JPH10137330A

JPH10137330A - 脱臭方法

Info

Publication number: JPH10137330A
Application number: JP8305223A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kamiya; 豊紙谷; Hideji Yanase; 秀治柳瀬; Satoru Koide; 哲小出; Taketoku Hirano; 竹徳平野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】臭気成分を効率よく脱臭する方法を提供する
ことを課題とする。【解決手段】吸着剤による臭気物質の吸着過程中に、
マイクロ波を経時的に吸着剤に照射することにより加熱
して、該吸着剤の吸着能力を回復させることを特徴とす
る脱臭方法により上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭方法に関す
る。更に詳しくは、本発明は、吸着過程中に吸着剤にマ
イクロ波を照射することにより吸着剤の吸着能力を回復
させる脱臭方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業の発達に伴って、環境汚染防止対策
の必要性が叫ばれるようになって久しいが、近年はより
快適な住環境への要求が強まりつつあり、適用性に優れ
た高度な環境浄化技術が必要になりつつある。この環境
浄化技術において、特に脱臭技術は重要な位置を占めて
いる。

【０００３】脱臭技術に使用される脱臭装置としては、
例えば活性炭のような吸着剤、オゾン及び臭気分解触媒
（鉄錯体、金等）を使用した装置が知られている。活性
炭を使用した装置では、例えばハニカム状に成形された
活性炭の表面の微細孔に臭気を拡散又は循環させること
により臭気と活性炭を接触させ、臭気物質を微細孔に物
理吸着させて脱臭が行われている。

【０００４】また、オゾンを使用した装置では、オゾン
の酸化能力により臭気物質を分解させて脱臭を行い、オ
ゾンで分解されなかった残りの臭気物質を酸化マンガン
等で吸着することにより脱臭が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の内、活性炭は臭
気物質を吸着することにより脱臭を行うため、使用時間
が経過するに従って吸着量が増加し、最終的に吸着飽和
となり脱臭効果がなくなり、交換する必要がある。また
交換せずに放置すると、この活性炭が逆に臭気発生源と
なる。

【０００６】臭気分解触媒は常温での分解速度は極めて
遅く、その脱臭効果はほとんどが吸着によるものであ
り、上記活性炭と同様に脱臭効果が低下する。一方、オ
ゾンを使用した装置は、その装置自体の構造が複雑であ
り、コストが高くなるという問題があった。このような
問題を解決するために、特開平７−２２７４２０号公報
には、マイクロ波を照射することにより吸着剤の吸着能
力を回復させることが記載されている。しかしながら、
この公報では、吸着能力が低下した吸着剤を一旦取り出
した後、電子レンジ等でマイクロ波を照射する必要があ
るため、その操作が煩雑であるという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、吸着剤による臭気物質の吸着過程中に、マイクロ波
を経時的に吸着剤に照射することにより、該吸着剤の吸
着能力の低下を防ぐことを特徴とする脱臭方法が提供さ
れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に使用できる吸着剤は、マ
イクロ波吸収能力を有するものに限定されず、当該分野
で公知のものを適宜使用することができる。特に、マイ
クロ波吸収能力を有するものがより好ましい。具体的に
は、臭気物質の吸着能力の比較的高いゼオライト、金属
酸化物、炭素物質等が挙げられる。また、本発明におい
ては、ゼオライト、金属酸化物、炭素物質の内、いずれ
か１種が含まれた吸着剤を使用することが好ましい。

【０００９】ゼオライトとしては、ＺＳＭ−５、Ｃｕ−
ＺＳＭ−５、Ｐｔ−ＺＳＭ−５、β−ゼオライト、モレ
キュラーシーブ３Ｓ，４Ａ及び１３Ｘ、モルデナイト等
が挙げられる。特に、好ましいゼオライトは、ＺＳＭ−
５、β−ゼオライトである。次に、金属酸化物として
は、亜鉛、銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄、ス
ズ、チタン、珪素等の酸化物、これら酸化物の混合物、
前記金属の複合酸化物（例えば、ペロブスカイト型）等
が挙げられる。この内、マンガン酸化物が好ましく、具
体的には、ＭｎＯＭｎＯ₂及びＭｎ₂Ｏ₃の酸化マン
ガン単体、酸化銅，酸化鉄並びに酸化ニッケルから少な
くとも１種選択される金属酸化物と酸化マンガンとの複
合酸化物である。なお、酸化銅（酸化鉄及び酸化ニッケ
ルも同様）は、酸化第１銅及び第２銅のどちらでもよ
い。

