JP2014060926A - Ethanol producing method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ethanol producing method to efficiently produce ethanol from cellulose contained in biological resources.SOLUTION: An ethanol producing method includes a step in which cellulose material is dissolved in cellulose solvent containing amine to obtain dissolved recycled cellulose, a step in which dissolved recycled cellulose is decomposed using a cellulose decomposition agent to obtain glucose, and a step in which glucose is reacted to obtain ethanol.

Description

本発明は、木質等の有機物からエタノールを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing ethanol from organic materials such as wood.

生物資源、特に穀物生産残滓、草及び木材等は、多くが利用されずに廃棄されている。これらの生物資源は、グルコースが重合したセルロースを含有する。このセルロースを酸又は酵素等で分解してグルコースとし、ついで、このグルコースを分解することでエタノールが得られる。この生物資源由来のエタノール（バイオエタノール）は、化石燃料等を代替可能なエネルギ源の一つとして注目され、その開発技術が進められている。   Biological resources, especially cereal production residue, grass and timber, are largely discarded without being used. These biological resources contain cellulose polymerized with glucose. This cellulose is decomposed with an acid or an enzyme to form glucose, and then ethanol is obtained by decomposing this glucose. This bioresource-derived ethanol (bioethanol) is attracting attention as one of energy sources that can replace fossil fuels, and its development technology is being promoted.

特許文献１には、グアニジン及びセルラーゼを含有する糖化反応促進剤が開示されている。この糖化反応促進剤は、バイオマス（生物資源）からバイオエタノールを製造する際、バイオマスのセルロースを酵素により分解してグルコースとする糖化において、糖化反応促進剤を添加することで糖化反応を促進することができ、かつ長期間バイオマスの分解性能が低下せず保存安定性が高い糖化反応促進剤を得ようとするものである。   Patent Document 1 discloses a saccharification reaction accelerator containing guanidine and cellulase. This saccharification reaction accelerator promotes a saccharification reaction by adding a saccharification reaction accelerator in saccharification to produce glucose by degrading the biomass cellulose with an enzyme when bioethanol is produced from biomass (biological resources). The present invention is intended to obtain a saccharification reaction accelerator having a high storage stability without degrading the degradation performance of biomass for a long period of time.

一方で、生物資源由来のセルロースを利用する技術として、特許文献２には、セルロースを３級アミンＮ−オキシド溶液に溶解する方法が開示されている。この技術は、難溶性のセルロースを溶解し繊維等の素材として利用しようとするものである。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a method for dissolving cellulose in a tertiary amine N-oxide solution as a technique using cellulose derived from biological resources. This technique is intended to dissolve hardly soluble cellulose and use it as a material for fibers and the like.

特許文献３には、Ｎ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキシドにセルロースを溶解した紡糸原液を乾湿式紡糸して得られ、かつリグニンの含有率が全セルロース重量に対して１重量％以上の再生セルロース繊維について開示されている。この技術は、セルロース資源を有効に活用し、かつ物性の高い再生セルロース繊維を得ようとするものである。   Patent Document 3 discloses a regenerated cellulose obtained by dry and wet spinning of a spinning stock solution in which cellulose is dissolved in N-methylmorpholine-N-oxide, and having a lignin content of 1% by weight or more based on the total cellulose weight. Fiber is disclosed. This technique intends to obtain a regenerated cellulose fiber that effectively utilizes cellulose resources and has high physical properties.

特開２０１１−２３４７１５号公報JP 2011-234715 A 米国特許第４２４６２２１号明細書U.S. Pat. No. 4,246,221 特許第３８５２６３１号公報Japanese Patent No. 3852631

特許文献１では、実施例においてセルロース分子の実験室レベルでの分解については試験を行っているが、穀物生産残滓、草及び木材等の生物資源からの分解については検証されていない。   In Patent Document 1, in the examples, the cellulose molecules are tested for degradation at the laboratory level, but the degradation from biological resources such as cereal production residue, grass and wood is not verified.

本発明者らの研究によると、生物資源に含まれるセルロースを酵素により分解しエタノールを産生しようとすると、セルロースの多くは残滓として残留する。生物資源のうち木材に含まれるセルロースは、６０重量％が結晶状態の結晶セルロースであり、残りは主に４０重量％が非晶質状態のアモルファスセルロースからなる。このうち、アモルファスセルロースは酵素により容易に加水分解されグルコースとなる。しかし、結晶セルロースは、セルロース分子が密に水素結合して他の分子が結晶間へ侵入することを阻害しているので、酵素による加水分解を受けにくく、グルコースへ分解されにくい。その結果、木材からのエタノールの産生においては、結晶セルロース成分がそのまま残滓として残留する。そのため、生物資源に含まれるセルロースの含有量のうちおよそ半分以上がエタノールとして利用できない。   According to the study by the present inventors, when cellulose contained in a biological resource is decomposed by enzymes to produce ethanol, most of the cellulose remains as a residue. Among the biological resources, 60% by weight of cellulose contained in wood is crystalline cellulose in a crystalline state, and the remainder is mainly 40% by weight of amorphous cellulose in an amorphous state. Among these, amorphous cellulose is easily hydrolyzed by enzymes into glucose. However, crystalline cellulose is difficult to be hydrolyzed by an enzyme and is not easily decomposed into glucose because cellulose molecules are tightly hydrogen-bonded and inhibit other molecules from entering between crystals. As a result, in the production of ethanol from wood, the crystalline cellulose component remains as a residue as it is. Therefore, about half or more of the cellulose content contained in biological resources cannot be used as ethanol.

生物資源の含有するセルロースから、酵素による加水分解でエタノールを効率よく製造するには、セルロースのうち結晶セルロースをエタノールへの分解に利用することが望まれる。本発明者らは、結晶セルロースの有効な分解、特に酵素によるグルコースへの加水分解を有効に行う方法について鋭意研究を進めていった。   In order to efficiently produce ethanol from cellulose contained in biological resources by enzymatic hydrolysis, it is desirable to use crystalline cellulose in cellulose for decomposition into ethanol. The inventors of the present invention have been diligently researching a method for effectively decomposing crystalline cellulose, in particular, hydrolysis to glucose by an enzyme.

