JP2010136686A - Method for saccharifying wood-based biomass - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for pre-treating bark and a method for saccharifying the pre-treated bark, enabling a high yield saccharification by the enzyme treatment of cellulose and hemicellulose contained in the bark of an arboreous plant. <P>SOLUTION: The method for saccharifying wood-based biomass is provided with that the bark of the arboreous plant is pre-treated by immersing it in an aqueous alkaline solution of ≥pH 7.5, containing 2 to 10 mass% sulfite salt or hydrogen sulfite salt and also 1 to 5 mass% alkaline pH-adjusting assistant for a fixed time. Fibers obtained by the solid liquid separation of the pre-treated liquid and loosening of the pre-treated material are decomposed by a polysaccharide degradative enzyme to saccharify the bark of the arboreous plant. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、木質系バイオマスの前処理方法及び該前処理方法が施された前処理物を原料とする新規な糖化方法に関する。特に本発明は、木本植物の樹皮を糖化原料とするための前処理方法と該前処理物の糖化方法に関する。   The present invention relates to a pretreatment method for woody biomass and a novel saccharification method using a pretreated product subjected to the pretreatment method as a raw material. In particular, the present invention relates to a pretreatment method for using bark of a woody plant as a saccharification raw material, and a saccharification method of the pretreated product.

地球温暖化を抑制するための二酸化炭素排出削減策の一つとして、バイオマスをエネルギーに転換して得られるバイオエネルギー開発が行われている。バイオマス転換の方法としては、多数の著書(非特許文献1〜4)に示されているように、熱分解、ガス化、嫌気性発酵などが広く行なわれているが、その中でも、バイオマスに含まれる糖質を発酵することによりエタノールを得る方法が広く研究されている。   As one of the carbon dioxide emission reduction measures for suppressing global warming, bioenergy development obtained by converting biomass into energy is being carried out. As a method of biomass conversion, as shown in many books (Non-Patent Documents 1 to 4), pyrolysis, gasification, anaerobic fermentation, etc. are widely performed. Methods for obtaining ethanol by fermenting saccharides are widely studied.

エタノールは液体燃料として、特に輸送用燃料として利用することが可能であり、既にアメリカやブラジルではトウモロコシやサトウキビから得られるデンプンや砂糖を原料としてバイオエタノールを製造するプロセスが実用化されている。これらの原料ではガソリン価格が高騰した場合、本来、食用として生産されたはずのトウモロコシやサトウキビなどがバイオエタノール原料として流用されることが指摘されている。そこで、食料とは競合しない未利用バイオマスを原料としたバイオエタノール生産が求められている。   Ethanol can be used as a liquid fuel, particularly as a transportation fuel. In the United States and Brazil, a process for producing bioethanol using starch or sugar obtained from corn or sugar cane as a raw material has already been put into practical use. It has been pointed out that when the price of gasoline rises with these raw materials, corn, sugar cane, etc. that should have been originally produced for food are used as bioethanol raw materials. Therefore, bioethanol production using raw biomass that does not compete with food is required.

未利用バイオマスとしては稲ワラやバガスなどの草本系バイオマスと林地残材や間伐材などの木質系バイオマスが挙げられる。このうち、稲わらやバガスなどの草本系バイオマスは一般に単年生であり、年間における入手可能な期間が短く、単位体積当たりの重さ(以下、容積重ともいう)が低い(150以上、300kg/m未満)。一方、木質系バイオマスは、一般に多年生であるため、通年で入手可能であることと、容積重が高い(300kg/m以上)ことが特徴であるといえる。さらに、草本系バイオマスでは短期間で排出される原料をストックするヤードが必要であるのに対し、木質系バイオマスではこのような心配が無く、さらに容積重が高いために原料の輸送コストも低く抑えることが出来ると考えられる。 Unused biomass includes herbaceous biomass such as rice straw and bagasse, and woody biomass such as forest residue and thinned wood. Among these, herbaceous biomass such as rice straw and bagasse is generally single-year, has a short annual available period, and has a low weight per unit volume (hereinafter also referred to as bulk weight) (150 or more, 300 kg / kg). m < 3 ). On the other hand, since woody biomass is generally perennial, it can be said that it is characterized by being available throughout the year and having a high bulk weight (300 kg / m 3 or more). Furthermore, while herbaceous biomass requires a yard for stocking raw materials that are discharged in a short period of time, woody biomass does not have this concern, and the bulk weight is high, so the transportation cost of raw materials is kept low. It is thought that it can be done.

一方、パルプ材や建材利用を目的とした事業植林が活発に行われており、国内企業が行う海外植林面積は40万haに達するとも言われている。このうち、大多数を占めるのがパルプ材として植栽されているユーカリである。ユーカリは成長が早く、10年程度で伐採が可能となることから、既に伐採、チップ化を経て国内でのパルプ製造が行われている。
樹木は、細胞分裂が活発な形成層を境界にその内側の木部と外側の樹皮に分けられる。若いユーカリでは、樹皮は木部と比べてリグニン含量が比較的に低く、可溶性成分を多く含み柔軟である。
On the other hand, business planting for the purpose of using pulp and building materials is being actively carried out, and it is said that the area of overseas plantation carried out by domestic companies reaches 400,000 ha. Among them, eucalyptus planted as a pulp material accounts for the majority. Eucalyptus grows quickly and can be harvested in about 10 years, so pulp has already been produced in Japan through logging and chipping.
A tree is divided into an inner xylem and an outer bark with a formation layer where cell division is active as a boundary. In young eucalyptus, the bark has a relatively low lignin content compared to the xylem and is soft with many soluble components.

