- 다단계 연속 추출 및 분리 시스템을 개발했습니다 이는 매우 효율적인 연속 생산 로투스 바카라 프로세스를 실현하는 데 핵심
- 다단계 연속 추출 및 분리 시스템을 사용하여 용매 및 반응되지 않은 재료의 재활용 사용으로 생산 효율을 크게 개선하고 폐기물 감소를 달성합니다
- 중요한 향수 성분 인 바닐린의 생산 효율은 기존 기술보다 약 17 배 높아 폐기물이 약 50%감소합니다
다단계 연속 추출 분리 시스템을 사용한 바닐린의 순차적 생산 로투스 바카라 프로세스
*우리는 원래 논문에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다
연구원 Ichizuka Tomohiro, Flow Synthesis Systems Group, Flow Synthesis Systems Group, 화학 공정 연구 부서, 바카라 커뮤니티 (이하 "AIST"), Ishizaka Takayuki, Research Group 및 Makino Takashi, Research Field Group의 이사, Makino Takashi의 이사, Makino Takashi, 등, Stureature 및 Department, the Department, The Department, the Can the Department of the Department, 등 분리지속적인 생산 로투스 바카라 프로세스기능 화학 물질의 높은 효율과 낮은 환경 영향 지속적인 생산을 보여주었습니다
추출 분리기능적 화학 물질의 생산에 필수적인 정제 과정 중 하나이지만, 처리하는 데 많은 시간과 용매가 필요하기 때문에 연속성과 다른 프로세스와 연결하기가 어렵습니다 Aist입니다슬러그 로투스 바카라를 사용하여 효율적으로 다단계 고속 추출 및 분리 시스템을 통해 최소 양의 용매를 사용하여 약 3 분 이내에 연속 추출 및 분리를 허용하는 시스템을 개발했습니다 이번에는 유동 반응 시스템과 함께 개발 된 연속 추출 및 분리 시스템을 사용함으로써, 미지의 원료 및 추출 용매를 재활용함으로써 표적 물질을 지속적으로 합성 할 수있다 예를 들어, 향수 중 하나바닐린의 지속적인 생산 로투스 바카라 프로세스는 시간당 몇 그램의 규모로 작동되었으며, 선행 기술배치 방법
이 기술의 세부 사항은 2023 년 10 월 30 일에 제공 될 예정입니다ACS 지속 가능한 화학 및 공학"
9465_97182를 유발한다는 것입니다 이 배경을 감안할 때, 그것은보다 효율적인 생산 방법입니다로투스 바카라 방법주요 초점입니다 로투스 바카라 방법은 원료가 생산 장치에 지속적으로 쏟아지는 생산 방법이며 제품이 출구에서 지속적으로 수집됩니다 배치 방법과 비교할 때이 방법은 높은 효율 및 감소 된 폐기물, 비용 절감 및 공간 절약과 같은 많은 장점을 가지고 있지만 지금까지는 석유 화학 물질에서 발견되는 것과 같은 간단한 화학 구조를 가진 기본 화학 물질 제조에 사용되었습니다 최근에는 환경 문제가 강조되었고 그 특징이 재평가되었으며, 더 복잡한 화학 구조를 갖는 기능적 화학적 연속 생산 로투스 바카라 공정의 연구 및 개발은 국내 및 국제적으로 적극적으로 수행되었습니다
AIST는 2015 년부터 산업-아카데미아 정부 협력을 통한 기능 화학 물질 제조 공정의 혁신을 촉진하기 위해 Flow Precision Synthesis (Flowst) 컨소시엄을 운영하고 있으며 유동 화학 물질의 연속 생산 로투스 바카라과 관련된 기본 기술을 개발하고 있습니다 지금까지, 우리는 연속 로투스 바카라 반응 시스템을 구성함으로써 기능성 화학 원료의 연속 합성을 보여 주었다 (AIST : 기능적 화학 원료를위한 연속 바카라 하는 법 방법 개발)
