JP5904898B2 - Storage method of residual distillation slurry - Google Patents
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Description
本発明は、蒸留残スラリーの保存方法に関する。 The present invention relates to a method for preserving a distillation residue slurry.
従来、リグノセルロース系バイオマス等のバイオマスを基質とするバイオエタノールの製造方法が知られている。前記バイオエタノールの製造方法によれば、前記バイオマスを糖化酵素により糖化処理することにより糖化溶液を得た後、該糖化溶液をさらに発酵菌により発酵処理することにより、エタノールを含む発酵溶液を得ることができる。 Conventionally, a method for producing bioethanol using a biomass such as lignocellulosic biomass as a substrate is known. According to the method for producing bioethanol, after obtaining a saccharification solution by saccharifying the biomass with a saccharifying enzyme, the saccharification solution is further fermented with a fermenting bacterium to obtain a fermentation solution containing ethanol. Can do.
前記製造方法で得られた発酵溶液は含有するエタノールが希薄であるので、該発酵溶液を蒸留して濃縮することによりバイオエタノールを得ることができる。このとき、前記発酵溶液の蒸留後に残される廃液は肥効成分となる有機物を含んでいるので、土壌改良材として用いることが検討されている。 Since the ethanol contained in the fermentation solution obtained by the above production method is dilute, bioethanol can be obtained by distilling and concentrating the fermentation solution. At this time, since the waste liquid left after distillation of the fermentation solution contains an organic substance that becomes a fertilizing component, use as a soil conditioner has been studied.
前記土壌改良材として、例えば、前記発酵溶液を蒸留することにより、アルコール含有量を０．５質量％以下とした廃液が知られている（特許文献１参照）。前記土壌改良材は、土壌に施用したときに前記有機物により該土壌の肥効性等を改良することができる。 As the soil improving material, for example, a waste liquid having an alcohol content of 0.5% by mass or less by distilling the fermentation solution is known (see Patent Document 1). When applied to soil, the soil conditioner can improve the soil fertility and the like with the organic matter.
ところで、前記バイオエタノールの製造方法では、前記糖化溶液は前記バイオマスが糖化されることにより生じたバイオマス残渣を含んでおり、該バイオマス残渣は前記発酵処理の前に固液分離により該糖化溶液から除去される。しかし、前記バイオマス残渣には前記糖が浸潤しているので、該糖化溶液から該バイオマス残渣を除去すると、該バイオマス残渣に浸潤している糖も共に除去される。この結果、前記発酵処理に供される糖が低減し、最終生成物のエタノールの歩留まりが低下する。 By the way, in the bioethanol production method, the saccharification solution contains a biomass residue generated by saccharification of the biomass, and the biomass residue is removed from the saccharification solution by solid-liquid separation before the fermentation treatment. Is done. However, since the sugar is infiltrated into the biomass residue, when the biomass residue is removed from the saccharification solution, the sugar infiltrated into the biomass residue is also removed. As a result, the sugar used for the fermentation treatment is reduced and the yield of the final product ethanol is reduced.
そこで、前記糖化溶液から前記バイオマス残渣を除去することなく、該糖化溶液と該バイオマス残渣とを共に前記発酵処理に供することが考えられる。この場合、前記発酵処理により得られた発酵溶液を蒸留して濃縮することによりバイオエタノールを得ることができ、該蒸留後には粥状の廃液（以下、蒸留残スラリーという）が残される。前記蒸留残スラリーもまた、肥効成分となる有機物を含んでいるので、土壌改良材として用いることが望まれる。 Therefore, it is conceivable that the saccharification solution and the biomass residue are both subjected to the fermentation treatment without removing the biomass residue from the saccharification solution. In this case, bioethanol can be obtained by distilling and concentrating the fermentation solution obtained by the fermentation treatment, and after the distillation, a bowl-shaped waste liquid (hereinafter referred to as a distillation residue slurry) remains. Since the distillation residue slurry also contains an organic substance that becomes a fertilizer component, it is desirable to use it as a soil conditioner.
