JPS59141528A - エタノ−ル水溶液の濃縮法 - Google Patents
エタノ−ル水溶液の濃縮法Info
- Publication number
- JPS59141528A JPS59141528A JP58014499A JP1449983A JPS59141528A JP S59141528 A JPS59141528 A JP S59141528A JP 58014499 A JP58014499 A JP 58014499A JP 1449983 A JP1449983 A JP 1449983A JP S59141528 A JPS59141528 A JP S59141528A
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- JP
- Japan
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- ethanol
- aqueous solution
- carbon dioxide
- phase
- liquid phase
- 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.)
- Pending
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエタノール水溶液の濃縮方法に関する。
さらに詳しくは超臨界状態または擬臨界状態（温度も圧
力も臨界点以下ではあるが臨界点に近い状態）にある高
圧の炭酸ガスを用いて低濃度のエタノール水溶液の系か
ら抽出により高濃度のエタノール水溶液を得る方法に関
する。
力も臨界点以下ではあるが臨界点に近い状態）にある高
圧の炭酸ガスを用いて低濃度のエタノール水溶液の系か
ら抽出により高濃度のエタノール水溶液を得る方法に関
する。
石油シフツク後逼迫する石油資源に代って甜菜等の炭水
化物を原料とする発酵アルコールが、燃料或は化学合成
工業の出発原料として注目されている。しかしながら発
酵法で得られるエタノール水溶液の濃度は低いため（一
般には１０〜２０重量％）上記の工業的用途に利用する
ためには分離、濃縮等により濃度を高める乙とが必要に
なる。従来、発酵法で得られたエタノール水の濃縮法と
しては蒸留法が主に用いられているが水の蒸発潜熱が大
きいこともあり、蒸留法は熱経済的に不利であり、これ
に代る省エネルギー型の濃縮法の開発が望まれている。
化物を原料とする発酵アルコールが、燃料或は化学合成
工業の出発原料として注目されている。しかしながら発
酵法で得られるエタノール水溶液の濃度は低いため（一
般には１０〜２０重量％）上記の工業的用途に利用する
ためには分離、濃縮等により濃度を高める乙とが必要に
なる。従来、発酵法で得られたエタノール水の濃縮法と
しては蒸留法が主に用いられているが水の蒸発潜熱が大
きいこともあり、蒸留法は熱経済的に不利であり、これ
に代る省エネルギー型の濃縮法の開発が望まれている。
従来有機溶媒或いは超臨界状態の物質を用いて液々抽出
により目的成分を分離する方法は公知である。しかしな
がら有機溶媒を用いる液体抽出方法では抽出後に抽質と
抽剤である有機溶媒の分離には蒸留操作が必要であり、
この蒸留操作には相当の良質の熱量が必要であるという
不利がある。又超μ界状態の物質を用いて液−液の二相
平衡下で抽出する場合には抽剤中の目的物質の濃度が平
衡時にそれ程高くならず高度に濃縮するためには多段の
操作が必要であるという問題がある。
により目的成分を分離する方法は公知である。しかしな
がら有機溶媒を用いる液体抽出方法では抽出後に抽質と
抽剤である有機溶媒の分離には蒸留操作が必要であり、
この蒸留操作には相当の良質の熱量が必要であるという
不利がある。又超μ界状態の物質を用いて液−液の二相
平衡下で抽出する場合には抽剤中の目的物質の濃度が平
衡時にそれ程高くならず高度に濃縮するためには多段の
操作が必要であるという問題がある。
本発明は以上の従来の抽出法の欠点の解消を目的として
、従来の抽出法にはない効果を有する方法を提供するも
のである。
、従来の抽出法にはない効果を有する方法を提供するも
のである。
ずなオ）ちエタノール水溶液系に超臨界体態または擬臨
界状態にある炭酸ガスを抽剤として接触せしめ、系とし
て気相−軽液一重液の三相が平衡して存在するような温
度、圧力条件とすれば１段の抽出て相当の濃度濃縮がで
きることが分った。ここで気相は主だ炭酸ガスよりなり
