JP2013116825A - 骨からリン酸を製造する方法、並びに、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置 - Google Patents
骨からリン酸を製造する方法、並びに、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013116825A JP2013116825A JP2010064236A JP2010064236A JP2013116825A JP 2013116825 A JP2013116825 A JP 2013116825A JP 2010064236 A JP2010064236 A JP 2010064236A JP 2010064236 A JP2010064236 A JP 2010064236A JP 2013116825 A JP2013116825 A JP 2013116825A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphoric acid
- sulfuric acid
- bone
- sugar
- calcium sulfate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/18—Phosphoric acid
- C01B25/22—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process
- C01B25/222—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process with sulfuric acid, a mixture of acids mainly consisting of sulfuric acid or a mixture of compounds forming it in situ, e.g. a mixture of sulfur dioxide, water and oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/18—Phosphoric acid
- C01B25/234—Purification; Stabilisation; Concentration
- C01B25/237—Selective elimination of impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/18—Phosphoric acid
- C01B25/234—Purification; Stabilisation; Concentration
- C01B25/237—Selective elimination of impurities
- C01B25/2372—Anionic impurities, e.g. silica or boron compounds
- C01B25/2377—Sulfate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
【課題】骨を硫酸に晒すことによってリン酸を製造する改善された方法を提供する。また、骨を硫酸に晒すことによって製造されたリン酸を糖の発酵の分野に利用する新しい方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明による方法は、動物の骨又はそれを焼却してできた骨灰を硫酸に晒すことにより、リン酸溶液を製造する工程と、製造されたリン酸溶液及びそれと共に副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、沈降槽に供給する工程と、粗糖、及び予め蒸気を供給した硫酸を、前記沈降槽に供給する工程と、沈降槽を作動させ、その中に供給されたスラリー、粗糖、及び硫酸を撹拌し、粗糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムを自然沈降させ、それを除去する工程と、糖液及びリン酸溶液を含む上澄み液を得る工程を有する。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による方法は、動物の骨又はそれを焼却してできた骨灰を硫酸に晒すことにより、リン酸溶液を製造する工程と、製造されたリン酸溶液及びそれと共に副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、沈降槽に供給する工程と、粗糖、及び予め蒸気を供給した硫酸を、前記沈降槽に供給する工程と、沈降槽を作動させ、その中に供給されたスラリー、粗糖、及び硫酸を撹拌し、粗糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムを自然沈降させ、それを除去する工程と、糖液及びリン酸溶液を含む上澄み液を得る工程を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、骨からリン酸を製造する方法に関する。
また、本発明は、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置に関する。
