに、容量16リットルくらいのHDPEコンテナ容器を使う。ねじ込み式のキャップが付いていて、できれば取っ手の付いている物。「楽勝法」では棒などでかき混ぜる代わりに、容器ごと振って混ぜるから。上下に振るより、回転させる感じで混ぜるとベター。

HDPEについてはプラスチック容器の見分け方も参照。

ペット・ボトルで

これはあくまでデモ用の方法。テスト用に少量バイオディーゼルを作るのにも不十分な方法。ましてや車に給油したくない。でも注意して作れば、それなりのものができるかも。大衆の目前でデモする場合は、前もって練習しておいた方が恥をかかない。

「ペット(PET)」とはポリエチレン‐テレフタラート(polyethylene terephthalate)の略。詳細はプラスチック容器の見分け方参照。透明で中の様子が見えるのがデモ用にわかりやすい。

「ペットボトルでバイオディーゼルを作る！」と主張している人たちは、油を暖め（もしくは常温のまま）、ペットボトルに漏斗を使ってそそぎ込み、前もって用意しておいたナトリウムメトキサイドを加え、キャップを閉め、ペットボトルを上下に40回振り、１時間置いておいてできあがり、という。

まあ、たぶんね。こうして分離された物をバイオディーゼルと呼べるかどうか、これを燃料として愛車に給油したいかどうか。

どうせデモするなら、もっと良い方法がある。油を摂氏55度に暖め、ペットボトルにそそぎ込む。ナトリウムメトキサイドを加え、キャップを閉め、ペットボトルを上下に激しく40回以上振る。ここで終わらず、ペットボトルをお湯につけて温度を保つ -- お湯の温度は55度以上にしておくこと。それから後最低２時間のあいだ、15分おきもしくはもっと頻繁にペットボトルを振って中身をかき混ぜる。お湯が冷めないよう工夫して。こうした方がより完全にエステル交換を進め、よりバイオディーゼルらしい物ができるチャンスがある。ペットボトルの中で何が起こっているかは下の バイオディーゼル作りの化学反応を参照。

粘性テスト

粘性（どれだけ粘りがあるか）はバイオディーゼル燃料の品質を比較する指標となる。だけどあくまで２つの燃料を比較するときの指標でしかない。研究所の実験設備があっても企業レベルでも、粘度だけではバイオディーゼル燃料作りが完了したかどうか、つまり燃料の中にまだエステル交換反応が終わっていない有害物質が混ざっていないかどうかを定める決め手とはならない。粘度を調べるだけでバイオディーゼル燃料の品質チェックができると主張する人もいるけれど。

エステル交換が完了していないモノグリセリドやジグリセリドの粘度はエステル交換を完了したバイオディーゼル燃料と同じ。しかも未完全な状態で溶け込んでしまっているから始末に悪い。燃料としての最大許容量はモノグリセリドが1%未満、ジグリセリドはさらにその半分と非常に限られている。粘度チェックでは正確度は良くて5%。とっても充分ではない。比重を調べてもダメ。粘度と比重の検査結果を照合しても、バイオディーゼルの完成度を保証することはできない。ガス・クロマトグラフィーなら確実にバイオディーゼルの完成度を調べられるけれど、ガスクロ検査を使えるバイオディーゼラーはほとんどいない。でもガスクロの次に信頼できる確認方法は案外カンタン -- 燃料を洗うときの様子と水を観察すること。スムーズに洗浄でき、クリスタルに透明な製品にしあがったら、完璧なバイオディーゼル燃料の証拠。下のバイオディーゼル作りの化学反応も参照。

とはいうものの、粘度も巧く使えば便利な指標になる。特に少量のテスト用燃料づくりに役立つ。粘度を比べるには、100mlのピペットとストップウォッチを使い、作ったバイオディーゼル燃料100mlがピペットから流れ落ちるのに何秒かかったかをきっかり測定する。もしくは精密なviscosity meterを使う。燃料中に余分なメタノールが残っていたら測定値を狂わせてしまうため、バイオディーゼルを洗ってから粘度を測ること。比較のために軽油の粘度も測ってみるとよい。液体の粘度は温度によって変わるため、いくつかの違う温度で粘度を調べるとよい。油や燃料の特性に関する一覧を掲載しているので参考にして。

比重を知るためには、ある量の燃料の重さを量る。容量も温度の影響を受けることに注意。バイオディーゼル燃料１リットルは、摂氏15.5度の状態で約880グラム。

バイオディーゼル燃料の品質チェックを参照。

バイオディーゼル作りの化学反応

バイオディーゼル燃料づくりの「完了」とか「均衡」とか、何を意味しているのだろう？

バイオディーゼル燃料づくりの化学反応である「エステル交換」はアルコール反応物（ふつうメタノール）と触媒（苛性ソーダ）を用いてトリグリセリド（つまり植物油や動物脂肪）をアルキル・エステルに作り替える。

