JPS6372634A - エタノ−ル回収方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はアルコールの回収方法に関するものであり、特
に血漿中に含まれている各種蛋白質をエタノール・コー
ン（Ｃｏｈｎ）法分画によって分画する際に発生するエ
タノール含有廃水からエタノールを回収する方法に関す
るものであり、限外濾過膜を用いて低エネルギーで効果
的にエタノールを濃縮回収することを目的とする。

〈従来の技術〉 ヒトやその他の動物の血漿中に含まれている各種の蛋白
質は血液製剤あるいは食肉副原料、飼料等の製造原料と
して重要な蛋白源である。血漿は、血液から赤血球や白
血球等の血球を除去したものであるが、当該血漿から、
含有されている各種の蛋白質を分画分離する方法の一つ
として、エタノール・コーン法分画と呼ばれる分画方法
がある。

エタノール・コーン法分画は血漿に有機溶媒としてエタ
ノールを含有する水溶液を添加するとともにｐＨを蛋白
質の等電点付近に調節することによって血漿から各種蛋
白質を系統的に沈殿析出させ、析出した蛋白質を遠心分
離等の操作によって分離するものであり、大量の血漿の
粗分側に適した方法として工業的にあるいは実験室的に
広く用いられている。エタノール・コーン法分画には、
分画条件等がそれぞれ異なる数種類の方法が提案されて
いるが、基本的には概略以下のような操作方法で行われ
る。すなわち、低温室内であらかじめ冷却した血漿に、
これもあらかじめ低温に冷却した計算量の一定濃度のエ
タノール水溶液を加えるとともに適当な緩衝液を加える
ことにより、混合液のエタノール濃度およびｐＨを所定
の値に調節し、ある種の蛋白質を沈殿析出させる０次い
で混合液を例えば遠心分離機にかけて析出蛋白質と上澄
みとに分離する。上澄みには、この時のエタノール濃度
、ｐＨでは析出しなかった他の蛋白質がまだ含有されて
いるので、これに更にエタノールまたは希釈水を加えて
エタノール濃度を最初の濃度と違えるとともにｐＨも変
化させることによって別の蛋白質を沈殿析出させ、同じ
（遠心分離機によって析出蛋白質と上澄みとに分離する
。エタノール・コーン法分画はこのような操作を数段階
行うことによって血漿中の蛋白質を系統的に分離する方
法であるが、時には目的とする蛋白質を分離した時点で
適宜分画操作を終了し、その後の分画を行わない場合も
ある。いずれにしても上述の操作方法から明らかなよう
に、血漿中の蛋白質を分離した後には、当該分画によっ
て析出しなかった血漿蛋白質および少量のペプチド等と
、エタノールが共存する水溶液（以下「エタノール含有
廃水」という）が発生する。当該エタノール含有廃水の
エタノール濃度は一般的に２０〜４０容量％と比較的高
濃度である。従来は当該廃水からエタノールを蒸留法に
よって回収するかあるいは当該廃水を生物処理等の廃水
処理装置で処理して廃棄していた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述のような従来のエタノール含有廃水の処理方法には
以下のような問題点がある。

すなわち、蒸留法によってエタノールを回収する場合に
は相変化を伴うため多量の熱エネルギーを必要とするこ
と、また、当該エタノール含有廃水中゛には上述の如く
析出しなかった残留蛋白質が含まれているため、このま
ま蒸留を行うと蒸留器中で発泡現象が起こり、蒸留操作
を妨げることもある。そのため、前処理として当該廃水
に例えば凝集剤を添加して前記物質を凝集、分離して発
泡しない程度の濃度まで下げた後に蒸留を行うかあるい
は消泡剤を添加して発泡を防止しながら蒸留を行わなけ
ればならなかった。従って、このようなエタノール回収
法は操作が複雑であるとともにコストがかかり過ぎて採
算が取れないという理由から、当該廃水を生物処理等の
廃水処理装置で処理して廃棄する場合が多い。しかし、
当該エタノール含有廃水はエタノール濃度が２０〜４０
容量％と高く、かつ蛋白質やペプチド等の有機物を含有
する、いわゆる高濃度有機性廃水であるため、廃水処理
装置に対する負荷は膨大なものとなり、従って廃水処理
装置の大型化および廃水処理コストの増大という問題を
生じることとなる。更にエタノールという資源の浪費で
もある。