野禽又は魚等の動物の骨の中には、ヒドロキシアパタイト(Ca3(PO4)3(OH))とコラーゲンが存在し、ヒドロキシアパタイトには、リンが多量に含まれている。かかるリンの利用を促進するために、骨を酸に晒すことによって、リン酸を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載された方法では、骨(例えば、魚の骨)を含む有機廃棄物に酸を添加することによって、リン酸を含む肥料又は土壌改良剤(即ち、固体)の形態で、リン酸が製造される。
一方、特許文献1に記載されているような固体の形態ではなく、溶液の形態のリン酸(リン酸溶液)を使用する用途が、糖の発酵(例えば、アミノ酸の生成)の分野にある。従来技術において、糖の発酵の用途にリン酸を使用することを望む場合、リン酸を純試薬のリン酸溶液の形態で製造し、提供することが求められる。純試薬のリン酸は値段が高騰し入手しにくくなることもあるので、既述のように骨を硫酸で処理してリン酸を得る方法も検討された。
しかしながら、骨を硫酸に晒すと、リン酸が製造されるだけでなく、硫酸カルシウム(石膏)が副生される。従って、骨から製造したリン酸を、糖の発酵の用途に利用するためには、製造されたリン酸溶液と副生された硫酸カルシウムを含む混合物(スラリー)から硫酸カルシウムを除去することが必要である。しかしながら、かかる混合物から多量の硫酸カルシウムを除去することが難しいという問題がある。
また、骨を硫酸に晒して製造されるリン酸の量をできるだけ多くしたい要望がある。
そこで、本発明は、骨を硫酸に晒すことによってリン酸を製造する改善された方法を提供することを第1の目的とする。
また、本発明は、骨を硫酸に晒すことによって製造されたリン酸を糖の発酵の分野に利用する新しい方法及び装置を提供することを第2の目的とする。
上記第1の目的を達成するために、本発明による方法は、動物の骨を焼却してできた骨灰を粉砕して、600μmの目を有する篩に通す工程と、篩を通った骨灰を、濃度が35〜45%であり且つ骨灰1重量部に対して3〜4.5重量部である希硫酸に晒すことにより、リン酸溶液を製造する工程と、を有することを特徴としている。
また、上記第2の目的を達成するために、本発明による方法は、動物の骨又はそれを焼却してできた骨灰を硫酸に晒すことにより、リン酸溶液を製造する工程と、製造されたリン酸溶液、及びそれと共に副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、沈降槽に供給する工程と、粗糖、及び予め蒸気を供給した硫酸を沈降槽に供給する工程と、沈降槽を作動させ、その中に供給されたスラリー、粗糖、及び硫酸を撹拌し、粗糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムを自然沈降させ、それを除去する工程と、糖液及びリン酸溶液を含む上澄み液を得る工程と、を有することを特徴としている。
本願の発明者は、粗糖から糖を作る際、糖に硫酸を混合し、硫酸カルシウムを分離して除去する工程(所謂、脱カルシウム工程)があることに着目した。粗糖から糖を作る従来方法では、例えば、ケーンモラセスなどの粗糖を沈降槽と呼ばれる大型の開放型のタンクに供給し、水を沈降槽に供給して粗糖を薄める。薄めた粗糖に、予め蒸気を供給して高温にした硫酸を混合し、糖と硫酸の混合物のpHを3程度に調整する。混合物を約70℃の温度にして、沈降槽の底に近いところに配置された回転羽根を十数時間以上ゆっくり回転させると、粗糖に含まれる硫酸カルシウムが分離し、自然沈降する。また、自然沈降した硫酸カルシウムが、沈降槽の傾斜した底の一番低い中央部に押しやられる。次いで、硫酸カルシウムを沈降槽からポンプで抜取り、即ち、除去する。その結果、沈降槽に、上澄み液(硫酸カルシウムが低減した糖液)が残る。その後、糖を発酵させる場合、糖液にリン酸が副原料として加えられる。
動物の骨又はそれを焼却してできた骨灰を硫酸に晒すことにより製造されたリン酸溶液が強酸であり(pH0)であるのに対し、粗糖から糖を作る際の脱カルシウム工程が約3のpHで行われる。かかる相違があるにもかかわらず、本願の発明者は、製造されたリン酸溶液及びそれと共に副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、糖を作る際の脱カルシウム工程において、沈降槽の中に供給した。沈降槽を作動させ、その中に供給されたスラリー、粗糖、及び硫酸を撹拌すると、粗糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムを自然沈降させ、それを除去することができた。また、糖液及びリン酸溶液を含む上澄み液を得ることができ、その上澄み液を用いて、アミノ酸を生成することができた。従って、本発明により、骨を硫酸に晒すことによって製造されたリン酸を糖の発酵の分野に利用する新しい方法が提供された。
本発明による方法において、好ましくは、リン酸溶液を製造する工程において、動物の骨を焼却してできた骨灰を粉砕し、600μmの目を有する篩を通った骨灰を使用する。
また、上記第2の目的を達成するために、本発明によるシステムは、沈降槽と、粗糖を沈降槽に供給する粗糖供給部と、硫酸を沈降槽に供給する硫酸供給部と、動物の骨を焼却してできた骨灰を硫酸に晒すことによって製造されたリン酸溶液及びそれと共に副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、沈降槽に供給するスラリー供給部と、沈降槽を作動させることによって自然沈降した糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムを除去するために沈降槽に接続された配管と、糖液とリン酸溶液を含む上澄み液を排出するために沈降槽に接続された配管と、を有することを特徴としている。
