JPH0824587A - 電気透析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、上記弱酸または弱塩基の製造に適用
される電気透析において、該目的物を最良の収率で且つ
良好なエネルギー効率で運転する方法を提供することを
目的とする。 【構成】陽極と陰極の間に、陽イオン交換膜または陰イ
オン交換膜とバイポーラ膜を順に配列させて、塩基室と
塩室、または酸室と塩室を形成させ、塩室に弱酸の塩、
または弱塩基の塩を供給して電気透析を行い、該塩室に
弱酸または弱塩基を生成させる電気透析方法において、
該電気透析を回分式で運転し、且つこの電気透析中の塩
室室液の導電率を経時的に測定し、生成した弱酸または
弱塩基の解離に基づく導電率の値まで低下し、該導電率
の変化が実質的になくなった時点で、生成した弱酸また
は弱塩基を取得することを特徴とする電気透析方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気透析方法、詳しく
は弱酸の塩または弱塩基の塩から弱酸または弱塩基を製
造する電気透析方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】弱酸の塩または弱塩基の塩から、弱酸ま
たは弱塩基を製造する方法としては、例えば陽イオン交
換膜または陰イオン交換膜とバイポーラ膜を用いた電気
透析による方法が、特公昭３３−２０２３号公報、ケム
テック６号１７頁（１９９３年）、特開平２−２８３２
８９号公報、ＵＳＰ４５８４０５７号明細書などにより
知られている。

【０００３】こうした方法では、図１及び図２に示すよ
うな陽極１１と陰極１２の間に、陽イオン交換膜（Ｃ）
または陰イオン交換膜（Ａ）とバイポーラ膜（Ｂ）を順
に配列させた電気透析装置の塩室１３に弱酸の塩または
弱塩基の塩を供給して通電することにより、該塩を構成
する陽イオンまたは陰イオンが、上記陽イオン交換膜
（Ｃ）または陰イオン交換膜（Ａ）を通過して隣接する
塩基室１４または酸室１５に移動し、一方、該塩室１３
では、残った弱酸イオンまたは弱塩基イオンがバイポー
ラ膜から供給されたＨ⁺またはＯＨ^-と結合して目的とす
る弱酸または弱塩基が生成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この弱酸または弱塩基
の製造に適用される電気透析を回分式で実施する場合、
得られる弱酸または弱塩基の収率を最も高くしようとす
れば、かかる透析は、上記塩を構成する陽イオンまたは
陰イオンのほぼ全てが透析されるまで運転すれば良い。
特に、ほぼ純粋な弱酸や弱塩基を得ようとする場合、上
記電気透析により得られた塩室室液は、通常、さらにイ
オン交換樹脂塔に通され、残存する弱酸の塩または弱塩
基の塩が除かれているが、設備費が高額になる上記イオ
ン交換樹脂塔の容量を少しでも小さくする上からも、上
記弱酸または弱塩基の収率をより高くすることが望まれ
る。

【０００５】ところで、一般の電気透析、即ち、陽イオ
ン交換膜と陰イオン交換膜とからなる電気透析装置で塩
を脱塩する電気透析等では、脱塩の進行にともなってそ
の塩室室液の導電率は低下し、如何なる場合において
も、塩を構成する各イオンの全てが透析されるまで運転
を継続すると、該導電率は遍くほぼ０にまで低下する。
これに対して、上記の弱酸または弱塩基の製造に適用さ
れる電気透析では、透析の進行にともなって塩室から、
塩を構成する陽イオンまたは陰イオンが透析されても、
それに応じてある程度の解離定数を有する弱酸または弱
塩基が生成するため、かかる塩室室液の導電率は、いく
ら透析を継続してもある一定の値までしか下がらず、該
値で安定する。そして、この弱酸や弱塩基の解離定数
は、その種類に応じて異なるため、上記電気透析におい
て、供給した塩の透析が完了して到達するこの塩室室液
の導電率は、透析に供した前記塩の種類によってまちま
ちの値となる。

