JPH0411192B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0411192B2 JPH0411192B2 JP62090547A JP9054787A JPH0411192B2 JP H0411192 B2 JPH0411192 B2 JP H0411192B2 JP 62090547 A JP62090547 A JP 62090547A JP 9054787 A JP9054787 A JP 9054787A JP H0411192 B2 JPH0411192 B2 JP H0411192B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- separation membrane
- gas mixture
- gas separation
- alcohol
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 92
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 53
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 52
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 28
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 11
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 11
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 6
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 10
- 150000004984 aromatic diamines Chemical group 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- LFBALUPVVFCEPA-UHFFFAOYSA-N 4-(3,4-dicarboxyphenyl)phthalic acid Chemical compound C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 LFBALUPVVFCEPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVERADGGGBYHNP-UHFFFAOYSA-N 5-phenylbenzene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1C(O)=O JVERADGGGBYHNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 aromatic tetracarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N pyromellitic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminotoluene Chemical compound CC1=CC=C(N)C=C1N VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJSPYCPPVCMEBS-UHFFFAOYSA-N 2,8-dimethyl-5,5-dioxodibenzothiophene-3,7-diamine Chemical compound C12=CC(C)=C(N)C=C2S(=O)(=O)C2=C1C=C(C)C(N)=C2 OJSPYCPPVCMEBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NUIURNJTPRWVAP-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dimethylbenzidine Chemical compound C1=C(N)C(C)=CC(C=2C=C(C)C(N)=CC=2)=C1 NUIURNJTPRWVAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBAUUNCGSMAPFM-UHFFFAOYSA-N 3-(3,4-dicarboxyphenyl)phthalic acid Chemical compound C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=CC(C(O)=O)=C1C(O)=O NBAUUNCGSMAPFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHJNWRVCOATWGF-UHFFFAOYSA-N 