JPH01182391A - 内燃機関燃料用無水エタノール、飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法 - Google Patents
内燃機関燃料用無水エタノール、飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法Info
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- JPH01182391A JPH01182391A JP63007356A JP735688A JPH01182391A JP H01182391 A JPH01182391 A JP H01182391A JP 63007356 A JP63007356 A JP 63007356A JP 735688 A JP735688 A JP 735688A JP H01182391 A JPH01182391 A JP H01182391A
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- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Fodder In General (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は内燃機関燃料用兼水玉タノールの製造方法に関
し、特に、農業生産の場において自動省力的に遂行する
のに適した、内燃機関燃料用無水エタノールの製造方法
に関するものである。
し、特に、農業生産の場において自動省力的に遂行する
のに適した、内燃機関燃料用無水エタノールの製造方法
に関するものである。
[従来の技術]
従来、工業用原料または試薬として専ら生産、消費され
る無水エタノールは下記の方法によって製造されてきた
。
る無水エタノールは下記の方法によって製造されてきた
。
すなわち、発酵槽内で穀物を水と混合して約100℃で
蒸煮した後、この蒸煮穀物を適温で酵素を用いて糖化し
、ついで生成した糖化液に同じ発酵槽内または別の発酵
槽内で酵母を用いてアルコール発酵を起こさせ、その結
果生成したモロミを、フィルタープレスを用いて約15
容量%のエタノールを含むエタノール水と粗い固形絞粕
に分離する。
蒸煮した後、この蒸煮穀物を適温で酵素を用いて糖化し
、ついで生成した糖化液に同じ発酵槽内または別の発酵
槽内で酵母を用いてアルコール発酵を起こさせ、その結
果生成したモロミを、フィルタープレスを用いて約15
容量%のエタノールを含むエタノール水と粗い固形絞粕
に分離する。
つぎに、上記エタノール水を第一の多段式蒸留塔に装入
して約95容量%のエタノールを含む含水エタノールに
濃縮した後、この含水エタノールをベンゼンのような脱
水剤とともに第二の多段式蒸留塔に導いて、最低沸点を
示す脱水剤−エタノール−水の三成分系共沸混合物を形
成させて脱水し、脱水された含水エタノールを蒸留塔の
底部から取り出すことによって、濃度99容量%以上の
所謂無水エタノールが製造される。
して約95容量%のエタノールを含む含水エタノールに
濃縮した後、この含水エタノールをベンゼンのような脱
水剤とともに第二の多段式蒸留塔に導いて、最低沸点を
示す脱水剤−エタノール−水の三成分系共沸混合物を形
成させて脱水し、脱水された含水エタノールを蒸留塔の
底部から取り出すことによって、濃度99容量%以上の
所謂無水エタノールが製造される。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、上記の製造方法では、含水エタノールを
無水エタノールにする過程でベンゼンのような脱水剤を
用いる複雑な蒸留工程を伴うために、プロセス全体の自
動化、省力化が困難になるとともに、その操作も複雑と
なりて高度の技術を必要とし、またアルコール発酵の副
産物として生成する高級アルコール類(フーゼル油)等
も除去して、あくまでも製品純度の向上をめざしている
ところから、内燃機関用燃料としてはむしろ有用なこれ
らの高級アルコール類が失われ、さらに前記製造方法に
おいて副生ずる炭酸ガスや絞粕は無為に棄てられるばか
りでなく、蒸留塔から廃棄される蒸留排水は重大な環境
公害を引き起すという問題があった。
無水エタノールにする過程でベンゼンのような脱水剤を
用いる複雑な蒸留工程を伴うために、プロセス全体の自
動化、省力化が困難になるとともに、その操作も複雑と
なりて高度の技術を必要とし、またアルコール発酵の副
産物として生成する高級アルコール類(フーゼル油)等
も除去して、あくまでも製品純度の向上をめざしている
ところから、内燃機関用燃料としてはむしろ有用なこれ
らの高級アルコール類が失われ、さらに前記製造方法に
おいて副生ずる炭酸ガスや絞粕は無為に棄てられるばか
りでなく、蒸留塔から廃棄される蒸留排水は重大な環境
公害を引き起すという問題があった。
[研究に基づく知見事項]
そこで、本発明者は、このような状況に鑑みて種々研究
を重ねた結果、 (1)前記モロミをエタノール水と絞粕とに分離するに
当って二段式絞粕分離機を使用すると、分離操作が簡単
になって、その自動化、省力化が容易になるとともに、
前記絞粕は、例えば家畜の飼料として適した水分含有量
となるまで脱水されること、 (2)前記含水エタノールをそレキエラーシーブのよう
な吸着剤で脱水処理すると、比較的穏やかな条件(常圧
、0〜40℃)の下に掻く簡単な操作で含水エタノール
を効率よく脱水できるので、やはりその自動化、省力化
が容易となる上に、オクタン価の向上、相溶性付与に寄
与する前記高級アルコール類が製品中に残ること、 (3)以上のように操作が容易となり、自動化、省力化
に適したプロセスとなるために、高度の技術や熟練を要
せずに、例えば農業生産地において農業従事者でも比較
