JP2012500114A - 液体混合物の分離方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の方法は、第一の化合物と第二の化合物とを含む液体混合物の液流が非孔性選択透過膜を透過する工程と、前記液流と比較して低温であるコンデンサ面で蒸気を凝集して蒸留液流を生じさせる工程と、を有し、前記非孔性選択透過膜は前記第一の化合物と前記第二の化合物のいずれかに選択性を有し、前記液流の一部は前記非孔性選択透過膜を透過して前記非孔性選択透過膜の反対側から前記蒸気となって離脱し、前記液流の残余分は残余液流を形成し、前記コンデンサ面が前記蒸留液流と冷却液流との間に非浸透熱伝導分離壁を形成し、前記冷却液流は、a)被処理液流が十分な低温であって前記蒸気の凝縮のための好適な冷媒となる場合には前記被処理液流、あるいは、b)被処理液流の温度が高く前記蒸気の凝縮のための好適な冷媒とならない場合には前記残余液流であり、前記蒸気と前記冷却液流との間で熱が伝導し、前記非孔性選択透過膜と前記コンデンサ面との距離は10mmを下回り、前記蒸留液流の蒸気圧は、前記非孔性選択透過膜が選択性を有する前記液流中の化合物の蒸気圧よりも低く、十分な駆動力によって分離が起こる。
【選択図】図1
Description
a)被処理液流が十分な低温であって透過蒸気の凝縮のための好適な冷媒となる場合には前記被処理液流、あるいは、
b)被処理液流の温度が高く透過蒸気の凝縮のための好適な冷媒とならない場合には残余液流。
第一の化合物と第二の化合物とを含む液体混合物の液流が非孔性選択透過膜を透過する工程と、
前記液流と比較して低温であるコンデンサ面で蒸気を凝集して蒸留液流を生じさせる工程と、を有し、
前記非孔性選択透過膜は前記第一の化合物と前記第二の化合物のいずれかに選択性を有し、
前記液流の一部は前記非孔性選択透過膜を透過して前記非孔性選択透過膜の反対側から前記蒸気となって離脱し、前記液流の残余分は残余液流を形成し、
前記コンデンサ面が前記蒸留液流と冷却液流との間に非浸透熱伝導分離壁を形成し、
前記冷却液流は、
a)被処理液流が十分な低温であって前記蒸気の凝縮のための好適な冷媒となる場合には前記被処理液流、あるいは、
b)被処理液流の温度が高く前記蒸気の凝縮のための好適な冷媒とならない場合には前記残余液流であり、
前記蒸気と前記冷却液流との間で熱が伝導し、
前記非孔性選択透過膜と前記コンデンサ面との距離は10mmを下回り、
前記蒸留液流の蒸気圧は、前記非孔性選択透過膜が選択性を有する前記液流中の化合物の蒸気圧よりも低く、十分な駆動力によって分離が起こる、
ことを特徴とする。
Claims (16)
- 第一の化合物と第二の化合物とを含む液体混合物の液流が非孔性選択透過膜を透過する工程と、
前記液流と比較して低温であるコンデンサ面で蒸気を凝集して蒸留液流を生じさせる工程と、を有し、
前記非孔性選択透過膜は前記第一の化合物と前記第二の化合物のいずれかに選択性を有し、
前記液流の一部は前記非孔性選択透過膜を透過して前記非孔性選択透過膜の反対側から前記蒸気となって離脱し、前記液流の残余分は残余液流を形成し、
前記コンデンサ面が前記蒸留液流と冷却液流との間に非浸透熱伝導分離壁を形成し、
前記冷却液流は、
a)被処理液流が十分な低温であって前記蒸気の凝縮のための好適な冷媒となる場合には前記被処理液流、あるいは、
b)被処理液流の温度が高く前記蒸気の凝縮のための好適な冷媒とならない場合には前記残余液流であり、
前記蒸気と前記冷却液流との間で熱が伝導し、
前記非孔性選択透過膜と前記コンデンサ面との距離は10mmを下回り、
前記蒸留液流の蒸気圧は、前記非孔性選択透過膜が選択性を有する前記液流中の化合物の蒸気圧よりも低く、十分な駆動力によって分離が起こる、
ことを特徴とする、被処理液流と液体混合物とを分離する方法。 - 少なくとも前記液流の一部が前記非孔性選択透過膜を通過する流束が0.5kgm−2h−1以上であり、好適には1kgm−2h−1以上である、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記非孔性選択透過膜と前記コンデンサ面との距離が1mm〜10mmであり、好適には2mm〜4mmである、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 前記非孔性選択透過膜と前記コンデンサ面との間にスペーサが設けられる、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記非孔性選択透過膜がポリマー膜、セラミック膜、支持液膜及び混合マトリクス膜からなる群から選択される、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記コンデンサ面の表面積が前記非孔性選択透過膜の表面積の0.1〜2倍である、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記非孔性選択透過膜が中空繊維膜であり、前記コンデンサ面が前記中空繊維膜の内部のコンデンサ管の表面である、
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記被処理液流が前記残余液流に対して向流、並流又は逆流となって流れる、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記蒸留液流が前記被処理液流に合流する、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記蒸留液流と蒸発する前記残余液流との蒸気圧差が1kPa〜200kPaであり、より好適には15kPa〜100kPaである、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記非孔性選択透過膜が選択性を有する上層を備え、
前記上層の厚みが0.1μm〜100μm、より好適には0.1μm〜10μm、さらに好適には0.1μm〜1μm、である、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第一の化合物が親水性であり前記第二の化合物が疎水性である、
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の方法。 - 前記液体混合物が水および有機化合物を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記有機化合物がエタノール、ブタノール、エチレングリコール、グリセロール及びアセトンからなる群から選択される、
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記液体混合物が発酵液であり、好適にはエタノール、アセトンおよび/あるいはブタノールを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載の方法。 - 被処理液流路と蒸留液流路と残余液流路とを備えるモジュールを備え、
被処理液が供給される第一の分配チャンバーと、前記第一の分配チャンバーに対向して被処理液が排出される第二の分配チャンバーと、液流が供給される第三の分配チャンバーと、前記第三の分配チャンバーに対向して前記液流が排出される第四の分配チャンバーと、前記モジュールの底部にあって浸透液流を除去する第五の分配チャンバーと、をセグメントが有し、
前記セグメントは、
前記被処理液に圧力を作用させて前記セグメントに送り込む第一の圧力印加手段と、前記第二の分配チャンバーの下流にあって前記液流に圧力を作用させて前記残余液流路に送り込む第二の圧力印加手段と、非浸透熱伝導分離壁の形態をとるコンデンサ面を備えて前記被処理液流路と前記蒸留液流路との間にある壁と、前記残余液流路と前記蒸留液流路との間にあって非孔性選択透過膜を備える壁と、を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至15に記載の方法において使用される装置。
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