さらに、樹皮は死んだ組織の外樹皮と生きている組織の内樹皮に分けられる。
外樹皮は主に周皮あるいはコルク層からなり、木材組織を機械的損傷から守るとともに、温度と湿度の変動を小さくしている。
内樹皮は師要素、柔細胞及び厚壁細胞からなり、師要素は液体と栄養素の運搬の機能を持ち、柔細胞はデンプン等の栄養素貯蔵の機能を持ち、内樹皮の師要素間に介在する。厚壁細胞は支持組織として機能し、木部の年輪と同じように層状に観察され、形によって靭皮繊維とスクレレイドとに区別される。
In addition, the bark is divided into an outer bark of dead tissue and an inner bark of living tissue.
The outer bark mainly consists of pericytes or cork layers, which protects the wood tissue from mechanical damage and reduces fluctuations in temperature and humidity.
The inner bark consists of mentor elements, parenchyma cells and thick-walled cells. The mentor elements have the function of transporting liquids and nutrients, and the parenchyma has a function of storing nutrients such as starch and is interposed between the mentor elements of the inner bark. . Thick wall cells function as a supporting tissue, are observed in layers like the xylem rings, and are differentiated into bast fibers and scleroids by shape.

樹皮組織は、大きく分けて、繊維、コルク細胞及び柔細胞を含む微細物質からなる。樹皮の繊維は、木部の繊維と化学的に似ており、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンからなる。コルク細胞及び柔細胞を含む微細物質には多量の抽出成分が存在し、コルク細胞の壁にはスベリン類が、微細物質画分にはポリフェノール類が多い。このように、樹皮は木部と異なり多くの有用な可溶性成分を含有し、その量は乾燥質量の20〜40%に達し、しかも繊維画分には木部と同様な繊維質を有しているという優れた性質を有している。
しかし、樹皮は、材木用途では使用されず、製紙工程のパルプ化の際には、わずかに混入してもパルプの品質を低下させるため、枝や根とともに植林地で肥料として土壌に戻されるか、製材工場又はチップ工場で剥皮され焼却されており、木質系バイオマスとして有効利用されていない。
Bark tissue is roughly divided into fine substances including fibers, cork cells, and parenchyma cells. Bark fibers are chemically similar to xylem fibers and are composed of cellulose, hemicellulose and lignin. A fine substance containing cork cells and parenchyma contains a large amount of extracted components, and the cork cell walls are rich in suberins and the fine substance fraction is rich in polyphenols. Thus, bark, unlike xylem, contains many useful soluble components, the amount of which reaches 20-40% of the dry mass, and the fiber fraction has the same fiber as xylem. Has excellent properties.
However, bark is not used in timber applications and can be returned to the soil as a fertilizer in the plantation along with branches and roots when pulping in the papermaking process to reduce pulp quality even if mixed slightly. They are peeled and incinerated at lumber mills or chip mills and are not effectively used as woody biomass.

木質系バイオマスからバイオエタノールへの転換方法としては、多数の著書(非特許文献1、非特許分文献2、非特許分文献3)に示されているように、様々な方法が研究されてきているが、その中でも、酸糖化法又は酵素糖化法により単糖化した後、発酵によりエタノールを得る方法が広く研究されている。
酸糖化法は、硫酸などの無機酸によって木質バイオマスを加水分解して糖を得る方法であり、その濃度によって、希酸法と濃酸法が提案されている(特許文献1及び2)。希酸法では、温度、圧力がともに高く、添加した酸により装置が腐食してしまう。さらに生成した糖類と酸を分離するのが困難で経済的に有効な酸回収方法がない等の問題がある。また、濃酸法は、比較的に温度及び圧力が低いため、安価な反応装置材料が利用でき、グルコースの収率も高い。しかし、希酸法と同様に生成した糖類から経済的に有効な酸の分離・回収法がないため、多量の廃酸が発生するという問題がある。
As methods for converting woody biomass to bioethanol, various methods have been studied, as shown in many books (Non-patent Document 1, Non-patent Document 2, Non-patent Document 3). Among them, methods for obtaining ethanol by fermentation after mono-saccharification by acid saccharification method or enzymatic saccharification method are widely studied.
The acid saccharification method is a method of hydrolyzing woody biomass with an inorganic acid such as sulfuric acid to obtain sugar, and a dilute acid method and a concentrated acid method have been proposed depending on the concentration (Patent Documents 1 and 2). In the dilute acid method, both the temperature and the pressure are high, and the device is corroded by the added acid. Furthermore, there is a problem that it is difficult to separate the produced saccharide and acid and there is no economically effective acid recovery method. Moreover, since the concentrated acid method has a relatively low temperature and pressure, an inexpensive reactor material can be used, and the yield of glucose is high. However, there is a problem that a large amount of waste acid is generated because there is no economically effective method for separating and recovering acid from saccharides produced in the same manner as the diluted acid method.