的手軽に運転操作することができ、しかもこのような場
合は、家畜の飼料として利用できる前記絞粕は梱包、輸
送等の手数を省いて、そのまま現地で利用できること、
(4) アルコール発酵に伴って生成した炭酸ガスを随
意に液化して回収するか、あるいは必要に応じてさらに
ドライアイスに加工すれば常時小型容器に貯蔵できる上
に、高級作物用の炭酸ガス施肥、涜通冷媒、属作物輸送
、貯蔵中の雰囲気調整、およびその他の工業用用途とし
て利用でき、上記絞粕の利用と相俟ってプロセス全体の
有用性が一段と向上すること、 (5)前記蒸留排水中に有機質凝集剤、例えばアニオン
系またはカチオン系高分子材料のような電気化学的に作
用する有機質凝集剤を投入して排水中の有機質を凝集さ
せた後、その凝集した有機質を二重ベルトスクリーン型
分離装置で前記排水から分離すれば、自動化、省力化に
も適した簡単な操作で前記蒸留排水を浄化で計ると同時
に、これによって清浄化された水はプロセス中に戻すこ
とができるので、前記蒸留排水が引き起こす厄介な環境
汚染の問題も解決される”こと、 (6)以上のような工程を組み込むことによって自動制
御が容易となりたプロセスに、必要に応じてその自動制
御のためのコンピューターシステムを導入すれば、装置
の運転、管理が容易−となること、および、 (7)上記プロセスに、必要に応じて、コンピューター
システムを介して附加価値通信網を構築すれば、前記装
置の運転、管理の7!!様が一段と拡大し、かつ徹底す
ること、 を見出した。
を重ねた結果、 (1)前記モロミをエタノール水と絞粕とに分離するに
当って二段式絞粕分離機を使用すると、分離操作が簡単
になって、その自動化、省力化が容易になるとともに、
前記絞粕は、例えば家畜の飼料として適した水分含有量
となるまで脱水されること、 (2)前記含水エタノールをそレキエラーシーブのよう
な吸着剤で脱水処理すると、比較的穏やかな条件(常圧
、0〜40℃)の下に掻く簡単な操作で含水エタノール
を効率よく脱水できるので、やはりその自動化、省力化
が容易となる上に、オクタン価の向上、相溶性付与に寄
与する前記高級アルコール類が製品中に残ること、 (3)以上のように操作が容易となり、自動化、省力化
に適したプロセスとなるために、高度の技術や熟練を要
せずに、例えば農業生産地において農業従事者でも比較
的手軽に運転操作することができ、しかもこのような場
合は、家畜の飼料として利用できる前記絞粕は梱包、輸
送等の手数を省いて、そのまま現地で利用できること、
(4) アルコール発酵に伴って生成した炭酸ガスを随
意に液化して回収するか、あるいは必要に応じてさらに
ドライアイスに加工すれば常時小型容器に貯蔵できる上
に、高級作物用の炭酸ガス施肥、涜通冷媒、属作物輸送
、貯蔵中の雰囲気調整、およびその他の工業用用途とし
て利用でき、上記絞粕の利用と相俟ってプロセス全体の
有用性が一段と向上すること、 (5)前記蒸留排水中に有機質凝集剤、例えばアニオン
系またはカチオン系高分子材料のような電気化学的に作
用する有機質凝集剤を投入して排水中の有機質を凝集さ
せた後、その凝集した有機質を二重ベルトスクリーン型
分離装置で前記排水から分離すれば、自動化、省力化に
も適した簡単な操作で前記蒸留排水を浄化で計ると同時
に、これによって清浄化された水はプロセス中に戻すこ
とができるので、前記蒸留排水が引き起こす厄介な環境
汚染の問題も解決される”こと、 (6)以上のような工程を組み込むことによって自動制
御が容易となりたプロセスに、必要に応じてその自動制
御のためのコンピューターシステムを導入すれば、装置
の運転、管理が容易−となること、および、 (7)上記プロセスに、必要に応じて、コンピューター
システムを介して附加価値通信網を構築すれば、前記装
置の運転、管理の7!!様が一段と拡大し、かつ徹底す
ること、 を見出した。
[発明の目的および構成]
本発明は、上記知見に基づいて発明されたもので、運転
操作が容易で自動制御化に適し、したがって特に農業生
産地で分散して遂行するのに適した、副産物を有効に、
かつ能率よく利用でき、しかも環境汚染を生じない、内
燃機関燃料用無水エタノールの製造方法を提供すること
を目的とし、(a)発酵槽において、発酵槽の内容物を
自動的に攪拌するとともに、その内容物の温度、pHお
よび糖度を制御することによって、前記発酵槽内の発酵
を自動的に制御しながら、澱粉および/またはセルロー
スを主成分とする農産物を発酵させて糖液を製造するか
、あるいは別途用意された糖液を発酵槽に装入し、つい
で前記糖液を自動的に攪拌するとともに、それの温度お
よびpHを制御することによって、前記糖液のアルコー
ル発酵を自動制御の下に進行させながらモロミを製造す
る一方、副生ずる炭酸ガスを随意に液化して回収し、(
b)前記モロミを自動制御の下に二段式絞粕分離機で処
理して、エタノール水と飼料用絞粕とに分離し、 (c)前記エタノール水を自動制御の下にエタノール蒸
留装置で蒸留して高濃度の含水エタノールを留出させ、 (d)前記含水エタノールを自動制御の下に吸着脱水装
置で脱水することによって内燃機関燃料用無水エタノー
ルを製造し、そして (+1)前記(c)工程において蒸留残渣として分離さ
れた蒸留排水を、いずれも自動制御の下に、有機質凝集
剤で処理して、その排水中の有機質を凝集させた後、二
重ベルトスクリーン型分離装置で前記凝集した有機質を
前記排水から分離してその排水を清浄化し、ついでこの
ようにして清浄化された排水を前記発酵槽に戻す、 一連の工程によりて、内燃機関燃料用無水エタノール、
飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法、必要
に応じて、前記自動制御のためにコンピューターシステ
ムが導入された前記製造方法、および必要に応じて、前
記自動制御のために前記コンピューターシステムを介し
