技術・サービス

ゼオライト膜システム

透過性能・分離性能・耐酸性・耐水性に優れた脱水膜システム

ゼオライト膜による分離技術では、有機溶剤中の水分を選択的に透過・除去できます。共沸系の分離においても共沸剤を必要としません。当社はゼオライト膜を用いた有機溶剤脱水システムの設計・導入で多数の実績がございます。

高透過性能・高分離性能

膜内外の圧力の差を駆動力として有機物と水に分離します。
結晶性アルミノシリケートから構成された細孔構造は均一かつ極めて緻密です。細孔径は水分子の分子サイズに近く、分子ふるい効果により水分子のみが選択的に透過します。水分子の大きさは2.7オングストローム、エタノールは4.3オングストロームです。ゼオライト細孔入り口はこの間の大きさのため、入り口より小さな分子(水)だけが透過できる仕組みです。

ゼオライト膜では有機物と水の混合液を膜内外の圧力の差を駆動力として、水と有機物に分離します。

水分子の大きさは2.7オングストローム、エタノールは4.3オングストロームで、ゼオライト細孔入り口はこの間なので、入口より小さな分子(水)のみ進入が可能です。

耐酸性・耐水性

従来の膜は中性域・低含水の脱水に限定され、酸性・高含水条件下の使用は困難でしたが、ゼオライト 膜ZEBREX™ ※ は、耐酸性と耐水性が向上し、適用範囲が大きく広がりました。

※ ZEBREX™ は、三菱ケミカル株式会社の登録商標です。

広い適用範囲(各種溶媒分離可能)

耐酸性・耐水性に優れ、様々な製造現場に導入されています。

この表はスクロールしてご覧いただけます。

種類 A型膜
(従来型)
MSM-1
用途 中性低含水溶媒の脱水 酸性溶媒の脱水、高含水溶媒の脱水
適用範囲 pH 中性

酸性~中性

水分濃度 15wt%以下

無制限

ゼオライト膜ZEBREXは従来の膜よりも耐酸性と耐水性に優れ、幅広い製造現場に導入されています。

期待される効果

1. リサイクルによるコスト削減
保有溶剤量、購入溶剤量、廃棄溶剤量の削減、物流コスト削減
2. プロセス簡略化、コンパクトシステム
オペレーションの簡略化、安全性の向上
3. 製品開発
プレミアム商品、新製品の開発

用途例

(例)成分抽出溶剤脱水、サプリメントなど

製造プロセス(抽出工程等)からエタノール等を使用済み溶剤タンクへ、その後脱水・精製を行い、再生溶剤タンクへ。この工程を繰り返します。

  • 溶剤リサイクル
  • 産廃の減容化
  • 溶剤購入量の削減

(例)酒類工場・酢酸醸造所
熱をかけない濃縮工程により、風味・香り・味を追求したプレミアムな商品開発を支援します。
調味料、酒造、香料など。

工場から製品タンクへ、脱水を行い減容化します。

  • 物流コストの削減
  • 新製品
  • プレミアム商品

(例)有機酸エステル合成、香り付け食品添加物

有機酸エステル合成を脱水し有機酸エステルへ。例:酢酸エチル:CH3COOH+CH3CH2OH⇒CH3COOC2H5+H2O。酢酸+エタノールから酢酸エチル+水へ。

  • 省エネルギー
  • 省コスト
  • プロセス簡略化
  • 蒸留法に比べ省エネルギー
  • 共沸等の抽出溶媒が必要なく省コスト
  • プロセスの簡略化により設備投資やランニングコストを削減

適用方法[蒸留+膜分離、蒸留+膜分離+蒸留、蒸留+膜分離+吸着、共通事項【➀膜分離で共沸点を超えることにより共沸剤が不要、➁蒸留のかわりに膜分離を設置することで蒸留塔の負荷低減が可能、➂蒸気量の削減、蒸留設備のサイズダウンおよびコストダウンが可能】、蒸留+膜分離の特徴【粗脱水の場合、膜分離出口をそのまま製品とできる場合】、蒸留+膜分離の供給および精製後の有機溶剤濃度(目安)【蒸留:入口~80%⇒出口~95%、膜分離:入口~95%⇒出口~99.5%】、蒸留+膜分離+蒸留の特徴【高純度の製品が必要な場合、透過しにくい物質通りを分離する場合】、蒸留+膜分離+蒸留の供給および精製後の有機溶剤濃度(目安)【蒸留:入口~80%⇒出口~95%、膜分離:入口~95%⇒出口~99.5%、蒸留:入口~99.5%⇒出口~99.9%以上】、蒸留+膜分離+吸着の特徴【高純度の製品が必要な場合、低水分濃度が要求される場合】、蒸留+膜分離+吸着の供給および精製後の有機溶剤濃度(目安)【蒸留:入口~80%⇒出口~95%、膜分離:入口~95%⇒出口~99.5%、蒸留:入口~99.5%⇒出口~99.9%以上】]

(例)voc分離
耐酸性能と耐高含水性能により適用範囲が広がり、様々なガス分離に期待されています。

工場からの排ガス(OFF GAS)をVOC膜分離設備(MEMBRANE SEPARATION UNIT)に通し、N2ガスなど(RESIDUE GAS)の回収、PERMEATE排出ガスの放出、PERMEATE炭化水素の回収がされます。

  • 省エネルギープロセス
  • コンパクトなシステム
  • 高い安全性
  • オペレーションの簡略化
  • 溶剤リサイクルによるコスト削減、保有溶剤の削減
  • 廃棄溶剤量の削減
  • 幅広い溶剤に適用可能

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