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パルミチン酸・オレイン酸系の気液平衡
愛甲, 涼子; 上村, 芳三; 蓑輪, 迪夫; 宮原, 浩嘉; 幡手, 泰雄
鹿児島大学工学部研究報告, 37: 67-70
1995-09-30
http://hdl.handle.net/10232/12366
http://ir.kagoshima-u.ac.jp
パルミチン酸・オレイン酸系の気液平衡
愛甲
涼子・上村芳三・蓑輪迫夫＊
宮原浩嘉＊・幡手泰雄
（受理平成７年５月31日）
Vapor-LiquidEquilibriumofPalmiticacidandOleicacidSystem
ＲｙｏｋｏＡＩＫＯＵ，ＹｏｓｈｉｍｉｔｓｕＵＥＭＵＲＡ，ＭｉｃｈｉｏＭＩＮＯＷＡ，
ＨｉｒｏｙｏｓｉＭＩＹＡＨＡＲＡａｎｄＹａｓｕｏＨＡＴＡＴＥ
Foraneffectiveutilizationofwastefoodlipids（oilsandfats),collectionbydistillationof
freefattyacidsoccupying80-85％ofthewastelipidsishighlydesirable・
A
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Finally，ｉｔｉｓｅｖｉｄｅｎｔｔｈａｔｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅtreatedasanidealsolution,showingthefollow‐
ingequilibriumrelation
aZ
g＝’＋(α−１)ｚ
ｗｈｅｒｅｚａndgarepalmiticacidmolefractionsinliquidandvapor,respectively,andaisrelative
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6
.
緒言
食品関係事業所等から排出される廃油脂は，そのま
ま環境水域に排出された場合は大きな汚濁源となる。
現在，これら廃水等に含まれ排出される油脂は，廃水
処理装置あるいは下水処理場に流入する前に，油水分
離装置により浮上分離され，処理業者により，回収さ
れ，焼却炉で処分されている。しかしながら，このよ
飽和脂肪酸のパルミチン酸（Ｃｌ6.0)，ステアリン酸
(Ｃｌ8.0）と不飽和脂肪酸のオレイン酸（Ｃｌ8.1)，リノー
ル酸（Ｃ１ａ２）の４つの脂肪酸で占める')。
TablelFattyacidcomposition（％）
Fattyacid
Wasteoils＆fatｓ
（Ａ）（Ｂ）
Saturatedfattyacid
C14Myristicacid
2.0
2.5
うな焼却処理では資源の有効利用の面で問題を残して
C16Palmiticacid
21.6
24.7
いる。廃油脂を資源として見直し，再生利用の方法を
C18Stearicacid
９
．
８
10.4
検討することは有意義なことである。
食品廃油脂は80∼85％の遊離脂肪酸を含んでおり，
Unsaturatedfattyacid
その組成は表１に示した通りである。この点に着目す
C16」Palmitoleicacid
2.2
2.2
ると油脂を精製することにより得られた脂肪酸を，
C1a，Ｏｌｅｉｃａｃｉｄ
41.1
41.4
JIS工業脂肪酸原料として利用できることが考えられ
Ｃ１ａ２Linoleicacid
21.0
17.3
る。表１でわかるように，遊離脂肪酸の94％程度は，
C1a3Linoleinicacid
２
．
３
１
．
５
＊㈱サニタリー
6
８
鹿児島大学工学部研究報告第３７号（1995）
Thermomeier
Ｔａｂｌｅ２Experimentalresults
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1.423
本研究では，廃油脂中に最も多く含まれているパル
Stirrer
Ｈｏｔｓｔｉｒｒｅｒ
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Heatingribbons
Bｕｆｆｅｒｔａｎｋ
Fig.１Schematicdiagramofapparatusfor
vaporliquideqilibriummeasurements
ミチン酸及びオレイン酸の２成分に注目し，約０．４
kPa（３mmHg）の圧力下でその気液平衡関係の測定
を行った。
１．実験
㈱サニタリーでは，この組成に注目し，工業原料と
１．１試薬
しての利用を検討している。すなわち，その分離精製
パルミチン酸は市販特級試薬をそのまま使用した。
のためにパイロットプラント規模の蒸留塔を設置して，
オレイン酸は市販１級試薬を精留したものを使用した。
ある程度の運転を行っている。得られた結果を解析し，
さらに最適運転条件を推算するためには高級脂肪酸の
気液平衡に関する基礎データが必要である。
C
1
6
.
