JP2003517825A - 植物バイオマスを流体相と果肉状の粘度を有する固体を含む相とに連続的に分離する方法 - Google Patents

植物バイオマスを流体相と果肉状の粘度を有する固体を含む相とに連続的に分離する方法

Info

Publication number
JP2003517825A
JP2003517825A JP2001546269A JP2001546269A JP2003517825A JP 2003517825 A JP2003517825 A JP 2003517825A JP 2001546269 A JP2001546269 A JP 2001546269A JP 2001546269 A JP2001546269 A JP 2001546269A JP 2003517825 A JP2003517825 A JP 2003517825A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
juice
soluble
plant biomass
soluble juice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001546269A
Other languages
English (en)
Inventor
ハンセン，グラム
グラス，ステファン
Original Assignee
２ベー・アクチェンゲゼルシャフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ２ベー・アクチェンゲゼルシャフト filed Critical ２ベー・アクチェンゲゼルシャフト
Publication of JP2003517825A publication Critical patent/JP2003517825A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/37—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K30/00—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F5/00—Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
    • C05F5/006—Waste from chemical processing of material, e.g. diestillation, roasting, cooking
    • C05F5/008—Waste from biochemical processing of material, e.g. fermentation, breweries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F9/00—Fertilisers from household or town refuse
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • 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
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production
    • 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
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 植物バイオマス（２１）は、調整容器（２５）の攪拌手段（２７）を備えた混合領域（２６）に供給（２２、２４）される。次のステップ（３９）から再循環（４０）される水溶性ジュース（３０）は、混合領域（２６）に供給（２９）される。混合物は、処理装置（３３）に供給（３２）される。処理装置の動作は、懸濁液流中における流速勾配の形成を含んでいる。この勾配は、植物バイオマスの細胞を開放して、植物バイオマスの内容物を水溶性ジュース中に遊離させる。スラリー（３４）が形成され、このスラリーは、セパレータ（３５）に供給されて、水溶性ジュース（３６）とマッシュ（３７）とに分割される。マッシュは除去される（３８）。水溶性ジュースは、主部（４０）と副部（４１）とに分割（３９）される。主部（４０）が混合領域（２６）へと再循環され且つ副部（４１）が除去されることを考えると、主部と副部との比率によって、プロセスに入る水とプロセスから出る水との間でバランスがとられる。前記比率は、約４：１よりも大きいことが好ましい。処理装置（３３）は、その幅が１ｍｍよりも大きい有効剪断ギャップを有していることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、植物バイオマスを、流体相と、果肉状の粘度を有する固定を含む相
とに連続的に分離する方法に関する。流体相および固体を含む相は、共に、更な
る利用に供じられる。すなわち、流体相および固体を含む相は、産業的に有用で
ある。方法の出発材料は、本質的に含水状態で取り込まれる植物バイオマスであ
る。
【０００２】 本発明の方法が適用可能な植物バイオマスは、天然の含水状態で或は工業的に
処理された含水状態で取り込むことができる。
【０００３】 工業的に処理された含水状態で取り込まれる植物バイオマスの例は、使用済み
穀物、特にビールやウイスキー等で利用される使用済み穀物である。
【０００４】 天然の含水状態で取り込まれる植物バイオマスの例は、飼料を生成する新鮮な
原材料、特に牧場からの草である。より一般的に考えられ得る天然の含水状態の
植物バイオマスの例は、特に蛋白質含有量や糖質含有量が高い新鮮な植物または
植物の一部、および、それらの新鮮な残留物である。これは、特に、クローバー
、ルツェルン、草（前述した）を含むが、マメ科植物、ダイズ、サトウモロコシ
、辛子、コラードの若葉（マリファナ）、カブ、バナナの葉、バガス、ブドウの
皮、殻／皮、柑橘類の果実および種なし果実のかす等の果実のかす、ウキクサ、
ホテイアオイ等の繁茂する水生植物、その他も含んでいる。
【０００５】 細断された新鮮な葉の茂った青果、または、本質的にその天然の含水状態で取
り込まれた他の細断された植物バイオマスを、まず、ミキサー内で処理して所望
の添加剤を添加し、その後、プレス内で処理して、蛋白質やクロロフィルを抽出
できる絞り汁（ジュース）と経済的に乾燥可能なプレスケーキとを生成すること
は、例えばＵＳ−Ａ−３６８４５２０、ＦＲ−Ａ−２２９４６４７、ＦＲ−Ａ−
２２９４６４８から知られている。
【０００６】 ＵＳ−Ａ−３６８４５２０には、特に、プレス（圧縮）によって天然の植物組
織を破壊することにより、通常において植物の構造的な組織により互いに分離さ
れる様々な物質を相互に接触できるようにして、これらの物質の幾つかを分解さ
せることが開示されている。
【０００７】 ＦＲ−Ａ−２２９４６４７やＦＲ−Ａ−２２９４６４８には、特に、プレスか
ら再循環される絞り汁をミキサーに供給して、処理される材料と再循環された絞
り汁とを混合することが開示されている。目的は、熱を使用することであり、も
しあれば、再循環された汁に薬品を含ませることである。再循環される絞り汁の
重量は、処理されるバイオマスの乾燥重量の約３倍であり、生成物抽出のために
流出される絞り汁の重量よりも少ないことが開示されている。また、混合工程の
前に、バイオマスを、ハンマーミルでの粉砕や引き裂き等によって、機械的に粉
砕することも開示している。
【０００８】 また、前述した従来技術のプロセスに若干類似したプロセスが、ＥＰ−Ａ−０
２１３６０５から知られている。ＥＰ−Ａ−０２１３６０５では、サトウキビ（
バガスではない）からのバイオマスが乾燥分留（ｄｒｙ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔ
ｉｏｎ）され、繊維状片および非繊維状片、すなわち、外皮と維管束とを備えた
厚壁細胞に対応する繊維状片と、柔細胞に対応する非繊維状片とが生成される。
最初に、一片のサトウキビをブレードで粉砕することにより、直径２ｃｍ〜６ｃ
ｍの細断された材料を得て、その後、これを乾燥して細分する。非繊維状片は、
