JP2001170601A - バイオマス系廃棄物処理方法 - Google Patents
バイオマス系廃棄物処理方法Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/78—Recycling of wood or furniture waste
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 穏和な処理条件であっても、廃棄物を減容化
するとともに、有価物に変換することが出来る技術を提
供する。 【解決手段】 メタノールを主成分とする溶媒と、バイ
オマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に収
容し、前記密閉容器内を２５０℃〜３００℃、１０ＭＰ
ａ以上の条件下に加圧加熱処理する。
するとともに、有価物に変換することが出来る技術を提
供する。 【解決手段】 メタノールを主成分とする溶媒と、バイ
オマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に収
容し、前記密閉容器内を２５０℃〜３００℃、１０ＭＰ
ａ以上の条件下に加圧加熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材、紙、紙パル
プ製品、農産物、食品、都市ゴミ中に含まれる多糖類系
物質等のバイオマス系廃棄物を処理する方法に関する。
プ製品、農産物、食品、都市ゴミ中に含まれる多糖類系
物質等のバイオマス系廃棄物を処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のバイオマス系廃棄物を処
理するには、 １．焼却ガス化する焼却処理 ２．乾留等により主にガス化する熱分解処理 ３．バイオマス系廃棄物を含む被処理物を水中に分散
し、高温高圧下で加熱分解処理する水熱分解処理 ４．微生物により分解させてエタノール等の有価物を得
る発酵処理 等の分解処理方法が利用されている。
理するには、 １．焼却ガス化する焼却処理 ２．乾留等により主にガス化する熱分解処理 ３．バイオマス系廃棄物を含む被処理物を水中に分散
し、高温高圧下で加熱分解処理する水熱分解処理 ４．微生物により分解させてエタノール等の有価物を得
る発酵処理 等の分解処理方法が利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、１．焼却処理
方法によると、大量の炭酸ガスを生成し、炭酸ガスによ
り地球温暖化等の環境問題が取りざたされる中で、大き
な規制が求められる方向にある。また、生成する廃ガス
の利用が図られる技術である、２．の熱分解処理によっ
ても、処理条件が過酷なために、多大なエネルギーを消
費するとともに、処理される廃棄物は、ほとんどが炭酸
ガスと、利用困難なチャー、ピッチ、オイル等になり、
これらを回収利用するにも多大な工程と、費用を要する
事になり、やはり、焼却処理の代替手段としては、十分
なものとはなりにくい。そこで、生成物を回収利用可能
な方法として３．水熱分解処理が開発されているが、こ
の方法によっても、加熱条件の維持のみならず、後処理
等にもエネルギー的に多大なコストがかかるとともに、
やはり、大量の炭酸ガスの処理が問題となる欠点があっ
て、さらなる改良が望まれている。尚、上述の問題点が
生じにくい方法として、旧来の４．発酵処理について
は、直接的に有価物が得られる利点があるものの、大き
な設備規模と、多大な労力を要するために、大量の廃棄
物を効率よく処理するには適さないと考えられている。
方法によると、大量の炭酸ガスを生成し、炭酸ガスによ
り地球温暖化等の環境問題が取りざたされる中で、大き
な規制が求められる方向にある。また、生成する廃ガス
の利用が図られる技術である、２．の熱分解処理によっ
ても、処理条件が過酷なために、多大なエネルギーを消
費するとともに、処理される廃棄物は、ほとんどが炭酸
ガスと、利用困難なチャー、ピッチ、オイル等になり、
これらを回収利用するにも多大な工程と、費用を要する
事になり、やはり、焼却処理の代替手段としては、十分
なものとはなりにくい。そこで、生成物を回収利用可能
な方法として３．水熱分解処理が開発されているが、こ
の方法によっても、加熱条件の維持のみならず、後処理
等にもエネルギー的に多大なコストがかかるとともに、
やはり、大量の炭酸ガスの処理が問題となる欠点があっ
て、さらなる改良が望まれている。尚、上述の問題点が
生じにくい方法として、旧来の４．発酵処理について
は、直接的に有価物が得られる利点があるものの、大き
な設備規模と、多大な労力を要するために、大量の廃棄
物を効率よく処理するには適さないと考えられている。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記実状に鑑