然るに本発明者らは、生物由来エタノールの製造方法とは技術分野の異なるセルロース繊維の製造において、特許文献２及び３が、難溶性のセルロースを溶解する技術を含むことに着目した。そして、この難溶性のセルロースを溶解する技術を用いることでエタノールの製造方法を改良することを目指し、さらに研究した。   However, the present inventors have paid attention to the fact that Patent Documents 2 and 3 include a technique for dissolving hardly soluble cellulose in the production of cellulose fibers in a technical field different from the production method of biological ethanol. Then, further research was conducted with the aim of improving the ethanol production method by using the technique of dissolving the hardly soluble cellulose.

本発明はこのような背景に従ってなされたものであり、その目的は、生物資源に含有されるセルロースからエタノールを効率よく製造するエタノール製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in accordance with such a background, and an object thereof is to provide an ethanol production method for efficiently producing ethanol from cellulose contained in biological resources.

本発明のエタノール製造方法は、アミンを含有するセルロース溶媒に対してセルロース原料を溶解して溶解再生セルロースを得る工程と、溶解再生セルロースをセルロース分解剤により分解しグルコースを得る工程と、グルコースを反応させてエタノールを得る工程とを含む。   The ethanol production method of the present invention comprises a step of dissolving a cellulose raw material in a cellulose solvent containing an amine to obtain dissolved regenerated cellulose, a step of decomposing the dissolved regenerated cellulose with a cellulose decomposing agent to obtain glucose, and reacting glucose And obtaining ethanol.

アミンを含有するセルロース溶媒によって、セルロース原料に含まれるセルロースのうち、セルロース分解剤により分解されにくい結晶セルロースの結晶が溶解し、分解されやすい分子構造を持つ溶解再生セルロースとなる。溶解再生セルロースをセルロース分解剤によってグルコースに分解し、そのグルコースを発酵などにより反応させてエタノールを得る。このエタノール製造方法により、セルロース原料中の結晶セルロースを含むセルロース成分が分解され、高い効率でエタノールが得られる。   The cellulose solvent containing the amine dissolves the crystalline cellulose crystals that are difficult to be decomposed by the cellulose decomposing agent among the cellulose contained in the cellulose raw material, resulting in dissolved regenerated cellulose having a molecular structure that is easily decomposed. Dissolved regenerated cellulose is decomposed into glucose by a cellulose decomposing agent, and the glucose is reacted by fermentation or the like to obtain ethanol. By this ethanol production method, the cellulose component containing crystalline cellulose in the cellulose raw material is decomposed, and ethanol can be obtained with high efficiency.

セルロース原料は、植物原料をセルロース分解剤により分解した分解残滓を用いることが好ましい。さらにセルロース分解剤により分解されやすいアモルファスセルロースを分解し、その残滓をセルロース原料とすることで、結晶セルロースの含有量が多いセルロース原料が得られる。結晶セルロースの含有量が多いセルロース原料は、他の分子の阻害なくセルロース溶媒の影響を受けて溶解されるので、結晶セルロースが効率よく溶解再生セルロースへと変換される。この製造方法により、高い効率でエタノールが得られる。   The cellulose raw material is preferably a decomposition residue obtained by decomposing a plant raw material with a cellulose decomposing agent. Furthermore, the cellulose raw material with much content of crystalline cellulose is obtained by decomposing | disassembling the amorphous cellulose which is easy to be decomposed | disassembled with a cellulose decomposition agent, and making the residue into a cellulose raw material. Since the cellulose raw material having a large content of crystalline cellulose is dissolved under the influence of the cellulose solvent without inhibition of other molecules, the crystalline cellulose is efficiently converted into dissolved regenerated cellulose. By this production method, ethanol can be obtained with high efficiency.

植物原料からリグニンを除去する工程をさらに含むことが好ましい。木材等の植物原料に多く含まれるリグニンを除去することで、さらに結晶セルロースの含有量が多いセルロース原料が得られる。結晶セルロースの含有量が多いセルロース原料は、他の分子の阻害なくセルロース溶媒の影響を受けて溶解されるので、結晶セルロースが効率よく溶解セルロースに溶解される。この製造方法により、高い効率でエタノールが得られる。   It is preferable to further include a step of removing lignin from the plant material. By removing lignin contained in a large amount of plant raw materials such as wood, a cellulose raw material having a higher content of crystalline cellulose can be obtained. Since the cellulose raw material having a large content of crystalline cellulose is dissolved under the influence of the cellulose solvent without inhibition of other molecules, the crystalline cellulose is efficiently dissolved in the dissolved cellulose. By this production method, ethanol can be obtained with high efficiency.

植物原料からリグニンを除去する工程は、クラフト法パルプ化によりリグニンを除去する工程を含むことが好ましい。クラフト法パルプ化を用いることで、除去されたリグニン及びキシランの一部を工程内で燃料として有効活用できるので、グルコース等を容易に製造でき、エタノール製造のコストを低下することができる。植物原料などの直接に生物資源に由来する原料の他に、リグニンを取り除いたセルロース原料を資源として広く利用することができる。   The step of removing lignin from the plant material preferably includes a step of removing lignin by kraft pulping. By using Kraft pulping, a part of the removed lignin and xylan can be effectively used as fuel in the process, so that glucose and the like can be easily produced, and the cost of ethanol production can be reduced. In addition to raw materials derived directly from biological resources such as plant raw materials, cellulose raw materials from which lignin has been removed can be widely used as resources.

植物原料は、木材、トウモロコシ葉茎、稲藁、麦藁、綿、綿製品、紙、古紙、パルプ、パルプ製造残滓、結晶セルロース、微結晶セルロース及びミクロクリスタリンセルロースから選ばれる１以上を含有することが好ましい。植物に由来する加工材料、廃材又は各種のセルロース原料は、結晶セルロースを多く含有するので、これらを原料とすることにより高効率でエタノールが得られる。   The plant raw material may contain one or more selected from wood, corn foliage, rice straw, wheat straw, cotton, cotton products, paper, waste paper, pulp, pulp manufacturing residue, crystalline cellulose, microcrystalline cellulose, and microcrystalline cellulose. preferable. Processed materials, waste materials or various cellulose raw materials derived from plants contain a large amount of crystalline cellulose, and ethanol can be obtained with high efficiency by using these as raw materials.

