JPH06502072A - 発酵ガスから充分純粋ｃｏ■を再生する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発酵ガスから充分純粋なＣ０２３再生する方法この発明は、有ｌｌｌ物と硫黄化 合物とを含む発酵ガスから充分純粋なＣＯ２を再生する方法に関する。

種々な過程てＣＯ２の相当な量と含んだガス流が得られる。特にビールの醸造、 ブドウの発酵のときと、それらを蒸溜するとき、多量のＣＯ２含有ガスが有機物 と硫黄化合物とを含んで発生する。

しかしこのガスは、それが自然の過程で得られ、炭酸飲料やビールを作るような 飲料工業で適当に用いられている。

このガスは、またエタノールのような有機化合物や、Ｈ：Ｓ　とＤＭＳ　（ジメ チルサルファイド）のような硫黄化合物の形で相当な量の不純物を含んて′いる 。そして用いる前に不純物を除去することが必要である。またこのガスは、酸素 や窒素のような非凝縮性のガスを含んでいる。これらの非凝縮のガスは、少なく とら部分的に除去されなければならない。

このガス中の硫黄化合物の存在は、たとえばミネラルウォータ中で純化されずに または不完全に純化されたＣ０２が用いられたとき、不快な臭いおよび／または 味を与える。

その存在のために発酵ガスは、水で洗浄し、加圧して純化され水の大部分を除去 するために冷やされる。活性炭濾過で吸着によって有機物と硫黄不純物を除去す る。さらにガスを乾燥し、非凝縮性ガスの含有率を下げるためにＣｏ２を凝縮さ せる。

アメリカ特許４，６９９，６４２は、ビール醸造中に用いるために充分純粋な液 化ＣＯ２を得る方法を開示している。この特許に従えば、純化はまた吸着によっ て効果がある。

このシステムは、不純物がすり抜ける危険がより大きいという不利がある。実際 に不純物の測定は、この危険を避けるために正確に行わなければならない。不純 物のすり抜けには、ＣＯ２が飲料中に用いられるとき臭いおよび／または味のた めに好ましくない。

本発明の目的は、有機物や硫黄化合物て′汚染された発酵ガスから充分に純粋な ＣＯ２を再生する方法を提供することである。

本発明に従えば、ガス中の有機不純物の含有量が２．５ｐｐｍ以下、好ましくは １．２５ｐｐｍ以下になるまて水または水溶液でガスを洗浄し、酸化されうる不 純物を酸化し、水の大部分を除き、水の好ましい含有量にＣＯ３を乾燥する。

意外なことに、この単純な方法には、Ｈ２Ｓ　として計算された硫黄を含む不純 物の２ｐｐｂ以下の濃度を有する純ＣＯ２を与える。

有機不純物と硫黄不純物の量は、容量対容量によってその割合が計算される。

本発明に従う方法の極めて重大な点は、ガスの倣底的な洗浄であり、それに続く 酸化剤を含む水溶液で酸化することである。活性炭で不純物を吸着することに基 礎を１く公知の方法と比較して、本発明に従う方法は、非常に単純である。吸着 工程が存在しないから、本方法は、より単純な過程でより少ない器具で連続的に 行いうる。

意外なことに、溶液中の０．５Ｘ１０−’の活性塩素の低い量にもかかわらず、 不純物の濃度を酸化によって零にすることが可能て゛ある０本発明に従う方法で は、湿式洗浄と塩素化合物による酸化の組合わせで、予期されるようにトリハロ メタンおよび／または酢酸エチルは形成されない。

本発明に従って純化されうるガス流は、なかんずくビールの醸造、ブドウや他の 果実の発酵、蒸溜された飲料の製造などからのＣＯ２含有ガスの流れである。− 最に１本発明は微生物処理がらの全てのガス流に適用しつる。すなわち、汚泥処 理からのガスの純化にも適用可能である。このようなガス流は、ＣＯ２と、水蒸 気と、酸素や窒素のような非凝縮性ガスとのより多い部分と有機物や硫黄の不純 物の残余の部分からなっている。

取扱われるガス流のＣＯ２含有量は、一般に８０％（容量）以上であり、好まし くは９５％以上、さらに好ましくは９９％以上である。

ガスは、好ましくばばら積の充填剤または成形された充填剤を充填した層を準備 されたガス洗浄語中で洗浄される。これは高さ、従って充填層の体積を得るため に成形された充填剤が好ましい。