飼料や製糖の原料に適した糖質含有量が高い固体材料である。繊維状の生成物は
、このプロセスの開示対象物ではない。
【０００９】 ＧＢ−Ａ−１３７７４３８には、特に、天然の含水状態で供給された植物バイ
オマスを、回転ブレードを備えた容器に供給するとともに、植物バイオマスから
分離された水溶性ジュースの一部を容器に再循環させて、青汁の当該一部の中に
浮遊する原材料のサイズを減少させ、クロロプラスチックプロテインを青汁から
分離し；クリアジュースと称される残留物を残し、細胞蛋白質をクリアジュース
から分離し；ブラウンジュースと称される残留物を残し；シロップを与え或は第
１の工程に再循環されるようにブラウンジュースを濃縮することが開示されてい
る。再循環される液体の重量は、植物バイオマス（アルファルファである）の重
量の１〜３倍である。プロセスは、有用なジュースを生成して動物の飼料に適し
た乾燥部分を残すと言われている。繊維生成物は、このプロセスの開示された対
象ではない。
【００１０】 ＵＳ−Ａ−４４６８４６３には、特に、肥料をグラインダに供給して、肥料か
ら分離された水溶性ジュースの一部をグラインダに再循環することが開示されて
いる。
【００１１】 水溶性ジュース中に植物バイオマスが浮遊して成る懸濁液流を処理して、繊維
を生成する場合、バイオマス中の繊維は、蛋白質および細胞中の他の所望の生成
物といった有用な有機物質を格納する細胞壁を形成するため、細胞壁を粉砕して
有用な有機物質を遊離して回収することができるように、何らかの粉砕作用が必
要となる。
【００１２】 前述した従来技術において、この粉砕作用は、プレス（圧縮）、押し潰し、切
り刻みによって行なわれ、これにより、繊維が無作為に短くされる。また、この
種の処理は、互いから繊維を分離して選び出すことをしない。また、プレス（圧
縮）は、分解されていない細胞壁を有する一体細胞をかなりの割合で含む植物バ
イオマスに適用される場合には、むしろ役に立たない乾燥方法であることが分か
っている。
【００１３】 既知のタイプの粉砕機は、少なくともかなりの程度まで繊維の長さを保ったま
ま、細胞壁を粉砕して小径な繊維を互いから選び出すことに役立つ。この特定の
タイプの粉砕機は、例えば、発行された特許、特許出願、実用新案であるＤＥ−
Ａ−２３３８９６４、ＤＥ−Ｂ−３２３１１６８、ＤＥ−Ａ−３５３３２５５、
ＥＰ−Ｂ−０１３４６９７、ＤＥ−Ｕ−７８−１９８２５、ＤＥ−Ｕ−７８−０
８６９５に開示されており、そのような粉砕機は、例えば、ドイツ国Ｄ−４２５
５１フェルベルトに所在するＳｉｅｆｅｒ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ
ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧから購入することができる。例えば（特に）、その
産業装置ＴＲＩＧＯＮＡＬ（登録商標）タイプＳＭ ２９０を参照。基本的に、
この特定のタイプの粉砕機は、互いに関連付けられたステータ部材とロータ部材
とから成る少なくとも１つの粉砕ステージを有する回転粉砕機である。ステータ
部材およびロータ部材は、ステージの対応する作動ギャップだけ互いに離間する
作動面をそれぞれ有している。作動面は、対応する作動ギャップを挟んで互いに
対向するように配置されている。各作動面にはそれぞれ、切削部材が設けられて
いる。各切削部材は、対応する作動ギャップへと方向付けられるとともに、その
切削エッジにより作動ギャップ内で終端している。回転粉砕機の動作時に、各ス
テージの対応する作動ギャップ内に、一方および他方の作動面の切削エッジ間の
最小接近距離として粉砕ステージの有効剪断ギャップが規定される。
【００１４】 従来、この特定のタイプの粉砕機には、幾らかのキャリア流体（分散媒）また
は媒体中に粉砕された生成物が浮遊して成る懸濁液が供給される。植物バイオマ
スに当てはまるように、これにより、幾らかの水溶性流体を加える必要がある。
なぜなら、植物バイオマスの天然の湿気は、必要な懸濁液を供給するために十分
ではなく、粉砕機を詰まらせるペーストが粉砕動作によって形成されるためであ
る。しかしながら、明らかな経済的理由により、従来、加えられる水溶性流体の
量は、粉砕機を正常に動作し得る極力少ない量、すなわち、材料を適切に扱うこ
とができる必要量を超えない量に維持されている。これは、水溶性流体中に植物
バイオマスが浮遊して成る非常に濃縮された懸濁液として、植物バイオマスが粉
砕機に供給されることを意味している。例えば、前述したＧＢ−Ａ−１３７７４
３８の教示内容では、再循環される液体の重量は、植物バイオマスの重量の１〜
３倍である。したがって、粉砕機は、粉砕されたバイオマス材料が水溶性ジュー
ス中に浮遊して成るスラリーを生成する。このスラリーは、最終的に、水溶性ジ
ュースとマッシュとに分割され、これらの両者は、その後、可能な限り利用され
る。
【００１５】 驚くべきことに、前述したタイプの粉砕機の通常の動作モードを変更して、材
料を適切に扱うことができる必要量を超えるかなりの量の水溶性流体、すなわち
、粉砕機を正常に動作し得る量を超えるかなりの量の水溶性流体を加えた場合、
このような変更、すなわち、非常に多くの水溶性流体を加えることにより、小径
の繊維を互いから選び出し且つ結果として生じたスラリーの長さを保ち且つ植物
バイオマスの細胞に作用して細胞を開放する粉砕機の能力が向上し、細胞の内容
物を水溶性ジュース中に遊離させる得ることが分かった。
【００１６】 前記効果を得るため、粉砕機の最後の粉砕ステージは、固体を含む相の状態に
達するように生成される所定の最大繊維厚の約１０倍を超える幅の有効剪断ギャ
ップを有していることが好ましい。
【００１７】 前記驚くべき効果は、懸濁液流中に流速勾配を形成することによって得られる
と考えられる。この流速勾配は、植物バイオマスの細胞に作用して細胞を開放す
る剪断作用を引き起こすために十分であり、植物バイオマスの内容物を水溶性ジ
ュース中に遊離させることができ、また、主に繊維から成る残留物を残すことが
できる。剪断作用によって、繊維が流れ方向に方向付けられ、これにより、繊維
が粉砕機の長手方向（縦方向）寸法を横切ってカットされることが防止されると
考えられる。
【００１８】 しかしながら、同様の驚くべき効果が、切削部材を全く有さない剪断装置内で
も引き起こされる。そのような剪断装置は、互いに関連付けられたステータ部材
とロータ部材とから成る少なくとも１つの剪断ステージを有している。ステータ
部材およびロータ部材は、ステージの対応する有効剪断ギャップだけ互いに離間
する剪断面をそれぞれ有している。前記剪断面は、対応する有効剪断ギャップを
挟んで互いに対向するように配置されている。
【００１９】 したがって、前記驚くべき効果は、切削部材を有する処理装置を通じたキャリ
ア流体の流れの向上だけに起因するものではなく、それに伴うスラリーの希釈に
も起因している。前述したように、前記驚くべき効果は、基本的に、処理装置を
通じて流れる懸濁流中に流速勾配を形成することによって得られる。この流速勾
配によって、剪断効果が植物バイオマスの細胞に作用する。また、強い剪断作用
によってバイオマスの細胞構造が破壊され、蛋白質、クロロフィル、例えば発酵
物質やバイオガスの生成に有用な他の有機生成物といった有益な生成物をプロセ
スの水溶性ジュースから高い割合で回収することができると考えられる。また、
例えば圧縮によって、処理装置から流出するスラリーから生成されるマッシュの
含水量を特に低くすることが容易になる。繊維の剪断分解される細胞構造によっ
て、含水量が少なくなって、今までに達成することができた以上に乾燥が容易に
なると考えられる。
【００２０】 結局、そのように処理された希釈スラリーが分割され、その結果生じた水溶性
ジュースおよびマッシュの両者は、以下に詳細に説明するように、濃縮スラリー
から得られる水溶性ジュースやマッシュよりも産業的に有用となる今までに得ら
れなかった特性を有すると考えられる。
【００２１】 したがって、本発明の目的は、懸濁液流中に流速勾配を形成するプロセスに植
物バイオマスが晒される前述した種類の方法を提供することである。この場合、
流速勾配は、植物バイオマスの細胞に作用して細胞を開放できる十分な勾配であ
り、植物バイオマスの内容物を水溶性ジュース中に遊離させることができ、一方