また、近年、メタノール、エタノール等の低級アルコー
ルの濃縮に、蒸留法に比べてエネルギー使用量の少ない
逆浸透膜を用いる方法が試みられているが、エタノール
・コーン法分画で発生するエタノール含有廃水のように
高濃度のアルコールを含む溶液には逆浸透膜法は以下の
理由で適用出来ない。

すなわち、当該エタノール含有廃水は前述の如くエタノ
ール濃度が２０〜４０容量％と高い上に残留蛋白質やペ
プチド等が共存しているため、溶液の浸透圧は１００ｋ
ｇ／ｃ！＋！以上となる。従って、現在商品化されてい
る逆浸透膜の耐圧を超えた操作圧力で透過処理を行わな
ければ処理出来ないことになる。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決し、当該エ
タノール含有廃水からエネルギー的に低コストでエタノ
ールを？；縮回収することを目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 従来から各種溶液の透過処理に限外濾過膜が用いられて
きたが、限外濾過膜は元来分子量の大きい物質、例えば
分子量５０００以上というような物質の膜透過を阻止す
るのに適するものであって、分子量の小さい水やメタノ
ール、エタノール等の低級アルコールは全く阻止出来ず
、いずれも限外濾過膜を容易に透過させる。従って、低
級アルコールを含む水溶液を限外濾過膜で透過処理して
も膜の透過水側、非透過水側のいずれでもアルコールが
濃縮されないことは周知の事実である。しかしながら、
本発明者等は血漿中の蛋白質をエタノ−ル・コーン法分
画で分離する際に発生する、エタノール含有廃水を限外
濾過膜で処理する場合には膜の透過側でエタノールが濃
縮されることを知見した０本発明は当該知見に基づくも
ので、ヒト、豚、牛等の動物の血漿から血漿蛋白質をエ
タノール・コーン法分画によって分離する際に発生する
、残留血漿蛋白質とエタノールが共存するエタノール含
有廃水からエタノールを回収するにあたり、当該廃水を
限外濾過膜に加圧下で供給することにより、エタノール
を透過水側で濃縮回収するものである。

本発明に用いる限外濾過膜の素材としては、ポリオレフ
ィン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリスルホ
ン、酢酸セルロース、ポリアミド、ポリビニルアルコー
ル等の薄膜を用いることが出来、また分画分子量として
はエタノール含有廃水中に含まれている蛋白質を透過さ
せない性能を有するものであればよく、一般には分画分
子Ｎ５゜０００〜５０，０００、好ましくは１０，００
０〜３０，０００の性能を有する膜がよい。これらの膜
は、平膜状、管状、中空糸状、スパイラル状等各種形状
の膜モジュールとして用いることが出来る。また、限外
濾過膜処理における操作圧力は上記膜素材、分画分子量
、膜モジュールの形状等によって異なるが、−ａ的には
１〜５　ｋｇ　／　ｃｄと低圧でよい。