ガス洗浄語中で得られる有機不純物の除去効率は、９９．５％、好ましくは９９ ．９％より大きい、１．０ｐｐｍ以下、好ましくは０．５ｐｐｍ以下、さらに好 ましくは約０．ｌｐｐｍの不純物濃度の要求にこれは充分に合致する。

有機不純物の不充分な除去の場合、酢酸エチルと他の好ましくない化合物が形成 される。特に酢酸エチルが形成された場合、ガスはソフトドリンクのような飲物 に用いるときに好ましくない。

洗浄後、ガス流は８０％（容積）以上、好ましくは９５％以上、さらに好ましく は９９％以上のＣｏ２からなっている。不純物のためにガス流は。

前記有Ｉ！物と硫黄との不純物と、水蒸気と非凝縮性ガスとを含む。その中に含 有される非凝縮性ガスは、ＣＯ２の液化で凝縮しないガス、たとえば酸素と窒素 である。

純化されたガスは１次に酸化カラムに導かれる。

このカラムは、また充填層または強制的にガスと液を接触させるその他のシステ ムである。この酸化で硫黄化合物は、充分な程度、たとえば５ｐｐｂより小さい 含有量、すなわち臭いと味の限界以下の含有量に除去される。酸化は、酸化剤の 適当な水溶液で・進行しうる。しかし好ましい酸化剤は、過マンガン酸カリウム または次亜塩素酸ナトリウムが、よい結果な得るために用いろる６用い易く、は とんど汚ｔ′Ｌ分与疋ず操作上の問題が少ない次亜塩素酸ナトリウムが特に好ま しく用いられる。

酸化後Ｃ○２は、多くの場合水と非凝縮ガスとを含む、水の大部分はガスを乾燥 することで除去される。理論的にこれは単純な工程で行われる。

しかし実際は、２つの工程で行われる。好ましくはガスは最初に加圧され、次に 冷却される。これによって存在する水の大部分は、凝縮される。次に残った水は 、通例の乾燥工程を用いることによって充分に除去される。

欲するならば、不純物のすり抜けは、本システムでは飽和または不飽和活性炭フ ィルタのようなポリスフィルタを挿入することで除きうる。このフィルタは、ガ ス乾燥工程の前の適当な場所に置かれる。

純化され乾燥されたガスは、！に後に液化される。

これはまたよく用いられる方法で行われる。非凝縮性ガスの含有は、さらに減少 される。これで非常に純粋な液化Ｃ０２が得られる。このＣＯ２は食品と飲料の 工業において用いるため、その適性が要求に合致する。

ＣＯ□の適性がミネラルウォータを通してＣＯ２をバブルさせることによって決 定され、パネルテストの方法で臭いと味の偏差がなければ適性である。

本発明は、図面と関連して説明される０図面は、本発明に伴う方法を実行するた めの装置を示したダイヤグラムである。ライン１を経て発酵ガス、たとえば醸造 からのガスが洗浄カラム２に０．５〜５バールの範囲の圧力で、１５〜５０℃の 範囲の温度で導かれる。洗浄カラムは、良好なガス／液接触を得るために充填剤 が充填される。洗浄後液は、ライン３を経て供給され、ライン４を経て排出され る。有機不純物の大部分が除去されたガス流は、ライン５を経て酸化塔６に供給 される。

ライン７を経て酸化剤の溶液が酸化塔６に供給され、ライン８を経て酸化された 硫黄化合物とともに排出される。酸化塔は、ガス／？Ｉ接触を促進するために充 填剤が満たされている。

純化ガス流は、ライン９を経て圧縮／冷却装置１０に供給される。この中でガス の圧力は、１５〜２５バールの範囲に昇圧され、ガスの温度は、１０〜３０℃の 範囲に調整される。これによって水蒸気の大部分は凝縮し、ライン１１を経て排 出される。

ガスは、装置１０からライン１２を経て排出され、ポリスフィルタ１３に供給さ れる。このフィルタは必要がなければなくてよい、フィルタは、酸化塔からすり 抜ける可能性のある化合物に対する防護のために、硫黄化合物を吸着する物質で ・充満されている。続いてガスは、ライン１４を経て乾燥器１５に供給される。

その中でガスは好ましい水分量まで乾燥される。水は、ライン１６を経て排出さ れる。乾燥ガスは１８＆にライン１７を経て、液化のための装置１８に供給され る。かくて一方で液化炭酸が得られ、これは図示されない貯蔵用または輸送用タ ンクに送られる。他方では、酸素や窒素のような非凝縮性ガスがライン２０を経 て排出される。