【０００６】従って、かかる電気透析では、この透析の
完了時がつかみ難く、その運転の終点は透析がかなり遂
行された時点で大まかに決められているのが現状であ
り、目的物の収率や消費エネルギーの面で効率的な運転
が実施されないことが多々あった。

【０００７】こうしたことから本発明は、上記弱酸また
は弱塩基の製造に適用される電気透析において、該目的
物を最良の収率で且つ良好なエネルギー効率で運転する
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の技
術課題を解決するべく鋭意研究を続けてきた。その結
果、前記電気透析において、塩室室液の導電率を経時的
に測定し、該導電率の変化がなくなった時点の近傍を該
透析の終了点とすることによって、上記目的を達成でき
ること見出し、本発明を提供するに到った。

【０００９】即ち、本発明は、陽極と陰極の間に、陽イ
オン交換膜または陰イオン交換膜とバイポーラ膜を順に
配列させて、塩基室と塩室、または酸室と塩室を形成さ
せ、塩室に弱酸の塩、または弱塩基の塩を供給して電気
透析を行い、該塩室に弱酸または弱塩基を生成させる電
気透析方法において、該電気透析を回分式で運転し、且
つこの電気透析中の塩室室液の導電率を経時的に測定
し、該導電率の変化がなくなった時点の近傍で、生成し
た弱酸または弱塩基を取得することを特徴とする電気透
析方法である。

【００１０】本発明において使用される電気透析装置
は、透析に供する塩が、弱酸の塩と弱塩基の塩の場合と
で、２種類存在する。まず、弱酸の塩を透析に供す電気
透析装置を図１に示す。この電気透析装置は、陽極１１
と陰極１２との間にバイポーラ膜（Ｂ）と陽イオン交換
膜（Ｃ）を順に配列し、塩室１３と塩基室１４を形成さ
せた構造にある。かかる電気透析装置では、塩室１３に
供給された弱酸の塩は、陽イオンと陰イオンに解離して
いるため、通電されることによって陽イオンは陽イオン
交換膜（Ｃ）を通過し、バイポーラ膜（Ｂ）から供給さ
れたＯＨ^- と結合して塩基となる。一方、弱酸イオンで
ある陰イオンは塩室１３に残り、バイポーラ膜（Ｂ）か
ら供給されたＨ⁺ と結合して弱酸となる。弱酸は解離度
が低いため、上記塩室１３では、それ以上通電を続けて
も、陽イオン交換膜（Ｃ）を通過して塩基室１４へ移動
するＨ⁺は僅かであり、その大部分は、塩室１３に残
る。

【００１１】一方、弱塩基の塩を透析に供す電気透析装
置を図２に示す。この場合、電気透析装置は、陽極１１
と陰極１２との間にバイポーラ膜（Ｂ）と陰イオン交換
膜（Ａ）を順に配列し、塩室１３と酸室１５を形成させ
た構造にある。かかる電気透析装置では、塩室１３に供
給された弱塩基の塩は、前記と同様に通電されることに
よって、解離する陰イオンが陰イオン交換膜（Ａ）を通
過し、バイポーラ膜（Ｂ）から供給されたＨ⁺ と結合し
て酸となる。一方、弱塩基イオンである陽イオンは塩室
１３に残り、バイポーラ膜（Ｂ）から供給されたＯＨ^-
と結合して塩基となる。そして、弱塩基は解離度が低い
ため、上記塩室１３では、それ以上通電を続けても、陰
イオン交換膜（Ａ）を通過して塩基室１４へ移動するＯ
Ｈ^-は僅かであり、その大部分は、塩室１３に残る。