【００１０】次に、炭素物質としては、グラファイト、
活性炭、カーボンブラック等が挙げられる。上記ゼオラ
イト、金属酸化物及び炭素物質は、単独でも組み合わせ
て使用してもよい。上記吸着剤の内、特に好ましい組み
合わせは、ゼオライトと酸化マンガンである。ゼオライ
トと酸化マンガンの混合比（重量比）は、１〜５：１が
好ましく、２〜３：１が特に好ましい。

【００１１】なお、吸着剤は、使用目的に応じて、粉末
状や、ペレット状、タブレット状、ハニカム状に成型し
て使用してもよく、更に多数の通孔（丸孔、スリット状
の孔等）を形成した板、多数の細長い板片を組み合わせ
るか又は一体成型した格子状体又は棚状体として使用し
てもよい。また粉末状、ペレット状、タブレット状の吸
着剤を使用する場合、空気が流通可能な容器に保持させ
てもよい。

【００１２】次に、マイクロ波は、脱臭過程中、経時的
に吸着剤に照射されて、吸着剤を加熱する。ここで、用
語“経時的”とは、連続又はある一定間隔おき（即ち、
連続的又は断続的）にマイクロ波を照射することを意味
し、その間隔は等間隔である必要はない。ただし、実際
は等間隔で照射することが好ましい。この照射により一
定した吸着能力が維持できることとなる。なお、マイク
ロ波は、吸着剤の温度が５００℃以下となるように照射
することが好ましい。これ以上の温度となると、吸着剤
自体が変質、燃焼等してしまい吸着能力が低下するから
である。また、吸着剤が、炭素を含む場合、３５０℃以
下となるようにマイクロ波を照射することが好ましい。
特に好ましい、照射時の吸着剤の温度は、５０〜２００
℃である。

【００１３】マイクロ波は、例えば周波数１〜１０ＧＨ
ｚ、出力１００〜１０００Ｗのマイクロ波を使用するこ
とができる。照射方法としては、脱臭過程中連続的に又
は断続的に照射する方法が挙げられる。ここで、連続的
とは、任意の間隔でＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことを意味
し、断続的とは、任意の間隔で照射−非照射を繰り返す
と共に照射時に任意の間隔でＯＮ−ＯＦＦを繰り返すこ
とを意味する。なお、上記ＯＮとは、実際にマイクロ波
を照射していることを意味する。より具体的に、照射サ
イクルは、吸着剤の種類、臭気物質の量、マイクロ波の
周波数及び出力等により相違するが、連続的に照射する
場合は、例えば０．１〜１秒間ＯＮ−１０〜１００秒間
ＯＦＦのサイクルが好適である。一方断続的に照射する
場合は、例えば１０〜１００分間非照射−１〜１０分間
照射のサイクルが好適であり、更に照射中は、１〜１０
秒間ＯＮ−１〜５０秒間ＯＦＦのサイクルが好適であ
る。ただし、この照射サイクルは、例示であり、上記以
外にも吸着剤が高温になって分解されずかつ臭気物質を
分解するに足る種々のサイクルを適宜設定することがで
きる。

【００１４】本発明の脱臭方法は、極性の高い臭気物質
に特に有用であり、例えばトリメチルアミン、エチルメ
ルカプタンのような窒素原子及び硫黄原子を含む臭気物
質に対して有用である。このような極性の高い物質は、
吸着が効率よくなされるが、これは上記物質がマイクロ
波を吸収して活性化することにより分解するので、吸着
が効率よく行われるためであろうと考えられる。