み、穏和な処理条件であっても、廃棄物を減容化すると
ともに、有価物に変換することが出来る技術を提供する
ことにある。
み、穏和な処理条件であっても、廃棄物を減容化すると
ともに、有価物に変換することが出来る技術を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述のように、各種廃棄
物を水熱分解処理により、高度に分解処理する技術が開
発されており、その応用が期待されているが、未だバイ
オマス系廃棄物を有効に処理する技術が得られるまでに
は至っていない。そこで、本発明者らは、鋭意研究の結
果、低分子量アルコールを主成分とする溶媒を用いて、
バイオマス系廃棄物を所定条件下で加溶媒分解処理する
と、単に前記バイオマス系廃棄物が分解減容化されるだ
けでなく、有価物を生成するという新知見を得るととも
に、本発明を完成するに到った。つまり、この目的を達
成するための本発明のバイオマス系廃棄物処理方法の特
徴手段は、低分子量アルコールを主成分とする溶媒と、
バイオマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内
に収容し、前記密閉容器内を前記低分子量アルコールの
超臨界状態に加圧加熱処理する点にあり、メタノールを
主成分とする溶媒と、バイオマス系廃棄物とを含有する
被処理物を密閉容器内に収容し、前記密閉容器内を２４
０℃以上、より好ましくは、２５０℃〜３００℃、か
つ、８．０９ＭＰａ以上、好ましくは１０ＭＰａ以上の
条件下に加圧加熱処理することが好ましく、セルロース
系廃棄物に適用する場合は、含水メタノールを主成分と
する溶媒と、セルロース系廃棄物とを含有する被処理物
を密閉容器内に収容し、前記密閉容器内を２５０℃〜３
００℃、１０ＭＰａ以上の条件下に加圧加熱処理するこ
とが好ましい。さらに、前記被処理物が二価の銅塩に代
表されるルイス酸触媒を含有してもよい。
物を水熱分解処理により、高度に分解処理する技術が開
発されており、その応用が期待されているが、未だバイ
オマス系廃棄物を有効に処理する技術が得られるまでに
は至っていない。そこで、本発明者らは、鋭意研究の結
果、低分子量アルコールを主成分とする溶媒を用いて、
バイオマス系廃棄物を所定条件下で加溶媒分解処理する
と、単に前記バイオマス系廃棄物が分解減容化されるだ
けでなく、有価物を生成するという新知見を得るととも
に、本発明を完成するに到った。つまり、この目的を達
成するための本発明のバイオマス系廃棄物処理方法の特
徴手段は、低分子量アルコールを主成分とする溶媒と、
バイオマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内
に収容し、前記密閉容器内を前記低分子量アルコールの
超臨界状態に加圧加熱処理する点にあり、メタノールを
主成分とする溶媒と、バイオマス系廃棄物とを含有する
被処理物を密閉容器内に収容し、前記密閉容器内を２４
０℃以上、より好ましくは、２５０℃〜３００℃、か
つ、８．０９ＭＰａ以上、好ましくは１０ＭＰａ以上の
条件下に加圧加熱処理することが好ましく、セルロース
系廃棄物に適用する場合は、含水メタノールを主成分と
する溶媒と、セルロース系廃棄物とを含有する被処理物
を密閉容器内に収容し、前記密閉容器内を２５０℃〜３
００℃、１０ＭＰａ以上の条件下に加圧加熱処理するこ
とが好ましい。さらに、前記被処理物が二価の銅塩に代
表されるルイス酸触媒を含有してもよい。
【０００６】〔作用効果〕つまり、低分子量アルコール
を主成分とする溶媒と、バイオマス系廃棄物とを含有す
る被処理物を密閉容器内に収容し、前記密閉容器内を前
記低分子量アルコールの超臨界状態に加圧加熱処理する
と、従来の水熱分解処理に比べ、きわめて穏和な条件な
がら、前記バイオマス系廃棄物が分解される条件が得ら
れ、この状態でそのバイオマス系廃棄物が、分解減容化
することがわかり、しかも、この条件でバイオマス系廃
棄物の分解生成物として、炭酸ガスの生成が少なく、効
率よくグルコース誘導体が得られることがわかる。つま
り、穏和な処理条件であることから、比較的簡易なステ
ンレス製耐圧容器などを利用した処理装置が適用できる
とともに、直接的に有価物としてのグルコース誘導体が
効率よく得られ、このグルコース誘導体は、回収利用す
る際に、多岐に渡る有用な利用形態が想定されるので、
バイオマス系廃棄物を有効に利用することが出来るよう
になった。
を主成分とする溶媒と、バイオマス系廃棄物とを含有す
る被処理物を密閉容器内に収容し、前記密閉容器内を前
記低分子量アルコールの超臨界状態に加圧加熱処理する
と、従来の水熱分解処理に比べ、きわめて穏和な条件な
