(57)【要約】【課題】竹を使用して、高い濃度でフルフラールを含有するフルフラール含有竹液を製造する。【解決手段】フルフラール含有竹液の製造方法は、竹を粉末状にする粉砕工程と、この粉砕工程で粉砕された竹粉末１０をオートクレーブタンク１に入れ、オートクレーブタンク１内に加熱された加圧水蒸気を供給して内部温度を１４０〜１９０℃に１〜５時間保持して、フルフラールを含有する竹酢液を分離するオートクレーブ工程とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹を粉末状にする粉砕工程と、この粉砕工程で粉砕された竹粉末(10)をオートクレーブタンク(1)に入れ、オートクレーブタンク(1)内に加熱された加圧水蒸気を供給して内部温度を１４０〜１９０℃に１〜５時間保持して、フルフラールを含有する竹酢液を分離するオートクレーブ工程とからなるフルフラール含有竹液の製造方法。
【請求項２】
フルフラール含有竹液に含まれフルフラール含有量が、水を除く成分の７０重量％以上である請求項１に記載されるフルフラール含有竹液の製造方法。
【請求項３】
粉砕工程において竹を５０〜２００メッシュに粉砕する請求項１に記載されるフルフラール含有竹液の製造方法。
【請求項４】
オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク(1)内の圧力を４〜１０気圧に保持して竹粉末(10)を乾留する請求項１に記載されるフルフラール含有竹液の製造方法。
【請求項５】
オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク(1)内の温度を１６０〜１７０℃に設定する請求項１に記載されるフルフラール含有竹液の製造方法。
【請求項６】
オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク(1)内の温度を１７０〜１９０℃に設定する請求項１に記載されるフルフラール含有竹液の製造方法。
【請求項７】
オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク(1)の底部からフルフラール含有竹液を含む水蒸気を排出し、この水蒸気を冷却してフルフラール含有竹液を回収する請求項１に記載されるフルフラール含有竹液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺虫剤や抗菌剤等に使用できる高濃度にフルフラールを含有するフルフラール含有竹液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルフラールの製造方法は開発されている（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開平６−２９８７６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５５９５１号公報
【特許文献３】特開平１０−２６５４６８号公報
【０００３】
特許文献１の公報には、もみ殻、わら、トウモロコシの茎や芯、木材などに含まれるペントースを硫酸などにより脱水することによりフルフラールを得る方法が記載される。
【０００４】
特許文献２には、有機溶媒の存在下、フラン類をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびホスゲンと混合して反応させる工程（１）、および工程（１）で得られた反応混合物を加水分解処理する工程（２）を含み、工程（１）において、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびホスゲンを反応系内に加えながら反応を行うフルフラールの製造方法が記載される。
【０００５】
さらに特許文献３には、フルフラールの製造方法として、ヘキソースまたは加水分解によりヘキソースを生成する糖類を含有する原料を、希土類金属化合物（例えば、塩化物または酢酸塩）を触媒として、極性溶媒を含有する溶液中で８０〜２００℃に加熱する方法が記載される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これ等の公報に記載される方法では、簡単に安価な原料でフルフラールを製造できない欠点があった。本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、竹を使用して高い濃度でフルフラールを含有するフルフラール含有竹液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、竹を粉末状にする粉砕工程と、この粉砕工程で粉砕された竹粉末１０をオートクレーブタンク１に入れ、オートクレーブタンク１内に加熱された加圧水蒸気を供給して内部温度を１４０〜１９０℃に１〜５時間保持して、フルフラールを含有する竹酢液を分離するオートクレーブ工程とからなる。
【０００８】
本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、好ましくは、フルフラール含有竹液に含まれフルフラール含有量を、水を除く成分の７０重量％以上とする。
【０００９】
本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、粉砕工程において竹を５０〜２００メッシュに粉砕することができる。
【００１０】
本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク１内の圧力を４〜１０気圧に保持して竹粉末１０を乾留することができる。
