JPS63109766A - アセトン,ブタノ−ル及びエタノ−ル発酵液の蒸留法 - Google Patents
アセトン,ブタノ−ル及びエタノ−ル発酵液の蒸留法Info
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- JPS63109766A JPS63109766A JP61255859A JP25585986A JPS63109766A JP S63109766 A JPS63109766 A JP S63109766A JP 61255859 A JP61255859 A JP 61255859A JP 25585986 A JP25585986 A JP 25585986A JP S63109766 A JPS63109766 A JP S63109766A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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-
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- Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明はアセトン、ブタノール及びエタノールの発酵液
(以下ABE発酵液という)の蒸留法に関する。
(以下ABE発酵液という)の蒸留法に関する。
従来技術及び問題点
従来ABE発酵液からアセトン、ブタノール及びエタノ
ールを回収するには発酵液を蒸留してこれら3成分と水
からなる混合物を得てこれを精留することによって各成
分を分離し製品を得ている。
ールを回収するには発酵液を蒸留してこれら3成分と水
からなる混合物を得てこれを精留することによって各成
分を分離し製品を得ている。
蒸留には多くのエネルギーを要し、又各成分は純度の高
い製品が求められているが発酵液中には多(の不純物が
含まれていて分離しにくい。
い製品が求められているが発酵液中には多(の不純物が
含まれていて分離しにくい。
従来この3成分の分離には発酵液に水蒸気を加えて3成
分を揮発させ蒸気と共に排出し各成分と水との共沸混合
物を形成させ各成分を分離している。例えば発酵液に水
蒸気を加えてアセトン、ブタノール、エタノール及び水
からなる蒸気を排出させてブタノール塔に導きブタノー
ルと水の共沸混合物を形成排出させて濃縮し、分離器に
導入して2層に分離し上層液はブタノール塔回収部へ戻
し下層液はM塔へ循環し、ブタノールをブタノール塔の
塔底から回収している。
分を揮発させ蒸気と共に排出し各成分と水との共沸混合
物を形成させ各成分を分離している。例えば発酵液に水
蒸気を加えてアセトン、ブタノール、エタノール及び水
からなる蒸気を排出させてブタノール塔に導きブタノー
ルと水の共沸混合物を形成排出させて濃縮し、分離器に
導入して2層に分離し上層液はブタノール塔回収部へ戻
し下層液はM塔へ循環し、ブタノールをブタノール塔の
塔底から回収している。
この方法によれば多くのエネルギー、多量の冷却水を要
する。
する。
又従来発酵液中の揮発性の有機酸、還元性物質は上記3
成分の純度に影響を与えるので発酵液にアルカリを加え
て中和することによりM塔から揮発排出させない方法が
知られているが、多量のアルカリが消費される。
成分の純度に影響を与えるので発酵液にアルカリを加え
て中和することによりM塔から揮発排出させない方法が
知られているが、多量のアルカリが消費される。
問題点を解決するための手段
本発明によれば発酵液をM塔に供給して蒸留する前に発
酵液を蒸留廃液で予熱し、M塔の塔頂から排出される3
成分と水からなる留出液を蒸留塔(以下ブタノール塔と
いう)の上部に供給し、ブタノール塔の中央部に設けた
ブタノールと水の混合液貯留部にブタノールと水の混合
液を貯留しその上層液をブタノール回収部へ送り、下層
液をM塔へ循環することによってエネルギーの節約を計
ることができる。
酵液を蒸留廃液で予熱し、M塔の塔頂から排出される3
成分と水からなる留出液を蒸留塔(以下ブタノール塔と
いう)の上部に供給し、ブタノール塔の中央部に設けた
ブタノールと水の混合液貯留部にブタノールと水の混合
液を貯留しその上層液をブタノール回収部へ送り、下層
液をM塔へ循環することによってエネルギーの節約を計
ることができる。
さらにM塔の発酵液供給段の上に精留部を設けその上部
に苛性ソーダ溶液を供給することによって製品の純度を
上げることができる。
に苛性ソーダ溶液を供給することによって製品の純度を