、主に繊維から成り且つ固体を含む相の状態に達する残留物が残される。このよ
うに生成された水溶性ジュースおよびマッシュは、産業的に非常に有益であり、
特に、今まで得られたものよりも技術的、経済的に有用である。
【００２２】 本発明の他の目的は、マッシュを含む繊維である果肉状の粘度を有する固体を
含む相と、水溶性ジュースである液体相とにスラリーを分割する前述した種類の
方法を提供することである。この場合、マッシュは、より経済的に乾燥でき且つ
今までよりも興味深い用途に供じることができる長くて薄い有用な繊維を高い割
合で含み、また、水溶性ジュースによって、細胞から生じる蛋白質、クロロフィ
ル、発酵物質といった有用な有機物質を簡単に分離して直接に使用することがで
きる。
【００２３】 本発明の更なる他の目的は、エネルギ回転率の形態が経済的であり、すなわち
、材料の流入および流出を全体にわたって最適化でき、特に、勾配形成処理装置
を通じた水溶性流体の流量に相当する量よりも非常に少ない真水がシステムに供
給され、その結果生じる全ての生成物、すなわち、全ての水溶性ジュースおよび
マッシュが利用され、無駄な生成物が殆どない前述した種類の方法を提供するこ
とである。
【００２４】 これらの目的は、請求項１に定義された方法ステップの組み合わせにより、本
発明にしたがって達成される。その方法の好ましい実施例は、他の請求項に定義
されている。
【００２５】 本発明の方法の幾つかの特定の形態は、以下の通りである。
【００２６】 キャリア流体（分散媒）中にバイオマスが浮遊して成る懸濁液は、従来技術お
よび経済的な対価を単に考慮して必要となるキャリア流体の４倍を超えるキャリ
ア流体で希釈されることが好ましい。すなわち、使用されるキャリア流体の量は
、通常の場合よりも非常に多く、通常の量の５倍であることが好ましい。
【００２７】 随意的に、供給を容易にするため、出発材料として供給される植物バイオマス
を、処理装置に供給する前に、特にキャリア流体と混合する前に、プレカットし
て寸法を小さくしても良い。一般に、寸法が小さくなった材料は、長さが約５ｃ
ｍを超えない長尺な薄片から成る。植物バイオマスが例えば使用済み穀物等の短
い繊維材料から成る場合には、このようなプレカットを省いても良い。
【００２８】 処理装置を節約するため、出発材料中に含まれる可能性がある植物バイオマス
よりも密度が高い石、砂利、砂、ゴミ、および、他の類似の材料等の任意の添加
材料を、出発材料と水溶性ジュースとの混合物から重力によって分離することが
できる。無論、このような分離は、混合物中の出発材料を十分に希釈することに
よって簡単になる。
【００２９】 処理装置を通り過ぎた後、処理装置から流出するキャリア流体中に浮遊するバ
イオマスのスラリーは、水溶性ジュースとマッシュとに分離され、その後、水溶
性ジュースが２つの部分に分割される。これらの部分のうちの第１の部分は、キ
ャリア流体として再利用するために、処理装置内で再循環される。他の部分すな
わち第２の部分は、例えば有益な生成物を抽出するために利用される。また、プ
ロセスから除去される水溶性ジュースのこの第２の部分の量は、所定量の水を含
んでいる。ここに含まれる水の量は、水分平衡をおおまかに維持するとともに、
出発材料として供給される植物バイオマス中に湿気の状態で含まれてプロセスに
流入する水の量と、マッシュ中に湿気の状態で含まれてプロセスから流出する水
の量とを補償する。
【００３０】 簡単に言うと、本発明の方法では、（ａ）ほぼ同じ量の流体（主に、水）が、
出発材料として供給される植物バイオマス中に湿気の状態で含まれてプロセスに
流入するとともに、水溶性ジュースから有益な生成物を抽出することによって残
った水溶性流体残留物の状態でプロセスから流出し、また、マッシュ中に湿気の
状態で含まれてプロセスから流出する；（ｂ）前述したように、プロセスへの流
入量およびプロセスからの流出量よりもかなり多いの量の流体が、処理装置を通
じて流れる。
【００３１】 実際に、処理装置を通じて流れる流体の量は、供給される植物バイオマスすな
わちプロセスに流入して供給される出発材料の乾燥物質含有量によって決まり、
出発材料の乾燥物質含有量の約２０倍〜約５００倍、好ましくは約５０倍〜約２
００倍（ｗ／ｗ）の値に調整される。したがって、処理装置を通じて流れる流体
の量は、互いに略等しいプロセス流入量および流出量よりも十分に多い。
【００３２】 処理装置が回転粉砕機として具現化されようとも、あるいは、前述した種類の
剪断装置として具現化されようとも、処理装置内を循環する多量の流体によって
、最終ステージの有効剪断ギャップがかなり大きくなるように処理装置を構成し
て調整することができる。実際に、有効剪断ギャップは、以下のパラメータに限
定されないが、供給出発材料として使用される植物バイオマスの種類、使用され
る処理装置のタイプ、処理装置の回転速度、処理装置の作動面相互の配置を含む
多くのパラメータにしたがって最適化される。一般に、有効剪断ギャップは、固
体を含む相状態となるべく生成される所定の最大繊維幅の約１０倍を超える幅に
調整される。処理装置の任意のステージにおいて、有効剪断ギャップは、約１ｍ
ｍを超える幅を有していることが好ましい。
【００３３】 懸濁液流内における流体の流れおよび流速勾配を考慮すると、有効剪断ギャッ
プがこのように非常に大きくても、水溶性ジュース中に浮遊するバイオマス材料
に強い剪断作用を与えることができ、その結果、繊維長さが保たれたバイオマス
材料の繊維、例えば、一般には長さが数センチで直径が数十分の一ミリである長
く薄い繊維を生成することができる。今日まで、粉砕機内のバイオマス材料から
、そのような長くて薄いバイオマス材料繊維を経済的に生成することはできなか
った。また、このような繊維を剪断装置内で生成できることは、全く知られてい
なかった。
【００３４】 バイオマス材料から本発明によって長くて薄い繊維を生成できるため、新たな
方法で、以前とは異なる新しい製品のために、バイオマス材料の繊維部分を使用
することができる。一例として、現在、飼料ペレット等の小さい生体適合性ペレ
ットの通常の生産量を凌ぐことができるとともに、園芸、建築、類似の目的で、
強度が高い大きな生体適合性製品、例えばマット、不織布、ボード、成形品、押
出部品を製造することができる。
【００３５】 以下、添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【００３６】 図１には、ＥＰ−Ｂ−０１３４６９７の開示内容に係る従来の回転粉砕機とし
て、典型的な処理装置が参照符号１で示されている。参照符号２で表わされた１
つの粉砕ステージに対応する回転粉砕機１の一部の長手方向断面が示されている
。この粉砕ステージ２において、ステータ部材３およびロータ部材４は、互いに
組合されるとともに、ステージ２の対応する作動ギャップ７だけ互いに離間する
作動面５，６をそれぞれ有している。作動面５，６は、対応する作動ギャップ７
を挟んで互いに対向するように配置されている。各作動面５，６にはそれぞれ、
切削部材８，９が設けられている。各切削部材８，９は、対応する作動ギャップ
７へと方向付けられるとともに、その切削エッジ１０，１１により作動ギャップ
内で終端している。
【００３７】 回転粉砕機１が動作されると、これによって、ステータ３およびロータ４にそ
れぞれ設けられ且つ一方および他方の作動面５，６に対応して配置された切削エ
ッジ１０，１１間の距離が変化する。これにより、粉砕ステージ２の対応する作
動ギャップ７内に、切削エッジ１０，１１間の最小接近距離として、有効剪断ギ
ャップを形成することができる。この有効剪断ギャップは、各切削エッジ１０，
１１の延長線として互いに平行に描かれ且つ距離ｘだけ互いに離間する２つの補
助線によって図１に示された幅を有している。したがって、有効剪断ギャップが
参照符号ｘで示され、有効剪断ギャップの幅の値すなわち寸法がｘであることは
言うまでもない。
【００３８】 しかしながら、前述した種類の剪断装置として、図示しない他の典型的な処理
装置が具体的に示されており、そのデータを以下の実施例４で見出すことができ
る。
【００３９】 図２には、ブロック図を用いて、本発明の方法ステップが示されている。
【００４０】 以下において、本発明の方法ステップを順に説明するが、本発明の方法が連続
的に行なわれるように意図されており、したがって、一般に連続動作で方法ステ
