JPWO2015029148A1 - 化学物質の生産システム及び化学物質の生産方法 - Google Patents
化学物質の生産システム及び化学物質の生産方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015029148A1 JPWO2015029148A1 JP2015533834A JP2015533834A JPWO2015029148A1 JP WO2015029148 A1 JPWO2015029148 A1 JP WO2015029148A1 JP 2015533834 A JP2015533834 A JP 2015533834A JP 2015533834 A JP2015533834 A JP 2015533834A JP WO2015029148 A1 JPWO2015029148 A1 JP WO2015029148A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- chemical substance
- reaction system
- chemical
- production system
- 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
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 93
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 67
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 claims abstract description 27
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 claims abstract 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 28
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 5
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 6
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 6
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000224474 Nannochloropsis Species 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 241001306132 Aurantiochytrium Species 0.000 description 1
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241001536324 Botryococcus Species 0.000 description 1
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 description 1
- 241000195634 Dunaliella Species 0.000 description 1
- 241000692360 Fistulifera Species 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195644 Neochloris Species 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 241000206731 Phaeodactylum Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000000326 densiometry Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001035 methylating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
- C10L1/026—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2475—Membrane reactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
- C10G31/11—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by dialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
- C11B1/10—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B3/00—Refining fats or fatty oils
- C11B3/008—Refining fats or fatty oils by filtration, e.g. including ultra filtration, dialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
- C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
- C11C3/003—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fatty acids with alcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/12—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/06—Hydrolysis; Cell lysis; Extraction of intracellular or cell wall material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/10—Separation or concentration of fermentation products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
