私たちはこのオイル缶プロセッサでバイオディーゼル燃料を手づくりし、ガソリンスタンドにおさらばした。このプロセッサを週1回稼働すれば1年間に780リットルの立派な自家製バイオ燃料を作り、車1台くらいの燃料を自給することができると思う。じっさい私たちはJTF90L燃料製造器にスケールアップするまで約1年間ほど、このオイル缶プロセッサで数百リットルのバイオディーゼル燃料を手づくりし、トヨタ・ワゴン車の燃料を自給した。ミニミニ・プロセッサと同じく、この自給用・オイル缶プロセッサもゴミやガラクタをかき集めて作った物。だから製造コストもほとんどゼロ円。
見かけはガラクタ? でもこれは高品質のバイオ燃料を効率的に作ることができる立派なバイオディーゼル燃料製造器。作業の安全性を高めるため、攪拌中の飛びはねや引火性かつ有毒なメタノール蒸気の漏れを防ぐように密閉している。1段階方式にも2段階方式にも対応でき、おまけにどこへでも持っていくことができるスグレモノ。
石油大企業も役に立つことも。でも私たちはオイル缶が空っぽの時の方が好き。その方がタダだし。
このプロセッサを作った材料で買った物は電熱器だけ。それすらも前に別の目的で購入して使っていた物。オイル缶には長すぎたので斜めに差し込むようにした。このオイル缶の大きさならパワーも500wくらいで良かったと思ったけれど、とにかく手持ちの1.5kwで作った。サーモスタットとかリオスタット(こちらの方がベター)とか、自動的に一定の温度を保つ装置があればそれはそれで良いけれど、私たちはなくても気にしなかった。プロセスの間、ほんの2回か3回、温度計を目で見て電熱器のスイッチを手で入れれば、それで事足りるから。
それぞれの部品の機能さえ満たせば、ここに紹介した物をわざわざ買ってくる必要はない。ホームセンターへ行く前に、家の台所や物置を探して代わりに使えそうなガラクタを見つけよう。例えば溶接機がなくて鉄アングルでスタンドを作れない人は、木材をいくつかボルトで組み立てバイス(万力)で電気ドリルを挟んで固定してもOK。鉄アングルでも穴を開けてボルト締めすることもできる。電気ドリルの代わりに小さなポンプで攪拌することも可能。などなどなど、工夫の余地はたくさんある。材料
- 20Lオイル缶。蓋を横バンドでしっかり閉められるもの(この型は薬品用の缶に多い)
- 電熱器
- 電気ドリル(写真のドリルは捨てられていたもの。まだまだしっかり動くのに)
- 電気ドリルのスタンド。私たちは捨てられていた鉄アングルを溶接して組み立てた。きちんとしたドリルスタンドを使えるラッキーな人はもちろんそれでOK
- 温度計(これも捨てられていた籾乾燥機?からサルベージしたもの)
- ペンキかき混ぜ棒(ドリルに装着できるもの)
- 電熱器を設置できる雌ネジのパーツ
- テフロンの配管用テープ(電熱器のねじ込みをシールするため)
- 小さな固い木片(かき混ぜ棒の軸受け用)
- 4Lオイル缶 2個
- 丈夫なHDPE(高密度ポリエチレン)容器。7〜12リットルくらいの大きさでねじ込み式の蓋が2つついているものが便利。メトキサイド用
- 金魚用のエアーポンプ(これもゴミからリサイクル)
- 直径12mmくらいのホース。編み込みの入った丈夫なもの
- 直径6mmくらいのチューブ。エアーポンプから空気を送るためのもの
- 直径4mmくらいの短い銅パイプ
- 丈夫なエポキシ樹脂
- シリコン
材料費 -- ほとんどゼロ円か、ほんのわずか。そこはあなたの腕次第。どれだけ身近にある材料を工夫したり、廃品から拾い集めたりできるかにかかっている。でもたとえ材料全部を買ったとしても、自家製バイオ燃料で節約した金額ですぐ回収できると思う。
オイル缶プロセッサの使い方
電気ドリルのスタンド