ップが行なわれ、同時に、参照される量を流量として理解しなければならず、そ
の流量を例えば単位時間当たりの重量で互いに比較できることは言うまでもない
。
【００４１】 以下においては、前述したタイプの粉砕機として具体的に図１に示された処理
装置に関して、本発明の方法ステップを説明するが、これは単なる一例であって
、前述したタイプの剪断装置として、処理装置の他の実施例を採用しても良いこ
とは言うまでもない。
【００４２】 ブロック２１は供給された出発材料であり、この出発材料は、最終的に本発明
の方法ステップが施されるとともに、基本的にその天然の含水状態で持ち込まれ
た植物バイオマスから成る。
【００４３】 典型例として、この供給された出発材料は、牧場からの草であっても良い。こ
の場合、矢印２２は、供給された出発材料が任意の既知のタイプの切削機２３に
供給されることを示している。切削機内では、出発材料にプレカット工程が施さ
れ、これにより、出発材料のサイズは、次の方法ステップを行なうために必要な
サイズまで減少される。一般に、サイズの減少後、プレカットされた草材料は、
その長さが例えば約５ｃｍを超えない切断されたブレードから構成される。
【００４４】 切削機２３から排出されたプレカット材料は、矢印２４で示されるように、参
照符号２５で示される調整容器へと供給される。図２に概略的に示されるように
、調整容器２５の上部には、攪拌手段２７を備えた混合領域２６が設けられてい
る。また、調整容器２５は、混合領域２６の下側に配置された沈殿領域２８を有
している。
【００４５】 具体的には、矢印２４で示されるように、切削機２３から排出されたプレカッ
ト材料は、調整容器２５の混合領域２６に供給される。また、矢印２９で示され
るように、この混合領域２６には、ブロック３０によって示された水溶性のジュ
ースも供給される。後述するように、この水溶性のジュースは、次の方法ステッ
プから、調整容器２５の混合領域２６へと再循環される。攪拌手段２７を用いて
、矢印２４，２９で示されるように調整容器２５の混合領域２６に供給された材
料および水溶性のジュースはそれぞれ、互いにかき混ぜられ、これにより、調整
容器２５の混合領域２６内に、材料と水溶性ジュースとの混合物が生成される。
【００４６】 典型的な目的のために出発材料として採用された牧場からの草を用いたこのよ
うな混合は、前述したように切削機２３内で予め行なわれたプレカット処理によ
って可能となる。
【００４７】 更なる典型的な目的のため、天然の短繊維材料から成る出発材料が採用される
場合、例えば、出発材料が使用済みの穀物である場合には、プレカット処理およ
び切削機２３が不要となる場合がある。したがって、この場合、矢印２２が直接
に矢印２４へと繋がる。すなわち、供給された出発材料２１は、調整容器２５の
混合領域２６に直接に供給される。
【００４８】 石、砂利、砂、ゴミ、および、他の類似の材料等の幾つかの異物が、供給され
た出発材料２１とともに、調整容器２５内に入る場合がある。そのような添加材
料は、一般に、植物バイオマスよりも密度が高いため、混合処理中に、出発材料
と水溶性ジュースとの混合物から重力によって分離される。分離された異物は、
その後、調整容器２５の混合領域２６から調整容器２５の沈殿領域２８へと沈ん
で、沈殿領域２８内で集められた後、矢印３１で示されるように、排出されて処
分される。
【００４９】 前述したように異物が取り除かれた出発材料と水溶性ジュースとの混合物は、
矢印３２で示されるように、調整容器２５の混合領域２６から、粉砕機３３へと
供給される。この時、粉砕機３３は動作している。粉砕機３３は、図１を参照し
て前述した回転粉砕機１と同じタイプのものであっても良く、あるいは、これと
等価なものであっても良い。例えば、粉砕機３３は、製紙業界で一般に使用され
るディスクリファイナと類似するものであっても良い。
【００５０】 粉砕機３３に供給された出発材料と水溶性ジュースとの混合物に対する粉砕機
３３の処理によって、最終的に、粉砕されたバイオマス材料と水溶性ジュースと
の混合物（水溶性ジュース中に浮遊する粉砕されたバイオマス材料）から成るス
ラリーが形成される。
【００５１】 このスラリーは、その後、矢印３４で示されるように、粉砕機３３からセパレ
ータ３５へと供給される。このセパレータ３５内で、スラリーは、矢印３６で示
される水溶性ジュースと、矢印３７で示されるマッシュとに分割される。このマ
ッシュは、果肉状（ドロドロ）の粘度を有しており、矢印３７が繋がるブロック
３８で示されるように、最終的にセパレータ３５から除去されて再利用される。
一般に、この説明で典型的な目的のために供給された出発材料として採用される
牧場からの草に当てはまるだけでなく、多くの他の出発材料にも当てはまるが、
除去されたマッシュ３８は、ドロドロの粘度を有する湿性の原繊維状出発材料と
して、長く薄い繊維を含有することにより強度が高い繊維製品の製造に利用され
る。前述したように、そのような生成物は、生体適合性があり、様々な園芸、建
造物および類似の目的、例えば、成形マット、不織布、板、成形品、押し出し成
形品に使用できるように、かなり大きく形成されても良い。
【００５２】 また、例えば湿性の原繊維状出発材料の発酵や酵素分解によって、除去された
マッシュ３８から、他の有機生成物を抽出することができる。
【００５３】 矢印３６で示されるように、セパレータ３５から除去された水溶性のジュース
は、分岐点３９で、２つの等しくない部分、すなわち、矢印４０で示される主部
と、矢印４１で示される副部とに分割される。したがって、単位時間当たりで理
解される連続した動作において、水溶性ジュースの副部（矢印４１）に対する水
溶性ジュース（矢印４０）の主部の重量比は、一方で、副部（矢印４１）の水溶
性ジュースに含まれる水と除去されたマッシュ（矢印３７）内に湿気の形態で含
まれる水とのおおまかな重量バランスを与えるように、また、他方で、副部（矢
印４１）の水溶性ジュースに含まれる水と出発材料として与えられる処理間近の
植物バイオマス（矢印２２や矢印２４）内に湿気の形態で含まれる水とのおおま
かな重量バランスを与えるように、選択される。
【００５４】 セパレータ３５から除去される水溶性ジュースの主部は、調整容器２５の混合
領域２６へと再循環される（矢印４０）。ところで、いくらかの温度制御がプロ
セス中に必要な場合には、再循環された水溶性ジュースの温度を制御することが
できる。
【００５５】 水溶性ジュースの副部は、次の利用（矢印４１）のためにセパレータ３５から
除去される。その一例について以下に説明する。
【００５６】 一般に、この説明中で典型的な目的のために供給される出発材料として採用さ
れる牧場からの草にも当てはまり、また、多くの他の出発材料にも当てはまるが
、所望の高強度の剪断および粉砕作用を得て、所望の長くて薄い繊維をバイオマ
ス材料から製造するためには、水溶性ジュースの副部に対する水溶性ジュースの
主部の（単位時間当たりの）重量比が約４：１よりも大きくなるように調整され
ることが好ましい。すなわち、水溶性ジュースの主部（矢印４０）の流量は、重
量で、水溶性ジュースの副部（矢印４１）の流量の４倍を超える。
【００５７】 また、一般に、この説明中で典型的な目的のために供給される出発材料として
採用される牧場からの草にも当てはまり、また、多くの他の出発材料にも当ては
まるが、粉砕機３３は、その最終的な粉砕段階が有効剪断ギャップを有し且つそ
の幅（図１の参照符号ｘ）が約１ｍｍよりも大きくなるべく調整されるように、
構成されて動作されることが好ましい。
【００５８】 セパレータ３５から除去される水溶性ジュースの副部の利用は、一例として、
ブロック４２によって示された処理から始まっても良い。このブロック４２には
矢印４１が繋がっており、ブロック４２の処理は、蛋白質生成物等の有機生成物
を沈殿させるために、例えば、加熱、ｐＨ調整、沈殿等の工程を含んでいる。そ
の後、処理された混合物は、沈殿した有機生成物を残った流体から分離するため
に、矢印４３で示されるように、ブロック４４で示されるデカンター、フィルタ
、遠心分離機等のセパレータへ供給される。
【００５９】 分離された有機生成物は、その後、矢印４５で示されるように、次の利用のた
めに除去される。除去された有機生成物は、一般に、ブロック４６で示されてお
