CN103898248B - 从糖化浆回收糖的方法及清洗残渣的清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从糖化浆回收糖的方法及清洗残渣的清洗装置。本发明提供用于从热水处理纤维素系生物质的浆后得到的糖化浆中，快速且容易地回收糖的糖回收方法。又，提供这样的糖回收方法的实施所适用的糖化液浆残渣的清洗装置。将纤维素系生物质的糖化浆供给至具备网状传送带的输送机上，对糖化浆进行脱水的同时，将清洗水散布至被脱水的输送机上的残渣上，使残渣中残存的糖类溶解至清洗液中。残渣的清洗通过使残渣的移动方向和清洗水的移动方向反向地从直列地配置的多个清洗水散布装置向残渣连续地散布清洗水而进行。清洗残渣的清洗水作为与输送机移动方向的相反侧邻接的清洗水散布装置的清洗水而使用。

Description

从糖化浆回收糖的方法及清洗残渣的清洗装置

技术领域

本发明涉及在超临界状态或亚临界状态加水分解纤维素系生物质（biomass）时，用于从糖化浆中回收糖类的回收方法。又，本发明涉及为了实施这样的糖回收方法所适用的固形物残渣（糖化液浆残渣）的清洗装置。

背景技术

作为生物质能的利用的一个环节，存在试图分解作为植物的主要成分的纤维素或半纤维素而得到乙醇（ethanol）的尝试。随后，计划将得到的乙醇作为燃料主要是部分混入汽车燃料中，或作为汽油的替代燃料而使用。

植物的主要成分中含有纤维素（是由六个碳元素原子构成的C6单糖的葡萄糖的聚合物）、半纤维素（是由五个碳元素原子构成的C5单糖和C6单糖的聚合物）、木质素和淀粉。乙醇是将像C5单糖那样的C5糖类、像C6单糖那样的C6糖类和像作为它们的复合体的低聚糖那样的糖类作为原料，通过像酵母菌那样的微生物的发酵作用而生成的。

将像纤维素或半纤维素那样的纤维素系生物质分解为糖类，工业上使用1）通过像硫酸那样的强酸的氧化力加水分解的方法、2）通过酵素分解的方法、3）利用超临界水或亚临界水的氧化力的方法这三种。然而，1）的酸分解法，由于对于酵母菌的发酵添加的酸成为阻碍物质，因此纤维素或半纤维素分解为糖类后，必须在使糖类进行酒精发酵之前进行添加的酸的中和处理，在处理费用这一点上存在难以经济地实用化的问题。2）的酵素分解法，虽然可进行常温定压处理，但找不到有效的酵素，就算被发现也可预见酵素的生产成本会升高，在经济性的层面上在工业规模中实现还尚无头绪。

作为3）的通过超临界水或亚临界水加水分解纤维素系生物质生成糖类的方法，专利文献1公开了不仅可从木质生物质中高收获率、高效率地得到糖类，还可分离回收含有C5单糖和C6单糖的糖类以及含有C6单糖的糖类的糖类制造方法。专利文献1的糖类制造方法包括：对木质生物质进行加热处理添加了高温高压水的浆的第一浆加热工序（S1）；将加热处理后的浆分离为液体成分和固体成分的第一分离工序（S2）；向被分离的固体成分中加水成为浆，加热处理该浆的第二浆加热工序（S3）；将加热处理后的浆分离为液体成分和固体成分的第二分离工序（S4）；和从被分离的液体成分中去除水而得到糖类的有用成分取得工序（S5），在有用成分取得工序（S5）中，不仅可得到糖类，还可从在第一分离工序（S2）中被分离的液体成分中去除水而得到糖类。

专利文献2公开了在使用加压热水加水分解生物质的生物质的加水分解方法中，包括加水分解生物质中的主要是半纤维素的第一工序，和加水分解在该第一工序中得到的残渣中的主要是纤维素的第二工序，在所述第一工序中使用的液体包含所述第二工序完成后进行固液分离而得到的滤液的生物质的加水分解方法。专利文献2还公开了作为所述第一工序的加水分解所用的液体，与所述第二工序完成后通过固液分离得到的滤液一起，在所述第一工序完成后进行固液分离而得到的残渣用水清洗后，回收到的水的一部分用于第一工序、残留的浆用于第二工序。

