JPS62237906A - 水溶液からの低沸点有機物の分離濃縮方法 - Google Patents
水溶液からの低沸点有機物の分離濃縮方法Info
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- JPS62237906A JPS62237906A JP61082494A JP8249486A JPS62237906A JP S62237906 A JPS62237906 A JP S62237906A JP 61082494 A JP61082494 A JP 61082494A JP 8249486 A JP8249486 A JP 8249486A JP S62237906 A JPS62237906 A JP S62237906A
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- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/364—Membrane distillation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
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- 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/02—Percolation
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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。
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］
本発明は疎水性多孔質膜を利用して、醗酵液等の水溶液
中から有用な低沸点有機物を効率よく分離濃縮する方法
に関する。
中から有用な低沸点有機物を効率よく分離濃縮する方法
に関する。
［従来の技術］
従来、醗酵液中の低沸点醗酵生成物の分離濃縮法として
は、醗酵液中の酵母等を除去した後に蒸留する方法が一
般的に行なわれているが、最近醗酵液を逆浸透膜を利用
して濃縮したり、膜を利用した浸透気化法等の分ｍ濃縮
法の研究も行なわれている。
は、醗酵液中の酵母等を除去した後に蒸留する方法が一
般的に行なわれているが、最近醗酵液を逆浸透膜を利用
して濃縮したり、膜を利用した浸透気化法等の分ｍ濃縮
法の研究も行なわれている。
また、醗酵においては醗酵を連続的に行なうと、醗酵生
成物が系内にたまり、これが醗酵の阻害物質として働き
、醗酵が続けられなくなる。これを回避した連続醗酵方
法としては親水性限外濾過膜を用い、該膜により醗酵槽
中の醗酵液より醗酵生成物を分離しながら醗酵を連続的
に行なう方法が知られている。
成物が系内にたまり、これが醗酵の阻害物質として働き
、醗酵が続けられなくなる。これを回避した連続醗酵方
法としては親水性限外濾過膜を用い、該膜により醗酵槽
中の醗酵液より醗酵生成物を分離しながら醗酵を連続的
に行なう方法が知られている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、醗酵液中の低沸点醗酵生成物の分離濃縮
法としては、従来の蒸留法では酵母等の除去工程の後に
、低濃度の液から蒸留して濃縮しなければならず、設備
が複雑な上に大きくなり、エネルギー消費量も大きい欠
点があった。また逆浸透膜法では、実用上の濃縮可能な
濃度限界が低く、例えばエタノールの場合で濃縮液とし
て約１５％が限界であり、浸透気化法では水の濃縮を行
なうことによって結果的に低沸点醗酵生成物の濃縮を行
なうため、浸透気化法を行なう前に鯖製工程を必要とす
る上に、多量の水の分離のためのエネルギー的損失も大
きい。
法としては、従来の蒸留法では酵母等の除去工程の後に
、低濃度の液から蒸留して濃縮しなければならず、設備
が複雑な上に大きくなり、エネルギー消費量も大きい欠
点があった。また逆浸透膜法では、実用上の濃縮可能な
濃度限界が低く、例えばエタノールの場合で濃縮液とし
て約１５％が限界であり、浸透気化法では水の濃縮を行
なうことによって結果的に低沸点醗酵生成物の濃縮を行
なうため、浸透気化法を行なう前に鯖製工程を必要とす
る上に、多量の水の分離のためのエネルギー的損失も大
きい。
又、限外濾過膜を用いた連続醗酵方法においては水と低
沸点醗酵生成物を系外に出すため醗酵用の原料例えばグ
ルコースや無機塩類も系外に出てしまい、醗酵生成物と
これらを分離しなければならないし、通常こうして分け
られたものは醗酵生成物以外は捨ててしまうため経済的
