バイオディーゼルの製造コストを削減するため、研究者らは豊富な廃棄物源であるタバコの吸い殻から燃焼促進添加剤であるトリアセチンを抽出する環境に優しい方法を開発した。このようにタバコの吸い殻をリサイクルすると、廃棄物を処分するだけでなく、持続可能な使用も可能になります。
食用および非食用油、動物性脂肪、レストランの廃棄グリースなどの生物源から作られるバイオディーゼルは、従来の「化石」ディーゼルに代わる再生可能で生分解性の燃料であり、有害な温室効果ガスの排出量が少ないです。言葉の上では素晴らしく聞こえますが、バイオディーゼル生産のコストが高いことが、バイオディーゼルの世界的な展開にとって大きな障害となっています。
効果的な解決策の 1 つは、バイオディーゼルとトリアセチンなどの添加剤を混合することです。研究によると、トリアセチンは大気汚染を軽減し、バイオディーゼルの可燃性を改善するのに役立ちます。問題は、トリアセチンは通常、大量の化学物質を消費し、大量の廃棄物や有毒残留物を生成する化学的方法で製造されることです。これは、環境に優しい代替三酢酸源が必要であることを意味します。
リトアニアのカウヌス工科大学（KTU）の研究者らは、リトアニアエネルギー研究所と協力して、大量の老廃物（タバコの吸い殻）からトリアセチンを抽出する方法を開発した。
「私たちの研究グループでは、研究テーマはリサイクルと廃棄物管理なので、量が膨大で独特の構造を持つ廃棄物を常に探しています」とこの研究の筆頭著者兼責任著者であるサミー・ユーセフ氏は述べた。 「タバコは、タバコ、紙、酢酸セルロース繊維で作られたフィルターの 3 つの部分で構成されており、原料とエネルギーの優れた供給源です。さらに、タバコの吸い殻は、この廃棄物を収集するシステムや会社がたくさんあるため、簡単に収集できます。」
熱分解を利用してタバコの廃棄物から原料を抽出する試みはこれまでにもあったが、今回、研究者らはタバコを異なる成分に分離しようとしない新しいアプローチを採用した。
「熱分解法を使用する私たちの研究と同様の研究もいくつかありますが、それはフィルターの構成要素にのみ適用されます。この場合、すべての構成要素を分離するために材料を前処理する必要があります。タバコは有毒廃棄物であるため、その取り扱いには特別な注意が必要であり、タバコ廃棄物の構成要素を分離するプロセスの技術的複雑さのため、これは経済的に実行可能ではありません」とユセフ氏は述べた。
研究者らは、熱分解技術を使用してタバコの吸い殻を1202、1292、1382°F（650、700、750°C）の温度で熱分解する一連の実験を実施した。使用する温度に応じて、さまざまな量のトリアセチンが豊富なオイル、コークス、ガスを抽出できます。 1382°F (750°C) の温度では、抽出されたトリアセチン化合物の最大量 (43%) は、オイル 38 wt%、コークス 25.7 wt%、およびガス 36.4 wt% と推定されました。同じ温度では、コークス製品は吸着剤として使用できるカルシウムに富んだ多孔質構造を持ちます。
「すべての製品には実用的な目的があります」とユセフ氏は言う。 「私たちの場合、炭は多孔質でカルシウムが豊富で、吸着剤やエネルギー貯蔵剤として肥料や廃水処理に使用できます。天然ガスはエネルギー目的に使用できます。最後に重要なことは石油です。三酢酸が豊富で、コストを削減するためのバイオディーゼルの添加剤として使用できます。」
推定 4 兆 5,000 億本の吸い殻が地球環境を汚染しています。研究者らが提案した方法でこれらの吸い殻をリサイクルすれば、廃棄物を除去するだけでなく、持続可能な使用も可能になります。
この研究はJournal of Analytical and Applied Pyrolossに掲載されました。