JPS6287097A - 難分解性植物バイオマス資源を原料とするエタノ−ルの製造方法 - Google Patents
難分解性植物バイオマス資源を原料とするエタノ−ルの製造方法Info
- Publication number
- JPS6287097A JPS6287097A JP60227596A JP22759685A JPS6287097A JP S6287097 A JPS6287097 A JP S6287097A JP 60227596 A JP60227596 A JP 60227596A JP 22759685 A JP22759685 A JP 22759685A JP S6287097 A JPS6287097 A JP S6287097A
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- Japan
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- blasting
- plant biomass
- ethanol
- solution
- cellulase
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
自然界に豊富に存在する植物バイオマス資源を利用して
グルコース、エタノールを製造し、食用、工業用又はエ
ネルギー用として使用する試みは古くから多くの人々に
より行われてきた。
グルコース、エタノールを製造し、食用、工業用又はエ
ネルギー用として使用する試みは古くから多くの人々に
より行われてきた。
しかし、植物バイオマス資源のセルロース質を利用する
場合、問題となるのはセルラーゼが作用し易い様にする
前処理方法である。
場合、問題となるのはセルラーゼが作用し易い様にする
前処理方法である。
本発明は特にセルラーゼが作用しにくい難分解性植物バ
イオマス資源からエタノールを製造する方法に関するも
のである。
イオマス資源からエタノールを製造する方法に関するも
のである。
「従来の技術」
従来、前処理方法としては、ボール・ミルにより粒径５
０μ以下に微粉砕することにより反応面積を大きくする
微粉砕法があるが、粉砕に要する動力が大きいため未だ
実用化されていない。
０μ以下に微粉砕することにより反応面積を大きくする
微粉砕法があるが、粉砕に要する動力が大きいため未だ
実用化されていない。
これに対して粉砕効率をあげることにより粉砕動力を少
なくする目的で凍結粉砕法が提緊されているが、凍結の
ために要する動力が大きい欠点がある。この他に物理的
処理法として放射線照射法などが提案されている。
なくする目的で凍結粉砕法が提緊されているが、凍結の
ために要する動力が大きい欠点がある。この他に物理的
処理法として放射線照射法などが提案されている。
化学的前処理として、リン酸２硫酸などによるセルロー
スの結晶性を減少する方法、苛性ソーダなどで脱リグニ
ン処理する方法などがある。
スの結晶性を減少する方法、苛性ソーダなどで脱リグニ
ン処理する方法などがある。
本発明者らは植物バイオマス資源の前処理方法として、
爆砕処理方法について研究してきた。
爆砕処理方法について研究してきた。
爆砕処理法とは、植物バイオマス資源を１５〜４０ ｋ
ｇ／ｃ１１！の飽和水蒸気により数分間蒸煮処理後、瞬
時に圧力を開放し常圧下に放出し、材料内に含有する水
の気化に伴う爆発的な体積の膨張とノズルからの高速噴
射による機械的破壊によって材料を粉砕する方法である
。
ｇ／ｃ１１！の飽和水蒸気により数分間蒸煮処理後、瞬
時に圧力を開放し常圧下に放出し、材料内に含有する水
の気化に伴う爆発的な体積の膨張とノズルからの高速噴
射による機械的破壊によって材料を粉砕する方法である
。
稲ワラやバガスなどの草木科植物及びポプラなどの広葉
樹を前記***方法で処理すると、植物中のヘミセルロー
スはその構成糖であるキシロース、ガラクトース、マン
ノース、グルコースなど水に可溶のｊ′４′！、糖類と
なる。
樹を前記***方法で処理すると、植物中のヘミセルロー
スはその構成糖であるキシロース、ガラクトース、マン
ノース、グルコースなど水に可溶のｊ′４′！、糖類と
なる。
また、水に不溶のリグニンには、エーテル結合やＣ−Ｃ
結合の部分的開裂などが起き、有機溶剤や希アルカリ溶