酵素糖化法は、リグノセルロースをセルラーゼやヘミセルラーゼ等の酵素によって糖化する方法であり、酸糖化よりも穏和な条件で糖化が可能であることから、装置材質の制限がなく、排出物の処理も簡便である。しかし、リグノセルロース中のセルロースはリグニン及びヘミセルロースによって覆われており、酵素が容易にセルロースへの接触できないため糖化率が低いのが一般的である。そこで、酵素糖化率向上のために微粉砕処理、加圧熱水処理、蒸煮・爆砕処理などの物理的前処理と、酸やアルカリなどの薬品による化学的前処理が主に研究されている。   Enzymatic saccharification is a method in which lignocellulose is saccharified with enzymes such as cellulase and hemicellulase, and saccharification is possible under milder conditions than acid saccharification, so there are no restrictions on the equipment materials and the treatment of effluent. Convenient. However, since the cellulose in lignocellulose is covered with lignin and hemicellulose and the enzyme cannot easily contact the cellulose, the saccharification rate is generally low. Therefore, physical pretreatments such as fine pulverization, pressurized hot water treatment, steaming / explosion treatment, and chemical pretreatment with chemicals such as acids and alkalis have been mainly studied in order to improve the enzyme saccharification rate.

物理的前処理のうち、微粉砕処理は、微粉砕化によってセルロースを覆っているリグニンやヘミセルロースの一部を剥離させ、酵素がセルロースに接触させる頻度を上げることによって糖化を促進させることを目的とした前処理方法である。
加圧熱水処理は、高温の熱水によりリグニンやヘミセルロースを軟化しセルロースと分離する方法である。更に、加圧熱水処理により軟化した後、機械的粉砕処理を行った処理物に対し、酵素による糖化を行う方法も知られている(特許文献3参照)。
またバイオマスを高温高圧処理後、瞬時に大気圧又はその付近の低温低圧条件下に放出してする蒸煮・爆砕処理方法では、セルロースを覆っているリグニンとヘミセルロースに亀裂を生じさせることによって、酵素がセルロースに接触可能となる(特許文献4参照)。
Among the physical pretreatments, pulverization is intended to promote saccharification by exfoliating part of lignin and hemicellulose covering cellulose by pulverization and increasing the frequency with which the enzyme contacts cellulose. This is a pre-processing method.
The pressurized hot water treatment is a method in which lignin and hemicellulose are softened and separated from cellulose by hot hot water. Furthermore, there is also known a method of performing saccharification with an enzyme on a processed product that has been subjected to mechanical grinding after being softened by pressurized hot water treatment (see Patent Document 3).
Also, in the steaming / explosive treatment method in which biomass is released immediately under atmospheric pressure or near low temperature and low pressure conditions after high-temperature and high-pressure treatment, the enzyme is produced by causing cracks in the lignin and hemicellulose covering the cellulose. It becomes possible to contact cellulose (see Patent Document 4).

化学的前処理は、薬剤により、セルロースを覆っているリグニンやヘミセルロースを軟化もしくは溶解させることによって除去し、セルロースを表面に露出させることによって酵素糖化を可能とする前処理である。特許文献5のようなアルカリ処理が代表的な化学的前処理であるが、セルラーゼやヘミセルラーゼなどの多糖分解酵素は中性から弱酸性領域で処理する必要があるため、糖化前に薬品の除去もしくはpHを調整する工程が必要となる場合がある。   The chemical pretreatment is a pretreatment that enables enzymatic saccharification by removing lignin and hemicellulose covering cellulose by softening or dissolving them with chemicals and exposing the cellulose to the surface. Alkaline treatment as in Patent Document 5 is a typical chemical pretreatment, but polysaccharide degrading enzymes such as cellulase and hemicellulase must be treated in a neutral to weakly acidic region, so that chemical removal is required before saccharification. Or the process of adjusting pH may be needed.

特許文献3の方法は、多大なエネルギーコストがかかり、特許文献4の方法も同様にエネルギーコストがかかると同時に、バッチ処理しか行うことができない。特許文献5は前記のように、中和工程を必要とするなど、夫々欠点がある。
特開2006−75007号公報 特開2006−246711号公報 特開2006−136263号公報 特開昭59−204997号公報 特開2008−092910号公報 日本木材学会編「木質バイオマスの利用技術」p19〜61、文永堂出版、1997年7月発行 湯川英明ら「バイオマスエネルギー利用の最新技術」各論編II−1章、CMC出版、2001年8月発行 飯塚尭介ら「ウッドケミカルスの最新技術」p6〜34、CMC出版、2001年10月発行 船岡ら「木質系有機資源の新展開」第5章−2、CMC出版、2005年1月発行
The method of Patent Document 3 requires a large energy cost, and the method of Patent Document 4 similarly requires an energy cost and can only perform batch processing. As described above, Patent Document 5 has drawbacks such as requiring a neutralization step.
JP 2006-75007 A JP 2006-246711 A JP 2006-136263 A JP 59-204997 A JP 2008-092910 A Edited by The Wood Society of Japan, “Wood Biomass Utilization Technology” p19-61, Bunnendo Publishing, July 1997 Hideaki Yukawa et al. “Latest Biomass Energy Utilization”, Chapter II-1, CMC Publishing, August 2001 Keisuke Iizuka et al. “Latest Technology of Wood Chemicals” p6-34, published by CMC, October 2001 Funaoka et al. “New Development of Woody Organic Resources” Chapter 5-2, CMC Publishing, published in January 2005