3-(3-amino-2-phenoxyphenyl)sulfonyl-2-phenoxyaniline Chemical compound NC1=CC=CC(S(=O)(=O)C=2C(=C(N)C=CC=2)OC=2C=CC=CC=2)=C1OC1=CC=CC=C1 NHJNWRVCOATWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-diaminodiphenylmethane Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UITKHKNFVCYWNG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,4-dicarboxybenzoyl)phthalic acid Chemical compound C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 UITKHKNFVCYWNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4-Aminophenyl ether Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCRRFJIVUPSNTA-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-aminophenoxy)phenoxy]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 JCRRFJIVUPSNTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 125000006159 dianhydride group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルコール醗酵液の脱水濃縮方法、
詳しくは、気体分離膜を用いたアルコール醗酵液
の脱水濃縮方法に関するもので、本発明の方法に
よれば、アルコール醗酵液から容易に高濃度のア
ルコールを得ることができる。
詳しくは、気体分離膜を用いたアルコール醗酵液
の脱水濃縮方法に関するもので、本発明の方法に
よれば、アルコール醗酵液から容易に高濃度のア
ルコールを得ることができる。
アルコール醗酵液からアルコールを分離精製す
る方法としては、醗酵槽からアルコール醗酵液の
一部を抜き出し、該アルコール醗酵液を蒸発缶に
導入してフラツシユ蒸発（減圧状態で蒸発させ
る）させて、アルコール−水混合蒸気とアルコー
ル低含量混合液とに分離し、アルコール−水混合
蒸気を凝縮して回収し、蒸留法によりアルコール
−水混合液（凝縮物）から高濃度のアルコールを
分離精製する方法（アルコール低含量混合液の方
はその一部又は全部を醗酵槽に循環する）があ
る。この方法において、醗酵槽からアルコール醗
酵液の一部を抜き出してアルコールを分離精製す
るのは、醗酵槽内のアルコール醗酵液のアルコー
ル濃度を常に一定以下に保持して醗酵性酵母菌の
活性を維持するためである。また、アルコール醗
酵液をフラツシユ蒸発させるのは、醗酵性酵母菌
が60℃程度迄の耐熱性しか有さないためである。
また、蒸発缶の減圧保持には、真空ポンプ、エジ
エクター等が使用されている。
る方法としては、醗酵槽からアルコール醗酵液の
一部を抜き出し、該アルコール醗酵液を蒸発缶に
導入してフラツシユ蒸発（減圧状態で蒸発させ
る）させて、アルコール−水混合蒸気とアルコー
ル低含量混合液とに分離し、アルコール−水混合
蒸気を凝縮して回収し、蒸留法によりアルコール
−水混合液（凝縮物）から高濃度のアルコールを
分離精製する方法（アルコール低含量混合液の方
はその一部又は全部を醗酵槽に循環する）があ
る。この方法において、醗酵槽からアルコール醗
酵液の一部を抜き出してアルコールを分離精製す
るのは、醗酵槽内のアルコール醗酵液のアルコー
ル濃度を常に一定以下に保持して醗酵性酵母菌の
活性を維持するためである。また、アルコール醗
酵液をフラツシユ蒸発させるのは、醗酵性酵母菌
が60℃程度迄の耐熱性しか有さないためである。
また、蒸発缶の減圧保持には、真空ポンプ、エジ
エクター等が使用されている。
アルコール醗酵液からアルコールを分離精製す
る前記の従来の方法は、次のような問題点を有し
ている。
る前記の従来の方法は、次のような問題点を有し
ている。
(1) フラツシユ蒸発したアルコール−水混合蒸気
を凝縮させた後、蒸留塔で再び蒸留する必要が
あり、熱エネルギーのロス及び消費量が大き
い。
を凝縮させた後、蒸留塔で再び蒸留する必要が
あり、熱エネルギーのロス及び消費量が大き
い。
(2) 水とアルコールが共存する系では、水は多く
の場合、アルコールと共沸混合物を造る。しか
し、この共沸蒸留法による場合、水と共沸混合
物をつくり且つ該共沸混合物がアルコールより
も低い沸点を持つような第３成分を添加する必
要があるため、製品中に微量の第３成分が混入
する惧れがあり、また蒸留装置が大型になる等