上述したように、本発明により、骨を硫酸に晒すことによってリン酸を生成する改善された方法が提供された。
また、本発明により、骨を硫酸に晒すことによって製造したリン酸を糖の発酵の分野に利用することができる新しい方法及び装置が提供された。
最初に、本発明による方法の実施形態を説明する。
鶏、牛等の畜肉家禽類の骨を準備し、焼却炉で焼却して、骨灰にする。
焼却温度は、800℃〜1000℃であることが好ましい。焼却温度が800℃未満であるとき、廃棄物(例えば、骨に付着している肉片)由来のダイオキシンが生成する可能性がある。焼却温度が1000℃よりも高いとき、焼却炉に負荷がかかることがある。
焼却時間は、2〜3時間であることが好ましい。焼却時間が2時間未満であるとき、廃棄物の焼却が不完全になることがある。焼却時間が3時間以上であるとき、燃料を過剰に消費することがある。
なお、骨灰の主たる組成は、Ca3(PO4)2であり、フッ素を含むリン鉱石(Ca5F(PO4)3)の組成とは異なっている。
次いで、骨灰を粉砕して、篩で篩い、骨粉にする。篩の目は、好ましくは、1000μmよりも小さく、更に好ましくは、600μmよりも小さい。
次いで、骨粉を希硫酸に加えることによって、骨粉を分解し、リン酸溶液を製造する。分解反応は、化学式1のように進行する。
Ca3(PO4)2+3H2SO4+3(x)H2O→2H3PO4+3(CaSO4・xH2O)・・・(化学式1)
Ca3(PO4)2+3H2SO4+3(x)H2O→2H3PO4+3(CaSO4・xH2O)・・・(化学式1)
希硫酸の濃度は、35%〜45%であるのがよい。希硫酸の濃度が35%よりも小さい時、製造されるリン酸の量が少なくなることがある。
希硫酸は、骨粉1重量部に対して、3〜4.5重量部であることが好ましい。即ち、リン酸がリン酸溶液の形態で製造されることを確保する。希硫酸が3重量部未満であるとき、リン酸溶液の量が硫酸カルシウムの量に対して少なくなり、リン酸溶液と硫酸カルシウムのスラリーの粘度が大きくなり、扱いにくくなることがある。希硫酸が4.5重量部より大きいとき、製造されるリン酸溶液の濃度が小さくなることがある。
反応時間は、約1時間であることが好ましい。
次いで、リン酸溶液と硫酸カルシウムのスラリーを、粗糖に供給する。具体的には、粗糖、リン酸溶液と硫酸カルシウムのスラリーを沈降槽(例えばシックナー)と呼ばれる大型の開放型のタンクに供給する。また、硫酸に蒸気を混入させて高温にし、高温にした硫酸を沈降槽に加え、沈降槽内の内容物のpHを2.5〜3.5、好ましくは、3に調整し、且つ、その温度を65〜75℃、好ましくは、70℃に調整する。沈降槽の底に近いところに配置された回転羽根をゆっくり回転させることにより、粗糖に含まれる硫酸カルシウム及びスラリーに含まれる硫酸カルシウムを自然沈降させる。十数時間以上かけて上澄み液と硫酸カルシウムに分離する。沈降槽の傾斜した底によって沈降槽の中央部に押しやられた硫酸カルシウムを、ポンプで移送させる。それにより、上澄み液には、カルシウムが低減した糖液と、リン酸が含まれる。この上澄み液を、糖の発酵工程に使用する。
リン酸と硫酸カルシウムを分離する工程は、粗糖から糖液を製造する方法に元々存在する粗糖から硫酸カルシウムを分離する工程に吸収され、結果的に、リン酸と硫酸カルシウムを分離する工程を別個に行う必要はない。また、上澄み液に糖液とリン酸溶液が含まれるので、糖液にリン酸を追加する工程を省略することができる。
次に、本発明によるシステムの実施形態を説明する。図1は、かかるシステムの概略図である。
システム1は、骨灰が供給される撹拌可能なタンク2と、硫酸をタンクに供給するための第1の硫酸供給部6とを有している。好ましくは、システム1は、更に、水をタンクに供給するための第1の水供給部8を有している。配管(図示せず)を通して搬送された骨灰がタンク2に供給されてもよいし、バッチやコンテナバッグなどに入れられて搬送された骨灰がタンク2に供給されてもよい。第1の硫酸供給部6は、配管によって構成されることが好ましい。
システム1は、更に、沈降槽10と、粗糖を沈降槽10に供給する粗糖供給部12と、硫酸を沈降槽10に供給するための第2の硫酸供給部14と、タンク2内で製造されたリン酸溶液及び副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、タンク2から沈降槽10に供給するスラリー供給部16を有している。好ましくは、システム1は、更に、水を沈降槽10に供給する第2の水供給部18を有している。また、第2の硫酸供給部14は、蒸気が供給される配管22によって加熱されている。粗糖供給部12、第2の硫酸供給部14、スラリー供給部16は、配管によって構成されることが好ましい。また、硫酸の供給源(図示せず)は1つであり、供給源からの配管20が、第1の硫酸供給部6及び第2の硫酸供給部14に分岐されている。スラリー供給部16には、スラリーを移送するためのポンプ16aが設けられている。