【００１２】次に、以上の電気透析装置において使用さ
れる各イオン交換膜について、説明する。

【００１３】まず、本発明において使用されるバイポー
ラ膜は、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とが張り合わ
さった構造をした複合イオン交換膜である。そのような
バイポーラ膜としては、特に制限されず公知の膜を使用
することができる。その製造方法としては、次のような
ものが知られている。例えば、陽イオン交換膜と陰イオ
ン交換膜とをポリエチレンイミン−エピクロルヒドリン
の混合物で張り合わせ硬化接着する方法（特公昭３２−
３９６２号公報）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜と
をイオン交換性接着剤で接着させる方法（特公昭３４−
３９６１号公報）、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜と
を微粉のイオン交換樹脂、陰または陽イオン交換樹脂と
熱可塑性物質とのペースト状混合物を塗布し圧着させる
方法（特公昭３５−１４５３１号公報）、陽イオン交換
膜の表面にビニルピリジンとエポキシ化合物とからなる
糊状物質を塗布し、これに放射線照射することによって
製造する方法（特公昭３８−１６６３３号公報）、陰イ
オン交換膜の表面にスルホン酸型高分子電解質とアリル
アミン類を付着させた後、電離性放射線を照射架橋させ
る方法（特公昭５１−４１１３号公報）、イオン交換膜
の表面に反対電荷を有するイオン交換樹脂の分散系と母
体重合体との混合物を沈着させる方法（特開昭５３−３
７１９０号公報）、ポリエチレンフィルムにスチレン、
ジビニルベンゼンを含浸重合したシート状物をステンレ
ス製の枠にはさみつけ、一方の側をスルホン化させた
後、シートを取り外して残りの部分にクロルメチル化、
次いでアミノ化処理する方法（米国特許３５６２１３９
号明細書）、また陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との
界面を無機化合物で処理し、両膜を接合する方法（特開
昭５９−４７２３５号公報）などである。

【００１４】また、本発明において使用される陽イオン
交換膜は、公知の陽イオン交換膜が何等制限されること
なく使用される。例えば、スルホン酸基、カルボン酸
基、ホスホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基
を有するもの、さらにこれらのイオン交換基の複数種類
が混在した陽イオン交換膜を使用できる。また、陽イオ
ン交換膜は重合型、縮合型、均一型、不均一型の別な
く、また、補強心材の有無や、炭化水素系のもの、フッ
素系のもの、材料・製造方法に由来する陽イオン交換膜
の種類、型式などの別なく如何なるものであってもよ
い。さらに、２Ｎ−食塩水溶液を５Ａ／ｄｍ²の電流密
度で電気透析した時の電流効率が７０％以上の実質的に
陽イオン交換膜として機能するものであれば、一般に両
性イオン交換膜と称されるものであっても本発明の陽イ
オン交換膜として使用できる。また、陽極室に接する陽
イオン交換膜は、フッ素系のものを使用することが好ま
しい。

【００１５】さらに、本発明に使用される陰イオン交換
膜としては、特に限定されず公知の陰イオン交換膜を用
いることが出来る。こうした陰イオン交換膜としては、
例えば、４級アンモニウム基、１級アミノ基、２級アミ
ノ基、３級アミノ基、さらにこれらのイオン交換基が複
数混在した陰イオン交換膜等が挙げられる。また、該陰
イオン交換膜は重合型、縮合型、均一型、不均一型の別
なく、また、補強心材の有無や、炭化水素系のもの、フ
ッ素系のもの、材料・製造方法に由来する陰イオン交換
膜の種類、型式などの別なく如何なるものであってもよ
い。さらに２Ｎ−食塩溶液を５Ａ／ｄｍ²の電流密度で
電気透析し、電流効率が７０％以上の実質的に陰イオン
交換膜として機能するものであれば、一般に両性イオン
交換膜と称されるものであっても本発明の陰イオン交換
膜として使用できる。