り、最終的に、熱による乾燥、その後の有機生成物の抽出、熱の回収等の工程に
晒される。
【００６０】 残った流体は、その一部において、水溶性の有機生成物を依然として含んでい
る場合がある。したがって、従来の廃水工場における場合と同様に、残った流体
は、矢印４７で示されるように、ブロック４８で示される嫌気性発酵槽に供給さ
れ、これにより、発酵によってバイオガスが形成される。バイオガスの除去およ
び供給が矢印４９で示されており、浄化された水の除去および供給が矢印５１で
示されている。除去されたバイオガスは、ブロック５０で示されており、燃焼熱
の生成のために利用されても良い。その後、燃焼熱は、例えば再循環される水溶
性ジュース（矢印４０）の温度制御、抽出された有機生成物（ブロック４６）の
乾燥、除去されたマッシュ３８やマッシュから生成された繊維生成物の乾燥のた
めに、プロセスへと再循環される。除去されて浄化された水は、ブロック５２で
示されており、排出されても良く、有用な場合にはプロセスに再循環されても良
い。
【００６１】 先に説明した有機生成物の抽出の幾つかの例は、酵素分解、酵素分解生成物の
付随的な生成を含んでいても良い。
【００６２】 本発明の方法および方法ステップを行なうことにより得られた結果を以下に例
示する。これにより、ウィーネン法にしたがって原繊維が決定される。すなわち
、以下に示された量がヘミセルロースを含まない。
【００６３】 例 １ ２０．５％の原蛋白質と１６．９％の原繊維とをそれ自体で含んでいる乾燥物
質を１３％含有した、新鮮なクローバーと草（初期にカットした）との混合物７
６９２ｋｇを、先に説明した本発明の方法および方法ステップにしたがって処理
した。
【００６４】 この出発材料を約２時間半以内でプロセスに供給した。この間、約１００ｍ３ の水溶性ジュース（水溶性ジュースの主流部）を供給して調整容器に再循環する
とともに、約６．２ｍ３の水溶性ジュース（水溶性ジュースの副流部）をその後
の利用に供じさせた。この場合、水溶性ジュースの主部と副部との間の重量比を
約１６：１にした。約５．７ｍ３の浄化された水を排出した。粉砕機においては
、有効剪断ギャップの幅を約２ｍｍとし、その結果として生じる水溶性ジュース
の有効剪断ギャップを通じた平均流速が約７〜１０ｍ／ｓと計算された。
【００６５】 回収された生成物の一部は以下の通りであった。 ・１７．９％の原蛋白質と３１．４％の原繊維とをそれ自体で含んでいる乾燥
物質を４２％含有した、分離およびプレス後の８８８ｋｇの繊維生成物。この繊
維生成物の乾燥には、約１２３０ＭＪの熱量を必要とした。 ・３８．３％の原蛋白質と６．４％の原繊維とをそれ自体で含んでいる乾燥物
質を３２％含有した、５７５ｋｇの湿性蛋白質生成物。この湿性蛋白質生成物の
乾燥には、約２０６０ＭＪの熱量を必要とした。 ・約５５００ｋｇの水と、３７０ｋｇの水溶性の有機物質と、７２ｋｇの他の
物質とを含む約６０００ｋｇの液体。この液体の処理によって、前述した生成物
を再循環して乾燥させることができる少なくとも約４５０ＫＷｈの電気エネルギ
と約２２５０ＭＪの熱エネルギとを生じる１８５ｍ３のバイオガスを生成するこ
とができた。
【００６６】 以上の結果から明らかなように、この例では、現在再循環されている水溶性ジ
ュースの重量が、処理された植物バイオマスの乾燥重量の約１００倍である。
【００６７】 繊維生成物は、平均直径が０．１ｍｍよりも小さく且つ平均長さが５〜３０ｍ
ｍの繊維を含んでいた。これにより、有利な結合特性を有する繊維生成物が得ら
れる。結合剤を全く使用しないで、繊維生成物を常温圧縮（最大で約８×１０５ Ｎ／ｍ２）することにより、様々な厚さ及び密度（乾燥後、最大で６００ｋｇ／
ｍ３）のボードを形成することができた。そのようなボードは、建築（断熱およ
び防音材料、うさぎ等の小動物を飼うことができるフローリング材料）や園芸（
植物を育てたり植物に水や肥料をやるための下地材料）等の用途に適していた（
最終的には、更に処理を行なった後）。また、繊維生成物は、例えば、生物分解
性の複合材料、マット、成形品、植木鉢の製造、および、馬やうさぎに特に適し
た飼料の製造に適している。
【００６８】 蛋白質生成物は、約３５〜４０％の原蛋白質を含むとともに、豚、鶏、他の動
物の飼料として非常に適する特性を有していた。また、この蛋白質生成物を更に
処理することにより、クロロフィル、リノール酸、フルクタン等の有益な有機物
質を分離して濃縮することができる。
【００６９】 例 ２ １８．５％の乾燥物質を含む新鮮にカットされた長持ちする牧草（後にカット
される）３３１４ｋｇの束を、例１で説明した方法と同様の方法で処理した。処
理温度は６０℃であり、有効剪断ギャップは２ｍｍであった。
【００７０】 全流量が約８８ｍ３の液体（水溶性ジュースの主流部）を用いて、約１時間半
以内で出発材料を処理した。全体で約２．１ｍ３の水溶性ジュースをその後の利
用に供じた。この場合、水溶性ジュースの主部と副部との間の重量比を約４２：
１にした。その結果として生じる水溶性ジュースの有効剪断ギャップを通じた平
均流速が約８〜１１ｍ／ｓと計算された。
【００７１】 回収された生成物の一部（蛋白質の分離はない）は以下の通りであった。 ・３３％の乾燥物質を含む繊維生成物１１６７ｋｇ。 ・約７０ｍ３のバイオガスに変換可能な１３５ｋｇの化学的酸素要求量（ＣＯ
Ｄ）を含む水溶性ジュース２．１ｍ３。
【００７２】 繊維を洗浄することによって、窒素含有率を重量比で０．７％よりも小さくす
ることができ、また、バイオガスの生成に利用できる化学的酸素要求量をかなり
増やすことができた。再循環されるジュースの重量は、処理された植物バイオマ
スの乾燥重量の１５３倍であった。
【００７３】 例 ３ ２４．２％の原蛋白質と１４．８％の原繊維とをそれ自体で含んでいる乾燥物
質を２１％含有した、新鮮な使用済み穀物１２６０ｋｇを、先に説明した本発明
の方法および方法ステップにしたがって処理した。
【００７４】 再び、この出発材料を約１６分以内でプロセスに供給した。この間、約１３．
２ｍ３の水溶性ジュース（水溶性ジュースの主流部）を供給して調整容器に再循
環するとともに、約０．４６ｍ３の水溶性ジュース（水溶性ジュースの副流部）
をその後の利用に供じさせた。この場合、水溶性ジュースの主部と副部との間の
重量比を約２８．７：１にした。粉砕機においては、有効剪断ギャップの幅を約
２ｍｍとし、その結果として生じる水溶性ジュースの有効剪断ギャップを通じた
平均流速が約８〜１１ｍ／ｓと計算された。
【００７５】 回収された生成物の一部は以下の通りであった。 ・１１．５％の原蛋白質と２０．７％の原繊維とをそれ自体で含んでいる乾燥
物質を２８％含有した、５３６ｋｇの繊維生成物。 ・６２．０％の原蛋白質と４．４％の原繊維とをそれ自体で含んでいる乾燥物
質を３５％含有した、５９ｋｇの湿性蛋白質生成物。 ・約５６ｋｇの水溶性の有機物質と灰とを含む約１８００ｋｇの液体。
【００７６】 以上の結果から明らかなように、この例では、現在再循環されている水溶性ジ
ュースの重量が、処理された植物バイオマスの乾燥重量の約５０倍である。
【００７７】 繊維生成物は、平均長さが３〜６ｍｍで且つ平均直径が約０．５ｍｍの繊維を
含んでいた。この繊維生成物は、泥炭の代用品等の用途や燃焼に適していた。
【００７８】 蛋白質生成物は、約６６％の原蛋白質を含むとともに、飼料として、また、人
間の消費（更に処理を行なった後）にも非常に適するとともに、生物分解性プラ
スチック等の製品への充填材としても非常に適する特性を有していた。
【００７９】 前述した例によれば、先に説明した本発明の方法を理解することができる。し
かしながら、原材料の組成や含水率、結果として生じる生成物の組成、歩留り、
含水率は、大きく変化する場合があり、その変化の一部は、例えば分離工程での
供給温度や繊維生成物を脱水するために使用される条件といった動作条件の変化
によるものであることは言うまでもない。
【００８０】 例 ４ この例では、ステータとロータとを備えた１つの剪断ステージを有する剪断装
置が使用される。この場合、ステータおよびロータは、共に、円錐形状を成して
おり、ベース直径が約２０ｃｍ、高さが約１０ｃｍに設定され（円錐形の頂点で
焼く９０°の角度を与える）るとともに、ステータ内からロータが突出する状態
で、互いに同軸に対向して配置されている。ロータおよびステータのそれぞれの