- C12P7/6436—Fatty acid esters
- C12P7/649—Biodiesel, i.e. fatty acid alkyl esters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/02—Gasoline
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/04—Diesel oil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/08—Jet fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2200/00—Components of fuel compositions
- C10L2200/04—Organic compounds
- C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
- C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2270/00—Specifically adapted fuels
- C10L2270/02—Specifically adapted fuels for internal combustion engines
- C10L2270/026—Specifically adapted fuels for internal combustion engines for diesel engines, e.g. automobiles, stationary, marine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/10—Recycling of a stream within the process or apparatus to reuse elsewhere therein
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/544—Extraction for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/548—Membrane- or permeation-treatment for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/58—Control or regulation of the fuel preparation of upgrading process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/60—Measuring or analysing fractions, components or impurities or process conditions during preparation or upgrading of a fuel
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
- Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本発明の一態様として、第１の化学物質を生成する第１の液体反応系と、第２の化学物質を生成する第２の液体反応系と、第１の液体反応系と第２の液体反応系との間に設けられた第１の膜と、を備え、第２の液体反応系は、第１の液体反応系から第２の液体反応系に第１の膜を介して移動した第一の化学物質について化学反応を起こして第２の化学物質を生成する化学物質生産システムとした。これにより、藻類等を由来とする燃料を生産する際に、抽出工程において生じる夾雑物を効率よく除去する燃料生産システムを提供する。
Description
本発明は、化学物質の生産システム及び化学物質の生産方法に関する。特に、藻類から燃料となる化学物質を生産するシステム及び方法に関するものである。
地球温暖化対策や石油枯渇問題対策として、微細藻類由来のバイオ燃料（以下、BDFとする）生産が注目されている。微細藻類からBDF（登録商標）を生産するプロセスは、微細藻類から油脂(以下、トリグリセリドとする)を抽出する工程と、抽出したトリグリセリドを燃料化する工程に大別される。トリグリセリドの抽出工程では、各種有機溶剤を用いた抽出や、超音波などの物理エネルギーを利用した抽出が実施されている。トリグリセリドの燃料化工程は、高温化でトリグリセリドとメタノールを混合し、トリグリセリドをメチルエステル化することで行われる。燃料の生産を行うため、これらの工程の簡略化、高効率化が必要であり、近年これらの工程をワンステップで実施するための試みが行われている。
トリグリセリドの抽出工程と燃料化工程をワンステップで実施する方法として、非特許文献1では、藻類に対し、メタノールと酸化ストロンチウム存在下でマイクロ波を照射し、抽出工程と、燃料化工程をワンステップで実施している。
Koberg M, Cohen M, Ben-Amotz A, Gedanken A.; Bio-diesel production directly from the microalgae biomass of Nannochloropsis by microwave and ultrasound radiation. Bioresour Technol. 102(5), 4265-4269, 2011
上述した非特許文献１においては、マイクロ波を使用した抽出工程と燃料化工程のワンステップ化により、トリグリセリドの抽出及び燃料化の効率が向上することが開示されているものの、生産した燃料の純度に関する記載はない。燃料の純度が低い場合、例えば車両等のエンジンに使用した場合、エンジンのフィルタに目詰まりが生じ、エンジン故障の原因になる、などの問題が生じる可能性がある。
また、藻類残渣等の夾雑物存在下では、夾雑物の影響により燃料化効率が低下する恐れがあり、燃料化効率が低下した場合、燃料収量の減少や、燃料中に未反応のトリグリセリドが残留すると考えられる。燃料中に残留したトリグリセリドは、燃料と比較し融点や流動性が低いため、車両等のエンジンに使用した時パイプ中での目詰まりが生じやすくなると考えられ、エンジン性能低下、故障の原因となる可能性がある。
以上に鑑み、本発明は、原材料から化学物質を抽出する工程において生じる夾雑物を効率よく除去し、原材料から抽出した化学物質を効率よく燃料化することを目的とする。