【００１６】なお、本発明において使用される陽極およ
び陰極は、水電解、食塩電解など電気化学工業で用いら
れる電極が、何等制限なく用いられる。例えば、陽極材
料としてはニッケル、鉄、鉛、白金または黒鉛等が、ま
た、陰極材料としてはニッケル、鉄、ステンレススチー
ルまたは白金等が好適に使用できる。ここで言う白金は
白金メッキも含む。また、上記陽極および陰極の隣には
各々隔膜を入れ、電極から発生するガスを塩室１３、酸
室１５そして塩基室１４にいれないことが望ましい。こ
の隔膜は、バイポーラ膜（Ｂ）、陽イオン交換膜
（Ｃ）、陰イオン交換膜（Ａ）が兼ねていても、また荷
電を帯びていないものを新たに挿入してもかまわない。

【００１７】陽極室に供給する陽極液の種類は、陽極材
料の種類に応じて適宜選択することができる。これらの
組合せとして好ましいものを例示すると、例えば、次の
とおりである。ニッケルまたは鉄−水酸化ナトリウム水
溶液、鉛−硫酸水溶液、白金−硫酸または硫酸ナトリウ
ム水溶液、黒鉛−食塩水溶液を挙げることができる。ま
た、陰極材料と陰極液の組合せとして好ましいものは以
下のようである。ニッケル、鉄、またはステンレススチ
ール−水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムまたは食塩水
溶液、白金−硫酸を挙げることができる。

【００１８】本発明において、電気透析に供する弱酸の
塩及び弱塩基の塩は、各々公知のものが何等制限なく使
用できる。ここで、この電気透析に供する塩が強酸や強
塩基の塩であった場合、該塩から変換される強酸や強塩
基は、解離定数が大きくその全てが解離しているため、
電気透析の遂行にともなって経時的に変化する導電率の
変化が小さかったり、この生成した強酸や強塩基のＨ⁺
やＯＨ^-が、上記塩を構成する陽イオンや陰イオンの酸
室や塩基室への移動と競合するようになり、電気透析の
効率が悪いものとなったりする。ここで、上記弱酸の塩
及び弱塩基の塩は、その導電率が３Ｎの時２０ｍＳ／ｃ
ｍ（２５℃換算値、以下導電率は全て２５℃換算値）以
上であり、このものから生成する弱酸及び弱塩基の導電
率が３Ｎの濃度で１５ｍＳ／ｃｍ以下、さらに１〜１２
ｍＳ／ｃｍであるものが好ましい。

【００１９】本発明において、好適に使用される弱酸の
塩を具体的に例示すれば、ギ酸塩、酢酸塩、シュウ酸
塩、トリクロロ酢酸塩、ジクロロ酢酸塩、モノクロロ酢
酸塩、チオグリコロール酸塩、マロン酸塩、プロピオン
酸塩、乳酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、コハク酸
塩、酒石酸塩、酪酸塩、フェノール酸塩、クエン酸塩、
ピクリン酸塩、ピコリン酸塩、安息香酸塩、サリチル酸
塩、フタル酸塩、亜硫酸塩、硫酸塩、クロム酸塩、チオ
硫酸塩等が挙げられる。一方、好適に使用される弱塩基
の塩を具体的に例示すれば、アンモニア塩、ヒドラジン
塩、ヒドロキシルアミン塩、エチルアミン塩、ジメチル
アミン塩、ジエチルアミン塩、トリエタノールアミン
塩、アニリン塩、ヘキサミン塩、ピリジン塩等が挙げら
れる。

【００２０】本発明の最大の特徴は、前記電気透析装置
を回分式で運転して、こうした弱酸の塩または弱塩基の
塩から対応する弱酸または弱塩基を製造するに際し、電
気透析中における塩室室液の導電率を経時的に測定し
て、この電気透析を該導電率の変化がなくなる時点の近
傍まで実施することにある。即ち、かかる電気透析で
は、塩室室液の導電率は、図３に示すとおり透析の当初
においては、供給した弱酸の塩または弱塩基の塩がほぼ
完全に解離しているため、高い導電率を有している。そ
して、透析が遂行されるに従って、塩室室液中には、解
離定数の小さい弱酸または弱塩基が生成し、その導電率
は次第に低下してくる。そうして、さらに透析が進み、
塩室室液中の弱酸の塩または弱塩基の塩が全て対応する
弱酸または弱塩基に変換されると、その導電率の低下は
終了し、該弱酸または弱塩基の解離度に応じた固有の値
で一定となってしまう。