てさらに附加価値通信網が構築された前記製造方法を提
供するものである。
操作が容易で自動制御化に適し、したがって特に農業生
産地で分散して遂行するのに適した、副産物を有効に、
かつ能率よく利用でき、しかも環境汚染を生じない、内
燃機関燃料用無水エタノールの製造方法を提供すること
を目的とし、(a)発酵槽において、発酵槽の内容物を
自動的に攪拌するとともに、その内容物の温度、pHお
よび糖度を制御することによって、前記発酵槽内の発酵
を自動的に制御しながら、澱粉および/またはセルロー
スを主成分とする農産物を発酵させて糖液を製造するか
、あるいは別途用意された糖液を発酵槽に装入し、つい
で前記糖液を自動的に攪拌するとともに、それの温度お
よびpHを制御することによって、前記糖液のアルコー
ル発酵を自動制御の下に進行させながらモロミを製造す
る一方、副生ずる炭酸ガスを随意に液化して回収し、(
b)前記モロミを自動制御の下に二段式絞粕分離機で処
理して、エタノール水と飼料用絞粕とに分離し、 (c)前記エタノール水を自動制御の下にエタノール蒸
留装置で蒸留して高濃度の含水エタノールを留出させ、 (d)前記含水エタノールを自動制御の下に吸着脱水装
置で脱水することによって内燃機関燃料用無水エタノー
ルを製造し、そして (+1)前記(c)工程において蒸留残渣として分離さ
れた蒸留排水を、いずれも自動制御の下に、有機質凝集
剤で処理して、その排水中の有機質を凝集させた後、二
重ベルトスクリーン型分離装置で前記凝集した有機質を
前記排水から分離してその排水を清浄化し、ついでこの
ようにして清浄化された排水を前記発酵槽に戻す、 一連の工程によりて、内燃機関燃料用無水エタノール、
飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法、必要
に応じて、前記自動制御のためにコンピューターシステ
ムが導入された前記製造方法、および必要に応じて、前
記自動制御のために前記コンピューターシステムを介し
てさらに附加価値通信網が構築された前記製造方法を提
供するものである。
[発明の詳細な説明]
つぎに、本発明の構成について具体的に説明す(a)本
発明の詳細な説明 第1図は本発明を構成する全工程の典型的な例をフロー
シートによって表わした図であって、以下にこのフロー
シートを参照して本発明を説明する。
発明の詳細な説明 第1図は本発明を構成する全工程の典型的な例をフロー
シートによって表わした図であって、以下にこのフロー
シートを参照して本発明を説明する。
原料穀物Aは割砕機1により、糖化に通した寸法まで粉
砕されて、攪拌機3を備えた発酵槽2に装入される0発
酵槽2にはスチームaまたは冷却水すが適宜導入され、
それによって発酵槽2内は発酵に適した温度に維持され
る。
砕されて、攪拌機3を備えた発酵槽2に装入される0発
酵槽2にはスチームaまたは冷却水すが適宜導入され、
それによって発酵槽2内は発酵に適した温度に維持され
る。
アルコール発酵が完了し、それによりて生成したモロミ
は二段式絞粕分離機5に送られる一方、副生じた炭酸ガ
スは液化装置4で液化され、液化炭酸ガスBとして回収
される。
は二段式絞粕分離機5に送られる一方、副生じた炭酸ガ
スは液化装置4で液化され、液化炭酸ガスBとして回収
される。
発酵P12から出たモロミはまず二段式絞粕分離機5に
おける前段の振動操作分離機5aにおいてエタノール水
と、未だ若干のエタノール水を含む絞粕とに分離されて
、そのエタノール水は中間槽6に送られる一方、前記振
動操作分離機5aから出た、若干のエタノール水を含む
前記絞部は二段弐絞粕分離機の後段の螺旋式圧縮分離機
5bにおいて、さらに最終的な絞部Cと残留エタノール
水とに分離され、そしてこの残留エタノール水は再び前
記振動操作分離機5aに戻され、一方絞粕Cは家畜の飼
料として出荷される。′ 前記中間槽6に貯められたエタノール水(一般にエタノ
ール含有量:13〜15%)は蒸留装置7に装入されて
蒸留され、その結果蒸留塔塔頂で冷却水すによって凝縮
した塔頂蒸気は、濃縮された含水エタノール(エタノー
ル含有量:約95%)の形で粗製品受槽8に集められて
から、吸着脱水装置9で脱水され、ついで−旦製品受槽
lOに貯められた後、内燃機関燃料用無水エタノールD
として出荷される。
おける前段の振動操作分離機5aにおいてエタノール水
と、未だ若干のエタノール水を含む絞粕とに分離されて
、そのエタノール水は中間槽6に送られる一方、前記振
動操作分離機5aから出た、若干のエタノール水を含む
前記絞部は二段弐絞粕分離機の後段の螺旋式圧縮分離機
5bにおいて、さらに最終的な絞部Cと残留エタノール
水とに分離され、そしてこの残留エタノール水は再び前
記振動操作分離機5aに戻され、一方絞粕Cは家畜の飼
料として出荷される。′ 前記中間槽6に貯められたエタノール水(一般にエタノ
ール含有量:13〜15%)は蒸留装置7に装入されて
蒸留され、その結果蒸留塔塔頂で冷却水すによって凝縮
した塔頂蒸気は、濃縮された含水エタノール(エタノー
ル含有量:約95%)の形で粗製品受槽8に集められて
から、吸着脱水装置9で脱水され、ついで−旦製品受槽
lOに貯められた後、内燃機関燃料用無水エタノールD
として出荷される。
前記蒸留塔の塔底から排出された白濁乳液状の蒸留排水
は、熱交換器11で冷やされた後、排水受槽12に集め
られ、ついで二重ベルトスクリーン型分離装置13の凝
集剤処理機13aに送られ、そこで有機質凝集剤で処理
されて、凝集した有機質と透明な水相とが形成され、こ
のように変化した排水は、つぎに二重ベルトスクリーン
型分離装置13の加圧式8動スクリーン装置13bによ
り、再生された水と凝集有機質とに分離される。
は、熱交換器11で冷やされた後、排水受槽12に集め
られ、ついで二重ベルトスクリーン型分離装置13の凝