セルロース溶媒として、４級アミンオキシド、４級アミンオキシドの水溶液、４級アミンオキシドのジメチルスルホキシド溶液、４級アミンオキシドのジメチルホルムアミド溶液、及びそれらの混合物から選ばれるいずれか１以上を含有するものを用いることが好ましい。これらの化合物を含有するセルロース溶媒は、結晶セルロースを高効率で溶解再生することができる。   A cellulose solvent containing at least one selected from quaternary amine oxide, quaternary amine oxide aqueous solution, quaternary amine oxide dimethyl sulfoxide solution, quaternary amine oxide dimethylformamide solution, and mixtures thereof It is preferable to use it. The cellulose solvent containing these compounds can dissolve and regenerate crystalline cellulose with high efficiency.

４級アミンＮ−オキシドとして、Ｎ−メチルモルフォリンＮ−オキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホモピペリジンＮ−オキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンＮ−オキシドのいずれか１以上を含有するものを用いることが好ましい。これらの化合物を含有するセルロース溶媒は、結晶セルロースを特に高効率で溶解再生することができる。   As the quaternary amine N-oxide, one containing at least one of N-methylmorpholine N-oxide, N, N-dimethylhomopiperidine N-oxide, and N, N-dimethylcyclohexylamine N-oxide is used. Is preferred. The cellulose solvent containing these compounds can dissolve and regenerate crystalline cellulose particularly efficiently.

セルロース溶媒として、Ｎ−メチルモルフォリンＮ−オキシドを含有するものを用いることが好ましい。これらの化合物を含有するセルロース溶媒は、結晶セルロースを特に高効率で溶解再生することができ、回収再利用が容易である。   It is preferable to use a cellulose solvent containing N-methylmorpholine N-oxide. The cellulose solvent containing these compounds can dissolve and regenerate crystalline cellulose with particularly high efficiency, and can be easily recovered and reused.

溶解再生セルロースを得る工程は、セルロース原料をセルロース溶媒に対して１〜２０重量％溶解する工程を含むことが好ましい。結晶セルロースの溶解が充分に行われ、ＮＭＭＯなどの溶媒に充分に溶解した溶解再生セルロースとなる。   The step of obtaining the regenerated cellulose preferably includes the step of dissolving 1 to 20% by weight of the cellulose raw material in the cellulose solvent. Crystalline cellulose is sufficiently dissolved, resulting in a dissolved regenerated cellulose sufficiently dissolved in a solvent such as NMMO.

セルロース分解剤として、セルラーゼ及びβグルコシダーゼを含有するセルロース分解酵素を用いることが好ましい。セルラーゼによりセルロースがセロビオースへと分解され、βグルコシダーゼによりセルロース及びセロビオースがグルコースへと分解される。これらを含有することによりセルロースが高効率でグルコースへと分解される。セルロース分解剤にこれらを含有するセルロース分解酵素を用いることによって、セルロースをグルコースに分解する反応が適切に行われ、反応条件を調整しやすく、高効率で分解され、またグルコース以外の化合物へと分解されることが少ない。   As the cellulolytic agent, it is preferable to use a cellulolytic enzyme containing cellulase and β-glucosidase. Cellulase decomposes cellulose into cellobiose, and β-glucosidase decomposes cellulose and cellobiose into glucose. By containing these, cellulose is decomposed into glucose with high efficiency. By using a cellulose-degrading enzyme containing these as the cellulose-degrading agent, the reaction to decompose cellulose into glucose is performed appropriately, the reaction conditions are easily adjusted, it is decomposed with high efficiency, and it is decomposed into compounds other than glucose. Less likely to be done.

セルラーゼ又はβグルコシダーゼは、バイオマス加水分解ユニットで５０〜５０００を含有するものを用いることが好ましい。適切な範囲のセルラーゼを用いることでセルロースが効率よくセロビオースへと分解され、グルコースへの分解とエタノールの製造が効率よく行われる。   Cellulase or β-glucosidase is preferably a biomass hydrolysis unit containing 50 to 5000. By using an appropriate range of cellulase, cellulose is efficiently decomposed into cellobiose, and decomposition into glucose and production of ethanol are efficiently performed.

セルロース分解酵素として、セルロースの重量あたり１〜１００重量％用いることが好ましい。セルロースをグルコースに分解する反応が適切に行われ、高効率で分解される。   As the cellulolytic enzyme, it is preferable to use 1 to 100% by weight per weight of cellulose. Reaction which decomposes | disassembles cellulose into glucose is performed appropriately, and is decomposed | disassembled with high efficiency.

グルコースを反応させてエタノールを得る工程は、植物原料に含まれるマンノース、ガラクトース、スクロース、ラクトース、セロビオース又はセロオリゴ等の１以上を発酵させてエタノールを得る工程を含むことが好ましい。植物原料に含まれるセルロース以外の炭水化物が、グルコースを発酵しエタノールとするためのエネルギとして利用されるので、植物原料の成分が有効に利用され、他にエネルギを加える必要がなく、少ない工程で効率よくエタノールを製造することができる。   The step of obtaining ethanol by reacting glucose preferably includes the step of obtaining ethanol by fermenting one or more of mannose, galactose, sucrose, lactose, cellobiose, cellooligo and the like contained in plant raw materials. Since carbohydrates other than cellulose contained in plant raw materials are used as energy for fermenting glucose into ethanol, the components of plant raw materials are used effectively, and there is no need to add energy, and efficiency is achieved with fewer steps. Ethanol can be produced well.

本発明によれば、アミンを含有するセルロース溶媒によって、セルロース原料に含まれるセルロースのうち、セルロース分解剤により分解されにくい結晶セルロースの結晶が溶解し、分解をされやすい分子構造を持つ溶解再生セルロースとなる。溶解再生セルロースをセルロース分解剤によってグルコースに分解し、そのグルコースを発行させてエタノールを得る。このエタノール製造方法により、セルロース原料中の結晶セルロースを含むセルロース成分が分解され、高い効率でエタノールが得られる。   According to the present invention, a cellulose solvent containing an amine dissolves regenerated cellulose having a molecular structure that dissolves crystalline cellulose crystals that are difficult to be decomposed by a cellulose decomposing agent among cellulose contained in the cellulose raw material, and is easily decomposed. Become. Dissolved regenerated cellulose is decomposed into glucose by a cellulose decomposing agent, and the glucose is issued to obtain ethanol. By this ethanol production method, the cellulose component containing crystalline cellulose in the cellulose raw material is decomposed, and ethanol can be obtained with high efficiency.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

（第１の実施形態）
本実施形態のセルロース原料は、セルロースを含有する原料である。セルロースを含有する原料には、主に生物を由来とする生物資源があり、特に植物由来の植物原料又はそこから得られる原料がある。 (First embodiment)
The cellulose raw material of this embodiment is a raw material containing cellulose. The raw materials containing cellulose include biological resources mainly derived from living organisms, and in particular, plant-derived plant raw materials or raw materials obtained therefrom.