の問題がある。
の場合、アルコールと共沸混合物を造る。しか
し、この共沸蒸留法による場合、水と共沸混合
物をつくり且つ該共沸混合物がアルコールより
も低い沸点を持つような第３成分を添加する必
要があるため、製品中に微量の第３成分が混入
する惧れがあり、また蒸留装置が大型になる等
の問題がある。
また、特開昭62−33521号公報には、被分離ガ
ス中の凝縮成分と親和性を有する材質で構成した
極微細孔の多孔質膜に前記被分離ガスを通して該
極微細孔に凝縮液膜を形成して被分離ガス中の凝
縮成分を選択的に分離することを特徴とする凝縮
性ガスの分離方法が開示されている。しかしなが
ら、前記の多孔質膜を使用する分離方法では、前
記公報の第５図に示されているように、多孔質膜
を通過させ分離する凝縮成分の相対蒸気圧が小さ
くなると該凝縮成分の透過量が極めて減少し、分
離すべき凝縮成分が低濃度となりその相対湿度が
小さくなるような被分離ガス、あるいは、複数の
凝縮成分からなつていると共にいずれも多孔質膜
の材質と親和性を有する水−アルコールからなる
被分離ガスについては、工業的に採用することが
非常に困難な分離方法であつた。
ス中の凝縮成分と親和性を有する材質で構成した
極微細孔の多孔質膜に前記被分離ガスを通して該
極微細孔に凝縮液膜を形成して被分離ガス中の凝
縮成分を選択的に分離することを特徴とする凝縮
性ガスの分離方法が開示されている。しかしなが
ら、前記の多孔質膜を使用する分離方法では、前
記公報の第５図に示されているように、多孔質膜
を通過させ分離する凝縮成分の相対蒸気圧が小さ
くなると該凝縮成分の透過量が極めて減少し、分
離すべき凝縮成分が低濃度となりその相対湿度が
小さくなるような被分離ガス、あるいは、複数の
凝縮成分からなつていると共にいずれも多孔質膜
の材質と親和性を有する水−アルコールからなる
被分離ガスについては、工業的に採用することが
非常に困難な分離方法であつた。
従つて、本発明の目的は、アルコール醗酵液中
のアルコールを、熱エネルギーのロスがなく且つ
エネルギー消費量も小さく、また簡単な操作で高
濃度〔場合によつては共沸組成（95.6重量％）以
上〕で分離精製できる、アルコール醗酵液の脱水
濃縮方法を提供することにある。
のアルコールを、熱エネルギーのロスがなく且つ
エネルギー消費量も小さく、また簡単な操作で高
濃度〔場合によつては共沸組成（95.6重量％）以
上〕で分離精製できる、アルコール醗酵液の脱水
濃縮方法を提供することにある。
本発明者等は、種々検討した結果、アルコール
醗酵液を60℃以下の温度及び200mmHg以下の圧力
でフラツシユ蒸発させて得られるアルコール蒸気
−水蒸気からなる気体混合物を水蒸気透過性の芳
香族ポリイミド製気体分離膜で処理することによ
り、前記目的が達成されることを知見した。
醗酵液を60℃以下の温度及び200mmHg以下の圧力
でフラツシユ蒸発させて得られるアルコール蒸気
−水蒸気からなる気体混合物を水蒸気透過性の芳
香族ポリイミド製気体分離膜で処理することによ
り、前記目的が達成されることを知見した。
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、
アルコール醗酵液を蒸発缶により60℃以下の温
度及び200mmHg以下の圧力でフラツシユ蒸発さ
せ、アルコール蒸気と水蒸気からなる気体混合物
を生成する気体混合物生成工程、 気体混合物生成工程で生成された気体混合物を
圧縮機により圧縮・昇温する気体混合物圧縮工
程、及び 気体混合物圧縮工程で圧縮された気体混合物
を、70℃以上の温度で芳香族ポリイミド製の非対
称性気体分離膜の一方の側に供給し、且つその
際、該気体分離膜の他方の側を減圧に保持する
か、該気体分離膜の他方の側にキヤリアーガスを
供給するか、又は該気体分離膜の他方の側を減圧
に保持しながら他方の側にキヤリアーガスを供給
することにより、上記気体混合物中の水蒸気を選
択的に透過除去して、上記気体分離膜の一方の側
に水蒸気量が減少したアルコール蒸気を得る水蒸
気分離工程 を具備することを特徴とするアルコール醗酵液の
脱水濃縮方法を提供するものであある。
度及び200mmHg以下の圧力でフラツシユ蒸発さ
せ、アルコール蒸気と水蒸気からなる気体混合物
を生成する気体混合物生成工程、 気体混合物生成工程で生成された気体混合物を
圧縮機により圧縮・昇温する気体混合物圧縮工
程、及び 気体混合物圧縮工程で圧縮された気体混合物
を、70℃以上の温度で芳香族ポリイミド製の非対
称性気体分離膜の一方の側に供給し、且つその
際、該気体分離膜の他方の側を減圧に保持する
か、該気体分離膜の他方の側にキヤリアーガスを
供給するか、又は該気体分離膜の他方の側を減圧
に保持しながら他方の側にキヤリアーガスを供給
することにより、上記気体混合物中の水蒸気を選
択的に透過除去して、上記気体分離膜の一方の側
に水蒸気量が減少したアルコール蒸気を得る水蒸
気分離工程 を具備することを特徴とするアルコール醗酵液の
脱水濃縮方法を提供するものであある。
以下、本発明のアルコール醗酵液の脱水濃縮方
法を、その好ましい一実施態様の概略を示す第１