しかしながら、前記蒸留残スラリーは易分解性有機物を含んでいるため、該蒸留残スラリーを長期間に亘って保存しようとすると、微生物の繁殖により該易分解性有機物が腐敗し、肥効成分が低減するという不都合がある。 However, since the distillation residue slurry contains easily decomposable organic matter, if the distillation residue slurry is stored for a long period of time, the easily decomposable organic matter is spoiled by the growth of microorganisms, and the fertilizer component is reduced. There is an inconvenience of doing.
本発明は、かかる不都合を解消して、前記蒸留残スラリーを長期に亘って腐敗させることなく保存することができる方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method capable of eliminating such inconvenience and storing the distillation residue slurry without decaying over a long period of time.
かかる目的を達成するために、本発明の蒸留残スラリーの保存方法は、稲藁からなる基質を第１の反応槽内で糖化酵素により糖化処理して糖化溶液と稲藁残渣とを得る工程と、該糖化溶液と該稲藁残渣とを第２の反応槽に収容し、該第２の反応槽内で該糖化溶液を発酵菌により発酵処理して発酵溶液を得る工程と、該発酵溶液を蒸留してエタノールを得る工程とによりバイオエタノールを製造するときに、該発酵溶液の蒸留後に残された蒸留残スラリーを回収して保存する方法において、該蒸留残スラリーにカルシウムシアナミドを、該カルシウムシアナミド由来の窒素濃度が０．０８〜０．８質量％の範囲の濃度となるように添加すること、前記蒸留残スラリーは、２〜２０の範囲のＣ／Ｎ比と、３０〜１５０ｍｇ／ｇの範囲の生物化学的酸素要求量とを有すること、前記発酵処理は、前記糖化溶液中の糖のエタノールへの変換率が６０〜７０％となるように行うこと、を特徴とする。 In order to achieve such an object, the method for preserving a distillation residue slurry of the present invention includes a step of saccharifying a substrate comprising rice straw with a saccharifying enzyme in a first reaction tank to obtain a saccharified solution and a rice straw residue. accommodates a sugar solution and the straw residue second reaction vessel, and obtaining a fermentation solution sugar solution in the reaction vessel of the second and fermentation by fermentation bacteria, the fermentation solution In a method for recovering and storing a distillation residue slurry remaining after distillation of the fermentation solution when producing bioethanol by distillation to obtain ethanol, calcium cyanamide is added to the distillation residue slurry, and calcium cyanamide is stored in the distillation residue slurry. The nitrogen residue derived is added so as to have a concentration in the range of 0.08 to 0.8 mass%, the distillation residue slurry has a C / N ratio in the range of 2 to 20 and 30 to 150 mg / g. Range of biochemical Having a prime demand, said fermentation process, conversion to ethanol sugar glycosylated solution be carried out so that 60% to 70%, characterized by.
本発明の蒸留残スラリーの保存方法では、該蒸留残スラリーにカルシウムシアナミドを、該カルシウムシアナミド由来の窒素濃度が０．０８〜０．８質量％の範囲の濃度となるように添加する。前記カルシウムシアナミドは、前記蒸留残スラリー中の微生物に対して毒性を有するので、該カルシウムシアナミド由来の窒素濃度が前記範囲となるようにすることにより、該微生物の繁殖を抑制する作用を得ることができる。従って、本発明の蒸留残スラリーの保存方法によれば、該蒸留残スラリーを長期に亘って腐敗させることなく保存することができる。 In the method for storing a distillation residue slurry of the present invention, calcium cyanamide is added to the distillation residue slurry so that the nitrogen concentration derived from the calcium cyanamide is in the range of 0.08 to 0.8 mass%. Since the calcium cyanamide is toxic to microorganisms in the distillation residue slurry, it is possible to obtain an action of suppressing the growth of the microorganisms by making the nitrogen concentration derived from the calcium cyanamide within the above range. it can. Therefore, according to the method for storing a distillation residue slurry of the present invention, the distillation residue slurry can be stored for a long time without being spoiled.
