特許 5967659 濃縮グリセリンの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5967659

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】濃縮グリセリンの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C07C 29/76 20060101AFI20160728BHJP

   C07C 31/22 20060101ALI20160728BHJP

【ＦＩ】

   C07C29/76

   C07C31/22

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-50614(P2013-50614)

(22)【出願日】2013年3月13日

(65)【公開番号】特開2014-177411(P2014-177411A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2015年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000918

【氏名又は名称】花王株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 淳之介

(72)【発明者】

【氏名】難波 正典

(72)【発明者】

【氏名】白沢 武

(72)【発明者】

【氏名】脇坂 昭弘

(72)【発明者】

【氏名】岩上 透

【審査官】 土橋 敬介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１４４５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 超音波霧化の原理と分離特性，エアロゾル研究, ，日本，２０１１年，26 (1)，5-10

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０７Ｃ ２９／７６

Ｃ０７Ｃ ３１／２２

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

グリセリン及び低級アルコールを含有し且つグリセリンに対する低級アルコールの含有質量比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）が０．１以上５０以下である原料のグリセリン水溶液から濃縮グリセリンを製造する方法であって、
グリセリン水溶液を、該グリセリン水溶液に超音波を照射して水及び低級アルコールを霧化させることにより濃縮する濃縮工程を含む濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項2】

前記濃縮工程開始時における原料のグリセリン水溶液中のグリセリンの濃度が４０質量％以下である請求項１に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項3】

低級アルコールが、メタノール、エタノール、１−プロパノール、及び２−プロパノールから選択される１種又は２種以上である請求項１又は２に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項4】

前記濃縮工程において、グリセリン水溶液中の低級アルコールの濃度が０．１質量％以上９０質量％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項5】

前記濃縮工程において、グリセリン水溶液中のグリセリンの質量に対する低級アルコールの質量の比を０．１以上５０以下に維持する請求項１乃至４のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項6】

前記濃縮工程において、グリセリン水溶液に連続的又は間欠的に低級アルコールを添加する請求項１乃至５のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項7】

グリセリン水溶液に添加する低級アルコールとして、超音波照射により霧化されて回収された水及び低級アルコールから得た低級アルコールを用いる請求項６に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項8】

グリセリン水溶液中のグリセリンの濃度が４０質量％を超えた際に低級アルコールの添加を停止する請求項６又は７に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【請求項9】

グリセリン及び低級アルコールを含有し且つグリセリンに対する低級アルコールの含有質量比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）が０．１以上５０以下である原料のグリセリン水溶液を濃縮する方法であって、
グリセリン水溶液を、該グリセリン水溶液に超音波を照射して水及び低級アルコールを霧化させることにより濃縮するグリセリン水溶液の濃縮方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、濃縮グリセリンの製造方法及びグリセリン水溶液の濃縮方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波を用いた分離技術の研究開発が行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、グリセリン水溶液に超音波を照射して水を霧化させて分離することによりグリセリン水溶液を濃縮する方法が開示されている。

【0004】

特許文献２には、炭酸塩を添加したエタノール発酵液に超音波を照射してエタノールを霧化させることにより分離して濃縮する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１４４５３０号公報

【特許文献2】特開２０１０−１１７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、発明者らは、低濃度のグリセリン水溶液に超音波を照射して水を霧化させることにより濃縮する場合、水と共にグリセリンが霧化するので被処理液でのグリセリン収率が低下するという問題を見出した。

【0007】

本発明の課題は、グリセリン水溶液に超音波を照射したときのグリセリンの霧化を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、グリセリン及び低級アルコールを含有し且つグリセリンに対する低級アルコールの含有質量比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）が０．１以上５０以下である原料のグリセリン水溶液から濃縮グリセリンを製造する方法であって、グリセリン水溶液を、該グリセリン水溶液に超音波を照射して水及び低級アルコールを霧化させることにより濃縮する濃縮工程を含む。

【0009】

本発明は、グリセリン及び低級アルコールを含有し且つグリセリンに対する低級アルコールの含有質量比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）が０．１以上５０以下である原料のグリセリン水溶液を濃縮する方法であって、グリセリン水溶液を、該グリセリン水溶液に超音波を照射して水及び低級アルコールを霧化させることにより濃縮するグリセリン水溶液の濃縮方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、原料のグリセリン水溶液が所定量の低級アルコールを含有し、それに超音波を照射して水及び低級アルコールを選択的に霧化させることでグリセリンの霧化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】回分式の濃縮グリセリンの製造に用いる超音波霧化装置の構成を示す図である。