図のフローシートを参照し乍ら詳述する。
法を、その好ましい一実施態様の概略を示す第１
図のフローシートを参照し乍ら詳述する。
本発明のアルコール醗酵液の脱水濃縮方法を実
施するには、先ず、醗酵槽（図示せず）から抜き
出したアルコール醗酵液を、ラインＡから蒸発缶
１に供給して該蒸発缶１でフラツシユ蒸発させ、
アルコール蒸気と水蒸気からなる気体混合物を生
成させる（気体混合物生成工程）。
施するには、先ず、醗酵槽（図示せず）から抜き
出したアルコール醗酵液を、ラインＡから蒸発缶
１に供給して該蒸発缶１でフラツシユ蒸発させ、
アルコール蒸気と水蒸気からなる気体混合物を生
成させる（気体混合物生成工程）。
上記蒸発缶１は、醗酵性酵母菌の保護のために
温度が60℃以下、好ましくは55℃以下に設定さ
れ、また圧力が200mmHg以下、好ましくは180mm
Hg以下に設定される。上記蒸発缶１の温度は、
ラインＨによりスチーム等の熱源を蒸発缶１に供
給することにより調節される。
温度が60℃以下、好ましくは55℃以下に設定さ
れ、また圧力が200mmHg以下、好ましくは180mm
Hg以下に設定される。上記蒸発缶１の温度は、
ラインＨによりスチーム等の熱源を蒸発缶１に供
給することにより調節される。
上記蒸発缶１におけるフラツシユ蒸発により、
アルコール醗酵液中のアルコールの大部分は蒸発
し、また水も一部蒸発する。蒸発しなかつたアル
コール及び水は、低濃度のアルコール水溶液とし
てラインＧから醗酵槽に返送される。
アルコール醗酵液中のアルコールの大部分は蒸発
し、また水も一部蒸発する。蒸発しなかつたアル
コール及び水は、低濃度のアルコール水溶液とし
てラインＧから醗酵槽に返送される。
次いで、上記気体混合物生成工程で生成された
気体混合物をラインＢから圧縮機２に移送し、該
圧縮機２で気体混合物を圧縮・昇温する（気体混
合物圧縮工程）。
気体混合物をラインＢから圧縮機２に移送し、該
圧縮機２で気体混合物を圧縮・昇温する（気体混
合物圧縮工程）。
上記気体混合物の圧縮は、次工程の水蒸気分離
工程における気体分離膜のドライビングフオース
を確保するためおよび気体混合物をスーパーヒー
トして気体分離の際に各成分を凝縮させないため
に行われるもので、該圧縮・昇温によつて気体混
合物の圧力を760mmHg以上、好ましくは760〜
5000mmHgとし、気体混合物の温度を70℃以上、
好ましくは70〜150℃にスーパーヒートする。
工程における気体分離膜のドライビングフオース
を確保するためおよび気体混合物をスーパーヒー
トして気体分離の際に各成分を凝縮させないため
に行われるもので、該圧縮・昇温によつて気体混
合物の圧力を760mmHg以上、好ましくは760〜
5000mmHgとし、気体混合物の温度を70℃以上、
好ましくは70〜150℃にスーパーヒートする。
上記圧縮機２としては、ルーツブロアー圧縮機
を好適に用いることができる。
を好適に用いることができる。
然る後、上記気体混合物圧縮工程で圧縮・昇温
された気体混合物を、70℃以上、好ましくは70〜
150℃の温度で、各成分を凝縮させない状態で、
ラインＣから芳香族ポリイミド製の非対称性気体
分離膜３の一方の側（一次側）３ａに供給し、且
つその際、該気体分離膜３の他方の側（二次側）
３ｂを減圧に保持することにより、上記気体混合
物中の水蒸気を選択的に透過除去して、上記気体
分離膜３の一次側３ａに水蒸気量が減少したアル
コール蒸気を得る（水蒸気分離工程）。
された気体混合物を、70℃以上、好ましくは70〜
150℃の温度で、各成分を凝縮させない状態で、
ラインＣから芳香族ポリイミド製の非対称性気体
分離膜３の一方の側（一次側）３ａに供給し、且
つその際、該気体分離膜３の他方の側（二次側）
３ｂを減圧に保持することにより、上記気体混合
物中の水蒸気を選択的に透過除去して、上記気体
分離膜３の一次側３ａに水蒸気量が減少したアル
コール蒸気を得る（水蒸気分離工程）。
気体分離膜３の二次側３ｂの減圧の保持は、気
体分離膜３の二次側３ｂに透過した、主として水
蒸気からなる気体（透過気体）を、ラインＥから
冷却器４に移送し該冷却器４で凝縮させる方法に
より行われる。この方法は、運転開始時に一度だ
け真空ポンプ６を駆動して気体分離膜３の二次側
３ｂを減圧しておけば、その後は、透過気体が冷
却器４で凝縮することにより減圧が達成されるの
で、減圧度を維持するために真空ポンプ６を駆動
する必要がなく、動力費が低減されて有効であ
る。
体分離膜３の二次側３ｂに透過した、主として水
蒸気からなる気体（透過気体）を、ラインＥから
冷却器４に移送し該冷却器４で凝縮させる方法に
より行われる。この方法は、運転開始時に一度だ
け真空ポンプ６を駆動して気体分離膜３の二次側
３ｂを減圧しておけば、その後は、透過気体が冷
却器４で凝縮することにより減圧が達成されるの
で、減圧度を維持するために真空ポンプ６を駆動
する必要がなく、動力費が低減されて有効であ
る。
気体分離膜３の二次側３ｂの減圧度が高いほど
水蒸気の分離膜透過量は大きく、気体分離膜３の
二次側３ｂの系の圧力は、通常200mmHg以下、好