集剤処理機13aに送られ、そこで有機質凝集剤で処理
されて、凝集した有機質と透明な水相とが形成され、こ
のように変化した排水は、つぎに二重ベルトスクリーン
型分離装置13の加圧式8動スクリーン装置13bによ
り、再生された水と凝集有機質とに分離される。
このような処理によって蒸留排水から再生された水は再
生水受槽14に貯められた後、発酵槽2に戻される一方
、分離された凝集有機iEは畜生、養豚、養鶏、養魚用
の飼料として利用される。
生水受槽14に貯められた後、発酵槽2に戻される一方
、分離された凝集有機iEは畜生、養豚、養鶏、養魚用
の飼料として利用される。
第1図中、15はボイラーユニットを表わし、ここでは
燃料Cを燃やすことによって、例えば前記発酵槽2にお
いて使用されるスチームaが得られ、この燃料Cとして
は現場、例えば農業生産地において容易に入手できる廃
棄物、例えば間伐材、樹皮、農業廃棄物、産業廃棄物等
を利用するのが好都合であり、また第1図中の16およ
び17は、必要に応じて、前記一連の装置に組み込まれ
て、これらの装置の運転を自動制御するための制御コン
ビエータ−1およびこの制御コンピューターを遠隔操作
するための附加価値通信網をそれぞれ表わしている。
燃料Cを燃やすことによって、例えば前記発酵槽2にお
いて使用されるスチームaが得られ、この燃料Cとして
は現場、例えば農業生産地において容易に入手できる廃
棄物、例えば間伐材、樹皮、農業廃棄物、産業廃棄物等
を利用するのが好都合であり、また第1図中の16およ
び17は、必要に応じて、前記一連の装置に組み込まれ
て、これらの装置の運転を自動制御するための制御コン
ビエータ−1およびこの制御コンピューターを遠隔操作
するための附加価値通信網をそれぞれ表わしている。
(b)発酵原料
本発明方法の原料としては、一般にコメ、ムギ等の穀物
および各種のいも類のような澱粉および/またはセルロ
ースを主成分とする農産物、およびこのような農産物か
ら別途製造された糖液、果汁、ビートおよびサトウキビ
の汁液のような種々の糖液のいずれか1種以上を使用す
ることができ、上記糖液のいずれか1種以上のみを使用
する場合は前記工程(a)において、当然、糖化のため
の発酵段階を省くことができる。
および各種のいも類のような澱粉および/またはセルロ
ースを主成分とする農産物、およびこのような農産物か
ら別途製造された糖液、果汁、ビートおよびサトウキビ
の汁液のような種々の糖液のいずれか1種以上を使用す
ることができ、上記糖液のいずれか1種以上のみを使用
する場合は前記工程(a)において、当然、糖化のため
の発酵段階を省くことができる。
(c)発酵
前記(a)工程における発酵は従来方法にしたがって遂
行することができ、その場合は一般に複数個の発酵槽を
用意して、これらを順次交互に切り替えて使用するのが
便利であり、また糖化のための発酵槽とアルコール化の
ための発酵槽を別々に分けてもよく、あるいはこれらを
同一の槽とし°てもよい。
行することができ、その場合は一般に複数個の発酵槽を
用意して、これらを順次交互に切り替えて使用するのが
便利であり、また糖化のための発酵槽とアルコール化の
ための発酵槽を別々に分けてもよく、あるいはこれらを
同一の槽とし°てもよい。
発酵工程を自動的に遂行するためには、一般に、発酵半
製品の濃度、pHおよび温度等を自動的に、かつ時系列
的に検索し、この検索されたデータをプログラム処理す
ることによって、発酵槽に設けられた自動式攪拌機の攪
拌速度、加熱用螺旋管内の水蒸気通過量および冷却用螺
旋管内の冷却水通過量をそれぞれ自動的に制御するのが
好都合である。
製品の濃度、pHおよび温度等を自動的に、かつ時系列
的に検索し、この検索されたデータをプログラム処理す
ることによって、発酵槽に設けられた自動式攪拌機の攪
拌速度、加熱用螺旋管内の水蒸気通過量および冷却用螺
旋管内の冷却水通過量をそれぞれ自動的に制御するのが
好都合である。
(d)二段式絞粕分離機によるモロミの分離本発明にお
いて使用される二段式絞粕分離機5は、例えば第2図に
示されるように、上方の振動操作分離機5aと下方の螺
旋式圧縮分離機5bとから一体に構成されており、その
振動操作分am5aでは振動する篩部51によって発酵
モロミは含水エタノール水dと含水固形物eとに速やか
に分離され、この含水固形物eは螺旋式圧縮分離機5b
内へ落下して、その筒状の綾部52内で回転するインペ
ラ53によって加圧圧縮されながら斜め上方へ自動送入
される間に脱水されて残留エタノール水fと高度に脱水
された絞部gとに分離され、そして含水固形物eから絞
り出されて前記綾部52から溜部54内に流下した残留
エタノール水fは前記振動操作分離機5aに戻される。
いて使用される二段式絞粕分離機5は、例えば第2図に
示されるように、上方の振動操作分離機5aと下方の螺
旋式圧縮分離機5bとから一体に構成されており、その
振動操作分am5aでは振動する篩部51によって発酵
モロミは含水エタノール水dと含水固形物eとに速やか
に分離され、この含水固形物eは螺旋式圧縮分離機5b
内へ落下して、その筒状の綾部52内で回転するインペ
ラ53によって加圧圧縮されながら斜め上方へ自動送入
される間に脱水されて残留エタノール水fと高度に脱水
された絞部gとに分離され、そして含水固形物eから絞
り出されて前記綾部52から溜部54内に流下した残留
エタノール水fは前記振動操作分離機5aに戻される。
上記の二段式絞粕分離機5は、それの電動動力装置回路
を作業プログラムに入力し、必要時に起動、停止を指令
することによりて、その運転を自動的に制御することが
できる。
を作業プログラムに入力し、必要時に起動、停止を指令
することによりて、その運転を自動的に制御することが
できる。
分離された絞粕は蛋白質、繊維、ビタミン、その他の栄
養素を含み、畜生、養豚、養鶏、養魚等における優れた