上述した課題の少なくとも一の課題を解決するための本発明の一態様として、第１の化学物質を生成する第１の液体反応系と、第２の化学物質を生成する第２の液体反応系と、第１の液体反応系と第２の液体反応系との間に設けられた第１の膜と、を備え、第２の液体反応系は、第１の液体反応系から第２の液体反応系に第１の膜を介して移動した第一の化学物質について化学反応を起こして第２の化学物質を生成する化学物質生産システムとした。
本発明により、原材料から化学物質を抽出する工程において生じる夾雑物を効率よく除去し、原材料から抽出した化学物質を効率よく燃料化することが可能となる。上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
以下、図面を通して本発明の好適な実施形態について、以下の実施例において例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その他の相対的な配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
まず、図１を用いて本実施例における燃料生産システムの構成について説明する。ここで、本実施例の燃料生産システムは藻類からの燃料生産に適しているため藻類を原材料とする実施例を例示して説明するが、図１に示される燃料生産システムは、藻類の他、植物、木材、木材廃棄物、食物、食物廃棄物等を原材料として用いることも可能である。
なお、原材料となる藻類としては、例えばBotryococcus属、Nannochloropsis 属、Neochloris属、Phaeodactylum属、Dunaliella属、Aurantiochytrium属、Chlorella属、Pseudochoricystis属、Fistulifera 属などが例として挙げられる。
本実施例に係る燃料生産システムでは、図1に示されるように、原材料からトリグリセリドを抽出する液体反応系である第１の反応系１と、トリグリセリドを燃料化する液体反応系である第２の反応系７と、が膜６を介して隣接して設けられる。
また、制御装置１３の制御信号に基づいてシステム制御が行われる。つまり、制御装置１３によって、後述する、藻類流入バルブ２、破砕部３、トリグリセリド濃度測定計５、マイクロ波照射部８、トリグリセリド／BDF濃度測定計９、BDF流出バルブ１０、溶媒流入バルブ１２の機構や、第１の反応系１、第２の反応系７における液体の流速・流量等が制御される。
図３に示されるように、制御装置１３は、ディスプレイ３０１、システム管理者等によるシステム制御の際の入力に用いる入力部３０２、制御部３０３から構成される。さらに、制御部３０３は、マイクロ波の照射の制御を行うマイクロ波照射制御部３０４、各バルブの開放／閉止を制御するバルブ制御部３０５、原材料の破砕を制御する破砕制御部３０６、トリグリセリドやＢＤＦの濃度測定を制御する濃度測定制御部３０７、液体反応系における液体の流速／流量を制御する流速／流量制御部３０８から構成される。
これらの制御部３０３が備える各制御部は、それぞれの機能を実現するメモリに格納されたプログラムをプロセッサが解釈して実行することによりソフトウェアで実現することができる。また、各制御部は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。各制御部の機能を実現するプログラム、ファイル、データベース等の情報は、例えば、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くこともできる。
第１の反応系１は、藻類を供給するための藻類流入バルブ２と、藻類からトリグリセリドを抽出する際に藻類の破砕を促進する破砕部３と、破砕後の藻類の残渣を除去するための残渣除去機構４と、第１の反応系中のトリグリセリド濃度を測定するためのトリグリセリド濃度測定計５とを備えている。第１の反応系１の流路内部は、トリグリセリドを溶解するためのメタノールを含有する液体が循環ポンプ等により流路内を循環して流れている。メタノールの含有率は70 %以上が望ましいが必ずしもこれに限定されない。
破砕部３で用いる破砕方法は特に限定されないが、例えば、超音波照射法、マイクロ波加熱法、赤外線加熱法、フレンチプレスやホモジナイザなどによる破砕法などが挙げられる。また、残渣除去機構４で用いる藻類残渣の除去方法は特に限定されないが、例えば、フィルタを用いて残渣を含む溶液をろ過することにより残渣を除去してもよいし、反応系底部に沈殿した残渣を、底部に設置したバルブ等から排出することにより除去してもよい。また、トリグリセリド濃度測定計５において用いる濃度測定法は、特に限定されないが、例えば液体クロマトグラフィ法、ガスクロマトグラフィ法、ガスクロマトグラフィ質量分析法などが挙げられる。
膜６は、第1の反応系１と、第2の反応系２の境界として設けられる。膜６は、以下に示すようなメタノールに対し耐性があり、耐熱温度が60℃以上のものが望ましいが必ずしもこれに限定されない。その膜の材質としては、例えば、アノポア、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリエステル、ガラス繊維、ナイロン、ポリプロピレン、デプスポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、テフロン（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン、セルロースが挙げられる。膜の孔径は特に限定されないが、例えば1.3 nm以上であることが望ましい。
膜6においては、透析により物質のサイズによる分離を実施する。本実施例で分離対象とするトリグリセリドの分子量は、約700〜1000 g／molである。本発明で使用する膜6の分画分子量は、トリグリセリドの分子量以上であるため、トリグリセリドは第1の反応系1から第2の反応系7へ浸透し、膜6の分画分子量以上の物質は、夾雑物として第1の反応系1に残留する。これにより、藻類から抽出したトリグリセリドと夾雑物の分離を実施する。本実施例で用いる透析条件としては、拡散透析や圧力透析が使用可能である。
第2の反応系７は、トリグリセリドをBDFに変換する化学反応部としてマイクロ波照射部８と、第2の反応系中のトリグリセリドとBDF濃度を測定するためのトリグリセリド／BDF濃度測定計９と、BDFを回収するためのBDF流出バルブ１０、BDFを堰きとめ第1の反応系に逆戻りするのを防ぐための親水性膜１１と、溶媒を供給するための溶媒流入バルブ１２を備えている。第2の反応系7の流路内部は、メチルエステル化反応で用いるメタノールを含有する液体が循環ポンプ等により循環して流れている。メタノールの含有率は70 %以上が望ましいが必ずしもこれに限定されない。