酵素糖化処理は、前記したような前処理を行っても、糖化収率が充分ではない。本発明は、木質系バイオマスに含まれるセルロース及びヘミセルロースを酵素処理によって糖化するために必要な簡便な前処理方法であって、糖化収率を向上させる方法を提供することを課題とする。また、前処理の後に、酵素処理のために中和する工程をなくするか、中和する工程を設けるとしても、極力薬剤を減らすことを課題とする。   Enzymatic saccharification treatment does not have a sufficient saccharification yield even when pretreatment as described above is performed. An object of the present invention is to provide a simple pretreatment method necessary for saccharifying cellulose and hemicellulose contained in woody biomass by enzymatic treatment, and improving the saccharification yield. Moreover, even if it eliminates the process of neutralizing for an enzyme process after a pre-processing, or provides the process of neutralizing, it makes it a subject to reduce a chemical | medical agent as much as possible.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、原材料を樹皮に特化し、かつ、前処理として、樹皮に対してアルカリ性のpH調整助剤を混合した低濃度の亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の水溶液により浸漬処理を行うことによって、酵素糖化収率の向上が可能であることを見出した。即ち、本発明は以下の方法から選択される。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have specialized in raw materials for bark and, as a pretreatment, low concentration sulfite in which an alkaline pH adjusting aid is mixed with the bark. Alternatively, it has been found that the enzyme saccharification yield can be improved by immersing with an aqueous solution of bisulfite. That is, the present invention is selected from the following methods.

(1)木本植物の樹皮を、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩を2〜10質量%含有し、かつ、アルカリ性のpH調整助剤を1〜5質量%含有するpH7.5以上のアルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理した後、固液分離し、解繊して得られる繊維を多糖分解酵素によって分解することを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(2)上記(1)に記載の方法において、浸漬処理後の液のpHが7.5〜11.0であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(3)上記(1)又は(2)に記載の方法において、前記亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩がナトリウム塩であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の方法において、前記pH調整剤が、炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される1種類以上、好ましくは、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(5)上記(4)に記載の方法において、前記pH調整助剤が炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩のような弱酸の塩である場合、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の質量に対して、1/2以上、2倍以下の量で配合することを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の方法において、浸漬処理の温度が130℃以下であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の方法において、浸漬処理の時間は、処理温度が100℃を超える場合には5〜60分、処理温度が100℃以下の場合には10〜120分であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の方法において、樹皮の乾燥質量1に対するアルカリ水溶液の質量比が5以下の範囲であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(9)上記(1)〜(8)のいずれかに記載の方法において、木本植物がユーカリ(Eucalyptus)属、好ましくはグランディス(grandis)種、グロブラス(globulus)種、ナイテンス(nitens)種、カマルドレンシス(camaldulensis)種、デグラプタ(deglupta)種、ビミナリス(viminalis)種、ユーロフィラ(Urophylla)種、ダニアイ(dunnii)種及びこれらの交雑種から選択される少なくとも1種であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
(10)上記(1)〜(9)のいずれかに記載の木本植物の樹皮の糖化方法における、木本植物の樹皮をアルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理する方法からなる、木本植物の樹皮の糖化方法に使用する原料の製造方法。
(1) The bark of a woody plant is contained in an alkaline aqueous solution having a pH of 7.5 or more containing 2 to 10% by mass of sulfite or bisulfite and 1 to 5% by mass of an alkaline pH adjusting aid. A method for saccharifying a bark of a woody plant, characterized by decomposing a fiber obtained by soaking for a certain period of time, followed by solid-liquid separation and fibrillation with a polysaccharide-degrading enzyme.
(2) The method according to (1) above, wherein the pH of the liquid after the immersion treatment is 7.5 to 11.0, wherein the bark of the woody plant is saccharified.
(3) A method for saccharifying bark of a woody plant, wherein the sulfite or bisulfite is a sodium salt in the method according to (1) or (2) above.
(4) In the method according to any one of (1) to (3), the pH adjuster is an alkali carbonate, an alkali hydrogen carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide. A method for saccharifying bark of a woody plant, characterized in that it is at least one selected from the group consisting of sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate.
(5) In the method described in (4) above, when the pH adjusting aid is a salt of a weak acid such as an alkali carbonate or an alkali hydrogen carbonate, the mass of the sulfite or the bisulfite is 1 / A method for saccharifying bark of a woody plant, comprising blending in an amount of 2 or more and 2 or less.
(6) The method according to any one of (1) to (5) above, wherein the temperature of the dipping treatment is 130 ° C. or lower, and the method for saccharifying a bark of a woody plant.
(7) In the method according to any one of (1) to (6) above, the immersion treatment time is 5 to 60 minutes when the treatment temperature exceeds 100 ° C, and the treatment temperature is 100 ° C or less. Is a method for saccharifying bark of a woody plant, characterized in that it is 10 to 120 minutes.
(8) In the method according to any one of (1) to (7) above, the bark saccharification of a woody plant is characterized in that the mass ratio of the alkaline aqueous solution to the dry mass 1 of the bark is in the range of 5 or less. Method.
(9) In the method according to any one of the above (1) to (8), the woody plant belongs to the genus Eucalyptus, preferably a Grandis species, a globulous species, a nitens species, It is at least one selected from the species of camaldulensis, degrapta, viminalis, Urophylla, dunnii and their hybrids To saccharify the bark of woody plants.
(10) The method for saccharifying a bark of a woody plant according to any one of (1) to (9) above, comprising the method of immersing the bark of a woody plant in an alkaline aqueous solution for a certain time. A method for producing raw materials used in the method for saccharification of bark.