この反応は３ステップで進む。まずトリグリセリドがジグリセリドに替わり、ジグリセリドがモノグリセリドに替わり、モノグリセリドがエステルに替わり、グリセリンが副産物として産出される。これで完了。

ただ途中で反応物や触媒が足りなくなったり、攪拌や温度、時間が不十分だったときが問題。化学反応されなかった物や反応が中途半端で止まった物が残されてしまう。

でも植物油そのままでも燃料になるのだから未反応物があってもかまわないじゃない、と思うかも知れない。 でも反応しなかった物だけじゃなく、中途半端に反応が終わった物も残るのが問題。ジグリセリドもモノグリセリドもディーゼル機関には好ましくない物質。ジグリセリドは燃焼不良を起こしコークス問題の原因になる。モノグリセリドは腐蝕などの問題を引き起こす。どちらも愛車には近づけたくない。

「エンジンのパフォーマンスを最大限発揮するためには、グリセロールの含有量、モノグリセリド・ジグリセリドの含有量も0.1%（1,000分の１，もしくはそれ未満）である必要がみられる」 (International Conference on Standardization and Analysis of Biodiesel, Session 2, "Interaction Between Engine and Fuel", Vienna, November 6-7, 1995 -- to be published.) -- From "Analytical Methodologies for the Determination of Biodiesel Ester Purity -- Determination of Total Methyl Esters", NBB Contract #:520320-l, Richard W. Heiden, Ph.D., R. W. Heiden Associates, February 27, 1996
http://www.biodiesel.org/resources/reportsdatabase/reports/gen/gen-221.pdf

だからまったく化学反応させないで植物油そのままで使うか（改造という別の問題があるけれど）、もしくは油脂を全部完璧にバイオディーゼル燃料に変換することが大切。

でも厳密に言うと、バイオディーゼル燃料の化学反応はどうやっても100%完了することはできない。エステル交換は常にまず均衡に到達する化学反応なため、どこまでいっても反応が完了していないグリセリドが残ってしまう。いろんな国のバイオディーゼル燃料の品質基準は許容含有量を明記している。許容されているとはいうものの、ジグリセリドは容量にして0.4%未満から0.1%未満、モノグリセリドは容量にして0.8%未満と厳しく制限されている。

エステル交換は開始直後に急激に反応が行われる。だからエステル交換にはペットボトルを数回振るだけで充分と誤解する人がでてします。実際はＸ分でトリグリセリドの半量がジグリセリドに変換するとすると、次のＸ分で残りの半分の量が変換され、その次のＸ分にはさらに残量の半分が変換され、、、と化学反応はだんだん遅くなり、決して完了することはない。常に残量の半分が残されるから。最終的に「残りの半分」が無視できる量になり、これが各国の品質基準で定められている。でも手を抜くとそこまで到達しないで燃料づくりを終わってしまうと、せっかく作ったクリーンな香り豊かな手づくり燃料に問題児が紛れ込むことになってしまう。愛車のエンジンもそれはお断りだ。

バイオディーゼル燃料作りの化学反応では実際何が起こっているのか、米国・イリノイ大学のD. Darnoko氏とMunir Cheryan氏がKinetics of Palm Oil Transesterification in a Batch Reactorにおいて説明している。(Acrobat file, 72Kb)

でもちょっと気を付けさえすれば、だれでも高品質のバイオディーゼル燃料を作ることができる。何の技能も設備もない素人が「ジャーニー・トゥ・フォーエバー」で紹介している方法で作った自家製バイオディーゼル燃料は、業者が製造した市販のバイオディーゼル燃料に勝るとも劣らないと分析結果が示している。手づくりバイオディーゼル燃料で走らせている車両のエンジンをチェックした整備士の人たちは、皆エンジンのへたりと腐蝕がないことに驚いている。あなたにもできるはず。品質チェックも参照。

燃料づくり初心者の人は（みんなそうだとおもうけど）、まずは良い習慣を身につけよう。作り方の指示には注意深く従い、計量は可能な限り正確に、滴定は特に厳密に行うこと。可能な限り情報を集め、学ぶこと。ほどなく燃料づくりのコツがわかってきたら、もう少しリラックスして、油の入手先や予算など自分がおかれた状況では何がベストか考えることができるようになる。経験豊かなベテラン・バイオディーゼラーになってから初めて独自に工夫したり計算された近道を考えたりするべきだ。