0
１．２気液平衡測定
オスマー気液平衡装置（図１）に約320,0の混合溶
液をいれ，真空ポンプにより減圧を開始した。ニード
RuhNo､５（Ｇ）
RunNo､５（Ｌ）
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５１０１５２０２５
Ｒｃｔｅｎｔｉｏｎｔｉｍｃ［ｍｉｎ］
Fig.２（ａ）Ｇ､Ｃ･chartofvaporphase
５１０１５
Retentiontime
２０２５
[ｍｉｎ］
Fig.２（b）Ｇ､Ｃ・chartofliquidphase
6
９
愛甲・上村・蓑輪・宮原・幡手：パルミチン酸・オレイン酸系の気液平衡
２．実験結果及び考察
1.0
２．１気液平衡実測値
0.8
［ｌ］一易
６０
４
０
表２に実験データを示す。
図２(ａ)，（ｂ）に，各々気相，液相のガスクロ分析
の代表的な結果を示す。図に示したように，各相とも
純粋なパルミチン酸(Ｃ16.｡)，とオレイン酸(Ｃ,a,）だ
けの混合物でなく，パルミトオレイン酸(ｃ,６』）やリ
ノール酸（Ｃ18.2）等が含まれている。本研究ではＣｌ６
グループをまとめてパルミチン酸(1)とし，Ｃ１８グルー
0.2
プをまとめてオレイン酸(2)とした場合と，Ｃ１６０，
ｃ１ａ１のみとした場合の気液平衡関係を計算した。その
００．２０．４０．６０．８１．０
結果を図３に示す。図からわかるように，両者とも差
ｘ，［−］
はなく，一致していることがわかる。
２．２気液平衡計算値
Fig.３Relationbetweenx1andy，（0.4kPa）
この２成分を理想溶液とするとラウールの法則に従
ルバルブを用い，所定圧力に達した後，加熱を開始し
い，分圧(ｐ）と純粋成分の蒸気圧（Ｐ）との間には次
た。運転中，パルミチン酸の固化を防ぐため冷却管に
の関係が成り立つ。
ｐ,＝ＰＩｊｒ，
（
１
）
はリボンヒーターで保温した。
ｐ２＝Ｂｚ２
（
２
）
溢流開始後，２時間で運転を終了した。
（１：パルミチン酸，２：オレイン酸）
は60∼64℃の温水を流し，気相溜及び側管（溢流管）
気相中では理想気体の法則が成立するので，分圧は
装置を放冷した後，液相と気相をサンプリングし，
p,＝”,(汀は全圧）であらわされる。
所定の方法でメチルエステル処理後ガスクロ分析を行
〃＝ｐ,＋'2であるから，次式が成立する。
い，各々の濃度を決定した。
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０
鹿児島大学工学部研究報告第３７号（1995）
となる。式(4)にα＝2.026を代入して，理想溶液と
しての気液平衡計算値を求めたものが図３の実線であ
る。実測値と計算値はほぼ一致しており，理想溶液と
1
０
結
一一一目
［Ｉ］一×一一〆
５３
みなしてよいことがわかった。
パルミチン酸一オレイン酸２成分系気液平衡関係を
0.4kPaで測定し，以下の結果を得た。
1）パルチミン酸（Ｃ16.0）とオレイン酸（Ｃ18』）の平
衡関係はＣ16グループ（Ｃ16.0＋Ｃ16.1）とＣｌ8グルー
プ（Ｃ18.0＋Ｃ18.1＋Ｃ18.2）との平衡関係と同様な値を
0.5
示した（図６)。
ｌ
ｘ
０．５１
［−】
このことは，本実験条件では避けられなかった少
量のＣ16.1,Ｃ18.01Cla2の存在は平衡関係に影響を与
Ｆｉｇ．６ChangeofEquilibriumratioofPal‐
miticacidwithliquidcomposition
えなかったことを示しており，実測値は充分信用で
きる。
2）理想溶液としての気液平衡関係計算値と実測値は
一致し，本２成分系は理想溶液として良いことがわ
９１＝
ｐ
，
ｐ,＋ｐ２
(3)
今後Ｃｌ6.0とＣｌ8.1の蒸留による分離を考える場合に
ここで，α＝ｐ,/p2（α:比揮発度）
重要である。
とすると，式(1)，(2)，(3)より次式が導かれる。
α
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ｇ
'
＝
’
＋
(
α
−
'
)
z
，
文献
（
４
）
また，純粋成分の温度と蒸気圧の文献値2.3.4）（図４，
５）より関係式を求めると次式のようになる。
logＰ,＝10.3205-(4.5147×103)/Ｔ（５）
logP2＝10.3023-(4.6512×103)/Ｔ（６）
測定温度198∼202℃の間で比揮発度一定とし，温度を
200℃（Ｔ＝473.15Ｋ）として求めると
α＝ｐＩ/Ｂ＝２．０２６
かった。このことは，予測通りであると言えるが，
1）蓑輪ら，鹿児島県工業技術センター平成５年度研
究報告発表会予稿集，ｐｐ､10-13（1994.3）
2）Ｖ､Ｂ・コーガン編著，平田光穂訳，気液平衡デー
タブック，ｐｐ,882-883（1974）
3）浅原照三ほか編，溶剤ハンドブック，ｐ,555
（
1
9
7
6
）
4）日本油化学協会編，油脂化学便覧，ｐ､8４（1980）

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