JP2003135090A - Method and apparatus for producing high concentration ethanol by fermentation by pervaporation using silicalite membrane coated with silicon rubber - Google Patents
Method and apparatus for producing high concentration ethanol by fermentation by pervaporation using silicalite membrane coated with silicon rubberInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】グルコースなどの糖質を原料として酵母により
生産される発酵エタノールを化石資源代替えのエネルギ
ー資源として使用するために、発酵系と一体化が可能
で、しかも並行して分離・濃縮が可能な浸透気化分離法
による高濃度エタノールの生産方法を提供する。
【解決手段】 結晶構造にアルミナを含まず、非常に高
い疎水性を有するシリカライトの表面を疎水性のシリコ
ンゴムで改質することにより、親水性の有機酸類が共存
している培地中から、エタノールを選択的に分離・濃縮
し、高濃度エタノール生産する方法である。(57) [Summary] [PROBLEMS] To use fermented ethanol produced by yeast using sugars such as glucose as a raw material as an energy resource to replace fossil resources, it can be integrated with a fermentation system, and in parallel Provided is a method for producing high-concentration ethanol by a pervaporation separation method capable of separation and concentration. SOLUTION: By modifying the surface of silicalite, which does not contain alumina in the crystal structure and has a very high hydrophobicity, with a hydrophobic silicon rubber, a medium containing hydrophilic organic acids coexists. This is a method of selectively separating and concentrating ethanol to produce high-concentration ethanol.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンゴムコー
ティングしたシリカライト膜を用いた浸透気化法による
発酵法高濃度エタノールの製造装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fermentation high-concentration ethanol production apparatus by a pervaporation method using a silica rubber membrane coated with silicon rubber.
【0002】[0002]
【従来の技術】これまでの化石燃料に依存するエネルギ
ー生産体系は、地球上での炭酸ガスをはじめとした温室
効果ガスの増加をもたらし続けている。一方、我が国の
みならず地球上には植物など未利用な生物系有機資源で
あるバイオマスが豊富に存在し、毎年蓄積され続けてい
る。植物は炭酸ガスを吸収することから、バイオマスを
エネルギー資源として活用することは、地球上で炭素循
環のバランスがとれ、化石資源の使用量を削減できるた
めに、その結果として温室効果ガスを削減可能となるこ
とから様々な開発が積極的に進められている。2. Description of the Related Art Energy production systems that depend on fossil fuels up to now continue to bring about an increase in greenhouse gases such as carbon dioxide on the earth. On the other hand, not only in Japan but also on the earth, biomass, which is an unused biological organic resource such as plants, is abundant and continues to be accumulated every year. Since plants absorb carbon dioxide, utilizing biomass as an energy resource can balance the carbon cycle on the earth and reduce the amount of fossil resources used, resulting in the reduction of greenhouse gases. Therefore, various developments are being actively promoted.
【0003】バイオマスから得られるエネルギー資源と
しては、メタンガス、水素ガス、エタノール、ブタノー
ル等がある。これらの中で、常温・常圧下での酵母など
の微生物による発酵反応により生産できるエタノール
は、燃焼に伴う排出ガス中の有害物質の量がガソリンと
比較して少ない等、石油代替液体燃料として特に重要視
されている。しかしながら、発酵法で生産されるエタノ
ールの濃度は、15%程度と希薄であることから、液体
燃料として利用するためには濃縮する工程が不可欠とな
る。このための技術としては、蒸留法を用いることが一
般的である。さらに、希薄な発酵エタノールを蒸留法で
濃縮する前には、発酵液中から酵母菌体を除去する固液
分離の工程が必要であり、しかも蒸留工程は、生産され
るエタノールの約半分のエネルギーを消費すると言われ
るほどのエネルギー多消費型のプロセスである。したが
って、生産コスト的な競争力が石油と比較して非常に乏
しく、バイオマスエタノールの実用化が進んでいない。Energy resources obtained from biomass include methane gas, hydrogen gas, ethanol, butanol and the like. Among them, ethanol, which can be produced by fermentation reaction with microorganisms such as yeast at room temperature and atmospheric pressure, has a smaller amount of harmful substances in exhaust gas due to combustion as compared with gasoline, and is particularly useful as a liquid fuel alternative to petroleum. It is emphasized. However, since the concentration of ethanol produced by the fermentation method is as low as about 15%, a concentration step is indispensable in order to use it as a liquid fuel. A distillation method is generally used as a technique for this purpose. Furthermore, before concentrating dilute fermented ethanol by the distillation method, a solid-liquid separation step is required to remove yeast cells from the fermentation broth, and the distillation step requires about half the energy of ethanol produced. It is a process that consumes a lot of energy and is said to consume. Therefore, the competitiveness in production cost is very poor compared to petroleum, and biomass ethanol has not been put into practical use.
【0004】一方、蒸留法に代わる技術として分離膜を
用いる発酵エタノールの濃縮法がある。その原理は、次
の通りである。特定の物質に対して選択性を有する分離
膜を介して一方に液体混合物を供給し、反対(透過)側
のみを減圧にすることによって、膜内を透過してきた液
体の蒸気化を容易にして、その蒸気を冷却、液化して取
り出す方法である。透過側を減圧にする代わりに、不活
性ガスで透過側の膜面から蒸発する蒸気を掃引して冷却
器へ導き、透過蒸気のみを液化することも可能である。
この方法は、浸透気化分離法と呼ばれる技術である。On the other hand, there is a method of concentrating fermented ethanol using a separation membrane as an alternative technique to the distillation method. The principle is as follows. By supplying the liquid mixture to one side through a separation membrane having selectivity for a specific substance and reducing the pressure on only the opposite (permeation) side, the vaporization of the liquid permeating through the membrane is facilitated. The method is to cool the vapor, liquefy it, and take it out. Instead of reducing the pressure on the permeate side, it is also possible to sweep vapor that evaporates from the film surface on the permeate side with an inert gas and guide it to a cooler to liquefy only the permeate vapor.
This method is a technique called pervaporation separation method.