ましくは100mmHg以下にする。
水蒸気の分離膜透過量は大きく、気体分離膜３の
二次側３ｂの系の圧力は、通常200mmHg以下、好
ましくは100mmHg以下にする。
上記水蒸気分離工程で気体分離膜３の一次側３
ａに得られたアルコール蒸気（非透過気体）は、
蒸発缶１内で熱交換され、高濃度のアルコール水
溶液としてラインＤから取り出される。
ａに得られたアルコール蒸気（非透過気体）は、
蒸発缶１内で熱交換され、高濃度のアルコール水
溶液としてラインＤから取り出される。
また、透過気体（主として水蒸気）は、冷却器
４で凝縮され、減圧タンク５に移送され、該減圧
タンク５からラインＦから系外へ排出される。
４で凝縮され、減圧タンク５に移送され、該減圧
タンク５からラインＦから系外へ排出される。
尚、上述の第１図のフローシートに示す実施態
様においては、気体分離膜３による水蒸気の除去
を、気体混合物を気体分離膜３の一次側３ａに供
給した際に該気体分離膜３の二次側３ｂを減圧に
保持することにより行つた場合について説明した
が、この他に、気体分離膜３の二次側３ｂにキヤ
リアーガスを供給するか、又は気体分離膜３の二
次側３ｂを減圧に保持しながら二次側３ｂにキヤ
リアーガスを供給することによつても同様に気体
混合物中の水蒸気を除去することができる。
様においては、気体分離膜３による水蒸気の除去
を、気体混合物を気体分離膜３の一次側３ａに供
給した際に該気体分離膜３の二次側３ｂを減圧に
保持することにより行つた場合について説明した
が、この他に、気体分離膜３の二次側３ｂにキヤ
リアーガスを供給するか、又は気体分離膜３の二
次側３ｂを減圧に保持しながら二次側３ｂにキヤ
リアーガスを供給することによつても同様に気体
混合物中の水蒸気を除去することができる。
また、気体分離膜３の二次側３ｂを減圧に保持
する方法としては、上述の第１図のフローシート
に示す実施態様の如く、冷却器４を用いて気体分
離膜３の二次側３ｂに透過した気体を凝縮させる
ことにより、減圧度を維持する方法が好ましい
が、通常の真空ポンプを用いる方法でも良い。
する方法としては、上述の第１図のフローシート
に示す実施態様の如く、冷却器４を用いて気体分
離膜３の二次側３ｂに透過した気体を凝縮させる
ことにより、減圧度を維持する方法が好ましい
が、通常の真空ポンプを用いる方法でも良い。
また、本発明で用いられる気体分離膜は、水蒸
気を選択的に透過させる芳香族ポリイミド製の非
対称性気体分離膜である。その非対称性気体分離
膜は、均質緻密層（ガス分離層）と多孔質支持層
とを一体に有していて、高温・高圧で操作すると
きに、水蒸気選択透過性に優れ且つ耐熱性、耐薬
品性にも優れているものが好ましい。
気を選択的に透過させる芳香族ポリイミド製の非
対称性気体分離膜である。その非対称性気体分離
膜は、均質緻密層（ガス分離層）と多孔質支持層
とを一体に有していて、高温・高圧で操作すると
きに、水蒸気選択透過性に優れ且つ耐熱性、耐薬
品性にも優れているものが好ましい。
上記気体分離膜としては、有効膜面積の大きい
中空糸の集合体が好ましいが、平膜でも良い。
中空糸の集合体が好ましいが、平膜でも良い。
気体分離膜として用いられる中空糸は、その外
径が、通常50〜2000μ、好ましくは200〜1000μで
ある。中空糸の外径が小さ過ぎると圧力損失が大
きくなり、大き過ぎると有効膜面積が減少する。
また、上記中空糸としては、（厚み／外径）＝0.1
〜0.3の条件を満たすものを用いるのが好ましい。
尚、上記厚み＝（外径−内径）／２である。中空
糸の厚みが小さいと耐圧性が不充分となり、また
厚みが大きいと水蒸気選択透過性が不良となる。
径が、通常50〜2000μ、好ましくは200〜1000μで
ある。中空糸の外径が小さ過ぎると圧力損失が大
きくなり、大き過ぎると有効膜面積が減少する。
また、上記中空糸としては、（厚み／外径）＝0.1
〜0.3の条件を満たすものを用いるのが好ましい。
尚、上記厚み＝（外径−内径）／２である。中空
糸の厚みが小さいと耐圧性が不充分となり、また
厚みが大きいと水蒸気選択透過性が不良となる。
本発明に用いる気体分離膜として用いることの
できる芳香族ポリイミド製気体分離膜は、芳香族
テトラカルボン酸骨格と芳香族ジアミン骨格とを
含むもので公知の方法により製造することができ
る。
できる芳香族ポリイミド製気体分離膜は、芳香族
テトラカルボン酸骨格と芳香族ジアミン骨格とを
含むもので公知の方法により製造することができ
る。
上記芳香族テトラカルボン酸骨格としては、
３，3′，４，4′−ベンゾフエノンテトラカルボン
酸、２，３，3′，4′−ベンゾフエノンテトラカル
ボン酸、ピロメリツト酸、３，3′，４，4′−ビフ
エニルテトラカルボン酸、及び２，３，3′，4′−
ビフエニルテトラカルボン酸、そしてこれらの芳
香族テトラカルボン酸の酸二無水物、エステル、
塩等から誘導されるカルボン酸骨格を挙げること
ができる。これらのうち３，3′，４，4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸の酸二無水物と２，３，
