日本化学機械製造の環境設備機器

バイオエタノールプラントにおいて、10V%アルコールを含んだもろみ原液から、99.6V%以上の燃料用アルコールを50KL/Dの能力で生産するプラントを製作し、北海道に納入致しました。本事例をご紹介いたします。

10V%もろみから95V%エタノールまでは、もろみ塔と濃縮塔で構成された蒸留設備、95V%エタノールから99.6V%の脱水には、セラミックの膜設備を使用しております。

蒸留設備の概要について紹介いたします。
蒸留設備は、もろみ塔と濃縮塔とから構成され、下記の特長があります。

(特徴）　もろみ固形分の付着が、見込まれる為、シーブトレーを使用しております。
万が一、もろみ固形分付着で、閉塞した場合でも掃除しやすい構造（各トレー毎にマンホールを設置）としております。予熱器に関しては、２台用意し、１台が閉塞して使用不可の場合でも、もう１台がスタンバイされております。 また、洗浄に関しては、自動的に洗浄できるシステムとなっています。

(特徴）　充填塔を利用し、塔径を小さくコンパクトにしております。

膜設備の概要について紹介いたします。

(概要）　ゼオライト脱水膜とは、セラミックス支持管に親水性のＡ型ゼオライトをコーティングした膜であり、工業プロセス的に十分な強度と水分離性能をもっています。膜は１次側(原液供給側)を加圧し、２次側(水の透過側)を負圧にする事により、水分子が選択的に膜内部に透過して、原液側の脱水が行われ濃縮されます。

(原理）　この膜はチューブ状の多孔性セラミックス支持管の外表面に、水熱合成法によりＡ型ゼオライト薄膜を形成しています。ゼオライト結晶の有効径が約4.0Åを有し、3.2Åの水分子は透過するが、4.5Åのエタノール分子は透過しないという、分子ふるいの機能によって脱水しています。
含水エタノール蒸気を脱水膜の外表面に供給し、膜チューブの内部を負圧に維持する事で、供給されたエタノール/水混合物内の水分が選択的に脱水膜チューブの内側に透過、移動し無水エタノール製品が得られます。

(特徴）
①従来の同種類膜に比べて２倍以上の水分離速度をもちます。したがって、省スペースとなります。
②膜がセラミックスでできている為、膨潤する心配がありません。
③従来の蒸留法やPSAに比較して20％以上の省エネとなります。