【図2】回収系の変形例の構成を示す図である。

【図3】回分式の濃縮グリセリンの製造に用いる別の超音波霧化装置の構成を示す図である。

【図4】半回分式の濃縮グリセリンの製造に用いる超音波霧化装置の構成を示す図である。

【図5】連続式の濃縮グリセリンの製造に用いる超音波霧化装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態について詳細に説明する。

【0013】

本実施形態に係る濃縮グリセリンの製造方法は、所定量の低級アルコールを含有する原料のグリセリン水溶液に超音波を照射して水及び低級アルコールを選択的に霧化させることにより、グリセリン水溶液を濃縮する濃縮工程を含む。

【0014】

この本実施形態に係る濃縮グリセリンの製造方法によれば、原料のグリセリン水溶液が所定量の低級アルコールを含有し、それに超音波を照射して水及び低級アルコールを選択的に霧化させることでグリセリンの霧化を抑制することができる。そして、その結果、被処理液でのグリセリン収率の低下を抑制することができる。

【0015】

＜原料グリセリン水溶液＞
濃縮工程開始時における原料のグリセリン水溶液中のグリセリンの濃度は、グリセリンの霧化抑制が顕著であるという観点から、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３５質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下であり、また、超音波照射による霧化効率及びエネルギー消費軽減の観点から、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは１質量％以上である。

【0016】

超音波を照射する原料のグリセリン水溶液は低級アルコールを含有する。ここで、低級アルコールとは、炭素数が１〜５の脂肪族アルコールをいう。原料のグリセリン水溶液が含有する低級アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、及び２−プロパノール等が挙げられる。低級アルコールとして、これらのうち１種又は２種以上を用いることが好ましい。

【0017】

超音波を照射する原料のグリセリン水溶液中の低級アルコールの濃度は、グリセリンの霧化抑制の観点から、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上、更に好ましくは５質量％以上であり、また、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、更に好ましくは７０質量％以下である。

【0018】

超音波を照射する原料のグリセリン水溶液中のグリセリンの質量に対する低級アルコールの質量の比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）は、グリセリンの霧化抑制の観点から、０．１以上、好ましくは０．２５以上、より好ましくは０．５以上であり、また、５０以下、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下である。また、上記観点から、低級アルコールの質量の比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）は０．１以上５０以下であり、好ましくは０．２５以上１０以下であり、より好ましくは０．５以上５以下である。

【0019】

なお、超音波を照射する原料のグリセリン水溶液は、グリセリン及び低級アルコール以外に、超音波の照射によって霧化されて除去される他の成分や霧化されずに残留する他の成分を含有していてもよい。

【0020】

＜超音波照射による濃縮＞
濃縮工程において、グリセリン水溶液に超音波を照射すると、液面からグリセリン水溶液の液柱が立ち、その液柱から水及び低級アルコールが選択的に霧化してグリセリンが霧化しにくくなり、その結果、グリセリン水溶液が効率的に濃縮される。

【0021】

この原因としては、グリセリンの水との相互作用の低下による、霧化時のグリセリンの水との同伴の抑制が考えられる。なお、この相互作用の低下は、発明者らによるグリセリン、水、及び低級アルコールに係るクラスターについての解析の結果、見出された。

【0022】

ここで、グリセリン水溶液に照射する超音波の振動数は、超音波照射による濃縮が高効率になるという観点から、好ましくは１ＭＨｚ以上、より好ましくは１．５ＭＨｚ以上であり、また、超音波振動子の入手性及び経済性の観点から、好ましくは５０ＭＨｚ以下、より好ましくは１０ＭＨｚ以下である。グリセリン水溶液への超音波の照射は、グリセリン水溶液を貯留する霧化槽に設けた超音波振動子により行うことができる。

【0023】

濃縮工程において、グリセリン水溶液の温度は、水や低級アルコールの沸騰による気化の影響を低くする観点から、水の沸点（１００℃）及び／又は低級アルコールの沸点よりも低いことが好ましい。具体的には、超音波照射時のグリセリン水溶液の温度は、好ましくは１００℃以下、より好ましくは９０℃以下である。また、濃縮工程において、グリセリン水溶液の温度は、超音波照射による霧化の効果を遺憾なく発揮する観点から、好ましくは０℃以上、より好ましくは１５℃以上である。グリセリン水溶液の温度調整は、グリセリン水溶液を貯留する霧化槽に付設された温調機構により行うことができる。