另一方面，作为用于对浆状或泥状的被脱水处理物进行脱水处理的装置，已知的有带式脱水装置。例如，专利文献3公开了一种滤布带式脱水装置，作为能够以有效且简单的结构实施从被脱水处理物中去除氯成分的清洗处理的滤布带式脱水装置，是可过滤浆状或泥状的被脱水处理物的滤布带被环形卷绕并围绕的滤布带式脱水装置，相对于供给至滤布带上的被脱水处理物，将从滤布带的下表面侧作用吸引负压并对被脱水处理物进行脱水的负压脱水部沿着滤布带的围绕方向设置多段，同时在从滤布带的围绕方向的上游侧开始第二段之后的负压脱水部中的至少一个的负压脱水部的上方或其上游侧上方设置清洗水溢出堤，使滤布带连续地围绕的同时，将从清洗水溢出堤流出的帘状的清洗水供给至滤布带上的被脱水处理物的全体。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1：日本特开2010-81855号公报；

专利文献2：日本特开2010-253348号公报；

专利文献3：日本特开2010-162461号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

热水处理纤维素系生物质的浆后，C5糖类或C6糖类溶解于水中，因此通过脱水处理得到的残渣（脱水滤饼）中，残存有通过热水处理生成的C5糖类或C6糖类的1～5成左右。又，为了提高加水分解的效率而提高纤维素系生物质浆中的生物质浓度的话，热水处理后的残渣内残存的C5糖类量或C6糖类量也增加，并达到生成量的一半以上的情况也是存在的，因此理想的是从脱水滤饼中回收C5糖类或C6糖类。

清洗脱水滤饼的话，可从清洗水中回收C5糖类或C6糖类。在通常的加水分解法中，热水处理（第一次的热水处理）生物质中的半纤维素而加水分解为C5糖类，对残渣进行脱水处理，将脱水滤饼（固形残渣）再次变成浆，在更严格的条件下进行热水处理（第二次的热水处理）使生物质中的纤维素加水分解为C6糖类，因此通过清洗的脱水滤饼的损失较少的为优选。

在此，增加脱水滤饼的清洗次数或增加清洗水量的话，来自脱水滤饼的糖回收量及糖回收率也增加。但是，那就会大量产生糖类浓度较低的清洗水，因此用于使清洗水达到适宜于发酵工序的糖类浓度的浓缩工序的负荷也会过大。

又，清洗脱水滤饼时，混合清洗水和脱水滤饼之后，有必要通过脱水机对脱水滤饼进行脱水，因此进行数次的清洗操作时作业效率低下，糖回收需要较长时间，难以快速地进行糖回收。

本发明的目的在于提供用于从热水处理纤维素系生物质的浆后得到的糖化浆中，快速且容易地回收糖的糖回收方法。又，本发明的目的在于提供像这样的糖回收方法的实施所适用的糖化浆残渣的清洗装置。

解决问题的手段：

本发明人等为了解决上述问题而反复专心研究，结果找到了在热水处理纤维素系生物质的浆后得到的糖化浆内添加凝集剂后，配置于像金属筛孔那样的网状的平面上的话，可容易地进行脱水的方法。又，本发明人等找到了借助于将清洗水散布在网状的平面上残存的残渣（被脱水的浆残渣）上，可使残渣中的糖类容易地溶析至清洗水中的方法。最后，本发明人等发现了使用网状传送带的话，在网状传送带上用清洗水多次清洗残渣之后，变得容易进行脱水的方法，至此本发明完成。

具体而言，本发明涉及具有以下特征的糖回收方法，是具有将在超临界状态或亚临界状态下热水处理纤维素系生物质的浆而得到的含有C5糖类或C6糖类的糖化浆供给至具备网状传送带的输送机上，对糖化浆进行脱水的同时，将清洗水散布至被脱水的输送机上的残渣上，使残渣内残存的C5糖类或C6糖类溶解至清洗液中的清洗工序的从糖化浆回收糖的方法，所述清洗工序通过使残渣的移动方向和清洗水的移动方向反向地从直列地配置的多个清洗水散布装置向残渣散布清洗水而清洗残渣，清洗残渣的清洗水作为与输送机移动方向的相反侧邻接的清洗水散布装置的清洗水而使用。