飼料として利用できる。
養素を含み、畜生、養豚、養鶏、養魚等における優れた
飼料として利用できる。
(e)エタノール水の蒸留
前記工程(c)において分離されたエタノール水は、蒸
留装置の多段で構成される蒸留塔において少量の水およ
び高級アルコール類等を含むエタノール、すなわち含水
エタノールと蒸留排水とに分離されるが、前記蒸留塔塔
頂に集まるエタノール蒸気を冷却凝縮器で液化し、その
凝縮エタノールの一部を塔頂部に還流させる還流部に流
量制御器を設けて前記還流部の流量を作業プログラムの
指令に基づいて制御し、それにょフて蒸留塔内の温度勾
配を一定に保りて蒸留操作を自動的に制御するのが一般
に好都合である。
留装置の多段で構成される蒸留塔において少量の水およ
び高級アルコール類等を含むエタノール、すなわち含水
エタノールと蒸留排水とに分離されるが、前記蒸留塔塔
頂に集まるエタノール蒸気を冷却凝縮器で液化し、その
凝縮エタノールの一部を塔頂部に還流させる還流部に流
量制御器を設けて前記還流部の流量を作業プログラムの
指令に基づいて制御し、それにょフて蒸留塔内の温度勾
配を一定に保りて蒸留操作を自動的に制御するのが一般
に好都合である。
(f)吸着による含水エタノールの脱水第3図は本発明
において使用するのに適した吸着脱水装置の一例を示し
、この吸着脱水装置9は、図示のように、モレキエラー
シーブのような合成沸石からなる吸着剤を含み、かつ−
交互に作業塔と再生塔とに切り替えられる一対の吸着塔
91゜92、切替バルブ93.93’ 、94.94’
、水蒸気吹込系配管95、および制御盤97と連結し
た制御系電気配線98を備えており、そして前記含水エ
タノールdは、一般に常圧(1,5kg/cm2以下)
および常温(0〜40℃)の所定条件下に、前記いずれ
かの塔内に充填されている新鮮な、または再生ずみの吸
着剤層と接触して、少量の高級アルコール、エステル等
を含む、高度に脱水された無水エタノールhとなる。
において使用するのに適した吸着脱水装置の一例を示し
、この吸着脱水装置9は、図示のように、モレキエラー
シーブのような合成沸石からなる吸着剤を含み、かつ−
交互に作業塔と再生塔とに切り替えられる一対の吸着塔
91゜92、切替バルブ93.93’ 、94.94’
、水蒸気吹込系配管95、および制御盤97と連結し
た制御系電気配線98を備えており、そして前記含水エ
タノールdは、一般に常圧(1,5kg/cm2以下)
および常温(0〜40℃)の所定条件下に、前記いずれ
かの塔内に充填されている新鮮な、または再生ずみの吸
着剤層と接触して、少量の高級アルコール、エステル等
を含む、高度に脱水された無水エタノールhとなる。
上記の操作によって含水エタノール中の水分を吸着した
吸着剤、例えばモレキエラーシーブは、水蒸気吹込系9
5から吹込まれて、少なくとも一部がドレンa′として
排出されるスチームa1および必要に応じて適用される
他の加熱手段にょフて再生され、その間に、予め切替バ
ルブ93.93’ 。
吸着剤、例えばモレキエラーシーブは、水蒸気吹込系9
5から吹込まれて、少なくとも一部がドレンa′として
排出されるスチームa1および必要に応じて適用される
他の加熱手段にょフて再生され、その間に、予め切替バ
ルブ93.93’ 。
94.94’ によって切り替えられてしζる他方の吸
着塔は作業塔として吸着操作に穆り、このようにして脱
水工程は連続的に進行する。
着塔は作業塔として吸着操作に穆り、このようにして脱
水工程は連続的に進行する。
含水エタノールの上記脱水処理に適した吸着剤としては
天然および合成の種々の沸石が適しており、特に所謂モ
レキエラーシーブと称する合成沸石が好都合に使用され
、その例として市販品のダビソンモレキエール(DAV
ISON MOlecule)3^、4^を挙げるこ
とができる。
天然および合成の種々の沸石が適しており、特に所謂モ
レキエラーシーブと称する合成沸石が好都合に使用され
、その例として市販品のダビソンモレキエール(DAV
ISON MOlecule)3^、4^を挙げるこ
とができる。
上記の吸着塔91.92は、含水エタノールdを、許容
される含水量まで脱水する所定空間速度で、これらの吸
着塔に通す作業プログラムに沿って作動する流量制御器
によって、その運動が自動的に制御される。
される含水量まで脱水する所定空間速度で、これらの吸
着塔に通す作業プログラムに沿って作動する流量制御器
によって、その運動が自動的に制御される。
(g)蒸留排水の再生処理
前記(c)工程の蒸留によフて生じた蒸留排水iは、第
4図に示されるように、二重ベルトスクリーン型分離装
置13の凝集剤処理機13aにおいて加えられる有機質
凝集剤jと、好適には攪拌混合下に、接触して速やかに
凝集有機質相と透明な水相とを形成した後、上記二重ベ
ルトスクリーン型分離装置13の加圧式移動スクリーン
装置13bに送られて1.12集有機質と再生水とに分
離される。
4図に示されるように、二重ベルトスクリーン型分離装
置13の凝集剤処理機13aにおいて加えられる有機質
凝集剤jと、好適には攪拌混合下に、接触して速やかに
凝集有機質相と透明な水相とを形成した後、上記二重ベ
ルトスクリーン型分離装置13の加圧式移動スクリーン
装置13bに送られて1.12集有機質と再生水とに分
離される。
上記二重ベルトスクリーン型分離装置13は、−体に組
み合わされた凝集剤処理機13aと加圧式6動スクリー
ン装置13bとから構成され、そしてこの加圧式移動ス
クリーン装置13bは、圧縮ローラ137および送りロ
ーラ138の間に張られて、これらのローラーの回転に
よって順次8動するベルトスクリーン135 、131
1によって互いに連結してい゛る第1段階の重力脱水部
131、第2段階の低中圧脱水部132および第3段階
の高圧脱水部133を含んでいる。
み合わされた凝集剤処理機13aと加圧式6動スクリー
