JPH09202883A - 植物性有機酸の製造方法 - Google Patents

植物性有機酸の製造方法

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JPH09202883A
JPH09202883A JP8032753A JP3275396A JPH09202883A JP H09202883 A JPH09202883 A JP H09202883A JP 8032753 A JP8032753 A JP 8032753A JP 3275396 A JP3275396 A JP 3275396A JP H09202883 A JPH09202883 A JP H09202883A
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JP
Japan
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water
organic acid
chamber
plant material
soluble nitrogen
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JP8032753A
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Umeo Saho
梅雄 佐保
Hiroshi Ko
博 高
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無害で有用な機能を有する可溶性無窒素物と
しての高濃度な植物性有機酸を、簡便な方法で効率よく
得ることを目的とする。 【構成】 もみ殻やテルペン成分を有する杉、檜などの
可溶性無窒素物を含む植物材、該植物材を低酸素状態で
不完全燃焼さす燻蒸室、該燻蒸室には前記植物材を点火
するための手段と、低酸素の状態を前記燻蒸室内一様に
実現さす手段とを設け、前記燻蒸室より発生する未燃気
体(煙)が導かれる注水状態の生成室、該生成室内の水
を循環させ前記未燃気体(煙)に噴霧し、前記可溶性無
窒素物を前記生成室の水中に凝縮、溶解させる構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、もみ殻などの可溶性無
窒素物を含む植物材より、簡便な方法で効率よく高濃度
な植物性有機酸を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】有機酸は動植物組織中に含有する天然有
機酸と化学工業薬品原料としての合成有機酸とに大きく
分類され、前者は一塩基酸である脂肪酸と多塩基酸であ
る植物酸に大別されるが、植物体よりの有機酸の抽出
は、試料をできるだけ細片とし、温湯、HCl、80%
EtOHなどを用いて浸出させている。更に、浸出液は
遠心分離、濾過などにより透明にするが、有機溶媒を用
いて浸出させた場合は溶媒を除去して水溶液にする。微
生物培養液の場合は菌体を遠心分離、濾過などの操作に
より除去し透明な液とする。また、CaCO3 を加えて
培養した場合は有機酸が不溶のカルシウム塩として沈殿
してくることがあるから、これを菌体とともに分離し、
のちHClに溶解して菌体と分離する。たんぱく質を多
く含むものは、5%リンタングステン酸、アルコ−ルな
どを添加してたんぱく質を除去している。また、有機酸
の分離は一般には、(1)水蒸気蒸留による揮発酸の分
離(蒸留曲線法、Duclaux法)、(2)エ−テル
抽出法(硫酸またはリン酸酸性となしエ−テルで連続抽
出をも行う)、(3)塩にしてその溶解度差を利用する
方法が知られているが、通常(1)〜(3)を組み合わ
せて行っている。
【0003】ところで、可溶性無窒素物を含む植物材で
あるもみ殻は、その約20%が澱粉であるが、成分とし
て粗たんぱく質(1〜3%)、粗脂肪(1%)、粗繊維
(40%)、灰分(16〜20%、その内90〜95%
は珪酸)、そして可溶性無窒素物(30%)から成り、
良質の植物性有機酸を含んでいる。
【0004】このもみ殻より高濃度な有機酸を抽出する
には、予め粗粉砕したもみ殻にアンモニア水を重量比で
5%添加し、45℃で3〜5日間反応させる方法や、高
