JP2009155339A - 木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 - Google Patents
木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009155339A JP2009155339A JP2009087405A JP2009087405A JP2009155339A JP 2009155339 A JP2009155339 A JP 2009155339A JP 2009087405 A JP2009087405 A JP 2009087405A JP 2009087405 A JP2009087405 A JP 2009087405A JP 2009155339 A JP2009155339 A JP 2009155339A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separating
- hot water
- pressure
- wood
- lignin
- 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
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/78—Recycling of wood or furniture waste
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
Abstract
【解決手段】バイオマス資源を出発原料として担子菌、腐朽菌類により処理し、処理物を高圧熱水で処理する。さらに高圧熱水処理工程の処理物から固形残渣を分離する。
木質成分が効率よく分離される。
【選択図】図2
Description
以下本発明の実施例の構成について図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施例の工程フローを示したものである。
なお、実施例1,2では、バイオマス資源としてコーンコブを出発原料に、担子菌としてエノキタケを選択して菌体処理工程と高圧熱水処理工程を実施し、菌体処理工程と高圧熱水処理工程の後にさらに回分式の酵素処理工程を構成し水溶成分に酵素ドリセラーゼを作用させた。このとき、コーンコブに担子菌の菌体処理と高圧熱水処理工程、高圧熱水処理工程の後さらに酵素処理工程を行う構成に対して、バイオマス資源の菌体処理工程の代替にエノキタケ栽培に利用した後の廃培地を利用し、高圧熱水処理工程に直接導入した。高圧熱水処理工程は160〜230℃、0.1〜10MPaの温度圧力条件で行った。実施例2では、酵素処理工程に出発原料の担子菌栽培と同種のエノキタケから分離抽出した酵素成分を使用し、エノキダケ廃培地を高圧熱水で処理した後の固形残渣にセルラーゼ、キシラナーゼ活性を持つドリセラーゼ酵素画分を至適温度と至適pHで作用させた。
(実施例1)
図2は本実施例の装置を表したものである。
出発原料としてエノキタケの栽培により菌体処理を受けたコーンコブ廃培地2(乾燥重量200g)を耐圧タンク6に投入し総容量2リットルになるよう純水を加え試料濃度が一定になるよう攪拌を加えた。次に導入用圧力ポンプ4と調整用圧力ポンプ5により純水1で試料をヒータ9通電により任意の温度とした反応器7及び8に20.0cc/minの流量で試料を送った。反応器8を通過した試料は空冷式冷却器10と水冷式冷却器11によって40℃以下に急冷し、中空糸フィルター12によって固相と液相に分離した。液相成分は減圧弁13と気液分離器14を通した後、酵素反応槽15に導入し酵素反応槽15に試料が集まったところで、セルロース分解酵素と酢酸緩衝溶液16を投入し、至適温度、至適pHにて試料に酵素反応を行わせた。
水の超臨界状態を発生させることも可能な反応器8は、内径10mmのチタン合金で構成されている。本実施例では、温度100〜250℃、圧力は0.1〜10MPaになるよう設定し、試料の反応器8における滞留通過時間は10分になるよう流量を制御した。
図2の処理装置の反応容器7,8を通過後冷却器10,11を経てフィルターで分離される成分を高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィーで分析した。高圧熱水処理条件180〜220℃でのコーンコブ廃培地の可溶化率は60%を越えた。可溶化した溶液は図4に示したヘミセルロース由来のキシロースとキシロオリゴ糖が主成分で、溶液組成の60%を占めた。また、図5に示すセルロース由来のグルコースとセロオリゴ糖、そしてトレハロース、アラビノースが検出された。高圧熱水処理の温度条件については160℃を下回ると可溶化率の低下が見られた。また230℃以上の条件を与えると可溶化率は1〜5%程度向上するが生成物の中にフルフラールなどの副生成物が検出された。高圧熱水の圧力条件については、従来の方法とは異なり、180〜220℃において飽和蒸気圧を超えていればを可溶化率に大きな変化はなかった。図3に各種温度圧力条件に於ける可溶化画分の比率を表した。
酵素分解率(%)=(生成還元糖量mg/ml/基質濃度mg/ml)×(162/180)×100
反応時間12〜24時間で酵素分解率は残渣に対して40%を越え、60時間後の最終分解率は46%であった。
本実施例によって、出発原料コーンコブに担子菌による菌体処理を行うことにより、担子菌の産生する酵素により予め、コーンコブ植物細胞壁のリグニンバリアーの切断、結晶セルロースの非晶化、基質表面積増加が進むため、次の高圧熱水条件に穏やかな条件設定が可能になり、特殊プラントや強酸などの化学薬品を使用することなく、省エネルギー条件下でセルロース、ヘミセルロース、リグニン成分を高収率で分離することができる。高圧熱水処理条件が穏やかになったことから、単糖及びオリゴ糖を含む処理溶液にはフルフラールなど発酵阻害副生成物や酵素反応阻害物質の発生が抑制され、後の酵素処理や、得られた糖素材の食品、医薬品、アルコール製造などの発酵産業への利用が容易になる。コーンコブの担子菌による菌体処理は実際のキノコ栽培プロセスとして併用することが可能で、従来未利用であった廃培地を資源化するゼロエミッションの農業プラントのデザインができるようになった。