がら、前記バイオマス系廃棄物が分解される条件が得ら
れ、この状態でそのバイオマス系廃棄物が、分解減容化
することがわかり、しかも、この条件でバイオマス系廃
棄物の分解生成物として、炭酸ガスの生成が少なく、効
率よくグルコース誘導体が得られることがわかる。つま
り、穏和な処理条件であることから、比較的簡易なステ
ンレス製耐圧容器などを利用した処理装置が適用できる
とともに、直接的に有価物としてのグルコース誘導体が
効率よく得られ、このグルコース誘導体は、回収利用す
る際に、多岐に渡る有用な利用形態が想定されるので、
バイオマス系廃棄物を有効に利用することが出来るよう
になった。
【０００７】この際、前記低分子量アルコールとしてメ
タノールを主成分とする溶媒を用いると、２４０℃以
上、より好ましくは、２５０℃〜３００℃、かつ、８．
０９ＭＰａ以上、好ましくは１０ＭＰａ以上の条件下に
加圧加熱処理することにより、水の超臨界状態よりもき
わめて穏和なメタノールの超臨界状態を形成して、上述
の効果が得られ、具体的には、メタノールとバイオマス
系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に収容し、
前記密閉容器内を２５０℃に加熱すると、メタノールが
超臨界状態になり、バイオマス系廃棄物に含まれるデン
プン、セルロースの糖鎖が切断される加溶媒分解反応が
進行するようになると考えられる。また、このような場
合、前記溶媒が水を含むものであれば、水が超臨界状態
にはならないまでも、糖鎖を切断する反応性を向上させ
ることが出来、通常は、より分解しにくいセルロースを
分解させるのに適した条件を作ることが出来る。尚、前
記溶媒として含水メタノールを用いる場合には、たとえ
ば、メタノールと水を３：１〜５：１（ｖ／ｖ）の割合
で含有するものが有効に用いられる。
タノールを主成分とする溶媒を用いると、２４０℃以
上、より好ましくは、２５０℃〜３００℃、かつ、８．
０９ＭＰａ以上、好ましくは１０ＭＰａ以上の条件下に
加圧加熱処理することにより、水の超臨界状態よりもき
わめて穏和なメタノールの超臨界状態を形成して、上述
の効果が得られ、具体的には、メタノールとバイオマス
系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に収容し、
前記密閉容器内を２５０℃に加熱すると、メタノールが
超臨界状態になり、バイオマス系廃棄物に含まれるデン
プン、セルロースの糖鎖が切断される加溶媒分解反応が
進行するようになると考えられる。また、このような場
合、前記溶媒が水を含むものであれば、水が超臨界状態
にはならないまでも、糖鎖を切断する反応性を向上させ
ることが出来、通常は、より分解しにくいセルロースを
分解させるのに適した条件を作ることが出来る。尚、前
記溶媒として含水メタノールを用いる場合には、たとえ
ば、メタノールと水を３：１〜５：１（ｖ／ｖ）の割合
で含有するものが有効に用いられる。
【０００８】前記被処理物が、酢酸銅（ＩＩ）等の二価
の銅塩を含んでいる場合に収率よくグルコースが得ら
れ、また、メタノールによる反応では、デンプンよりも
反応性の低いセルロースであっても、高い収率でグルコ
ースが得られることから、この反応は、触媒によって促
進されることも明らかにされており、被処理物にルイス
酸触媒を含有させてあれば、さらに、収率よく処理が行
えることがわかる。
の銅塩を含んでいる場合に収率よくグルコースが得ら
れ、また、メタノールによる反応では、デンプンよりも
反応性の低いセルロースであっても、高い収率でグルコ
ースが得られることから、この反応は、触媒によって促
進されることも明らかにされており、被処理物にルイス
酸触媒を含有させてあれば、さらに、収率よく処理が行
えることがわかる。
【０００９】その結果、従来は過酷な条件で、再利用不
可能で主に環境問題を生起する生成物を生じてしまい、
エネルギー、コスト面でともに不利であったバイオマス
系廃棄物処理を、比較的穏和な条件で、工業上きわめて
有用な有価物を生成することのできる処理方法に転換す
ることが可能となるので、省エネルギー、環境保全等に
大きく寄与することが出来るようになった。
可能で主に環境問題を生起する生成物を生じてしまい、
エネルギー、コスト面でともに不利であったバイオマス
系廃棄物処理を、比較的穏和な条件で、工業上きわめて
有用な有価物を生成することのできる処理方法に転換す
ることが可能となるので、省エネルギー、環境保全等に
大きく寄与することが出来るようになった。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明のバイオマス系廃棄物処理
方法は、低分子量アルコールを主成分とする溶媒と、バ
イオマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に