本実施形態では植物原料からリグニンを除去し、セルロース分解剤により分解した分解残滓を、セルロース原料とする。植物原料は、植物に由来する原料、その加工品、又はそれらの残滓を主とする。本実施形態では、植物原料として木材由来のパルプを使用している。その他の植物原料の例としては、木材、トウモロコシ葉茎、稲藁、麦藁、綿、綿製品、紙、古紙及びパルプ製造残滓等がある。又、これらを原料として得られた結晶セルロース、微結晶セルロース及びミクロクリスタリンセルロース等も植物原料に含む。   In this embodiment, the lignin is removed from the plant raw material, and the decomposition residue decomposed by the cellulose decomposing agent is used as the cellulose raw material. Plant raw materials are mainly raw materials derived from plants, processed products thereof, or residues thereof. In this embodiment, wood-derived pulp is used as a plant material. Examples of other plant materials include wood, corn leaves, rice straw, wheat straw, cotton, cotton products, paper, waste paper, and pulp manufacturing residue. In addition, crystalline cellulose, microcrystalline cellulose, microcrystalline cellulose, and the like obtained using these as raw materials are also included in plant raw materials.

まず、植物原料からリグニンを除去しリグニン除去原料を得る工程を行う。リグニンは主に木材等の植物材料に多く含有されるフェノール性の化合物である。リグニンは、例えば周知のクラフト法パルプ化等などの木材のパルプ化工程を用いることで除去できる。セルロース原料にリグニンが含有されていると、セルロースがセルロース分解剤やセルロース溶媒の反応を受ける際の阻害となるが、リグニンを除去しリグニン除去原料とすることでその影響の多くを除くことができる。なお、植物原料が既にパルプ化工程を経たパルプ等である場合、リグニンを除去する工程は省略し、植物原料をリグニン除去原料として直接に次のセルロース分解剤による分解の工程を行ってもよい。   First, the process which removes lignin from a plant raw material and obtains a lignin removal raw material is performed. Lignin is a phenolic compound mainly contained in plant materials such as wood. Lignin can be removed, for example, by using a wood pulping process such as the well-known kraft pulping. When lignin is contained in the cellulose raw material, it becomes an obstacle when the cellulose is subjected to the reaction of the cellulose decomposing agent or the cellulose solvent, but many of the influences can be eliminated by removing the lignin and using it as the lignin-removed raw material. . In addition, when the plant raw material is pulp or the like that has already undergone a pulping step, the step of removing lignin may be omitted, and the decomposition step using the cellulose decomposing agent may be directly performed using the plant raw material as the lignin removing raw material.

ついで、このリグニン除去原料を、セルロース分解剤により分解する工程を行う。セルロース分解剤は、セルロースの分解を行うことのできる添加物で、加水分解を行うものが望ましい。加水分解を行うことができるセルロース分解剤には、酸や加水分解酵素を含有したものがある。本実施形態のセルロース分解剤はセルロースを加水分解できる酵素であるセルロース分解酵素を用いている。   Next, a step of decomposing the lignin removing raw material with a cellulose decomposing agent is performed. The cellulose decomposing agent is an additive capable of decomposing cellulose and is preferably hydrolyzed. Cellulose degrading agents that can be hydrolyzed include those containing acid and hydrolase. The cellulolytic agent of this embodiment uses a cellulolytic enzyme that is an enzyme capable of hydrolyzing cellulose.

セルロース分解酵素は、セルロースを分解できる酵素で、特にセルロースの単糖の間のいずれかの結合を加水分解する酵素を一以上含有していることが望ましい。こうした酵素には、セルロースのグリコシド結合を加水分解し二糖のセロビオースとすることができるセルラーゼ、βグリコシド結合を加水分解しセルロースやセロビオースをグルコースに分解できるβグルコシダーゼがある。本実施形態では、セルラーゼ及びβグルコシダーゼを含有するセルロース分解酵素を用いている。   The cellulose-degrading enzyme is an enzyme capable of degrading cellulose, and particularly preferably contains at least one enzyme that hydrolyzes any bond between cellulose monosaccharides. These enzymes include cellulases that can hydrolyze cellulose glycosidic bonds to disaccharide cellobiose, and β-glucosidases that can hydrolyze β-glycosidic bonds to break cellulose and cellobiose into glucose. In the present embodiment, a cellulolytic enzyme containing cellulase and β-glucosidase is used.

セルロース分解酵素の活性はセルロース原料のセルロースの含有量から適宜選択できるが、目安としてセルラーゼ又はβグルコシダーゼはバイオマス加水分解ユニット（ＢＨＵ）で５０〜５０００のものを用いることで効率的に分解を行うことができる。この活性のセルラーゼ又はβグルコシダーゼを用いる場合、セルロース分解酵素はセルロースの重量あたり１〜１００重量％用いることが好ましい。特に１〜２０重量％用いることが、セルロース分解効率の面から望ましい。セルロース分解酵素のセルラーゼ及びβグルコシダーゼの含有比は反応条件が最適となるよう適宜選択できるが、本実施形態ではおよそ１：１のものを用いている。   Cellulose-degrading enzyme activity can be selected as appropriate from the cellulose content of the cellulose raw material, but cellulase or β-glucosidase should be efficiently decomposed by using 50-5000 biomass hydrolysis unit (BHU) as a guide. Can do. When this active cellulase or β-glucosidase is used, the cellulolytic enzyme is preferably used in an amount of 1 to 100% by weight based on the weight of cellulose. The use of 1 to 20% by weight is particularly desirable from the viewpoint of cellulose decomposition efficiency. The content ratio of the cellulase and β-glucosidase of the cellulolytic enzyme can be selected as appropriate so that the reaction conditions are optimal. In this embodiment, the ratio is approximately 1: 1.