圧反応器で無水アンモニアを重量比で10%加え、17
5℃、17気圧の条件下で30分間反応させる方法、ま
た希アルカリを加えて加水分解等の化学処理による方法
がある。また、微生物処理による方法も研究されている
が、これらは何れも複雑でかつ手間のかかる方法であっ
た。
【0005】また、比較的簡便な方法としては、もみ殻
を燃焼させた際に発生する煙を凝縮させ、有機酸を得る
方法があるが、この場合はもみ殻の燃焼具合によって有
機酸の量が大幅に変動するのみならず、煙を凝縮するの
に熱交換器等が必要になるなど、簡便かつ効率よく高濃
度な有機酸を取出すのが難しかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためになされたもので、もみ殻などの可溶性
無窒素物を含む植物材より、非常に簡便な方法で効率よ
く高濃度な有機酸を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の植物性有機酸の製造方法は、もみ殻やテルペン成分を
有する杉、檜などの可溶性無窒素物を含む植物材、該植
物材を低酸素状態で不完全燃焼さす燻蒸室、該燻蒸室に
は前記植物材を点火するための手段と、低酸素の状態を
前記燻蒸室内一様に実現さす手段とを設け、前記燻蒸室
より発生する未燃気体が導かれる注水状態の生成室、該
生成室内の水を循環させ前記未燃気体に噴霧し、前記可
溶性無窒素物を前記生成室の水中に凝縮、溶解させる。
【0008】
【作用】本発明によると、もみ殻などの植物材を燻蒸室
内で一様に低酸素状態で不完全燃焼さすことができ、ま
た生成室内の水を循環させて未燃気体に噴霧するだけで
よいので、可溶性無窒素物としての高濃度な有機酸が極
めて簡便な方法で効率よく得られるという作用を有す
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明に関する一実施例を図1、図2
および図3に基づいて説明する。
【0010】図1は本発明の有機酸製造機の外観図であ
る。1は燻蒸タンクで、下部に燻炭容器2が設けられて
いる。3は燻蒸タンク1の投入蓋で、もみ殻等の植物材
は投入蓋3を開けて燻蒸タンク1内に投入する。4は排
煙管で、有機酸生成タンク5に、注水管6とともに配管
してある。7は煙突、15は有機酸取出タンクである。
【0011】図2は燻蒸タンク1の断面図である。もみ
殻などの植物材12は燻蒸室1’に投入蓋3を開けて上
から投入する。8は山型放熱板で放熱板支持体11によ
り固定してある。9は通気口、10は点火器で山型放熱
板8によって形成される放熱空間1”に設けてある。
2、4は図1の符号と同じものでそれぞれ燻炭容器及び
排煙管である。
【0012】次に、燻蒸タンク1内での植物材12の燃
焼について説明する。もみ殻などの植物材12は山型放
熱板8の上に積まれ電気ヒ−タ−などの点火器10によ
って点火される。また山型放熱板8には植物材12が燻
炭容器2に自然落下しない程度の穴が無数にあけてある
が、山型放熱板8の形状は、例えば燻蒸タンク1が円筒
状(ドラム管状)であれば、円錐状のものとすればよい
(空気の対流空間を形成する)。植物材の燃焼には空気
(酸素)が必要であるが、そのための通気口9を燻蒸タ
ンク1内の放熱空間1”の壁板に複数個設ける。ここ
で、有機酸を効果的に製造するには植物材12を不完全
燃焼さす必要があるので、通気口9よりの空気量を調節
可能にしておく。
【0013】しかし、空気量を調節しても何らかの理由
で植物材12が完全燃焼する場合がある。このような時
は植物材12の燃え残りが燻炭とならず、灰となって山
型放熱板8に開けてある穴より落下し通気口9をふさぎ
空気量を絞る結果、低酸素の状態となり不完全燃焼が実
現される。また植物材12を一様に燻蒸さすために燻蒸
室1’内に攪拌装置(図示しない)を設ければ一層よ
い。この時の未燃気体(煙)は排煙管4を通って次に述
べる有機酸生成部に導かれる。
【0014】図3は有機酸生成部の詳細図である。13
は生成室、15は有機酸取出タンクであり、上述した未
燃気体(煙)は有機物含有気体(煙)20であり、排煙
管4を経て有機酸生成タンク5に入る。有機酸生成タン
ク5には生成室13があり、中には液体(水)14が必