にも不利となると同時に醗酵槽内にこれら醗酵原料と無
機塩類を失われた分だけ補充してやらねばならないとい
う問題点を有している。
沸点醗酵生成物を系外に出すため醗酵用の原料例えばグ
ルコースや無機塩類も系外に出てしまい、醗酵生成物と
これらを分離しなければならないし、通常こうして分け
られたものは醗酵生成物以外は捨ててしまうため経済的
にも不利となると同時に醗酵槽内にこれら醗酵原料と無
機塩類を失われた分だけ補充してやらねばならないとい
う問題点を有している。
従って本発明者らは、上記方法の欠点を改良すべく鋭意
研究を重ねた結果、疎水性多孔質膜は、醗酵液等の水溶
液自身は通過させないが、蒸気は通過させるという知見
を得てさきに疎水性多孔質膜の片面を醗酵液と接し、醗
酵液と反対側の面を減圧に保つ低沸点醗酵生成物の分離
濃縮方法を提案した。この方法は効率的であるが例えば
この方法を連続醗酵に適用した場合のように長時間連続
して行なうと膜の透過性能が低下してきて充分醗酵生成
物を系外に取り出せなくなるという欠点があった。そこ
で本発明者等は膜の透過性能を低下させないまま長時間
分離濃縮を行なう方法につき鋭意検旧した結果本発明に
到達した。
研究を重ねた結果、疎水性多孔質膜は、醗酵液等の水溶
液自身は通過させないが、蒸気は通過させるという知見
を得てさきに疎水性多孔質膜の片面を醗酵液と接し、醗
酵液と反対側の面を減圧に保つ低沸点醗酵生成物の分離
濃縮方法を提案した。この方法は効率的であるが例えば
この方法を連続醗酵に適用した場合のように長時間連続
して行なうと膜の透過性能が低下してきて充分醗酵生成
物を系外に取り出せなくなるという欠点があった。そこ
で本発明者等は膜の透過性能を低下させないまま長時間
分離濃縮を行なう方法につき鋭意検旧した結果本発明に
到達した。
［問題点を解決するための手段１
すなわち本発明の要旨は、疎水性多孔質膜の片面を低沸
点有機物水溶液と接し、該多孔質膜の水溶液と反対側の
面に不活性ガスを連続的に流しながら該多孔質膜の不活
性ガス側の面を所定の周期で加圧、減圧にすることを繰
り返す水溶液からの低沸点有機物の分離濃縮方法にある
。
点有機物水溶液と接し、該多孔質膜の水溶液と反対側の
面に不活性ガスを連続的に流しながら該多孔質膜の不活
性ガス側の面を所定の周期で加圧、減圧にすることを繰
り返す水溶液からの低沸点有機物の分離濃縮方法にある
。
低沸点有機物の分ｌ！！濃縮においては不活性ガスを流
さずに竿に減圧にするたけでも分１１１ｔ′ｍ縮は可能
であるが、膜の水溶液と反対側の面を減圧にし、かつ不
活性ガスを流すことにより分離した有機物を不活性ガス
により強制的に膜面から除去できるので分離効率をより
高めることができるものであり、しかも周期的に加圧と
減圧を繰り返すことによって多孔質膜の目詰まり等によ
る透過性能の低下を防止できるばかりでなく、分離され
た低沸点有機物の濃度の低下を防止でき、よって例えば
連続醗酵等における長時間の醗酵生成物の分離濃縮を可
能とするものである。
さずに竿に減圧にするたけでも分１１１ｔ′ｍ縮は可能
であるが、膜の水溶液と反対側の面を減圧にし、かつ不
活性ガスを流すことにより分離した有機物を不活性ガス
により強制的に膜面から除去できるので分離効率をより
高めることができるものであり、しかも周期的に加圧と
減圧を繰り返すことによって多孔質膜の目詰まり等によ
る透過性能の低下を防止できるばかりでなく、分離され
た低沸点有機物の濃度の低下を防止でき、よって例えば
連続醗酵等における長時間の醗酵生成物の分離濃縮を可
能とするものである。
本発明において、対象となる低沸点有機物としては、低
沸点有機物と水との気液平衡関係において、低沸点有機
物の蒸気組成が平衡にある液組成よりも高いものであれ
ば、いかなる有機物でも良く、メタノール、エタノール
、ブタノール、アセトン、テトラヒドロフラン、トリエ
チルアミン等を挙げることができ、工程排液からの低沸
点有機物の回収に利用できるが、醗酵液からの低沸点有
機物の回収に適しており１、特にエタノール醗酵液、ア
セトン・ブタノール醗酵液等からの回収に有効である。
沸点有機物と水との気液平衡関係において、低沸点有機
物の蒸気組成が平衡にある液組成よりも高いものであれ
ば、いかなる有機物でも良く、メタノール、エタノール
、ブタノール、アセトン、テトラヒドロフラン、トリエ
チルアミン等を挙げることができ、工程排液からの低沸
点有機物の回収に利用できるが、醗酵液からの低沸点有
機物の回収に適しており１、特にエタノール醗酵液、ア
セトン・ブタノール醗酵液等からの回収に有効である。
本発明の方法において、疎水性多孔質膜としてはバブル
ポイントが、１にｇ／ｃｒｎ”以」二であるものが好ま
しく、２ Ｋｇ／ｃｒｎ”以上１３にｇ／ｃｒｒ？′以