収容し、前記密閉容器内を前記低分子量アルコールの超
臨界状態に加圧加熱処理することにより、バイオマス系
廃棄物を主にグルコース誘導体に変換するものである。
に基づいて説明する。本発明のバイオマス系廃棄物処理
方法は、低分子量アルコールを主成分とする溶媒と、バ
イオマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に
収容し、前記密閉容器内を前記低分子量アルコールの超
臨界状態に加圧加熱処理することにより、バイオマス系
廃棄物を主にグルコース誘導体に変換するものである。
【００１１】具体的には、木材、紙、紙パルプ製品、農
産物、食品、都市ゴミ中に含まれる多糖類系物質等のバ
イオマス系廃棄物を被処理物として、メタノール、エタ
ノール等、分子量の小さな、いわゆる低級アルコールの
超臨界状態で処理する。この超臨界状態は、メタノール
の場合Ｔｃ＝２４０℃、Ｐｃ＝８．０９ＭＰａで得られ
ることが知られており、さらに具体的には、２５０℃〜
３００℃、かつ、１０ＭＰａ以上の条件下で処理する。
これにより、通常用いられる水の臨界状態（Ｔｃ＝３７
４℃、Ｐｃ＝２２ＭＰａ）よりもきわめて穏和な条件下
でバイオマス系廃棄物の分解処理を行えるとともに、生
成物としてグルコース誘導体を得られる。
産物、食品、都市ゴミ中に含まれる多糖類系物質等のバ
イオマス系廃棄物を被処理物として、メタノール、エタ
ノール等、分子量の小さな、いわゆる低級アルコールの
超臨界状態で処理する。この超臨界状態は、メタノール
の場合Ｔｃ＝２４０℃、Ｐｃ＝８．０９ＭＰａで得られ
ることが知られており、さらに具体的には、２５０℃〜
３００℃、かつ、１０ＭＰａ以上の条件下で処理する。
これにより、通常用いられる水の臨界状態（Ｔｃ＝３７
４℃、Ｐｃ＝２２ＭＰａ）よりもきわめて穏和な条件下
でバイオマス系廃棄物の分解処理を行えるとともに、生
成物としてグルコース誘導体を得られる。
【００１２】さらに、具体的にこのような条件を得るに
は、メタノールを主成分とする溶媒と、前記被処理物と
を適度な割合で混合して密閉容器内に収容して、前記密
閉容器内を加熱すれば、収容された溶媒が超臨界状態に
まで加熱加圧されるので、前記被処理物の量及び前記密
閉容器内容量との関係から容易に設定することが出来
る。
は、メタノールを主成分とする溶媒と、前記被処理物と
を適度な割合で混合して密閉容器内に収容して、前記密
閉容器内を加熱すれば、収容された溶媒が超臨界状態に
まで加熱加圧されるので、前記被処理物の量及び前記密
閉容器内容量との関係から容易に設定することが出来
る。
【００１３】また、前記被処理物に、酢酸銅（ＩＩ）等
の二価の銅塩を含ませておくこともでき、これにより分
解反応を促進させられる。具体的には、酢酸銅（Ｉ
Ｉ）、シュウ酸銅（ＩＩ）等の二価の銅塩が有効に用い
られるが、他にチタンや、ランタノイド金属の化合物群
で、ルイス酸として用いられるものが利用できる。
の二価の銅塩を含ませておくこともでき、これにより分
解反応を促進させられる。具体的には、酢酸銅（Ｉ
Ｉ）、シュウ酸銅（ＩＩ）等の二価の銅塩が有効に用い
られるが、他にチタンや、ランタノイド金属の化合物群
で、ルイス酸として用いられるものが利用できる。
【００１４】このようなバイオマス系廃棄物処理方法を
行うバイオマス系廃棄物処理の試験装置としては、たと
えば（株）耐圧硝子工業社製ＴＳＣ−００２型超臨界反
応装置等の耐圧反応装置を前記密閉容器として用い、実
用的装置は図１に示す装置構成により実現できる。
行うバイオマス系廃棄物処理の試験装置としては、たと
えば（株）耐圧硝子工業社製ＴＳＣ−００２型超臨界反
応装置等の耐圧反応装置を前記密閉容器として用い、実
用的装置は図１に示す装置構成により実現できる。
【００１５】図１に示すように、バイオマス系廃棄物処
理装置は、密閉容器としての耐圧反応装置１（内装ＳＵ
Ｓ３１６製）を備えており、その耐圧反応装置１の上流
側に、溶媒としてのメタノール及び水を所定比率で供給
する溶媒供給路２１を設けるとともにバイオマス系廃棄
物供給路２２を設けてあり、これらを混合した被処理物
を調整する被処理物混合機２を備えて、前記被処理物混
合機２で調整された被処理物を前記耐圧反応装置１に供
給自在に構成してある。
理装置は、密閉容器としての耐圧反応装置１（内装ＳＵ
Ｓ３１６製）を備えており、その耐圧反応装置１の上流
側に、溶媒としてのメタノール及び水を所定比率で供給
する溶媒供給路２１を設けるとともにバイオマス系廃棄
物供給路２２を設けてあり、これらを混合した被処理物
を調整する被処理物混合機２を備えて、前記被処理物混
合機２で調整された被処理物を前記耐圧反応装置１に供
給自在に構成してある。