要量満たしてある。液体(水)14は有機酸取出タンク
15に流入し、その後ポンプ16によって水圧が高めら
れ注水管6を通って有機物含有気体(煙)20に噴霧さ
れる。その結果可溶性有機物が液滴によって凝縮し、液
体(水)14に溶け有機酸が生成される。この液体
(水)14を必要時間循環さすことにより有機酸の濃度
を高めることができる。21は清浄気体(煙)であり煙
突7を通って外部に放出される。
【0015】いま、植物材としてもみ殻を用いた場合、
このような製造方法により生成された主要な有機酸とそ
の含有量は表1のようである。
【0016】
【表1】
【0017】次に、表1で示した有機酸の特徴について
述べる。
【0018】(1)酢酸(Acetic acid) CH3COOH 動植物界に広範囲に遊離の状態で存在
し、植物界においてエステルや塩としても見い出される
ことが多い、カノコソウ、クチナシ、ソケイなどにその
エステル状態で精油の一成分として含まれている。酢酸
菌によるアルコ−ルの発酵、あいは木材の乾留によって
得られていたが、現在ではアセトアルデヒド(エチレン
のHechst Wacker法などにより得られる)
の空気酸化によって合成される。脂肪酸中もっとも重要
な工業原料として量産されその用途は合成繊維、合成樹
脂溶剤、食用など広範多岐にわたっている。また、重要
な生物代謝物質でプリン核形成、脂肪酸、ステロイド類
の生合成、CO2 の固定などにおける意義も知られてい
る。性状は無色の激しい刺激臭と酸味を持つ液体で、純
粋な酢酸は16.6℃で氷に似た葉状結晶塊となるので
氷酢酸の名がある。分子氷点降下39、分子沸点上昇2
9.9、水およびアルコ−ル、エ−テル、CCl4 、グ
リセリンなどの有機溶剤に可溶、CS2 には不溶、弱酸
(pKa4.76(25℃))ではほとんどの金属と塩を
つくる。水との混合液は一般に腐食性が高い。純酢酸は
電気の不良導体であるが、少量のH2SO4 の添加によ
って良導体となり、CO、CO2 、O2 に分解される。
【0019】(2)プロピオン酸(Propionic
acid) CH3CH2COOH 牛乳、チ−ズなどに少量見出さ
れ、プロピオン酸菌の炭水化物の発酵により得られる。
また工業的にPrOHの酸化、臭化エチルマグネシウム
とCO2 との反応で得られる。性状は無色刺激臭の液
体、水と任意の割合に混和しアルコ−ル、エ−テル、C
HCl3 に可溶、多くの塩は水に可溶。
【0020】(3)メタノ−ル(Methanol) CH3OH もっぱらH2 とCOまたはCO2 から合
成するか、あるいは炭化水素を酸化して製造、精油、酒
類中に遊離して存在するが、エステルまたはエ−テルと
して広く自然界に分布する。試薬純度試験は比重、留
分、水溶状、水分〔%〕、不揮発物〔%〕、遊離酸(H
OAc)〔%〕、遊離アルカリ(NH3 )〔%〕、過マ
ンガン酸還元性物質、アセトンおよびアルデヒド(Et
2O)〔%〕、EtOH、硫酸着色物質の含量(比重に
よる)〔vol%〕などを調べる。反応は次のようにな
る。
【0021】
【化1】 市販品に含まれる不純物としては、アセトン、ホルムア
ルデヒド、アセトアルデヒド、ジメチルエ−テル、メチ
ラ−ル、ギ酸メチル、酢酸メチル、EtOH、水などが
ある。性状は無色透明、揮発性の液体で特有の香気があ
り、水、EtOH、Et2OおよびCHCl3 と任意の
比で混和する。飲むと酔うが、有毒で通常8〜20gで
失明し30〜50gで死亡する。MeOHは共沸混合物
をつくる場合が少ないため、蒸留によって高純度品が得
られる。蒸留によって除去できない0.01%以下の水
分は、Mgを使用して除去する。
【0022】(4)フルフラ−ル(Furfural) ある種の精油やフ−ゼル油などの中に含まれる。工業的
には、エン麦のもみ殻や麦わらなどを、加圧下に水蒸気
と処理したり、dil H2SO4 またはHClと処理
して得られる。性状は特有の香気を有する無色の液体、
放置すると(とくに光と酸素のある場合)黄〜黄褐色に
変わる。水蒸気蒸留が可能。水に可溶、EtOHまたは
エ−テルと任意の割合で混和する。
【0023】(5)アセトン(Acetone) CH3COCH3 近年まで、炭水化物を原料とする発
酵法によりBuOHと併産されてきたが、iso−Pr