叉」Ｌ倒 図に示されるような装置で、２８０ｍ’／ｈのガス流は、２０℃の温度で、洗浄 カラム２に供給される。そのカラムには、５ｕｌｚｅｒ　）ｌｅｌｌａｐａｋ充 填剤が充填されている。１５０１／ｈの洗浄水がライン３を経て供給される。洗 浄カラムを出るガスは、０．２５ｐｐｍの有機不純物の含有量を有し、ＣＯ３は ９９，８％（容量）であり、残りは、非凝縮性ガスと硫黄不純物である０次にこ のガスは、５ｕｌｚｅｒ　ＢＸ充填削を充満した酸化塔に供給される。

酸化塔には、活性塩素の２Ｘ１０−’％（重量）の水溶液が８００１／ｈで供給 される。この塔を出た後ガスは、約２ｐｐｂの硫黄化合物を含有し、ガスは、ミ ネラルつオークをバブルさせたとき臭いと味がない。

続いてガスは、１９バールの圧力に加圧され、２０℃の温度に冷却される。これ によってガス中に存在する水分の大部分は凝縮する。さらにガス中の水分含有量 は、４ｐｐｍに乾燥される。乾燥されたガスは、温度２３℃で１８バールの圧力 に加圧され最終的に液化される。

請求の範囲 １　ガスを水または水溶液を用い、充填床を有するガス洗浄器中で、有機不純物 が２．５ｐｐｍ以下、好ましくは１．５ｐｐｍ以下になるまで洗浄し、酸化され うる不純物を酸化し、水の大部分を除去し、好ましい水分にまで乾燥することか らなる有機化合物と硫黄化合物とを含む発ガスから充分純粋なＣＯ２を再生する 方法。

２、前記有機不純物の酸化が酸化剤水溶液を用いて充填層で行われることを特徴 とする請求項１記載の方法。

３、前記酸化剤が過マンガン酸カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムである二と 分特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。

４、前記ガスの洗浄および／または酸化は、成形された充填剤が充填されたガス 洗浄器で行われることを特徴とする請求項２〜請求項３のいずれか１項に記載の 方法。

５、前記水の大部分の除去がガスの加圧と冷却とによって行われることを特徴と する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の方法。

６　前記乾燥Ｃｏ２が非凝縮性ガスを除き液化したものであることを特徴とする 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の方法。

７、水の大部分を除去した後、ガスが飽和または不飽和活性炭フィルタを通過す ることを特徴とする請求項１〜Ｍ求項６のいずれか１項に記載の方法。

８、ガスが洗浄されｆＳ後、ＣＯ２の含有量が８０％（容量）、好ましくは９９ ９ｇ　（容量）以上であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項 に記載の方法。

国ＷＡ調査報告 、　Ｎｓ　ＰＣＴ／ＭＬ　９１１００２１３

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ガスを水または水溶液を用い、有機不純物が２．５ｐｐｍ以下、好ましくは １．２５ｐｐｍ以下になるまで洗浄し、酸化されうる不純物を酸化し、水の大部 分を除去し、好ましい水分にまで乾燥することからなる有機化合物と硫黄化合物 とを含む発酵ガスから充分純粋なＣＯ２を再生する方法。
2. ２．前記水または水溶液でのガスの洗浄が充填層を有するガス洗浄器中で行われ ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ３．前記有機不純物の酸化が酸化剤水溶液を用いて充填層で行われることを特徴 とする請求項１または請求項２記載の方法。
4. ４．前記酸化剤が過マンガン酸カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムであること を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法。
5. ５．前記ガスの洗浄および／または酸化は、成形された充填剤が充填されたガス 洗浄器で行われることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の 方法。
6. ６．前記水の大部分の除去がガスの加圧と冷却とによって行われることを特徴と する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の方法。
7. ７．前記乾燥ＣＯ２が非凝縮性ガスを除き、液化したものであることを特徴とす る請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の方法。
8. ８．水の大部分を除去した後、ガスが飽和または不飽和活性炭フィルタを通過す ることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法。
9. ９．ガスが洗浄された後、ＣＯ２の含有量が８０％（容量）、好ましくは９９％ （容量）以上であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載 の方法。
10. １０．請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の方法によって得られたＣＯ２ ．