下であるものがよりり了ましく川し）られる。
ポイントが、１にｇ／ｃｒｎ”以」二であるものが好ま
しく、２ Ｋｇ／ｃｒｎ”以上１３にｇ／ｃｒｒ？′以
下であるものがよりり了ましく川し）られる。
バブルポイントは、膜が平膜の場合はＡＳＴＭＦ３１６
−８０にしたがって測定でき、膜か中空糸の場合はルー
プ状の中空糸モジュールを作成し、これをエタノール中
に浸漬し、アスピレータ−で吸引して、中空糸内部をエ
タノールで充分に濡らす。次に０．１ Ｋｇ／ｃｒｎ”
のステップで昇圧し、中空糸のほぼ全体からバブルの発
生しはじめる時の圧力をバブルポイント（Ｋｇ／ｃｒｎ
” ）とする。
−８０にしたがって測定でき、膜か中空糸の場合はルー
プ状の中空糸モジュールを作成し、これをエタノール中
に浸漬し、アスピレータ−で吸引して、中空糸内部をエ
タノールで充分に濡らす。次に０．１ Ｋｇ／ｃｒｎ”
のステップで昇圧し、中空糸のほぼ全体からバブルの発
生しはじめる時の圧力をバブルポイント（Ｋｇ／ｃｒｎ
” ）とする。
用いられる多孔質膜の厚さは、好ましくは１０μｍ〜１
００μｍ、より好ましくは２０〜６０μｍであり、空孔
率は２０〜８０％、好ましくは４０〜７５％である。膜
の材質としては、テフロンやポリオレフィン等疎水性で
」二記条件を満たすものであれば、いかなるものでも良
く、膜の素材が親水性である場合でも膜表面を疎水化し
たものであれば用いることができる。膜の形態は平膜で
も良いが、中空系膜であることが装置のコンパクト化の
ために特に好ましい。
００μｍ、より好ましくは２０〜６０μｍであり、空孔
率は２０〜８０％、好ましくは４０〜７５％である。膜
の材質としては、テフロンやポリオレフィン等疎水性で
」二記条件を満たすものであれば、いかなるものでも良
く、膜の素材が親水性である場合でも膜表面を疎水化し
たものであれば用いることができる。膜の形態は平膜で
も良いが、中空系膜であることが装置のコンパクト化の
ために特に好ましい。
膜の水溶液と反対側の面に流す不活性ガスとしては醗酵
液や低沸点有機物と反応しないガスであればよく、窒素
ガス、炭酸ガス、滅菌空気等を好ましいガスの例として
示すことができる。
液や低沸点有機物と反応しないガスであればよく、窒素
ガス、炭酸ガス、滅菌空気等を好ましいガスの例として
示すことができる。
不活性ガスを流す側を減圧にする時の減圧の程度は減圧
度が高ければ高いほど醗酵生成物の分離速度が速く好都
合であるが、これはバブルポイントどの関係で適宜選択
すれば良く、通常０．１〜５００ ＋ｎｍ１１ｇの範囲
の減圧とするのか好ましい。
度が高ければ高いほど醗酵生成物の分離速度が速く好都
合であるが、これはバブルポイントどの関係で適宜選択
すれば良く、通常０．１〜５００ ＋ｎｍ１１ｇの範囲
の減圧とするのか好ましい。
加圧する時の好ましい圧力は不活性ガスあるいは滅菌空
気が水溶液側に気泡として出る程度がよく、膜の細孔の
孔径、ぬれ具合により決まるが、通常は１５０〜７６０
ｍｍ１１ｇ （ゲージ圧）であることが好ましい。こ
の下限未満では透過性能の低−ドを防ＩＬすることが充
分でなく、この上限を越える差圧を用いても透過性能低
下防止にそれ以上の効果は期待できず、コスト高をもた
らし、更には中空糸膜のつぶれ等をおこすおそれもある
のので好ましくない。
気が水溶液側に気泡として出る程度がよく、膜の細孔の
孔径、ぬれ具合により決まるが、通常は１５０〜７６０
ｍｍ１１ｇ （ゲージ圧）であることが好ましい。こ
の下限未満では透過性能の低−ドを防ＩＬすることが充
分でなく、この上限を越える差圧を用いても透過性能低
下防止にそれ以上の効果は期待できず、コスト高をもた
らし、更には中空糸膜のつぶれ等をおこすおそれもある
のので好ましくない。
減圧の時は低沸点有機物を分離し、加圧の時は分離でき
ないので、加圧の時間は比較的短い方がよいが、時間が
短ずぎると透過性能の低下を防１トする効果が不充分と
なるため、−周期当りの加圧時間は１秒から１分である
ことが好ましい。加圧から次の加圧までの期間は醗酵液
組成、低沸点醗酵生成物の種類、多孔質膜の孔径等によ
り異なるが、１分〜１時間であることが好ましい。
ないので、加圧の時間は比較的短い方がよいが、時間が
短ずぎると透過性能の低下を防１トする効果が不充分と
なるため、−周期当りの加圧時間は１秒から１分である
ことが好ましい。加圧から次の加圧までの期間は醗酵液
組成、低沸点醗酵生成物の種類、多孔質膜の孔径等によ
り異なるが、１分〜１時間であることが好ましい。
以下、醗酵液を用いた場合を例にとり説明するが、連続
醗酵方法においては送液ポンプにより醗酵槽内の液の一
部を連続的に抜き、膜を内蔵した分離濃縮器に送り、分
１！Ｉ濃縮器で分離されなかった液は再び醗酵槽に戻す