ついで、セルロース分解酵素により処理したリグニン除去原料を、分解された上清と分解されない分解残滓に分離する。上清は、リグニン除去原料に含まれていたアモルファスセルロースがセルロース分解酵素により分解されたグルコースが含まれている。この上清に含まれるグルコースは、公知の発酵などの反応を行わせてエタノールに変換することができる。   Next, the lignin-removed raw material treated with the cellulolytic enzyme is separated into a decomposed supernatant and a decomposition residue that is not decomposed. The supernatant contains glucose obtained by decomposing amorphous cellulose contained in the lignin-removing raw material with a cellulose-degrading enzyme. The glucose contained in the supernatant can be converted to ethanol by performing a known reaction such as fermentation.

セルロース分解酵素により分解されない分解残滓を、上述したセルロース原料とする。セルロース原料は、結晶セルロースを多く含んでいる。   The decomposition residue which is not decomposed by the cellulolytic enzyme is used as the cellulose raw material described above. The cellulose raw material contains a large amount of crystalline cellulose.

ついで、このセルロース原料について、アミンを含有するセルロース溶媒に対して溶解し、溶解再生セルロースを得る工程を行う。セルロース溶媒はセルロースを分解等の反応を行いやすい形態にしつつ溶解することができる溶媒である。   Next, the cellulose raw material is dissolved in an amine-containing cellulose solvent to obtain a dissolved regenerated cellulose. The cellulose solvent is a solvent that can dissolve cellulose in a form that facilitates reactions such as decomposition.

セルロース溶媒が含有するアミンは、各種のアミンから選択することができ、４級アミンオキシド等が使用できる。本実施形態では、セルロース溶媒は４級アミンオキシドのうちＮ−メチルモルフォリンＮ−オキシド（ＮＭＭＯ）を含有するものを用いている。   The amine contained in the cellulose solvent can be selected from various amines, and quaternary amine oxides can be used. In the present embodiment, a cellulose solvent containing quaternary amine oxide containing N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) is used.

その他に、４級アミンＮ−オキシドはＮ，Ｎ−ジメチルホモピペリジンＮ−オキシド又はＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンＮ−オキシド等を用いることができる。   In addition, as the quaternary amine N-oxide, N, N-dimethylhomopiperidine N-oxide, N, N-dimethylcyclohexylamine N-oxide, or the like can be used.

セルロース溶媒は上述の４級アミンオキシドの水溶液、そのジメチルスルホキシド溶液、そのジメチルホルムアミド溶液、並びにそれらの混合物から選択することができる。また、セルロース溶媒は塩化リチウム／ジメチルアセトアミド系、四塩化二窒素／ジメチルホルムアミド系、アンモニア／アンモニウムチオシアナート及びジメチルスルホキシド／パラホルムアミド系の化合物を溶媒として用いることができる。   The cellulose solvent can be selected from the above-described aqueous solutions of quaternary amine oxides, dimethyl sulfoxide solutions, dimethylformamide solutions, and mixtures thereof. As the cellulose solvent, lithium chloride / dimethylacetamide, dinitrogen tetrachloride / dimethylformamide, ammonia / ammonium thiocyanate and dimethyl sulfoxide / paraformamide compounds can be used as solvents.

セルロース溶媒に対するセルロース原料の溶解濃度は、セルロース溶媒に対してセルロース原料が１〜２０重量％となるようにする。これ以上セルロース原料の濃度が濃いとセルロース原料が充分に溶解再生セルロースに分解せず、濃度が薄いと溶解再生セルロースのセルロース含有量が少なすぎて後の操作が行いにくい。特に１〜１０重量％であると、溶解再生セルロースを後述する水膨潤体の形態とした際に適度にセルロースを含有するゲル状となって発酵の効率が高くなり、操作が行いやすい。本実施形態では、セルロース溶媒はＮＭＭＯの３０〜７０重量％の水溶液とし、ここにセルロース原料を３〜６重量％溶解している。   The dissolution concentration of the cellulose raw material in the cellulose solvent is 1 to 20% by weight of the cellulose raw material with respect to the cellulose solvent. If the concentration of the cellulose raw material is too high, the cellulose raw material is not sufficiently decomposed into dissolved regenerated cellulose, and if the concentration is low, the cellulose content of the dissolved regenerated cellulose is too small to perform subsequent operations. In particular, when it is 1 to 10% by weight, when the dissolved regenerated cellulose is in the form of a water-swelled body to be described later, it becomes a gel containing moderately cellulose and the efficiency of fermentation is increased and the operation is easy to perform. In this embodiment, the cellulose solvent is a 30 to 70% by weight aqueous solution of NMMO, and 3 to 6% by weight of the cellulose raw material is dissolved therein.

セルロース溶媒により、結晶セルロースは溶媒に溶解し、分解を受けやすい溶解再生セルロースとなる。この作用は、結晶セルロースのセルロースＩがセルロース溶媒によってセルロースＩＩに変換されると共にセルロース溶媒に溶解することによる。すなわち、セルロースＩは高分子鎖が並行（パラレル）に配列し密に水素結合して酵素及びプロトンの結晶内部への侵入を阻害している。これに対し、セルロースＩＩでは高分子鎖が非並行（アンチパラレル）に配列していることで、他の物質の作用を受けやすく、すなわち酵素やプロトンによる分解を受けやすくなっている。   Due to the cellulose solvent, the crystalline cellulose dissolves in the solvent and becomes dissolved regenerated cellulose that is susceptible to degradation. This action is due to the cellulose I of crystalline cellulose being converted to cellulose II by the cellulose solvent and dissolved in the cellulose solvent. That is, cellulose I has polymer chains arranged in parallel (parallel) and tightly hydrogen bonded to inhibit the entry of enzymes and protons into the crystal. In contrast, in cellulose II, the polymer chains are arranged in non-parallel (anti-parallel), so that they are easily affected by other substances, that is, susceptible to degradation by enzymes and protons.

セルロース原料に含まれるアモルファスセルロースも、セルロース溶媒中に溶解されることで、加水分解されやすい状態となる。   Amorphous cellulose contained in the cellulose raw material is also easily hydrolyzed by being dissolved in the cellulose solvent.