将热水处理纤维素系生物质的浆后得到的糖化浆供给至网状传送带上时，水分从网状传送带向下方落下，可使糖化浆快速地脱水。

使被脱水的糖化浆的固形物残渣通过网状传送带移动，但清洗水反向流动地依次从多台清洗水散布装置散布，以此通过清洗水清洗固形物残渣，可有效地从固形物残渣中回收糖类。散布的清洗水从网状传送带向下方落下，因此如果其通过泵从而供给至与固形物残渣的移动方向（输送机搬运方向）反向邻接的清洗水散布装置的话，可通过少量的清洗水使来自固形物残渣的糖类的回收量增加。另外，通过增加网状传送带上的固形物残渣的厚度，可提高清洗效果。

优选的是在所述清洗工序之前，还具有向糖化浆内添加凝集剂的添加工序。

向热水处理纤维素系生物质的浆后得到的糖化浆内添加凝集剂，以此糖化浆中的固形物形成絮状体。随后，如果将糖化浆供给至网状传送带上的话，可使糖化浆快速地脱水。

优选的是所述网状传送带的筛孔在0.5mm以上2.0mm以下。

如果筛孔小于0.5mm，则从糖化浆中脱水的水分无法从网状传送带上快速地落下，因此存在脱水不充分的担忧。另一方面，筛孔超过2.0mm的话，存在固形物残渣的一部分与清洗水一起从网状传送带上脱落的担忧。

优选的是所述清洗水散布装置在5个以上20个以下。

清洗水散布装置的个数在4个以下，存在来自固形物残渣的糖回收不充分的情况。另一方面，设置21个以上的清洗水散布装置，存在经济层面上的问题。就实用而言，更优选的是5个以上10个以下。

优选的是在所述添加工序中，相对于糖化浆的固形物添加0.1质量%以上2质量%以下的阳离子性凝集剂、阴离子性凝集剂、非离子性凝集剂或两性凝集剂的任意一种或两种以上的组合。

糖化浆内添加的凝集剂如果相对于糖化浆的固形物不足0.1质量%，则凝集效果不充分，糖化浆中的固形物难以形成絮状体。另一方面，凝集剂超过糖化浆的固形物的2质量%的话，存在凝集剂的添加成本提高从而运行成本也增加的问题。当糖化浆中的固形物的粒径较大时，即使不使用凝集剂也可实施本发明的糖回收方法。

本发明还涉及具有以下特征的清洗装置，是将在超临界状态或亚临界状态下热水处理纤维素系生物质的浆而得到的含有C5糖类或C6糖类的糖化浆中的固形物残渣进行清洗的清洗装置，所述清洗装置具备：具备网状传送带的输送机；在网状传送带上直列地设置的多个散布装置；和分别在所述散布装置的正下方的设置于网状传送带下方的多个蓄水槽；是将糖化浆供给至网状传送带上，在糖化浆脱水后，从残渣散布装置向网状传送带上的残渣散布清洗水，以此清洗残渣的清洗装置；一个所述蓄水槽通过配管连接于与输送机移动方向反向邻接的一个散布装置；所述蓄水槽贮存从设置于正上方的散布装置散布的水，贮存的水通过泵和配管被与输送机移动方向反向邻接的散布装置依次反复使用，从而连续地清洗残渣。

优选的是所述多个散布装置在5个以上20个以下。

本发明还涉及具有以下特征的清洗装置，是将在超临界状态或亚临界状态下热水处理纤维素系生物质的浆而得到的含有C5糖类或C6糖类的糖化浆中的固形物残渣进行清洗的清洗装置，所述清洗装置具备：具备网状传送带的输送机；多个蓄水槽；和清洗水散布装置；是将糖化浆供给至网状传送带上，在糖化浆脱水后，向网状传送带上的残渣散布清洗水，以此清洗残渣的清洗装置；多个所述蓄水槽以使与输送机移动方向反向邻接的蓄水槽的一部分在下侧而高度不同地依次堆积；所述网状传送带通过所有的蓄水槽的上方地从处于最低位置的蓄水槽向处于最高位置的蓄水槽转动；多个所述蓄水槽贮存从设置于处于最高位置的蓄水槽的上方的所述清洗水散布装置向网状传送带上散布的清洗水，贮存的清洗水被依次反复散布至与输送机移动方向反向邻接的蓄水槽的上方的网状传送带上，以此连续地清洗残渣。