【００１６】また、前記耐圧反応装置１は、加熱装置１
１及び攪拌装置１２を備え、供給される被処理物を容器
内で均一に加熱加圧してバイオマス系廃棄物を溶媒によ
って分解処理できる構成としてある。さらに、前記耐圧
反応装置１の下流側には、その耐圧反応装置１から排出
される反応済みの被処理物を受けて冷却する冷却装置
３、冷却された被処理物を固液分離する固液分離装置
４、固液分離された被処理物からグルコース誘導体を回
収する回収装置５を設けてなる後処理装置を備える。
１及び攪拌装置１２を備え、供給される被処理物を容器
内で均一に加熱加圧してバイオマス系廃棄物を溶媒によ
って分解処理できる構成としてある。さらに、前記耐圧
反応装置１の下流側には、その耐圧反応装置１から排出
される反応済みの被処理物を受けて冷却する冷却装置
３、冷却された被処理物を固液分離する固液分離装置
４、固液分離された被処理物からグルコース誘導体を回
収する回収装置５を設けてなる後処理装置を備える。
【００１７】尚、上述の反応に触媒を用いる場合には、
前記被処理物混合機に触媒を供給する触媒供給路を設け
てあっても良い。この触媒としては、酢酸銅（ＩＩ）等
のルイス酸触媒を投入すればよいが、このような触媒は
次第に失活するので、通常反応毎に追加供給する必要が
ある。他に用いられる触媒としては、シュウ酸銅等があ
る。前記後処理装置には、さらに、固液分離された固体
成分を、用いた溶媒と同様の溶媒を用いて洗浄する洗浄
装置を設けることが出来る。これにより、得られたグル
コース誘導体の収率をさらに向上させられる。また、冷
却装置には、廃熱回収装置を連設することが出来、これ
により装置全体としてのエネルギー効率を向上させるこ
とが出来る。
前記被処理物混合機に触媒を供給する触媒供給路を設け
てあっても良い。この触媒としては、酢酸銅（ＩＩ）等
のルイス酸触媒を投入すればよいが、このような触媒は
次第に失活するので、通常反応毎に追加供給する必要が
ある。他に用いられる触媒としては、シュウ酸銅等があ
る。前記後処理装置には、さらに、固液分離された固体
成分を、用いた溶媒と同様の溶媒を用いて洗浄する洗浄
装置を設けることが出来る。これにより、得られたグル
コース誘導体の収率をさらに向上させられる。また、冷
却装置には、廃熱回収装置を連設することが出来、これ
により装置全体としてのエネルギー効率を向上させるこ
とが出来る。
【００１８】前記回収装置５では、後処理装置で回収さ
れた液体成分から、溶媒を留去することにより、グルコ
ース誘導体を析出回収するとともに、留去された溶媒を
再度反応用の溶媒としてリサイクル利用する。
れた液体成分から、溶媒を留去することにより、グルコ
ース誘導体を析出回収するとともに、留去された溶媒を
再度反応用の溶媒としてリサイクル利用する。
【００１９】上述のような装置構成に基づけば、以下の
実施例の結果から、効率よくバイオマス系廃棄物の処理
が行えることが明らかになった。
実施例の結果から、効率よくバイオマス系廃棄物の処理
が行えることが明らかになった。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 〔実施例１〕バイオマス系廃棄物の一例として、可溶性
デンプン０．９ｇ、及び、溶媒の一例としてメタノール
８．０ｍｌを混合して被処理物とし、内容量２３．５ｍ
ｌの耐圧反応装置中に導入し、密閉後２５０℃にまで加
熱した。すると、前記容器内は超臨界状態になり、前記
処理条件となっていた。この状態を維持し、経時的に分
解生成物の組成をクロマトグラフィー（ＧＬＣ、ＨＰＬ
Ｃ、ＴＬＣ等を併用）により追跡したところ、デンプン
は次第に分解し始めオリゴ糖を生成するが、３０分後に
は、ほぼ定量的にメチルグルコシド、もしくは、さらに
メチル化の進んだＯ−メチル誘導体に変換されることが
わかった。また、これ以上反応を維持したが、溶媒が付
加したＯ−メチル誘導体が増加する傾向を示すだけで、
これ以上の分解反応は進まないことがわかった。
する。 〔実施例１〕バイオマス系廃棄物の一例として、可溶性
デンプン０．９ｇ、及び、溶媒の一例としてメタノール
８．０ｍｌを混合して被処理物とし、内容量２３．５ｍ
ｌの耐圧反応装置中に導入し、密閉後２５０℃にまで加
熱した。すると、前記容器内は超臨界状態になり、前記
処理条件となっていた。この状態を維持し、経時的に分
解生成物の組成をクロマトグラフィー（ＧＬＣ、ＨＰＬ
Ｃ、ＴＬＣ等を併用）により追跡したところ、デンプン
は次第に分解し始めオリゴ糖を生成するが、３０分後に
は、ほぼ定量的にメチルグルコシド、もしくは、さらに
メチル化の進んだＯ−メチル誘導体に変換されることが
わかった。また、これ以上反応を維持したが、溶媒が付
加したＯ−メチル誘導体が増加する傾向を示すだけで、
これ以上の分解反応は進まないことがわかった。