方法をとることもできる。
醗酵方法においては送液ポンプにより醗酵槽内の液の一
部を連続的に抜き、膜を内蔵した分離濃縮器に送り、分
１！Ｉ濃縮器で分離されなかった液は再び醗酵槽に戻す
方法をとることもできる。
本発明の濃縮分離法を組み込んだ連続醗酵方法では無機
塩類も醗酵原料も分離されないので醗酵により消費され
た分だけの醗酵原料のみを系に補充してやればよい。ま
た、長時間醗酵において微生物が出した老廃物による醗
酵能力の低Ｆが生じる場合には醗酵液の一部（醗酵液全
量の数ｖｏ１％程度）を定期的に抜いて新鮮培地を補充
するのが好ましい。このような方法を採用した場合は液
の抜き取り、返送により系が撹拌されるので別に撹拌装
置を設けなくてもよい。ポンプで送液するかわりに醗酵
槽の中に分１ｌＩＩ濃縮器を浸漬して自動的に膜の一方
の面に醗酵液が接触するようにしてもよい。この場合は
醗酵槽内を撹拌する手段が必要となる。
塩類も醗酵原料も分離されないので醗酵により消費され
た分だけの醗酵原料のみを系に補充してやればよい。ま
た、長時間醗酵において微生物が出した老廃物による醗
酵能力の低Ｆが生じる場合には醗酵液の一部（醗酵液全
量の数ｖｏ１％程度）を定期的に抜いて新鮮培地を補充
するのが好ましい。このような方法を採用した場合は液
の抜き取り、返送により系が撹拌されるので別に撹拌装
置を設けなくてもよい。ポンプで送液するかわりに醗酵
槽の中に分１ｌＩＩ濃縮器を浸漬して自動的に膜の一方
の面に醗酵液が接触するようにしてもよい。この場合は
醗酵槽内を撹拌する手段が必要となる。
次に本発明の方法を図面を用いて説明する。第１図は本
発明の方法の１実施態様を示す回路図である。同図にお
いて（１）は醗酵液の温度を適切な温度範囲に保つため
の恒温水槽、（２）は醗酵液貯槽、（３）は醗酵液を循
環させるためのポンプ、（４）は多孔質中空糸膜を内蔵
した分ｍ濃縮器、（５）は分離濃縮器より吸引された蒸
気を低温に保持して液化させるためのコールドトラップ
、（６）は減圧度測定用のマノメーター、（７）は真空
ポンプ、（８）はキャリアーガスとして使用する不活性
ガスのボンベ、（９）は流量計、（１０）は加圧減圧の
切換えを行なうための電磁弁、（１１）は加圧、減圧の
周期及び時間を設定するためのタイマーである。分離濃
縮器（４）としては例えば第２図に示す如き多孔質中空
糸膜を内蔵した中空糸膜モジュールが用いられる。なお
、何らかの原因で蒸気以外の液成分が中空糸内部に漏れ
てくる場合も考えられ、この場合は得られる低沸点醗酵
生成物の濃度が低下するので分＃濃縮器出「１とコール
ドトラップの間に液のトラップ（常温又は加温トラップ
）を設けることか好ましい。
発明の方法の１実施態様を示す回路図である。同図にお
いて（１）は醗酵液の温度を適切な温度範囲に保つため
の恒温水槽、（２）は醗酵液貯槽、（３）は醗酵液を循
環させるためのポンプ、（４）は多孔質中空糸膜を内蔵
した分ｍ濃縮器、（５）は分離濃縮器より吸引された蒸
気を低温に保持して液化させるためのコールドトラップ
、（６）は減圧度測定用のマノメーター、（７）は真空
ポンプ、（８）はキャリアーガスとして使用する不活性
ガスのボンベ、（９）は流量計、（１０）は加圧減圧の
切換えを行なうための電磁弁、（１１）は加圧、減圧の
周期及び時間を設定するためのタイマーである。分離濃
縮器（４）としては例えば第２図に示す如き多孔質中空
糸膜を内蔵した中空糸膜モジュールが用いられる。なお
、何らかの原因で蒸気以外の液成分が中空糸内部に漏れ
てくる場合も考えられ、この場合は得られる低沸点醗酵
生成物の濃度が低下するので分＃濃縮器出「１とコール
ドトラップの間に液のトラップ（常温又は加温トラップ
）を設けることか好ましい。
多孔質中空糸としてはポリプロピレン多孔質中空糸を用
い、醗酵液としてエタノール醗酵液を用いた場合のエタ
ノール分離濃縮法を例にとり更に説明すると、−分離濃
縮器の醗酵液入口（１３）より供給された醗酵液は、多
孔質中空糸膜（１２）の外面と接触しながら分ｌ１１濃
縮器内部を流れて醗酵液出口（１４）より排出され醗酵
槽に戻る。
い、醗酵液としてエタノール醗酵液を用いた場合のエタ
ノール分離濃縮法を例にとり更に説明すると、−分離濃
縮器の醗酵液入口（１３）より供給された醗酵液は、多
孔質中空糸膜（１２）の外面と接触しながら分ｌ１１濃
縮器内部を流れて醗酵液出口（１４）より排出され醗酵
槽に戻る。
多孔質中空糸膜（１２）は微細な孔が貫通した多孔質構
造をとっているが疎水性であるので醗酵液は液体のまま
では中空糸壁部を通過できない。
造をとっているが疎水性であるので醗酵液は液体のまま
では中空糸壁部を通過できない。
減圧時にはこの壁部でエタノールと水が蒸発して減圧と
なっている中空糸内部に流れるが、この時、水−エタノ