円錐の表面は、厚さが約１２ｍｍで且つ皺すなわち表面粗さが約１．８μｍのミ
ナラル・キャスト・シリコンカーバイドの粗層でカバーされている。これらの粗
面は円錐状の剪断ギャップ分だけ互いに離間しており、剪断ギャップの幅は、最
大で約２ｍｍの任意の適当な幅であり、約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍであること
が好ましく、少なくとも約１ｍｍであることが最も好ましい。ロータは約４８０
０ｒｐｍで回転される。ステータは、先端が切り取られて、軸方向の開口を有し
ている。水溶性ジュースは、前記開口を通じて、１時間に約２５ｍ３の割合で、
剪断装置内に軸方向で導入され、最終的に、円錐状のギャップの基部で、径方向
に排出される。
【００８１】 例１のように、新鮮なクローバーと草（初期にカットされる）との混合物を基
本とする乾燥固体を約１％の重量比で含むスラリーが、また、例２のように、新
鮮にカットされた長持ちする牧草（後にカットされる）を約１％の重量比で含む
スラリーが、この剪断装置に供給されると、その結果として生じる繊維生成物は
、平均長さが約１０ｍｍ〜約４０ｍｍで且つ平均直径が約０．１ｍｍよりも小さ
い繊維を含む。これにより、例１および例２と同様、有利な結合特性を有する繊
維生成物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術を示す目的で、ＥＰ−Ｂ−０１３４６９７の開示内容に係る回転粉砕
機の粉砕ステージの長手方向断面図を示している。
【図２】 本発明の方法ステップを概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
ｘ 有効剪断ギャップの幅 １ 回転粉砕機 ２ 粉砕ステージ ３ ステータ部材 ４ ロータ部材 ５ ステータ部材３の作動面 ６ ロータ部材４の作動面 ７ ステージ１の作動ギャップ ８ ステータ３の作動面５の切削部材 ９ ロータ４の作動面６の切削部材 １０ 切削部材８の切削エッジ １１ 切削部材９の切削エッジ ２１ 供給される出発材料 ２２ 出発材料の供給 ２３ 切削機 ２４ プレカット材料の供給 ２５ 調整容器 ２６ 調整容器の混合領域 ２７ 混合領域の攪拌手段 ２８ 調整容器の沈殿領域 ２９ 水溶性ジュースの供給 ３０ 水溶性ジュース ３１ 異物の排出および処分 ３２ 混合領域からの混合物の供給 ３３ 粉砕機 ３４ 粉砕機からのスラリーの供給 ３５ セパレータ ３６ セパレータからの水溶性ジュース ３７ セパレータからのマッシュ ３８ 除去されたマッシュ ３９ 分岐点 ４０ 主流部 ４１ 副流部 ４２ 水溶性ジュース処理 ４３ 処理された水溶性ジュースの供給 ４４ セパレータ ４５ 有機生成物の供給 ４６ 除去された有機生成物 ４７ 残った流体の供給 ４８ 嫌気性発酵槽 ４９ バイオガスの供給 ５０ 除去されたバイオガス ５１ 浄化された水の供給 ５２ 除去された浄化水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 ップを有していることが好ましい。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 植物バイオマスを、本質的に水溶性ジュースから成る流体相
    と、果肉状の粘度を有する固体を含む相とに連続的に分離する方法であって、両
    方の相は、更なる利用に供じられるようになっており、植物バイオマスは、天然
    の含水状態で与えられるとともに、水溶性ジュースの再循環部分と混合されて水
    溶性ジュース中に浮遊し、水溶性ジュース中に植物バイオマスが浮遊して成る懸
    濁液流が繊維生成のために処理される方法において、 前記処理では、懸濁液流中に流速勾配が形成され、この勾配は、植物バイオマ
    スの細胞に作用してこの細胞を開放するために十分な勾配であるとともに、植物
    バイオマスの内容物を水溶性ジュース中に遊離させることができ、また、主に繊
    維から成る残留物が残され、この残留物は、固体を含む相の状態に達することを
    特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 攪拌手段（２７）を備えた混合領域（２６）を有する調整容
    器（２５）を用意するステップと、 調整容器の混合領域（２６）に植物バイオマス（２１）を供給（２４）するス
    テップと、 方法の次のステップから再循環（４０）される水溶性ジュース（３０）を調整
    容器の混合領域（２６）に供給（２９）するステップと、 調整容器（２５）の混合領域（２６）内に収容された植物バイオマスと水溶性
    ジュースとを攪拌（２７）して、その混合物を生成するステップと、 溶性ジュース中に植物バイオマスが浮遊して成る懸濁液流を繊維生成のために
    処理する処理装置（３３）を用意するステップと、 処理装置（３３）を動作させながら、調整容器（２５）の混合領域（２６）か
    らの混合物（３２）を処理装置（３３）に供給して、水溶性ジュース中に浮遊す
    る処理されたバイオマス材料のスラリーを生成するステップと、 処理装置（３３）からのスラリーをセパレータ（３５）に供給（３４）して、
    スラリーを水溶性ジュースとマッシュとに分割するステップと、 セパレータ（３５）からマッシュを除去（３７）して、除去されたマッシュを
    更なる利用に供じるステップと、 セパレータ（３５）から水溶性ジュースを除去（３６）するステップと、 除去された水溶性ジュースを主部（４０）と副部（４１）とに分割（３９）す
    るステップと、 主部（４０）の水溶性ジュース（３０）を調整容器（２５）の混合領域（２６
    ）に再循環（２９）させるステップと、 副部（４１）の水溶性ジュースを利用に供じ（４２〜５２）させるステップと
    、 を含み、 除去された水溶性ジュース（３６）の主部（４０）および副部（４１）は、一
    方で、副部（４１）の水溶性ジュースに含まれる水と除去されたマッシュ（３７
    、３８）内に湿気の形態で含まれる水とのおおまかな重量バランスを与えるよう
    に、また、他方で、副部（４１）の水溶性ジュースに含まれる水と出発材料（２
    １）として与えられる植物バイオマス（２２）内に湿気の形態で含まれる水との
    おおまかな重量バランスを与えるように、相対的な重量比が調整されることを特
    徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 処理装置は、互いに関連付けられたステータ（３）およびロ
    ータ（４）を備えた少なくとも１つの粉砕ステージ（２）を有する回転粉砕機（
    １）であり、ステータ（３）およびロータ（４）は、ステージ（２）の対応する
    作動ギャップ（７）だけ互いに離間する作動面（５，６）をそれぞれ有し、前記
    作動面（５，６）は、対応する作動ギャップ（７）を挟んで互いに対向するよう
    に配置され、各作動面（５，６）にはそれぞれ切削部材（８，９）が設けられ、
    各切削部材（８，９）は、対応する作動ギャップ（７）へと方向付けられるとと
    もに、その切削エッジ（１０，１１）により作動ギャップ内で終端し、回転粉砕
    機（１）の動作時に、粉砕ステージ（２）の対応する作動ギャップ（７）内に、
    一方および他方の作動面（５，６）の切削エッジ（１０，１１）間の最小接近距
    離として粉砕ステージ（２）の有効剪断ギャップが画定され、 粉砕機の最後の粉砕ステージ（２）は、固体を含む相の状態に達するように生
    成される所定の最大繊維厚の約１０倍を超える幅の有効剪断ギャップ（７）を有
    していることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 処理装置は、互いに関連付けられたステータおよびロータを
    備えた少なくとも１つの剪断ステージを有する剪断装置であり、ステータおよび
    ロータは、ステージの対応する有効剪断ギャップだけ互いに離間する剪断面をそ
    れぞれ有し、前記剪断面は、対応する有効剪断ギャップを挟んで互いに対向する
    ように配置され、 剪断装置の最後の剪断ステージは、固体を含む相の状態に達するように生成さ
    れる所定の最大繊維幅の約１０倍を超える幅の有効剪断ギャップを有しているこ