【００２１】〔実施例２〕実施例１の被処理物に、さら
に酢酸銅（ＩＩ）を、バイオマス系廃棄物のグルコース
単位量に対し０．１当量混合してある条件下で、同様に
反応を行ったところ、実施例１の場合に比して２〜３倍
程度速やかに分解が進行し、デンプンがほぼ定量的にメ
チルグルコシド、もしくは、Ｏ−メチル誘導体に変換さ
れることがわかり、より、反応が促進されていることが
わかった。
に酢酸銅（ＩＩ）を、バイオマス系廃棄物のグルコース
単位量に対し０．１当量混合してある条件下で、同様に
反応を行ったところ、実施例１の場合に比して２〜３倍
程度速やかに分解が進行し、デンプンがほぼ定量的にメ
チルグルコシド、もしくは、Ｏ−メチル誘導体に変換さ
れることがわかり、より、反応が促進されていることが
わかった。
【００２２】〔実施例３〕実施例１の被処理物の溶媒を
メタノール水（含水率２５％）に変えて同様の反応を行
ったところ、ほぼ、１０分でデンプンの全量が分解さ
れ、グルコースが主生成物として生成し、速やかな反応
が生起していることがわかった。しかしながら、炭酸ガ
ス等の低分子化合物が副生していることもわかり、水の
添加により、反応性が向上していることがわかった。つ
まり、グルコース骨格の分解反応も起きるため、溶媒と
して水を添加する場合には、その添加量や反応時間を適
切に設定する必要が生じることがわかる。
メタノール水（含水率２５％）に変えて同様の反応を行
ったところ、ほぼ、１０分でデンプンの全量が分解さ
れ、グルコースが主生成物として生成し、速やかな反応
が生起していることがわかった。しかしながら、炭酸ガ
ス等の低分子化合物が副生していることもわかり、水の
添加により、反応性が向上していることがわかった。つ
まり、グルコース骨格の分解反応も起きるため、溶媒と
して水を添加する場合には、その添加量や反応時間を適
切に設定する必要が生じることがわかる。
【００２３】〔実施例４〕実施例１の被処理物の可溶性
デンプンをセルロース材料（濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ社製
Ｎｏ．１）、ティッシュペーパー、段ボール紙）０．４
５ｇに変え、同様の反応を行ったところ、いずれのセル
ロース材料を用いた場合も、徐々に反応が進んでいるこ
とがわかるものの、その速度は遅く、３０分かかって
も、メチルグルコシド、もしくは、Ｏ−メチル誘導体の
収率は１０％以下にとどまっている（濾紙の場合）こと
がわかった。
デンプンをセルロース材料（濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ社製
Ｎｏ．１）、ティッシュペーパー、段ボール紙）０．４
５ｇに変え、同様の反応を行ったところ、いずれのセル
ロース材料を用いた場合も、徐々に反応が進んでいるこ
とがわかるものの、その速度は遅く、３０分かかって
も、メチルグルコシド、もしくは、Ｏ−メチル誘導体の
収率は１０％以下にとどまっている（濾紙の場合）こと
がわかった。
【００２４】〔実施例５〕実施例４における反応温度を
３００℃に変えて同様に実験したところ、メチルグルコ
シド、もしくは、Ｏ−メチル誘導体の収率は３０分にて
６０％程度（濾紙の場合）となることがわかった。実施
例４，５より、反応温度が高いほどグルコース誘導体の
収率が向上することが予想される。しかしながら、エネ
ルギー効率との関係から３００℃程度で十分であること
がわかった。
３００℃に変えて同様に実験したところ、メチルグルコ
シド、もしくは、Ｏ−メチル誘導体の収率は３０分にて
６０％程度（濾紙の場合）となることがわかった。実施
例４，５より、反応温度が高いほどグルコース誘導体の
収率が向上することが予想される。しかしながら、エネ
ルギー効率との関係から３００℃程度で十分であること
がわかった。
【００２５】〔実施例６〕実施例５における被処理物の
溶媒をメタノール水（含水率２５％）に代えて同様の反
応を行ったところ、いずれのセルロース材料の場合も実
施例４の場合に比べて速やかに反応が起きていることが
わかった。尚、分解生成物には、炭酸ガス等、低分子物
質が含まれており、実施例３同様にグルコース骨格の分
解反応が併発していることもわかった。また、バイオマ
ス系廃棄物としては、デンプン、濾紙、ティッシュペー
パー、段ボール紙の順に反応性が低下していることもわ
かった。
溶媒をメタノール水（含水率２５％）に代えて同様の反
応を行ったところ、いずれのセルロース材料の場合も実
施例４の場合に比べて速やかに反応が起きていることが
わかった。尚、分解生成物には、炭酸ガス等、低分子物
質が含まれており、実施例３同様にグルコース骨格の分
解反応が併発していることもわかった。また、バイオマ
ス系廃棄物としては、デンプン、濾紙、ティッシュペー