优选的是所述多个蓄水槽在5个以上20个以下。

发明效果：

根据本发明的从糖化浆回收糖的方法，与糖化浆通过脱水机进行脱水，通过清洗水清洗脱水滤饼的现有的糖回收方法相比较，可通过少量的清洗水高效地回收糖，减轻后段的浓缩工序的负荷。

附图说明

图1是示出表示利用本发明的从糖化浆回收糖的方法的、将生物质作为原料的乙醇制造方法的一个示例的概略流程图；

图2是示出表示第一实施形态的残渣清洗装置的一个示例的结构图；

图3是示出说明根据第一实施形态的残渣清洗装置的残渣的清洗方法的概念图；

图4是示出表示第二实施形态的残渣清洗装置的一个示例的结构图；

符号说明：

1压力容器；

2闪蒸罐；

3混合槽；

4凝集剂箱；

5残渣清洗装置（第一实施形态）；

6浓缩装置；

7发酵罐；

8蒸馏装置；

9脱水机；

11输送机；

12网状传送带；

13水分；

14a～14e清洗水散布装置；

15a～15e蓄水槽；

16a～16e搅拌机；

17a～17d配管；

18清洗水箱；

19配管；

20残渣；

21a、21b旋转轴；

22a～22e清洗水；

31残渣清洗装置（第二实施形态）；

32输送机；

33蓄水槽；

34a～34e蓄水沟（蓄水槽）；

35a～35e散水口；

36网状传送带；

37、37a～37e残渣；

38配管。

具体实施方式

参照适宜图片说明本发明的实施形态。本发明并不限定于以下的记载。

〈第一实施形态〉

图1是示出表示利用本发明的从糖化浆回收糖的方法的、将生物质作为原料的乙醇制造方法的一个示例的概略流程图。

（原料浆的调制）

首先，纤维素系生物质（例如，像甘蔗渣、甜菜糟、或麦秸那样的草木系生物质）作为预处理而被粉碎至数mm以下。加水搅拌被粉碎的纤维素系生物质使其浆化。优选的是将调制的原料浆的含水量调整在50质量%以上95质量%以下。又，也可将适宜的硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或乙酸那样的酸作为酸催化剂添加至原料浆内。该情况下，优选的是将原料浆中的酸浓度调整在0.1质量%以上10质量%以下。

（纤维素和/或半纤维素的糖化分解）

将原料浆根据需要预热后，供给至压力容器1内。压力容器1的具体示例为间接加热型压力容器，但不限定于此。糖化分解半纤维素时，在压力容器1内，温度在140℃以上200℃以下、压力在1MPa以上5MPa以下地热水处理原料浆。通过该热水处理，纤维素系生物质中的半纤维素糖化分解（加水分解）为C5糖类。糖化分解纤维素时，在压力容器1内，温度在240℃以上300℃以下、压力在4MPa以上10MPa以下地热水处理原料浆。通过该热水处理，纤维素系生物质中的纤维素加水分解为C6糖类。

优选的是进行一定时间的热水处理后，浆（糖化浆）从压力容器1向闪蒸罐（flashtank）2供给，通过闪蒸，使糖化浆骤冷至低于亚临界状态的温度，以此停止糖化反应。

（添加工序）

向混合槽3供给从闪蒸罐2内取出的糖化浆。混合槽3将从凝集剂箱4供给的含有阳离子性凝集剂、阴离子性凝集剂、非离子性凝集剂或两性凝集剂的一种或两种以上的组合的溶液，与糖化液浆混合。优选的是在糖化浆中，添加相对于糖化浆中的固形物的浓度的0.1质量%以上2质量%以下的阳离子性凝集剂、阴离子性凝集剂、非离子性凝集剂或两性凝集剂的一种或两种以上的组合。凝集剂的种类并不特别限定。通过添加凝集剂，以此糖化浆中的固形物形成絮状体。

