Journal Article 反応速度論を用いた高温アルカリ水によるグリセリンからの乳酸ナトリウム合成反応の解析と最適条件の検討
Kinetic Analysis of Sodium Lactate Synthesis from Glycerol in Alkaline Aqueous Solution at High Temperature and Prediction of Optimum Conditions

福村, 卓也  ,  横田, 真実  ,  長田, 光正  ,  佐藤, 和久

42 ( 4 )  , pp.148 - 154 , 2016 , 化学工学会
本研究では,高温アルカリ水溶液条件下でグリセリンから乳酸ナトリウムを合成する反応プロセスの構築を目的として,反応挙動におよぼす各種操作因子の影響を検討するとともに反応モデルを構築して速度論解析を行った.グリセリンとNaOHを反応物とした反応実験では,反応挙動におよぼす温度と初期グリセリン/NaOH濃度比の影響を明らかにした.また,乳酸ナトリウムを反応物とした反応実験も行い,乳酸ナトリウムの脱水反応,脱炭酸反応および炭素–炭素開裂反応が並列的に起こることを明らかにした.実験結果を基に詳細な反応モデルを構築し,速度論解析を行ったところ,モデルに基づく計算結果は実験結果を良好に表現した.さらに数値シミュレーション結果より,初期グリセリン濃度を初期NaOH濃度よりも高くして,温度を623 Kとすることで,短時間かつ高い選択性で乳酸ナトリウムを合成できることが示された. / The effects of operating factors on the synthesis of sodium lactate from glycerol at high temperature in alkaline aqueous solution were experimentally investigated and a kinetic analysis was conducted. Experiments with glycerol and NaOH as reactants clarified the effects of temperature and initial molar ratio of glycerol to NaOH on the formation of lactate and by-products. Experiments with lactate and NaOH as reactants revealed the dehydration, decaboxylation and C–C cleavage of lactate. Fitting lines based on the kinetic model were in good agreement with the experimental data. Numerical simulations suggested that high selectivity of lactate could be achieved within a short reaction time under conditions of higher initial concentration of glycerol than NaOH at a temperature of 623 K.

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