    とを特徴とする請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 処理装置の任意のステージにおいて、有効剪断ギャップは、
    約１ｍｍを超える幅を有している請求項３または４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 混合領域（２６）の下側に沈殿領域（２８）が配置された調
    整容器（２５）が設けられ、出発材料（２４）と水溶性ジュース（２９）との混
    合物を攪拌する間に、出発バイオマス材料（２１）とともに調整容器（２５）内
    に入り（２４）且つ植物バイオマスよりも密度が高い任意の添加材料を、攪拌さ
    れた混合物から重力によって分離するとともに、調整容器（２７）の混合領域（
    ２６）から調整容器（２５）の沈殿領域（２８）へと沈めてこの沈殿領域内に集
    め、その後に排出する（３１）ことができる請求項２に記載の方法。
  7. 【請求項７】 水溶性ジュースの主部（４０）と水溶性ジュースの副部（４
    １）との重量比が約４：１よりも大きい請求項２に記載の方法。
  8. 【請求項８】 供給（２２）される植物バイオマス（２１）は、調整容器（
    ２５）の混合領域（２６）に供給（２４）される前に、プレカット（２３）され
    て寸法が減少される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 除去されたマッシュ（３８）は、繊維製品の製造に利用され
    、また、随意的に、他の有機生成物の抽出に利用される請求項１乃至８のいずれ
    か１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 副部（４１）の水溶性ジュースは、有機生成物の抽出（４
    ４〜４６）のために利用（４２，４３）される請求項１乃至８のいずれか１項に
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】 副部（４１）の水溶性ジュースは、有機生成物の発酵（４
    ８）、および、燃焼熱の形成に利用されるバイオガスの付随的な生成（４９，５
    ０）のために利用（４２，４３，４７）される請求項１乃至８のいずれか１項に
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】 燃焼熱は、生成された繊維生成物（３８）や抽出された有
    機生成物（４６）のために利用される請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 有機生成物の抽出（４５，４６）は、発酵または酵素分解
    、および、発酵または酵素分解生成物の付随的な生成を含んでいる請求項９乃至
    １１のいずれか１項に記載の方法。
JP2001546269A 1999-12-20 2000-12-13 植物バイオマスを流体相と果肉状の粘度を有する固体を含む相とに連続的に分離する方法 Pending JP2003517825A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99125370.9 1999-12-20
EP19990125370 EP1110461A1 (en) 1999-12-20 1999-12-20 A method of continuous separation of vegetable biomass into a fluid phase and a solids containing phase of pulpy consistence
PCT/IB2000/001864 WO2001045523A1 (en) 1999-12-20 2000-12-13 A method of continuous separation of vegetable biomass into a fluid phase and a solids containing phase of pulpy consistence

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003517825A true JP2003517825A (ja) 2003-06-03

Family

ID=8239659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001546269A Pending JP2003517825A (ja) 1999-12-20 2000-12-13 植物バイオマスを流体相と果肉状の粘度を有する固体を含む相とに連続的に分離する方法

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20030096044A1 (ja)
EP (2) EP1110461A1 (ja)
JP (1) JP2003517825A (ja)
CN (1) CN1230089C (ja)
AT (1) ATE301936T1 (ja)
AU (1) AU1875901A (ja)
BR (1) BR0016493A (ja)
CA (1) CA2393431A1 (ja)
DE (1) DE60022087T2 (ja)
HU (1) HUP0203905A2 (ja)
NZ (1) NZ519465A (ja)
PL (1) PL356779A1 (ja)
RU (1) RU2002119206A (ja)
WO (1) WO2001045523A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013521808A (ja) * 2010-03-17 2013-06-13 パー エルエルシー 水性種の加工のための方法およびシステム
KR101733082B1 (ko) * 2015-12-29 2017-05-08 한국화학연구원 바이오매스로부터 추출성 성분을 효율적으로 제거 혹은 회수하는 방법

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005029974A1 (en) * 2003-09-30 2005-04-07 Heineken Technical Services B.V. Method of isolating a protein concentrate and a fibre concentrate from fermentation residue
PT1557403E (pt) 2004-01-26 2012-10-15 Yes Sun Environmental Biotech Co Ltd Sistema e método para disposição de resíduos orgânicos livres de compostagem
ZA200804289B (en) 2005-10-20 2009-08-26 Austfield Technologies Pty Ltd Biomass processor
WO2008010156A2 (en) 2006-07-14 2008-01-24 Csir Dietary fibres
WO2009020741A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Tate And Lyle Ingredients Americas, Inc. Cereal refining process
DE102007051660A1 (de) * 2007-10-26 2009-04-30 Werner Wilmes Verwendung von Reststoffen aus der Biogaserzeugung
IT1397517B1 (it) * 2009-12-21 2013-01-16 Paolo Rebai Metodo di realizzazione di torba artificiale, particolarmente per la produzione di terricci per il florovivaismo, per l'orticultura, per il giardinaggio e simili.