（清洗工序）

向残渣清洗装置5供给添加了凝集剂的糖化浆，从而供给至具备网状传送带的输送机的网状传送带上。添加了凝集剂的糖化浆含水量约为90质量%，但水分从网状传送带向下方落下，以此快速脱水至含水量约为80质量%～90质量%。由于仅通过网状传送带脱水，与使用带式过滤器的脱水方法不同，不需要真空泵或加压用鼓风机，设备费用较低。

图2示出具有具备网状传送带的输送机11的残渣清洗装置5（第一实施形态）的一个示例。残渣清洗装置5具备输送机11、清洗水散布装置14a～14e、和蓄水槽15a～15e。蓄水槽15a～15e设置于清洗水散布装置14a～14e的正下方。在蓄水槽15a～15e中设置有分别通过马达M1～M5转动的搅拌机16a～16e。蓄水槽15a～15d分别通过配管17a～17d与清洗水散布装置14b～14e连接。清洗水散布装置14a与清洗水箱18连接。蓄水槽15e通过配管19与浓缩装置6连接。

使从混合槽3取出的添加了凝集剂的糖化浆落下至网状传送带12上的话，水分13通过网状传送带12向下方落下。其结果是，糖化浆被脱水，在网状传送带12上残留残渣20。水分被贮存在位于正下方的蓄水槽15e内。

输送机11上，网状传送带12的旋转轴21a和21b绕着逆时针方向转动，因此网状传送带12的上表面从右移动至左地转动。因此，残渣20在附图中从右向左移动。

接着，基于图3说明图2所示的残渣清洗装置5的正常状态下的残渣20的清洗方法。网状传送带12上的残渣20顺着20e→20d→20c→20b→20a的方向依次移动。从清洗水箱18供给的清洗水从清洗水装置14a散布至残渣20a。清洗水的具体示例为自来水、工业用水、净水、去离子水或冷凝水，但不限定于此。通过从清洗水散布装置14a散布的清洗水，清洗残渣20a，残存的糖类（C5糖类和C6糖类）溶解至清洗液中。含有糖类的清洗水22a贮存在蓄水槽15a内。被清洗的残渣20a被清洗水散布装置14a～14e清洗五次后，从输送机11向脱水机9供给。

蓄水槽15a内贮存的清洗水被搅拌装置16a搅拌后，如图2所示，经过泵P1和路径17a向清洗水散布装置14b供给。然后从清洗水散布装置14b向残渣20b散布清洗水。通过从清洗水散布装置14b散布的清洗水清洗残渣20b，残存的糖类溶解至清洗液中。含有糖类的清洗水22b贮存在蓄水槽15b内。

关于残渣20c～20e也与残渣20b相同，残渣的移动方向与清洗水的移动方向反向地，清洗水从清洗水散布装置14c～14e散布。从清洗水散布装置14e散布至残渣20e的清洗水溶解残存在残渣20e内的糖类，变为含有糖类的清洗液22e，贮存于蓄水槽15e内。然后与最初落下的水分13搅拌，经过泵P5和配管19向浓缩装置6供给。

像这样在本发明中，残渣的移动方向和清洗水的移动方向反向地，残渣20a～20e被从清洗水散布装置14a～14e散布的清洗水清洗。即，残渣20的移动方向为20e→20d→20c→20b→20a，清洗水的移动方向为14a→14b→14c→14d→14e。清洗了残渣20的清洗水作为与输送机移动方向的相反侧邻接的清洗水散布装置（在图2和图3中，右邻的清洗水散布装置）的清洗水而使用。通过糖类浓度较低的清洗水清洗糖类残存量较少的残渣，因此可高效地从残渣20内回收糖类。

又，再利用溶解了糖类的清洗水，因此向浓缩装置6供给的清洗水量与通过清洗水清洗脱水滤饼的现有方法相比有所减少，可减低浓缩工序的负荷。此外，在输送机11内进行残渣的清洗操作，因此可连续地进行清洗操作。其结果是，与反复进行脱水滤饼的清洗和脱水的现有的糖回收方向相比，可缩短清洗工序所需的时间。

向脱水机9供给的残渣20分离成脱水滤饼和滤液（清洗液）。脱水机9的具体示例为鼓式过滤器、带式过滤器、盘式过滤器、压滤机或滗水器（decanter），但不限定于此。脱水滤饼被再次浆化之后，可供给至其他的糖化分解工序，不需要的话也可以废弃。另一方面，滤液内少量溶解有糖类，因此也可如图1所示作为供给至残渣清洗装置5的清洗水的一部分而使用。