ついで、この溶解再生セルロースを、セルロース分解剤により分解しグルコースを得る工程を行う。セルロース分解剤は前述したものと同様のものを用いるのが望ましい。本実施形態では前述のセルロース分解剤と同様のセルラーゼ及びβグルコシダーゼでＢＨＵ５０〜５０００を持つものを溶解再生セルロースの重量に対して１〜２０重量％用いている。   Next, a step of decomposing the dissolved regenerated cellulose with a cellulose decomposing agent to obtain glucose is performed. It is desirable to use the same cellulose decomposing agent as described above. In the present embodiment, the same cellulase and β-glucosidase having BHU of 50 to 5000 as the above-described cellulose decomposing agent are used in an amount of 1 to 20% by weight based on the weight of the dissolved regenerated cellulose.

溶解再生セルロースのセルロース分解剤による分解は、その手法については適宜選択してよいが、一例として、溶解再生セルロースを水膨潤体へと再生させ、セルロース分解酵素を含む水溶液に加える方法を用いることができる。水膨潤体は、溶解再生セルロースを、水を主成分とする溶液に膨潤させて、セルロースの分子鎖間に多量の水分を含むゲル状としたものである。この水膨潤体は、紐状、ロープ状、滴状、粒状、帯状、テープ状、フィルム状、棒状、板状又はスパイラル状等の表面積の広い形態とする。ついで、この水膨潤体をセルロース分解酵素を含む水溶液に加えることで、水膨潤体に水に溶けたセルロース分解酵素が染み込み、セルロースとセルロース分解酵素の反応が有効に行われる。この工程により、セルロース分解酵素を含む水溶液中にはセルロースが分解されたグルコースやセロオリゴ糖が含まれる。   The method of decomposing dissolved regenerated cellulose with a cellulose decomposing agent may be selected as appropriate. For example, a method of regenerating dissolved regenerated cellulose into a water-swelled body and adding it to an aqueous solution containing a cellulolytic enzyme may be used. it can. The water-swelled body is obtained by swelling dissolved regenerated cellulose in a solution containing water as a main component to form a gel containing a large amount of moisture between cellulose molecular chains. The water swelling body has a wide surface area such as a string shape, a rope shape, a drop shape, a granular shape, a strip shape, a tape shape, a film shape, a rod shape, a plate shape, or a spiral shape. Subsequently, by adding this water-swelled body to an aqueous solution containing a cellulose-degrading enzyme, the cellulose-degrading enzyme dissolved in water soaks into the water-swelled body, and the reaction between cellulose and cellulose-degrading enzyme is effectively performed. By this step, glucose or cellooligosaccharide obtained by decomposing cellulose is contained in the aqueous solution containing cellulolytic enzyme.

ついで、このグルコースを反応させてエタノールを得る工程を行う。グルコースをエタノールとする反応は各種の反応、例えば微生物による反応や化学合成反応から選択することができる。本実施形態では、グルコースを発酵させる方法を用いている。グルコースからエタノールをグルコースの発酵は適宜知られた方法で行うことができ、条件を設定しやすく多量に行うことができる方法に酵母による発酵がある。本実施形態では上述の水溶液中のセルロース酵素を不活性化させた後に濃縮乾燥して得られたグルコースを含む酵素分解物を、酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）の培養液中で発酵させ、エタノールを得ている。この工程で用いる酵素分解物は、植物原料に含まれていたマンノース、ガラクトース、スクロース、ラクトース、セロビオース又はセロオリゴ糖等を含有していることがある。これらの炭水化物は、グルコースと共に酵母が発酵を行う際のエネルギとしても利用される。   Next, a step of reacting the glucose to obtain ethanol is performed. The reaction using glucose as ethanol can be selected from various reactions such as a reaction by microorganisms and a chemical synthesis reaction. In this embodiment, a method of fermenting glucose is used. Fermentation of glucose from ethanol to glucose can be performed by a known method as appropriate, and yeast fermentation is one of the methods that allow easy setting of conditions and a large amount. In this embodiment, an enzyme degradation product containing glucose obtained by inactivating the cellulose enzyme in the aqueous solution and then concentrating and drying is fermented in a culture solution of yeast (Saccharomyces cerevisiae) to obtain ethanol. Yes. The enzyme degradation product used in this step may contain mannose, galactose, sucrose, lactose, cellobiose, cellooligosaccharide, etc. contained in plant raw materials. These carbohydrates are also used as energy when yeast ferments together with glucose.

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態の植物原料からセルロース原料を得る工程を省略する。具体的には、植物原料からリグニンを除去する工程及び植物原料をセルロース分解剤により分解する工程を含まない。この製造方法では、セルロース原料は主にリグニンを含有しないもの、例えば植物原料などの生物資源に直接に由来しないもの、すなわちパルプ等を用いる。この製造方法は、セルロース原料をセルロース溶媒に対して溶解する工程と、溶解再生セルロースをセルロース分解酵素により分解しグルコースを得る工程と、グルコースを発酵させてエタノールを得る工程とを含む。 (Second Embodiment)
In 2nd Embodiment, the process of obtaining a cellulose raw material from the plant raw material of 1st Embodiment is abbreviate | omitted. Specifically, it does not include the step of removing lignin from the plant material and the step of decomposing the plant material with the cellulose decomposing agent. In this production method, a cellulose raw material mainly containing no lignin, for example, a raw material not directly derived from a biological resource such as a plant raw material, that is, pulp or the like is used. This production method includes a step of dissolving a cellulose raw material in a cellulose solvent, a step of decomposing the dissolved regenerated cellulose with a cellulolytic enzyme to obtain glucose, and a step of fermenting glucose to obtain ethanol.

この実施形態では、セルロース原料に、直接は植物由来でないもの、生物資源に由来しないもの、すなわちパルプ等を利用した場合に、リグニンを除去する工程や植物原料をセルロース分解剤で分解する工程を省略できるので、より少ない工程でエタノールを製造できる。例えば結晶セルロース、微結晶セルロース、ミクロクリスタリンセルロース及びその他のセルロースについて、化学的に合成した非天然のセルロースをセルロース原料とした場合、効率よく少ない工程で、短時間かつ低コストでエタノールを製造できる。   In this embodiment, when the cellulose raw material is not directly derived from a plant or from a biological resource, that is, when pulp or the like is used, the step of removing lignin and the step of decomposing the plant raw material with a cellulose decomposing agent are omitted. Therefore, ethanol can be produced with fewer steps. For example, when crystalline cellulose, microcrystalline cellulose, microcrystalline cellulose, and other celluloses are made of chemically synthesized non-natural cellulose as a cellulose raw material, ethanol can be produced in a short time and at low cost with few steps.