どの作り方を使うか？

自家製バイオディーゼル燃料づくりには３つの作り方がある。

マイク・ペリーの「１段階　アルカリ方式」
アレックス・カックの「２段階　アルカリ-アルカリ方式」
アレックス・カックの「２段階　酸-アルカリ『Foolproof』方式

違いは何？

「１段階　アルカリ方式」がもともとのバイオディーゼル燃料の手作り方法。世界のバイオディーゼラーたちに一番広く使われ、長年の実績に裏付けられている。なんといっても一番シンプルな方法だし、特に滴定のいらない未使用油に適している。

初心者バイオディーゼラーの多くが廃食用油(WVO)からの燃料づくりに挑戦したいと思いつつ、滴定が面倒だと思って躓いてしまう。やってみればそれほど複雑でもないけれど。熟練バイオディーゼラーの多くが「１段階　アルカリ方式」が（滴定も含めて）一番シンプルな方法だと言っている。ただ「１段階　アルカリ方式」だと廃食用油に含まれる遊離脂肪酸の量が増えるにつれて燃料の生産率が落ち、化学反応が失敗することも多くなる。

そこで開発されたのが「２段階　アルカリ-アルカリ方式」。これだと滴定なしに、遊離脂肪酸が多い使い倒された廃食用油でも良い結果が出せる。特に動物性脂肪からのバイオディーゼル燃料づくりには最適。

世界の草の根バイオディーゼラーたちの間では、アレックスの「２段階　酸-アルカリ『Foolproof』方式」の人気が高まっている。特に遊離脂肪酸が多い廃食用油からの燃料づくりにはこれが定番。その理由は

• アルカリ触媒の量が少なくてすむ
• 不要な石鹸の形成が少ない
• つまり燃料の生産率が高くなる
• 燃料を洗うとき泡（乳濁液）が少ない
• つまり洗う段階での燃料ロスが少なくなる
• 石鹸分が少ないため、洗浄用の水が少なくてすむ
• 洗うときに中和させるための酸が少なくてすむ
• グリセリンを回収するときにアルカリを中和させるための酸が少なくてすむ

この方式の唯一の欠点は

• 燃料づくりに時間が少し長くかかること

アレックスの「２段階　酸-アルカリ『Foolproof』方式」だと遊離脂肪酸が多いドロドロの廃食用油からでも、生産率100％もしくはそれ以上のバイオディーゼル燃料を手作りすることができる（バイオディーゼルは原料の廃油より密度が低いため）

実際、違いは小さいながらも同じメリットは未使用の植物油にも当てはまる。そのため遊離脂肪酸の多い廃食用油のためにアレックスの「２段階　酸-アルカリ『Foolproof』方式」をマスターした後は、どんな油にもこの方式を使うバイオディーゼラーが多い。

『Foolproof（成功間違いなしの）』方式に対するアレックスからのアドバイス。「作り方の指示に忠実に従うこと。この作り方は２年間の試行錯誤に基づいて書かれたもの。自分で判断して近道したり手抜きしたりすると失敗する。この方式だとどんなに使い倒された廃食用油からでもバイオディーゼル燃料を作ることができる。酸段階の反応温度が低いため、油の固形部分の割合は半分以下であること。動物脂肪の割合は豚や鶏なら25％以下、牛類なら10％以下が望ましい。動物脂肪がこれより多い場合は「２段階　アルカリ-アルカリ方式」の方が適している」

それでも原料が滴定値3ml以下の比較的きれいな油なら、マイクの１段階　アルカリ方式で充分満足できる燃料づくりができるかも。

役立ちバイオディーゼル

木製品の手入れ　バイオディーゼルはとにかく役立つ万能オイル。「こんな貴重な物を燃やすなんて、もったいない！」とバイオディーゼル作りのベテラン、マイク・ペリーは冗談半分に言ったことがある。大工職人のマイクは家の装飾をウッド・インテリアに替えたとき、家中の木製品を床から家具まで全部バイオディーゼルで塗装した。頭が痛くなるような臭いはゼロ。シックハウス問題も無縁の話。ほのかな芳香もすぐに消え、素敵なインテリアに仕上がった。

潤滑油としてもバイオディーゼルは超一品！　石油系の機械油よりずっと潤滑性があるし、イヤな臭いも有害物質もない。農機具の油差しや鎌や鍬の錆止めに最適なオイルだと思う。特に有機農家には農具の手入れにお勧め。工具や機械の掃除と手入れにも最高なので、私たちも家中でバイオディーゼルを使い始めた。