【0024】

濃縮工程において、グリセリン水溶液中の低級アルコールの濃度は、濃縮工程開始時と同様、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上、更に好ましくは５質量％以上であり、また、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、更に好ましくは７０質量％以下である。

【0025】

濃縮工程において、グリセリン水溶液中の低級アルコールの濃度調整のために、グリセリン水溶液に連続的又は間欠的に低級アルコールを添加してもよい。

【0026】

このとき、グリセリン水溶液に添加する低級アルコールとして、超音波照射により霧化されて回収された水及び低級アルコールから得た低級アルコールを用いてもよい。また、グリセリン水溶液には、低級アルコールをそのまま添加しても、低級アルコールを水溶液として添加しても、どちらでもよい。さらに、グリセリン水溶液中のグリセリンの濃度が４０質量％を超えると、霧化されるグリセリンが著しく少なくなることから、グリセリン水溶液中のグリセリンの濃度が４０質量％を超えた際には低級アルコールの添加を停止することが好ましい。

【0027】

濃縮工程において、グリセリン水溶液中のグリセリンの質量に対する低級アルコールの質量の比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）は、濃縮工程開始時と同様、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２５以上、更に好ましくは０．５以上であり、また、好ましくは５０以下、より好ましくは１０以下、更に好ましくは５以下に維持することが望ましい。

【0028】

超音波照射によりグリセリン水溶液から霧化した液滴はキャリアガスと共に排出することができる。キャリアガスとしては、特に限定されるものではないが、例えば、空気、窒素ガス、その他の不活性ガス等を用いることができる。

【0029】

霧化した液滴におけるグリセリンの濃度は、グリセリンを高収率で得る観点から、好ましくは１質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以下であり、更に好ましくは０．２５質量％以下である。

【0030】

超音波照射後に得られる濃縮グリセリン中のグリセリンの濃度は、超音波霧化による濃縮が高効率であるという観点から、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上であり、また、環境負荷及び経済効率の観点から、好ましくは１００質量％以下、より好ましくは９８質量％以下、更に好ましくは９５質量％以下である。なお、超音波照射後に得られる濃縮グリセリンは、加熱等により水や低級アルコールを除去して更に濃縮してもよい。

【0031】

本実施形態に係る濃縮グリセリンの製造方法は回分法で行うことができる。具体的には、例えば、図１に示すような構成の超音波霧化装置１０を用い、超音波振動子１１を設けた霧化槽１２に低級アルコールを含有した原料のグリセリン水溶液を貯留し、そのグリセリン水溶液に超音波振動子１１により超音波を照射することにより、水及び低級アルコールを選択的に霧化させ、そして、それらの霧化した水及び低級アルコールの液滴を、霧化槽１２に接続したキャリアガス供給管１３から供給したキャリアガスに乗せて液滴排出管１４を介して排出すればよい。なお、霧化した水及び低級アルコールは、液滴排出管１４に介設された回収系１５を構成するサイクロン１５ａ及び冷却器１５ｂにより回収することができる。また、例えば、図２に示すように、液滴排出管１４における冷却器１５ｂの下流側に水及び低級アルコールを分離する装置１５ｃを設ければ、サイクロン１５ａ及び冷却器１５ｂを通過した霧化した水及び低級アルコールを回収することができる。水及び低級アルコールを分離する装置１５ｃとしては、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）法により分離するＰＳＡユニット、透過膜により分離する装置、静電気により分離する装置、並びにサイクロン１５ａ及び冷却器１５ｂを通過した霧化した水及び低級アルコールを凝集回収するための閉鎖回収室等が挙げられる。

【0032】

本実施形態に係る濃縮グリセリンの製造方法を回分法で行う場合、図３に示すように、原料槽１６から霧化槽１２に延びる原料供給管１７及び霧化槽１２から原料槽１６に延びる戻り管１８を介して、原料槽１６と霧化槽１２との間で低級アルコールを含有したグリセリン水溶液を循環させながら霧化槽１２においてグリセリン水溶液に超音波を照射してもよい。