【００２１】しかして、本発明は、図３に示すＡ点のよ
うなこの導電率の低下がおさまり、その変化がなくなる
時点の近傍まで透析を実施することにより、最良の収率
で最も効率的に透析を実施するものである。この導電率
の低下がおさまり安定する点は、生成する弱酸または弱
塩基の種類に応じてまちまちであるため、このような効
率的な電気透析の運転は、本発明の如く、塩室室液の導
電率を経時的に測定し、該導電率の変化がなくなる時を
もって、その透析の終える思想があって初めて達成され
るものである。なお、この導電率の変化がなくなる値
は、塩室室液中の若干のコンタミ物質、またはバイポー
ラ膜を介してリークした不純物等の影響で、上記弱酸ま
たは弱塩基の解離度のみから導かれる値よりも多少変動
するのが一般的である。

【００２２】ここで、導電率の変化がなくなる時点より
過度に手前で運転を終了した場合、得られる弱酸や弱塩
基の収率が十分でなくなる。一方、この時点より過度に
後ろで運転を終了した場合、この過度に超過して運転し
た分、エネルギーを浪費し効率的でない。本発明におい
て、上記導電率の変化がなくなる時点の近傍とは、通
常、塩室室液１Ｌに対して、０．０８ファラディ通電し
た時に通電前と通電後の導電率の差が０．５ｍＳ／ｃ
ｍ、さらに好ましくは０．３ｍＳ／ｃｍになった時点か
ら該導電率の差が実質的な測定限界に達し変化が認めら
れなくなるまでの範囲、及びこの導電率の変化がなくな
った時点から、上記導電率の差が０．５ｍＳ／ｃｍ等に
なってから変化がなくなるまでに要した時間と同時間だ
け時間が超過するまでの範囲から採択されるのが一般的
である。このうち、特にエネルギー効率の面から、上記
導電率の差が０．５ｍＳ／ｃｍになってからその変化が
なくなるまでの間であるのが好適である。

【００２３】本発明において、この塩室室液の導電率の
測定は、塩室からサンプリングされた室液の導電率を電
導度計により測定することにより行えば良い。通常、本
発明の電気透析は、図４に示されるように塩室の室液
を、一部排出させて、一定の線速度で循環供給させるの
が好適であるため、上記導電率の測定は、この循環供給
される塩室室液循環ライン２２の任意箇所に導電率計２
４を設置し、それにより測定するのが好ましい。

【００２４】なお、本発明においてこうした導電率の変
化の測定は、必ずしも上記の如く塩室室液の導電率を直
接測定しなくても、かかる導電率の変化が原因で変化す
る他の物性値を測定して、かかる他の物性値の変化によ
り間接的に測定しても良い。こうした他の物性値として
は、例えば膜１対（バイポーラ膜と陽イオン交換膜、ま
たはバイポーラ膜と陰イオン交換膜）間の電圧（以下セ
ル電圧とも呼ぶ）の変化がある。このセル電圧の変化
は、具体的には、膜１対もしくは数対毎に装置に白金線
や金線のような貴金属線を挿入して膜１対当たりの電圧
を測り、その上昇の経時的な変化を観察する。この場
合、セル電圧は、透析の遂行にともなって上昇し、やが
て定点に達するが、本発明では、このセル電圧が定点に
達し変化がなくなる時点の近傍で、透析の運転を終了す
れば良い。ここで、好適なる透析の終了時点は、前記導
電率の測定の場合と同様に、塩室室液１Ｌに対して、
０．０８ファラディ通電した時に、通電前と通電後のセ
ル電圧の差が０．２Ｖ、さらに好ましくは０．１５Ｖに
達した時点から該セル電圧の差に変化が認められなくな
るまでの範囲、及びこのセル電圧の変化がなくなった時
点から、上記セル電圧の差が０．２Ｖに達してから変化
がなくなるまでに要した時間と同時間だけ時間が超過す
るまでの範囲から採択されるのが一般的である。

