膜分离系统及膜分离系统的运转方法与流程

本发明涉及膜分离系统及膜分离系统的运转方法。

背景技术：

1、已开发了通过利用微生物使葡萄糖等碳源发酵来制造醇等挥发性有机化合物(发酵物)的方法。碳源的发酵例如在水溶液中进行。在该方法中，若水溶液中的发酵物的含有率上升，则存在基于微生物的发酵停止的情况。为了连续地进行基于微生物的发酵物制造，需要从水溶液分离发酵物。

2、作为从包含挥发性的有机化合物的水溶液分离该有机化合物的方法的一例，可举出使用了分离膜的渗透气化法(pervaporation method)。渗透气化法适于从包含各种物质的水溶液分离挥发性有机化合物。通过组合进行渗透气化法的膜分离装置与制造发酵物的发酵槽，由此能够连续地制造发酵物。例如，专利文献1公开了将膜分离装置与发酵槽组合的膜分离系统。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2010-161987号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、需要适于从包含挥发性有机化合物的水溶液高效地分离该有机化合物的新的膜分离系统。

3、用于解决课题的手段

4、本发明提供一种膜分离系统，其具备：

5、第1膜分离装置，其具有第1分离膜，上述第1分离膜从包含挥发性的有机化合物的水溶液s1产生上述有机化合物的含有率比上述水溶液s1高的第1透过流体；

6、分离槽，其用于使包含上述第1透过流体的水溶液s2相分离为水的含有率比上述水溶液s2高且包含上述有机化合物的水相、和上述有机化合物的含有率比上述水溶液s2高的有机相；

7、第2膜分离装置，其具有从上述水相产生上述有机化合物的含有率比上述水相高的第2透过流体的第2分离膜；

8、第1透过流体供给路径，其与上述第1膜分离装置和上述分离槽连接、用于从上述第1膜分离装置向上述分离槽供给上述第1透过流体；和

9、第2透过流体供给路径，其与上述第2膜分离装置和选自由上述第1透过流体供给路径及上述分离槽组成的组中的至少1者连接、用于从上述第2膜分离装置向上述第1透过流体供给路径及/或上述分离槽供给上述第2透过流体。

10、此外，本发明还提供一种膜分离系统的运转方法，上述膜分离系统具备：具有第1分离膜的第1膜分离装置；分离槽；和具有第2分离膜的第2膜分离装置，

11、其中，上述运转方法包括：

12、通过上述第1分离膜从包含挥发性的有机化合物的水溶液s1产生上述有机化合物的含有率比上述水溶液s1高的第1透过流体；

13、通过上述分离槽使包含上述第1透过流体的水溶液s2相分离为水的含有率比上述水溶液s2高且包含上述有机化合物的水相、和上述有机化合物的含有率比上述水溶液s2高的有机相；

14、通过上述第2分离膜从上述水相产生上述有机化合物的含有率比上述水相高的第2透过流体；和

15、将上述第1透过流体与上述第2透过流体混合来制备上述水溶液s2。

16、发明效果

17、根据本发明，能够提供适于从包含挥发性的有机化合物的水溶液高效地分离该有机化合物的新的膜分离系统。

技术特征：

1.膜分离系统，其具备：

2.根据权利要求1所述的膜分离系统，其中，将所述第1透过流体与所述第2透过流体混合来制备所述水溶液s2。

3.根据权利要求1或2所述的膜分离系统，其还具备用于贮藏向所述第1膜分离装置供给的所述水溶液s1的罐。

4.根据权利要求3所述的膜分离系统，其中，所述有机化合物是微生物生成的发酵物，

5.根据权利要求3所述的膜分离系统，其中，所述第1分离膜从所述水溶液s1产生所述有机化合物的含有率比所述水溶液s1低的第1非透过流体，

6.根据权利要求1所述的膜分离系统，其中，所述第2分离膜从所述水相产生所述有机化合物的含有率比所述水相低的第2非透过流体，

7.根据权利要求6所述的膜分离系统，其还具备水溶液供给路径，所述水溶液供给路径与所述第1膜分离装置连接、用于向所述第1膜分离装置供给所述水溶液s1，

8.根据权利要求6所述的膜分离系统，其中，所述第1膜分离装置具有2个膜分离部、和将2个所述膜分离部相互连接的连接路径，

9.根据权利要求6所述的膜分离系统，其中，所述第2非透过流体中的所述有机化合物的含有率为2wt％以下。

10.根据权利要求1所述的膜分离系统，其还具备蒸馏装置，所述蒸馏装置对所述有机相进行蒸馏、产生所述有机化合物的含有率比所述有机相低的蒸馏物。

11.根据权利要求10所述的膜分离系统，其还具备蒸馏物排出路径，所述蒸馏物排出路径与所述蒸馏装置连接、用于从所述蒸馏装置排出所述蒸馏物，

12.根据权利要求1所述的膜分离系统，其中，选自由所述第1分离膜及所述第2分离膜组成的组中的至少1者为渗透气化膜。

13.根据权利要求1所述的膜分离系统，其中，所述有机化合物是选自由醇、酮及酯组成的组中的至少1者。

14.膜分离系统的运转方法，所述膜分离系统具备：具有第1分离膜的第1膜分离装置；分离槽；和具有第2分离膜的第2膜分离装置，

技术总结本发明提供适于从包含挥发性有机化合物的水溶液高效地分离该有机化合物的新的膜分离系统。本发明的膜分离系统100具备：具有第1分离膜11的第1膜分离装置10；用于将水溶液S2相分离为水相和有机相的分离槽25；具有第2分离膜31的第2膜分离装置30；第1透过流体供给路径51；和第2透过流体供给路径55。第2透过流体供给路径55与第2膜分离装置30和选自由第1透过流体供给路径51及分离槽25组成的组中的至少1者连接。技术研发人员：木村直道,小川知哉,平井智也受保护的技术使用者：日东电工株式会社技术研发日：技术公布日：2024/10/17