【0005】浸透気化分離法では、浸透気化膜を設置し
た浸透気化装置内の供給側に、発酵で得られるアルコー
ル水溶液(5〜15重量%)を、熱交換操作を行って、
加熱後に供給する。加熱温度はアルコールの種類により
決定される。膜を浸透気化されたアルコールは膜の透過
側の凝縮器を介して液化されて取り出される。透過側は
ポンプにより減圧或いは真空に保たれている。このよう
な操作が一般的である(特開平8−252434、特開
平8−252435)。しかしながら、このような操作
では反応器から生成物を取り出した後に、新たに設置さ
れている浸透気化装置内に特定の条件で導いて処理を行
うので、装置構成上から見ると合理的ではない。反応槽
で得られる反応生成物をとりだすことなく、得られる生
成物をアルコール選択性分離膜で濃縮することができる
ことが望ましい。In the pervaporation separation method, an alcohol aqueous solution (5 to 15% by weight) obtained by fermentation is subjected to a heat exchange operation on the supply side in a pervaporation apparatus provided with a pervaporation membrane,
Supply after heating. The heating temperature is determined by the type of alcohol. The alcohol pervaporated through the membrane is liquefied and taken out through the condenser on the permeate side of the membrane. The permeate side is kept under reduced pressure or vacuum by a pump. Such an operation is common (Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-252434 and 8-252435). However, in such an operation, since the product is taken out from the reactor and then introduced into a newly installed pervaporation apparatus under a specific condition for processing, it is not rational from the viewpoint of the apparatus configuration. It is desirable that the obtained product can be concentrated with an alcohol-selective separation membrane without taking out the reaction product obtained in the reaction tank.
【0006】従来からアルコール分離膜では、逆浸透
膜、中空糸膜、浸透気化膜等の分離膜が知られている。
浸透気化分離膜の素材は、非多孔性の高分子化合物の膜
を用いるもの、例えば、ポリオレフイン(特開平8−2
52434号公報)、シリコンゴム膜(特開昭57−1
36905号公報、野村ら、化学工学協会第16秋季大
会研究発表講演要旨集、p.540(1982))、ポ
リ(トリメチルシリルプロパン膜(特開昭60−673
06号公報)、ポリ尿素又はポリアミド膜(特開平5−
245345号公報)、パーフッ素化オレフイン膜(特
公表2−502634号公報)などを用いるものが知ら
れている。これらの膜を用いる場合には、発酵法により
得られたるエタノールは、その濃度が20%〜30%程
度までの濃度にしか濃縮されず、効果的なものとなって
いない。これらの膜を用いる場合も、いずれも反応槽か
ら反応生成物を取り出した後に,生成液を膜中を透過さ
せて濃縮を行うものである(特開平8−252434、
特開平8−252435)。Conventionally, as alcohol separation membranes, separation membranes such as reverse osmosis membranes, hollow fiber membranes and pervaporation membranes have been known.
The material of the pervaporation separation membrane uses a membrane of a non-porous polymer compound, for example, polyolefin (JP-A-8-2
No. 52434), a silicone rubber film (JP-A-57-1).
No. 36905, Nomura et al., Proceedings of the 16th Autumn Meeting of the Chemical Engineering Society of Japan, p. 540 (1982)), poly (trimethylsilyl propane film) (JP-A-60-673).
No. 06), polyurea or polyamide membrane (Japanese Patent Laid-Open No. H5-
245345), perfluorinated olefin membranes (Japanese Patent Publication No. 2-502634), and the like are known. When these membranes are used, the ethanol obtained by the fermentation method is not effective because it is concentrated only to a concentration of about 20% to 30%. Also in the case of using these membranes, in any case, after the reaction product is taken out from the reaction tank, the product solution is permeated through the membrane to concentrate the solution (Japanese Patent Laid-Open No. 252434/1996).
JP-A-8-252435).
【0007】希薄な発酵エタノールを、A型ゼオライト
等のような多孔性の水選択的透過性膜を用いて脱水し、
濃縮エタノールを生産することも可能である。しかしな
がら、この方法では、発酵液中に溶解している有機酸
類、発酵原料等の共存物質もまた濃縮されてしまうだけ
でなく、エタノール濃度が高くなることにより発酵反応
を司る酵母の活性が著しく低下してしまう欠点がある。
したがって、疎水性の膜を用いた浸透気化分離法によ
り、発酵液からエタノールを優先的に透過させ、濃縮す
る方法を用いることの方が、発酵反応との組み合わせを
考えた場合には有利であると考えられる。このような装
置の開発が望まれる。Dehydrated fermented ethanol using a porous water-selective permeable membrane such as A-type zeolite,
It is also possible to produce concentrated ethanol. However, in this method, not only co-existing substances such as organic acids and fermentation raw materials dissolved in the fermentation liquor are also concentrated, but also the activity of yeast, which controls the fermentation reaction, is significantly reduced due to the increase in ethanol concentration. There is a drawback that
Therefore, the method of preferentially permeating ethanol from the fermentation broth by the pervaporation separation method using a hydrophobic membrane and concentrating it is more advantageous when considering the combination with the fermentation reaction. it is conceivable that. Development of such a device is desired.
【0008】ゼオライトの一種である、結晶構造にアル
ミナを含まない、シリカライトは、非常に高い疎水性を
有しており、多孔性物質である。水とエタノールでは、
後者の方が、疎水性が高いことから、シリカライトはエ
タノールに対して親和性が高いと考えられる。したがっ
て、シリカライト膜を用いることで希薄なエタノール液
を高濃度に濃縮して、回収することが可能であると、本
発明者らは考えた。しかしながら、このシリカライト膜
を用いて実際に浸透浸透気化分離法により発酵エタノー
ルの濃縮を継続した場合、回収される濃縮エタノール濃
度が経時的に低下してしまうという問題点があることが
判った(Biotechnology Techniques Vol11.No1
2 p921−924、Biotechnology letters 2
1:1037−1041)。この経時的な変化を起こす
ことを防止することができれば,反応の進行とともに生
成されるエタノールを生成液をとして取り出すことな
く、エタノールを濃縮分離することができる。特に、発
酵法によるエタノールを製造する場合には,回収のため
のエネルギーを省くことができ、その工業的価値はきわ
めて高いものである。Silicalite, which is a kind of zeolite and does not contain alumina in its crystal structure, has a very high hydrophobicity and is a porous substance. With water and ethanol,
Since the latter is more hydrophobic, silicalite is considered to have a higher affinity for ethanol. Therefore, the present inventors considered that it is possible to concentrate a dilute ethanol solution to a high concentration and collect it by using a silicalite film. However, it has been found that when the concentration of fermented ethanol is actually continued by the permeation vaporization separation method using this silicalite membrane, the concentration of recovered concentrated ethanol decreases with time ( Biotechnology Techniques Vol 11. No1
2 p921-924, Biotechnology letters 2
1: 1037-1041). If this change over time can be prevented, ethanol can be concentrated and separated without taking out ethanol produced as the reaction proceeds as a product solution. In particular, when ethanol is produced by a fermentation method, energy for recovery can be saved and its industrial value is extremely high.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、エタ
ノール発酵させて得られるエタノール溶液を、回収する
ことなく、エタノール選択性分離膜中を透過させてエタ
ノールの濃縮部分に導くことによる、高濃度エタノール
溶液を製造する方法を提供することである。The object of the present invention is to enhance the ethanol solution obtained by ethanol fermentation by permeating through the ethanol selective separation membrane to the concentrated portion of ethanol without recovery. It is to provide a method for producing a concentrated ethanol solution.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、糖質を原
料として発酵によりエタノールを製造する発酵槽を、エ
タノール選択性分離膜を介して、一方を供給する糖質の
発酵によるエタノールの製造部分とし、他の一方をエタ
ノールの濃縮部分に分け、エタノール製造部分で得られ
るエタノール溶液を、エタノール選択性分離膜中を透過
させてエタノールの濃縮部分に導くことにより、高濃度
エタノールの製造することができることを見出して、本
発明を完成させたものである。[Means for Solving the Problems] The present inventors have proposed a fermentation tank for producing ethanol by fermentation from a sugar as a raw material, and supplying one of them through an ethanol-selective separation membrane. Production of high-concentration ethanol by dividing the other part into the concentrated part of ethanol and making the ethanol solution obtained in the ethanol manufacturing part permeate through the ethanol-selective separation membrane and lead to the concentrated part of ethanol. The inventors have completed the present invention by finding that they can be achieved.