本発明の方法により、酵素糖化の前処理として、低濃度の薬品使用により環境負荷が少なく、短時間で、かつ、投入エネルギーが少ない前処理が可能となり、しかも、糖化収率を向上することも可能となった。   According to the method of the present invention, as a pretreatment for enzymatic saccharification, the use of a low concentration of chemicals reduces the environmental burden, enables a pretreatment in a short time and with less input energy, and also improves the saccharification yield. It has become possible.

本発明で対象となるリグノセルロースは、木本植物の樹皮である。用いる樹皮は、特に限定されないが、好ましくは、ユーカリ(Eucalyptus)属、さらに好ましくはグランディス(grandis)種、グロブラス(globulus)種、ナイテンス(nitens)種、カマルドレンシス(camaldulensis)種、デグラプタ(deglupta)種、ビミナリス(viminalis)種、ユーロフィラ(Urophylla)種、ダニアイ(dunnii)及びこれらの交雑種である。   The lignocellulose targeted in the present invention is the bark of a woody plant. The bark to be used is not particularly limited, but is preferably a genus Eucalyptus, more preferably a grandis, a globulus, a nitens, a camaldulensis, a degrapta ) Species, Viminalis species, Urophylla species, Dunnii and their hybrids.

樹皮原料は、入手できる状態のままで原料とすることができる。通常、搬送時の取り扱い性等を考慮して数cmに裁断乃至粉砕されている状態のものであればそのまま処理することが好ましい。樹皮原料のサイズは小さいほど処理しやすいが、本発明の方法では、前処理工程において処理された樹皮は解繊処理により少ないエネルギーコストで容易に微細化できるので、乾燥樹皮原料を過度に微細化処理することは避けることが好ましい。 The bark raw material can be used as a raw material in an available state. Usually, it is preferable to treat the material as it is if it is in a state of being cut or pulverized into several cm 2 in consideration of handling property at the time of conveyance. The smaller the size of the bark raw material, the easier it is to treat. However, in the method of the present invention, the bark treated in the pretreatment process can be easily refined with less energy cost by defibrating treatment, so the dried bark raw material is excessively refined It is preferable to avoid processing.

以下に、本発明の工程を順に説明する。
始めに、樹皮をアルカリ性のpH調整助剤を混合した低濃度の亜硫酸塩溶液に浸漬した状態で一定時間保持する、いわゆる前処理工程について説明する。
前処理工程で用いる亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩としては樹皮を柔化せしめるものであれば特に限定されない。例えば亜硫酸水、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素カルシウム、亜硫酸水素マグネシウム、亜硫酸水素ナトリウムから少なくとも1種類以上の亜硫酸塩を含む溶液を用いることができ、好ましくは亜硫酸ナトリウムを用いることができる。
亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩は、溶液濃度として2〜10質量%用いることが必要であり、2質量%未満では前処理としての効果が不十分であり、10質量%を越えても、効果が頭打ちとなる。
Below, the process of this invention is demonstrated in order.
First, a so-called pretreatment process will be described in which the bark is held for a certain period of time in a state of being immersed in a low concentration sulfite solution mixed with an alkaline pH adjusting aid.
The sulfite or bisulfite used in the pretreatment step is not particularly limited as long as it softens the bark. For example, a solution containing at least one sulfite from sulfite water, ammonium sulfite, calcium sulfite, magnesium sulfite, sodium sulfite, ammonium hydrogen sulfite, calcium hydrogen sulfite, magnesium hydrogen sulfite, sodium hydrogen sulfite can be used, preferably Sodium sulfite can be used.
It is necessary to use 2 to 10% by mass of sulfite or bisulfite as a solution concentration. If it is less than 2% by mass, the effect as a pretreatment is insufficient, and even if it exceeds 10% by mass, the effect reaches a peak. It becomes.

さらに、アルカリ性のpH調整助剤としては、炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウムから選択される少なくとも1種類であることが好ましい。pH調整助剤を混合することにより後工程の酵素反応が促進する。これらのpH調整助剤は反応の促進だけでなく、pHを中性付近に保つ効果もあり、酵素反応工程において、薬品の除去やpH調整を省くことが出来る。   Furthermore, the alkaline pH adjusting aid is preferably at least one selected from alkali carbonates, alkali hydrogen carbonates, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, and potassium hydroxide. By mixing the pH adjusting aid, the enzyme reaction in the subsequent process is promoted. These pH adjustment aids not only promote the reaction but also have an effect of keeping the pH in the vicinity of neutrality, so that removal of chemicals and pH adjustment can be omitted in the enzyme reaction step.