なお、操作温度は含有蛋白質の分解、低分子化を防止す
るためになるべく低温とするのが好ましく、例えば５℃
以下とするとよい。

く作用〉 上述のように、本発明は血漿中の蛋白質をエタノール・
コーン法分画で分離する際に発生するエタノール含有廃
水を限外濾過膜に加圧下で供給すると、元来？ＨＷされ
るはずのないエタノールが膜の透過側で濃縮されるとい
う知見に基づいてなされたものであるが、エタノールが
いかなる理由で膜の透過側で濃縮されるのかということ
については、以下のように推察される。すなわち、当該
廃水中には、前述の如く、当該分画によって析出しなか
った蛋白質が残留しているが、当８亥蛋白質と水分子と
の親和力が強く、水分子が蛋白質に随行するためと推察
される。すなわち、当該廃水中にはエタノール分子と蛋
白質分子と水分子が存在することとなるが、当該廃水を
加圧下で限外濾過膜に供給すると蛋白質分子は限外濾過
膜を透過せずに非透過水側に留まることとなる。一方、
エタノール分子と水分子は元来限外濾過膜を透過し易い
ものであるが、前述した如く水分子が蛋白質に強く親和
するため、水分子が蛋白質に随行し、水分子の透過が抑
制され、そのために相対的にエタノール分子が限外濾過
膜を透過し易くなり、結果として膜の透過水側でエタノ
ールが濃縮されるのであろうと考えられる。

以下に、本発明の実施態様の一例を図面を用いて説明す
る。

図面は本発明のフローを示す説明図であり、原液槽１に
エタノール・コーン法分画に使用したエタノール含有廃
水２を受け、当該廃水２をポンプ３により限外濾過膜装
置４に加圧下で供給する。

このような操作により、エタノール含有廃水２中のエタ
ノールは限外濾過膜を透過し、エタノール濃度が高くな
ったエタノール溶液５が透過水側で得られる。一方、非
透過水６には蛋白質と残存するエタノールが含まれてお
り、これを原液槽１に循環し、このような循環透過を続
行することによりエタノールの濃縮液を透過水側から得
ることが出来る。一方、原液槽１には、濃縮された蛋白
質と、残存するエタノールを含有する少量の水溶液が残
留することとなる。

また、原液槽１に透過水量とほぼ同量のエタノール含有
廃水２を連続的に注入させながら上述の操作を行っても
よい。

〈発明の効果〉 以上説明した如（、本発明は低圧力で透過処理が行える
限外濾過膜を用いてエタノールの濃縮回収を行うことが
出来るので、従来の蒸留法による回収方法に比べてエネ
ルギーコスト的に有利でありかつ凝集剤や消泡剤等も必
要とせず操作も簡単である。また、例えば本発明で回収
したエタノール溶液を更に蒸留法で濃縮する場合にも、
当該回収エタノール溶液中には発泡の原因となる蛋白質
が含まれていないので、従来のように凝集処理を行った
り、消泡剤を添加したりする必要がなく、そのまま蒸留
操作を行うことが出来るばかりでなく、回収エタノール
溶液中のエタノール濃度も原廃水中のそれよりも濃縮さ
れているので蒸留に必要な熱エネルギーが従来より軽減
されるという利点を有するものである。従って、従来生
物処理などの余分な操作を労して廃棄していたエタノー
ル含有廃水を有効に回収することが出来、本発明が産業
に与える利益は大きい。

〈実施例〉 以下に本発明の効果をより明確にするために実施例を説
明する。

なお、本発明は以下の実施例によって限定されるもので
はない。

東洋曹達■製限外濾過膜ＴＳ−３０（分画分子ｆｆ１３
０，０００、膜材質ポリスルホン）を平膜試験器に装着
し、豚の叙景をエタノール・コーン法分画で分離した後
の、残留蛋白質とエタノールを含有する廃水（エタノー
ル濃度＝３１容量％）を被処理水として前記平膜試験器
に圧力１　ｋｇ　／　ｃｒＡ　。

温度約５℃の条件で加圧下で供給し、被透過水を循環す
るとともに透過水側からエタノール溶液を回収した。そ
の結果、透過水側のエタノール濃度は３５容量％（非透
過水側のアルコール濃度：３１容量％に対する濃縮倍率
は１．１３）であった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 血漿蛋白質とエタノールが共存する水溶液からエタノー
   ルを回収するにあたり、当該水溶液を限外濾過膜に加圧
   下で供給することにより、エタノールを透過水側で濃縮
   して得ることを特徴とするエタノールの回収方法。