実施例１〜４について、植物原料として繊維を解いたパルプ（針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、Ｃａｎｆｏｒ社）（実施例１〜３）、ミクロクリスタリンセルロース（実施例４）５．０ｇを、水１８０ｍｌに対し懸濁液とした。この懸濁液に、セルロース分解剤として各実施例につき表１で示した割合のセルラーゼコンプレックス（ＮＳ−２２０８６、Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ社）１０００ＢＨＵ／ｇ、ｄ＝１．１５、セルロース：βグルコシダーゼ含有比およそ１：１のものを加え、４５℃で７２時間攪拌した。その後、遠心分離により上清と固体残滓を分離し、固体残滓をセルロース原料とした。   About Examples 1-4, pulp (conifer bleached kraft pulp (NBKP), Canfor) (Examples 1 to 3), microcrystalline cellulose (Example 4) 5.0 g, 180 ml of water In contrast, a suspension was obtained. The cellulase complex (NS-22086, Novozymes) 1000 BHU / g in the ratio shown in Table 1 for each example as a cellulose decomposing agent was added to this suspension, and the cellulose: β-glucosidase content ratio was about 1: 1 was added and stirred at 45 ° C. for 72 hours. Thereafter, the supernatant and the solid residue were separated by centrifugation, and the solid residue was used as a cellulose raw material.

フラスコ中のセルロース原料に対し、セルロース溶媒としてＮ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）５０重量％水溶液を各実施例につき表１で示した量を加え、エバポレータによって真空近くまで減圧しつつ各実施例につき表１で示した温度まで昇温したところ、固体が溶解し粘稠な溶液状となった。この溶液を１．０Ｌの水中に注ぎ、水分含有量の多いゲル状の固体沈殿物、すなわち溶解再生セルロースを得た。   With respect to the cellulose raw material in the flask, N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) 50% by weight aqueous solution as a cellulose solvent was added in the amount shown in Table 1 for each example, and the pressure was reduced to near vacuum by an evaporator. When the temperature was raised to the temperature shown in Table 1 for each example, the solid dissolved and became a viscous solution. This solution was poured into 1.0 L of water to obtain a gel-like solid precipitate having a high water content, ie, dissolved regenerated cellulose.

得られた溶解再生セルロースを、水中でセルロース分解剤として１０重量％の上述のセルラーゼコンプレックスを加え、再度酵素分解した。酵素を不活性処理した反応水溶液を濃縮乾燥し、酵素分解物を得た。   The obtained regenerated cellulose was added with 10% by weight of the above-mentioned cellulase complex as a cellulose decomposing agent in water, and enzymatically decomposed again. The reaction aqueous solution obtained by inactivating the enzyme was concentrated and dried to obtain an enzyme degradation product.

酵素分解物を酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ ＮＢＲＣ２３４７）を各実施例につき表１で示した酵母数と液量の培養液中で、表１で示す時間発酵させ、エタノール溶液を得た。エタノールの収量は、ガスクロマトグラフィーで測定した。   The enzyme degradation product was fermented with yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC2347) in the culture medium having the number and amount of yeast shown in Table 1 for each Example for the time shown in Table 1 to obtain an ethanol solution. The ethanol yield was measured by gas chromatography.

また、上述した上清から得られた濃縮物を酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ ＮＢＲＣ２３４７）各実施例につき表１で示した酵母数と液量の培養液中で、表１で示す時間発酵させ、エタノール溶液を得た。エタノールの総収量と、理論収量（植物原料のセルロース含有量理論値に対して回収できたエタノールの割合）を表１に示す。   Further, the concentrate obtained from the above-mentioned supernatant was fermented for the time shown in Table 1 in the yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC2347) culture medium having the number of yeasts and the liquid amount shown in Table 1 for each time, Obtained. Table 1 shows the total yield of ethanol and the theoretical yield (ratio of ethanol recovered with respect to the theoretical cellulose content of the plant material).

比較例１として、グルコース５．０ｇを上述の酵母１０^８×１００個を含む１００ｍｌの培養液中で発酵させ、エタノール溶液を得た結果もあわせて表１に示す。 As Comparative Example 1, Table 1 also shows the results obtained by fermenting 5.0 g of glucose in 100 ml of a culture solution containing 10 ⁸ × 100 yeasts and obtaining an ethanol solution.

木材等の植物原料に含まれるセルロースのうち、およそ４０重量％がセルロースＩＩ型、６０重量％がセルロースＩ型結晶であるといわれる。本試験の収量によれば、使用したセルロース原料に対してセルロースＩＩ型の含有量を大きく上回る収率のエタノールが得られているため、セルロースＩ型結晶も分解され、エタノールとして得られていることがわかる。   About 40% by weight of cellulose contained in plant materials such as wood is said to be cellulose type II and 60% by weight is cellulose type I crystals. According to the yield of this test, ethanol in a yield that greatly exceeds the content of cellulose II with respect to the cellulose raw material used was obtained, so that cellulose I crystals were also decomposed and obtained as ethanol. I understand.

また、ミクロクリスタルセルロース２ｇをＮＭＭＯ処理を行い、ＮＳ２２０８６（ノボザイムス社）１０００ ＢＨＵ／ｇをセルロースに対して１０ｗｔ％（＝ １００ ＢＨＵ／ｇ）、塩酸でｐＨ５．０に調整した水６０ｍＬを加え、４５℃、７２時間糖化を行った。そのとき、未糖化セルロース量は０．０１ｇであった。一方、ＮＭＭＯ処理していないミクロクリスタルセルロースでは、同条件で未糖化セルロース量は０．７５ｇであった。   Further, 2 g of microcrystalline cellulose was subjected to NMMO treatment, NS22086 (Novozymes) 1000 BHU / g was added to 10 wt% (= 100 BHU / g) of cellulose, and 60 mL of water adjusted to pH 5.0 with hydrochloric acid, 45 Saccharification was carried out at 72 ° C. for 72 hours. At that time, the amount of unsaccharified cellulose was 0.01 g. On the other hand, in the microcrystal cellulose not subjected to NMMO treatment, the amount of unsaccharified cellulose was 0.75 g under the same conditions.