上げることができる。
即ち本発明は蒸留廃液によって予備加熱したへBE発酵
液をM塔(M塔という)に供給し、アセトン、ブタノー
ル、エタノール及び水からなる留出液をブタノール塔(
B塔という)に導き、B塔にはその中央部にブタノール
と水の混合液貯留部を設けて上層液をブタノール回収部
へ送り、下層液をM塔へ循環させることを特徴とするA
BE発酵液の蒸留法に関する。
液をM塔(M塔という)に供給し、アセトン、ブタノー
ル、エタノール及び水からなる留出液をブタノール塔(
B塔という)に導き、B塔にはその中央部にブタノール
と水の混合液貯留部を設けて上層液をブタノール回収部
へ送り、下層液をM塔へ循環させることを特徴とするA
BE発酵液の蒸留法に関する。
本発明の理解を容易にするために第1図に蒸留装置を示
す。この図によって本発明方法を詳細に説明する。
す。この図によって本発明方法を詳細に説明する。
発酵液は熱交換器5で予熱されM塔1に供給されM塔下
部より蒸気が供給され、アセトン、ブタノール及びエタ
ノールの3成分(以下ABE3成分という)と水の混合
蒸気が塔頂より排出される。
部より蒸気が供給され、アセトン、ブタノール及びエタ
ノールの3成分(以下ABE3成分という)と水の混合
蒸気が塔頂より排出される。
発酵液供給段の上部に苛性ソーダ液供給口を設けて必要
により苛性ソーダ液を供給する。苛性ソーダは5〜20
%の濃度の液が用いられる。この添加によって発酵液中
の揮発性有機酸、アセトアルデヒド等の還元性物質をM
塔上部精留部分で中和して揮発性を失わせ副生物をM塔
塔頂から排出しないようにすることができ、製品の純度
向上がもたらされ、ブタノール塔2の脱水操作が簡単と
なる。
により苛性ソーダ液を供給する。苛性ソーダは5〜20
%の濃度の液が用いられる。この添加によって発酵液中
の揮発性有機酸、アセトアルデヒド等の還元性物質をM
塔上部精留部分で中和して揮発性を失わせ副生物をM塔
塔頂から排出しないようにすることができ、製品の純度
向上がもたらされ、ブタノール塔2の脱水操作が簡単と
なる。
苛性ソーダをM塔上部精留部に添加することにより苛性
ソーダの使用量が発酵液全体を中和するときの使用量よ
りはるかに少(て済み経済的である。苛性ソーダは蒸発
しないからM塔塔底より排出される。
ソーダの使用量が発酵液全体を中和するときの使用量よ
りはるかに少(て済み経済的である。苛性ソーダは蒸発
しないからM塔塔底より排出される。
M塔1の塔底からは蒸留廃液が排出され、この廃液の熱
によって発酵液が熱交換器5で予熱される。
によって発酵液が熱交換器5で予熱される。
M塔頂から排出される蒸気は熱交換器により凝縮した後
一部M塔へ還流させ一部はブタノール塔(B塔)2の上
部に供給される。M塔頂の接作条件は通常90℃で還流
比1である。
一部M塔へ還流させ一部はブタノール塔(B塔)2の上
部に供給される。M塔頂の接作条件は通常90℃で還流
比1である。
M塔から留出してB塔上部に送られた留出液は精留され
ブタノールより軽い成分は塔頂から排出される。
ブタノールより軽い成分は塔頂から排出される。
B塔においてはその中央部にブタノール貯留部15を設
け、ここにブタノールと水の混合物が貯留しブタノール
に水が溶解した層と、水にブタノールが溶解した層に分
離する。液中にこの2層が混在する限り最低共沸混合物
を作り沸点は92.6℃前後であってその蒸気組成はブ
タノール57.6%、水42.4%である。
け、ここにブタノールと水の混合物が貯留しブタノール
に水が溶解した層と、水にブタノールが溶解した層に分
離する。液中にこの2層が混在する限り最低共沸混合物
を作り沸点は92.6℃前後であってその蒸気組成はブ
タノール57.6%、水42.4%である。
共沸温度92.6℃付近でも前記2層は比重の差が大き
いので静置することによって上層液18及び下層液19
の2層に分離できる。この性質を利用して2層を分離す
るために例えば第2図に示すような貯留部をブタノール
塔の中央部に設は必要量に見合う下層液のみその温度で
M塔に移送し上層は溢流管17を通してB塔下部へ送ら
れブタノールが回収される。
いので静置することによって上層液18及び下層液19
の2層に分離できる。この性質を利用して2層を分離す
るために例えば第2図に示すような貯留部をブタノール
塔の中央部に設は必要量に見合う下層液のみその温度で
M塔に移送し上層は溢流管17を通してB塔下部へ送ら
れブタノールが回収される。
B塔のブタノール貯留部15は上下を仕切る仕切り板1
6及び貯留したブタノール濃縮液をB略画収部へ送る溢