【0011】エタノール発酵では、理論上、発酵原料で
あるグルコース1モルからエタノールと炭酸ガスが各々
2モル生成するが、実際には、コハク酸やリンゴ酸等の
有機酸類も副生する。In ethanol fermentation, theoretically, 2 mol of ethanol and 2 mol of carbon dioxide are produced from 1 mol of glucose which is a fermentation raw material, but actually, organic acids such as succinic acid and malic acid are also by-produced.
【0012】本発明者らは、シリカライト膜を用いた浸
透気化分離法による発酵エタノールの濃縮において、発
酵液中の共存物質がその膜分離性能に及ぼす影響につい
て種々検討した結果、培地中に蓄積される発酵の副産物
である有機酸類によって、疎水性であるシリカライト膜
が親水化されることによりエタノール選択性の低下が惹
起されることから、シリカライト膜の表面を疎水性素材
により改質して使用すると、エタノール選択性の低下を
防ぐことが可能であることを見出し、この知見に基づい
て本発明をなすに至った。The present inventors have conducted various studies on the effect of coexisting substances in the fermentation liquid on the membrane separation performance in the concentration of fermented ethanol by the pervaporation separation method using a silicalite membrane, and as a result, accumulated in the medium. The organic acids, which are by-products of fermentation, cause the hydrophobic silicalite membrane to become hydrophilic, resulting in a decrease in ethanol selectivity.Therefore, the surface of the silicalite membrane was modified with a hydrophobic material. It was found that it is possible to prevent a decrease in ethanol selectivity when used as a product, and the present invention has been completed based on this finding.
【0013】すなわち、以下の発明が提供される。
(1)糖質を原料としてエタノール発酵によりエタノー
ルを製造する発酵槽を、エタノール選択性分離膜を介し
て、一方を供給する糖質の発酵によるエタノールの製造
部分とし、他の一方をエタノールの濃縮部分に分け、エ
タノール製造部分で得られるエタノール溶液を、エタノ
ール選択性分離膜中を透過させてエタノールの濃縮部分
に導くことを特徴とする高濃度エタノールの製造方法。
(2)エタノールの製造部分に比べて、エタノール濃縮
部分の圧力が低い状態に保たれていることを特徴とする
前記(1)記載の高濃度エタノールの製造方法。
(3)エタノール選択性分離膜を透過させるエタノール
が気体状で取り出される、浸透気化法によることを特徴
とする前記(1)又は(2)記載の高濃度エタノールの
製造方法。
(4)前記(1)〜(3)のいずれか記載のエタノール
選択性分離膜が、シリコンゴムコーティングしたシリカ
ライト膜を用いることを特徴とする高濃度エタノールの
製造方法。
(5)糖質を原料として発酵によりエタノールを製造す
る発酵槽において、エタノール選択性分離膜を介して、
一方を供給する糖質の発酵によるエタノールの製造部分
とし、他の一方をエタノールの濃縮部分としたことを特
徴とする高濃度エタノール製造装置。
(6)エタノールの製造部分に比べて、エタノール濃縮
部分の圧力が低い状態に保たれていることを特徴とする
請求項5記載の高濃度エタノールの製造装置。
(7)エタノール選択性分離膜を透過させるエタノール
が気体状で取り出される、浸透気化膜を用いることを特
徴とする前記(5)又は(6)6記載の高濃度エタノー
ル製造装置。
(8)前記(5)〜(7)のいずれか記載のエタノール
選択性分離膜が、シリコンゴムコーティングしたシリカ
ライト膜であることを特徴とする高濃度エタノール製造
装置。That is, the following inventions are provided. (1) A fermenter that produces ethanol by ethanol fermentation from sugar as a raw material is used as a part for producing ethanol by fermentation of sugar that supplies one through an ethanol selective separation membrane, and the other one is concentrated as ethanol. A method for producing high-concentration ethanol, characterized in that the ethanol solution obtained in the ethanol production section is permeated through an ethanol-selective separation membrane and led to an ethanol concentration section. (2) The method for producing high-concentration ethanol according to (1) above, wherein the pressure in the ethanol concentrated portion is kept lower than that in the ethanol produced portion. (3) The method for producing high-concentration ethanol according to the above (1) or (2), characterized in that the ethanol permeating the ethanol-selective separation membrane is taken out in a gaseous state by a pervaporation method. (4) A method for producing high-concentration ethanol, wherein the ethanol-selective separation membrane according to any one of (1) to (3) above is a silicalite membrane coated with silicon rubber. (5) In a fermenter that produces ethanol by fermentation using sugar as a raw material, through an ethanol-selective separation membrane,
A high-concentration ethanol production apparatus, characterized in that one is used as an ethanol production part by fermentation of sugars and the other is used as an ethanol concentration part. (6) The apparatus for producing high-concentration ethanol according to claim 5, wherein the pressure in the ethanol concentrated portion is kept lower than that in the ethanol produced portion. (7) The high-concentration ethanol production apparatus as described in (5) or (6) above, which uses a pervaporation membrane in which ethanol permeating the ethanol-selective separation membrane is taken out in a gaseous state. (8) A high-concentration ethanol production apparatus, wherein the ethanol-selective separation membrane according to any one of (5) to (7) above is a silica rubber membrane coated with silicon rubber.
