バイオエタノールの吸着分離プロセスに適した竹活性炭の開発

适用于生物乙醇吸附分离工艺的竹活性炭的研制

基本信息

批准号：
20924013
负责人：
藤井隆夫
金额：
$ 0.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20924013/
关键词：
バイオエタノール吸着分離分子ふるい活性炭

项目摘要

1. 研究目的バイオエタノール生産における分離・濃縮工程を、蒸留法に替わる省エネルギー型の濃縮技術として吸着法を提案し、低濃度エタノール水溶液である発酵液から直接吸着濃縮できる吸着材の開発を目的とした。2. 研究方法孟宗竹を原料として、900℃まで加熱後、CO2賦活操作および高温処理を所定時間行い、細孔径を調整した竹活性炭を製造した。この竹活性炭を用いて、エタノールの液相と気相吸着実験により、性能評価を行った。また吸着阻害因子を検討するため、YPD培地と酵母を用いたエタノール発酵液による同様の液相吸着実験を行った。さらにエタノール吸着後の竹活性炭をカラムに充填し、真空ポンプで脱着操作によるエタノール回収実験を行った。3. 研究成果予備実験により吸着特性が良好であった吸着材を基に細孔構造を推定すると、エタノール分子サイズである0.5nm程度の細孔径がエタノール吸着分離に最適であることが分かった。これを基に竹活性炭の製造に反映させ、エタノール吸着に最適な竹活性炭を作製した。この竹活性炭のエタノール濃縮率(エタノールの液相吸着量を気相飽和吸着量で基準化した値)は約70%を示し、吸着量は約100mg/gであった。さらに発酵液からの直接吸着を行った結果、発酵液中の代謝産物による影響は殆ど見られないことが分かった。またエタノール吸着後の竹活性炭から真空脱着を試みた結果、約37%のエタノール水溶液を得た。これは竹活性炭のマクロ孔内に低濃度のエタノール液が存在しているためと考えられる。よってマクロ孔が極力存在しない吸着材の開発も視野に入れることが今後の課題である。バイオエタノールの分離・濃縮工程を、従来の蒸留法に替わる吸着法に適した分子ふるい竹活性炭を開発した。この竹活性炭を用いることで直接発酵液から高濃度エタノールを分離・回収できることが示唆された。

1。研究目的：提出了一种吸附方法作为一种节能浓度技术，代替生物乙醇生产中的分离和浓度过程，作为蒸馏方法的替代方法，目的是开发一种可以直接从发酵液中吸附并浓缩的吸附剂，一种低浓度的液体，一种低浓度的乙醇溶液。 2。研究方法：在加热至900°C后，进行了二氧化碳激活和高温处理，并进行了指定的时间，以产生竹子活性炭，并调整了调整后的孔径。使用这种竹子活化的木炭，通过使用乙醇的液相和气相吸附实验来评估性能。为了研究吸附抑制剂，使用乙醇发酵液使用YPD培养基和酵母进行了类似的液相吸附实验。此外，将乙醇吸附的竹子活化木炭填充到色谱柱中，并使用真空泵通过解吸进行乙醇恢复实验。 3。研究结果：初步实验表明，基于具有良好吸附特性的吸附剂估计孔结构，并且孔径约为0.5 nm，即乙醇分子的大小，是乙醇吸附分离的最佳选择。基于此，竹子活化的木炭反映在竹子活性炭的生产中，并生产了竹子活性炭，这是乙醇吸附的最佳选择。该竹活化木炭的乙醇浓度比（通过标准通过饱和气相吸附量标准化乙醇的液相吸附量获得的值约为70％，并且吸附量约为100 mg/g。此外，发酵液的直接吸附表明发酵液中的代谢产物未观察到影响。此外，在乙醇吸附后，尝试从竹子活化的木炭中进行真空吸收，从而产生了约37％的水溶液溶液。这被认为是因为在竹子活性炭的大孔中存在低浓度的乙醇溶液。因此，考虑开发没有尽可能多的大孔的吸附剂是未来的挑战。我们已经开发了一种适用于吸附方法的分子筛子活化的木炭，这是常规蒸馏方法的替代方法，用于分离和浓度生物乙醇。有人提出，使用这种竹子活化的木炭可以使高浓度乙醇与发酵液的分离和恢复。