沈降槽10は、大型の開放型のタンクであり、沈降槽の底に近いところに回転羽根24が配置されている。沈降槽10の底壁の中央部10aは、下方に傾斜している。システム1は、更に、沈降物を沈降槽10の底壁の中央部10aから排出する配管26と、上澄み液を排出する配管28を有している。上澄み液を排出する配管28は、別のタンク30まで延びている。沈降物を排出する配管26には、沈降物を移送するためのポンプ26aが設けられている。
好ましくは、沈降物を排出するための配管26は、硫酸カルシウムを除去する装置32に延びている。かかる装置32は、配管26から供給された沈降物が供給される沈殿槽34と、沈殿槽34の上澄み液を排出するための配管36と、配管36によって供給された上澄み液を濾過するフィルタープレス38と、フィルタープレス38によって濾過された濾過液を別のタンク30に供給するための配管40を含んでいる。配管36には、ポンプ36aが設けられている。
別のタンク30には、発酵システム(図示せず)に延びる配管42が設けられている。
水を第1の水供給部8からタンク2に供給し、硫酸を第1の硫酸供給部6からタンク2に供給し、濃度35〜45%の希硫酸をタンク2内に溜める。また、骨を焼却してできた骨灰をタンク2に供給する。骨灰1重量部に対して、希硫酸3〜4.5重量部であることが好ましい。骨灰と希硫酸とが反応し、リン酸溶液が製造され、それと共に、硫酸カルシウムが副生される。それにより、リン酸溶液と硫酸カルシウムを含むスラリーが形成される。
配管20からの蒸気で高温に加熱された硫酸を第2の硫酸供給部14から沈降槽10に供給し、水を第2の水供給部18から沈降槽10に供給し、粗糖を粗糖供給部12から沈降槽10に供給し、スラリーをスラリー供給部16から沈降槽10に供給する。沈降槽10内の内容物のpHを3に調整し、温度を70度に調節する。沈降槽の羽根24を回転させ、数十時間かけて、攪拌する。それにより、粗糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムが自然沈降し、中央部10aに押しやられる。中央部10aの硫酸カルシウムを配管26を用いて沈降槽10から排出する。また、糖液とリン酸溶液を含む上澄み液を配管28から別のタンク30に供給する。
中央部10aから排出される硫酸カルシウムに、リン酸溶液が含まれている。そこで、排出された硫酸カルシウムを配管26から沈殿槽34に供給し、その上澄み液を配管36からフィルタープレス38に供給し、フィルタープレスでろ過された上澄み液を配管40から別のタンク30に供給する。この上澄み液も、糖液とリン酸溶液を含む。
別のタンク30に供給された糖液とリン酸溶液は、配管42から発酵プラント(図示せず)に供給される。
以下に実験例を示す。
〔実験例1〕
鶏の骨を、800℃の焼却炉で3時間にわたって焼却して、骨灰にし、それを粉砕した。600μmの目の篩を用いて、粒径が600μm以下の骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、濃度35%の希硫酸33gの中に投入して攪拌し、一定の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。2種類の温度の希硫酸(加熱して70℃にした希硫酸、室温25℃の希硫酸)に骨灰を投入した後の反応時間(1時間、2時間、5時間)とリン酸濃度の関係を図2に示す。また、25℃の希硫酸に骨灰を投入した後の反応時間と溶液温度の関係を図3に示す。
鶏の骨を、800℃の焼却炉で3時間にわたって焼却して、骨灰にし、それを粉砕した。600μmの目の篩を用いて、粒径が600μm以下の骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、濃度35%の希硫酸33gの中に投入して攪拌し、一定の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。2種類の温度の希硫酸(加熱して70℃にした希硫酸、室温25℃の希硫酸)に骨灰を投入した後の反応時間(1時間、2時間、5時間)とリン酸濃度の関係を図2に示す。また、25℃の希硫酸に骨灰を投入した後の反応時間と溶液温度の関係を図3に示す。
図2に示すように、リン酸濃度は、希硫酸の温度に依存しないことが分かった。また、反応時間が1時間のときのリン酸濃度は、反応時間が2時間及び5時間のときのリン酸濃度とあまり変わらなかった。また、図3に示すように、反応中の温度は、数分で50℃まで上昇し、その後下降し、1時間後に、ほぼ室温に戻った。温度の上昇は、分解反応(リン酸の生成反応)の反応熱によるものであり、分解反応は数分で終了したと推定した。従って、希硫酸を加熱する必要はなく、反応時間は、1時間あれば十分に進行すると考えられる。
〔実験例2〕
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩と1000μmの目の篩を用いて、粒径が600μm以下の骨灰と、粒径が600〜1000μmの骨灰と、粒径が1000μm以上の骨灰に分別した。分別した骨灰10gをそれぞれ、濃度35%の希硫酸45gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。骨灰の粒径と生成されたリン酸の濃度の関係を図4に示す。