ールの気液平衡関係から、醗酵液のエタノール濃度より
もエタノールが濃縮された組成となる。中空糸内部に不
活性ガス人口（１５）から窒素ガス等のキャリアーガス
を送って他方からポンプで吸引すればこの蒸気はキャリ
アーガスと共に蒸気出口（１６）より出る。減圧時は中
空糸内部の圧力は３８０ ｍｍ１１ｇ以下であることが
好ましく、２５０ ｍｍ１１ｇ以下であることがより好
ましい。
なっている中空糸内部に流れるが、この時、水−エタノ
ールの気液平衡関係から、醗酵液のエタノール濃度より
もエタノールが濃縮された組成となる。中空糸内部に不
活性ガス人口（１５）から窒素ガス等のキャリアーガス
を送って他方からポンプで吸引すればこの蒸気はキャリ
アーガスと共に蒸気出口（１６）より出る。減圧時は中
空糸内部の圧力は３８０ ｍｍ１１ｇ以下であることが
好ましく、２５０ ｍｍ１１ｇ以下であることがより好
ましい。
この蒸気出口（１６）から出た蒸気を第１図に示したよ
うに例えば−４０℃に冷却されたコールドトラップ（５
）で液化してもよく、液化しないで例えばエタノール蒸
留塔へこの蒸気を供給してもよい。
うに例えば−４０℃に冷却されたコールドトラップ（５
）で液化してもよく、液化しないで例えばエタノール蒸
留塔へこの蒸気を供給してもよい。
連続醗酵を行なう場合は通常の醗酵槽に本発明の分離濃
縮方法で用いる装置を取り付けて行なえばよい。この場
合酵母に影響を与えない範囲であれば醗酵槽の温度と分
離濃縮器内の温度を異なるものにしてもよい。
縮方法で用いる装置を取り付けて行なえばよい。この場
合酵母に影響を与えない範囲であれば醗酵槽の温度と分
離濃縮器内の温度を異なるものにしてもよい。
［実施例］
以下に実施例により本発明を更に詳しく説明する。
実施例１
バブルポイント１２．５ Ｋｇ／ｃｒｎ２、空気透過性
７×１０’ｌ／ｒｎ’浦ｒ、０．５ａｔ、ｍ、空孔率４
５％、膜厚２２μｍ、内径２００μｍ、有効長１６０ｍ
＋ｎのボリブロビレン多孔質中空糸膜を用いて有効表面
積０、３ ｍ″の第２図に示す形状の分離濃縮器を作成
した。次いで第１図に示す回路の装置を組み立て、キャ
リアガスとして窒素を用い、減圧時のキャリアガス流Ｍ
１００〜２００ｍυ／分とし、恒温水槽温度を２５〜３
０℃に保ってエタノール醗酵液からのエタノールの分離
濃縮を行なった。加圧減圧の周期は真空度４〜６ｍｍ１
１ｇの減圧を９分５０秒、４ ｓ ｏ ｍｍ１１ｇ （
ゲージ圧）の加圧１０秒として１５日間連続運転した。
７×１０’ｌ／ｒｎ’浦ｒ、０．５ａｔ、ｍ、空孔率４
５％、膜厚２２μｍ、内径２００μｍ、有効長１６０ｍ
＋ｎのボリブロビレン多孔質中空糸膜を用いて有効表面
積０、３ ｍ″の第２図に示す形状の分離濃縮器を作成
した。次いで第１図に示す回路の装置を組み立て、キャ
リアガスとして窒素を用い、減圧時のキャリアガス流Ｍ
１００〜２００ｍυ／分とし、恒温水槽温度を２５〜３
０℃に保ってエタノール醗酵液からのエタノールの分離
濃縮を行なった。加圧減圧の周期は真空度４〜６ｍｍ１
１ｇの減圧を９分５０秒、４ ｓ ｏ ｍｍ１１ｇ （
ゲージ圧）の加圧１０秒として１５日間連続運転した。
ここで使用したエタノール醗酵液はグルコース４．５重
量％、アルコール酵母２．５重量％、クエン酸０．３重
量％、塩化アンモニウム０．２重量％、リン酸カリウム
０．５重量％、硫酸マグネシウム０．０１重量％、塩化
ナトリウム０．１重量％、塩化カルシウムｏ、ｏｏｉ重
量％からなる組成の液をグルコース水溶液を適宜添加し
ながら通常の条件で４８時間醗酵させた液で、エタノー
ル含有量を１０重量％に常時保つよう一部の醗酵液を抜
きながら同量の高エタノール濃度の醗酵液を添加しなが
ら行なった。分１１１１濃縮された液中には酵母やグル
コース、無機塩類は含まれていなかった。コールドトラ
ップで１９〜２８重量％のエタノールが４０〜１２０
ｇ ／ ｈ ｒの採取速度で定常的に得られた。
量％、アルコール酵母２．５重量％、クエン酸０．３重
量％、塩化アンモニウム０．２重量％、リン酸カリウム
０．５重量％、硫酸マグネシウム０．０１重量％、塩化
ナトリウム０．１重量％、塩化カルシウムｏ、ｏｏｉ重
量％からなる組成の液をグルコース水溶液を適宜添加し
ながら通常の条件で４８時間醗酵させた液で、エタノー
ル含有量を１０重量％に常時保つよう一部の醗酵液を抜
きながら同量の高エタノール濃度の醗酵液を添加しなが
ら行なった。分１１１１濃縮された液中には酵母やグル
コース、無機塩類は含まれていなかった。コールドトラ
ップで１９〜２８重量％のエタノールが４０〜１２０
ｇ ／ ｈ ｒの採取速度で定常的に得られた。
なお、第１表に示した減圧だけで加圧を行なわない場合
は分離濃縮開始当初は本実施例とほぼ同様の結果が得ら