ン装置13bとから構成され、そしてこの加圧式移動ス
クリーン装置13bは、圧縮ローラ137および送りロ
ーラ138の間に張られて、これらのローラーの回転に
よって順次8動するベルトスクリーン135 、131
1によって互いに連結してい゛る第1段階の重力脱水部
131、第2段階の低中圧脱水部132および第3段階
の高圧脱水部133を含んでいる。
前記aa有機貿相と水相とからなる被処理物には、前記
凝集剤処理機13aから、まず前記第1段階の重力脱水
部131におけるフィードボックス131 aの濾布1
31 b (これはベルトスクリーン135の一部から
なる)上に供給され、それによってこの濾布131b上
で層状をなして8動する被処理物には重力により濾布1
31 bで濾過され、濾液1となった水は濾布131
bを通して下方の排水受134内に落下する。
凝集剤処理機13aから、まず前記第1段階の重力脱水
部131におけるフィードボックス131 aの濾布1
31 b (これはベルトスクリーン135の一部から
なる)上に供給され、それによってこの濾布131b上
で層状をなして8動する被処理物には重力により濾布1
31 bで濾過され、濾液1となった水は濾布131
bを通して下方の排水受134内に落下する。
ついで、水分の一部を除かれた被処理物には、ベルトス
クリーン135と136との間に挟まれた状態で前記第
2段階の低中圧脱水部132と第3段階の高圧脱水部1
33に順次送り込まれ、ここで圧縮ローラ137によっ
て上記ベルトスクリーン135と136との間で圧縮さ
れた被処理物kからさらに水が強制的に遊離して、この
水も同様に濾液2として排水受134内に溜められる一
方、ベルトスクリーン135,136内に残りた凝集有
機質は最後に絞粕mとして前記高圧脱水部133から外
部へ排出され、この絞粕mも畜生、養豚、養鶏、養魚等
の優れた飼料として利用することができる。
クリーン135と136との間に挟まれた状態で前記第
2段階の低中圧脱水部132と第3段階の高圧脱水部1
33に順次送り込まれ、ここで圧縮ローラ137によっ
て上記ベルトスクリーン135と136との間で圧縮さ
れた被処理物kからさらに水が強制的に遊離して、この
水も同様に濾液2として排水受134内に溜められる一
方、ベルトスクリーン135,136内に残りた凝集有
機質は最後に絞粕mとして前記高圧脱水部133から外
部へ排出され、この絞粕mも畜生、養豚、養鶏、養魚等
の優れた飼料として利用することができる。
上記有機WaS剤としては、例えば市販のカチオン系高
分子材料(カヤミック400)やアニオン系高分子材料
(A−300)のような電気化学的凝集剤を挙げること
ができ、一般に、処理すべき蒸留排水に対し、0.1〜
1.2重量%、好ましくは0.3〜0.4 Tfxff
k%の濃度で混ざり合うような量で使用される。
分子材料(カヤミック400)やアニオン系高分子材料
(A−300)のような電気化学的凝集剤を挙げること
ができ、一般に、処理すべき蒸留排水に対し、0.1〜
1.2重量%、好ましくは0.3〜0.4 Tfxff
k%の濃度で混ざり合うような量で使用される。
この二重ベルトスクリーン型分離装置13は、それの各
ローラー動力と被処理物流量を作業プログラムに入力さ
せた指令で制御することによフて、その運転を自動制御
することができる。
ローラー動力と被処理物流量を作業プログラムに入力さ
せた指令で制御することによフて、その運転を自動制御
することができる。
(h)コンピューター制御
必要に応じて本発明において使用されるコンピューター
システムは、以上述べた装置において、例えば発酵槽の
攪拌、水蒸気並びに冷却水の流量制御による発酵制御、
二段式絞粕分離機の起動、停止、蒸留塔における流量お
よび温度制御、吸着塔の起動、停止、切替およびこれら
の相関調整、二重ベルトスクリーン型分離装置の起動、
停止、および装置全般の安全並びに防消火機能等と連動
するように組み込まれて、本発明を一層簡単に制御する
のに役立つことができる。
システムは、以上述べた装置において、例えば発酵槽の
攪拌、水蒸気並びに冷却水の流量制御による発酵制御、
二段式絞粕分離機の起動、停止、蒸留塔における流量お
よび温度制御、吸着塔の起動、停止、切替およびこれら
の相関調整、二重ベルトスクリーン型分離装置の起動、
停止、および装置全般の安全並びに防消火機能等と連動
するように組み込まれて、本発明を一層簡単に制御する
のに役立つことができる。
(i )附加価値通信網の構築
本発明に対して、上記コンピューターシステムを介して
さらに附加価値通信網を構築することによって、過疎地
における精密な技術管理、原料および製品の管理、装置
の保守、保全管理を技術データベースの存在する遠隔地
から達成し、それによって高度管理および省力化のよう
な利益が得られる。
さらに附加価値通信網を構築することによって、過疎地
における精密な技術管理、原料および製品の管理、装置
の保守、保全管理を技術データベースの存在する遠隔地
から達成し、それによって高度管理および省力化のよう
な利益が得られる。
[実施例]
ついで、本発明を実施例によって説明する。
前に説明した第1図に示されるような一連の装置を使用
して、本発明を約7日間で1サイクル進行させる手順に
したがって実施するに当り、予め原料穀物として1バツ
チ(−釜)分の内地米を2.2を用意した。
して、本発明を約7日間で1サイクル進行させる手順に
したがって実施するに当り、予め原料穀物として1バツ
チ(−釜)分の内地米を2.2を用意した。
1日目
上記原料米をまず割砕機で粉砕した後、自動的に温水が
注入されている発酵槽の中に割砕米をゆるやかに装入し
た。ついで、割砕米を約2時間蒸煮してから、pi(を
調整し、澱粉分解酵素を加えた後、ゆるやかに攪拌しな
がら数時間約60℃に保つことによって米の澱粉をデキ
ストリンに分解した。