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩と1000μmの目の篩を用いて、粒径が600μm以下の骨灰と、粒径が600〜1000μmの骨灰と、粒径が1000μm以上の骨灰に分別した。分別した骨灰10gをそれぞれ、濃度35%の希硫酸45gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。骨灰の粒径と生成されたリン酸の濃度の関係を図4に示す。
粒径が600μm以下の骨灰を使用したときのリン酸濃度に対して、粒径が600μm〜1000μmの骨灰を使用したときのリン酸濃度は、27%であり、粒径が1000μm以上の骨灰を使用したときのリン酸濃度は、16%であった。また、粒径が600よりも小さい骨灰は、それを希硫酸に投入したときに煙が発生し、希硫酸の温度が上昇したのに対し、粒径が600〜1000μmの骨灰及び粒径が1000μmよりも大きい骨灰は、それを希硫酸に投入したときに発生した煙の量及び温度の上昇はそれほどではなかった。このことから、骨灰の粒径が大きくなると、希硫酸との接触面積が小さくなり、十分な反応が行われなくなると推定した。従って、600μmの篩の目を通り抜けた(粒径が600μm以下の)骨灰を使用することが好ましい。
〔実験例3〕
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩を用いて、粒径が600μmよりも小さい骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、温度25℃で濃度35%の希硫酸の中に投入して攪拌し、一定の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。2種類の量の希硫酸(33gの希硫酸(実験例1と同じ)、45gの希硫酸)、及び、3種類の反応時間(1時間、2時間、5時間)について測定した。測定結果を表1に示す。
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩を用いて、粒径が600μmよりも小さい骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、温度25℃で濃度35%の希硫酸の中に投入して攪拌し、一定の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。2種類の量の希硫酸(33gの希硫酸(実験例1と同じ)、45gの希硫酸)、及び、3種類の反応時間(1時間、2時間、5時間)について測定した。測定結果を表1に示す。
表1において、リン酸濃度の実測値Aと、骨灰が純粋なリン酸カルシウムであったと仮定した場合のリン酸濃度の理論値Bを示した。従って、理論値Bに対する実測値Aの比率は、骨灰中のリン酸カルシウムの純度に相当する。この比率は、85%前後であり、希硫酸の量の変化に対して大きく変化しなかった。
33gの希硫酸を使用したときよりも、45gの希硫酸を使用したときの方が、スラリー(分離前のリン酸溶液と硫酸カルシウム)の粘度が小さくなり、ハンドリング性(操作性)がよいことが分かった。
また、実際に得られた硫酸カルシウム(石膏)の結晶の顕微鏡観察写真を図5に示す。
また、図5から分かるように、実際に得られた硫酸カルシウムの結晶は、細長い形状となっているので、文献などに見られる典型的なCaSO4・2H2O(二水塩)であると考えられる。また、図5には、硫酸カルシウムの結晶以外の不純物や塊状物質が特に認められないので、骨灰中のリン酸がほとんど溶出されていると推定した。
〔実験例4〕
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩を用いて、粒径が600μmよりも小さい骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、温度25℃の希硫酸45gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。4種類の濃度の希硫酸(15%、25%、35%、45%の希硫酸)について実験した。測定結果を図6に示す。
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩を用いて、粒径が600μmよりも小さい骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、温度25℃の希硫酸45gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウムに分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。4種類の濃度の希硫酸(15%、25%、35%、45%の希硫酸)について実験した。測定結果を図6に示す。
図6から分かるように、濃度15%〜35%の範囲では、濃度が増加するほど溶出するリン酸量が増加した。濃度が35%を超えると、リン酸濃度は増加しなかった。これは、骨灰中のリン酸のほとんどが、濃度35%硫酸で溶出されるからであると推定した。即ち、35%よりも小さい濃度の硫酸では、十分にリン酸が溶出されず、35%を超えた濃度の硫酸では、溶出されるリン酸がなくなると推定した。従って、希硫酸の濃度は、35〜45%であることが好ましい。
〔実験例5〕