【００２５】本発明において、以上の電気透析の運転
は、公知の電気透析の運転条件が何等制限なく採用でき
る。一般には、温度は１０〜４０℃、電流密度は５〜２
０Ａ／ｄｍ²で運転するのが好適である。また、塩室に
供給する前記塩の濃度は、濃度が高いほど導電率が高く
なり液抵抗が下がるため、低い電力で運転することがで
きる。一般には０．１Ｎ以上が必要であり、０．２Ｎか
ら該塩の溶解度までの濃度が好適である。

【００２６】

【発明の効果】本発明の電気透析方法によれば、塩室に
供給された弱酸の塩、または弱塩基の塩の種類に関係な
く、低電力にて最も良好な収率で、無駄なエネルギーを
ロスすることもなく、対応する弱酸または弱塩基に変換
可能である。

【００２７】本発明の方法は、発酵液等の処理に特に有
効である。この方法を用いれば、コモディティケミカル
として有望な弱酸または弱塩基を、副生成物なしで、低
コストで生産することができる。特に生分解ポリマーの
原料として、注目を浴びている乳酸、コハク酸等を、そ
の塩が含有される発酵液から製造する場合において、非
常に有効な手段である。

【００２８】

【実施例】本発明を更に具体的に説明するために下記に
実施例及び比較例を掲げて説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

【００２９】実施例１ 図１に示すように、白金製の１対の陰陽極間に、陽イオ
ン交換膜としてネオセプタＣＬ−２５Ｔ１１枚とバイポ
ーラ膜ネオセプタＢＰ−１ １０枚（イオン交換膜の有
効膜面積はいずれも２ｄｍ²、総膜面積はそれぞれ２
２、２０ｄｍ²）とが交互に配置され、塩室１３と塩基
室１４が形成されたフィルタープレス型電気透析装置を
使用した。

【００３０】電気透析装置の塩室１３に、３．０Ｎ乳酸
ナトリウム水溶液５．０Ｌを６ｃｍ／秒の線速度で、塩
基室１４は１．０Ｎ水酸化ナトリウム水溶液５Ｌを５ｃ
ｍ／秒の線速度で、また電極室は１．０Ｎ水酸化ナトリ
ウム５Ｌを１０ｃｍ／秒の線速度で供給、循環し、２０
Ａで通電した。通電前の３Ｎ乳酸ナトリウムの導電率は
５０ｍＳ／ｃｍ（２５℃換算値、以下実施例に於いても
導電率は全て２５℃換算値）であった。通電中は常時導
電率をモニターしておき、０．４ファラディ（時間にし
て１９３秒）の間に０．４ｍＳ／ｃｍしか変化しなかっ
たら通電が自動的に止まるように設定した。通電開始１
５０分後導電率は５．７ｍＳ／ｃｍであった。その１９
３秒後導電率が５．３ｍＳ／ｃｍであったので、通電が
終了した。塩室濃度を測定したところ乳酸として３．０
５Ｎ、乳酸ナトリウムとして０．０１１Ｎであった。液
量は４．９Ｌであったため、９９．６０％が変換され
た。平均電圧は２５Ｖであったので電力原単位は９４９
ＷＨ／ｋｇ乳酸であった。