パー、段ボール紙の順に反応性が低下していることもわ
かった。
【００２６】〔実施例７〕実施例５の被処理物に、さら
に酢酸銅（ＩＩ）を、前記バイオマス系廃棄物のグルコ
ース当量に対して０．１当量混合してある条件下で、同
様の実験を行ったところ、いずれのセルロース材料の場
合も実施例４の場合に比べて速やかに反応が起きている
ことがわかった。つまり、この場合でもルイス酸触媒
は、反応を促進する役目を果たし、特にセルロース系廃
棄物の処理を行う場合に有用であることがわかる。 〔比較例１〕実施例５における溶媒を水に変え、同様の
実験を行ったところ、水は亜臨界状態に達したが、超臨
界には達しなかった。しかし、グルコース骨格を有する
生成物はほとんど得られず、ほぼ完全に低分子量物質に
まで分解反応が進んでしまうことがわかった。 〔比較例２〕比較例１における反応温度を２５０℃とし
て同様の反応を行ったところ、反応速度が低下するだけ
で、生成物は、やはり低分子量物質となることがわかっ
た。つまり、本発明の処理方法としては適さなくなるこ
とがわかった。
に酢酸銅（ＩＩ）を、前記バイオマス系廃棄物のグルコ
ース当量に対して０．１当量混合してある条件下で、同
様の実験を行ったところ、いずれのセルロース材料の場
合も実施例４の場合に比べて速やかに反応が起きている
ことがわかった。つまり、この場合でもルイス酸触媒
は、反応を促進する役目を果たし、特にセルロース系廃
棄物の処理を行う場合に有用であることがわかる。 〔比較例１〕実施例５における溶媒を水に変え、同様の
実験を行ったところ、水は亜臨界状態に達したが、超臨
界には達しなかった。しかし、グルコース骨格を有する
生成物はほとんど得られず、ほぼ完全に低分子量物質に
まで分解反応が進んでしまうことがわかった。 〔比較例２〕比較例１における反応温度を２５０℃とし
て同様の反応を行ったところ、反応速度が低下するだけ
で、生成物は、やはり低分子量物質となることがわかっ
た。つまり、本発明の処理方法としては適さなくなるこ
とがわかった。
【図１】本発明のバイオマス系廃棄物処理方法に用いる
装置の概略図
装置の概略図
１ 耐圧反応装置 １１ 加熱装置 １２ 攪拌装置 ２ 被処理物混合機 ２１ 溶媒供給路 ２２ バイオマス系廃棄物供給路 ３ 冷却装置 ４ 固液分離装置 ５ 回収装置
Claims (6)
- 【請求項１】 低分子量アルコールを主成分とする溶媒
と、バイオマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容
器内に収容し、前記密閉容器内を前記低分子量アルコー
ルの超臨界状態に加圧加熱処理するバイオマス系廃棄物
処理方法。 - 【請求項２】 メタノールを主成分とする溶媒と、バイ
オマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に収
容し、前記密閉容器内を２４０℃以上、８．０９ＭＰａ
以上の条件下に加圧加熱処理するバイオマス系廃棄物処
理方法。 - 【請求項３】 メタノールを主成分とする溶媒と、バイ
オマス系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内に収
容し、前記密閉容器内を２５０℃〜３００℃、１０ＭＰ
ａ以上の条件下に加圧加熱処理するバイオマス系廃棄物
処理方法。 - 【請求項４】 含水メタノールを主成分とする溶媒と、
セルロース系廃棄物とを含有する被処理物を密閉容器内
に収容し、前記密閉容器内を２５０℃〜３００℃、１０
ＭＰａ以上の条件下に加圧加熱処理するバイオマス系廃
棄物処理方法。 - 【請求項５】 前記被処理物がルイス酸触媒を含有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイオマス系廃棄
物処理方法。 - 【請求項６】 前記ルイス酸触媒が、二価の銅塩を含む
請求項５に記載のバイオマス系廃棄物処理方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35910199A JP2001170601A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | バイオマス系廃棄物処理方法 |
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|---|---|---|---|
| JP35910199A JP2001170601A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | バイオマス系廃棄物処理方法 |