（浓缩工序）

向浓缩工序6供给的清洗水（含有最初从糖化浆中分离的水分13）达到通过酵母的酒精发酵所适宜的10质量%以上的糖类浓度地进行浓缩。浓缩装置6的具体示例为反渗透膜装置或蒸馏装置，但不限定于此。

优选的是在向浓缩装置6供给清洗水之前，在浓缩器（thickener）内贮存清洗水并去除沉淀物。通过去除沉淀物，可防止浓缩装置6的污浊。优选的是在浓缩器内，将阳离子性凝集剂、阴离子性凝集剂、非离子性凝集剂或两性凝集剂的一种或两种以上的组合以相对于浓缩器中的固形物为0.1质量%以上2质量%以下的浓度进行添加。从浓缩器回收的沉淀物向混合槽3供给，借助于此可减少添加至混合槽3的凝集剂。

（发酵工序）

向发酵罐7供给被浓缩装置6浓缩的清洗水（糖化液）。在发酵罐7中利用酵母将糖类（C5糖类和C6糖类）转变为乙醇。发酵工序可采用公知的酒精发酵方法。

（蒸馏工序）

接着，向蒸馏装置8供给发酵工序后的酒精发酵液，从而浓缩乙醇。通过蒸馏工序得到的蒸馏液中去除了固形物和除乙醇以外的成分。蒸馏工序可采用作为蒸馏酒的制造方法的公知的蒸馏方法。

〈第二实施形态〉

图4是示出具有具备网状传送带的输送机的残渣清洗装置（第二实施形态）的一个示例。图4所示的残渣清洗装置31具备输送机32、蓄水槽33、蓄水沟（蓄水槽）34a～34e，位于蓄水沟34a～34e的下部的散水口35a～35e具有作为散水装置的功能。网状传送带36绕着逆时针方向转动。将糖化浆供给至图4中作为残渣37而示出的位置，水分贮存在位于残渣37的正下方的蓄水槽33内。残渣37在网状传送带36上在附图上从右下向左上方向依次移动。

接着说明图4所示的残渣清洗装置31的正常状态下的残渣37的清洗方法。此处仅说明与图2和图3所示的残渣清洗装置5的不同点。网状传送带36上的残渣37的移动方向为37→37a→37b→37c→37d→37e。位于作为最上段的蓄水沟34e上的网状传送带36上有残渣37e时，从位于残渣37e的上方的清洗水散布装置（未图示）散布清洗水。通过从清洗水散布装置散布的清洗水清洗残渣37e，残存的糖类（C5糖类和C6糖类）溶解至清洗液中。含有糖类的清洗水通过网状传送带36，贮存在蓄水沟34e内。

在蓄水沟34e的下部设置有散水口35e，被贮存的清洗液向位于下段的网状传送带36上的残渣37d散布。通过从散水口35e散布的清洗水清洗残渣37d，残存的糖类溶解至清洗液中。含有糖类的清洗水通过网状传送带36，贮存在蓄水沟34d内。

残渣37c～37a也和残渣37d相同，清洗水分别从散水口35d～35b散布。散布至残渣37a中的清洗水被贮存在蓄水沟34a内后，经过与散水口35a连接的配管38，贮存在蓄水槽33内。随后，向浓缩装置6供给蓄水槽内的清洗水（含有从糖化浆中与残渣37分离的水分）。

在图4所示的残渣清洗装置31中，残渣37的移动方向为37→37a→37b→37c→37d→37e，清洗水的移动方向为35e→35d→35c→35b→35a。即，残渣的移动方向和清洗水的移动方向反向。残渣清洗装置31与残渣清洗装置5不同，具有可省略用于从蓄水槽向清洗水散布装置供给清洗水的泵和配管的优点。

〈糖回收率的模拟〉

分别使原料浆的流量和固形物浓度为100t/h和10质量%，假定糖化浆的糖浓度为10质量%（液体部分中的浓度）时，算出糖分流量为9t/h。

（现有技术）

在该前提下，通过脱水机脱水糖化浆，并模拟了回收滤液时的糖回收率。假定脱水滤饼的固形物浓度为30质量%的话，脱水滤饼的流量为33.3t/h，脱水滤饼内残存的糖液的糖分流量为2.33t/h。滤液的糖分流量变为6.67t/h，则可算出糖回收率为6.67∕9×100=74.1%。