前記蒸留残スラリーに前記カルシウムシアナミドを添加する際に、該カルシウムシアナミド由来の窒素濃度が０．０８質量％未満であるときには、該蒸留残スラリー中の微生物の繁殖を抑制する作用を得ることができず、該蒸留残スラリーの腐敗を防止することができない。また、前記カルシウムシアナミド由来の窒素濃度が０．８質量％を超えると、前記蒸留残スラリー中の微生物の繁殖を抑制する作用について、それ以上の効果を得ることができないばかりか、該蒸留残スラリーを土壌改良材として用いたときに窒素過多となる。前記窒素過多の蒸留残スラリーを土壌に施用すると、植物が疾病に罹患しやすくなって品質が低下したり、稲の場合には倒伏しやすくなる等の害がある。 When adding the calcium cyanamide to the distillation residue slurry, if the nitrogen concentration derived from the calcium cyanamide is less than 0.08% by mass, an action of suppressing the growth of microorganisms in the distillation residue slurry can be obtained. Therefore, it is impossible to prevent the distillation residue slurry from decaying. Moreover, when the nitrogen concentration derived from the calcium cyanamide exceeds 0.8% by mass, not only the effect of suppressing the growth of microorganisms in the distillation residue slurry can be obtained, but also the distillation residue slurry. When it is used as a soil conditioner, it becomes excessive in nitrogen. If the above-excessive nitrogen-distilled residue slurry is applied to soil, the plant is likely to suffer from diseases and the quality is deteriorated.
また、本発明の蒸留残スラリーの保存方法において、前記蒸留残スラリーは、２〜２０の範囲のＣ／Ｎ比と、３０〜１５０ｍｇ／ｇの範囲の生物化学的酸素要求量とを有する。前記蒸留残スラリーは、Ｃ／Ｎ比が２未満、かつ生物化学的酸素要求量が３０ｍｇ／ｇ未満であるときには、土壌に施用しても該土壌を十分に改良することができないことがある。また、前記蒸留残スラリーは、Ｃ／Ｎ比が２０を超え、かつ生物化学的酸素要求量が１５０ｍｇ／ｇを超えると、前記カルシウムシアナミドを添加しても腐敗したりメタンガスを発生したりすることがある。Further, in the method for storing a distillation residue slurry of the present invention, the distillation residue slurry has a C / N ratio in the range of 2 to 20 and a biochemical oxygen demand in the range of 30 to 150 mg / g. When the distillation residue slurry has a C / N ratio of less than 2 and a biochemical oxygen demand of less than 30 mg / g, it may not be able to sufficiently improve the soil even when applied to the soil. Further, if the C / N ratio exceeds 20 and the biochemical oxygen demand exceeds 150 mg / g, the distillation residue slurry may rot or generate methane gas even if the calcium cyanamide is added. There is.
また、本発明の蒸留残スラリーの保存方法において、前記発酵処理は、前記糖化溶液中の糖のエタノールへの変換率が６０〜７０％となるように行う。本発明の蒸留残スラリーの保存方法では、前記発酵処理における前記糖のエタノールへの変換率を６０〜７０％となるようにすることにより、前記蒸留残スラリーのＣ／Ｎ比及び生物化学的酸素要求量を前記範囲とすることができる。Moreover, in the preservation | save method of the distillation residue slurry of this invention, the said fermentation process is performed so that the conversion rate of the saccharide | sugar in the said saccharification solution to ethanol may be 60 to 70%. In the method for storing a distillation residue slurry according to the present invention, the conversion rate of the sugar to ethanol in the fermentation treatment is set to 60 to 70%, whereby the C / N ratio and biochemical oxygen of the distillation residue slurry are set. The required amount can be within the above range.