注入されている発酵槽の中に割砕米をゆるやかに装入し
た。ついで、割砕米を約2時間蒸煮してから、pi(を
調整し、澱粉分解酵素を加えた後、ゆるやかに攪拌しな
がら数時間約60℃に保つことによって米の澱粉をデキ
ストリンに分解した。
2日目
割砕来が糊状のデキストリンに完全に分解された後、雑
菌の!!1を防ぐためにソーダを添加しながら発酵槽内
の中身の温度およびpHを調整した後、デキストリン分
解酵素を加えた。ついで発酵槽内の中身をゆるやかに攪
拌してデキストリンを完全にグルコースに転化した。
菌の!!1を防ぐためにソーダを添加しながら発酵槽内
の中身の温度およびpHを調整した後、デキストリン分
解酵素を加えた。ついで発酵槽内の中身をゆるやかに攪
拌してデキストリンを完全にグルコースに転化した。
3日目
温度制御装置によって発酵槽の温度を調整し、かつpH
を調整した後、酵母を加えてアルコール発酵を開始させ
た。
を調整した後、酵母を加えてアルコール発酵を開始させ
た。
4日目および5日目
発酵が数十時間続き、この間酵母によってグルコースを
エタノールに転化する一方、副生ずる炭酸ガスで発酵液
の表面を被うとともに、過剰の炭、酸ガスは液化装置に
導いて回収した。
エタノールに転化する一方、副生ずる炭酸ガスで発酵液
の表面を被うとともに、過剰の炭、酸ガスは液化装置に
導いて回収した。
6日目および7日目
アルコール発酵我完了することによって生成したモロミ
を二段式絞粕分離機に6送して、′エタノール水と、含
水量約60%の絞粕とに分離し、そのエタノール水を一
旦中間槽内に溜めてから蒸留塔に装入した。
を二段式絞粕分離機に6送して、′エタノール水と、含
水量約60%の絞粕とに分離し、そのエタノール水を一
旦中間槽内に溜めてから蒸留塔に装入した。
蒸留によって約95%のエタノール濃度まで濃縮した含
水エタノールを粗製品受槽を経て市販のダビソン モレ
キュール3Aが充填されている吸着塔に送フて脱水し、
それによって生成した無水エタノール1 kJtを製
品受槽に受は入れた。
水エタノールを粗製品受槽を経て市販のダビソン モレ
キュール3Aが充填されている吸着塔に送フて脱水し、
それによって生成した無水エタノール1 kJtを製
品受槽に受は入れた。
一方、蒸留塔の底部に残フた蒸留排水を排水受槽を経て
二重ベルトスクリーン型分離装置の凝集剤処理機に送り
、そこでこの排水に対して0.3%のカヤミック400
を添加して排水中の有機質を凝集させた後、これを二重
ベルトスクリーン型分離装置の加圧式8動スクリーン装
置に供給して、前記排水を再生し、副産物として絞粕を
得る一方、再生された水を発酵槽に戻すため、再生水受
槽に集めた。
二重ベルトスクリーン型分離装置の凝集剤処理機に送り
、そこでこの排水に対して0.3%のカヤミック400
を添加して排水中の有機質を凝集させた後、これを二重
ベルトスクリーン型分離装置の加圧式8動スクリーン装
置に供給して、前記排水を再生し、副産物として絞粕を
得る一方、再生された水を発酵槽に戻すため、再生水受
槽に集めた。
以上の処理によって無水エタノール1 klと、絞粕(
合計の乾燥量として) 200kgが得られた。
合計の乾燥量として) 200kgが得られた。
なお、この実施例では一釜分の原料穀物を処理する場合
の例を示したが、発酵槽を複数個用意してこれを順次切
り替えて使用すれば、本発明方法を連続的に遂行できる
ことは言う迄もない。
の例を示したが、発酵槽を複数個用意してこれを順次切
り替えて使用すれば、本発明方法を連続的に遂行できる
ことは言う迄もない。
[発明の効果]
以上述べた説明から明らかなように、この発明によると
、内燃機関燃料成分として優れている高級アルコール、
エステル等を失うことなく、内燃機関燃料として使用す
るのに適した高品質の無水エタノールを高収率で製造で
きるとともに、副生ずる炭酸ガスおよび絞粕も高度の附
加価値が与えられる結果、農産物の高度な利用がはから
れる上に、蒸留排水は再生されてプロセス内へ戻される
ので環境公害が防止され、また、コンピューターシステ
ムの導入、あるいはさらに附加価値通信網の構築によっ
て一層容易に自動制御できるか、あるいはさらに−層徹
底した管理の下に操作できる無水エタノールの製造方法
が提供される。
、内燃機関燃料成分として優れている高級アルコール、
エステル等を失うことなく、内燃機関燃料として使用す
るのに適した高品質の無水エタノールを高収率で製造で
きるとともに、副生ずる炭酸ガスおよび絞粕も高度の附
加価値が与えられる結果、農産物の高度な利用がはから
れる上に、蒸留排水は再生されてプロセス内へ戻される
ので環境公害が防止され、また、コンピューターシステ
ムの導入、あるいはさらに附加価値通信網の構築によっ
て一層容易に自動制御できるか、あるいはさらに−層徹
底した管理の下に操作できる無水エタノールの製造方法
が提供される。
第1図は本発明の全工程を示すフローシートであり、そ
して第2図、第3図および第4図は、それぞれ二段式絞
粕分離機、吸着脱水装置および二重ベルトスクリーン型
分離装置の構造および作用の概要を示す説明図である。 図において、 2・・・発酵槽、 4・・・炭酸ガス液化装置、5
・・・二段式絞粕分!11B1. 7・・・蒸留塔、
9・・・吸着脱水装置、 13・・・二重ベルトスクリーン型分離装置。
して第2図、第3図および第4図は、それぞれ二段式絞
粕分離機、吸着脱水装置および二重ベルトスクリーン型
分離装置の構造および作用の概要を示す説明図である。 図において、 2・・・発酵槽、 4・・・炭酸ガス液化装置、5
・・・二段式絞粕分!11B1. 7・・・蒸留塔、
9・・・吸着脱水装置、 13・・・二重ベルトスクリーン型分離装置。
Claims (3)
- (1)(a)発酵槽において、発酵槽の内容物を自動的
に攪拌するとともに、その内容物の温度、pHおよび糖