有害な硫黄分を除いた代わりに潤滑性が劣る低硫黄軽油に潤滑性向上剤としてバイオディーゼルを加えることも効果的。ディーゼル・エンジンは燃料自身がエンジンを潤滑もする仕組みになっている。硫黄分が低く押さえられた分、500ppmの低硫黄軽油ではエンジン寿命が縮まる傾向が見られ始めている。これが15 ppmの超低硫黄軽油になったらことさら。排ガスがきれいになっても（それでも硫黄分はまだある）、エンジンの買い換え回数が増えると環境への負荷は減らない。バイオディーゼルなら軽油に１％加えるだけで、潤滑性を65％良くすることができる。ほんの0.4〜0.5％でも充分との調査結果もある。

バイオ燃料メーリングリストに参加しているオーストラリアのMartin R. はバイオディーゼルを20対1の割合でガソリンと混ぜ2 行程サイクルチェーンソーに使っている。これでオーストラリアの硬木を2時間半、立て続けに切っても問題なかったときは感動物だったとのこと。

残念ながらバイオディーゼルは灯油ほど灯芯に浸透しない。だから灯芯を使うランプやコンロには不向き。暖房機やストーブにも使える物があるかもしれないけれど、調整が必要。

その中でもBriteLyt 「Petromax」多燃料ランタンならバイオディーゼルでも使える。「バイオディーゼルで最大燃焼したときの燃焼時間は8時間。しかも他の燃料のときより圧力をかける回数は少なくてすんだ。パフォーマンスは良好。ランタンは非常に明るく、臭いも発生しなかった。ランタンを屋内で使っても臭いはまったくしなかった」との朗報が寄せられている。BriteLytランタンはエタノールでも問題なく灯すことができる。
http://www.britelyt.com/
http://store.britelyt.com/

ランプで使うために植物油を精製する方法：Fixed oils: To Purify Rape Oil.

海上の石油流出の浄化剤として -- CytoCulture社の「CytoSol」プロセス
http://www.cytoculture.com/process.html
「石油流出の被害を受けた海岸を植物油ベースのバイオ溶剤で洗浄」 Port Technology International, 1998, London, UK
http://www.cytoculture.com/cytosolarticle.htm

プラスチック容器の見分け方

薬品を混ぜるのによく使われる「HDPE（高密度ポリエチレン）」プラスチックって何？　どうやって見分ければいいの？　どんな種類のプラスチックが、どの化学物質に耐えられるのか、ちょっと注意が必要。

プラスチックの種類の見分け方とその特質 -- 米国プラスチック協会
http://www.americanplasticscouncil.org/benefits/
about_plastics/resin_codes/resin.html

プラスチックの見分け方 -- プラスチック技術者協会中部ミシガン支部
http://www.midmichiganspe.org/education/identification.pdf

耐薬品性 -- 化学物質への耐性データベース、Cole-Parmer:
Chemical、Material、Compatibility Levelの３つを指定して検索する。耐性のある化学物質を指定しての検索もできる。
http://www.coleparmer.com/techinfo/ChemComp.asp

日本語でもこういうデータベースがあると便利なんだけど。SPIマークの表示も完全義務ではないようだし。

手づくり企画の「バイオ燃料メーリングリスト(biofueljp)」

英語で2000年から開設されていたジャーニー・トゥ・フォーエバーの「バイオ燃料メーリングリスト」および「バイオ燃料ビジネスメーリングリスト」では、世界中から参加した3,000人以上の草の根バイオディーゼラーや専門家、学識者、企業家たちが、誰もがどこでも特別な機械がなくてもバイオ燃料を手づくりできる方法を一緒に開発してきました。日本でも草の根バイオ燃料を広めるために、日本語で情報交換や燃料づくりの協力ができるディスカッションの場を設置しました。ぜひご参加ください。
リストURL：http://groups.yahoo.co.jp/group/biofueljp/

バイオ燃料

バイオディーゼル燃料

自分で作ってみよう！　
バイオディーゼル燃料の作り方
マイクの「１段階　アルカリ方式」
アレックスの「２段階　アルカリ-アルカリ方式」
アレックスの「２段階　酸-アルカリ『Foolproof』方式

燃料製造器も自分で作る！　作り方

香港バイオディーゼル物語
排ガス中のNOxは問題か？
副産物グリセリンの活用法
バイオディーゼル情報集
ディーゼルに将来はあるか？
作物による植物油の収量と特徴
最後の仕上げは泡で洗う
バイオディーゼル燃料を使うときの確認事項
食糧vs燃料？
植物油そのまま燃料

ガソリン車にはエタノール燃料を
エタノール情報集
エタノール燃料はエネルギーを無駄にしているか？

バイオ燃料ML
バイオ燃料のオンライン図書館（英文）
バイオ燃料と燃料作り用具の入手先（英文）