前記発酵処理における前記糖のエタノールへの変換率が６０％未満であると、前記蒸留残スラリーにおける易分解性有機物の含有量が多くなり、該蒸留残スラリーを長期に亘って保存する際に、腐敗により肥効成分が低減する虞がある。前記易分解性有機物としては、発酵に利用されなかった糖、副生成物としての有機酸等を挙げることができる。When the conversion rate of the sugar to ethanol in the fermentation treatment is less than 60%, the content of easily decomposable organic substances in the distillation residue slurry increases, and when the distillation residue slurry is stored for a long period of time, There is a risk that fertilizing components may be reduced by decay. Examples of the easily decomposable organic substance include sugars that have not been used for fermentation, organic acids as by-products, and the like.
また、本発明の蒸留残スラリーの保存方法は、前記蒸留残スラリーに石灰窒素を０．４〜４質量／体積％の範囲の濃度となるように添加することが好ましい。前記石灰窒素は、前記カルシウムシアナミドを含有しているので、前記蒸留残スラリーに前記範囲の濃度となるように添加することにより、該蒸留残スラリー中の該カルシウムシアナミド由来の窒素濃度を０．０８〜０．８質量％の範囲とすることができる。Moreover, it is preferable that the preservation | save method of the distillation residue slurry of this invention adds lime nitrogen to the said distillation residue slurry so that it may become a density | concentration of the range of 0.4-4 mass / volume%. Since the lime nitrogen contains the calcium cyanamide, the concentration of nitrogen derived from the calcium cyanamide in the distillation residue slurry is set to 0.08 by adding the lime nitrogen to the distillation residue slurry so that the concentration is in the above range. It can be made into the range of -0.8 mass%.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
本実施形態の蒸留残スラリーは、リグノセルロース系バイオマスからなる基質を第１の反応槽内で糖化酵素により糖化処理して糖化溶液とバイオマス残渣とを得た後、該糖化溶液と該バイオマス残渣とを第２の反応槽に収容し、該第２の反応槽内で該糖化溶液を発酵菌により発酵処理することにより得られた発酵溶液を蒸留してバイオエタノールを得た後に残される廃液である。そこで、次に、リグノセルロース系バイオマスを基質とするバイオエタノールの製造方法について説明する。 The distillation residue slurry of this embodiment is obtained by saccharifying a substrate comprising lignocellulosic biomass with a saccharification enzyme in a first reaction tank to obtain a saccharification solution and a biomass residue, and then the saccharification solution and the biomass residue. Is a waste liquid left after the fermentation solution obtained by fermenting the saccharified solution with fermentation bacteria in the second reaction tank is distilled to obtain bioethanol. . Then, next, the manufacturing method of the bioethanol which uses lignocellulosic biomass as a substrate is demonstrated.
前記バイオエタノールの製造方法では、前記リグノセルロース系バイオマスとして例えば稲藁を用い、まず、該稲藁とアンモニア水とを混合して攪拌し、基質混合物を得る。次に、前記基質混合物を貯留槽内で所定時間貯留する。この結果、前記基質である稲藁からリグニンが解離され、又は稲藁が膨潤されたアンモニア含有糖化前処理物が得られる。 In the method for producing bioethanol, for example, rice straw is used as the lignocellulosic biomass. First, the rice straw and aqueous ammonia are mixed and stirred to obtain a substrate mixture. Next, the substrate mixture is stored for a predetermined time in a storage tank. As a result, an ammonia-containing saccharification pretreatment product in which lignin is dissociated from the substrate rice straw or the rice straw is swollen is obtained.
尚、本願において、「解離」とは、稲藁のセルロース又はヘミセルロースに結合しているリグニンの結合部位のうち、少なくとも一部の結合を切断することをいう。また、「膨潤」とは、液体の浸入により結晶性セルロースを構成するセルロース又はヘミセルロースに空隙が生じ、又は、セルロース繊維の内部に空隙が生じて膨張することをいう。 In the present application, “dissociation” means that at least a part of the binding sites of lignin bound to cellulose or hemicellulose in rice straw is cut. In addition, “swelling” means that voids are generated in cellulose or hemicellulose constituting crystalline cellulose due to the ingress of liquid, or voids are generated inside cellulose fibers to expand.