液に可溶な低分子リグニンとなる。これによってリグニ
ンやヘミセルロースによって取りかこまれていたセルロ
ースは、裸になると同時に前述の高速噴射により粉砕さ
れる。このため、この爆砕法によって前処理したセルロ
ースはセルラーゼによって容易に糖化される。この爆砕
方法によって得た糖化液の［１５１によりアルコールを
得る方法について本発明者らは以下の文献に報告してい
る。
結合の部分的開裂などが起き、有機溶剤や希アルカリ溶
液に可溶な低分子リグニンとなる。これによってリグニ
ンやヘミセルロースによって取りかこまれていたセルロ
ースは、裸になると同時に前述の高速噴射により粉砕さ
れる。このため、この爆砕法によって前処理したセルロ
ースはセルラーゼによって容易に糖化される。この爆砕
方法によって得た糖化液の［１５１によりアルコールを
得る方法について本発明者らは以下の文献に報告してい
る。
（ｌｌ醗酵工学学会講演要旨集昭和５７年度第１７９頁
（２）〃 昭和５８年度第２３３頁（３
）〃 昭和５９年度第１４３頁（４）特
開昭５９−２０４９９７号公報「発明が解決しようとす
る問題点」 しかしながら、さらに各種木材について研究を行った結
果、杉、松、もみ、ラワン等の難分解性植物バイオマス
は上記爆砕法による効果が少ないことが報告されている
。
（２）〃 昭和５８年度第２３３頁（３
）〃 昭和５９年度第１４３頁（４）特
開昭５９−２０４９９７号公報「発明が解決しようとす
る問題点」 しかしながら、さらに各種木材について研究を行った結
果、杉、松、もみ、ラワン等の難分解性植物バイオマス
は上記爆砕法による効果が少ないことが報告されている
。
（棚橋光彦：昭和５８年５月１３日京大木研公開講演会
要旨） これは難分解性植物バイオマスを構成するセルロース、
ヘミセルロース、リグニンの化学的性質および物理的構
造が草本類や広葉樹のそれと異なっていることによるも
のと考えられる。
要旨） これは難分解性植物バイオマスを構成するセルロース、
ヘミセルロース、リグニンの化学的性質および物理的構
造が草本類や広葉樹のそれと異なっていることによるも
のと考えられる。
そこで本発明においては難分解性植物バイオマス資源の
リグニンのエーテル結合や炭素−炭素結合の部分的開裂
を促進し、セルロース質にセルラーゼを作用させやすく
し、得られたセルロース質を原料としてエタノールを製
造することを技術的課題とする。
リグニンのエーテル結合や炭素−炭素結合の部分的開裂
を促進し、セルロース質にセルラーゼを作用させやすく
し、得られたセルロース質を原料としてエタノールを製
造することを技術的課題とする。
「問題点を解決するための手段」
上記技術的課題を解決するために、本発明は難分解性の
植物バイオマス資源を爆砕する方法において、爆砕中及
び又は前に該物質をカルボン酸過酸化物溶液に浸漬し、
及び又は該溶液を爆砕機内へ注入し、爆砕して得たセル
ロース質をセルラーゼで糖化後又は糖化しながらアルコ
ール酵母で醗酵することを特徴とするエタノールの製造
方法および前記前処理を行ったセルロース質をクロス１
−リジウム属菌で直接アルコール酩酊することを特徴と
するエタノールの製造方法からなるものである。
植物バイオマス資源を爆砕する方法において、爆砕中及
び又は前に該物質をカルボン酸過酸化物溶液に浸漬し、
及び又は該溶液を爆砕機内へ注入し、爆砕して得たセル
ロース質をセルラーゼで糖化後又は糖化しながらアルコ
ール酵母で醗酵することを特徴とするエタノールの製造
方法および前記前処理を行ったセルロース質をクロス１
−リジウム属菌で直接アルコール酩酊することを特徴と
するエタノールの製造方法からなるものである。
前者の方法ではセルラーゼを使用し、約４５℃で糖化し
た後酵母すン力ロミセス・セルビシエを使用し、約３０
℃で醗酵を行う。
た後酵母すン力ロミセス・セルビシエを使用し、約３０
℃で醗酵を行う。
後者の方法では好熱性嫌気アルコール酩酊細菌であるク
ロストリジウム属菌を植菌し、嫌気下高温く約５０〜６
０’ｃ）で５〜１５日間培養することにより、セルロー
ス質よりエタノールを直接得る。
ロストリジウム属菌を植菌し、嫌気下高温く約５０〜６
０’ｃ）で５〜１５日間培養することにより、セルロー
ス質よりエタノールを直接得る。
難分解性植物バイオマス資源としては、杉、松。