マイクロ波照射部８におけるマイクロ波照射条件は特に限定されないが、マイクロ波照射部８付近の温度が60℃以上、及びメタノールの沸点64.7℃以下であることが望ましい。マイクロ波照射方法は例えば、マイクロ波を常時照射する連続照射、短時間のON／OFFを繰り返すパルス波による照射が挙げられる。
図2の断面図を用いて、マイクロ波照射部８の構成例について説明する。マイクロ波照射部８は、第2の反応系７の内壁に接する触媒固定部１６と、外壁に接するマグネトロン１４と、遮蔽部１５から構成される。触媒固定部１６に使用する触媒は、特に限定されないが、例としてアルカリ触媒、酸性触媒、固体触媒が挙げられる。アルカリ触媒としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸性触媒としては、例えば硫酸、塩酸、三フッ化ホウ素が挙げられる。固体触媒としては例えば、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物、硫酸ジルコニアなどの金属硫酸化物、イオン交換樹脂、ゼオライトなどが挙げられる。固体触媒は、第2の反応系内への触媒の流出が防止できることから、本実施例の燃料生産システムで使用する触媒として望ましい。
第2の反応系７は、図１に示すように、マイクロ波照射部8の下流、特にマイクロ波照射部8と膜６との間に親水性膜11を備える。親水性膜11によって、BDFは堰き止められ、第2の反応系7中を循環せず、これにより第1の反応系1への逆戻りを防止する。さらに親水性膜11の効果により、第１の反応系1と第２の反応系7において、トリグリセリド濃度勾配が維持され、トリグリセリドの濃度が平衡に達しないためトリグリセリドの連続的な透析が可能となる。親水性膜１１の材質は、以下に示すようなメタノールに耐性があるものが望ましいが、必ずしもこれに限るものではない。例えば、ゼオライト膜、アノポア、酢酸セルロース、ガラス繊維、ナイロン、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。
なお、トリグリセリド／BDF濃度測定計９において用いる濃度測定法は、特に限定されないが液体クロマトグラフィ法、ガスクロマトグラフィ法、ガスクロマトグラフィ質量分析法などが挙げられる。
また、図1では詳細は省略されているが、藻類流入バルブ２、BDF流出バルブ１０、溶媒流入バルブ１２の各バルブ付近には、それぞれの反応系における液体の流量を計測する流量計が設けられている。第１の反応系及び第２の反応系では、制御装置１３によって、計測された流量に基づいて液量、液流が制御される。第1の反応系と第2の反応系内の液流れ方向は、特に限定されないが、膜を介して逆方向に流路内を循環して流れているのが望ましい。トリグリセリド及びBDFは液流れ方向の上流側において高濃度であるため、膜を介して液流れ方向を逆方向にすることで、膜を介した濃度勾配差が大きくなりトリグリセリドの透析効率を向上することが可能となる。
以下、図４を用いて、制御装置１３の制御に基づく、第１の反応系１、第２の反応系７における動作フローについて説明する。まず、藻類流入バルブ2を開放し（401）、別系統の施設で培養した藻類を第1の反応系1に供給する（402）。藻類流入バルブ2を閉止し（403）、第1の反応系1内で藻類からトリグリセリドを抽出する。その後、濃度測定を行い（404）、第1の反応系１から第2の反応系７中に透析されたトリグリセリド濃度Tsが1.6〜8.2Mに達した時（405）、マイクロ波照射部８からマイクロ波を照射する（406）。触媒とメタノール存在下でトリグリセリドにマイクロ波を照射することで、下記のメチルエステル化反応が引起される。
トリグリセリド+3メタノール→3BDF+グリセリン
メチルエステル化反応により、1分子のトリグリセリドから3分子のBDFが生成する。再び濃度測定を実施し（407）、第2の反応系７中のBDF濃度Bsが2.5〜12.3Mに達した時点で（408）、マイクロ波照射部８でのマイクロ波照射を停止する（409）。
メチルエステル化反応により、1分子のトリグリセリドから3分子のBDFが生成する。再び濃度測定を実施し（407）、第2の反応系７中のBDF濃度Bsが2.5〜12.3Mに達した時点で（408）、マイクロ波照射部８でのマイクロ波照射を停止する（409）。
再び濃度測定を行い（410）、第1の反応系1中のトリグリセリド濃度TiがT0／a×0.01（T0は藻中に含まれる全トリグリセリド量、aは第1の反応系1中のメタノール量）に達した時（411）、BDF流出バルブ１０及び溶媒流入バルブ１２を開放する（412）ことで、堰き止められたBDFを回収するとともに、溶媒流入バルブ１２から溶媒を供給する（413）。この時、BDF流出バルブ１０から回収する液量は、溶媒流入バルブ１２から流入する溶媒量と藻類流入バルブ２から流入する液量の合計量となる。
回収したBDFは、蒸留工程を経ることで、メタノールや未反応のトリグリセリドなどと分離され、燃料として使用可能となる。BDF流出バルブ１０及び溶媒流入バルブ１２を閉止後（414）、前記藻類残渣除去機構4に保持した藻類残渣を除去し（415）、藻類流入バルブ２から新たな藻類を供給する（401,402）ことで、本発明の燃料生産システムを連続的に稼働する。
以上のように、本実施例における燃料生産システムを適用することで、藻類由来のBDFを生産する際に、抽出工程において生じる夾雑物を効率よく除去し、且つその後の燃料化工程を連続的に実施する燃料生産システムが可能となる。
さらに、上記システムにおいて、残渣除去機構４を夾雑物除去のための膜の上流に搭載することで、夾雑物除去のための膜の目詰まりを防止することが可能となる。
さらに、BDFを堰きとめて回収するための親水性膜１１を化学反応部の下流に設置することで、BDFを容易に回収することが可能となる。
1…第1の反応系
2…藻類流入バルブ
3…破砕部
4…藻類残渣除去機構
5…トリグリセリド濃度測定計
6…膜
7…第2の反応系
8…マイクロ波照射部
9…トリグリセリド／BDF濃度測定計
10…BDF流出バルブ
11…親水性膜
12…溶媒流入バルブ
13…制御装置
14…マグネトロン
15…遮蔽部
16…触媒固定部
2…藻類流入バルブ
3…破砕部
4…藻類残渣除去機構
5…トリグリセリド濃度測定計
6…膜
7…第2の反応系
8…マイクロ波照射部
