|
本研究の目的は、バイオディーゼル合成時に副成される廃グリセリンを可塑剤へ効率的に変換する反応プロセスを構築することである。最終年度は反応と分離を同時に行い、かつ連続操作の可能な擬似移動層型クロマト反応器によるプロセス化を検討した。まず、Dowex50WX2を触媒樹脂として充填したカラム型クロマト反応器を用いて、溶離液を乳酸エチル、原料溶液をグリセリンと乳酸の混合物とした過渡応答実験を行った。本研究の着目物質であるグリセリンは乳酸とのエステル化反応および溶離液である乳酸エチルとのエステル交換反応により、乳酸グリセリド等のエステル化合物へ変換され、これらの物質は早い溶出時間に反応器から溶出した。副成生物である水は遅い溶出時間から溶出しており、反応器内で反応と同時に分離が行われ、これにより可逆反応系である本反応の効率を高くすることができた。この結果を基に、10本のカラムから構成され、4つのゾーンを有する擬似移動層型クロマト反応器を構築し連続反応分離実験を行った。溶離液流量、原料流量、強吸着物質の溶出口であるエキストラクトの流量、弱吸着物質の溶出口であるラフィネートの流量と共に、溶液供給口および出口の切り替え時間を数学モデルによる数値シミュレーションによって決定した。強吸着物質である水は予測通りエキストラクトから多く溶出し、ラフィネート側からの溶出はごく微量であった。しかし、目的生成物であるエステル化合物はラフィネート側からの回収を考えていたが、エキストラクト側からの溶出も確認された。数学モデルのパラメータを適切に求めた上で、さらにシミュレーションを行うことで効率的な条件を決定できると考える。今後は原料あるいは溶離液に脂肪酸を入れ、グリセリン残基を調節できるプロセスの構築を目指す。
|