流管17が板を貫通して設けられ、板は下層液取出口が
最下部となるように若干傾斜して設けられる。
6及び貯留したブタノール濃縮液をB略画収部へ送る溢
流管17が板を貫通して設けられ、板は下層液取出口が
最下部となるように若干傾斜して設けられる。
ブタノールと水の2層の関係は第3図に示される。ブタ
ノールと水の均一相の範囲は比較的小さく、図において
均一相以外の範囲ではその温度で静置すれば2相に分離
し、上層と下層の量の比はX2− xI / X3
XI +及びXs −Xt /X3−x、 (XI
+ x2 r X3 はそれぞれ水過剰中のブタノー
ル濃度、全溶液中のブタノール濃度、ブタノール過剰中
のブタノール濃度(いずれも重量%)〕で表わされる。
ノールと水の均一相の範囲は比較的小さく、図において
均一相以外の範囲ではその温度で静置すれば2相に分離
し、上層と下層の量の比はX2− xI / X3
XI +及びXs −Xt /X3−x、 (XI
+ x2 r X3 はそれぞれ水過剰中のブタノー
ル濃度、全溶液中のブタノール濃度、ブタノール過剰中
のブタノール濃度(いずれも重量%)〕で表わされる。
M塔からB塔への留出液中の水分量が多い種下層液の量
は増加し、貯留部が設けられる場合下層液量が増加して
もB塔の蒸気消費量は殆んど増えない。しかしブタノー
ル回収のためのアセトン塔(A塔)3における蒸気消費
量は下層液量の増加に伴って増加するが、従来法の如く
同じ条件下共沸蒸留混合物を蒸気で取出しブタノールを
回収する方法に比較すれば、本発明方法はA塔の蒸気消
費量の増加は極めて小さく全体の蒸気消費量は大きな節
約となる。さらに本発明方法においては共沸混合物の凝
縮器及び分離器を設ける必要がない。
は増加し、貯留部が設けられる場合下層液量が増加して
もB塔の蒸気消費量は殆んど増えない。しかしブタノー
ル回収のためのアセトン塔(A塔)3における蒸気消費
量は下層液量の増加に伴って増加するが、従来法の如く
同じ条件下共沸蒸留混合物を蒸気で取出しブタノールを
回収する方法に比較すれば、本発明方法はA塔の蒸気消
費量の増加は極めて小さく全体の蒸気消費量は大きな節
約となる。さらに本発明方法においては共沸混合物の凝
縮器及び分離器を設ける必要がない。
又M塔からB塔へ入る水分はM塔頂の還流比及び精留部
分の棚段数によっても影響されるので実験、計算等によ
り経済的条件を選ぶことが好ましい。
分の棚段数によっても影響されるので実験、計算等によ
り経済的条件を選ぶことが好ましい。
B塔からの留出液はアセトン塔、エタノール塔(E塔)
4へ順次送られアセトン、エタノールが従来法に従って
回収される。
4へ順次送られアセトン、エタノールが従来法に従って
回収される。
本発明の態様を実施例によって説明する。
実施例1
アセトン、ブタノール発酵醪55,000kg/l(、
32℃(アセトン0.54%、ブタノール1.21%、
エタノール0.07%、水その他98.18%)をM塔
の蒸留廃液とヒーターにて75℃に予熱し、M塔の上部
に供給する。
32℃(アセトン0.54%、ブタノール1.21%、
エタノール0.07%、水その他98.18%)をM塔
の蒸留廃液とヒーターにて75℃に予熱し、M塔の上部
に供給する。
M塔は塔頂温度90℃、還流比1にて稼動し廃液は熱交
換器を通り系外へ排出され、留出液2148kg/H,
85℃(アセトン13.78 %、ブタノール34.3
1%、エタノール1.91%、水50%)はB塔(ブタ
ノール塔)上部へ供給する。
換器を通り系外へ排出され、留出液2148kg/H,
85℃(アセトン13.78 %、ブタノール34.3
1%、エタノール1.91%、水50%)はB塔(ブタ
ノール塔)上部へ供給する。
B塔は塔頂温度60℃、還流比5にて稼動し且つB塔中
央部に設けた分離器に下降液2012kg/8゜92℃
(ブタノール36.63 %、水63.37 %)を貯
えて上層液と下層液に分離し上層液870kg/H(ブ
タノルルア6、21 %、水23.79 %)は溢流管
よりB塔の回収部へ下層液1142kg/11 (ブ
タノール6.48%、水93.52%)はM塔上部に返
送する。
央部に設けた分離器に下降液2012kg/8゜92℃
(ブタノール36.63 %、水63.37 %)を貯
えて上層液と下層液に分離し上層液870kg/H(ブ
タノルルア6、21 %、水23.79 %)は溢流管
よりB塔の回収部へ下層液1142kg/11 (ブ
タノール6.48%、水93.52%)はM塔上部に返
送する。
モして塔底よりブタノール製品663kg/Hを取得し
、また留出液343kg/H,55℃(アセトン86.