【0014】[0014]
【発明実施の形態】本発明のエタノール発酵の発酵原料
には、糖質、具体的には、グルコース、マルトース、シ
ュークロース等の単糖類、二糖類や多糖類が用いられ
る。これらはセルロース、デンプン等を予め加水分解し
て、得られる生成物でも利用することもできる。発酵反
応には培地が用いられる。培地には、前記糖質、例えば
グルコースが、特定量含有させたものが用いられる。一
般的には10〜30重量%含有した水溶液が用いられ
る。発酵を進行させるために酵母が用いられる。そし
て、例えば酵母エキス、ペプトン、リン酸カリウム、硫
酸マグネシウムが添加される。これらの培地は加圧蒸気
滅菌してから発酵に用いられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Carbohydrates, specifically, monosaccharides such as glucose, maltose and sucrose, disaccharides and polysaccharides are used as a fermentation raw material for ethanol fermentation of the present invention. These can also be used as products obtained by previously hydrolyzing cellulose, starch and the like. A medium is used for the fermentation reaction. As the medium, a medium containing the above-mentioned sugar, for example, glucose in a specific amount is used. Generally, an aqueous solution containing 10 to 30% by weight is used. Yeast is used to drive the fermentation. Then, for example, yeast extract, peptone, potassium phosphate, magnesium sulfate are added. These media are used for fermentation after autoclaving.
【0015】図6を用いて本発明の説明を行う。発酵槽
(1)を、エタノール選択性分離膜(2)を介して、一
方を、発酵によりエタノールの製造部分(3)とし、他
の一方をエタノールの濃縮部分(4)に分ける。エタノ
ールの製造部分においては、前記培地を用いて、発酵が
行われる。滅菌した培地を注入した後、酵母を添加して
発酵させる。あるいは、この部分において予め酵母を増
殖させた後、発酵させる。この際、培地1ml中に108
個オーダーの酵母細胞数であることが望ましい。発酵に
よりエタノールを生産する酵母は多くの種類があり、い
ずれも用いることができるが、Saccharomyces cerevisi
ae、Saccharomyces ubarumを用いることが一般的であ
る。このほか細菌なども、用いることができる。また、
発酵反応は、25〜35℃の範囲で行うのが好ましく、
もっとも好ましい温度は30℃付近である。発酵反応は
大気圧下で行う。エタノール回収部分は、減圧の状態に
して圧力差を生じるようにする。エタノール回収部分の
圧力は、減圧下、例えば、400トール以下,更には2
0トール、更に好ましくは10トール以下の真空に保つ
ことが、膜分離によるアルコールを取り出す上で有効で
ある。発酵により得られる生成物中には,エタノールの
他に副生成物や菌体などが含まれており、これらがエタ
ノール選択性分離膜の利用に邪魔になるときには、これ
らを除去することが行われる。これらの処理には、ろ過
膜や精密ろ過膜が用いられる。どの膜を選択するかは、
除去しようとする対象物に応じて選択される。The present invention will be described with reference to FIG. The fermenter (1) is divided into an ethanol production part (3) by fermentation through the ethanol selective separation membrane (2), and the other part is divided into an ethanol concentration part (4). In the ethanol production part, fermentation is carried out using the medium. After injecting a sterilized medium, yeast is added and fermented. Alternatively, yeast is previously grown in this portion and then fermented. At this time, 10 8 in 1 ml of medium
It is desirable that the number of yeast cells is on the order of individual pieces. There are many types of yeast that produce ethanol by fermentation, and any of them can be used, but Saccharomyces cerevisi
It is common to use ae and Saccharomyces ubarum. In addition, bacteria and the like can also be used. Also,
The fermentation reaction is preferably performed in the range of 25 to 35 ° C,
The most preferable temperature is around 30 ° C. The fermentation reaction is performed under atmospheric pressure. The ethanol recovery part is placed in a reduced pressure state so as to generate a pressure difference. The pressure in the ethanol recovery section should be under reduced pressure, for example 400 Torr or less, and
Maintaining a vacuum of 0 torr, more preferably 10 torr or less is effective in taking out alcohol by membrane separation. The product obtained by fermentation contains by-products and bacterial cells in addition to ethanol, and these are removed when they interfere with the use of ethanol-selective separation membranes. . A filtration membrane or a microfiltration membrane is used for these treatments. Which membrane to choose
It is selected according to the object to be removed.
【0016】エタノールの濃縮を行う部分は、発酵反応
を行った部分に対して膜を介して設けられている管状体
の部分が利用される。管状体は内部の圧力を減圧若しく
は真空に保つ機構を有している。分離膜を透過させたア
ルコールを含有する物質は液体,或いはガス状で取り出
すことができるが、前記のように低圧に保つようにして
ガス状にして取り出すこと、具体的には膜を透過させる
物質の蒸気圧より低い圧力にすることが分離効率及び透
過率のうえで有効である。具体的には、真空に保って減
圧にする、或いは不活性ガスを流して低蒸気圧にするこ
とが行われる。As a portion for concentrating ethanol, a portion of a tubular body provided through a membrane with respect to a portion for carrying out a fermentation reaction is used. The tubular body has a mechanism for keeping the internal pressure reduced or vacuumed. The alcohol-containing substance that has permeated the separation membrane can be taken out as a liquid or a gas, but as mentioned above, the substance can be taken out in a gas while keeping it at a low pressure, specifically, a substance that permeates the membrane. A pressure lower than the vapor pressure of is effective in terms of separation efficiency and permeability. Specifically, it is carried out by maintaining a vacuum to reduce the pressure, or by flowing an inert gas to reduce the vapor pressure.