れたが、１０時間経過後から徐々に採取速度が低下しは
じめ、２日後には初期の透過速度の６０％程度に低下し
てしまった。
は分離濃縮開始当初は本実施例とほぼ同様の結果が得ら
れたが、１０時間経過後から徐々に採取速度が低下しは
じめ、２日後には初期の透過速度の６０％程度に低下し
てしまった。
実施例２
実施例１で用いたと同様の分離濃縮器と回路を使用して
アセトン・ブタノール水溶液よりの低沸点有機物の分離
濃縮を行なった。水溶液の組成はアセトン０．′４重量
％、ブタノール０．８重量％、エタノール０．１重量％
であり、恒温水槽温度２５℃、分離濃縮器の減圧側の真
空度５ｍｍ１ｇ、但し、１０分毎に１０秒間４５０ ｍ
ｍｔｌｇ （ゲージ圧）となるように設定し、キャリア
ーガス（窒素）流＠ １００ ｍ Ｉｔ ７分に設定し
て、コールドトラップ（温度−４０℃）での採取量１２
０ｇ／時間で、採取された液の組成はアセトン０．５〜
１．０重量％、ブタノール４重量％、エタノール１０重
量％の水溶液が得られた。この水溶液には、バクテリア
や無機塩は含まれていなかった。
アセトン・ブタノール水溶液よりの低沸点有機物の分離
濃縮を行なった。水溶液の組成はアセトン０．′４重量
％、ブタノール０．８重量％、エタノール０．１重量％
であり、恒温水槽温度２５℃、分離濃縮器の減圧側の真
空度５ｍｍ１ｇ、但し、１０分毎に１０秒間４５０ ｍ
ｍｔｌｇ （ゲージ圧）となるように設定し、キャリア
ーガス（窒素）流＠ １００ ｍ Ｉｔ ７分に設定し
て、コールドトラップ（温度−４０℃）での採取量１２
０ｇ／時間で、採取された液の組成はアセトン０．５〜
１．０重量％、ブタノール４重量％、エタノール１０重
量％の水溶液が得られた。この水溶液には、バクテリア
や無機塩は含まれていなかった。
［発明の効果］
本発明の分１！ｌｉ濃縮方法によれば醗酵液から直接酵
母や醗酵原料、無機塩類を含まず、汁つ、醗酵液よりも
濃縮された低沸点醗酵生成物が得られるという特徴があ
り、醗酵液あるいはこれから酵母等固形物を除いた系か
ら直接蒸留する場合に比べて蒸留設備を小型化すること
が可能である。又、疎水性多孔質膜を使用するため、従
来の浸透気化法と比較して蒸気の透過速度が速く効率的
であり、特に疎水性多孔質中空糸膜を使用すれば更にコ
ンパクトな設備になり、有利である。又、本発明の連続
醗酵方法は連続的に低沸点醗酵生成物か系から除去され
、低沸点醗酵生成物濃度を低く保つことができ、有利に
醗酵を行なうことができる。さらに、周期的に減圧と加
圧を繰り返すことにより長期間安定に運転を行なうこと
か可能である。
母や醗酵原料、無機塩類を含まず、汁つ、醗酵液よりも
濃縮された低沸点醗酵生成物が得られるという特徴があ
り、醗酵液あるいはこれから酵母等固形物を除いた系か
ら直接蒸留する場合に比べて蒸留設備を小型化すること
が可能である。又、疎水性多孔質膜を使用するため、従
来の浸透気化法と比較して蒸気の透過速度が速く効率的
であり、特に疎水性多孔質中空糸膜を使用すれば更にコ
ンパクトな設備になり、有利である。又、本発明の連続
醗酵方法は連続的に低沸点醗酵生成物か系から除去され
、低沸点醗酵生成物濃度を低く保つことができ、有利に
醗酵を行なうことができる。さらに、周期的に減圧と加
圧を繰り返すことにより長期間安定に運転を行なうこと
か可能である。
また、工程排液等のような低沸点有機物を含む排液から
他の非揮発性物質を含まない低沸点有機物を効率良く回
収できるという利点がある。
他の非揮発性物質を含まない低沸点有機物を効率良く回
収できるという利点がある。
第１図は本発明の分離濃縮方法の１実施態様を示す回路
図であり、第２図及び第３図は多孔質中空糸膜を内蔵し
た分離濃縮器の例である。 図において、１：恒温水槽、 ２：醗酵液貯液槽（連続醗酵の場合は醗酵槽）、３：循
環ポンプ、４：分離濃縮器、 ５：コールドトラップ、６：マノメーター、７：真空ポ
ンプ、８：窒素ボンベ、９：流量計、１０：電磁弁、１
１：タイマー、 １２：多孔質中空糸膜、１３：醗酵液入口、１４：醗酵
液出口、１５：キャリアガス人口、１６：蒸気出口
を示す。
図であり、第２図及び第３図は多孔質中空糸膜を内蔵し
た分離濃縮器の例である。 図において、１：恒温水槽、 ２：醗酵液貯液槽（連続醗酵の場合は醗酵槽）、３：循
環ポンプ、４：分離濃縮器、 ５：コールドトラップ、６：マノメーター、７：真空ポ
ンプ、８：窒素ボンベ、９：流量計、１０：電磁弁、１
１：タイマー、 １２：多孔質中空糸膜、１３：醗酵液入口、１４：醗酵
液出口、１５：キャリアガス人口、１６：蒸気出口
を示す。
Claims (1)
- １、疎水性多孔質膜の片面を低沸点有機物水溶液と接し
、該多孔質膜の水溶液と反対側の面に不活性ガスを流し
ながら該多孔質膜の不活性ガス側の面を所定の周期で加