【００３１】比較例１ 実施例１において、導電率の差が１．２ｍＳ／ｃｍしか
変化しなかった時、運転を停止するように設定した以外
は実施例１と同様の条件で通電した。１２０分後９．２
ｍＳ／ｃｍになり、その１９３秒後８．０ｍＳ／ｃｍに
なったので運転を自動停止した。実施例１と同様に変換
率を設定したところ８９．５％であった。電力原単位は
８２７ＷＨ／ｋｇ乳酸であった。

【００３２】比較例２ 実施例１において、導電率の差が測定限界である０．１
ｍＳ／ｃｍをきってから２０分経過した後、運転を停止
するように設定した以外は実施例１と同様の条件で通電
した。この電気透析を実施後、実施例１と同様に変換率
を設定したところ９９．６３％であった。電力原単位は
１４９０ＷＨ／ｋｇ乳酸であった。

【００３３】実施例２ 実施例１において、塩室１３に１Ｎ酪酸ナトリウムに変
更し、且つ導電率の差が０．２ｍＳ／ｃｍしか変化しな
かった時、運転を停止するように設定した以外は、実施
例１と全く同様の条件で通電した。塩室の導電率は通電
前に７０ｍＳ／ｃｍであった。５１分後導電率は１．３
ｍＳ／ｃｍで、その１９３秒後１．１ｍＳ／ｃｍであっ
たため通電が終了した。塩室濃度を測定したところ、酪
酸として０．９９Ｎ、酪酸ナトリウムとして０．０１６
Ｎであった。液量は４．９７Ｌであったため、変換率は
９８．４％であった。平均電圧は２３Ｖであったので電
力原単位は８７６ＷＨ／ｋｇ酪酸であった。

【００３４】実施例３ 実施例１において、塩室１３に１．８８Ｎギ酸ナトリウ
ムに変更し、且つ導電率の差が０．２ｍＳ／ｃｍしか変
化しなかった時、運転を停止するように設定した以外
は、実施例１と全く同様の条件で通電した。塩室の導電
率は通電前に１５０ｍＳ／ｃｍであった。９５分後導電
率は８．５ｍＳ／ｃｍで、その１９３秒後８．３ｍＳ／
ｃｍであったため通電が終了した。塩室濃度を測定した
ところ、ギ酸として１．９Ｎ、ギ酸ナトリウムとして
０．０１４Ｎであった。液量は４．９１Ｌであったた
め、変換率は９９．２％であった。平均電圧は２４Ｖで
あったので電力原単位は１７４８ＷＨ／ｋｇギ酸であっ
た。

【００３５】実施例４ 実施例１において、乳酸ナトリウムの濃度を０．５Ｎに
変更し、且つ導電率の差が０．２ｍＳ／ｃｍしか変化し
なかった時、運転を停止するように設定した以外はする
以外は、実施例１と全く同様の条件で通電した。導電率
は通電前に３０ｍＳ／ｃｍであった。２２分後導電率は
５．４ｍＳ／ｃｍで、その１９３秒後５．２ｍＳ／ｃｍ
であったため通電が終了した。塩室濃度を測定したとこ
ろ、乳酸として０．５０Ｎ、乳酸ナトリウムとして０．
００５Ｎであった。液量は４．９５Ｌであったため、変
換率は９９．０％であった。平均電圧は２５Ｖであった
ので電力原単位は９４２ＷＨ／ｋｇ乳酸であった。

【００３６】実施例５ 実施例１において、塩液と電極液の種類を乳酸アンモニ
ウムに変更する以外は、実施例１と同様の条件で通電し
た。導電率は通電前に９５ｍＳ／ｃｍであった。１４７
分後塩室導電率は５．８ｍＳ／ｃｍになり、その１９３
秒後５．４ｍＳ／ｃｍであったため通電が止まった。塩
室濃度を測定したところ、乳酸として３．０７Ｎ、乳酸
ナトリウムとして０．０３２Ｎであった。液量は４．８
５Ｌであったため、変換率は９９．３％であった。平均
電圧は２５Ｖであったので電力原単位は９３３ＷＨ／ｋ
ｇ乳酸であった。