カラマツなどの針葉樹及びラワンなどの広葉樹があげら
れる。
れる。
カルボン酸過酸化物としては過酢酸および過安息香酸な
どが使用され、浸漬法の場合は該溶液の濃度を０．１〜
１０％に、浸漬時間を１分間から２日間にするのが適当
である。又、注入法の場合は薬液を木材チップの約２０
％量、木材チップと同時に爆砕機内へ添加して行う。
どが使用され、浸漬法の場合は該溶液の濃度を０．１〜
１０％に、浸漬時間を１分間から２日間にするのが適当
である。又、注入法の場合は薬液を木材チップの約２０
％量、木材チップと同時に爆砕機内へ添加して行う。
又爆砕は１５〜４０ ｋｇ／ｃ％の飽和水蒸気で１〜３
０分間行うのが好適である。
０分間行うのが好適である。
「実施例」
以下、実施例により本発明を説明する。
（実施例１）
松チップ材を２％過酢酸液に２４時間浸漬後、２８ｋｇ
／ｃａｌで１０分間爆砕した。爆砕松は１０倍量の水で
洗浄し、得たセルロース画分４００ｇおよびメイセラー
ゼ（８０００Ｕ ’）とセルロジンＡＰを７：３の割合
で混合したセルラーゼ２０ｇをｐＨ４，５の０．０５モ
ル クエン酸緩衝液２０００＋＋ｊ！に加え、４０℃恒
温水槽内で振盪しながら２日間季唐化した。
／ｃａｌで１０分間爆砕した。爆砕松は１０倍量の水で
洗浄し、得たセルロース画分４００ｇおよびメイセラー
ゼ（８０００Ｕ ’）とセルロジンＡＰを７：３の割合
で混合したセルラーゼ２０ｇをｐＨ４，５の０．０５モ
ル クエン酸緩衝液２０００＋＋ｊ！に加え、４０℃恒
温水槽内で振盪しながら２日間季唐化した。
糖化液に酵母の助成料として硫安２０ｇと酵母エキス１
０ｇを加え、酵母サツカロミセス・セルビシエを１０６
ケ７ｍ１．植菌し、３０“Ｃで７日間醗酵させた。対称
としては水浸消松について行った。
０ｇを加え、酵母サツカロミセス・セルビシエを１０６
ケ７ｍ１．植菌し、３０“Ｃで７日間醗酵させた。対称
としては水浸消松について行った。
醗酵液を分析した結果２％過酢酸浸漬爆砕松を原料とす
る醗酵醍中のエタノールは５．２％（Ｖ）であるのに対
し、水浸漬松のそれハ１．６％（Ｖ）であった。
る醗酵醍中のエタノールは５．２％（Ｖ）であるのに対
し、水浸漬松のそれハ１．６％（Ｖ）であった。
（実施例２）
杉チップ材を２％過酢酸液に２４時間浸漬後、２８ｋｇ
／ｃｒＡで１０分間爆砕した。爆砕材は１０倍量の水で
洗浄した後ＤＳＭ培地に基質として１．０％添加し、ｐ
ｌ＋ ７．０に調整した後窒素ガスで嫌気状態にした後
、好熱性嫌気アルコール細菌であるクロストリジウム属
菌を植菌し、６０℃で１８日間培養した後、培地中のエ
タノール分をガスクロマトグラフィーによって分析し、
対称として行った水浸消爆砕杉と比較した。
／ｃｒＡで１０分間爆砕した。爆砕材は１０倍量の水で
洗浄した後ＤＳＭ培地に基質として１．０％添加し、ｐ
ｌ＋ ７．０に調整した後窒素ガスで嫌気状態にした後
、好熱性嫌気アルコール細菌であるクロストリジウム属
菌を植菌し、６０℃で１８日間培養した後、培地中のエ
タノール分をガスクロマトグラフィーによって分析し、
対称として行った水浸消爆砕杉と比較した。
この結果は水浸漬爆砕材を原料にして得た醗酵醪中のエ
タノールは０．０３（Ｖ）％であったのに対して、２％
過酢酸浸漬爆砕杉を原料にしたそれは、０．２０（Ｖ）
％となり、６倍以上の値を得た。
タノールは０．０３（Ｖ）％であったのに対して、２％
過酢酸浸漬爆砕杉を原料にしたそれは、０．２０（Ｖ）
％となり、６倍以上の値を得た。
「発明の効果」
本発明によると難分解性植物バイオマス資源からエタノ
ールをはじめて、しかも効率良く生産できるという顕著
な効果が得られ、自然界に豊富に存在するが、従来処理
困難とされていた難分解性植物バイオマス資源を食用、
工業用又はエネルギー用などとして使用する道を開いた
意義は非常に大きく、当分野に多大な貢献をなすもので
ある。
ールをはじめて、しかも効率良く生産できるという顕著
な効果が得られ、自然界に豊富に存在するが、従来処理
困難とされていた難分解性植物バイオマス資源を食用、
工業用又はエネルギー用などとして使用する道を開いた
意義は非常に大きく、当分野に多大な貢献をなすもので
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、難分解性の植物バイオマス資源を爆砕する方法にお