実施例1では酵素ドリセラーゼを使用したが、これに限定するものではなく他のセルラーゼ、キシラナーゼ活性の酵素を利用しても同様の作用効果が得られる。また、図2の処理装置の酵素反応槽15はバッチ式の酵素反応槽であるが、酵素を固定化し連続式で流しても同様の作用効果が得られる。酵素の選択によって生成糖類の分子量分布をより精密に制御することが可能で、新たに基質を加え酵素の転移反応を利用すると様々なオリゴ糖類を生合成することが可能である。
Claims (9)
- バイオマス資源を出発原料として担子菌、腐朽菌類による菌体処理工程と、
前記菌体処理工程の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理工程と、
前記高圧熱水処理工程の処理物から木質成分を固形残渣として分離する分離工程と、
を有することを特徴とする木質成分の分離方法。 - 前記分離工程で得られた固形残渣に有機溶剤を作用させてリグニン成分を分離抽出することを特徴とする木質成分の分離方法。
- 出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後のコーンコブ廃培地であることを特徴とする請求項1又は2記載の木質成分の分離方法。
- 出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後の広葉樹・針葉樹木廃培地であることを特徴とする請求項1又は2記載の木質成分の分離方法。
- 前記高圧熱水処理工程が、前記菌体処理工程の処理物を160〜230℃の温度で、0.5〜10MPaの圧力下に行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の木質成分の分離方法。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載の木質成分の分離方法により得られたことを特徴とする木質成分。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載の木質成分の分離方法により得られた木質成分を含有してなることを特徴とする工業材料。
- 前記木質成分が化学修飾を受けていないリグニンであることを特徴とする請求項7記載の工業材料。
- 担子菌、腐朽菌類を収容する菌体処理装置と、
前記菌体処理装置の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理装置と、
前記高圧熱水処理装置による処理物から固形残渣を分離する分離装置と、
を有することを特徴とする木質成分の分離装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009087405A JP2009155339A (ja) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | 木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009087405A JP2009155339A (ja) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | 木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003194671A Division JP2005027541A (ja) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | 単糖類及び/又はオリゴ糖類の製造方法及び木質成分の分離方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009278535A Division JP2010100631A (ja) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | 木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009155339A true JP2009155339A (ja) | 2009-07-16 |
Family
ID=40959722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009087405A Pending JP2009155339A (ja) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | 木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009155339A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015217345A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 東洋ゴム工業株式会社 | 有機廃棄物のメタン発酵処理方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3041380B2 (ja) * | 1997-06-02 | 2000-05-15 | 工業技術院長 | 水溶性オリゴ糖類及び単糖類の製造方法 |
JP2001294757A (ja) * | 2000-04-12 | 2001-10-23 | Japan Science & Technology Corp | リグニンを原料とするグラファイト |
JP2002308796A (ja) * | 2001-04-06 | 2002-10-23 | Showa Sangyo Co Ltd | リパーゼ阻害剤 |
-
2009
- 2009-03-31 JP JP2009087405A patent/JP2009155339A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3041380B2 (ja) * | 1997-06-02 | 2000-05-15 | 工業技術院長 | 水溶性オリゴ糖類及び単糖類の製造方法 |
JP2001294757A (ja) * | 2000-04-12 | 2001-10-23 | Japan Science & Technology Corp | リグニンを原料とするグラファイト |