【００３７】実施例６ 塩液をグルタミン酸モノナトリウムに変更する以外は、
実施例１と同様の条件で通電した。導電率は通電前に８
０ｍＳ／ｃｍであった。１６０分後導電率は６．２ｍＳ
／ｃｍで、その１９３秒後５．８ｍＳ／ｃｍであったた
め通電が止まった。濃度を測定したところ、グルタミン
酸として３．０５Ｎ、グルタミン酸モノナトリウムとし
て０．０２３Ｎであった。液量は４．８８Ｌであったた
め、変換率は９９．２％であった。平均電圧は２８Ｖで
あったので電力原単位は６９６ＷＨ／ｋｇグルタミン酸
であった。

【００３８】実施例７ 図２に示すように、白金製１対の陰陽極間に、陰イオン
交換膜ネオセプタＡＭＨ１１枚とバイポーラ膜ネオセプ
タＢＰ−１ １０枚（イオン交換膜の有効膜面積はいず
れも２ｄｍ²、総膜面積はそれぞれ２２、２０ｄｍ²）と
が交互に配置され、塩室１３と酸室１５が形成されたフ
ィルタープレス型電気透析装置を使用した。

【００３９】電気透析装置の塩室１３に、３．０Ｎ硫酸
アンモニウム水溶液５．０Ｌを６ｃｍ／秒の線速度で、
酸室１５は１．０Ｎ硫酸水溶液５Ｌを５ｃｍ／秒の線速
度で、また電極室は１．０Ｎ硫酸ナトリウム５Ｌを１０
ｃｍ／秒の線速度で供給、循環し、２０Ａで通電した。
通電前のセル電圧は１．７Ｖであった。通電中は常時セ
ル電圧をモニターしておき、０．４ファラディ（時間に
して１９３秒）の間に０．１５Ｖ変化するようになった
ら通電を止めるように設定しておいた。１５０分後セル
電圧は３．５Ｖであり、その１９３秒後セル電圧が３．
６５Ｖに達したため、通電が終了した。塩室濃度を測定
したところ、アンモニアとして３．０５Ｎ、硫酸アンモ
ニウムとして０．０１１Ｎであった。液量は４．９Ｌで
あったため、変換率は９９．６％であった。平均電圧は
２５Ｖであったので電力原単位は４９７９ＷＨ／ｋｇア
ンモニアであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明で使用するバイポーラ膜と陽イオ
ン交換膜を用いた、電気透析装置の代表的模式図であ
る。

【図２】図２は本発明で使用するバイポーラ膜と陰イオ
ン交換膜を用いた、電気透析装置の代表的模式図であ
る。

【図３】図３は、電気透析中における導電率の変化を示
す図である。

【図４】図４は、本発明の電気透析方法の具体的運転の
態様を示す図である。

【符号の説明】

Ａ 陰イオン交換膜 Ｂ バイポーラ膜 Ｃ 陽イオン交換膜 Ｄ 陰イオン交換膜または陽イオン交換膜 １１ 陽極 １２ 陰極 １３ 電気透析装置塩室 １４ 電気透析装置塩基室 １５ 電気透析装置酸室 １６ 電気透析装置電極液室 ２１ 塩室室液タンク ２２ 塩室室液循環ライン ２３ 電気透析装置 ２４ 導電率計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極と陰極の間に、陽イオン交換膜または
   陰イオン交換膜とバイポーラ膜を順に配列させて、塩基
   室と塩室、または酸室と塩室を形成させ、塩室に弱酸の
   塩、または弱塩基の塩を供給して電気透析を行い、該塩
   室に弱酸または弱塩基を生成させる電気透析方法におい
   て、該電気透析を回分式で運転し、且つこの電気透析中
   の塩室室液の導電率を経時的に測定し、該導電率の変化
   がなくなった時点の近傍で、生成した弱酸または弱塩基
   を取得することを特徴とする電気透析方法。