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让酿酒雾化技术成为废液处理的好帮手

作者:    发布时间: 2019-07-26    1407 次浏览

超声波雾化分离技术是向液体发射超声波,使之成为雾状(雾化)。“蒸发”是切断分子间结合的气化作用,而“雾化”则是使液体成为微颗粒物。与加热液体蒸发的气化相比,雾化的优势在于能耗低。

超声波雾化分离技术是向液体发射超声波,使之成为雾状(雾化)。“蒸发”是切断分子间结合的气化作用,而“雾化”则是使液体成为微颗粒物。与加热液体蒸发的气化相比,雾化的优势在于能耗低。雾化并不需要像蒸发那样,使分子各自分散。而是利用液体中相同分子容易形成团簇的性质,借助少量的能量,使用液体制作团簇。雾状物质之后通过冷却、吸附,单独回收需要的物质。而且,根据物质的不同,形成的团簇有大(数百nm~数μm)有小(数nm~数百nm),该技术对这一点也进行了充分利用。

能耗具体能减少多少?创办Nano Mist Technologies的代表董事社长松浦一雄自信地表示:“以废水处理为例,现阶段的能耗是传统方法的7成左右(减少约3成),理想的效果是3~4成(减少6~7成)。”就废水处理而言,过去,浓缩废水中的对象物质、通过去除水分减容采用的一直是加热蒸发的方式,而使用超声波雾化分离能够以更低的能量实现减容。松浦解释说,与蒸发相比,雾化的能耗低,而且,与凝集气体相比,凝集雾的效率更高。如能提高分离雾化物质时冷冻机的效率,估计能耗就可以接近理想值。

浓缩温泉运往消费地

松浦一雄大致举出了三个超声波雾化分离技术前景看好的用途。首先是前面提到的废水处理。该技术不仅能够降低去除废水中的水等减容过程的能耗,通过减容,还能减少委托产业废弃物处理企业的处理量,从而降低处理需要的成本。在Nano Mist Technologies的成功案例中,废水处理装置的案例较多。

又一个用途是温泉水浓缩。也就是减少温泉中的水分,浓缩有效成分。通过浓缩,温泉可以成为“温泉原料”,使得运输更加方便,便于在远离温泉的地方使用。要想在都会使用温泉的源泉,需要要使用水罐车,导致运输成本增加。而如果在温泉地区浓缩源泉,在减容后运往消费地,就可以减少运输成本。按照设想,应用的范围包括了都会的温泉设施和护理设施等。Nano Mist Technologies计划制造处理量可达1吨/天的装置,在2013年秋季向日本关东地区的设施交付。

浓缩温泉原本是由群马县的一处温泉胜地提案的。委托方当初曾考虑过加热温泉水浓缩的方式,但达到需要的处理量耗费的能量巨大,实现起来困难较大。而使用超声波雾化分离技术则可以解决这个问题。

第三个用途是医院的溶剂回收。从使用过的病理染色液等液体中回收利用溶剂。病理染色液需要把作为标记的色素溶解在有机溶剂中使用。回收利用的对象就是这些溶剂。可以回收利用的还包括使用过的二甲苯溶液和福尔马林溶液。在德岛产业振兴机构的协助下,Nano Mist Technologies从2012财年开始开发这项装置,即将于2013年夏季之后开始销售。

装置为1台400万日元。虽然使用需要如此高昂的初期费用,但按照松浦一雄的估算,使用者几年即可收回成本。例如,溶剂的价格为500日元/L,委托专业企业处理需要150日元/L,假设大规模的医院和检查中心1天需要处理10L溶剂,需要的金额为6500日元,如果1年有100天进行处理,总额即为65万日元。也就是说,初期投资几年即可收回。松浦一雄说:“对于医院,清洁现在已经是重要的条件。就这一方面而言,能够进行回收利用也十分必要。”另外,在过去,从使用过的病理染色液中回收溶剂使用的是加热的方法。

不只是日本国内,Nano Mist Technologies还把走向海外纳入了视野,首先以大规模医院和检查中心为对象。对于这一有望达到几十亿日元规模的市场,松浦一雄充满了期待。

松浦一雄将超声波雾化分离技术投入实际使用是在1999年,是在Nano Mist Technologies成立(2002年)以前。首先在对该公司出资的已有200多年历史的酿酒厂——松浦酒造场的清酒生成工艺中采用了该技术。目的是在保持清酒味道的同时,去掉杂味并提高酒精浓度。松浦回忆说:“当时需要的技术水平还不是很高。”

成立美国法人,瞄准医疗领域其次瞄准的用途是浓缩生物乙醇。虽然开发很顺利,但由于对生物乙醇的市场期望值降低,因而不得不寻找新的用途。结果,发现了上篇提到的废液处理用途。

据松浦介绍,现在采用超声波雾化分离技术的装置只有Nano Mist Technologies一家公司在销售。不过,在研发方面,国内外都有采用类似技术的论文发表。由于海外也存在需求,因此2013年成立了美国法人。

成立美国法人的契机是在“TOMODACHI东北挑战赛”上获得了冠军。Nano Mist Technologies的技术和效果被美国的风险投资者们所知晓,使得该公司的知名度大幅提高。后来,有人提出“我们想负责运营美国法人”,因此我们决定在美国设立了法人。在美国,首先将面向医疗领域销售药液回收装置。

Nano Mist Technologies以前曾与中东做过废液处理装置的交易,还从西班牙接过OEM生产采用超声波雾化分离技术的装置的订单。不过,正式开展海外业务是在成立美国法人之后。

重新挑战生物乙醇领域,还将积极推进授权 Nano Mist Technologies今后在销售产品的同时,还准备开展超声波雾化分离技术授权。松浦说,关于超声波雾化分离技术申请和注册的专利“再过一年就要到期了”。不过,他后来还申请了周边专利,因此Nano Mist Technologies所持有专利的效果并不会减弱,不过“专利毕竟只有20年寿命”,因此将在专利有效期内积极进行授权。松浦指出,“维持专利需要费用。如果不通过授权赚钱,或许连维持专利都做不到”,可见中小企业所面临的切实问题也是该公司开展专利授权的原因。

开展技术授权对于实现松浦所描绘的超声波雾化分离技术蓝图也是必不可少的。松浦希望该公司曾大力开发的生物乙醇浓缩将来能成为一大业务。而要想推进这项业务,关键在于授权。

松浦从化石燃料枯竭和防止全球变暖的角度出发,分析认为生物乙醇会重新登上舞台。据松浦推算,要利用超声波雾化分离技术生成生物乙醇,需要年处理量达1万吨的商用处理设备。这比Nano Mist Technologies所从事的废液处理装置规模大2位数以上,以该公司的规模无法实现。要想实现,就要跟规模大的企业合作或提供授权。现在,出现了养殖海藻等用来有效提取生物乙醇的举动。该公司将紧跟这一形势。

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