9…トリグリセリド／BDF濃度測定計
10…BDF流出バルブ
11…親水性膜
12…溶媒流入バルブ
13…制御装置
14…マグネトロン
15…遮蔽部
16…触媒固定部
Claims (11)
- 第１の化学物質を生成する第１の液体反応系と、
第２の化学物質を生成する第２の液体反応系と、
前記第１の液体反応系と前記第２の液体反応系との間に設けられた第１の膜と、を備え、
前記第２の液体反応系は、前記第１の液体反応系から前記第２の液体反応系に前記第１の膜を介して移動した前記第一の化学物質について化学反応を起こして第２の化学物質を生成する、
ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項１に記載の化学物質生産システムであって、
前記第１の液体反応系は、原材料から前記第１の化学物質を抽出する、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項２に記載の化学物質生産システムであって、
前記第１の膜は、
前記原材料と、前記第１の化学物質の抽出後の前記原材料の残渣と、を前記第１の液体反応系に残し、前記第１の化学物質を前記第２の液体反応系に透過する、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項２に記載の化学物質生産システムであって、
前記第１の液体反応系は、前記第１の化学物質の抽出後の前記原材料の残渣を除去する残渣除去部を備える、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項２に記載の化学物質生産システムであって、
前記第１の液体反応系は、前記原材料である藻類のから前記第１の化学物質を抽出する、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項１に記載の化学物質生産システムであって、
前記第２の液体反応系は、
前記第１の化学物質を前記第２の化学物質に変換する化学反応部と、
前記第２の液体反応系内の前記第１、第２の化学物質の濃度の少なくとも何れかを測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部の測定した濃度値に基づいて前記化学反応部の反応制御を行う制御部と、を備える、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項１に記載の化学物質生産システムであって、
前記第１の液体反応系は、液体が流れる第１の液体流路によって構成され、
前記第２の液体反応系は、液体が流れる第２の液体流路によって構成され、
前記第１の膜は、前記第１の液体流路を流れる液体中の前記第一の化学物質を、前記第２の液体流路を流れる液体中に透過する、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項７記載の化学物質生産システムであって、
前記第２の液体流路は、前記第２の化学物質を透過しない第２の膜を備え、前記第２の液体流路を流れる液体が前記第２の膜を通過する際に前記第２の膜の上流側に前記第２の物質を留める、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項８記載の化学物質生産システムであって、
前記第２の液体反応系は、
前記第１の化学物質を前記第２の化学物質に変換する化学反応部を備え、
前記第２の膜は、
前記化学反応部と、前記第一の膜と、の間に設けられる、
ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 請求項７に記載の化学物質生産システムであって、
前記第１の液体流路と、前記第２の液体流路と、は流路中で液体が循環する液体循環流路によって構成される、ことを特徴とする化学物質生産システム。 - 原材料を第一の反応系に供給し、
第１の液体反応系で前記原材料から第一の化学物質を生成し、
前記第一の反応系と膜を介して接続する第二の反応系において、前記第１の液体反応系から前記第２の液体反応系に前記第１の膜を介して移動した前記第一の化学物質について化学反応を起こして第２の化学物質を生成する、
ことを特徴とする化学物質生産方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/072937 WO2015029148A1 (ja) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | 化学物質の生産システム及び化学物質の生産方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2015029148A1 true JPWO2015029148A1 (ja) | 2017-03-02 |
Family
ID=52585767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015533834A Pending JPWO2015029148A1 (ja) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | 化学物質の生産システム及び化学物質の生産方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160215224A1 (ja) |
| JP (1) | JPWO2015029148A1 (ja) |
| WO (1) | WO2015029148A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016222746A (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-28 | 佐々木 洋 | バイオディーゼル燃料抽出装置および抽出方法 |
| DE102019104902A1 (de) * | 2019-02-26 | 2020-08-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Passiv selbstregelnder Membranreaktor und Verfahren zur Durchführung von Gleichgewichtsreaktionen |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007277374A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Oglio Evandro Luiz Dall | マイクロ波照射によって誘発される、植物油または動物油脂の、アルコールによるエステル交換／エステル化反応によるバイオディーゼル生産法 |