OH(IPA)の脱水による合成法が確立されて以来、
石油化学方式への転換が急激に進み、現在、工業的には
すべてIPA法、キュメン法、プロピレンを直接酸化す
るヘキスト・ワッカ−法などの石油化学方式で製造され
ている。工業製品としてのアセトンの品質はJISによ
り規定されているが、市販アセトンはほとんど化学的に
純粋であって、KMnO4 溶液を数時間退色させず、ま
たほとんど腐食性も示さない。そのおもな不純物は、通
例、0.2〜0.3%の水分である。アセトンは非常に引
火しやすく、その爆発上限は12.6%、下限は2.7
%。性状は揮発性無色の液体、エ−テル臭を有する。
水、アルコ−ル、エ−テルその他多くの有機溶媒に可
溶。
【0024】(6)グアヤコ−ル(Guaiacol) C64(OH)(OCH3) o−アニシジンのジアゾ
分解またはカテコ−ルのメチル化によって得られる。医
薬品、香料の原料。性状は無色または微黄色の結晶ある
いは液体、特有の芳香および甘味を有し、光を強く屈折
させる。
【0025】(7)シクロペンテン(Cyclopen
tene) 石油の蒸留またはベンゼンに水素添加して得られる。活
性炭を吸着剤とする液相クロマトにより精製できる。性
状は石油臭を有する液体、concH2SO4 処理で黄
色。
【0026】(8)フリフリルアルコ−ル(Furfu
ryl alcohol) 農産廃棄物に含まれるペントザンを水蒸気分解して製造
するフルフラ−ルの接触還元でつくられる。無色または
淡黄色の液体である。
【0027】以上は可溶性無窒素物を含む植物材がもみ
殻の場合であるが、杉、檜などの針葉樹材には芳香効果
を有するテルペン成分が含まれており、その製造にも本
発明が適用できる。
【0028】
【本発明の効果】本発明によれば、有用な機能を有する
可溶性無窒素物としての植物性有機酸が、簡便な方法で
効率よくかつ高濃度な有機酸として得ることができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】有機酸製造機の外観図である。
【図2】燻蒸タンクの断面図である。
【図3】有機酸生成部の詳細図である。
【符号の説明】
1 燻蒸タンク 2 燻炭容器 3 投入蓋 4 排煙管 5 有機酸生成タンク 6 注水管 7 煙突 8 山型放熱板 9 通気口 10 点火器 11 放熱板支持体 12 植物材 13 生成室 14 液体(水) 15 有機酸取出タンク 16 ポンプ 20 有機物含有気体(煙) 21 清浄気体(煙)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可溶性無窒素物を含む植物材、該植物材
    を低酸素状態で不完全燃焼さす燻蒸室、該燻蒸室には前
    記植物材を点火するための手段と、低酸素の状態を前記
    燻蒸室内一様に実現さす手段とを設け、前記燻蒸室より
    発生する未燃気体が導かれる注水状態の生成室、該生成
    室内の水を循環させ前記未燃気体に噴霧し、前記可溶性
    無窒素物を前記生成室の水中に凝縮、溶解させることを
    特徴とする植物性有機酸の製造方法。
  2. 【請求項2】 可溶性無窒素物を含む植物材が、もみ殻
    であることを特徴とする請求項1記載の植物性有機酸の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 可溶性無窒素物を含む植物材が、テルペ
    ン成分を含むものであることを特徴とする請求項1記載
    の植物性有機酸の製造方法。
JP8032753A 1996-01-27 1996-01-27 植物性有機酸の製造方法 Pending JPH09202883A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002036710A1 (fr) * 2000-10-27 2002-05-10 Yoshinobu Nitta Four a carbonisation facilitee

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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