これらの結果から、ＮＭＭＯ処理により大幅に糖化効率が改善されたことが示された。本発明によってセルロースからエタノールがきわめて高効率で得られることが示された。   From these results, it was shown that saccharification efficiency was significantly improved by NMMO treatment. According to the present invention, it was shown that ethanol can be obtained from cellulose with very high efficiency.

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

本発明のエタノールの製造方法は生産業や加工業における資源の有効利用のみならず、エネルギ供給にも役立ち、産業及び環境問題全般に広く寄与できるものである。   The ethanol production method of the present invention is useful not only for effective use of resources in the production and processing industries but also for energy supply, and can contribute widely to general industrial and environmental problems.

Claims (13)

アミンを含有するセルロース溶媒に対してセルロース原料を溶解して溶解再生セルロースを得る工程と、前記溶解再生セルロースをセルロース分解剤により分解しグルコースを得る工程と、前記グルコースを反応させてエタノールを得る工程とを含むことを特徴とするエタノール製造方法。   A step of dissolving cellulose raw material in a cellulose solvent containing amine to obtain dissolved regenerated cellulose, a step of degrading the dissolved regenerated cellulose with a cellulose decomposing agent to obtain glucose, and a step of reacting the glucose to obtain ethanol And a method for producing ethanol. 前記セルロース原料として、植物原料を前記セルロース分解剤により分解した分解残滓を得る工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエタノール製造方法。   The method for producing ethanol according to claim 1, further comprising a step of obtaining a decomposition residue obtained by decomposing a plant raw material with the cellulose decomposing agent as the cellulose raw material. 植物原料からリグニンを除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のエタノール製造方法。   The ethanol production method according to claim 1 or 2, further comprising a step of removing lignin from the plant material. 前記植物原料からリグニンを除去する工程は、クラフト法パルプ化によりリグニンを除去する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載のエタノール製造方法。   The method for producing ethanol according to claim 3, wherein the step of removing lignin from the plant material includes a step of removing lignin by kraft pulping. 前記植物原料は、木材、トウモロコシ葉茎、稲藁、麦藁、綿、綿製品、紙、古紙、パルプ、パルプ製造残滓、結晶セルロース、微結晶セルロース及びミクロクリスタリンセルロースから選ばれる１以上を含有することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のエタノール製造方法。   The plant material contains at least one selected from wood, corn leaves and stems, rice straw, wheat straw, cotton, cotton products, paper, waste paper, pulp, pulp manufacturing residue, crystalline cellulose, microcrystalline cellulose and microcrystalline cellulose. The method for producing ethanol according to any one of claims 2 to 4, wherein: 前記セルロース溶媒として、４級アミンオキシド、４級アミンオキシドの水溶液、４級アミンオキシドのジメチルスルホキシド溶液、４級アミンオキシドのジメチルホルムアミド溶液、及びそれらの混合物から選ばれるいずれか１以上を含有するものを用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のエタノール製造方法。   The cellulose solvent contains at least one selected from quaternary amine oxide, quaternary amine oxide aqueous solution, quaternary amine oxide dimethyl sulfoxide solution, quaternary amine oxide dimethylformamide solution, and mixtures thereof. The method for producing ethanol according to any one of claims 1 to 5, wherein: 前記４級アミンＮ−オキシドとして、Ｎ−メチルモルフォリンＮ−オキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホモピペリジンＮ−オキシド、及びＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンＮ−オキシドのいずれか１以上を含有するものを用いることを特徴とする請求項６に記載のエタノール製造方法。   As the quaternary amine N-oxide, one containing at least one of N-methylmorpholine N-oxide, N, N-dimethylhomopiperidine N-oxide, and N, N-dimethylcyclohexylamine N-oxide It uses, The ethanol manufacturing method of Claim 6 characterized by the above-mentioned. 前記セルロース溶媒として、Ｎ−メチルモルフォリンＮ−オキシドを含有するものを用いることを特徴とする請求項７に記載のエタノール製造方法。   8. The method for producing ethanol according to claim 7, wherein a cellulose solvent containing N-methylmorpholine N-oxide is used. 前記溶解再生セルロースを得る工程は、前記セルロース原料を前記セルロース溶媒に対して１〜２０重量％溶解する工程を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のエタノール製造方法。   The method for producing ethanol according to any one of claims 1 to 8, wherein the step of obtaining the dissolved regenerated cellulose includes a step of dissolving 1 to 20% by weight of the cellulose raw material in the cellulose solvent. . 前記セルロース分解剤として、セルラーゼ及びβグルコシダーゼを含有するセルロース分解酵素を用いることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のエタノール製造方法。   The method for producing ethanol according to any one of claims 1 to 9, wherein a cellulose-degrading enzyme containing cellulase and β-glucosidase is used as the cellulose-decomposing agent. 前記セルラーゼ又はβグルコシダーゼとして、バイオマス加水分解ユニットで５０〜５０００を含有するものを用いることを特徴とする請求項１０に記載のエタノール製造方法。   The ethanol production method according to claim 10, wherein the cellulase or β-glucosidase is a biomass hydrolysis unit containing 50 to 5000. 前記セルロース分解酵素は、前記セルロースの重量あたり１〜１００重量％用いることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のエタノール製造方法。   The method for producing ethanol according to claim 10 or 11, wherein the cellulolytic enzyme is used in an amount of 1 to 100% by weight per weight of the cellulose. 前記グルコースを反応させてエタノールを得る工程は、前記植物原料に含まれるマンノース、ガラクトース、スクロース、ラクトース、セロビオース又はセロオリゴ等の１以上を発酵させてエタノールを得る工程を含むことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のエタノール製造方法。   The step of obtaining ethanol by reacting with glucose comprises a step of fermenting one or more of mannose, galactose, sucrose, lactose, cellobiose or cellooligo contained in the plant raw material to obtain ethanol. The method for producing ethanol according to any one of 2 to 5.