いて、爆砕中及び又は前に該物質をカルボン酸過酸化物
溶液に浸漬し及び又は該溶液を爆砕機内へ注入し、爆砕
して得たセルロース質をセルラーゼで糖化後又は糖化し
ながらアルコール酵母で醗酵することを特徴とするエタ
ノールの製造方法。 ２、難分解性の植物バイオマス資源を爆砕する方法にお
いて、爆砕中及び又は前に該物質をカルボン酸過酸化物
溶液に浸漬し及び又は該溶液を爆砕機内へ注入し爆砕し
て得たセルロース質をクロストリジウム属菌で直接アル
コール醗酵することを特徴とするエタノールの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60227596A JPS6287097A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 難分解性植物バイオマス資源を原料とするエタノ−ルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60227596A JPS6287097A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 難分解性植物バイオマス資源を原料とするエタノ−ルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287097A true JPS6287097A (ja) | 1987-04-21 |
Family
ID=16863402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60227596A Pending JPS6287097A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 難分解性植物バイオマス資源を原料とするエタノ−ルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287097A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009526527A (ja) * | 2006-02-13 | 2009-07-23 | ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド | ファインファイバーおよび生物活性微粒子を含有するウェブならびにその使用 |
| JP2010011760A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Nisshin Oillio Group Ltd | 高蛋白質低グルコシノレート菜種ミールの製造方法。 |
| JP2010099580A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 空果房糖化の前処理方法及びその前処理方法を用いたエタノールの製造方法 |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP60227596A patent/JPS6287097A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009526527A (ja) * | 2006-02-13 | 2009-07-23 | ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド | ファインファイバーおよび生物活性微粒子を含有するウェブならびにその使用 |
| JP2010011760A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Nisshin Oillio Group Ltd | 高蛋白質低グルコシノレート菜種ミールの製造方法。 |
| JP2010099580A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 空果房糖化の前処理方法及びその前処理方法を用いたエタノールの製造方法 |
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