【0017】本発明では、エタノール水溶液の濃縮に際
しては、エタノール選択性分離膜が用いられる。エタノ
ール選択性分離膜として、従来公知のエタノール分離膜
を用いることができる。エタノール選択性分離膜を用い
るプロセスとしては、蒸気圧差を利用して、エタノール
を濃縮・分離する浸透気化膜を用いる方法が用いられ
る。浸透気化膜では、非多孔性の高分子化合物の膜を用
いるもの、例えば、ポリオレフイン膜、シリコンゴム
膜、ポリトリメチルシリルプロパン膜、ポリビニルアル
コール膜、ポリ尿素又はポリアミド膜、ポリイミド膜、
パーフッ素化オレフイン膜などを挙げることができる。
エタノール選択性分離膜には、シリコンゴムをコーティ
ングしたシリカライト膜が用いられる。シリカライト膜
は、多孔質焼結ステンレス基板上にシリカライトを固定
した膜である。シリカライト膜は水熱合成法により製造
される。初めに、コロイダルシリカ、アルカリ金属源と
してアルカリ金属水酸化物及び水を均一に混合して、水
性ゲル混合物を調製する。アルカリ金属水酸化物として
は,水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウ
ム等を挙げることができる。シリカ1モルに対して、水
は30〜1000モル、好ましくは50〜250モルの
割合である。コロイダルシリカとアルカリ金属の割合
は、シリカ1モルに対して、アルカリ金属水酸化物0.
01〜0.3モル、好ましくは、0.1〜0.15モル
である。水性ゲル混合物には、結晶化調整剤が添加され
る。結晶化調整剤には、テトラプロピルアンモニウムブ
ロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等が用
いられる。結晶化調整剤の使用量は、シリカ1モルに対
して0.001〜0.1モル、好ましくは、0.002
〜0.01モルである。このようにして得られた水性ゲ
ル混合物を、予めシリカが塗布されている担体に接触さ
せる。水性ゲル混合物が乱流を生じさせないようにして
加熱する。加熱温度は80〜250℃、好ましくは、1
20〜200℃である。シリカ膜を形成する方法として
は、シリカライト膜の合成を一回の水熱合成により形成
する方法、二回の水熱合成反応でシリカライト膜の形成
を行う二段階法、及び種結晶ペーストを用いる方法があ
る。In the present invention, an ethanol-selective separation membrane is used when the aqueous ethanol solution is concentrated. A conventionally known ethanol separation membrane can be used as the ethanol selective separation membrane. As a process using an ethanol-selective separation membrane, a method using a pervaporation membrane that concentrates and separates ethanol by utilizing vapor pressure difference is used. In the pervaporation membrane, a non-porous polymer compound membrane is used, for example, polyolefin membrane, silicone rubber membrane, polytrimethylsilylpropane membrane, polyvinyl alcohol membrane, polyurea or polyamide membrane, polyimide membrane,
Examples thereof include perfluorinated olefin film.
A silicalite membrane coated with silicone rubber is used as the ethanol selective separation membrane. The silicalite film is a film obtained by fixing silicalite on a porous sintered stainless steel substrate. The silicalite film is manufactured by a hydrothermal synthesis method. First, colloidal silica, an alkali metal hydroxide as an alkali metal source, and water are uniformly mixed to prepare an aqueous gel mixture. Examples of alkali metal hydroxides include sodium hydroxide, potassium hydroxide and cesium hydroxide. Water is 30 to 1000 mol, preferably 50 to 250 mol, relative to 1 mol of silica. The ratio of colloidal silica and alkali metal is 0.1 mol of alkali metal hydroxide to 1 mol of silica.
The amount is 01 to 0.3 mol, preferably 0.1 to 0.15 mol. A crystallization modifier is added to the aqueous gel mixture. Tetrapropylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide or the like is used as the crystallization modifier. The amount of the crystallization modifier used is 0.001 to 0.1 mol, preferably 0.002, relative to 1 mol of silica.
~ 0.01 mol. The aqueous gel mixture thus obtained is contacted with a carrier which has been previously coated with silica. Heat the aqueous gel mixture to prevent turbulence. The heating temperature is 80 to 250 ° C., preferably 1
It is 20 to 200 ° C. As a method for forming a silica film, a method for forming a silicalite film by one-time hydrothermal synthesis, a two-step method for forming a silicalite film by two hydrothermal synthesis reactions, and a seed crystal paste are used. There is a method to use.
【0018】一回の水熱合成反応によりシリカ膜を形成
する方法は、一回の膜形成によりシリカライト膜を作成
するものである。具体的な条件は、以下の通りである。
テトラプロピルアンモニウムブロマイド/SiO2=
0.1、
NaOH/SiO2=0.1、
H2O/SiO2=60〜90の値である。得られた膜
を流水で洗浄し、100℃の温度で一昼夜乾燥させる。
テンプレートを焼失させるために空気中で300〜40
0℃、20〜60時間処理を行う。The method of forming a silica film by one-time hydrothermal synthesis reaction is to form a silicalite film by one-time film formation. The specific conditions are as follows. Tetrapropylammonium bromide / SiO 2 =
The values are 0.1, NaOH / SiO 2 = 0.1, and H 2 O / SiO 2 = 60 to 90. The membrane obtained is washed with running water and dried at a temperature of 100 ° C. overnight.
300-40 in air to burn out template
The treatment is performed at 0 ° C. for 20 to 60 hours.
【0019】二回の水熱合成反応でシリカ膜を形成する
二段階方法は、一段階目はシリカ含有量が多い反応液を
用いて結晶の生成を行い、次にシリカ含有量の少ない反
応液を用いて170℃程度の温度で水熱合成反応を行
い、膜の合成を行うものである。テトラプロピルアンモ
ニウムブロマイド、コロイダルシリカ、カ性ソーダの濃
度は前記と同じであり、H2O/SiO2=60という
シリカ含有量が多い状態で行い、次に、H2O/SiO
2=90以上という含有量が少ない状態で行う。H2O
/SiO2=500で、96時間程度をかけると良好な
結果が得られる。In the two-step method of forming a silica film by two hydrothermal synthesis reactions, in the first step, crystals are produced using a reaction solution having a high silica content, and then a reaction solution having a low silica content is used. Is used to perform a hydrothermal synthesis reaction at a temperature of about 170 ° C. to synthesize a membrane. Tetrapropylammonium bromide, the concentration of colloidal silica, caustic soda is the same as defined above, carried out in a state silica content of H 2 O / SiO 2 = 60 is large, then, H 2 O / SiO
2 = 90 or more The content is small. H 2 O
With / SiO 2 = 500, good results are obtained when it takes about 96 hours.