【0033】

本実施形態に係る濃縮グリセリンの製造方法は半回分式で行うことができる。具体的には、例えば、図４に示すように、原料槽１６から霧化槽１２に延びる原料供給管１７を介して霧化槽１２に連続的に又は間欠的に低級アルコールを含有した原料のグリセリン水溶液を供給しつつ、霧化槽１２においてグリセリン水溶液に超音波を照射してもよい。

【0034】

本実施形態に係る濃縮グリセリンの製造方法は連続式で行うことができる。具体的には、例えば、図５に示すように、原料槽１６から霧化槽１２に延びる原料供給管１７を介して霧化槽１２に連続的に低級アルコールを含有した原料のグリセリン水溶液を供給しつつ、霧化槽１２においてグリセリン水溶液に超音波を照射し、霧化槽１２から延びる製品回収管１９を介して連続的に濃縮グリセリンを回収してもよい。

【0035】

霧化した水及び低級アルコールから得た低級アルコールをグリセリン水溶液に添加してもよい。その場合、サイクロン１５ａ及び冷却管１５ｂを用いて霧化した水及び低級アルコールから低級アルコールを回収し、原料槽１６内及び／又は霧化槽１２内のグリセリン水溶液に供給すればよい。また特開２００１−３１４７２４号公報に記載されているように、霧化した水及び低級アルコールは邪魔板を設けた閉鎖回収室で凝集させて回収してもよい。

【0036】

また、低級アルコールを霧化した水及び低級アルコールを回収し、それから蒸留法、ＰＳＡ法、静電気若しくは透過膜を用いて分離する方法等により抽出した低級アルコール或いはそれを濃縮した低級アルコール水溶液を、原料槽１６内及び／又は霧化槽１２内のグリセリン水溶液に供給してもよい。

【0037】

上述した実施形態に関し、更に以下の濃縮グリセリンの製造方法及びグリセリン水溶液の濃縮方法を開示する。

【0038】

＜１＞グリセリン及び低級アルコールを含有し且つグリセリンに対する低級アルコールの含有質量比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）が０．１以上、好ましくは０．２５以上、より好ましくは０．５以上であり、また、５０以下、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下である原料のグリセリン水溶液から濃縮グリセリンを製造する方法であって、グリセリン水溶液を、該グリセリン水溶液に超音波を照射して水及び低級アルコールを霧化させることにより濃縮する濃縮工程を含む濃縮グリセリンの製造方法。

【0039】

＜２＞前記濃縮工程開始時における原料のグリセリン水溶液中のグリセリンの濃度が、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３５質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下であり、また、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは１質量％以上である前記＜１＞に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0040】

＜３＞低級アルコールとして、メタノール、エタノール、１−プロパノール、及び２−プロパノールから選択される１種又は２種以上を用いる前記＜１＞又は＜２＞に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0041】

＜４＞前記濃縮工程において、グリセリン水溶液中の低級アルコールの濃度が、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上、更に好ましくは５質量％以上であり、また、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、更に好ましくは７０質量％以下である前記＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0042】

＜５＞前記濃縮工程において、グリセリン水溶液の温度が、水の沸点及び／又は低級アルコールの沸点よりも低い前記＜１＞乃至＜４＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0043】

＜６＞前記濃縮工程において、グリセリン水溶液中のグリセリンの質量に対する低級アルコールの質量の比を、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２５以上、更に好ましくは０．５以上であり、また、好ましくは５０以下、より好ましくは１０以下、更に好ましくは５以下に維持する前記＜１＞乃至＜５＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0044】

＜７＞前記濃縮工程において、グリセリン水溶液に連続的又は間欠的に低級アルコールを添加する前記＜１＞乃至＜６＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0045】

＜８＞グリセリン水溶液に添加する低級アルコールとして、超音波照射により霧化されて回収された水及び低級アルコールから得た低級アルコールを用いる前記＜７＞に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0046】

＜９＞グリセリン水溶液に、低級アルコールを、水溶液として添加する前記＜７＞又は＜８＞に記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0047】

＜１０＞グリセリン水溶液中のグリセリンの濃度が４０質量％を超えた際に低級アルコールの添加を停止する前記＜７＞乃至＜９＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0048】

＜１１＞前記濃縮工程において、グリセリン水溶液に照射する超音波の振動数が、好ましくは１ＭＨｚ以上、より好ましくは１．５ＭＨｚであり、また、好ましくは５０ＭＨｚ以下、より好ましくは１０ＭＨｚ以下である前記＜１＞乃至＜１０＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0049】