度を制御することによって、前記発酵槽内の発酵を自動
的に制御しながら、澱粉および/またはセルロースを主
成分とする農産物を発酵させて糖液を製造するか、ある
いは別途用意された糖液を発酵槽に装入し、ついで前記
糖液を自動的に攪拌するとともに、それの温度およびp
Hを制御することによって、前記糖液のアルコール発酵
を自動制御の下に進行させながらモロミを製造する一方
、副生する炭酸ガスを随意に液化して回収し、 (b)前記モロミを自動制御の下に二段式絞粕分離機で
処理して、エタノール水と飼料用絞粕とに分離し、 (c)前記エタノール水を自動制御の下にエタノール蒸
留装置で蒸留して高濃度の含水エタノールを留出させ、 (d)前記含水エタノールを自動制御の下に吸着脱水装
置で脱水することによって内燃機関燃料用無水エタノー
ルを製造し、そして (e)前記(c)工程において蒸留残渣として分離され
た蒸留排水を、いずれも自動制御の下に、有機質凝集剤
で処理して、その排水中の有機質を凝集させた後、二重
ベルトスクリーン型分離装置で前記凝集した有機質を前
記排水から分離してその排水を清浄化し、ついでこのよ
うにして清浄化された排水を前記発酵槽に戻す、 一連の工程によって、内燃機関燃料用無水エタノール、
飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法。 - (2)前記自動制御のためにコンピューターシステムが
導入された特許請求の範囲第(1)項記載の製造方法。 - (3)前記自動制御のために、さらに附加価値通信網が
構築された特許請求の範囲第(2)項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63007356A JPH01182391A (ja) | 1988-01-16 | 1988-01-16 | 内燃機関燃料用無水エタノール、飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63007356A JPH01182391A (ja) | 1988-01-16 | 1988-01-16 | 内燃機関燃料用無水エタノール、飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01182391A true JPH01182391A (ja) | 1989-07-20 |
Family
ID=11663681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63007356A Pending JPH01182391A (ja) | 1988-01-16 | 1988-01-16 | 内燃機関燃料用無水エタノール、飼料および液化炭酸ガスを総合的に製造する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01182391A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1123896A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Praxair Technology, Inc. | Method for producing high concentration carbon dioxide product |
JP2014084439A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Nippon Suisan Kaisha Ltd | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法 |
JP2014530096A (ja) * | 2011-09-28 | 2014-11-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | タンニン含有ポリマーを用いて藻類を凝集させる方法 |
CN113479879A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-08 | 桂林电子科技大学 | 一种基于二次发酵酒糟的活性碳材料及其制备方法和应用 |
-
1988
- 1988-01-16 JP JP63007356A patent/JPH01182391A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1123896A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Praxair Technology, Inc. | Method for producing high concentration carbon dioxide product |
JP2014530096A (ja) * | 2011-09-28 | 2014-11-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | タンニン含有ポリマーを用いて藻類を凝集させる方法 |
JP2014084439A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Nippon Suisan Kaisha Ltd | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法 |
CN113479879A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-08 | 桂林电子科技大学 | 一种基于二次发酵酒糟的活性碳材料及其制备方法和应用 |
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