私たちはドリルのスタンドを持っていなかったので、捨てられていた幅3cmほどの鉄アングルを溶接して組み立てた。溶接機がない場合は、ボルト締めしてもOK(その場合は45度の角度に補強材を加えた方がベター)。私たちは2つのドリル・スタンドを作った。そのうちよく使う方のスタンドには、電気ドリルに付属していた丈夫なプラスチックの握り手を活用している(下の写真を参照)。この握り手は中が空洞になっているので、その中にプラグ・スパナを差し込み(別にスパナを使わなくても、握り手の中にすっぽり収まる鉄パイプならなんでも良いけど)、握り手と鉄パイプに穴をあけ、2つのボルトで固定した。私たちはいろんな実験もするので、ドリルの位置を内側・外側に調節できるよう、前後にもう一つずつ穴を開けている。プラグ・スパナは長さ約10cmの鉄アングルに溶接で付け、これをスタンドの内側にボルト締めした。10cmアングルの右側には上の端に、左側には下の端にボルトの穴を開け、スタンドの方にはドリルの位置を上下に調整できるよう余分に穴を開けている。 右:ドリルの握り手は1つしか持っていなかったため、もう1台のスタンドには二重に重ねた金属片をドリルに合わせて曲げ、横向きのアングルにボルト締めしている。横向きのアングルは短い縦アングルに溶接してあり、これがスタンドの内側にボルト締めされ、上下に調節できるようスタンドには余分に穴を開けている。上と右上:ドリル・スタンドに活用したプラスチックのドリル握り手。これを鉄パイプ(プラグ・スパナ)にボルト締めし、パイプを短い鉄アングルに溶接し、この短いアングルをスタンドにボルト締めしている。 蓋を固定する横バンド 薬品用の缶によく使われている横バンドが、プロセッサ用オイル缶の蓋をしっかり固定してくれるので便利。蓋の内側のシリコンも必要あれば付け替える。蓋の周囲にシリコンをたっぷりつけ、表面がくっつかないけれどまだ柔らかい状態になるまで一晩乾かす。これをプロセッサ本体に正しい方向で被せ、横バンドで締めて固定する。そのまま1日ほど置いておくと、シリコンがプロセッサの型を取り、カンペキなシールを作ることができる。 かき混ぜ棒の軸受け かき混ぜ棒が突き抜けるオイル缶の蓋には、軸を受ける部分に穴を開けた固い木片をはめ込んでいる。木にかき混ぜ棒と同じ直径(この場合6mm)の穴を開け、丈夫なブシュにするためかき混ぜ棒と同じ太さの鉄の棒を熱し、熱い棒をブシュの穴に注意しながら押し込む--木が黒こげになるほど熱くせず穴の内側の表面がちょっと焦げる程度にするのがポイント。ブシュができたら潤滑用にバイオディーゼルを数滴垂らす。 オイル缶のパチンと閉める蓋は丈夫だし空気もしっかり止めてくれる。この蓋にブシュと同じ大きさ・形の四角い穴を開ける。ブシュを蓋にはめ込んだとき、横側の蓋と接するすぐ上と下に浅い溝を掘る。このブシュを蓋の穴にはめ込み、エポキシ樹脂で固める--樹脂をブシュに掘った溝に押し込んでしっかり固定させるのがポイント。その上にシリコンをつけるとより丈夫になる。蓋の内側のプラスチック・シールにはブシュがちょうど収まるように穴を開ける。プロセッサを稼動させるとすぐにブシュは内側から跳ね返る油やバイオディーゼルで潤滑され、軸とブシュの間はピッタリなのでプロセッサから蒸気が漏れるのを防ぐ。この木製ブシュはけっこう長持ちするけれど、もし潰れてしまってもすぐに作り直すことができる。 オイル缶の蓋を増やす
20Lオイル缶にはふつう1つしか蓋がない。でも、かき混ぜ棒用と、メタノール注入用と、温度計用と、プロセッサには3つ蓋が欲しい。そこで4Lオイル缶2個から切り出した蓋を追加した。まずは4Lオイル缶の蓋を周囲3cmほど大きめに切り取る。プロセッサの蓋には切り出したオイル缶の蓋より少し大きめの穴を2つあける。ここに切り出した4Lオイル缶の蓋をリベッターかネジで留める。このとき、プロセッサの蓋にあけた穴に4Lオイル缶から切り出した蓋を下からあて、その間に薄いエポキシ樹脂の層を挟み込むようにすると良い。仕上げに両側からシリコンで封をする。電熱器を取り付ける