이 연구에서는 추출 분리에 중점을 두 었으며, 이는 기능 화학 물질 생산에 필수적입니다 추출 분리는 반응 후 생성물을 정화하는 데 사용되는 중요한 과정입니다 따라서, 다양한 반응을 사용하여 복잡한 화학 구조로 기능성 화학 물질을 지속적으로 합성하려면 추출 분리가 로투스 바카라 공정에 포함되어야한다 그러나 추출 및 분리는 다량의 용매를 소비하고 다량의 폐기물을 생성합니다 또한 많은 작업 노력과 시간 (추가, 믹싱, 스탠딩, 분리 등)이 필요하므로 지속적인 프로세스와 반응 과정에 연결하기가 어렵습니다 따라서이 연구에서 우리는 최소 양의 용매를 사용하여 매우 짧은 시간 내에 지속적으로 수행 할 수있는 매우 효율적인 연속 추출 및 분리 시스템을 개발했습니다 또한이 시스템을 유동 반응 시스템과 연결함으로써 중요한 향수 구성 요소 인 Vanillin을 대상으로하는 매우 효율적이고 낮은 환경 영향 연속 생산 로투스 바카라 공정을 입증 할 수있었습니다
이 연구 및 개발은 NEDO (National Research and Development Corporation New Energy and Industry and Industrial Development Organization)의 계약 프로젝트, "기능적 화학 물질을위한 지속적인 정밀 생산 공정 기술 개발 (2019-2025) (프로젝트 코드 P19004)에 의해 지원됩니다
로투스 바카라 반응 시스템 및 추출 분리 시스템으로 구성된 화학 물질의 연속 생산 로투스 바카라 공정에서, 생성물을 포함하는 반응 용액은 로투스 바카라 반응 시스템으로부터 지속적으로 공급되므로 추출 분리 시스템은 짧은 시간 내에 (몇 분 이내에) 지속적으로 처리 할 수 있어야한다 그러나, 기존의 배치 방법을 사용하여 추출 분리를 다루는 것은 매우 어려웠다 이는도 1-1에 도시 된 바와 같이, 추출 분리는 (a) 생성물을 함유하는 반응 액체에 용매를 첨가하고, (b) 용액에 생성물을 추출하여 용액을 차단하고 (c) 추출물을 서있을 때까지 대기하고 (d) 상당한 추출물 및 배양 액체를 분리하는 것과 같은 다수의 근무 시간과 시간이 필요한 과정이기 때문이다 또한, 많은 양의 경우, 한 번 추출하고 분리하는 데 수십 분이 걸립니다 또한, 높은 회복 속도를 얻기 위해,이 추출 분리가 여러 번 (다단 단계 추출 분리) 수행 될 때, 주요 문제는 처리 시간 (몇 분에서 몇 시간) 및 용매 소비가 각 시간의 증가에 따라 증가한다는 것입니다 따라서이 연구에서는 로투스 바카라 공정에서 고속 연속 처리를 수용 할 수있는 연속 추출 및 분리 시스템을 개발했습니다 (그림 1-2) 구체적으로, 슬래그 로투스 바카라 (다단계 반전류 방법), 최소 양의 용매를 사용하여 약 3 분 이내에 연속 추출 분리를 수행 할 수 있습니다 먼저, 우리는 반응 용액과 용매를 혼합하는 믹서, 표적 성분을 추출하는 추출 튜브 및 추출 후 추출물과 잔류 액체를 분리하는 분리기를 혼합하는 믹서로 구성된 연속 추출 및 분리 시스템을 생성했다 (도 1- (1)) 이 방법은 추출 튜브에서 액체 액체 질량 전달에 유리한 액체 액체 슬래그 로투스 바카라이기 때문에 매우 높은 추출 속도를 달성 할 수있게한다 이를 통해 계층 당 1 분 이내에 추출 및 분리를 수행 할 수 있습니다 또한, 용매 폐기물의 양을 감소시키기 위해,이 연속 추출 분리 시스템은 추출물을 재사용 할 수있는 다단 단계 반전 전류 방법을 사용하여 다단계였다 (도 1-②- (2)) 이를 통해 기존 기술에 비해 약 1/3의 용매 소비에서도 높은 회복 속도로 추출 및 분리가 가능합니다
그림 1 연속 추출 분리 시스템 및 다단계 연속 추출 분리 시스템과의 기존 방법 (배치 방법) 비교
*우리는 원래 논문에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다