3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸の酸二無水
物等により代表されるビフエニルテトラカルボン
酸二無水物から誘導された酸骨格を主酸骨格とす
る芳香族ポリイミド製気体分離膜を使用した場合
に本発明は特に有用である。
３，3′，４，4′−ベンゾフエノンテトラカルボン
酸、２，３，3′，4′−ベンゾフエノンテトラカル
ボン酸、ピロメリツト酸、３，3′，４，4′−ビフ
エニルテトラカルボン酸、及び２，３，3′，4′−
ビフエニルテトラカルボン酸、そしてこれらの芳
香族テトラカルボン酸の酸二無水物、エステル、
塩等から誘導されるカルボン酸骨格を挙げること
ができる。これらのうち３，3′，４，4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸の酸二無水物と２，３，
3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸の酸二無水
物等により代表されるビフエニルテトラカルボン
酸二無水物から誘導された酸骨格を主酸骨格とす
る芳香族ポリイミド製気体分離膜を使用した場合
に本発明は特に有用である。
また、上記芳香族ジアミン骨格としては、ｐ−
フエニレンジアミン、ｍ−フエニレンジアミン、
２，４−ジアミノトルエン、４，4′−ジアミノジ
フエニルエーテル、４，4′−ジアミノジフエニル
メタン、ｏ−トリジン、１，４−ビス（４−アミ
ノフエノキシ）ベンゼン、ｏ−トリジンスルホ
ン、ビス（アミノフエノキシ−フエニル）メタ
ン、及びビス（アミノフエノキシ−フエニル）ス
ルホン等を挙げることができる。
フエニレンジアミン、ｍ−フエニレンジアミン、
２，４−ジアミノトルエン、４，4′−ジアミノジ
フエニルエーテル、４，4′−ジアミノジフエニル
メタン、ｏ−トリジン、１，４−ビス（４−アミ
ノフエノキシ）ベンゼン、ｏ−トリジンスルホ
ン、ビス（アミノフエノキシ−フエニル）メタ
ン、及びビス（アミノフエノキシ−フエニル）ス
ルホン等を挙げることができる。
芳香族ポリイミド製気体分離膜の製造方法とし
ては、例えば、上記芳香族ジアミン（他の芳香族
ジアミンを含有していてもよい）からなる芳香族
ジアミン成分と上記ビフエニルテトラカルボン酸
成分と略等モル、フエノール系化合物の有機溶媒
中約140℃以上の温度で一段階で重合及びイミド
化して芳香族ポリイミドを生成し、その芳香族ポ
ポリイミド溶液（濃度；約３〜30重量％）をドー
プ液として使用して約30〜150℃の温度の基材上
に塗布又は流延あるいは中空糸膜状に押出してド
ープ液の薄膜（平膜又は中空糸）を形成し、次い
でその薄膜を凝固液に浸漬して凝固膜を形成し、
その凝固膜から溶媒、凝固液等を洗浄除去し、最
後に熱処理して芳香族ポリイミド製の非対称性気
体分離膜を形成する製膜方法を挙げることができ
る。
ては、例えば、上記芳香族ジアミン（他の芳香族
ジアミンを含有していてもよい）からなる芳香族
ジアミン成分と上記ビフエニルテトラカルボン酸
成分と略等モル、フエノール系化合物の有機溶媒
中約140℃以上の温度で一段階で重合及びイミド
化して芳香族ポリイミドを生成し、その芳香族ポ
ポリイミド溶液（濃度；約３〜30重量％）をドー
プ液として使用して約30〜150℃の温度の基材上
に塗布又は流延あるいは中空糸膜状に押出してド
ープ液の薄膜（平膜又は中空糸）を形成し、次い
でその薄膜を凝固液に浸漬して凝固膜を形成し、
その凝固膜から溶媒、凝固液等を洗浄除去し、最
後に熱処理して芳香族ポリイミド製の非対称性気
体分離膜を形成する製膜方法を挙げることができ
る。
以下、本発明の実施例を挙げ、本発明を更に詳
細に説明する。
細に説明する。
実施例 １
第１図に示すフローシートに従つて下記のよう
にして実施した。
にして実施した。
醗酵槽から抜き出した10重量％エタノール水溶
液（30℃、常圧）を、ラインＡから温度56℃、圧
力150mmHgに保持した蒸発缶１に毎時11.4Kgで供
給した。蒸発缶１から流出するエタノール蒸気及
び水蒸気からなる気体混合物をラインＢから圧縮
機２に移送し、該気体混合物を該圧縮機２で圧縮
し、圧力760mmHg、温度140℃に昇圧・昇温させ
た。圧縮機２に移送される上記気体混合物のエタ
ノール濃度は30重量％であり、その移送量は毎時
2.8Kgであつた。また、圧縮機２としては、ルー
ツブロアー圧縮機ETW−30（アンレツト社製）を
使用した。
液（30℃、常圧）を、ラインＡから温度56℃、圧
力150mmHgに保持した蒸発缶１に毎時11.4Kgで供
給した。蒸発缶１から流出するエタノール蒸気及
び水蒸気からなる気体混合物をラインＢから圧縮
機２に移送し、該気体混合物を該圧縮機２で圧縮
し、圧力760mmHg、温度140℃に昇圧・昇温させ
た。圧縮機２に移送される上記気体混合物のエタ
ノール濃度は30重量％であり、その移送量は毎時
2.8Kgであつた。また、圧縮機２としては、ルー
ツブロアー圧縮機ETW−30（アンレツト社製）を
使用した。
圧縮機２で昇圧・昇温させた気体混合物をライ