私たちがもともと持っていた電熱棒は必要以上に電力が強いだけでなく、プロセッサの缶に横から取り付けるには長すぎた! そのためオイル缶の上3分の1くらいの高さから反対側の底近くまで斜めに差し込むしか収まらない。ということは電熱棒を取り付けるボルトも斜めに付けなくてはいけなかった。オイル缶の壁をむりやり歪めて押し込んで・・・最初から缶に収まる電熱器を探す方がずっとラク! とにかく、電熱棒の取り付け口は銀ロウで鑞付けし、エポキシのパテで封している。歪みながらもなんとか丈夫で漏れない取り付け口ができた。電熱部分は常に全体が液中に浸かっていること。水面から顔を出した部分があるとそこが過熱し火事の恐れがある。 壊れた農機具からもらってきた温度計は、オイル缶の蓋にかき混ぜ棒と同じような軸受けを作って取り付けた。 メトキサイドの加え方
メトキサイド楽勝法も参照。HDPE(高密度ポリエチレン)のねじ込み式蓋(中蓋もあればなおさらベター)がある容器を使い、「楽勝法」でメトキサイドを準備することをお勧め。まずは量り取ったメタノールをこの容器に入れ、それからアルカリ触媒を計量して少しずつメタノールが入った容器に入れる(この順序を逆にすると危険!)。メタノールとアルカリ触媒を入れ終わったら容器の蓋をきっちり閉めて、容器全体を緩やかな左右への動きでシェイクする。カクテル作りみたいにガシャガシャ振らないこと! あくまで横向きに、静かに振る。しばらく置いて、また振る。アルカリ触媒が完全に溶けきるまでプロセスには使えない。アルカリ触媒がまだ残っている間はカシャカシャ音がするし、半透明のHDPE容器だったら容器の下から底に触媒が残っていないかどうか見ることができる。
この20Lオイル缶プロセッサには、ねじ込み式蓋が2つ付いた12LのHDPEタンクと金魚用ポンプ、編み込み入りのホースを使い、メトキサイドを(メタノール蒸気も超アルカリの液体そのものも)露出することなくプロセッサに注入している。ぐっと安全、しかもそれほど難しい仕組みではない。
メトキサイド容器の大きい方のキャップには直径1cmくらいの編み込み入りビニールホースがきっちりはまる大きさの穴をあけ、ホースの先が容器の底の角にちょうどくる長さのところで蓋の両側からエポキシ樹脂で固めている。このホースのプロセッサ側の先端はオイル缶の蓋にあけた穴に通し、同じくエポキシ樹脂で固めている。このホース付き蓋をプロセッサに取り付けた「3つ目の蓋穴」にパチンとはめ込む。
メトキサイド容器の小さい方のキャップには直径4mm、長さ4cmくらいの銅パイプを取り付け、金魚用ポンプから空気を送り込んでくるチューブを繋ぐ。
プロセッサの攪拌を始めた後にメトキサイド用の金魚ポンプのスイッチを入れると、ポンプから送り込まれた空気がメトキサイド容器の中を満たし、この空気圧がメトキサイドを押してプロセッサに向かう1cmホースから流し出す。いったん流れができると、あとはサイフォン効果でメトキサイドがプロセッサ内に注入され、2分ほどで全量の注入が終わる。
メタノール容器の角の底までメトキサイドが全部流し出され終わったら、ポンプのスイッチを切る(なるべく最後まで流し出すために、ホースの先端を底の角に来るよう調節した)。
20Lオイル缶からこのプロセッサを作った場合、1回15リットルの廃食油でバイオディーゼル燃料を作った。メトキサイドを加えて余裕がある、これくらいが適量だと思う。廃食油をイチから電熱器で温めると電気代が大変なので、私たちは原料の廃食油をステンレスの寸胴鍋に入れ台所のガスコンロで加熱した。適温まで暖まった油をプロセッサに流し入れ、途中で冷えた分だけを電熱器で補った。プロセッサを断熱材でグルグル巻きにして熱を逃さないようにしたら、その分エネルギーを節約できると思う。