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩を用いて、粒径が600μmよりも小さい骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、温度25℃(常温)で濃度35%の希硫酸45gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、スラリー(分離前のリン酸溶液と硫酸カルシウム)を圧搾ろ過し、リン酸溶液のろ過量を測定した。3種類の反応時間(1時間、2時間、5時間)について実験した。測定結果を図7に示す。
実験例1のようにして得られた粉砕した骨灰を、600μmの目の篩を用いて、粒径が600μmよりも小さい骨灰を選別した。選別した骨灰10gを、温度25℃(常温)で濃度35%の希硫酸45gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、スラリー(分離前のリン酸溶液と硫酸カルシウム)を圧搾ろ過し、リン酸溶液のろ過量を測定した。3種類の反応時間(1時間、2時間、5時間)について実験した。測定結果を図7に示す。
図7から分かるように、反応時間が長くなればなるほど、リン酸溶液のろ液量が減少した。これは反応時間が長くなればなるほど、リン酸溶液と硫酸カルシウムの分離性が悪くなること、及び、スラリーの粘度が増加することに起因すると推定した。従って、反応時間は、1時間程度で終了させることが好ましい。
〔実験例6〕
焼却していない(生の)鶏骨から、リン酸溶液が製造可能かどうかを実験した。生の鶏骨100gを濃度35%の希硫酸500gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウム等に分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。2種類の状態の鶏骨(粉砕無し、粉砕有り)について実験した。測定結果を表2に示す。
焼却していない(生の)鶏骨から、リン酸溶液が製造可能かどうかを実験した。生の鶏骨100gを濃度35%の希硫酸500gの中に投入して攪拌し、1時間の反応時間が経過した後、ガーゼを用いて、リン酸溶液と硫酸カルシウム等に分離した。リン酸溶液中のリン酸濃度を、モリブデンブルーによる比色法によって測定した。2種類の状態の鶏骨(粉砕無し、粉砕有り)について実験した。測定結果を表2に示す。
表2から分かるように、生の鶏骨を使用した場合も、リン酸を製造することができた。従って、骨灰の代わりに生の鶏骨を使用してもよいことが確認された。しかしながら、生の鶏骨は、水分やコラーゲンなどを含んでいるため、生の鶏骨を使用した場合、骨灰を使用したときと比べてリン酸カルシウムの量が少なくなり、その結果、製造されたリン酸濃度(即ち、リン酸製造量)は減少した。粉砕した鶏骨を使用した場合、粉砕しない鶏骨を使用した場合よりも、リン酸の濃度(即ち、リン酸製造量)が減少した。その理由として、粉砕したことによって骨の部分とその他の部分が混ざり合ったことが骨と硫酸との間の反応に影響を及ぼしたと考えられる。即ち、生の鶏骨を粉砕しないほうが、生の鶏骨を粉砕した場合よりも、骨の外側部分が硫酸に接触しやすくなり、結果として、リン酸濃度が高くなったと考えられる。反応時間を長くすれば、粉砕した骨と粉砕しなかった骨の差異が少なくなると考えられる。
〔実験例7〕
図1に示したシステムにおいて、粗糖に硫酸だけを添加した場合A(従来方法)と、粗糖に、骨だけの灰から製造したスラリー(分離前のリン酸溶液と硫酸カルシウム)と硫酸を添加した場合Bと、粗糖に、骨及び肉片の灰から製造したスラリーと硫酸を添加した場合Cの3つの場合について実験した。その結果を図8に示す。
図1に示したシステムにおいて、粗糖に硫酸だけを添加した場合A(従来方法)と、粗糖に、骨だけの灰から製造したスラリー(分離前のリン酸溶液と硫酸カルシウム)と硫酸を添加した場合Bと、粗糖に、骨及び肉片の灰から製造したスラリーと硫酸を添加した場合Cの3つの場合について実験した。その結果を図8に示す。
沈降槽内で、スラリーのpHを3近辺まで上昇させたことによって、リン酸を、リン酸カルシウムに変化させずに、硫酸カルシウムとして沈降させることができた。図8から分かるように、上述した3つの場合について、硫酸カルシウムの沈降特性に大きな違いは認められなかった。また、リン酸が存在しても、粗糖の沈降特性に悪影響を及ぼさないことが分かった。また上澄み液(糖液)中のリン酸濃度を表3に示す。
表3から分かるように、理論値のリン酸濃度に近いリン酸濃度が実測された。このことからも、リン酸を、リン酸カルシウムに変化させずに、硫酸カルシウムとして沈降させることができたことが分かる。
〔実験例8〕
実験例7で製造したリン酸及び糖液を利用して、アミノ酸発酵菌によるアミノ酸発酵実験を実施した。この実験により、菌体の生育と生産性を確認できた。また、この実験における発酵結果は、純試薬のリン酸を使用した場合と比べて、遜色なかった。従って、実験れ7で製造したリン酸は、発酵工業に原料として使用でき、特に、アミノ酸発酵に使用できることが確認された。
実験例7で製造したリン酸及び糖液を利用して、アミノ酸発酵菌によるアミノ酸発酵実験を実施した。この実験により、菌体の生育と生産性を確認できた。また、この実験における発酵結果は、純試薬のリン酸を使用した場合と比べて、遜色なかった。従って、実験れ7で製造したリン酸は、発酵工業に原料として使用でき、特に、アミノ酸発酵に使用できることが確認された。
1 システム
