JP2012183031A - 電気透析方法及び電気透析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明では、電気透析装置を用いてセルロース系バイオマスの酸糖化液から複数種類の酸を分別して回収する。電気透析装置には、脱塩室と濃縮室とが設けられており、濃縮室は、陰イオン交換膜によって陰極側の第一濃縮室と陽極側の第二濃縮室とに分割されている。脱塩室には、脱塩糖化液回収経路が接続されており、第一濃縮室には、脱塩室内の糖化液に含有される酸のうち、陰イオン交換膜に対する透過速度の低い酸を回収する第一酸回収経路が接続されており、第二濃縮室には、陰イオン交換膜に対する透過速度の高い酸を回収する第二酸回収経路が接続されている。
【選択図】図1
Description
電気透析により酸含有液から、複数種類の酸を分別して回収する方法であって、
前記複数種類の酸は、陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる第一の酸及び第二の酸を含み、
前記第一の酸の陰イオン交換膜に対する透過速度が、前記第二の酸の陰イオン交換膜に対する透過速度より低いことを利用して、前記酸含有液に含有される前記第二の酸を第一の陰イオン交換膜の陰極側から陽極側へ透過させる第一透過工程と、
前記第二の酸を、前記第一の陰イオン交換膜の陽極側に位置する第二の陰イオン交換膜の陰極側から陽極側に透過させるとともに、前記酸糖化液に含有される前記第一の酸を前記第一の陰イオン交換膜の陰極側から陽極側へ透過させる第二透過工程と、
を有することを特徴とする方法に関する。
セルロース系バイオマスの酸糖化処理液に含有される糖及び陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる複数種類の酸を分別して回収するための電気透析装置であって、
前記電気透析装置は、
脱塩室と濃縮室とを備え、
前記脱塩室には、脱塩糖化液回収経路が接続されており、
前記濃縮室は、陰イオン交換膜を互いの間に有する陰極側の第一濃縮室と陽極側の第二濃縮室とを備え、
前記第一濃縮室には、前記第二の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の低い前記第一の酸を回収する第一酸回収経路が接続されており、
前記第二濃縮室には、前記第一の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の高い前記第二の酸を回収する第二酸回収経路が接続されていることを特徴とする、電気透析装置(第一の電気透析装置)に関する。
セルロース系バイオマスの酸糖化処理液に含有される糖及び陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる複数種類の酸を分別して回収するための電気透析装置であって、
前記複数種類の酸は、陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる第一の酸及び第二の酸を含み、
前記電気透析装置は、
脱塩室と濃縮室とを備え、
前記脱塩室は、陽極側に陰イオン交換膜を有し、かつ、脱塩糖化液回収経路が接続されており、
前記濃縮室は、陽極側に陽イオン交換膜を、陰極側に陰イオン交換膜をそれぞれ有し、かつ、陰イオン交換膜を互いの間に有する陰極側の第一濃縮室と陽極側の第二濃縮室とを備え、
前記第一濃縮室には、前記第二の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の低い前記第一の酸を回収する第一酸回収経路が接続されており、
前記第二濃縮室には、前記第一の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の高い前記第二の酸を回収する第二酸回収経路が接続されており、
前記脱塩室内の前記酸糖化液を脱塩処理すると共に、前記第一酸回収経路及び前記第二酸回収経路から、前記第一の酸及び前記第二の酸をそれぞれ回収することを特徴とする、電気透析装置(第二の電気透析装置)に関する。
(1.糖化液の調製)
セルロース系バイオマスとして、稲藁を粉末の状態に粉砕し、精製水及びリン酸を添加し、スラリーを調製した。このスラリーは、所定の条件で加熱され、セルロース系バイオマスが酸加水分解された。
酸加水分解後の糖化液を、図1に示される構造に準じた電気透析装置(自作品)を用いて、脱塩処理した。当該電気透析装置は、脱塩室(容積100mL)、第一濃縮室(容積100mL)及び第二濃縮室(容積100mL)を、それぞれ1個備えている。
実施例と同じ糖化液を、図5に示される電気透析装置21を用いて電気透析した。当該電気透析装置は、濃縮室が陰イオン交換膜によって2室に分割されていないこと以外、実施例で用いた電気透析装置と同様である。電気透析条件は、実施例と同じとした。
2a,2b:脱塩室
3a,3b:第一濃縮室
4a,4b:第二濃縮室
5:脱塩糖化液回収経路