＜１２＞前記濃縮工程において、グリセリン水溶液の温度が、好ましくは１００℃以下、より好ましくは９０℃以下であり、また、好ましくは０℃以上、より好ましくは１５℃以上である前記＜１＞乃至＜１１＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0050】

＜１３＞超音波照射後に得られる濃縮グリセリン中のグリセリンの濃度が、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上であり、また、好ましくは１００質量％以下、より好ましくは９８質量％以下、更に好ましくは９５質量％以下である前記＜１＞乃至＜１２＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0051】

＜１４＞超音波照射によるグリセリン水溶液の濃縮を、回分式、半回分式、又は連続式で行う前記＜１＞乃至＜１４＞のいずれかに記載された濃縮グリセリンの製造方法。

【0052】

＜１５＞グリセリン及び低級アルコールを含有し且つグリセリンに対する低級アルコールの含有質量比（低級アルコールの質量／グリセリンの質量）が０．１以上、好ましくは０．２５以上、より好ましくは０．５以上であり、また、５０以下、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下である原料のグリセリン水溶液を濃縮する方法であって、グリセリン水溶液を、該グリセリン水溶液に超音波を照射して水及び低級アルコールを霧化させることにより濃縮するグリセリン水溶液の濃縮方法。

【実施例】

【0053】

図３に示す構成の超音波霧化装置（超音波振動子の振動周波数：２．４ＭＨｚ、出力１５Ｗ一定）を用いて実施例１〜５及び比較例１〜２のグリセリン水溶液の濃縮を行った。それぞれの内容については表１にも示す。

【0054】

＜実施例１＞
グリセリン９．４質量％、メタノール４４．０質量％、及び残部の水４６．６質量％のグリセリン水溶液５０３．２ｇを超音波霧化装置の原料槽に仕込み、グリセリン水溶液の温度を３０℃に調温して原料槽と霧化槽との間を原料供給管及び戻り管を介して循環させながら、回分式で超音波霧化による濃縮を２０分間行った。霧化槽にはキャリアガスとして窒素を２．３ｍ^３/ｈｒで吹き込み、回収系を通過したキャリアガスは大気へ放出した。尚、回収系の冷却管には−５℃の不凍液を通水させた。

【0055】

そして、液滴排出管から排出された液滴のうち回収されたものの質量及びそこに含まれる各成分の濃度を測定した。また、霧化槽内の濃縮されたグリセリン水溶液の質量及びそこに含まれる各成分の濃度を測定した。さらに、液滴排出管から排出された液滴のうち回収系を通過してキャリアガスと同伴して大気へ放出された液滴分の質量及びそこに含まれる各成分の濃度を物質収支に基づいて算出した。

【0056】

なお、液滴及び濃縮されたグリセリン水溶液の中のグリセリン及び低級アルコールの濃度は、高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）によって測定した（以下同様）。

【0057】

また、１００％からグリセリン及び低級アルコールの濃度の合計量を差し引いた値を水分量とした。

【0058】

測定条件は次の通りとした。
・装置名：LaChrom Elite (HITACHI社製)
・カラム：ICSep ICE-ION-300
・溶離液：０．００８５規定 硫酸、０．４ｍＬ／ｍｉｎ
・検出法：RI（HITACHI、L-2490）
・カラム温度：４０℃
・注入液量：２０μＬ
・保持時間：４０ｍｉｎ
回収された液滴の質量は２７．３ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は０．３質量％、メタノールの濃度は５６．６質量％、及び水の濃度は４３．１質量％であった。

【0059】

濃縮されたグリセリン水溶液の質量は４４６．７ｇ、及びそこに含まれるグリセリンの濃度は１０．６質量％であった。

【0060】

大気へ放出された液滴の質量は２９．２ｇであり、それは１００質量％メタノールであると算出された。従って、液滴全量中にはグリセリンが０．１質量％含まれていたと算出される。

【0061】

＜実施例２＞
グリセリン１８．８質量％、メタノール３８．３質量％、及び残部の水４２．９質量％のグリセリン水溶液５０３．３ｇを用い、超音波霧化による濃縮を２１分間行ったことを除いて実施例１と同様の操作を行った。

【0062】

回収された液滴の質量は２１．０ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は０．２質量％、メタノールの濃度は５６．２質量％、及び水の濃度は４３．６質量％であった。