前記アンモニア含有糖化前処理物は、前記アンモニア水による処理の結果として、ｐＨが１３〜１４の範囲となっている。そこで、前記アンモニア含有糖化前処理物からアンモニアを放散させてアンモニアを分離して、アンモニア分離糖化前処理物を得た後、該アンモニア分離糖化前処理物のｐＨ調整を行う。前記アンモニア分離糖化前処理物のｐＨ調整は、リン酸、リン酸塩、硝酸又は硫酸の少なくとも一つを添加して、前記アンモニア分離糖化前処理物のｐＨを３〜７の範囲、好ましくはｐＨ４〜４．５にすることにより行う。前記ｐＨの範囲は、後述の糖化酵素が作用し得る範囲である。 The ammonia-containing pre-saccharification product has a pH in the range of 13 to 14 as a result of the treatment with the ammonia water. Therefore, after ammonia is diffused from the ammonia-containing saccharification pretreated product to separate ammonia, an ammonia separated saccharification pretreated product is obtained, and then the pH of the ammonia separated saccharification pretreated product is adjusted. The pH of the ammonia separation saccharification pretreatment product is adjusted by adding at least one of phosphoric acid, phosphate, nitric acid or sulfuric acid, and adjusting the pH of the ammonia separation saccharification pretreatment product to a range of 3 to 7, preferably pH 4. To 4.5. The pH range is a range in which a saccharifying enzyme described later can act.
次に、前記アンモニア分離糖化前処理物を第１の反応槽に収容して、該第１の反応槽内で糖化酵素を添加して糖化処理する。この結果、前記アンモニア分離糖化前処理物に含まれるセルロース又はヘミセルロースが糖化されることにより生じた糖を含む糖化溶液が得られる。前記糖化溶液は、前記セルロース又はヘミセルロースの糖化により生じたバイオマス残渣を含んでおり、該バイオマス残渣には前記糖が浸潤しているので、該糖化溶液から該バイオマス残渣を除去すると、前記発酵処理に供される糖が低減する。 Next, the ammonia separation saccharification pretreatment product is accommodated in a first reaction tank, and saccharification enzyme is added to the saccharification treatment in the first reaction tank. As a result, a saccharification solution containing a saccharide obtained by saccharification of cellulose or hemicellulose contained in the ammonia separation saccharification pretreatment product is obtained. The saccharification solution contains a biomass residue produced by saccharification of the cellulose or hemicellulose. Since the sugar is infiltrated into the biomass residue, the biomass residue is removed from the saccharification solution. The sugar provided is reduced.
そこで、本実施形態では、前記糖化溶液から固液分離により前記バイオマス残渣を除去することなく、該糖化溶液と該バイオマス残渣とを共に第２の反応槽に収容し、前記発酵処理に供する。このとき、前記糖化溶液は、前記糖化処理の副生成物としての有機酸を含んでおりｐＨが低下しているので、ｐＨ調整を行う。前記糖化溶液のｐＨ調整は、水酸化カリウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は水酸化マグネシウムの少なくとも一つを添加して、該糖化溶液のｐＨを３〜７の範囲にすることにより行う。前記ｐＨの範囲は、後述の発酵菌が作用し得る範囲である。 Therefore, in this embodiment, without removing the biomass residue from the saccharified solution by solid-liquid separation, both the saccharified solution and the biomass residue are accommodated in a second reaction tank and used for the fermentation treatment. At this time, since the saccharification solution contains the organic acid as a by-product of the saccharification treatment and the pH is lowered, the pH is adjusted. The pH of the saccharified solution is adjusted by adding at least one of potassium hydroxide, calcium oxide, calcium hydroxide, or magnesium hydroxide so that the pH of the saccharified solution is in the range of 3-7. The pH range is a range in which a fermentative bacterium described later can act.
