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自然エネルギー

3. バイオエタノールの純度を高める

バイオエタノールをつくる

石油燃料の代替となるバイオエタノール

サトウキビやトウモロコシなど植物性資源を主原料としてできる燃料がバイオエタノールです。バイオエタノールは、自動車の代替燃料としてガソリンと混ぜて使用され、石油などの化石燃料の使用量を減らすことができます。また、バイオエタノールの使用はCO2の排出抑制にもつながります。世界の中でも特にブラジルでの利用が進んでおり、これに続いて欧米各国でも利用が進みつつあります。一方、国内でも北海道や新潟、大阪などで国内資源を活用したバイオエタノール製造プロジェクトが始まり、今後本格的な普及が期待されます。

バイオエタノールの最終工程「脱水」

サトウキビなどの原料には水分が多く含まれており、醗酵してできた濃度10%程度のエタノールだけをとりだすため、蒸留して95%程度まで濃縮します。
燃料として利用するには、純度99.5%以上でなくてはなりません。さらに純度を高める方法が脱水プロセスです。

バイオエタノール燃料の製造工程

世界最高レベルの純度を達成するHitz日立造船の脱水システム

脱水プロセスにはいろいろな方法がありますが、Hitz日立造船は省エネルギー性に優れた膜分離法、ゼオライト膜脱水システムを開発しました。
ゼオライト膜にある約4Å(オングストローム:1Åは1cmの1億分の1)の小さな孔が水分子だけを通し、エタノール分子と分離していきます。
Hitz日立造船の脱水システムは、共沸蒸留法や吸着法といわれる他の方法に比べて脱水にかかるエネルギー消費量を約20~30%減少させます。さらに、従来の脱水膜方法よりも脱水速度が2倍以上となっており、効率良くバイオエタノールを製造することができます。
2009年に北海道十勝地区に建設された国内最大級(生産能力:15,000kℓ/年)のバイオエタノール製造プラントにはHitz日立造船のゼオライト脱水膜システムが使用されています。

ゼオライト膜分離(脱水)の仕組み

非食料を原料としたバイオエタノールの開発

地球温暖化対策としてバイオエタノールの普及拡大が進み、原料としてサトウキビやトウモロコシなどの使用量が増えると、価格の高騰や食料不足を招く恐れがあります。
そこで、各メーカー・研究機関は、食料を原料としないバイオエタノールの開発を進めており、廃棄木材、稲わら、生ごみなど非食料を原料とする動きが出てきています。

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