アルカリ性のpH調整助剤は、溶液濃度として1〜5質量%用いることが必要であり、5質量%未満ではpH調整効果が不十分であり、5質量%を越えても、効果が頭打ちとなるとともに、アルカリ性が強くなりすぎる。いずれにしても、浸漬前の処理液のpHは7.5以上のアルカリ性である必要があり、7.5に満たない場合には、糖収率の向上効果がすっくない。pHの上限値も考慮した場合、浸漬前の処理液pHは好ましくは7.5〜13.6、より好ましくは8.0〜12.5である。pHが高いと糖収率は高くなるが、処理後のpHが高くなり、中和に要する薬剤を多く必要とするようになる。   The alkaline pH adjustment aid needs to be used in an amount of 1 to 5% by mass as the solution concentration. If it is less than 5% by mass, the pH adjustment effect is insufficient, and even if it exceeds 5% by mass, the effect reaches a peak. At the same time, the alkalinity becomes too strong. In any case, the pH of the treatment solution before immersion needs to be alkaline of 7.5 or more, and when it is less than 7.5, the effect of improving the sugar yield is not perfect. In consideration of the upper limit of pH, the treatment solution pH before immersion is preferably 7.5 to 13.6, more preferably 8.0 to 12.5. When the pH is high, the sugar yield increases, but the pH after the treatment increases, and a lot of chemicals required for neutralization are required.

pH調整助剤がアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物である場合は、pH調整助剤は亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の質量に対して等量以下で、かつ、溶液濃度として2.5質量%以下で配合すべきであり、この量を超えると処理後のpHが高くなり、酵素処理前の中和処理が必要となる。
pH調整助剤が炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩のような弱酸の塩である場合、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の質量に対して、1/2以上、2倍以下の量で配合することが好ましい。この範囲であれば、処理後のpHがそれ程高くないため、中和せずに酵素処理工程に入ることが可能であり、また、系内のpHを安定に保つ効果が発揮できる。
When the pH adjustment aid is an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, the pH adjustment aid is equal to or less than the mass of sulfite or bisulfite, and the solution concentration is 2.5. It should be blended at a mass% or less, and if this amount is exceeded, the pH after the treatment becomes high, and a neutralization treatment before the enzyme treatment is required.
When the pH adjusting aid is a salt of a weak acid such as alkali carbonate or alkali hydrogen carbonate, it may be blended in an amount of 1/2 or more and 2 or less times the mass of sulfite or bisulfite. preferable. If it is this range, since the pH after a process is not so high, it can enter into an enzyme treatment process, without neutralizing, and the effect which maintains the pH in a system stably can be exhibited.

本発明は、前処理工程の後に中和工程をなくすか、又は、極力中和のための薬剤を減らすことも目的としている。浸漬処理はpHが7.5以上のアルカリ性で行うことが好ましく、pHは高い程、その後の糖化処理の収率は高い。しかし、糖化に使用する酵素は中性又は酸性領域で活性が高いものが多い。中和薬品をなるべく少なくするためにも、浸漬処理後のpHは11.0以下である必要がある。
アルカリ性で糖化できる酵素はあるが、その場合でも、pH10.0以下の条件であることが好ましい。従って、浸漬処理後のpHが10.0以下であれば、中和工程を省略することができる。そのため、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩とアルカリ性のpH調整剤との混合物は、樹皮を浸漬処理した後にpHが中性に近いことが好ましく、特には、浸漬処理後のpHが10.0以下となるような配合比率とすることが好ましい。
Another object of the present invention is to eliminate the neutralization step after the pretreatment step or to reduce the chemical for neutralization as much as possible. The immersion treatment is preferably carried out with an alkaline pH of 7.5 or higher, and the higher the pH, the higher the yield of subsequent saccharification treatment. However, many enzymes used for saccharification are highly active in the neutral or acidic region. In order to reduce the neutralizing chemical as much as possible, the pH after the immersion treatment needs to be 11.0 or less.
There are alkaline and saccharifying enzymes, but even in that case, the conditions are preferably pH 10.0 or less. Therefore, if the pH after the immersion treatment is 10.0 or less, the neutralization step can be omitted. Therefore, it is preferable that the mixture of sulfite or bisulfite and an alkaline pH adjuster has a pH close to neutral after immersing the bark, and in particular, the pH after the immersing is 10.0 or less. Such a blending ratio is preferable.

前記した各薬剤の質量割合は、その点も考慮したものであるが、薬剤の組み合わせによっては、前記質量割合の配合であっても、好ましいpH領域にならないこともある。そのような場合は、事前実験により、配合割合を決定することが好ましい。目安としては、浸漬処理後のpHを7.5〜11.0とするためには、処理前の状態で、pHを8.0〜13.5、好ましくは8.0〜13とする。   The above-mentioned mass proportions of the respective drugs take into account this point. However, depending on the combination of the drugs, even if the mass proportion is blended, a preferable pH range may not be obtained. In such a case, it is preferable to determine the blending ratio by prior experiments. As a standard, in order to set the pH after the immersion treatment to 7.5 to 11.0, the pH is set to 8.0 to 13.5, preferably 8.0 to 13 in the state before the treatment.