次に、前記第２の反応槽内で酵母等の発酵菌を添加して、前記糖化溶液を発酵処理する。この結果、前記糖化溶液に含まれる糖の発酵により生じたエタノールを含む発酵溶液を得ることができる。前記第２の反応槽は、前記第１の反応槽と異なる反応槽を用いる。 Next, fermenting bacteria such as yeast are added in the second reaction tank to ferment the saccharified solution. As a result, a fermentation solution containing ethanol produced by fermentation of sugar contained in the saccharification solution can be obtained. The second reaction vessel, Ru using a reaction vessel different from the first reaction vessel.
前記発酵溶液は、前記発酵菌の種類を適切に選択することにより、前記糖化溶液に含まれる糖のエタノールへの変換率が６０％以上となるように発酵される。 The fermentation solution is fermented so that the conversion rate of the sugar contained in the saccharification solution to ethanol is 60% or more by appropriately selecting the type of the fermentation bacteria.
次に、前記発酵溶液を蒸留することにより前記エタノールを分離、濃縮して、バイオエタノールを得ると共に、該蒸留後に廃液として残される蒸留残スラリーを回収する。本実施形態のエタノールの製造方法では、前記糖化溶液の固液分離を行わないので、得られた前記発酵溶液はバイオマス残渣等の固形物や糖化酵素等を含んでおり、前記蒸留残スラリーは粥状となっている。また、前記蒸留残スラリーは、前記糖のエタノールへの変換率が６０％以上となるように発酵された前記発酵溶液を蒸留した後の廃液として得られることにより、２〜２０の範囲のＣ／Ｎ比と、３０〜１５０ｍｇ／ｇの範囲の生物化学的酸素要求量とを有する。 Next, by distilling the fermentation solution, the ethanol is separated and concentrated to obtain bioethanol, and a distillation residue slurry remaining as a waste liquid after the distillation is recovered. In the ethanol production method of the present embodiment, the saccharification solution is not subjected to solid-liquid separation. Therefore, the obtained fermentation solution contains solids such as biomass residues, saccharification enzymes, and the like, and the distillation residue slurry is It has become a shape. Moreover, the said distillation residue slurry is obtained as a waste liquid after distilling the said fermentation solution fermented so that the conversion rate of the said sugar to ethanol may be 60% or more, C / C in the range of 2-20 N ratio and biochemical oxygen demand in the range of 30-150 mg / g.
本実施形態では、前記蒸留残スラリーに石灰窒素を０．４〜４質量／体積％の範囲の濃度となるように添加する。前記石灰窒素はカルシウムシアナミドを含有しており、前記蒸留残スラリー中で分解することによりシアナミド等の分解生成物を生じる。そこで、前記蒸留残スラリーに前記石灰窒素を前記範囲の濃度となるように添加することにより、該蒸留残スラリー中の該カルシウムシアナミド由来の窒素濃度が０．０８〜０．８質量％の範囲となる。この結果、前記蒸留残スラリーを土壌改良材に適した状態で、長期に亘って保存することができる。 In this embodiment, lime nitrogen is added to the distillation residue slurry so as to have a concentration in the range of 0.4 to 4% by mass / volume. The lime nitrogen contains calcium cyanamide, and decomposes in the distillation residue slurry to produce decomposition products such as cyanamide. Therefore, by adding the lime nitrogen to the distillation residue slurry so as to have a concentration in the above range, the calcium cyanamide-derived nitrogen concentration in the distillation residue slurry is in the range of 0.08 to 0.8 mass%. Become. As a result, the distillation residue slurry can be stored for a long period of time in a state suitable for a soil improvement material.
