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多孔質バルク体からなる有機質分離材、それを利用した有機質分離方法および有機質分離装置

国内特許コード P150012110
掲載日 2015年6月29日
出願番号 特願2013-190386
公開番号 特開2014-073490
登録番号 特許第6141155号
出願日 平成25年9月13日(2013.9.13)
公開日 平成26年4月24日(2014.4.24)
登録日 平成29年5月12日(2017.5.12)
優先権データ
  • 特願2012-201087 (2012.9.13) JP
発明者
  • 三宅 通博
  • 亀島 欣一
  • 西本 俊介
  • 猪木 栄作
  • 佐々木 彩香
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 多孔質バルク体からなる有機質分離材、それを利用した有機質分離方法および有機質分離装置
発明の概要 【課題】多孔質バルク体からなる新規な有機質分離材を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ガス透過率が5×10-14~2×10-112の範囲にある多孔質バルク体からなる有機質分離材であり、さらには多孔質バルク体からなる有機質分離材に水とアルコールなどの有機質からなるガス状態の混合物を接触させることにより、有機機質を効率よく分離する方法であり、さらには多孔質バルク体を備えた有機質分離装置である。本発明の多孔質バルク体からなる有機質分離材を利用することにより、従来の蒸留法にくらべて、低エネルギーで水と有機質からなる混合物または有機質同士からなる混合物を分離することができる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



発酵により得られるバイオエタノールの濃度は数mass%~10mass%程度であるので、燃料や工業原料として利用するためには、濃縮が欠かせない。エタノールの濃縮は、一般に膨大なエネルギーを投入して蒸留・脱水法により行なわれている。そのため、バイオエタノールの低コストで高効率な分離濃縮技術の開発を目指して、ゼオライト膜や高分子膜を用いた分離濃縮法が検討されている。たとえば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12には、ゼオライト(シリカライト、MFI、MOR、CHA、FAU、LTA等)の膜を用いてアルコールを分離する方法が多く提案されている。また、特許文献13には、高分子膜としてポリ尿素またはポリアミドを用いてエタノールを分離濃縮する方法が提案されている。しかし、これらのゼオライト分離膜および高分子膜はいずれもガス透過率が小さく、アルコールの分離速度が小さいという欠点がある。

なお、アルミナは膜の基板として使われているが、アルミナ膜を使ったアルコールの分離濃縮に関する報告はほとんどない。

産業上の利用分野



本発明は、多孔質バルク体からなる有機質分離材、それを利用した有機質分離方法および有機質分離装置に関する。より詳しくは、本発明は、優れたガス透過率を有する多孔質バルク体からなる有機質分離材を使用することにより、アルコール等の有機質を効率よく分離する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
水と有機質からなる混合物を、加熱手段を備えた蒸発装置に供給し、前記混合物のガスを発生させる工程(A)と、
前記蒸発装置から発生した前記混合物のガスを多孔質バルク体からなる有機質分離材の一方の側から導入し、前記有機質分離材を透過させることで前記有機質が分離された前記混合物のガスを排出する工程(B)と、
からなる有機質分離方法であって、
前記有機質は、アルコール、有機カルボン酸、アセトン、テトラヒドロフラン、N-メチルピロリドン、1,4-ジオキサン、アセトニトリルの少なくとも1つであり、
前記多孔質バルク体は、1~10mmの範囲の厚さを有し、
前記多孔質バルク体のガス透過率が、前記多孔質バルク体を10mmφ、厚さ3mmの試験体としてガス透過率試験機に取り付けて高純度窒素ガスを透過させた際の透過流量から算出されるガス透過率で5×10-14~2×10-112の範囲である有機質分離方法。

【請求項2】
前記多孔質バルク体が、下記のア~カのいずれか一つの方法で作製されている請求項1記載の有機質分離方法。
ア)アルミナまたは水酸化アルミニウムの粉末に水と造孔材を加えてスラリーを作製し、この原料スラリーを鋳込み成形し、乾燥により水分を除いた後、500~700℃に焼成して造孔材を除去し、残ったアルミナ骨格を1000~1500℃で焼成する。
イ)珪石粉末に水と造孔材を加えてスラリーを作製し、この原料スラリーを鋳込み成形し、乾燥により水分を除いた後、500~700℃で造孔材を除去して残ったシリカ骨格を1000~1500℃で焼成する。
ウ)アルミノシリケート粉末に水と造孔材を加えてスラリーを作製し、この原料スラリーを鋳込み成形し、乾燥により水分を除いた後、500~700℃で造孔材を除去して残ったアルミノシリケート骨格を1000~1500℃で焼成すること。
エ)ステンレス粉末と熱可塑性バインダーとを混合・混練して成形し、成形体を脱脂・焼結する。
オ)溶融させた金属アルミニウムに増粘剤と発泡剤を加えて、密閉状態のもとで発泡させる。
カ)ポリテトラフルオロエチレン樹脂を融点以上の温度で焼成した後、粉砕して焼成粉砕物とし、この焼成粉砕物を金型を用いて圧力を加えながら融点近傍で焼成する。

【請求項3】
前記有機質がエタノールである請求項1または請求項2に記載の有機質分離方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013190386thum.jpg
出願権利状態 登録
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