樹皮の乾燥質量1に対する水溶液の質量比は5以下の範囲で選択できる。水溶液の量比が高いと、加熱に必要なエネルギーが増加するためコストがかかる。処理後に固形分を分取した残りの液分を廃液として処理する場合には、溶液の量比が高いほど処理費用が増加する。
浸漬処理の温度は50℃から130℃の範囲で選択でき、加圧しても良い。樹皮を柔化する効果と水の蒸発を考慮すると、100℃以下での実施が好ましい。加熱時間は、100℃を超える条件下では、5分から60分の範囲で、また、100℃以下の場合には、10分から120分の範囲で選択される。
The mass ratio of the aqueous solution to the dry mass 1 of the bark can be selected within a range of 5 or less. If the amount ratio of the aqueous solution is high, the energy required for heating increases, which is expensive. When the remaining liquid fraction obtained by separating the solid content after the treatment is treated as a waste liquid, the treatment cost increases as the amount ratio of the solution increases.
The temperature of the immersion treatment can be selected in the range of 50 ° C. to 130 ° C., and may be pressurized. Considering the effect of softening the bark and the evaporation of water, implementation at 100 ° C. or lower is preferable. The heating time is selected in the range of 5 to 60 minutes under the condition of exceeding 100 ° C, and in the range of 10 to 120 minutes in the case of 100 ° C or less.

亜硫酸塩溶液に浸漬して処理された樹皮は、そのまま解繊処理に供しても良いが、固液分離により、固形分と液分に分けて固形分のみを解繊処理に供しても良い。固液分離手段としては、フィルター等を用いた常圧下での濾過のほか、加圧濾過、吸引濾過や、遠心分離手段を用いることができる。   The bark treated by immersing in a sulfite solution may be subjected to a defibrating process as it is, or may be subjected to a defibrating process by separating the solid and liquid components by solid-liquid separation. As solid-liquid separation means, filtration under normal pressure using a filter or the like, pressure filtration, suction filtration, or centrifugal separation means can be used.

次に、解繊処理工程について説明する。
解繊処理に用いる機械は前記した前処理の程度によって異なり、リグニンが充分に溶解されている場合には、パルプを離解する離解機あるいは、パルプを叩解するリファイナーで解繊できる。また、前処理におけるリグニン溶解の程度が低い場合には、木材から機械パルプを製造する際に使用されるグラインダーやリファィナーを用いて摩砕して解繊する。グラインダーとしてはストーンロールにリグノセルロース材料を押し付けて摩砕するストーングラインダーが好ましく、例えばシリンダーにより押し付けるポケットグラインダー、チェーンにより押し付けるチェーングラインダーが使用できる。ストーンとしては、天然石、セメントストーン、セラミックストーンなどが使用できる。また、石臼式のグラインダーも使用できる。
Next, the defibrating process will be described.
The machine used for the defibrating process varies depending on the degree of the pretreatment described above, and when the lignin is sufficiently dissolved, it can be defibrated by a disintegrator that disaggregates pulp or a refiner that beats pulp. Further, when the degree of lignin dissolution in the pretreatment is low, it is ground and defibrated using a grinder or a refiner used when producing mechanical pulp from wood. As the grinder, a stone grinder that presses and grinds a lignocellulosic material against a stone roll is preferable. For example, a pocket grinder pressed by a cylinder or a chain grinder pressed by a chain can be used. As the stone, natural stone, cement stone, ceramic stone and the like can be used. A stone mill grinder can also be used.

リファイナーとしては、木材から機械パルプを製造する際に用いられる各種高濃度リファイナー機を使用することができる。リファイナーの型としては、固定板と回転する1枚のディスクにより摩砕するシングルディスクリファイナー、2枚の逆回転するディスクにより摩砕するダブルディスクリファイナー、固定板を挟んで両側の回転するディスクにより摩砕するツインディスクリファイナーが使用できる。また、回転板が平板ではなく円錐型であるコニカルディスクリファイナーも使用できる。グラインダーやリファィナーでは、摩砕効率を維持するために温水シャワーなどを使用して摩砕機内の目詰まりを防ぎながら摩砕処理が行われる。   As the refiner, various high-concentration refiner machines used for producing mechanical pulp from wood can be used. Refiner molds include a single disk refiner that is ground by a fixed disk and one rotating disk, a double disk refiner that is ground by two counter-rotating disks, and a disk that rotates on both sides of the fixed plate. A twin disc refiner can be used. Further, a conical refiner in which the rotating plate is not a flat plate but a conical shape can be used. In grinders and refiners, a grinding process is performed while preventing clogging in the grinding machine using a hot water shower or the like in order to maintain grinding efficiency.

次に、酵素糖化工程について説明する。酵素糖化工程では、セルロース分解酵素及び必要に応じてヘミセルロース分解酵素も加えて、前記解繊処理後の樹皮を酵素処理する。この際には、樹皮はほぼパルプ繊維の状態で中性又は弱アルカリ性の水性スラリーの状態である。スラリー中の樹皮濃度は10〜60質量%、好ましくは30〜50質量%程度に調整する。
糖化反応工程で使用するセルロース分解酵素は、セロビオヒドロラーゼ活性、エンドグルカナーゼ活性、ベータグルコシダーゼ活性を有する、所謂セルラーゼと総称される酵素である。
糖化醗酵反応工程で必要に応じて使用するもう一つの酵素であるヘミセルロース分解酵素は、キシラン分解酵素、マンナン分解酵素、ペクチン分解酵素、アラビナン分解酵素などの一連のヘミセルロース分解酵素のうちから選ばれる少なくとも一つの酵素である。
Next, the enzymatic saccharification step will be described. In the enzymatic saccharification step, a cellulose-degrading enzyme and, if necessary, a hemicellulose-degrading enzyme are also added, and the bark after the defibrating treatment is enzymatically treated. At this time, the bark is in a state of a neutral or weak alkaline aqueous slurry in a state of pulp fibers. The bark concentration in the slurry is adjusted to 10 to 60% by mass, preferably about 30 to 50% by mass.
The cellulolytic enzyme used in the saccharification reaction step is an enzyme collectively called cellulase having cellobiohydrolase activity, endoglucanase activity, and betaglucosidase activity.
Another enzyme used as necessary in the saccharification and fermentation reaction step, hemicellulose-degrading enzyme is at least selected from a series of hemicellulose-degrading enzymes such as xylan-degrading enzyme, mannan-degrading enzyme, pectin-degrading enzyme, and arabinan-degrading enzyme. It is an enzyme.