前記石灰窒素は、粒状のものを用いてもよく、粉末状のものを用いてもよい。前記石灰窒素が粒状であるときは、前記蒸留残スラリー中における該石灰窒素の分解が緩やかに進行するため、該蒸留残スラリーに０．６〜４質量／体積％の範囲の濃度となるように添加することにより、該蒸留残スラリーをより長期に亘って保存することができる。また、前記石灰窒素が粉末状であるときは、前記蒸留残スラリー中における該石灰窒素の分解が容易になるため、該蒸留残スラリーにより少量の０．４〜４質量／体積％の範囲の濃度となるように添加することにより、該蒸留残スラリーの腐敗を防止することができる。 The lime nitrogen may be granular or powdery. When the lime nitrogen is granular, decomposition of the lime nitrogen in the distillation residue slurry proceeds slowly, so that the concentration in the distillation residue slurry is in the range of 0.6 to 4 mass / volume%. By adding, the residual distillation slurry can be stored for a longer period of time. Further, when the lime nitrogen is in a powder form, decomposition of the lime nitrogen in the distillation residue slurry is facilitated, and therefore a small concentration of 0.4 to 4 mass / volume% by the distillation residue slurry. By adding so as to be, it is possible to prevent the distillation residue slurry from decaying.
また、前記石灰窒素はそれ自体肥効成分を含むので、前記蒸留残スラリーに前記範囲の濃度となるように添加することにより、該蒸留残スラリー中の肥効成分を増加させることができる。従って、前記蒸留残スラリーは、施用された土壌における植物の生育を促進させることができる。 Moreover, since the said lime nitrogen contains a fertilizer component itself, the fertilizer component in this distillation residue slurry can be increased by adding to the said distillation residue slurry so that it may become the density | concentration of the said range. Therefore, the distillation residue slurry can promote the growth of plants in the applied soil.
次に、本発明の実施例及び比較例を示す。 Next, examples and comparative examples of the present invention are shown.
まず、リグノセルロース系バイオマスとしての稲藁を基質として、前記エタノール製造方法により得られた蒸留残スラリーを準備した。前記蒸留残スラリーは、前記糖化溶液に含まれる糖のエタノールへの変換率が６０〜７０％の範囲となるようにして発酵された発酵溶液を蒸留した後に残される廃液である。 First, the distillation residue slurry obtained by the said ethanol manufacturing method was prepared using rice straw as lignocellulosic biomass as a substrate. The distillation residue slurry is a waste solution left after distillation of the fermentation solution fermented so that the conversion rate of sugar contained in the saccharification solution into ethanol is in the range of 60 to 70%.
前記蒸留残スラリーは、Ｃ／Ｎ比が１０〜１５の範囲であり、生物化学的酸素要求量が９０〜１５０ｍｇ／ｇの範囲であった。また、前記蒸留残スラリーは、肥効成分として、窒素１．０質量％、リン酸０．３質量％、カリ０．５質量％を含んでいた。 The distillation residue slurry had a C / N ratio in the range of 10-15 and a biochemical oxygen demand in the range of 90-150 mg / g. Moreover, the said distillation residue slurry contained 1.0 mass% of nitrogen, 0.3 mass% of phosphoric acid, and 0.5 mass% of potassium as a fertilizer.
次に、前記蒸留残スラリーを、１２１℃の温度で２０分間処理することにより、滅菌した。 Next, the distillation residue slurry was sterilized by treating at a temperature of 121 ° C. for 20 minutes.
次に、滅菌後の前記蒸留残スラリーに、添加量を変量して粒状の石灰窒素を添加して複数の試料溶液を調製した。前記試料溶液は、それぞれ石灰窒素の濃度が、３．７５質量／体積％（実施例１）、１．２５質量／体積％（実施例２）、０．６３質量／体積％（実施例３）、０．３１質量／体積％（比較例１）、０．１６質量／体積％（比較例２）、０．０８質量／体積％（比較例３）、０質量／体積％（比較例４）となるようにした。 Next, the amount of addition was varied and granular lime nitrogen was added to the sterilized residual slurry after sterilization to prepare a plurality of sample solutions. Each of the sample solutions had a lime nitrogen concentration of 3.75 mass / volume% (Example 1), 1.25 mass / volume% (Example 2), and 0.63 mass / volume% (Example 3). 0.31 mass / volume% (Comparative Example 1), 0.16 mass / volume% (Comparative Example 2), 0.08 mass / volume% (Comparative Example 3), 0 mass / volume% (Comparative Example 4) It was made to become.