6:第一酸回収経路
7:第二酸回収経路
8:脱塩糖化液回収タンク
9:脱塩糖化液
10:第一酸回収タンク
11:第一酸回収液
12:第二酸回収タンク
13:第二酸回収液
14:陰極
15:陽極
16a,16b,16c:陽イオン交換膜
17a,17b,17c:陰イオン交換膜
18a,18b,18c:陰イオン交換膜
21:比較例で使用した酸回収用の電気透析装置
22a,22b,22c:濃縮室
23a,23b,23c:脱塩室
24:脱塩糖化液回収経路
25:酸回収経路
26:脱塩糖化液回収タンク
27:脱塩糖化液
28:酸回収タンク
29:酸回収液
30:陰極
31:陽極
32a,32b,32c,32d:陰イオン交換膜
33a,33b,33c:陽イオン交換膜
Claims (9)
- 電気透析により酸含有液から、複数種類の酸を分別して回収する方法であって、
前記複数種類の酸は、陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる第一の酸及び第二の酸を含み、
前記第一の酸の陰イオン交換膜に対する透過速度が、前記第二の酸の陰イオン交換膜に対する透過速度より低いことを利用して、前記酸含有液に含有される前記第二の酸を第一の陰イオン交換膜の陰極側から陽極側へ透過させる第一透過工程と、
前記第二の酸を、前記第一の陰イオン交換膜の陽極側に位置する第二の陰イオン交換膜の陰極側から陽極側に透過させるとともに、前記酸糖化液に含有される前記第一の酸を前記第一の陰イオン交換膜の陰極側から陽極側へ透過させる第二透過工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記第一の酸が有機酸であり、前記第二の酸が無機酸である、請求項1に記載の方法。
- 前記酸含有液が、セルロース系バイオマスの酸糖化液である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第一の酸、前記第二の酸及び前記第一の酸と前記第二の酸が除去された酸糖化液を回収する回収工程を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
- 回収された前記第二の酸を、セルロース系バイオマスの酸糖化工程に再利用する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- セルロース系バイオマスの酸糖化処理液に含有される糖及び陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる複数種類の酸を分別して回収するための電気透析装置であって、
前記電気透析装置は、
脱塩室と濃縮室とを備え、
前記脱塩室には、脱塩糖化液回収経路が接続されており、
前記濃縮室は、陰イオン交換膜を互いの間に有する陰極側の第一濃縮室と陽極側の第二濃縮室とを備え、
前記第一濃縮室には、前記第二の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の低い前記第一の酸を回収する第一酸回収経路が接続されており、
前記第二濃縮室には、前記第一の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の高い前記第二の酸を回収する第二酸回収経路が接続されていることを特徴とする、電気透析装置。 - セルロース系バイオマスの酸糖化処理液に含有される糖及び陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる複数種類の酸を分別して回収するための電気透析装置であって、
前記複数種類の酸は、陰イオン交換膜に対する透過速度が異なる第一の酸及び第二の酸を含み、
前記電気透析装置は、
脱塩室と濃縮室とを備え、
前記脱塩室は、陽極側に陰イオン交換膜を有し、かつ、脱塩糖化液回収経路が接続されており、
前記濃縮室は、陽極側に陽イオン交換膜を、陰極側に陰イオン交換膜をそれぞれ有し、かつ、陰イオン交換膜を互いの間に有する陰極側の第一濃縮室と陽極側の第二濃縮室とを備え、
前記第一濃縮室には、前記第二の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の低い前記第一の酸を回収する第一酸回収経路が接続されており、
前記第二濃縮室には、前記第一の酸よりも前記陰イオン交換膜に対する透過速度の高い前記第二の酸を回収する第二酸回収経路が接続されており、
前記脱塩室内の前記酸糖化液を脱塩処理すると共に、前記第一酸回収経路及び前記第二酸回収経路から、前記第一の酸及び前記第二の酸をそれぞれ回収することを特徴とする、電気透析装置。 - 前記脱塩室の陰極側に陽イオン交換膜を有する、請求項7に記載の電気透析装置。
- 前記脱塩室及び前記濃縮室が交互に複数設けられている、請求項6乃至8のいずれか1項に記載の電気透析装置。
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