10 沈降槽(シックナー)
12 粗糖供給部
14 第2の硫酸供給部
16 スラリー供給部
26 硫酸カルシウムを含む沈降物を沈降槽から排出する配管
28 上澄み液を沈降槽から排出する配管
10 沈降槽(シックナー)
12 粗糖供給部
14 第2の硫酸供給部
16 スラリー供給部
26 硫酸カルシウムを含む沈降物を沈降槽から排出する配管
28 上澄み液を沈降槽から排出する配管
Claims (4)
- 動物の骨又はそれを焼却してできた骨灰を硫酸に晒すことにより、リン酸溶液を製造する工程と、
製造されたリン酸溶液及びそれと共に副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、沈降槽に供給する工程と、
粗糖、及び予め蒸気を供給した硫酸を、前記沈降槽に供給する工程と、
前記沈降槽を作動させ、その中に供給された前記スラリー、粗糖、及び硫酸を撹拌し、粗糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムを自然沈降させ、それを除去する工程と、
糖液及びリン酸溶液を含む上澄み液を得る工程と、を有することを特徴とする方法。 - リン酸溶液を製造する前記工程において、動物の骨を焼却してできた骨灰を粉砕し、600μmの目を有する篩を通った骨灰を使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 沈降槽と、
粗糖を前記沈降槽に供給する粗糖供給部と、
硫酸を前記沈降槽に供給する硫酸供給部と、
動物の骨を焼却してできた骨灰を硫酸に晒すことによって製造されたリン酸溶液及びそれと共に副生された硫酸カルシウムを含むスラリーを、前記沈降槽に供給するスラリー供給部と、
沈降槽を作動させることによって自然沈降した糖由来の硫酸カルシウムと骨由来の硫酸カルシウムを除去するために前記沈降槽に接続された配管と、
糖液とリン酸溶液を含む上澄み液を排出するために前記沈降槽に接続された配管と、を有することを特徴とするシステム。 - 動物の骨を焼却してできた骨灰を粉砕して、600μmの目を有する篩に通す工程と、
篩を通った骨灰を、濃度が35〜45%であり且つ骨灰1重量部に対して3〜4.5重量部である希硫酸に晒すことにより、リン酸溶液を製造する工程と、を有する方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010064236A JP2013116825A (ja) | 2010-03-19 | 2010-03-19 | 骨からリン酸を製造する方法、並びに、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置 |
PCT/JP2011/057074 WO2011115302A1 (ja) | 2010-03-19 | 2011-03-16 | 骨からリン酸を製造する方法、並びに、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010064236A JP2013116825A (ja) | 2010-03-19 | 2010-03-19 | 骨からリン酸を製造する方法、並びに、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013116825A true JP2013116825A (ja) | 2013-06-13 |
Family
ID=44649380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010064236A Pending JP2013116825A (ja) | 2010-03-19 | 2010-03-19 | 骨からリン酸を製造する方法、並びに、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013116825A (ja) |
WO (1) | WO2011115302A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023167166A1 (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | 学校法人近畿大学 | 肥料およびその製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10487298B2 (en) * | 2015-07-09 | 2019-11-26 | Ilan FRIEDMAN | Process for forming a descaling composition |
WO2017011010A1 (en) * | 2015-07-15 | 2017-01-19 | Friedman Ilan | Process for forming a descaling composition |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5928499A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-15 | 伊藤忠製糖株式会社 | 糖液清浄方法 |