この結果、前記各試料溶液は、石灰窒素に含まれるカルシウムシアナミド由来の窒素濃度が、０．７５０質量％（実施例１）、０．２５０質量％（実施例２）、０．１２５質量％（実施例３）、０．０６３質量％（比較例１）、０．０３１質量％（比較例２）、０．０１６質量％（比較例３）、０質量／体積％（比較例４）となるようにされている。 As a result, each sample solution has a nitrogen concentration derived from calcium cyanamide contained in lime nitrogen of 0.750 mass% (Example 1), 0.250 mass% (Example 2), 0.125 mass% ( Example 3), 0.063 mass% (Comparative Example 1), 0.031 mass% (Comparative Example 2), 0.016 mass% (Comparative Example 3), and 0 mass / volume% (Comparative Example 4). Has been.
次に、前記各試料溶液を、３０℃に設定した恒温槽内に放置した。そして、３日後に前記各試料溶液における腐敗の指標として白カビの繁殖を観察した。前記白カビは、その量が多いほど腐敗が進行していることを示している。結果を表１に示す。 Next, each said sample solution was left to stand in the thermostat set to 30 degreeC. Then, after 3 days, the growth of white mold was observed as an index of decay in each sample solution. The white mold indicates that the more the amount is, the more the decay is progressing. The results are shown in Table 1.
一方、滅菌後の前記蒸留残スラリーに石灰窒素を０．３１質量／体積％以下となるように添加し、該石灰窒素に含まれるカルシウムシアナミド由来の窒素濃度が０．０６３質量％以下となるようにした比較例１〜４の試料溶液では白カビが繁殖しており、腐敗を防止することができないことが明らかである。 On the other hand, lime nitrogen is added to the sterilized residual slurry after sterilization so as to be 0.31 mass / volume% or less so that the nitrogen concentration derived from calcium cyanamide contained in the lime nitrogen is 0.063 mass% or less. In the sample solutions of Comparative Examples 1 to 4, white mold is propagated, and it is clear that it is not possible to prevent decay.
Claims (2)
該蒸留残スラリーにカルシウムシアナミドを、該カルシウムシアナミド由来の窒素濃度が０．０８〜０．８質量％の範囲の濃度となるように添加すること、
前記蒸留残スラリーは、２〜２０の範囲のＣ／Ｎ比と、３０〜１５０ｍｇ／ｇの範囲の生物化学的酸素要求量とを有すること、
前記発酵処理は、前記糖化溶液中の糖のエタノールへの変換率が６０〜７０％となるように行うこと、
を特徴とする蒸留残スラリーの保存方法。 A substrate made of rice straw containing a step of obtaining a first saccharification solution and rice straw residue was saccharification treatment by saccharifying enzyme in a reaction vessel, and a sugar solution and the straw residue second reaction vessel When the bio-ethanol is produced by the step of fermenting the saccharified solution with fermenting bacteria in the second reaction tank to obtain a fermented solution and the step of obtaining ethanol by distilling the fermented solution, In a method for recovering and storing a distillation residue slurry remaining after distillation of a solution,
Adding calcium cyanamide to the distillation residue slurry so that the concentration of nitrogen derived from the calcium cyanamide is in the range of 0.08 to 0.8 mass% ,
The distillation residue slurry has a C / N ratio in the range of 2-20 and a biochemical oxygen demand in the range of 30-150 mg / g;
The fermentation treatment is performed such that the conversion rate of sugar in the saccharified solution to ethanol is 60 to 70%;
A method for preserving a distillation residue slurry.
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