ンＣより気体分離膜３の一次側３ａに供給し、気
体分離膜３の一次側３ａに非透過気体を得た。こ
の際、気体分離膜３の二次側３ｂを100mmHgに減
圧し、気体分離膜３としては、中空糸外径500μ
で有効膜面積３m2の芳香族ポリイミド製の中空糸
気体分離膜〔非対称性の中空糸気体分離膜であ
り、また、ガス分離性能として水蒸気透過速度
（PH2O）：1.1×10-3cm3／cm2・sec・cmHg、およ
び、選択透過性（PH2O／PEtOH）：100を有す
る。〕を用いた。
ンＣより気体分離膜３の一次側３ａに供給し、気
体分離膜３の一次側３ａに非透過気体を得た。こ
の際、気体分離膜３の二次側３ｂを100mmHgに減
圧し、気体分離膜３としては、中空糸外径500μ
で有効膜面積３m2の芳香族ポリイミド製の中空糸
気体分離膜〔非対称性の中空糸気体分離膜であ
り、また、ガス分離性能として水蒸気透過速度
（PH2O）：1.1×10-3cm3／cm2・sec・cmHg、およ
び、選択透過性（PH2O／PEtOH）：100を有す
る。〕を用いた。
上記の如くして得られた非透過気体は、エタノ
ール濃度94.0重量％であり、蒸発缶１内で熱交換
されて凝縮され、ラインＤより毎時0.8Kgで取り
出された。
ール濃度94.0重量％であり、蒸発缶１内で熱交換
されて凝縮され、ラインＤより毎時0.8Kgで取り
出された。
また、エタノール濃度3.6重量％のエタノール
水溶液は、ラインＧより毎時8.6Kgで醗酵槽に返
送され、また気体分離膜３の二次側３ｂに透過し
た混合気体は、エタノール濃度2.1重量％であり、
冷却器４により凝縮され、排出ラインＦより毎時
2.0Kgで系外に排出された。
水溶液は、ラインＧより毎時8.6Kgで醗酵槽に返
送され、また気体分離膜３の二次側３ｂに透過し
た混合気体は、エタノール濃度2.1重量％であり、
冷却器４により凝縮され、排出ラインＦより毎時
2.0Kgで系外に排出された。
本発明のアルコール醗酵液の脱水濃縮方法によ
れば、アルコール醗酵液中のアルコールを、熱エ
ネルギーのロスがなく且つエネルギー消費量も小
さく、また簡単な操作で高濃度〔場合によつては
共沸組成（95.6重量％）以上〕で分離精製でき
る。
れば、アルコール醗酵液中のアルコールを、熱エ
ネルギーのロスがなく且つエネルギー消費量も小
さく、また簡単な操作で高濃度〔場合によつては
共沸組成（95.6重量％）以上〕で分離精製でき
る。
第１図は、本発明のアルコール醗酵液の脱水濃
縮方法の好ましい一実施態様の概略を示すフロー
シートである。 １…蒸発缶、２…圧縮機、３…気体分離膜、４
…冷却器、５…減圧タンク、６…真空ポンプ。
縮方法の好ましい一実施態様の概略を示すフロー
シートである。 １…蒸発缶、２…圧縮機、３…気体分離膜、４
…冷却器、５…減圧タンク、６…真空ポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルコール醗酵液を蒸発缶により60℃以下の
温度及び200mmHg以下の圧力でフラツシユ蒸発さ
せ、アルコール蒸気と水蒸気からなる気体混合物
を生成する気体混合物生成工程、 気体混合物生成工程で生成された気体混合物を
圧縮機により圧縮・昇温する気体混合物圧縮工
程、及び、 気体混合物圧縮工程で圧縮された気体混合物
を、70℃以上の温度で芳香族ポリイミド製の非対
称性気体分離膜の一方の側に供給し、且つその
際、該気体分離膜の他方の側を減圧に保持する
か、該気体分離膜の他方の側にキヤリアーガスを
供給するか、又は該気体分離膜の他方の側を減圧
に保持しながら他方の側にキヤリアーガスを供給
することにより、上記気体混合物中の水蒸気を選
択的に透過除去して、上記気体分離膜の一方の側
に水蒸気量が減少したアルコール蒸気を得る水蒸
気分離工程 を具備することを特徴とするアルコール醗酵液の
脱水濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62090547A JPS63254987A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | アルコ−ル醗酵液の脱水濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62090547A JPS63254987A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | アルコ−ル醗酵液の脱水濃縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63254987A JPS63254987A (ja) | 1988-10-21 |
| JPH0411192B2 true JPH0411192B2 (ja) | 1992-02-27 |
Family