接着，将流量23t/h的清洗水加入所述脱水滤饼再次浆化，并再次通过脱水机脱水，模拟了回收滤液时的糖回收率。第二次的脱水机的滤液以1.03t/h的流量含有糖类，因此设想了返回并混合投入至所述脱水机之前的糖化浆。使再次浆化的混合液为，流量56t/h、固形物浓度18质量%、糖浓度4.47质量%、糖分流量2.07t/h。第二次的脱水滤饼的流量为33t/h，脱水滤饼内残存的糖液的糖分流量变为1.04t/h。第二次的滤液的糖分流量为1.03t/h。可算出从第一次的滤液中综合的糖回收率为（9-1.04）∕9×100=88.4%。

接着，使用五台脱水机，与上述相同地清洗脱水滤饼四次，并算出从第一次的滤液中综合的糖回收率而算出糖回收率为94.9%。然而，由于脱水机较为昂贵，所以可认为尽管糖回收率较高，但因为设备投资昂贵而不实用。

（本发明）

接着，关于第一实施形态的糖回收方法，在与上述相同的前提条件下，模拟来自清洗水的糖回收率。直列地配置十二个清洗水散布装置并假定滤液流量为每次73t/h。又，假定网状传送带上的残渣的固形物浓度为12质量%。计算出清洗了十二次的残渣为，糖浓度2.67质量%、糖分流量1.96t/h。算出第十二次的清洗水（滤液）的糖分流量为1.95t/h。在清洗十二次后的残渣内以23t/h的流量混合清洗水（不含有糖类），并通过脱水机过滤的话，算出脱水机的滤液为，流量73t/h、糖浓度2.04质量%、糖分流量1.49t/h。脱水滤饼的流量为33t/h，脱水滤饼内残存的糖液的糖分流量变为0.47t/h。假定将脱水机的滤液作为第十二次的残渣清洗水而使用。通过在该条件下的残渣清洗装置算出来自滤液（清洗水）的糖回收率为（9-0.47）∕9×100=94.7%。

像这样，第一实施形态的糖回收方法示出了与使用五台脱水机从脱水滤饼中回收糖类的现有的糖回收方法一样的较高的糖回收率。一台具备十二个清洗水散布装置的残渣清洗装置的成本与一台脱水机的成本差不多。因此，根据本发明可知，与现有的糖回收方法相比可低成本高效率地回收糖类。

表1A和表1B示出在与第一实施形态的糖回收方法相关的上述模拟中的，残渣清洗次数和滤液（散布至残渣中并回收的清洗水）的糖分浓度的关系。在表1A和表1B中，在清洗次数为20次的残渣清洗装置（即，具备20个清洗水散布装置的残渣清洗装置）的情况下，清洗次数为第一次的滤液的糖分浓度为9.68质量%。清洗次数为第二次的滤液的糖分浓度降低至9.28质量%，此外每每增加清洗次数滤液的糖分浓度都下降。而且，脱水滤饼内含有的液体中的糖分浓度降低至1.38质量%以下。

在清洗次数为2、5、10、12、15和20次的残渣清洗装置中，各脱水滤饼内含有的液分量相同，但其液体部分内含有的糖分浓度不同，为5.32质量%、3.57质量%、2.32质量%、2.04质量%、1.73质量%和1.38质量%，可确定清洗次数越多的残渣清洗装置，脱水滤饼中残存的糖分越少。借助于此，如后述的表2A和表2B所示，清洗次数越多的残渣清洗装置，糖回收率越高。

清洗次数（即，清洗水散布装置的个数）在五次（个）以上时，在第一次清洗中的滤液的糖浓度超过9质量%，而清洗次数在十次以上时提高至约9.4质量%以上，可减轻后段的浓缩装置的负荷的事实得以明确。

