JPH0710921B2 - リグノセルロース物質の液化装置 - Google Patents

リグノセルロース物質の液化装置

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JPH0710921B2
JPH0710921B2 JP30882091A JP30882091A JPH0710921B2 JP H0710921 B2 JPH0710921 B2 JP H0710921B2 JP 30882091 A JP30882091 A JP 30882091A JP 30882091 A JP30882091 A JP 30882091A JP H0710921 B2 JPH0710921 B2 JP H0710921B2
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英樹 中山
文朗 白井
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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製材工程で発生する残
材である木粉などや農産廃棄物である稲ワラ、モミガラ
などのリグノセルロース(植物繊維素)物質を液化して
リグノセルロース溶液を得るようになしたリグノセルロ
ース物質の液化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】製材工程で発生する残材である木粉など
や農産廃棄物である稲ワラ、モミガラなどのリグノセル
ロース物質を有効に利用する方法として、液化して得ら
れたリグノセルロース溶液を種々の化学工業原料や燃料
源などに用いることが知られている。
【0003】上記リグノセルロース物質を液化する方法
としては、リグノセルロース物質に溶媒(フェノールな
ど)を供給し、これを40〜60Kg/cm2の高加圧下で 200℃
〜300℃の温度に加熱して加圧攪拌させる高圧法と、リ
グノセルロース物質に溶媒(フェノールなど)及び酸触
媒(硫酸など)を供給し、これを 5Kg/cm2以下の低加圧
下で 120℃〜 180℃の温度に加熱して攪拌させる常圧法
とがある。
【0004】上記高圧法は酸触媒を使用しないのでステ
ンレス製の反応容器を使用することができるが、高圧に
しなければならないので反応容器は必要な耐圧強度を有
する耐圧容器でなければならない。また、上記常圧法は
常圧で行なわれるので反応容器は耐圧設計する必要がな
いが、酸触媒によってステンレス鋼が腐食される問題が
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現在、上述した2つの
液化方法のよるリグノセルロース物質の液化装置として
は、大学などの実験室でテストスケール程度で少量のリ
グノセルロース物質を液化させるものが存在するだけで
あり、工場などの生産スケールで多量のリグノセルロー
ス物質を液化させるものが強く要望されている。
【0006】そこで、本発明は上述の要望に応えるた
め、上記常圧法を利用して多量のリグノセルロース物質
を生産スケールで液化し得るリグノセルロース物質の液
化装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、酸触媒に腐食されないように耐酸材料によっ
て製造或いはライニングされ、底部中央に溶液取出弁を
有する溶液取出孔を設けるとともに、上端部に開閉可能
な投入蓋を有する投入管を設け、かつ、外周に熱媒のジ
ャケットを設けた反応容器と、上記反応容器と、溶媒を
貯溜させた薬液タンク及び酸触媒を貯溜させた薬液タン
クとを、溶媒及び酸触媒の供給を制御させる配管ユニッ
トを介して接続させた薬液供給装置と、上記反応容器の
外周に設けられた熱媒のジャケットと、熱媒の温度をコ
ントロールするようになした熱媒温調器とを、溶媒の循
環流通を制御させる配管ユニットを介して接続させた熱
媒加熱循環装置と、上記反応容器内にモーターによって
回転駆動される回転軸を気密に嵌装させ、この回転軸に
攪拌羽根を一体に取付けた攪拌機とで構成されたリグノ
セルロース物質の液化装置を提供するものである。
【0008】
【作用】上記反応容器の上部に設けられた投入管から適
当量の木粉などのリグノセルロース物質を上記反応容器
の内部に供給し、かつ、上記薬液供給装置のそれぞれの
薬液タンクに貯溜された適当量の溶媒及び酸触媒をその
配管ユニットによって上記反応容器内に供給した後、上
記熱媒加熱循環装置の熱媒温調器で温度コントロールさ
れた熱媒を上記反応容器のジャケットとの間でその配管
ユニットによって循環流通させて上記反応容器の内部を
所定温度に加熱し、かつ、上記攪拌機の攪拌モーターに
よって攪拌羽根を回転駆動させて上記反応容器の内部に
収納されるリグノセルロース物質と溶媒及び酸触媒を攪
拌することにより、リグノセルロース物質は溶媒及び酸
触媒と反応させてリグノセルロース溶液に液化するよう
にする。
【0009】
【実施例】本発明に係るリグノセルロース物質の液化装
置の一実施例を図1に示すフローシートに基づいて説明