【００１１】
本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク１内の温度を１６０〜１７０℃に設定することができる。さらに、本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク１内の温度を１７０〜１９０℃に設定することができる。
【００１２】
さらに、本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク１の底部からフルフラール含有竹液を含む水蒸気を排出し、この水蒸気を冷却してフルフラール含有竹液を回収することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、安価な原料である竹を使用して、高濃度のフルフラールを含有するフルフラール含有竹液を簡単に製造できる特長がある。それは、本発明のフルフラール含有竹液の製造方法が、粉砕工程で竹を粉末状にすると共に、粉砕された竹粉末を、オートクレーブ工程において、加熱された加圧水蒸気によって１４０〜１９０℃に１〜５時間保持してフルフラールを含有する竹酢液を分離してフルフラール含有竹液を製造しているからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのフルフラール含有竹液の製造方法を例示するものであって、本発明はフルフラール含有竹液の製造方法を以下の方法に特定しない。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
本発明のフルフラール含有竹液の製造方法は、原料に竹を使用する。竹は木材と同じように、乾留して竹酢液を分離できる。この方法は、たとえば特開平７−３４０７０号公報に記載されるように、燃焼ガスでもって３００〜３３０℃に竹を加熱して竹酢液を分離する。この方法で得られる竹酢液には、わずかにフルフラールが含まれる。しかしながら、この方法で得られる竹酢液は、主成分を酢酸とするものである。水を除く成分に含まれる酢酸の含有量は４０〜５０％と極めて高く、フルフラールの含有量はわずかに数％にすぎない。また、燃焼ガスで竹を加熱して乾留する方法では、竹の加熱温度を正確に制御するのが極めて難しいので、タール成分等が含有されるのを防止できない。特開平７−３４０７０号公報にも記載されるように、竹の加熱温度が３３０〜３５０℃とわずかに高くなると、竹酢液に含まれるタール成分が多くなるからである。
【００１７】
本発明の製造方法は、原料に竹を使用するが、この竹を燃焼ガスで加熱して乾留するのではない。本発明の方法は、まず竹を粉砕工程で竹粉末とする。この工程において、竹を８０メッシュの竹粉末とする。ただし、粉砕工程において竹を５０〜２００メッシュとすることもできる。竹粉末は小さく粉砕して、フルフラール含有竹液を速やかに効率よく分離できる。ただ、竹を小さくすると処理に手間と時間がかかるので、処理コストが高くなる。また、大きい竹粉末は簡単に能率よく処理できるが、フルフラール含有竹液の回収率が悪くなる。このため、竹粉末の大きさは、処理コストとフルフラール含有竹液の回収率とを考慮して、好ましくは前述の範囲とする。ただし、前述の範囲よりも小さく、あるいは大きくしてフルフラール含有竹液を回収することもできる。
【００１８】
さらに、本発明は、フルフラール含有竹液を製造する方法ではあるが、フルフラール含有竹液の分離された処理竹粉末も有効に使用できる。処理竹粉末は用途に最適な大きさがある。たとえば、処理竹粉末は、壁材や室内用のクロスに添加されて、吸着材として使用される。この用途に使用される処理竹粉末の最適な大きさは、３０〜３００メッシュである。したがって、処理竹粉末をこの用途に使用する場合、粉砕工程において竹をこの大きさの竹粉末に加工する。
【００１９】
粉砕された竹粉末１０は、図１に示すオートクレーブ装置でフルフラール含有竹液を分離する。この図のオートクレーブ装置は、オートクレーブタンク１と、このオートクレーブタンク１に加熱された加圧水蒸気を供給するボイラー２と、このボイラー２とオートクレーブタンク１との間に連結されて加圧水蒸気の供給量を調整する調整弁３と、オートクレーブタンク１の内部温度を温度センサー５で検出して、調整弁３の開度をコントロールし、加圧水蒸気量を調整してオートクレーブタンク１の内部温度を設定温度にする制御機４と、オートクレーブタンク１の底部から蒸気と排液を排出する排出管６と、この排出管６に連結している排出弁７と、排出管６から排出される蒸気を液化させる凝縮器８とを備える。
【００２０】
オートクレーブタンク１は、一端を閉塞して他端を開口している円筒状の圧力タンクで、開口端を圧力蓋９で気密に閉塞している。オートクレーブタンク１は、圧力蓋９を開いて、容器１１に入れた竹粉末１０を出し入れする。オートクレーブ工程において、圧力蓋９はオートクレーブタンク１を密閉する。
【００２１】
ボイラー２は、水を加熱して得られる加圧された高温の水蒸気をオートクレーブタンク１に供給して、オートクレーブタンク１内の温度と圧力を高くして竹粉末１０をオートクレーブする。
【００２２】
調整弁３は、ボイラー２からオートクレーブタンク１に供給する加圧水蒸気量をコントロールする。調整弁３が開かれると、ボイラー２からオートクレーブタンク１に加圧水蒸気が供給される。調整弁３の開閉や開度が制御機４でコントロールされて、オートクレーブタンク１内の温度が設定温度に保持される。
【００２３】