【0020】種結晶ペーストを用いる方法は、シリカラ
イトの種結晶(粒径約1μm)を、すり込ませた基板を
用いて水熱合成を行うものである。H2O/SiO2=
300から700程度の値とすることが望ましい。Na
OH/SiO2=10であり、テトラプロピルアンモニ
ウムブロマイド/SiO2=0.10で、水熱合成温度
が170℃程度で良好な結果が得られる。The method using a seed crystal paste is a method in which hydrothermal synthesis is performed using a substrate on which silicalite seed crystals (particle size: about 1 μm) are rubbed. H 2 O / SiO 2 =
It is desirable to set the value to about 300 to 700. Na
OH / SiO 2 = 10, tetrapropylammonium bromide / SiO 2 = 0.10, and a hydrothermal synthesis temperature of about 170 ° C. gives good results.
【0021】担体としてガスや液体を通しやすい多孔質
基板を用いることにより、ガスや液体の分離膜として使
用することができる。孔径が1μm以上であり、通常で
は、2〜40μmの範囲にある。粒子界面を有しない一
体形状の膜状に結晶成長したシリカライトにより形成さ
れた膜となる。By using a porous substrate through which a gas or a liquid can easily pass as a carrier, it can be used as a gas or liquid separation membrane. The pore diameter is 1 μm or more, and usually in the range of 2 to 40 μm. The film is formed of silicalite, which has crystal growth in the form of an integral film having no grain interface.
【0022】このようにして得られるシリカライト膜の
表面をシリコンゴムによりコーティングする。シリコン
ゴムによりコーティングするには、シリカライト膜をシ
リコンゴムの溶液に浸漬することにより行われる。シリ
コンゴムには、ジメチルシリコン系ゴム、メチルビニル
シリコン系ゴム、メチルフエニルシリコン系ゴムなどを
挙げることができる。これらは触媒を用いて架橋して、
或いは熱を与えて架橋して用いる。熱により架橋して用
いる方が良好な結果が得られる。本発明では、より分子
量の大きいものを用いた方が有効な結果が得られる。シ
リコンゴムは溶剤に溶かしたものが用いられることが一
般的である。溶剤には,無極性溶媒、例えば、n―ヘキ
サン、シクロヘキサンなどが用いられる。シリコンゴム
の濃度はシリコンの分子量などに応じて適宜濃度が調整
される。一般的な濃度は、0.1〜10%、好ましくは
1.0〜5.0%濃度のものが用いられる。このように
して得られるシリコンゴムによりコーティングされたシ
リカライト膜の構造を観察したところ、以下のような相
違が見られた。図5は、シリカライト膜の未処理のも
の、シリコンゴムにより表面処理を行ったシリカライト
膜の表面写真である。The surface of the silicalite film thus obtained is coated with silicon rubber. Coating with silicone rubber is performed by immersing the silicalite film in a solution of silicone rubber. Examples of the silicone rubber include dimethyl silicone rubber, methyl vinyl silicone rubber, methyl phenyl silicone rubber and the like. These are crosslinked using a catalyst,
Alternatively, heat is applied to crosslink and then used. Better results can be obtained by heat-crosslinking. In the present invention, it is possible to obtain more effective results by using one having a larger molecular weight. Silicon rubber is generally used after being dissolved in a solvent. A non-polar solvent such as n-hexane or cyclohexane is used as the solvent. The concentration of the silicone rubber is appropriately adjusted according to the molecular weight of silicon and the like. A general concentration is 0.1 to 10%, preferably 1.0 to 5.0%. When the structure of the silicalite film coated with silicon rubber thus obtained was observed, the following differences were observed. FIG. 5 is a surface photograph of an untreated silicalite film and a silicalite film surface-treated with silicon rubber.
【0023】このようにして得られたシリカライト膜の
表面をシリコンゴムによりコーティングされた膜を反応
槽内の反応部分と反応生成物の回収部分の間に設置す
る。この膜は支持体に取り付けられて固定される。The surface of the silicalite film thus obtained is coated with silicon rubber, and the film is placed between the reaction part and the reaction product recovery part in the reaction tank. The membrane is attached and fixed to the support.
【0024】反応部分では、酵母の添加と同時に培地中
にエタノールが蓄積され始める。その濃度が3重量%程
度に到達した時点でエタノールの浸透気化分離を開始す
ることが望ましい。すなわち、膜の透過側を減圧となる
ようにして、膜を透過した蒸気はコールドトラップによ
り液体として回収することができる。以上のようにし
て、エタノール発酵工程と浸透気化分離工程を一体化
し、並行して工程を実行できる。使用するシリカライト
膜の性能に依存するが、10重量%以下のエタノールを
含む発酵液から50〜70重量%に濃縮されたエタノー
ルを安定して生産することができる。In the reaction part, ethanol starts to accumulate in the medium at the same time as the addition of yeast. It is desirable to start the pervaporative separation of ethanol when the concentration reaches about 3% by weight. That is, the vapor permeated through the membrane can be recovered as a liquid by a cold trap by reducing the pressure on the permeate side of the membrane. As described above, the ethanol fermentation process and the pervaporation separation process can be integrated and the processes can be performed in parallel. Depending on the performance of the silicalite membrane used, ethanol concentrated to 50 to 70% by weight can be stably produced from a fermentation broth containing 10% by weight or less of ethanol.
【0025】[0025]
【実施例】次に実施例により、本発明をさらに詳細に説
明する。本発明はこの実施例により限定されるものでは
ない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples. The invention is not limited to this example.
【0026】実施例1 シリコンゴムコーティングした
シリカライト膜の作製
シリカライト膜は、既報に従い、水熱合成法により多孔
質焼結ステンレス基板上に作製した。次いで、ヘキサン
溶媒に対してシリコンゴム(信越化学製、高分子量型K
E45)を5重量%、あるいは、シリコンゴム(信越化
学製、低分子量KE108)を3重量%となるように均
一に溶解した後、シリカライト膜の表面のみをコーティ
ングするためにステンレス基板側をセロファンテープで
覆い、シリカライト膜を10秒間浸漬した。その後2日
間風乾(室温)した。本シリカライト膜のエタノール水
溶液を用いた分離性能を表−1に示す。Example 1 Preparation of Silicone Rubber-Coated Silicalite Film A silicalite film was prepared on a porous sintered stainless steel substrate by a hydrothermal synthesis method according to a previous report. Next, silicone rubber against hexane solvent (manufactured by Shin-Etsu Chemical, high molecular weight K
5% by weight of E45) or 3% by weight of silicon rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., low molecular weight KE108) is uniformly dissolved, and then the stainless steel substrate side is coated with cellophane to coat only the surface of the silicalite film. Covered with tape, the silicalite film was dipped for 10 seconds. Then, it was air-dried (room temperature) for 2 days. Table 1 shows the separation performance of this silicalite membrane using an aqueous ethanol solution.