もし電熱器だけで廃食油ぜんぶをイチから温める場合、バイオ燃料ML に参加しているMatt Pozziがアドバイスを寄せている。「油に接する電熱器の面積を大まかでよいから割り出してみる。電熱器の面積1平方cmに対して電力が3W以下ならそのまま使える。それより大きい場合は油を焦がしてしまうので、かき混ぜる仕組みを何かを考えること」
バイオディーゼル燃料のプロセッサには底からグリセリンなど副産物を抜き出す排出口があるものが多いけれど、20Lオイル缶プロセッサにはそんな高度なバルブも蛇口も付けていない。じっさい、なくても平気。20リットル弱なら缶ごと持ち上げることができるので、沈殿が終わったらグリセリンなど副産物を底に残したまま、プロセッサごと傾けて上からバイオディーゼルだけを別の容器に流し出す(もう1つオイル缶があると便利)。かえって上から流し出した方がより純粋にバイオディーゼルだけを取り出すことができるメリットもある(下から抜くと壁や底に残っているグリセリンなどがどうしても混ざってしまうから)。もう一つ、オイル缶の便利なところ。オイル缶の横壁にはぐるりと凸面があるものが多いけれど、これが実は役に立つ。プロセッサを傾けて静かにバイオディーゼルだけを流し出していくと、やがて底に溜まった黒っぽいグリセリンなど副産物がジワジワと忍び寄ってくる。この副産物がオイル缶の一番上の凸面までたどり着いたとき、副産物は凸面のところに帯状に足止めされるので、その間にそそくさとバイオディーゼルだけを流し出すと、かなり最後まできれいに取り出すことができる(読むだけではわかりづらいと思うけど、一度やってみると「なるほど」と笑えるはず)
よっぽど暑いところで作業するのでないかぎり、バイオディーゼルやグリセリンなど副産物は数時間かけて沈殿させる間に常温にもどっているので、蓋を開けて流し出してもメタノール蒸気を心配することはない。それでも気になる場合は、透明のホースを差し込んだオイル缶の蓋をもう1つ作り(メトキサイドを注ぐときのものと同じ感じで)、ホースのもう一方を別の容器に固定し、プロセッサをゆっくり傾けてホースを通じてバイオディーゼルを流し出す。透明ホースの中に黒っぽいグリセリンが入り込んできたら手遅れになる前に止められる工夫をすること。ただホースを使って流し出したときは、副産物の方にかなりの量のバイオディーゼルが残ってしまうため、これは底に排出口があってしっかりとした蓋ができる少し大きめのタンク(細長い方が良い)に溜めておく。その中に数回分の副産物を溜めておくと、まとまった量のバイオディーゼルが上に浮いてくるので、いっぱいになったら下の排出口から副産物を抜き出し、バイオディーゼルは次回に洗う分と合流させるとムダがない。
メタノールの復水器として使う
エステル交換した後に底に沈んだグリセリンなど副産物には、かなりの量のメタノールが含まれている。メタノールは安い代物ではないので、できれば回収して次のバイオ燃料づくりに使いたい。ということで、メタノールを再び取り出す復水器(凝縮器)としてこのオイル缶プロセッサを利用することができる(余分なメタノールの回収も参照)
ただし、副産物を燐酸でグリセリンと遊離脂肪酸と触媒に分離させて利用する場合は、先にメタノールだけを取り出すとうまく分離しない。むしろ先に副産物を燐酸で分離させ、分離したグリセリン層からメタノールを回収することを考える。何の話かよくわからないという人はこちら「グリセリンと遊離脂肪酸を分離する」を参照。
冷却器は塩ビ配管パイプ(直径5cm、長さ約80cm)の両端に同じく配管部品のキャップを被せ、壊れたエアコンから回収した直径9mmの銅パイプ(長さ約150cm)を中に通して作っている。銅パイプが配管キャップを突き抜けるところは塩ビ用接着剤とエポキシ樹脂とシリコンで固めた。この配管パイプの中に水を通して冷やすためホースを上下2カ所に取り付け、安い金魚用の水中ポンプで冷たい水道水をバケツから汲み上げ、下のホースから冷却器の中に流し込み上のホースからバケツに戻るようにしている。