、軽液相は炭酸ガスが主成分であるがエタノール濃度の
高い水溶液相てあり、重液相はエタノール濃度の低い水
溶液相である。抽剤として超臨界状態または擬臨界状態
にある炭酸ガスを用いた場合は、炭酸ガスは人体に無害
であり且つ不燃性であり取扱いが容易であること、臨界
温度が３１℃と室温に近いのて低１品下での操作が可能
であること、目的物質と炭酸ガスとの分離は単に減圧す
るだけでよく蒸留操作は不要である等の利点を有してい
る。また、液々抽出法にくらべ、本法は気相が存在して
いるため圧力変動に対し緩衝性があり従って圧力調整が
容易に行えるという長所も併せ有している。
界状態にある炭酸ガスを抽剤として接触せしめ、系とし
て気相−軽液一重液の三相が平衡して存在するような温
度、圧力条件とすれば１段の抽出て相当の濃度濃縮がで
きることが分った。ここで気相は主だ炭酸ガスよりなり
、軽液相は炭酸ガスが主成分であるがエタノール濃度の
高い水溶液相てあり、重液相はエタノール濃度の低い水
溶液相である。抽剤として超臨界状態または擬臨界状態
にある炭酸ガスを用いた場合は、炭酸ガスは人体に無害
であり且つ不燃性であり取扱いが容易であること、臨界
温度が３１℃と室温に近いのて低１品下での操作が可能
であること、目的物質と炭酸ガスとの分離は単に減圧す
るだけでよく蒸留操作は不要である等の利点を有してい
る。また、液々抽出法にくらべ、本法は気相が存在して
いるため圧力変動に対し緩衝性があり従って圧力調整が
容易に行えるという長所も併せ有している。
要するに本発明によれば、発酵法等で得られろ低濃度の
エタノール水を従来の濃縮法に比し熱経済的に有利で且
つ１段の抽出のみて相当高度に濃縮する乙とができる。
エタノール水を従来の濃縮法に比し熱経済的に有利で且
つ１段の抽出のみて相当高度に濃縮する乙とができる。
以下実施例を示す図面に基づき具体的に説明する。
第１図は本発明の気、液相の変化と各成分の関係を示す
ブロックダイアダラムであり、第２図は本発明を適用し
た装置の系統図である。
ブロックダイアダラムであり、第２図は本発明を適用し
た装置の系統図である。
図においてまず低濃度のエタノール水溶液を耐圧性の抽
出槽１にフィードポンプ２で供給する。次いで圧縮機３
てリサイクルして使用する炭酸ガスを昇圧して抽出槽１
に導入し系内の圧力をあげ臨界圧以上またはその近くの
高圧にする。低圧時には気相（炭酸ガス）と液相（水土
エタノール）の二相で存在しているが、炭酸ガスは高圧
になるとともに液相に溶解してゆき、臨界点近傍の複雑
な相挙動により各成分の非理想性（理想性とは各成分を
混合した場合、溶解熱等を発生せずに完全に溶解するこ
とをいう）を大きくし、液相に液−液の相分離を生じさ
せ、気相−軽液相一重液相の三つの相が出現するように
なり、乙の量水、エタノール、炭酸ガスの各成分はそれ
ぞれの熱力学的な親和性のちがいによりそれぞれの相に
、偏在するようになる。超臨界状態または擬臨界状態の
炭酸ガスの役割は、水−エタノール溶液内に溶解するこ
とにより、常温常圧では均一相である水−エタノール溶
液系を熱力学的に不安定な状態にして相分離を生しさ４
、水とエタノールをそれぞれ偏在させることにある。
出槽１にフィードポンプ２で供給する。次いで圧縮機３
てリサイクルして使用する炭酸ガスを昇圧して抽出槽１
に導入し系内の圧力をあげ臨界圧以上またはその近くの
高圧にする。低圧時には気相（炭酸ガス）と液相（水土
エタノール）の二相で存在しているが、炭酸ガスは高圧
になるとともに液相に溶解してゆき、臨界点近傍の複雑
な相挙動により各成分の非理想性（理想性とは各成分を
混合した場合、溶解熱等を発生せずに完全に溶解するこ
とをいう）を大きくし、液相に液−液の相分離を生じさ
せ、気相−軽液相一重液相の三つの相が出現するように
なり、乙の量水、エタノール、炭酸ガスの各成分はそれ
ぞれの熱力学的な親和性のちがいによりそれぞれの相に
、偏在するようになる。超臨界状態または擬臨界状態の
炭酸ガスの役割は、水−エタノール溶液内に溶解するこ
とにより、常温常圧では均一相である水−エタノール溶
液系を熱力学的に不安定な状態にして相分離を生しさ４
、水とエタノールをそれぞれ偏在させることにある。
この際、炭酸ガスが溶液に溶解し相分離が生じ、熱力学
的平衡に達するよう、充分に抽出槽内の三相を混合、攪
打する。次いで抽出槽の各相からそれぞれ別個にフラッ
シュタンク４１〜イ゛に抜き出し減圧することにより炭
酸ガスとエタノール水溶液に分離する。気相、軽液相の
エタノール水溶液は異なる濃度に濃縮されているので別