【0027】[0027]
【表―1】 [Table-1]
【0028】実施例2 発酵法により得られたエタノー
ルの浸透気化分離
反応槽を二分して、反応部分に、発酵原料としてグルコ
ースを含む培地を配置し、これに市販の乾燥パン酵母
(Saccharomyces cerevisiae、オリエンタル酵母工業
製)を添加した。発酵は30℃(撹拌子の回転数;60
0rpm)で行い、発酵開始12時間経過後より、前記実
施例1で作製した膜(高分子量型KE45、5重量%コ
ーティング)を介して、反応部分と膜を介して反対側の
濃縮部分側を、減圧(10トール)にして透過したアル
コールを含む蒸気を液体窒素を用いたコールドトラップ
により回収した。このコールドトラップは定期的に取り
替えた。培地中のグルコース、エタノール濃度は、高速
液体クロマトグラフィー(日本分光製、880-PU)、示差
屈折計検出器(日本分光製、RID-300)、ポリスフェアO
A KCカラム(Cica-MERCK製)により経時的に分析した。
また、膜を透過した回収液中のエタノール濃度の分析
は、熱伝導度検出器付ガスクロマトグラフィー(島津製
作所製、GC-8A)、Thermon-1000充填カラム(3.0mm×2
m)により経時的に行った。グルコース濃度を20重量
%に調製した培地150mlに乾燥パン酵母1.5gを添
加した発酵において、浸透気化分離法により回収された
エタノール濃度の経時変化を図−1に示す。濃縮エタノ
ールの最大濃度は70.2重量%であり、培地中のグル
コースが全て消費された発酵終了時には63.4重量%
であった。全回収物中のエタノール濃度は、67.4重
量%であった。Example 2 The ethanol pervaporation separation reaction tank obtained by the fermentation method was divided into two parts, and a medium containing glucose as a fermentation raw material was placed in the reaction part, and a commercially available dried baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae, Oriental Yeast Co., Ltd.) was added. Fermentation 30 ℃ (rotation speed of stirrer; 60
0 rpm), and after the lapse of 12 hours from the start of fermentation, through the membrane (high molecular weight type KE45, 5% by weight coating) prepared in Example 1, the reaction portion and the concentrating portion side on the opposite side through the membrane The vapor containing alcohol that had permeated under reduced pressure (10 torr) was collected by a cold trap using liquid nitrogen. This cold trap was replaced regularly. The glucose and ethanol concentrations in the medium were measured by high performance liquid chromatography (JASCO, 880-PU), differential refractometer detector (JASCO, RID-300), sphere O.
It was analyzed over time using an A KC column (manufactured by Cica-MERCK).
In addition, the analysis of the ethanol concentration in the recovered liquid that permeated the membrane was performed by gas chromatography with a thermal conductivity detector (GC-8A manufactured by Shimadzu Corporation), Thermon-1000 packed column (3.0 mm × 2
m) over time. FIG. 1 shows the time-dependent changes in the concentration of ethanol recovered by the pervaporation separation method in the fermentation in which 1.5 g of dried baker's yeast was added to 150 ml of a medium having a glucose concentration of 20% by weight. The maximum concentration of concentrated ethanol is 70.2% by weight, and 63.4% by weight at the end of fermentation when all the glucose in the medium has been consumed.
Met. The ethanol concentration in all the collected products was 67.4% by weight.
【0029】実施例3
ヘキサン溶媒に対してシリコンゴム(信越化学製、低分
子量型KE108)を3重量%となるように均一に溶解
した後、シリカライト膜の表面のみをコーティングする
ためにステンレス基盤側をセロファンテープで覆い、シ
リカライト膜を10秒間浸漬した。その後2日間風乾
(室温)した。本シリカライト膜のエタノール水溶液を
用いた分離性能を、前記表−1に示す。実施例2におい
て用いたシリコンゴムによりコーティングしたシリカラ
イト膜の代わりに、シリコンゴム(信越化学製、低分子
量型KE108)でコーティングしたシリカライト膜を
用いた以外は、実施例2と同様にして実験を行った。そ
の結果、図−2に示すように、得られた濃縮エタノール
の最大濃度は、59.3重量%であり、発酵終了時には
50.2重量%であった。全回収物中のエタノール濃度
は、55.4重量%であった。Example 3 Silicon rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., low molecular weight type KE108) was uniformly dissolved in hexane solvent to a concentration of 3% by weight, and then a stainless steel substrate was used to coat only the surface of the silicalite film. The side was covered with cellophane tape and the silicalite membrane was immersed for 10 seconds. Then, it was air-dried (room temperature) for 2 days. The separation performance of this silicalite membrane using an aqueous ethanol solution is shown in Table 1 above. An experiment was conducted in the same manner as in Example 2 except that a silicalite film coated with silicon rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., low molecular weight type KE108) was used in place of the silicalite film coated with silicon rubber used in Example 2. I went. As a result, as shown in FIG. 2, the maximum concentration of the obtained concentrated ethanol was 59.3% by weight, and it was 50.2% by weight at the end of fermentation. The ethanol concentration in all the collected products was 55.4% by weight.
【0030】実施例4
シリコンゴムコーティングしたシリカライト膜を発酵エ
タノールの濃縮に繰り返し使用するために、実施例2の
実験後、膜表面を蒸留水のみで洗浄した後、エタノール
水溶液を用いて、分離性能が発酵前と同等であることを
確認した。次に、実施例2と同様に繰り返し実験を行っ
た。その結果、図−3に示すように、得られた濃縮エタ
ノールの最大濃度は、71.3重量%であり、発酵終了
時には68.3重量%であった。全回収物中のエタノー
ル濃度は、69.7重量%であった。Example 4 In order to repeatedly use the silicalite membrane coated with silicone rubber for the concentration of fermented ethanol, after the experiment of Example 2, the membrane surface was washed only with distilled water and then separated with an aqueous ethanol solution. It was confirmed that the performance was equivalent to that before fermentation. Next, the same experiment as in Example 2 was performed. As a result, as shown in FIG. 3, the maximum concentration of the obtained concentrated ethanol was 71.3% by weight, and 68.3% by weight at the end of fermentation. The ethanol concentration in all the recovered products was 69.7% by weight.