【0063】

濃縮されたグリセリン水溶液の質量は４２９．５ｇ、及びそこに含まれるグリセリンの濃度は２１．６質量％であった。

【0064】

大気へ放出された液滴の質量は５２．８ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は０質量％、メタノールの濃度は９２．９質量％、及び水の濃度は７．１質量％と算出された。従って、液滴全量中にはグリセリンが０．１質量％含まれていたと算出される。

【0065】

＜実施例３＞
グリセリン１９．７質量％、エタノール４０．２質量％、及び残部の水４０．１質量％のグリセリン水溶液４８４．５ｇを用い、超音波霧化による濃縮を１５分間行ったことを除いて実施例１と同様の操作を行った。

【0066】

回収された液滴の質量は２４．５ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は０質量％、エタノールの濃度は６５．２質量％、及び水の濃度は３４．８質量％であった。

【0067】

濃縮されたグリセリン水溶液の質量は４４３．５ｇ、及びそこに含まれるグリセリンの濃度は２１．５質量％であった。

【0068】

大気へ放出された液滴の質量は１６．６ｇであり、それは１００質量％エタノールであると算出された。従って、液滴全量中にグリセリンは含まれていなかった。

【0069】

＜実施例４＞
グリセリン２１．５質量％、１−プロパノール３７．３質量％、及び残部の水４１．２質量％のグリセリン水溶液４９０．７ｇを用い、超音波霧化による濃縮を３０分間行ったことを除いて実施例１と同様の操作を行った。

【0070】

回収された液滴の質量は２８．０ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は０質量％、１−プロパノールの濃度は５０．６質量％、及び水の濃度は４９．４質量％であった。

【0071】

濃縮されたグリセリン水溶液の質量は４４１．９ｇ、及びそこに含まれるグリセリンの濃度は２３．８質量％であった。

【0072】

大気へ放出された液滴の質量は２０．８ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は０質量％、１−プロパノールの濃度は８２．４質量％、及び水の濃度は１７．６質量％と算出された。従って、液滴全量中にグリセリンは含まれていなかった。

【0073】

＜比較例１＞
グリセリン９．６質量％及び残部の水９０．４質量％のグリセリン水溶液５００．０ｇを用い、超音波霧化による濃縮を３０分間行ったことを除いて実施例１と同様の操作を行った。

【0074】

回収された液滴の質量は６．４ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は５．９質量％及び水の濃度は９４．１質量％であった。

【0075】

濃縮されたグリセリン水溶液の質量は４７４．６ｇ、及びそこに含まれるグリセリンの濃度は１０．０質量％であった。

【0076】

大気へ放出された液滴の質量は１９．０ｇであり、それは１００質量％水であると算出された。従って、液滴全量中にはグリセリンが１．５質量％含まれていたと算出される。

【0077】

＜比較例２＞
グリセリン１９．８質量％及び残部の水８０．２質量％のグリセリン水溶液５０１．６ｇを用い、超音波霧化による濃縮を３０分間行ったことを除いて実施例１と同様の操作を行った。

【0078】

回収された液滴の質量は３．９ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は８．６質量％及び水の濃度は９１．４質量％であった。

【0079】

濃縮されたグリセリン水溶液の質量は４７６．０ｇ、並びにそこに含まれるグリセリンの濃度は２０．４質量％であった。

【0080】

大気へ放出された液滴の質量は２１．７ｇであり、それは１００質量％水であると算出された。従って、液滴全量中にはグリセリンが１．３質量％含まれていたと算出される。

【0081】

上記の実施例及び比較例から、本発明の範囲では回収された液滴にはグリセリンがほとんど含まれず、グリセリン水溶液を効率良く濃縮できることが分かる。さらに、大気へ表出された液滴中の低級アルコール含有量はいずれも８０％を超えており、これをPSA法や膜分離法を用いて回収すれば、濃縮工程に使用することができる。

【0082】

【表1】

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明は、濃縮グリセリンの製造方法及びグリセリン水溶液の濃縮方法について有用である。

【符号の説明】

【0084】

１０ 超音波霧化装置
１１ 超音波振動子
１２ 霧化槽
１３ キャリアガス供給管
１４ 液滴排出管
１５ 回収系
１５ａ サイクロン
１５ｂ 冷却管
１５ｃ 水及び低級アルコールを分離する装置
１６ 原料槽
１７ 原料供給管
１８ 戻り管
１９ 製品回収管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】