【００１５】本発明の脱臭方法は、空気清浄器、冷蔵庫
等の家庭用や、畜産業、食品加工業等の業務用の公知の
脱臭器又は脱臭装置に適用することができる。ここで、
本発明の脱臭方法が使用される脱臭器又は脱臭装置は、
少なくとも、吸着剤、マイクロ波照射手段、空気流通手
段を有することが好ましい。マイクロ波照射手段は、吸
着剤にマイクロ波を照射できさえすれば、どのような構
成からなっていてもよく、例えば、マグネトロンとその
制御手段からなっていてもよい。また、空気流通手段
も、空気を流通させることができれば、どのような構成
からなっていてもよく、例えば、吸気口、排気口及び、
ファン等の空気を流す機器からなっていてもよい。

【００１６】例えば、次のような基本構成を備えた脱臭
装置にて本発明の脱臭方法を実施できる。すなわち、吸
気口及び排気口を形成すると共に、それら吸気口と排気
口との間に空気の脱臭経路を形成した本体ケースと、こ
の本体ケースの脱臭経路中に介設された吸着剤と、この
吸着剤にマイクロ波を照射するためのマグネトロンと、
前記吸着剤と排気口との間に配設されたファンと、空気
を吸気口から吸い込み、吸着剤に接触させて空気中の臭
気を吸着させ、しかる後排気口から排出させ、かつこの
吸着過程中には上述の方法で吸着剤にマイクロ波を照射
させるべく、前記ファン及びマグネトロンに作動を指令
する制御部とから主として構成される脱臭装置である。

【００１７】ここで、マグネトロンからのマイクロ波
は、吸着剤全体に照射されるようにスターラ（回転反射
板）を設けて攪乱させることもできる。一方、吸気口及
び排気口は、脱臭装置外へのマイクロ波の漏洩を防止す
るために、マイクロ波が通過しえない大きさの孔を複数
個有する開口部からなることが好ましい。更に具体例を
挙げて脱臭装置を説明すれば、図１において、脱臭装置
としての空気清浄器Ａは、前面下部に吸気口４、天面部
に排気口９をそれぞれ形成すると共に吸気口４と排気口
９との間に空気流（脱臭流路）１０を形成した本体ケー
スＢと、この本体ケースの空気流１０に順に配設された
防塵フィルタ（プリフィルタ）５、マグネトロン３、吸
着剤１及びファン６と、制御回路７とから主としてな
る。なお、２は吸着剤１を額縁状に保持するセラミック
製ホルダー、８はキー入力部である。

【００１８】かくして、この図１の装置は、例えば制御
回路７の指令によりファン６が回転して、吸気口４から
除塵フィルタ５、吸着剤１を介して排気口９へ空気が流
れる。ここで、吸気口４から入った空気は、除塵フィル
タ５により大きな塵が除かれ、その後吸着剤１を通過す
ることにより臭気物質が除去され、排出される。また、
キー入力部８には予め設定されたサイクルで信号が入力
される。この入力された信号により、制御回路７は、マ
グネトロン３を作動させてマイクロ波を照射し吸着剤１
が加熱され吸着能力が回復することとなる。

【００１９】上記空気清浄器の制御回路７は、例えば図
２のように構成されている。即ち、温度センサからＡ／
Ｄコンバータを介して信号がＣＰＵに送られ、同時にキ
ー入力部から信号がＣＰＵに送られる。この信号をＣＰ
Ｕで予め設定されたプログラムを用いて演算することに
より、マグネトロンに増幅器を介して制御信号が送られ
ることとなる。マグネトロンは、送られてきた制御信号
に基づいて照射を行い、吸着剤１を加熱することとな
る。