圧、減圧にすることを繰り返す水溶液からの低沸点有機
物の分離濃縮方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082494A JPS62237906A (ja) | 1986-04-10 | 1986-04-10 | 水溶液からの低沸点有機物の分離濃縮方法 |
| EP86110920A EP0241577B1 (en) | 1986-04-10 | 1986-08-07 | Method for separating and concentrating an organic component having a low-boiling point from an aqueous solution |
| DE8686110920T DE3672103D1 (de) | 1986-04-10 | 1986-08-07 | Verfahren zur abtrennung und konzentrierung einer organischen komponente mit niedrigem siedepunkt aus einer waesserigen loesung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082494A JPS62237906A (ja) | 1986-04-10 | 1986-04-10 | 水溶液からの低沸点有機物の分離濃縮方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62237906A true JPS62237906A (ja) | 1987-10-17 |
Family
ID=13776043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61082494A Pending JPS62237906A (ja) | 1986-04-10 | 1986-04-10 | 水溶液からの低沸点有機物の分離濃縮方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0241577B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62237906A (ja) |
| DE (1) | DE3672103D1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8496731B2 (en) | 2007-03-15 | 2013-07-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for transporting fluid |
| US8585904B2 (en) | 2008-03-14 | 2013-11-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dehydration system and dehydration method |
| JP2014018116A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Kansai Univ | 発酵濃縮装置および発酵濃縮方法 |
| US9149769B2 (en) | 2007-03-15 | 2015-10-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dehydration system and dehydration method |
| WO2017069219A1 (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 三菱レイヨン株式会社 | 膜の殺菌方法および該殺菌方法を実施し得るガス溶解液製造装置 |
| WO2024004838A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 日東電工株式会社 | 膜分離装置、膜分離システム、及び膜分離装置の運転方法 |