個にか又は−緒にして回収する。重液相フラッシュタン
ク４から得られろ液相は、エタノール分がまだかなりの
濃度で残存している場合にはリサイクルして原料エタノ
ールとともに抽出槽１にフィードする。が、そうでない
場合には系外に排出する。また各フラッシュタンク４１
〜イ１から減圧により発生したガスは炭酸ガスが大部分
を占めているので回収して、圧縮機３により昇圧して抽
出剤として再使用する。以上説明したように本発明によ
れば、従来のエタノール水溶液の濃縮に用いられていた
蒸留法の様に多量の良質な熱量は不要で、フラッシュ時
に必要なエネルギーは常温近くの温廃水または工業用水
でよくその他はリサイクルして使用する炭酸ガスの昇圧
に必要なエネルギーのみでよい。又従来の液相下の高圧
炭酸ガスを用いた液々抽出の場合の様に濃縮度が低いと
いう欠点も解消されており、従来法では得られない効果
を有している。
的平衡に達するよう、充分に抽出槽内の三相を混合、攪
打する。次いで抽出槽の各相からそれぞれ別個にフラッ
シュタンク４１〜イ゛に抜き出し減圧することにより炭
酸ガスとエタノール水溶液に分離する。気相、軽液相の
エタノール水溶液は異なる濃度に濃縮されているので別
個にか又は−緒にして回収する。重液相フラッシュタン
ク４から得られろ液相は、エタノール分がまだかなりの
濃度で残存している場合にはリサイクルして原料エタノ
ールとともに抽出槽１にフィードする。が、そうでない
場合には系外に排出する。また各フラッシュタンク４１
〜イ１から減圧により発生したガスは炭酸ガスが大部分
を占めているので回収して、圧縮機３により昇圧して抽
出剤として再使用する。以上説明したように本発明によ
れば、従来のエタノール水溶液の濃縮に用いられていた
蒸留法の様に多量の良質な熱量は不要で、フラッシュ時
に必要なエネルギーは常温近くの温廃水または工業用水
でよくその他はリサイクルして使用する炭酸ガスの昇圧
に必要なエネルギーのみでよい。又従来の液相下の高圧
炭酸ガスを用いた液々抽出の場合の様に濃縮度が低いと
いう欠点も解消されており、従来法では得られない効果
を有している。
実施例）
エタノール水を臨界状態以上の高圧の炭酸ガスで抽出し
て濃縮した実験結果を次に示す。
て濃縮した実験結果を次に示す。
操作条件 圧力ｐ ： ７４．６９ ａｔｍ温度Ｔ：
３５．０℃ 仕込み液組成： 気−軽液−重液三相が平衡に達しｔ：時の三相各相の組
成は以下に示す通りであった。
３５．０℃ 仕込み液組成： 気−軽液−重液三相が平衡に達しｔ：時の三相各相の組
成は以下に示す通りであった。
上記の結果をＣＯＱを除いた組成に換算する（前述の三
相が平衡になった後、各相を減圧した時の液相の濃度と
なる）と、以下のようになる。
相が平衡になった後、各相を減圧した時の液相の濃度と
なる）と、以下のようになる。
以上の様に１段の抽出でエタノールの濃度は約２．６倍
に＃縮されていることが分る。
に＃縮されていることが分る。
第１図は気−液相の変化と各成分の関係を示すブロック
ダイアグラムであり、第２図は本発明を適用した装置の
系統図である。 １：抽出槽、２：フィードポンプ、３：圧縮機、４２〜
４＋１１ 、フラッシュタンク〇出願人 三菱化工機
株式会社 手 続 補 正 書（方式） 昭和５８年 ５月ノ０日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１４４９９号 ２、発明の名称 エタノール水溶液の濃縮法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目６番２号昭和５８年
４月２６日（但し発送日）５、補正の対象
ダイアグラムであり、第２図は本発明を適用した装置の
系統図である。 １：抽出槽、２：フィードポンプ、３：圧縮機、４２〜
４＋１１ 、フラッシュタンク〇出願人 三菱化工機
株式会社 手 続 補 正 書（方式） 昭和５８年 ５月ノ０日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１４４９９号 ２、発明の名称 エタノール水溶液の濃縮法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目６番２号昭和５８年
４月２６日（但し発送日）５、補正の対象
Claims (1)
- 超臨界状態または擬臨界状態にある高圧の炭酸ガスを抽
出槽内のエタノール水溶液に溶解せしめ、気相−軽液相
一重液相の三相を前記抽出槽内に出湯させ、次いで各相
を抽出槽よりそれぞれ抜き出し減圧下で炭酸ガスとエタ