【００２０】ここで、上記制御回路のＣＰＵでは、例え
ば図３及び図４のフローチャートに示す如き手順で、マ
グネトロンに制御信号が送られる。図３では、キー入力
部に入力がない場合は開始時に戻り、一定秒経過後に何
ら入力がない場合は終了することが示されている。ま
た、図４では、強の信号が入力された場合は、フローチ
ャートに示す如き手順で、マグネトロンに制御信号が送
られることを示している。即ち、信号が入力された場合
は、マグネトロンのＯＮ及びＯＦＦが所定の回数繰り返
される。なお、吸着剤が、所定の温度に達した場合（吸
着剤に又はその近傍に設置した温度センサーにより検
出）又は所定回数（所定の温度に達することが予備テス
トにより確認されている回数）マグネトロンをＯＮした
場合、マグネトロンへの入力が終了する。

【００２１】図４では、強の信号が入力がされた場合を
示しているが、中及び弱の信号が入力された場合は、そ
れら入力に応じたマクグネトロンのＯＮ及びＯＦＦの時
間を適宜設定すればよい。例えば、ＯＦＦ時間を一定に
した場合、中及び弱の信号に対応するマグネトロンＯＮ
及びＯＦＦの時間をそれぞれｔ２１及びｔ２２、ｔ３１
及びｔ３２とすると、ｔ１１＞ｔ２１＞ｔ３１の関係を
有するようにＯＮの時間を設定してもよい。また、ＯＮ
時間を一定にした場合、ｔ３２＞ｔ２２＞ｔ１２の関係
を有するようにＯＦＦの時間を設定してもよい。

【００２２】

【実施例】下記実施例において吸着量は、図５に示す装
置を使用して測定した。図５中、１１は空気供給手段、
１２は流量計、１３はイソプレン（臭気物質）、１４は
イソプレン（臭気物質）氷冷手段、１５はマイクロ波制
御手段、１６は電子レンジ、１７は吸着剤、１８は熱電
対、１９は温度指示計、２０はオートサンプラー、２１
はＦＩＤガスクロマトグラフ（島津製作所社製、カラ
ム：ポラパックＱ，１Ｍカラム１５０Ｃ）を示してい
る。

【００２３】実施例１ゼオライト（ＺＳＭ−５）と酸化マンガン（ＭｎＯ₂）
を２：１（重量比）で含有する吸着剤０．１ｇに対し
て、空気流通下において１秒ＯＮ−２６秒ＯＦＦの条件
でマグネトロン（５００Ｗ）をＯＮ−ＯＦＦ制御してマ
イクロ波照射して吸着剤の温度を７０℃に保った。この
吸着剤に、１５０ｐｐｍのトリメチルアミン（臭気物
質）を含んだ空気を６００ｍｌ／分の流速で流通させ、
マイクロ波ＯＮ−ＯＦＦ照射下で、出口におけるトリメ
チルアミン濃度をガスクロマトグラフにより定期的に測
定した。得られた結果を図６に示す。

【００２４】また、比較として、電気ヒーターにより吸
着剤を７０℃に保ち、上記と同様の条件下でトリメチル
アミン濃度を測定した。結果を図６に示す。なお、図６
中、●はマイクロ波照射、○は電気ヒーター加熱を意味
する。図６から明らかなとおり、マイクロ波照射の方が
吸着量が多いことがわかる。例えば、吸着時間６０分に
おける吸着量は、マイクロ波照射では４２．２ｍｌ／ｇ
であるのに対して、電気ヒーターでは２３．８ｍｌ／ｇ
であり、マイクロ波照射の方が、約１．８倍吸着量が増
えていることがわかる。

【００２５】マイクロ波照射により、トリメチルアミン
の吸着量が増加する理由は明らかではない。しかしなが
ら、マイクロ波照射により吸着剤の表面が吸着特性の高
い状態へと変化すること、吸着を阻害する水分等の物質
が脱離して臭気物質の吸着を促すこと、吸着した臭気物
質がマイクロ波照射により分解し、吸着剤の吸着座が空
き吸着量が増加すること等が考えられる。