US20130302870A1 (en) * 2010-06-20 2013-11-14 The Trustees Of Dartmouth College Flowthrough Pretreatment Of Lignocellulosic Biomass And Selective Separation Of Components Using High-Temperature Nanoporous Membranes
US9206485B2 (en) 2011-08-19 2015-12-08 J. Edwin Roy Portable sugar mill
WO2014071498A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-15 Cennatek Process and system for producing inorganic fertilizer and biomass fiber
GB2507760B (en) * 2012-11-08 2015-07-08 Inst Of Food Res Methods
CN103740583B (zh) * 2014-01-24 2014-10-22 嵊州市百恩贸易有限公司 带有输出管和吹气条的坚果蛋白提取装置
FI20155330A (fi) * 2015-05-06 2016-11-07 Betulium Oy Rehukoostumus
BR112017026539B1 (pt) 2015-06-10 2022-01-25 Peter Sherlock Processos para produzir um produto absorvente a partir de uma microcultura, leito animal criado a partir do processamento de uma microcultura e produto de fralda
JP6946279B2 (ja) 2015-06-10 2021-10-06 パラベル ニュートリション インコーポレイテッド マイクロクロップからタンパク質及び高炭水化物産生物を抽出するための方法及び系並びにその組成物
WO2016201344A1 (en) 2015-06-10 2016-12-15 Parabel Ltd. Apparatuses, methods, and systems for cultivating a microcrop involving a floating coupling device
US10961326B2 (en) 2015-07-06 2021-03-30 Parabel Nutrition, Inc. Methods and systems for extracting a polysaccharide product from a microcrop and compositions thereof
WO2017027634A1 (en) 2015-08-10 2017-02-16 Parabel Ltd. Methods and systems for extracting reduced oxalic acid protein from aquatic species and compositions thereof
EP3346849A4 (en) 2015-09-10 2019-02-13 Parabel Ltd. METHODS AND SYSTEMS FOR TREATING A HIGH CONCENTRATION PROTEIN FROM A MICROPLANT AND ASSOCIATED COMPOSITIONS
DK181136B1 (en) 2021-04-29 2023-02-15 Stecao Aps Apparatus, method and use for comminuting green leaved biomass
DK202200066A1 (en) 2022-01-24 2023-11-03 Stecao Aps Apparatus and process for manufacturing protein product from green leaved material

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU654149A3 (ru) * 1971-05-28 1979-03-25 Kohler George O Способ получени протеиновой кормовой добавки из зеленой массы
CH636330A5 (fr) * 1979-03-14 1983-05-31 Saf Soc Agricole Fonciere Procede de traitement de fumiers.
AU568460B2 (en) * 1985-09-02 1987-12-24 Mark Humphrey O'sullivan Disintegrating sugar cane
US4905585A (en) * 1987-06-04 1990-03-06 American Crystal Sugar Company System for cleaning sugarbeet pulp
US4871569A (en) * 1988-05-17 1989-10-03 The Procter & Gamble Company Dual-stream juice processing for recovering juice solids from extractor core material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013521808A (ja) * 2010-03-17 2013-06-13 パー エルエルシー 水性種の加工のための方法およびシステム
JP2015109859A (ja) * 2010-03-17 2015-06-18 パラベル リミテッド 水生種の加工のための方法およびシステム
KR101733082B1 (ko) * 2015-12-29 2017-05-08 한국화학연구원 바이오매스로부터 추출성 성분을 효율적으로 제거 혹은 회수하는 방법
WO2017116180A1 (ko) * 2015-12-29 2017-07-06 한국화학연구원 바이오매스로부터 추출성 성분을 효율적으로 제거 혹은 회수하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
PL356779A1 (en) 2004-07-12
RU2002119206A (ru) 2004-02-10
CA2393431A1 (en) 2001-06-28
WO2001045523A1 (en) 2001-06-28
CN1409604A (zh) 2003-04-09
AU1875901A (en) 2001-07-03
DE60022087T2 (de) 2006-06-29
DE60022087D1 (de) 2005-09-22
NZ519465A (en) 2003-02-28
EP1239740A1 (en) 2002-09-18
EP1239740B1 (en) 2005-08-17
HUP0203905A2 (hu) 2005-03-29
US20030096044A1 (en) 2003-05-22
BR0016493A (pt) 2002-09-17
EP1110461A1 (en) 2001-06-27
CN1230089C (zh) 2005-12-07
ATE301936T1 (de) 2005-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003517825A (ja) 植物バイオマスを流体相と果肉状の粘度を有する固体を含む相とに連続的に分離する方法
CA2063777C (en) Processing waste materials for anaerobic digestion of the biogenic-organic constituents of the garbage, particularly of the source separated organic waste, the non-recycable fraction of the domestic waste, the residual waste and the commercial wastes
US11166478B2 (en) Method of making animal feeds from whole stillage
US8485457B2 (en) Method, device and use of a device for producing fuel from moist biomass
WO2010050223A1 (ja) 糖類を製造する方法及びエタノール製造方法
CN109676714A (zh) 一种用竹子制备竹子提取物和竹浆的方法
CN102909213A (zh) 即时处理水生植物的装置及其应用
US3072501A (en) Treatment of starch-bearing materials
JPS6041593A (ja) 焼酎廃液の処理法
DK181136B1 (en) Apparatus, method and use for comminuting green leaved biomass
US2443897A (en) Process for the production of sweet-potato starch
HU179800B (en) Process for the mechanical digestion of green plant raw materials
JP3687901B2 (ja) 有機性廃棄物のメタン発酵処理方法と装置
WO2012051733A1 (fr) Procede et dispositif pour l'obtention et le traitement de fibres végétales
US1782751A (en) Cellulosic product
JP5745120B1 (ja) メタン発酵方法及びメタン発酵システム
US1688905A (en) Apparatus for simultaneously making sugar and paper pulp from cane
Nandy et al. Waste management in the tapioca based starch industry
RU2049084C1 (ru) Способ получения биостимулятора роста из сапропеля и/или торфа
WO2023139278A1 (en) Apparatus and process for manufacturing protein product from green leaved material
Tsybulskaya et al. Reduction in resources consumption when producing agar from the Far-Eastern ahnfeltia
SE442307B (sv) Sett att ur biomassa, bestaende av torv och vedmaterial, utvinna en for tillverkning av en pappersmassaprodukt lemplig fibermassa samt en brensleprodukt
CA3159554A1 (en) A system for and method of making four types of animal feeds from grains that are used in the alcohol production plant
US258070A (en) Method of and apparatus for obtaining starch from grain
Politzer Flume tow recovery and sisal by-products