Biopohjaisten nestemäisten komponenttien erottaminen spinning band -tislauslaitteistolla

Abstract

Tämä insinöörityö on tehty Metropolia Ammattikorkeakoululle. Työn tarkoituksena oli koeajaa Leiritien toimipisteen prosessitekniikan laboratoriossa sijaitsevaa spinning band -tislauslaitteistoa sekä tutkia mahdollisuutta ottaa sitä opetus- tai tutkimuskäyttöön. Tislauslaitteistolla oli tarkoitus erottaa nestemäisiä biopohjaisia komponentteja toisistaan, joiden kiehumispisteet ovat lähellä toisiaan. Laite on erittäin harvinainen, ja sen erikoisuutena pidetään suurta määrää teoreettisia pohjia suhteessa kolonnin korkeuteen. Teoreettiset pohjat tuotetaan pyörittämällä mekaanisesti pitkää spiraalinmuotoista teflon-nauhaa.

Laitetta koeajettiin metyyli-isobutyyliketonista (MIK) ja etikkahaposta valmistetulla seoksella, joiden kiehumispisteiden ero on vain muutama aste. Lisäksi työn kirjallisessa osuudessa on tutkittu furfuraalin tislausta laimeista vesiliuoksista, sekä sen jatkojalostusmahdollisuuksia esimerkiksi biopolttoaineeksi.

Kaasukromatografilla analysoidut tulokset osoittivat, että tislauslaitteisto ei vielä nykyisellä toimintakunnolla sovellu opetus- tai tutkimuskäyttöön vaan se vaatii lisää paneutumista. Vertaamalla komponenttien suhdetta alku- ja lopputilanteessa havaittiin, että erottuminen on ollut hyvin vähäistä ottaen huomioon tislauslaitteiston ominaisuudet

This thesis was made for the Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. The purpose was to test-drive a spinning band distillation apparatus, which is located in process technology laboratory of the Leiritie campus, as well as to explore the possibility of using the apparatus for educational or research purposes. The aim was to separate bio-based liquid components whose boiling points are close to each other. The apparatus is very rare, and its special feature is a large number of theoretical trays in relation to the columns height. The theoretical trays are produced by mechanically rotating a long spiral shaped Teflon band

The test drive for the apparatus was made with a mixture of methyl isobutyl ketone (MIBK) and acetic acid, whose difference in boiling points is only a few degrees. In addition, the theoretical part of the thesis studied the distillation of furfural from dilute aqueous solutions, as well as the further processing of furfural to produce, for example, biofuel.

The results of gas chromatography showed that the distillation apparatus is not yet suitable for educational or research purposes and that it still requires more work to do. Comparing the ratio between the components of the initial situation and those of the final situation, it was found that the separation has been very low, considering the features of the distillation apparatus.