ノール水溶液に分離することを特徴とするエタノール水
溶液の濃縮法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014499A JPS59141528A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | エタノ−ル水溶液の濃縮法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014499A JPS59141528A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | エタノ−ル水溶液の濃縮法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59141528A true JPS59141528A (ja) | 1984-08-14 |
Family
ID=11862745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58014499A Pending JPS59141528A (ja) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | エタノ−ル水溶液の濃縮法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59141528A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225982A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アルコ−ル濃縮精製法 |
| JPS6287537A (ja) * | 1985-10-12 | 1987-04-22 | Seitetsu Kagaku Co Ltd | 直鎖第１級脂肪族高級アルコ−ルの抽出法 |
| JPH0249741A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Tsuushiyousangiyoushiyou Kiso Sangiyoukiyokuchiyou | 粗製エタノール水溶液の精製濃縮方法 |
| US4956052A (en) * | 1986-02-28 | 1990-09-11 | Suntory Limited | Process for separation using supercritical fluid |
| JP2004215551A (ja) * | 2003-01-14 | 2004-08-05 | Mori Seiyu Kk | 既製ビールの低アルコール化法 |
-
1983
- 1983-02-02 JP JP58014499A patent/JPS59141528A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225982A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アルコ−ル濃縮精製法 |
| JPS6287537A (ja) * | 1985-10-12 | 1987-04-22 | Seitetsu Kagaku Co Ltd | 直鎖第１級脂肪族高級アルコ−ルの抽出法 |
| US4956052A (en) * | 1986-02-28 | 1990-09-11 | Suntory Limited | Process for separation using supercritical fluid |
| JPH0249741A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Tsuushiyousangiyoushiyou Kiso Sangiyoukiyokuchiyou | 粗製エタノール水溶液の精製濃縮方法 |
| JPH0512332B2 (ja) * | 1988-08-12 | 1993-02-17 | Tsusho Sangyosho Kiso Sangyo Kyokucho | |
| JP2004215551A (ja) * | 2003-01-14 | 2004-08-05 | Mori Seiyu Kk | 既製ビールの低アルコール化法 |
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