（表1A）

（表1B）

表2A及表2B示出与第一实施形态的糖回收方法相关的上述模拟中的，残渣清洗次数和滤液的糖分流量之间的关系。

（表2A）

（表2B）

工业应用性：

本发明的从糖化浆回收糖的方法及清洗装置作为用于分解纤维素系生物质并制造糖化液的制造方法及清洗装置，在生物能源领域大有用处。

Claims (10)

1.一种从糖化浆回收糖的方法，其特征在于，

将在超临界状态或亚临界状态下热水处理纤维素系生物质的浆而得到的含有C5糖类或C6糖类的糖化浆供给至具备网状传送带的输送机上，对糖化浆进行脱水的同时，将清洗水散布至被脱水的输送机上的残渣上，使残渣内残存的C5糖类或C6糖类溶解至清洗工序的清洗液中从而从糖化浆回收糖；

所述清洗工序通过使残渣的移动方向和清洗水的移动方向反向地从直列地配置的多个清洗水散布装置向残渣散布清洗水而清洗残渣；

从一个清洗水散布装置向残渣散布而清洗残渣的清洗水作为与输送机移动方向的相反侧邻接的清洗水散布装置的清洗水而使用。

2.根据权利要求1所述的从糖化浆回收糖的方法，其特征在于，在所述清洗工序之前，还具有向糖化浆内添加凝集剂的添加工序。

3.根据权利要求1所述的从糖化浆回收糖的方法，其特征在于，所述网状传送带的筛孔在0.5mm以上2.0mm以下。

4.根据权利要求2所述的从糖化浆回收糖的方法，其特征在于，所述网状传送带的筛孔在0.5mm以上2.0mm以下。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的从糖化浆回收糖的方法，其特征在于，所述清洗水散布装置在5个以上20个以下。

6.根据权利要求2所述的从糖化浆回收糖的方法，其特征在于，在所述添加工序中，相对于糖化浆的固形物添加0.1质量%以上2质量%以下的阳离子性凝集剂、阴离子性凝集剂、非离子性凝集剂或两性凝集剂的任意一种或两种以上的组合。

7.一种清洗装置，其特征在于，是将在超临界状态或亚临界状态下热水处理纤维素系生物质的浆而得到的含有C5糖类或C6糖类的糖化浆中的固形物残渣进行清洗的清洗装置，

所述清洗装置，具备：

具备网状传送带的输送机；

在网状传送带的上方直列地设置的多个清洗水散布装置；和

设置于网状传送带的下方、且分别位于所述清洗水散布装置的正下方的多个蓄水槽；

所述清洗装置是将糖化浆供给至网状传送带上，在糖化浆脱水后，从清洗水散布装置向网状传送带上的残渣散布清洗水，以此清洗残渣的清洗装置；

一个所述蓄水槽通过配管与在输送机移动方向的反方向上邻接的一个清洗水散布装置连接；

所述蓄水槽贮存从设置于正上方的清洗水散布装置散布的水，贮存的水通过泵和配管被与输送机移动方向反向邻接的清洗水散布装置依次反复使用，从而连续地清洗残渣。

8.根据权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，所述多个清洗水散布装置在5个以上20个以下。

9.一种清洗装置，其特征在于，是将在超临界状态或亚临界状态下热水处理纤维素系生物质的浆而得到的含有C5糖类或C6糖类的糖化浆中的固形物残渣进行清洗的清洗装置，

所述清洗装置，具备：

具备网状传送带的输送机；

多个蓄水槽；和

清洗水散布装置；

所述清洗装置是将糖化浆供给至网状传送带上，在糖化浆脱水后，向网状传送带上的残渣散布清洗水，以此清洗残渣的清洗装置；

多个所述蓄水槽高度不同地依次堆积，以使与一个蓄水槽在输送机移动方向的反方向上邻接的蓄水槽的一部分在该一个蓄水槽的下侧；

所述清洗水散布装置设置于处于最高位置的蓄水槽的上方；

所述网状传送带通过所有的蓄水槽的上方、并从处于最低位置的蓄水槽向处于最高位置的蓄水槽转动；

多个所述蓄水槽贮存从所述清洗水散布装置向网状传送带上散布的清洗水，贮存的清洗水被依次反复散布至在输送机移动方向的反方向上邻接的蓄水槽的上方的网状传送带上，以此连续地清洗残渣。

10.根据权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，所述多个蓄水槽在5个以上20个以下。