우리는 지속적인 추출 및 분리 시스템을 사용하여 합성 향수 중 하나 인 Vanillin의 지속적인 생산 로투스 바카라 공정을 시연했습니다 바닐린은 총 4 개의 과정으로 만들어지며,이 과정에서 반응 및 추출 분리가 두 번 반복됩니다 그림 2는 이번에 개발 된 지속적인 생산 로투스 바카라 프로세스에 대한 개요를 보여줍니다 이 과정은 로투스 바카라 반응 시스템의 교대 및 연결 및 연속 추출 및 분리 시스템의 교대 및 연결을 포함하며, 출발 물질을 지속적으로 입력함으로써 원하는 바닐린은 지속적으로 생성 될 수있다 첫 번째 단계 로투스 바카라 반응 시스템은 다음과 같습니다방향족 전자 유전 적 치환 반응높은 반응 효율로 수행 할 수 있습니다 두 번째 단계에서, 다단 단계 연속 추출 및 분리 시스템의 높은 가공 용량을 활용함으로써, 우리는 용매 및 미 반응 원료의 99% 이상을 재활용하면서 폐기물을 방출하지 않고 대상 중간체의 연속 합성에 성공했습니다 또한, 표적 중간체는 추출 분리에 의해 고도로 정제되어 유동 반응 시스템이 지연없이 지연없이 진행되었다 한편, 세 번째 단계에서, 고도로 정제 된 중간체의 접촉 효율과 3 상 (고체 촉매, 수성 중간체 용액, 공기)이 정확하게 설계되었고 기존의 배치 방법은 몇 시간이 걸렸다산화 데카르 복실화 반응
그림 2 : 다중 단계 연속 추출 분리 시스템을 통합 한 바닐린의 연속 생산 로투스 바카라 프로세스
*우리는 원래 논문에서 인용되고 수정 된 그림을 사용합니다
이번에 개발 된 지속적인 생산 로투스 바카라 프로세스에서 생성 된 생산 효율과 폐기물의 양은 기존 기술과 비교되었습니다 (그림 3) 첫째, 그것은 생산 효율의 지표입니다시공간 수율(STY : SPACE TIME 수율) 비교 우리는 연속 생산 로투스 바카라 프로세스가 이전 예술 배치 방법보다 17 배 이상의 생산 효율을 나타냅니다 이는 로투스 바카라 방법이 접촉 효율이 높고 반응 효율이 상당히 개선되었고 처리 시간이 감소했으며, 지속적인 추출 및 분리 시스템의 도입은 또한 생산 공정의 연속성을 향상 시켰기 때문입니다 또한 폐기물 생성의 지표로서프로세스 질량 강도(PMI : 공정 질량 강도)를 비교했습니다 결과적으로, 폐기물의 양은 기존 기술에 비해 약 50% 감소 될 수 있음이 밝혀졌습니다 이는 추출 효율을 개선하고 미 반응 원료 및 추출 용매의 재활용을 통해 사용되는 용매의 양을 감소시키는 효과 때문이다
그림 3 이번에 개발 된 기존 기술 및 기술 비교 (생산 효율 및 폐기물 생성)
*우리는 원래 논문에서 인용되고 수정 된 일러스트레이션을 사용합니다
이 연구에서, 이번에 개발 된 지속적인 추출 및 분리 공정을 연속 생산 로투스 바카라 공정에 적절하게 통합함으로써 생산 효율을 크게 개선하고 기능적 화학 물질의 지속적인 생산에서 폐기물을 줄일 수 있음이 입증되었습니다 이 연구에서, 촉매, 반응 시스템 또는 다단 단계 연속 추출 및 분리 시스템을 최적화하여 표적 물질의 합성 경로와 일치하여 다른 기능 화학 물질과 호환되는 연속 생산 로투스 바카라 공정을 구성 할 수 있습니다 앞으로, 우리는 지속적인 생산 응용 사례의 수를 늘리고 생산 규모 개선 및 자동 프로세스 제어와 같은 원소 기술을 확립하고 지속적인 생산 로투스 바카라 프로세스의 소셜 구현을 구현하는 것을 목표로 할 것입니다
게시 된 잡지 :ACS 지속 가능한 화학 및 공학
종이 제목 : 텔레 스코프 2 단계 연속 로투스 바카라 합성
저자 : Ichizuka Tomohiro, Sato Masahide, Miura Shiho, Makino Takashi, Ishizaka Takayuki
doi : 101021/acssuschemeng3c05168