| WO2008023728A1 (fr) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Biomass Japan Inc. | Procédé de production d'un ester d'acide gras à partir d'une huile végétale, et carburant diesel comprenant l'ester d'acide gras |
| JP2009505660A (ja) * | 2005-08-25 | 2009-02-12 | エイ２ビーイー カーボン キャプチャー エルエルシー | 藻類からバイオディーゼルを生産するする方法、装置およびシステム |
| JP2011046803A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Kagawa Industry Support Foundation | バイオディーゼル燃料の製造装置とバイオディーゼル燃料の製造方法 |
| WO2011034871A1 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Compartmentalized simultaneous saccharification and fermentation of biomass |
| WO2011127172A1 (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-13 | Heliae Development, Llc | Methods of and systems for producing biofuels |
| WO2012002483A1 (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | マイクロ波環境化学株式会社 | 油状物質の製造方法、及び油状物質の製造装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4016971A1 (de) * | 1990-05-25 | 1991-11-28 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von ammonium aus waessrigen fluessigkeiten |
| JPH08509906A (ja) * | 1993-03-02 | 1996-10-22 | エスアールアイ インターナショナル | 反応速度及び発熱を制御するための多孔性手段を有する発熱方法 |
| US5869118A (en) * | 1996-11-13 | 1999-02-09 | Abbott Laboratories | Gellan gum to improve physical stability of liquid nutritional products |
| US5932105A (en) * | 1997-10-01 | 1999-08-03 | Mobile Process Technology, Co. | Method of polyester manufacturing using crossflow membrane filtration |
| JP5110561B2 (ja) * | 2007-01-21 | 2012-12-26 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 超臨界二酸化炭素反応方法及び装置 |
| JP5223520B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2013-06-26 | 東レ株式会社 | 連続発酵による化学品の製造方法 |
| WO2010125251A1 (fr) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Loïra | Installation et procédé d' éliminations des xenobiotiques dans l'eau par rayonnement uv-v |
| JP2012153838A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Yoshishige Katori | 含水性バイオマスの急速熱分解ガス化合成システム |
-
2013
- 2013-08-28 US US14/914,199 patent/US20160215224A1/en not_active Abandoned
- 2013-08-28 JP JP2015533834A patent/JPWO2015029148A1/ja active Pending
- 2013-08-28 WO PCT/JP2013/072937 patent/WO2015029148A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009505660A (ja) * | 2005-08-25 | 2009-02-12 | エイ２ビーイー カーボン キャプチャー エルエルシー | 藻類からバイオディーゼルを生産するする方法、装置およびシステム |
| JP2007277374A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Oglio Evandro Luiz Dall | マイクロ波照射によって誘発される、植物油または動物油脂の、アルコールによるエステル交換／エステル化反応によるバイオディーゼル生産法 |
| WO2008023728A1 (fr) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Biomass Japan Inc. | Procédé de production d'un ester d'acide gras à partir d'une huile végétale, et carburant diesel comprenant l'ester d'acide gras |