冷却器には表面積を広げるためにコイル状になっているものが多いけれど、この銅パイプは配管パイプの上から下までまっすぐ貫き、そのままメタノール容器に突入している。銅パイプの上部はオイル缶プロセッサの口につなぐため、丸くカーブして下に向け、先端にオイル缶用の蓋を付けた。冷却器ぜんたいはブラケット2つでオイル缶プロセッサに設置される。
一回り細い直径6mmの銅パイプでコイルを作ってもみたけれど、まっすぐの9mm銅パイプで充分だった。
冷却水に入る前の銅パイプには断熱材を被せた。プロセッサから出てきたメタノールの蒸気が気体のままカーブを曲がり、配管パイプの冷却水で冷やされてから初めて液体に凝縮され、下の回収容器に流れ込むようにするため(特に蒸留はじめの冷えているときに)。
これだけの簡単な凝縮装置だけど、これでグリセリンなど副産物15リットルから約3リットルのメタノールを取り戻すことができる。回収したメタノールは次のバイオ燃料づくりに使い、燃料づくりのコストをぐっと下げることができるスグレモノ。
オイル缶プロセッサを利用したメタノール復水器の使い方
プロセッサにグリセリンなど副産物15リットルを入れ、かき混ぜ棒をセットし、蓋を横バンドでしっかり留める。復水器(コンデンサー)の銅パイプ先端に取り付けたオイル缶キャップをプロセッサの蓋の位置にパチンとはめ込み、復水器ぜんたいがプロセッサから離れた位置に安定するようブラケットが支えるようにする。
水ポンプのスイッチを入れ、復水器の配管パイプの中を冷たい水が循環してバケツに戻ってくることを確認する。
プロセッサの電熱器のスイッチを入れ、かき混ぜ棒(=電気ドリル)のスイッチを入れる。かき混ぜ棒はなくてもかまわないけれど、私たちの場合、手持ちの電熱器が1.5kwと強すぎるため、熱を分散させるためにもかき混ぜ棒で攪拌した。
蓋に設置している温度計で温度の上昇を監視する。
メタノールの蒸気は摂氏65〜70度、もしくはそれより高い温度から出始める。副産物の残りに対するメタノールの含有量が減るにつれて、全体の沸騰点は上昇する。沸騰し続けるよう温度を調整する。
ちょうど摂氏100度を越えたところでメタノールの蒸留は終了する。このころには3リットルかそれ以上のきれいなメタノールが回収容器に溜まっているはず。
上のブラケットは配管パイプを挟み込み(これも配管部品の一つ)、プロセッサの縁に引っかかるようにしている。
下のブラケットは冷えるべき冷却器が、温められているプロセッサから離れるようにしている。
バケツの水がだんだん暖まってきたら、冷たい水に替えること(水道水で充分) 銅パイプの内側に凝縮されたメタノールはポタポタと容器の中に溜まってくる。これを次のバイオ燃料づくりに使う。
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
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バイオディーゼル情報集
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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?
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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)
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