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| JP2006292726A Division JP4247692B2 (ja) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | 多糖類系物質処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001170601A true JP2001170601A (ja) | 2001-06-26 |
| JP2001170601A5 JP2001170601A5 (ja) | 2006-12-14 |
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|---|---|---|---|
| JP35910199A Pending JP2001170601A (ja) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | バイオマス系廃棄物処理方法 |
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| JP2005296906A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-10-27 | Shiro Saka | 各種脂肪族アルコールに水を添加した混合溶媒を用いて、アルコールの超臨界条件または亜臨界条件にて処理するバイオマス処理方法 |
| WO2006080324A1 (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | セルロース系高分子の選別除去方法および装置 |
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| JP2009261275A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Kawasaki Plant Systems Ltd | セルロース系バイオマスの糖化分解方法及び糖化分解装置 |
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| US9404135B2 (en) | 2010-09-03 | 2016-08-02 | Mitsubishi Heavy Industries Mechatronics Systems, Ltd. | Biomass decomposition apparatus and method thereof, and sugar-solution production system using biomass material |
| US9567558B2 (en) | 2010-07-09 | 2017-02-14 | Mitsubishi Hitachi Power Systems Environmental Solutions, Ltd. | Biomass hydrothermal decomposition system and saccharide-solution production method using biomass material |
| US9850511B2 (en) | 2010-07-09 | 2017-12-26 | Mitsubishi Hitachi Power Systems Environmental Solutions, Ltd. | Biomass processing system and saccharide-solution production method using biomass material |
| US10792588B2 (en) | 2008-02-01 | 2020-10-06 | Mitsubishi Hitachi Power Systems Environmental Solutions, Ltd. | Organic material production system using biomass material and method |
| US11236369B2 (en) | 2010-07-06 | 2022-02-01 | Mitsubishi Heavy Industries Power Environmental Solutions, Ltd. | Fermentation system and fermentation method using saccharide solution |
-
1999
- 1999-12-17 JP JP35910199A patent/JP2001170601A/ja active Pending
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