JP2002308796A (ja) * | 2001-04-06 | 2002-10-23 | Showa Sangyo Co Ltd | リパーゼ阻害剤 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
APAST-森と木の先端技術情報-, JPN6009026517, pages 10 - 14, ISSN: 0001334612 * |
APPL BIOCHEM BIOTECHNOL PARTA, vol. Vol.105/108, JPN6009026515, March 2003 (2003-03-01), pages 27 - 41, ISSN: 0001334613 * |
セルロース学会第10回年次大会 講演要旨集, JPN6009026512, 1 July 2003 (2003-07-01), pages 80, ISSN: 0001334611 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015217345A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 東洋ゴム工業株式会社 | 有機廃棄物のメタン発酵処理方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005027541A (ja) | 単糖類及び/又はオリゴ糖類の製造方法及び木質成分の分離方法 | |
CA2713529C (en) | Organic material production system using biomass material and method | |
Cao et al. | Ethanol production from corn cob pretreated by the ammonia steeping process using genetically engineered yeast | |
MX2008013981A (es) | Proceso para el tratamiento de biomasa lignocelulosica. | |
WO2009015481A1 (en) | Cellulase enzyme based method for the production of alcohol and glucose from pretreated lignocellulosic feedstock | |
US20130143285A1 (en) | Method for dilute acid pretreatment of lignocellulosic feedstocks | |
CA2956387C (en) | Preparation of lactic acid and/or a lactate salt from lignocellulosic material by separate saccharification and fermentation steps | |
WO2015005589A1 (ko) | 목질계 바이오매스로부터 당, 바이오에탄올 또는 미생물 대사산물을 제조하는 방법 | |
WO2012155239A1 (en) | Lignin removal after enzymatic treatment of lignocellulosic materials | |
JP2005027541A5 (ja) | 単糖類及び/又はオリゴ糖類の製造方法 | |
EP3088530A1 (en) | Method for producing sugar solution | |
WO2014190294A1 (en) | Sugar separation and purification from biomass | |
Subroto et al. | Chemical and biotechnological methods for the production of xylitol: a review | |
JP5278991B2 (ja) | リグノセルロース系バイオマスからエタノール原料およびエタノールを製造する方法 | |
JP5504397B2 (ja) | エタノール製造方法 | |
CN103069012A (zh) | 在木质纤维转化工艺期间的浸取液的循环 | |
US10597688B2 (en) | Method for preparing fermentable sugar from wood-based biomass | |
JP2010057506A (ja) | 単糖類及び/又はオリゴ糖類の製造方法及び木質成分の分離方法 | |
JP2009022165A (ja) | エタノール製造方法 | |
JP2009155339A (ja) | 木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 | |
TWI463014B (zh) | Method for the production of ethanol | |
JP2008043229A (ja) | 糖類の製造方法 | |
FI72533C (fi) | Foerfarande foer utvinning av monosackarider samt anlaeggning foer genomfoerande av foerfarandet. | |
WO2010093047A1 (ja) | バイオマス糖化の前処理方法及びその前処理方法を用いた糖化方法 | |
JP2010100631A (ja) | 木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090731 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20091209 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20100216 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20100312 |