【0031】比較例
実施例2において、シリコンゴムコーティングしていな
いシリカライト膜を用いた以外は、実施例2と同様にし
て実験を行った。その結果、図−4に示すように、得ら
れた濃縮エタノールの最大濃度は、40.2重量%であ
り、発酵終了時には24.3重量%と、15ポイント以
上低下した。全回収物中のエタノール濃度は、29.7
重量%であった。Comparative Example An experiment was conducted in the same manner as in Example 2 except that a silicalite film not coated with silicon rubber was used. As a result, as shown in FIG. 4, the maximum concentration of the obtained concentrated ethanol was 40.2% by weight, which was 24.3% by weight at the end of fermentation, which was 15 points or more lower. The concentration of ethanol in all collected products was 29.7.
% By weight.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、酵母による発酵法に並
行してエタノールを高濃度に濃縮して、しかも安定して
生産することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, ethanol can be concentrated to a high concentration in parallel with the fermentation method using yeast and can be stably produced.
【図1】実施例2において、分離膜としてシリコンゴム
(信越化学製、高分子量型KE45)でコーティングし
たシリカライト膜を用いて回収された発酵エタノール濃
度の経時変化FIG. 1 is a time-dependent change in the concentration of fermentation ethanol recovered by using a silicalite membrane coated with silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., high molecular weight type KE45) as a separation membrane in Example 2.
【図2】実施例3において、分離膜としてシリコンゴム
(信越化学製、低分子量型KE108)でコーティング
したシリカライト膜を用いて回収された発酵エタノール
濃度の経時変化FIG. 2 is a time-dependent change in the concentration of fermentation ethanol recovered by using a silicalite membrane coated with silicon rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., low molecular weight type KE108) as a separation membrane in Example 3.
【図3】実施例4において、分離膜としてシリコンゴム
(信越化学製、高分子量型KE45)でコーティングし
たシリカライト膜を用いて回収された発酵エタノール濃
度の経時変化FIG. 3 is a time-dependent change in the concentration of fermentation ethanol recovered by using a silicalite membrane coated with silicon rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., high molecular weight type KE45) as a separation membrane in Example 4.
【図4】比較例において、分離膜としてシリコンゴム未
コーティングのシリカライト膜を用いて回収された発酵
エタノール濃度の経時変化FIG. 4 shows the time course of the concentration of fermentation ethanol recovered by using a silicalite membrane not coated with silicone rubber as a separation membrane in Comparative Example.
【図5】シリカライト膜及びシリコンゴムによりコーテ
イング処理したシリカライト膜の状態を示す図FIG. 5 is a diagram showing a state of a silicalite film and a silicalite film coated with silicon rubber.
【図6】本発明の装置を示す図FIG. 6 shows a device of the invention.
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Claims (8)
タノールを製造する発酵槽を、エタノール選択性分離膜
を介して、一方を供給する糖質の発酵によるエタノール
の製造部分とし、他の一方をエタノールの濃縮部分に分
け、エタノール製造部分で得られるエタノール溶液を、
エタノール選択性分離膜中を透過させてエタノールの濃
縮部分に導くことを特徴とする高濃度エタノールの製造
方法。1. A fermenter for producing ethanol by ethanol fermentation from a sugar as a raw material is used as an ethanol production part by fermentation of a sugar to supply one through an ethanol selective separation membrane, and the other one is ethanol. Of the ethanol solution obtained in the ethanol production part.
A method for producing high-concentration ethanol, which comprises permeating through an ethanol-selective separation membrane and leading to a concentrated portion of ethanol.
ル濃縮部分の圧力が低い状態に保たれていることを特徴
とする請求項1記載の高濃度エタノールの製造方法。2. The method for producing high-concentration ethanol according to claim 1, wherein the pressure in the ethanol-concentrating portion is kept lower than that in the ethanol-producing portion.
ノールが気体状で取り出される、浸透気化法によること
を特徴とする請求項1又は2記載の高濃度エタノールの
製造方法。3. The method for producing high-concentration ethanol according to claim 1 or 2, wherein ethanol permeating the ethanol selective separation membrane is taken out in a gaseous state by a pervaporation method.
選択性分離膜が、シリコンゴムコーティングしたシリカ
ライト膜を用いることを特徴とする高濃度エタノールの
製造方法。4. A method for producing high-concentration ethanol, wherein the ethanol-selective separation membrane according to claim 1 is a silicalite membrane coated with silicon rubber.
製造する発酵槽において、エタノール選択性分離膜を介
して、一方を供給する糖質の発酵によるエタノールの製
造部分とし、他の一方をエタノールの濃縮部分としたこ
とを特徴とする高濃度エタノール製造装置。5. In a fermenter for producing ethanol by fermentation using sugar as a raw material, one is used as a part for producing ethanol by fermentation of sugar through an ethanol-selective separation membrane, and the other is used for ethanol production. A high-concentration ethanol production device characterized by being a concentrated portion.
ル濃縮部分の圧力が低い状態に保たれていることを特徴
とする請求項5記載の高濃度エタノールの製造装置。6. The apparatus for producing high-concentration ethanol according to claim 5, wherein the pressure in the ethanol concentration portion is kept lower than that in the ethanol production portion.
が気体状で取り出される、浸透気化膜を用いることを特
徴とする請求項5又は6記載の高濃度エタノール製造装
置。7. The high-concentration ethanol production apparatus according to claim 5, wherein a pervaporation membrane is used, in which ethanol that permeates the ethanol separation membrane is taken out in a gaseous state.
選択性分離膜が、シリコンゴムコーティングしたシリカ
ライト膜であることを特徴とする高濃度エタノール製造
装置。8. An apparatus for producing high-concentration ethanol, wherein the ethanol-selective separation membrane according to any one of claims 5 to 7 is a silica rubber membrane coated with silicon rubber.
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| JP2002242833A JP3981724B2 (en) | 2001-08-23 | 2002-08-23 | Method for producing high-concentration ethanol by permeation vaporization method using silicalite membrane coated with silicon rubber and its apparatus |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009261377A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Ecolog Recycling Japan:Kk | Production method of ethanol |
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| JP2014018116A (en) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Kansai Univ | Fermentation concentration apparatus and method |
-
2002
- 2002-08-23 JP JP2002242833A patent/JP3981724B2/en not_active Expired - Lifetime
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