する。
【0010】本発明装置は、リグノセルロース物質を液
化反応させるための反応容器(A)と、この反応容器
(A)に溶媒(フェノールなど)及び酸触媒(硫酸な
ど)を供給するための薬液供給装置(B)と、上記反応
容器(A)の内部を加熱するための熱媒加熱循環装置
(C)と、上記反応容器(A)の内部に収納されるグノ
セルロース物質と溶媒及び酸触媒を攪拌するための攪拌
機(D)で構成されている。上記反応容器(A)は、酸
触媒に腐食されないように耐酸金属、耐酸樹脂などの耐
酸材料によって製造或いはライニングされたものであ
り、有底円筒体からなる処理槽(1)の開口端部に円盤
形の密閉蓋(2)を一体に取付けて構成され、上記処理
槽(1)には外周にジャケット(3)及びフランジジャ
ケット(4)が設けてあるとともに、底部中央に溶液取
出弁(5)を有する溶液排出孔(6)が設けてあり、ま
た、上記密閉蓋(2)には開閉可能な投入蓋(7)を有
する投入管(8)が斜めに貫通して設けてあるととも
に、外周に蓋ジャケット(9)が設けてある。上記溶液
取出弁(5)は本体(5a)の軸方向に設けた上記溶液排
出孔(6)と連通する空腔(5b)内に開閉シリンダー
(5c)のピストンロッドと一体構造をなす軸体(5d)を
スライド自在に嵌装するとともに、上記空腔(5b)の開
口端を開閉する弁体(5e)を上記軸体(5d)の先端に一
体に取付けて構成され、上記開閉シリンダー(5c)を伸
縮作動させて軸体(5d)をスライドすることにより空腔
(5b)の開口端を弁体(5e)によって開閉させる。
【0011】上記薬液供給装置(B)は、上記反応容器
(A)の密閉蓋(2)に取付フランジ(10)を介して当
該開閉弁(2)を気密に貫通して処理槽(1)内に嵌装
された注入ノズル(11)と、溶媒が貯溜された第1の薬
液タンク(12)及び酸触媒が貯溜された第2の薬液タン
ク(13)とを、逆止弁(14)、注入弁(15)、調節弁
(16)、ポンプ(17)及び排液弁(18)を設けた第1の
配管ユニット(19)によって接続させて構成され、上記
反応容器(A)内に上記第1の薬液タンク(12)に貯溜
された溶媒及び上記第2の薬液タンク(13)に貯溜され
た酸触媒を第1の配管ユニット(19)によって制御させ
て供給する。また、上記第1の薬液タンク(12)及び第
2の薬液タンク(13)内に、それぞれ水蒸気の流通する
第1の加熱用配管(20)及び第2の加熱用配管(21)を
設けるとともに、上記第1の配管ユニット(19)に伝熱
ヒーター(22)を設け、上記第1の薬液タンク(12)及
び第2の薬液タンク(13)に貯溜された溶媒及び酸触媒
を、それぞれ第1の加熱用配管(20)及び第2の加熱用
配管(21)内を流通する水蒸気の熱を利用して加熱する
とともに、第1の配管ユニット(19)内を流通する溶媒
及び酸触媒を伝熱ヒーター(22)によって加熱する。
【0012】上記熱媒加熱循環装置(C)は、水蒸気な
どの熱媒を温度をコントロールする熱媒温調器(23)と
上記反応容器(A)の処理槽(1)のジャケット(3)
及びフランジジャケット(4)並びに密閉蓋(2)の蓋
ジャケット(9)とを、返液弁(24)(25)及び給液弁
(26)(27)を設けた第2の配管ユニット(28)によっ
て接続させて構成され、上記熱媒温調器(23)で温度コ
ントロールされた熱媒を第2の配管ユニット(28)によ
って制御させて上記熱媒温調器(23)と上記反応容器
(A)との間で循環流通する。上記熱媒温調器(23)は
入口弁(29)、ポンプ(30)及び出口弁(31)を設けた
第3の配管ユニット(32)によってクーリングタワー
(33)と接続されており、このクーリングタワー(33)
の冷却水を第3の配管ユニット(32)によって制御させ
て熱媒温調器(23)との間で循環流通させることにより
熱媒温調器(23)の熱媒を冷却させる。
【0013】上記攪拌機(D)は、上記反応容器(A)
に付設された攪拌モーター(34)によって回転駆動され
る回転軸(35)を、上記反応容器(A)の密閉蓋(2)
を気密に貫通して処理槽(1)内に嵌装させるととも
に、上記回転軸(35)に支持杆(36)を介して攪拌羽根
(37)を固定させて構成され、上記攪拌羽根(37)の回
動によって上記反応容器(A)の内部に収納されるリグ
ノセルロース物質、溶媒及び酸触媒を攪拌する。
【0014】尚、図中の(38)は反応容器(A)の内部
に発生したガスを凝縮回収するため設けられたコンデン
サーである。
【0015】本発明装置は以上の如く構成されており、
次に上記構成における本発明装置の作用を説明する。
【0016】先ず、上記反応容器(A)の密閉蓋(2)
に設けられた投入管(8)の投入蓋(7)を開き、この
投入管(8)から適当量の木粉などのリグノセルロース
物質を投入して上記反応容器(A)の処理槽(1)内に
供給する。そして、このように上記反応容器(A)の内
部に適当量のリグノセルロース物質が供給されると、上
記投入管(8)の投入蓋(7)を閉じた後、上記薬液供
給装置(B)の第1の薬液タンク(12)及び第2の薬液
タンク(13)に貯溜された適当量の溶媒及び酸触媒を第