| JP2011046803A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Kagawa Industry Support Foundation | バイオディーゼル燃料の製造装置とバイオディーゼル燃料の製造方法 |
| WO2011034871A1 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Compartmentalized simultaneous saccharification and fermentation of biomass |
| WO2011127172A1 (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-13 | Heliae Development, Llc | Methods of and systems for producing biofuels |
| WO2012002483A1 (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | マイクロ波環境化学株式会社 | 油状物質の製造方法、及び油状物質の製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015029148A1 (ja) | 2015-03-05 |
| US20160215224A1 (en) | 2016-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zentou et al. | Overview of alternative ethanol removal techniques for enhancing bioethanol recovery from fermentation broth | |
| De Baerdemaeker et al. | Benchmark study on algae harvesting with backwashable submerged flat panel membranes | |
| Munir et al. | Harvesting and processing of microalgae biomass fractions for biodiesel production (a review) | |
| Bagnato et al. | Recent catalytic advances in hydrotreatment processes of pyrolysis bio-oil | |
| Coz et al. | Physico-chemical alternatives in lignocellulosic materials in relation to the kind of component for fermenting purposes | |
| Cheng et al. | Biomass-to-biocrude on a chip via hydrothermal liquefaction of algae | |
| WO2015029148A1 (ja) | 化学物質の生産システム及び化学物質の生産方法 | |
| Yeh et al. | Development of a millimetrically scaled biodiesel transesterification device that relies on droplet-based co-axial fluidics | |
| CN202751834U (zh) | 改良式多功能提取器 | |
| CN102642910A (zh) | 超临界水处理的氧化脱盐装置 | |
| CN101265244B (zh) | 糠醇生产过程中的催化剂分离装置及方法 | |
| Schuur et al. | Recent Developments in Solvent-Based Fluid Separations | |
| CN101845031B (zh) | 一种糠醇生产过程中催化剂回收及糠醇澄清方法 | |
| Xie et al. | Hydrothermal liquefaction phase behavior of microalgae & model compounds in fused silica capillary reactor | |
| CN208632254U (zh) | 一种脱盐设备 | |
| CN203095754U (zh) | 一种乳化液处理装置 | |
| CN203030191U (zh) | 中试多功能膜分离设备 | |
| US9200235B2 (en) | Method and apparatus for iterative lysis and extraction of algae | |
| CN205323279U (zh) | 一种循环超声波提取设备 | |
| Cao et al. | Purification of Camellia Oil by Inorganic Ceramic Membrane | |
| CN105060391A (zh) | 用于处理有机废水的外循环光催化旋液膜分离耦合反应器 | |
| Beckinghausen et al. | Downstream processing of biorefined lactate from lake bottom zero fiber deposit–A techno-economic study on energy-efficient production of green chemicals | |
| Pirolaa et al. | Production of enriched air by water degassing for process intensification: experimental results and relative modeling | |
| CN202893202U (zh) | 一种水处理微滤装置 | |
| CN203220777U (zh) | 一种利用太阳能提取植物功能性成分的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170111 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170113 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170228 |