【００２６】実施例２上記実施例１では、吸着過程全域にわたって、同一のＯ
Ｎ−ＯＦＦ条件でマイクロ波を照射したが、一定期間非
照射状態で吸着させ、その後一定期間照射状態で吸着さ
せた。その条件を以下に示す。すなわち、実施例１と同
じ吸着剤１ｇを用いて、室温で２０００ｐｐｍのトリメ
チルアミンを含んだ空気を６００ｍｌ／分の流速で流通
させた。マイクロ波は、３０分間非照射−１０分間照射
を繰り返し、照射時には１秒間ＯＮ−１０秒間ＯＦＦの
条件でマイクロ波を照射した。結果をマイクロ波未照射
の場合とあわせて図７に示す。なお、●はマイクロ波照
射、○はマイクロ波未照射を意味する。

【００２７】図７から明らかなように、マイクロ波を照
射した場合は、２００分経っても破過は認められない
が、未照射の場合は、３０分程度で急速な破過が認めら
れた。従って、マイクロ波を照射することが有用である
ことがわかった。

【００２８】実施例３トリメチルアミンの代わりに６００ｐｐｍのエチルメル
カプタンを使用すること以外は、実施例２と同じ条件で
吸着を行った。結果を図８に示す。なお、●はマイクロ
波照射、○はマイクロ波未照射を意味する。

【００２９】図８から明らかなように、マイクロ波を照
射した場合は、１００分経っても破過は認められない
が、未照射の場合は、３０分程度でゆるやかな破過が認
められた。従って、マイクロ波を照射することが有用で
あることがわかった。以上の実施例１〜３より、マイク
ロ波を照射することにより、吸着剤の吸着量を増加さす
ことができることがわかった。このような増加は、マイ
クロ波吸収能力が高くない他のゼオライト、金属酸化
物、活性炭等でも起こると考えられる。

【００３０】また、従来のように臭気物質が吸着飽和し
た吸着剤を取り外した後、電子レンジ等でマイクロ波を
照射する必要がなく、所定の吸着能力を維持することが
できる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の脱臭方法は、吸着剤による臭気
物質の吸着過程中に、マイクロ波を経時的に吸着剤に照
射することにより加熱して、該吸着剤の吸着能力を回復
させることを特徴とする。従って、吸着剤を取り外して
吸着能力の回復させる必要はなく、吸着過程中に効率よ
く吸着能力を回復することができる。

【００３２】吸着剤が、ゼオライト、金属酸化物、炭素
物質を少なくとも１つ含むことにより、吸着能力をより
向上さすことができる。マイクロ波を、経時的に吸着剤
に照射することにより、一定した吸着能力を維持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱臭触媒を使用した空気清浄器の概略
図である。

【図２】図１の空気清浄器の制御回路の構成図である。

【図３】マグネトロンに制御信号を送る手順を示すフロ
ーチャートである。

【図４】マグネトロンに制御信号を送る手順を示すフロ
ーチャートである。

【図５】脱臭触媒の吸着量の測定装置の概略構成図であ
る。

【図６】実施例１の吸着量の経時変化を示すグラフであ
る。

【図７】実施例２の吸着量の経時変化を示すグラフであ
る。

【図８】実施例３の吸着量の経時変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１吸着剤２セラミック製ホルダー３マグネトロン４吸気口５除塵フィルタ（プリフィルタ）６ファン７制御回路８キー入力部９排気口１０空気流１１空気供給手段１２流量計１３イソプレン（臭気物質）１４イソプレン（臭気物質）氷冷手段１５マイクロ波制御手段１６電子レンジ１７吸着剤１８熱電対１９温度指示計２０オートサンプラー２１ガスクロマトグラフＡ空気清浄器Ｂ本体ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平野竹徳鹿児島県出水市上鯖淵1385−２九州キャタリストリサーチ有限会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着剤による臭気物質の吸着過程中に、
マイクロ波を経時的に吸着剤に照射することにより、該
吸着剤の吸着能力の低下を防ぐことを特徴とする脱臭方
法。
【請求項２】吸着剤が、ゼオライト、金属酸化物、炭
素物質を少なくとも１つ含む請求項１に記載の脱臭方
法。
【請求項３】加熱が、５００℃以下で行われる請求項
１又は２に記載の脱臭方法。