ID=14001441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62090547A Granted JPS63254987A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | アルコ−ル醗酵液の脱水濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63254987A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2676900B2 (ja) * | 1989-04-14 | 1997-11-17 | 東レ株式会社 | エタノール濃縮液の製造方法 |
| EP1452219B1 (en) | 2001-10-19 | 2010-02-10 | Mitsubishi Chemical Corporation | Water-soluble organic material distillation apparatus |
| NO328571B1 (no) * | 2007-10-12 | 2010-03-22 | Epcon Energy & Process Control | Fremgangsmate ved avvanning av en blanding av overveiende etanol og vann |
| FI20085209A0 (fi) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | St1 Biofuels Oy | Menetelmä ja laite etanolin ja veden sekoituksen absolutoitumiseksi |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233521A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-13 | Masaji Asae | 凝縮性ガスの分離方法 |
-
1987
- 1987-04-13 JP JP62090547A patent/JPS63254987A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233521A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-13 | Masaji Asae | 凝縮性ガスの分離方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63254987A (ja) | 1988-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4978430A (en) | Method for dehydration and concentration of aqueous solution containing organic compound | |
| US7556677B2 (en) | Solvent resistant asymmetric integrally skinned membranes | |
| WO2009099109A1 (ja) | ポリイミドガス分離膜およびガス分離方法 | |
| JP2743346B2 (ja) | 水−有機物溶液の脱水法 | |
| JPH0527443B2 (ja) | ||
| JPH02222717A (ja) | ガス分離膜およびガス分離法 | |
| JP2841698B2 (ja) | 低級アルコールの分離法 | |
| JPS63175602A (ja) | 有機物水溶液の濃縮方法 | |
| JPS63267415A (ja) | 有機物水溶液の脱水濃縮方法 | |
| JPH0411192B2 (ja) | ||
| JPS63258601A (ja) | 有機物水溶液の濃縮方法 | |
| JPH0370144B2 (ja) | ||
| JPH0761411B2 (ja) | 有機物水溶液の濃縮方法 | |
| JPS63151332A (ja) | 二酸化炭素の分離回収方法 | |
| JPH0459004B2 (ja) | ||
| JP2745767B2 (ja) | 低級アルコールの分離方法 | |
| JPH02222716A (ja) | ガス分離膜およびガス分離方法 | |
| JPH0459006B2 (ja) | ||
| JPH0665294B2 (ja) | 連続発酵法 | |
| JPS63258602A (ja) | 揮発性混合物の分離方法 | |
| JP2556771B2 (ja) | エーテル化合物の製法 | |
| JPH05112481A (ja) | エーテル化合物の製造法 | |
| JP2782769B2 (ja) | 有機物水溶液の浸透気化分離方法 | |
| JP5120345B2 (ja) | ポリイミドガス分離膜およびガス分離方法 | |
| JP2782770B2 (ja) | 有機物水溶液の浸透気化分離法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227 Year of fee payment: 16 |