FI118734B (fi) * | 2002-05-31 | 2008-02-29 | Preseco Oy | Menetelmä eloperäisen materiaalin jäännöksen käsittelemiseksi |
JP4703950B2 (ja) * | 2003-07-23 | 2011-06-15 | 花王株式会社 | 糖リン酸エステルの精製法 |
CN101208423A (zh) * | 2005-06-24 | 2008-06-25 | 拉曼公司 | 一种新的稳定的液态酵母制剂、它的制备方法和用途 |
-
2010
- 2010-03-19 JP JP2010064236A patent/JP2013116825A/ja active Pending
-
2011
- 2011-03-16 WO PCT/JP2011/057074 patent/WO2011115302A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023167166A1 (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | 学校法人近畿大学 | 肥料およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011115302A1 (ja) | 2011-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10392260B2 (en) | Method of treating phosphate-containing ash from waste-incineration plants by wet-chemical digestion in order to obtain compounds of aluminium, calcium, phosphorus and nitrogen | |
CN111683912B (zh) | 改良土壤圈的颗粒、制造方法和用途 | |
WO2013002250A1 (ja) | りん酸肥料、およびりん酸肥料の製造方法 | |
CN104010964A (zh) | 磷酸盐沉淀物的脱水 | |
CN108706562A (zh) | 一种利用硫铁矿烧渣制备磷酸铁的方法 | |
JP5344987B2 (ja) | 脱リン材、脱リン装置および脱リン副産物 | |
WO2011115302A1 (ja) | 骨からリン酸を製造する方法、並びに、骨から製造したリン酸を糖の発酵に利用する方法及び装置 | |
JP2012096972A (ja) | 畜糞の焼却灰から無機リン化合物を取得する方法 | |
JP5984572B2 (ja) | りん酸肥料及びその製造方法 | |
EA037861B1 (ru) | Способ переработки экскрементов птиц | |
CN105293614B (zh) | 一种利用粉煤灰去除废水中磷的方法 | |
JP2013014492A (ja) | けい酸りん肥及びその製造方法 | |
EP2724990A1 (en) | Method and apparatus for treating organic waste water and organic sludge | |
JP5188640B2 (ja) | りん酸肥料、及びその製造方法 | |
BE1025894B1 (fr) | Procede d’attaque acide d’une source phosphatee | |
JP2010202491A (ja) | 鶏糞燃焼灰精製物及びその製造方法 | |
Al Ghuzaili et al. | Extraction of calcium phosphate from animal bones | |
JP7320310B2 (ja) | 自然水用肥料の製造方法 | |
RU2812311C2 (ru) | Улучшающие педосферу грануляты удобрения, способ и устройство для их изготовления | |
JP6282035B2 (ja) | りん酸肥料及びその製造方法 | |
KR20050015232A (ko) | 칼슘질 비료 및 그 제조방법 | |
JP5967389B1 (ja) | 畜糞灰化物を原料とするカリウム化合物の製造方法 | |
Brotell | Continuous and semi-batch precipitation of calcium phosphate in a stirred tank and plug-flow crystallizer | |
Aka et al. | Enhanced nutrient recovery from anaerobically digested poultry wastewater through struvite precipitation by organic acid pre-treatment and seeding in a bubble column electrolytic reactor | |
EP4245741A1 (de) | Phosphatangereichertes, schwermetallabgereicherten düngegranulat, herstellungsverfahren, vorrichtung und verwendung |