| WO2024004742A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 日東電工株式会社 | 膜分離システム、及び膜分離装置の運転方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402590A1 (en) * | 1989-05-22 | 1990-12-19 | Separation Dynamics Inc | Removal of trace contamination from water |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1119229B (de) * | 1959-10-19 | 1961-12-14 | Diether Vitzthum Dipl Chem | Verfahren zum Trennen von verdampfbaren Fluessigkeitsgemischen organischer oder anorganisch-organischer Zusammensetzung |
| NL136379C (ja) * | 1961-03-08 | |||
| US4108718A (en) * | 1976-01-27 | 1978-08-22 | Purdue Research Foundation | Vapor filtration process and system |
| DE3418414A1 (de) * | 1984-05-17 | 1985-11-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Kontinuierliche produktentfernung aus bioreaktoren |
-
1986
- 1986-04-10 JP JP61082494A patent/JPS62237906A/ja active Pending
- 1986-08-07 EP EP86110920A patent/EP0241577B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-08-07 DE DE8686110920T patent/DE3672103D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8858798B2 (en) | 2006-10-05 | 2014-10-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dehydration method |
| US8496731B2 (en) | 2007-03-15 | 2013-07-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for transporting fluid |
| US9149769B2 (en) | 2007-03-15 | 2015-10-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dehydration system and dehydration method |
| US8585904B2 (en) | 2008-03-14 | 2013-11-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dehydration system and dehydration method |
| JP2014018116A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Kansai Univ | 発酵濃縮装置および発酵濃縮方法 |
| WO2017069219A1 (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 三菱レイヨン株式会社 | 膜の殺菌方法および該殺菌方法を実施し得るガス溶解液製造装置 |
| JPWO2017069219A1 (ja) * | 2015-10-20 | 2017-10-19 | 三菱ケミカル株式会社 | 膜の殺菌方法および該殺菌方法を実施し得るガス溶解液製造装置 |
| WO2024004838A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 日東電工株式会社 | 膜分離装置、膜分離システム、及び膜分離装置の運転方法 |
| WO2024004742A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 日東電工株式会社 | 膜分離システム、及び膜分離装置の運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0241577B1 (en) | 1990-06-20 |
| DE3672103D1 (de) | 1990-07-26 |
| EP0241577A1 (en) | 1987-10-21 |
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