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ORGANIC SUBSTANCE SEPARATION MATERIAL COMPOSED OF POROUS BULK BODY, ORGANIC SUBSTANCE SEPARATION METHOD AND ORGANIC SUBSTANCE SEPARATION DEVICE USING THE SAME

Patent code P150012110
Posted date Jun 29, 2015
Application number P2013-190386
Publication number P2014-073490A
Patent number P6141155
Date of filing Sep 13, 2013
Date of publication of application Apr 24, 2014
Date of registration May 12, 2017
Priority data
  • P2012-201087 (Sep 13, 2012) JP
Inventor
  • (In Japanese)三宅 通博
  • (In Japanese)亀島 欣一
  • (In Japanese)西本 俊介
  • (In Japanese)猪木 栄作
  • (In Japanese)佐々木 彩香
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人岡山大学
Title ORGANIC SUBSTANCE SEPARATION MATERIAL COMPOSED OF POROUS BULK BODY, ORGANIC SUBSTANCE SEPARATION METHOD AND ORGANIC SUBSTANCE SEPARATION DEVICE USING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new organic substance separation material composed of a porous bulk body.
SOLUTION: The present invention relates to: the organic substance separation material composed of the porous bulk body in which gas permeability falls within the range of 5×10-14 to 2×10-11 m2; a method for efficiently separating an organic substance by contacting a gaseous mixture composed of water and the organic substance such as alcohol, with the organic substance separation material composed of the porous bulk body; and an organic substance separation device having the porous bulk body. The mixture composed of the water and the organic substance or the mixture composed of the organic substances, can be separated by lower energy than a conventional distillation method by using the organic substance separation material composed of the porous bulk body of the present invention.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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5×10-14~2×10-11m2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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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