30 %、エタノール11.95 %、水1.75%)
はA塔の下部に供給する。
、また留出液343kg/H,55℃(アセトン86.
30 %、エタノール11.95 %、水1.75%)
はA塔の下部に供給する。
A塔は塔頂温度56℃、還流比1.2にて稼動し上部留
出液よりアセトン製品296i<g/)Iを取得し塔底
液47kg/H、82℃(エタノール87.23%、水
12.77%)はE塔下部へ供給する。
出液よりアセトン製品296i<g/)Iを取得し塔底
液47kg/H、82℃(エタノール87.23%、水
12.77%)はE塔下部へ供給する。
E塔は塔頂温度80℃、還流比1.2にて稼動し上部留
出液よりエタノール製品44kg/Hを取得し塔下部液
はB塔下部に返送する。
出液よりエタノール製品44kg/Hを取得し塔下部液
はB塔下部に返送する。
上記の操作条件においてソルベント製品1本当りの蒸気
消費ft (4kg/ciG飽和〉は次のとおりであっ
た。
消費ft (4kg/ciG飽和〉は次のとおりであっ
た。
実施例2
実施例1に示した操作条件に於いてM塔の醪供給段の上
部から10%苛性ソーダ水溶液101/Hを連続的に供
給した場合の製品の品質は次の通りであった。
部から10%苛性ソーダ水溶液101/Hを連続的に供
給した場合の製品の品質は次の通りであった。
従来法
第1図は本発明方法を適用した装置の1例を示す。各装
置の記号は次の意義を示す。 1:醪塔、2:ブタノール塔、3:アセトン塔、4:エ
タノール塔、5〜14:熱交換器、15:ブタノール貯
留部、16:仕切り板、17:溢流管、18:上層液、
19:下層液。 第2図はブタノール貯留部の詳細を示す。20は下層液
出口を示す。 第3図は水とブタノールの相互溶解度の関係図を示す。 第2図 第3図 +1AJ−/e 100
%手続補正書(方式) 1 事件の表示 昭和61年特許願第255859@ 2 発明の名称 アセトン、ブタノール及びエタノール発酵液の蒸留法3
補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番@ 104 住 所 東京都中央区八丁堀2丁目27番10号4
補正命令の日付
置の記号は次の意義を示す。 1:醪塔、2:ブタノール塔、3:アセトン塔、4:エ
タノール塔、5〜14:熱交換器、15:ブタノール貯
留部、16:仕切り板、17:溢流管、18:上層液、
19:下層液。 第2図はブタノール貯留部の詳細を示す。20は下層液
出口を示す。 第3図は水とブタノールの相互溶解度の関係図を示す。 第2図 第3図 +1AJ−/e 100
%手続補正書(方式) 1 事件の表示 昭和61年特許願第255859@ 2 発明の名称 アセトン、ブタノール及びエタノール発酵液の蒸留法3
補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番@ 104 住 所 東京都中央区八丁堀2丁目27番10号4
補正命令の日付
Claims (3)
- (1)アセトン、ブタノール及びエタノール発酵液を醪
塔で蒸留濃縮して得られるアセトン、ブタノール、エタ
ノール及び水からなる蒸気をブタノール塔に導入し、ブ
タノール塔の中央部にブタノールと水の混合液を貯留さ
せ、その下層液を醪塔へ循環し、上層液からブタノール
を回収し、要すればブタノール塔からの排出蒸気からア
セトン又はエタノールを蒸留によって回収することを特
徴とするアセトン、ブタノール及びエタノール発酵液の
蒸留法。 - (2)醪塔の発酵液供給口上部より苛性ソーダ溶液を供
給する特許請求の範囲第1項記載の蒸留法。 - (3)発酵液が醪塔へ送られる前に蒸留廃液によって予
備加熱される特許請求の範囲第1又は2項記載の蒸留法
。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61255859A JPH0763561B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | アセトン,ブタノ−ル及びエタノ−ル発酵液の蒸留法 |
IN1027/DEL/87A IN172028B (ja) | 1986-10-29 | 1987-12-01 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61255859A JPH0763561B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | アセトン,ブタノ−ル及びエタノ−ル発酵液の蒸留法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63109766A true JPS63109766A (ja) | 1988-05-14 |
JPH0763561B2 JPH0763561B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17284572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JPH0763561B2 (ja) |
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- 1986-10-29 JP JP61255859A patent/JPH0763561B2/ja not_active Expired - Lifetime
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IN172028B (ja) | 1993-03-13 |
JPH0763561B2 (ja) | 1995-07-12 |
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