1の配管ユニット(18)によって上記注入ノズル(11)
から上記反応容器(A)の処理槽(1)内に注入して、
上記反応容器(A)内のリグノセルロース物質に溶媒及
び酸触媒を供給する。
【0017】この後、上記熱媒加熱循環装置(C)の熱
媒温調器(23)で温度コントロールされた熱媒を上記反
応容器(A)の処理槽(1)のジャケット(3)及びフ
ランジジャケット(4)並びに密閉蓋(2)の蓋ジャケ
ット(9)との間で第3の配管ユニット(28)によって
循環流通させることにより反応容器(A)の内部を加熱
する。そして、上記反応容器(A)内の温度が所定温度
( 120℃〜 180℃)に加熱されると、攪拌機(D)の回
転軸(35)を攪拌モーター(34)によって回転駆動させ
て攪拌羽根(37)を回動し、この攪拌羽根(37)の回動
によって上記反応容器(A)の内部に収納されるリグノ
セルロース物質と溶媒及び酸触媒を攪拌する。このよう
にリグノセルロース物質は上記反応容器(A)の内部で
溶媒及び酸触媒とともに所定温度( 120℃〜 180℃)で
攪拌されるから、溶媒及び酸触媒と反応してリグノセル
ロース溶液に液化する。
【0018】そして、上記反応容器(A)の内部でリグ
ノセルロース物質が完全にリグノセルロース溶液に液化
すると、上記反応容器(A)に対する上記熱媒加熱循環
装置(D)による加熱を停止させる。この後、上記反応
容器(A)の処理槽(1)に設けた溶液排出孔(6)の
溶液取出弁(5)を開いて当該溶液排出孔(6)からリ
グノセルロース溶液を反応容器(A)の外部に取出す。
以後、上記同様の作動を繰返すことにより、多量のリグ
ノセルロース物質を連続して液化することが可能であ
る。
【0019】尚、上記実施例では、熱媒加熱循環装置
(C)の水蒸気などの熱媒を反応容器(A)との間で循
環流通させることにより反応容器(A)の内部を加熱さ
せるようにした場合を例示しているが、伝熱ヒーターを
反応容器(A)の外部に付設したり、内部にコイルヒー
ターを取付けて加熱するようにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明装置によれ
ば、多量のリグノセルロース物質を生産スケールで液化
することが可能であり、木粉などの製材工程で発生する
残材や稲ワラ、モミガラなどの農産廃棄物の有効利用に
効果を奏するとともに、リグノセルロース溶液の製造コ
ストも大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリグノセルロース物質の液化装置
の一実施例を示すフローシートである。
【符号の説明】
A 反応容器 B 薬液供給装置 C 熱媒加熱循環装置 D 攪拌機 1 処理槽 2 密閉蓋 5 溶液取出弁 6 溶液排出孔 7 投入蓋 8 投入管 11 注入ノズル 12 第1の薬液タンク 13 第2の薬液タンク 19 第1の配管ユニット 23 熱媒温調器 28 第2の配管ユニット 32 第3の配管ユニット 33 クーリングタワー 34 攪拌モーター 35 回転軸 37 攪拌羽根

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸触媒に腐食されないように耐酸材料に
    よって製造或いはライニングされ、底部中央に溶液取出
    弁を有する溶液取出孔を設けるとともに、上端部に開閉
    可能な投入蓋を有する投入管を設け、かつ、外周に熱媒
    のジャケットを設けた反応容器と、 上記反応容器と、溶媒を貯溜させた薬液タンク及び酸触
    媒を貯溜させた薬液タンクとを、溶媒及び酸触媒の供給
    を制御させる配管ユニットを介して接続させた薬液供給
    装置と、 上記反応容器の外周に設けられた熱媒のジャケットと、
    熱媒の温度をコントロールするようになした熱媒温調器
    とを、溶媒の循環流通を制御させる配管ユニットを介し
    て接続させた熱媒加熱循環装置と、 上記反応容器内にモーターによって回転駆動される回転
    軸を気密に嵌装させ、この回転軸に攪拌羽根を一体に取
    付けた攪拌機とで構成されたことを特徴とするリグノセ
    ルロース物質の液化装置。
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JP4134250B1 (ja) 2007-07-03 2008-08-20 崎 隆 川 セルロース系物質よる単糖類並びにエタノールの製造方法
US8580978B2 (en) 2009-08-07 2013-11-12 Shell Oil Company Process for preparing a hydroxyacid or hydroxyester
KR101996934B1 (ko) * 2018-05-24 2019-07-05 한국세라믹기술원 화학적 방법과 물리적 방법을 동시에 수행할 수 있는 연속식 바이오매스 융합처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법

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