制御機４は、オートクレーブタンク１内の温度を温度センサー５で検出して、調整弁３をコントロールする。制御機４は、温度センサー５で検出するオートクレーブタンク１内の温度が設定温度よりも低くなると、調整弁３を開き、あるいは調整弁３の開度を大きくして、ボイラー２からオートクレーブタンク１に加圧水蒸気を供給して、オートクレーブタンク１内の温度を上昇させる。オートクレーブタンク１内の温度が設定温度よりも高くなると、調整弁３を閉弁し、あるいは開度を小さくして、ボイラー２からオートクレーブタンク１に供給する加圧水蒸気を停止し、あるいはその供給量を少なくして、オートクレーブタンク１内の温度を低下させる。
【００２４】
排出管６は、オートクレーブタンク１内で竹粉末１０から分離されるフルフラール含有竹液をタンクの外部に排出させる。この排出管６は途中に排出弁７を連結しており、この排出弁７を開いて、あるいはこの排出弁７の開度を調整して、排出管６から排出される蒸気を凝縮器８に供給する。凝縮器８は、排出される蒸気を冷却して液化させる。
【００２５】
竹粉末１０は、オートクレーブ工程において、図１に示す装置のオートクレーブタンク１に供給される。竹粉末１０は、上方を開口している容器１１に入れ、この容器１１をオートクレーブタンク１の棚１２に載せてオートクレーブタンク１に収納する。オートクレーブタンク１は、竹粉末１０を入れた後に圧力蓋９を閉じて密閉される。
【００２６】
竹粉末１０が充填されて密閉されたオートクレーブタンク１は、ボイラー２から加圧水蒸気が供給されて、設定温度に加温される。このとき、制御機４が調整弁３の開閉や開度をコントロールして、オートクレーブタンク１に供給する加圧水蒸気量を制御して、オートクレーブタンク１内の温度を設定温度に保持する。
【００２７】
オートクレーブタンク１内の設定温度は１４０〜１９０℃、好ましくは、１６０〜１７０℃に、又は１７０〜１９０℃に保持される。オートクレーブタンク１は加圧水蒸気で設定温度に保持されるので、設定温度を高くすると内圧も高くなる。設定温度を１６０〜１７０℃にするオートクレーブタンク１内の圧力は４〜５気圧となり、設定温度を１７０〜１９０℃に保持すると、圧力は５〜９気圧となる。オートクレーブタンク１内の設定温度と圧力は、フルフラール含有竹液のフルフラール濃度に影響を与える。設定温度を１９０℃よりも高くしても、また１４０℃よりも低くしても、フルフラール含有竹液のフルフラール濃度は低下する。フルフラール含有竹液のフルフラール濃度は、オートクレーブタンク１内の温度を１４０〜１９０℃として７０重量％以上にできる。さらに、オートクレーブタンク１内の温度を１６０〜１９０℃として、フルフラール含有竹液のフルフラール濃度は、８０重量％以上にでき、さらに、オートクレーブタンク１内の温度を１７０℃として、フルフラール含有竹液のフルフラール濃度を９０重量％と極めて高い濃度にできる。ただし、本明細書においてフルフラール濃度とは、フルフラール含有竹液から水を除いた成分に含まれるフルフラールの含有量を意味するものとする。
【００２８】
オートクレーブタンク１を設定温度に保持する時間は、１〜５時間、好ましくは１．５〜３時間、最適には約２時間である。オートクレーブ時間が１時間よりも短いと、竹粉末から有効にフルフラール含有竹液を分離できなくなる。反対にオートクレーブ時間が５時間以上になると、多量の竹粉末を効率よく処理してフルフラール含有竹液を分離できなくなる。また、オートクレーブ時間を５時間よりも長くすると、処理竹粉末の品質が低下するので、オートクレーブ時間は、多量の竹粉末から効率よくフルフラール含有竹液を分離しながら、処理竹粉末をも優れた物性とするように、前述の範囲に設定する。
【実施例１】
【００２９】
［粉砕工程］
この工程で、孟宗竹を８０メッシュに粉砕して竹粉末とする。
【００３０】
［オートクレーブ工程］
竹粉末３００ｋｇを、上方を開口している箱形の金属容器１１に入れて、オートクレーブタンク１の棚１２に隙間ができるように収納する。オートクレーブタンク１の圧力蓋９を気密に閉塞した後、オートクレーブタンク１内の温度を１６０〜１７０℃に設定して、２時間オートクレーブする。オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク１の底部に連結してる排出弁７の開度を調整して、オートクレーブタンク１の底部に流下するフルフラール含有竹液と蒸気を排出する。排出管６からは蒸気とフルフラール含有竹液の両方が排出されるので、蒸気を凝縮器８で冷却して液化させて、フルフラール含有竹液とする。
【００３１】
この実施例で得られるフルフラール含有竹液は、フルフラールの含有量が９０．７重量％と極めて多く、酢酸の含有量は２．１重量％、蟻酸の含有量は１．４重量％と極めて少なくなる。
【実施例２】
【００３２】
オートクレーブ工程において、オートクレーブタンク１内の温度を１９０℃とする以外、実施例１と同様にして、孟宗竹からフルフラール含有竹液を分離すると、このフルフラール含有竹液には８５．４重量％のフルフラールが含有される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例にかかるフルフラール含有竹液の製造方法に使用するオートクレーブ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…オートクレーブタンク
２…ボイラー
３…調整弁
４…制御機
５…温度センサー
６…排出管
７…排出弁
８…凝縮器
９…圧力蓋
１０…竹粉末
１１…容器
１２…棚
【図１】
2005248037.tif 000003