セルロース分解酵素とヘミセルロース分解酵素は、夫々を適宜の量で添加しても良いが、市販されているセルラーゼ製剤には、上記した各種のセルラーゼ活性を有すると同時に、ヘミセルラーゼ活性も有しているものが多く、市販のセルラーゼ製剤を用いれば良い。
市販のセルラーゼ製剤としては、トリコデルマ(Trichoderma)属、アクレモニウム属(Acremonium)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、ファネロケエテ(Phanerochaete)属、トラメテス属(Trametes)、フーミコラ(Humicola)属、バチルス(Bacillus)属などに由来するセルラーゼ製剤がある。このようなセルラーゼ製剤の市販品としては、全て商品名で、例えば、セルロイシンT2(エイチピィアイ社製)、メイセラーゼ(明治製菓社製)、ノボザイム188(ノボザイム社製)、マルティフェクトCX10L(ジェネンコア社製)等が挙げられる。
Cellulose-degrading enzyme and hemicellulose-degrading enzyme may be added in appropriate amounts, respectively, but commercially available cellulase preparations have various cellulase activities as well as hemicellulase activity. There are many, and a commercially available cellulase preparation may be used.
Commercial cellulase preparations include Trichoderma, Acremonium, Aspergillus, Phanerocheet, Trametes, Humicola, and Humicola. There are cellulase preparations derived from the above. Examples of such commercially available cellulase preparations are all trade names, for example, cellulosin T2 (manufactured by HIPI), mecerase (manufactured by Meiji Seika Co., Ltd.), Novozyme 188 (manufactured by Novozyme), multifect CX10L (manufactured by Genencor) ) And the like.

樹皮固形分100質量部に対するセルラーゼ製剤の使用量は、0.5〜100質量部が好ましく、1〜50質量部が特に好ましい。   The amount of the cellulase preparation used relative to 100 parts by mass of the bark solid content is preferably 0.5 to 100 parts by mass, particularly preferably 1 to 50 parts by mass.

反応条件は極力中性に近いことが好ましい。前記解繊処理後のpHが選択する酵素の至適pHより高い場合には、酸により中和することが好ましい。
温度は25〜50℃が好ましく、30〜40℃がさらに好ましい。糖化醗酵反応は、連続式が好ましいが、バッチ方式でも良い。糖化発酵反応時間は、酵素濃度によっても異なるが、バッチ式の場合は10〜240時間、さらに好ましくは15〜160時間である。連続式の場合も、平均滞留時間が、10〜150時間、さらに好ましくは15〜100時間である。
The reaction conditions are preferably as close to neutrality as possible. When the pH after the defibrating treatment is higher than the optimum pH of the enzyme to be selected, neutralization with an acid is preferable.
The temperature is preferably 25 to 50 ° C, more preferably 30 to 40 ° C. The saccharification and fermentation reaction is preferably a continuous type, but may be a batch type. The saccharification and fermentation reaction time varies depending on the enzyme concentration, but in the case of a batch type, it is 10 to 240 hours, more preferably 15 to 160 hours. Also in the case of a continuous type, the average residence time is 10 to 150 hours, more preferably 15 to 100 hours.

次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に示す各実施例において、%は、特に断りがない限りは全ての質量によるものである。また、平均重合度の算出には、フェノール硫酸法によって全糖量を算出した。各定量方法については、「還元糖の定量法」(福井作蔵著 学会出版センター)を参考にした。   EXAMPLES Next, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to a following example. In each Example shown below,% is based on the total mass unless otherwise specified. For calculating the average degree of polymerization, the total sugar amount was calculated by the phenol-sulfuric acid method. For each quantification method, the “quantification method of reducing sugar” (Sakuzo Fukui Publishing Center) was referenced.

(実施例1)
ユーカリ・グロブラスの樹皮を約1cm角に切断し、以下の試験に用いた。
絶乾5g相当の上記サンプルを5%亜硫酸ナトリウム、2.5%炭酸水素ナトリウム20mlとなる亜硫酸塩溶液に浸漬し、この混合物を120℃にて1時間加熱することにより浸漬処理を施した。浸漬処理前(試料を溶液に浸漬して5分後)に、液のpHを測定したところ、8.54であった。
浸漬処理後、フッ素樹脂メッシュを用いてサンプルと亜硫酸塩溶液を分離した。なお、分離された液を25℃に冷却した後にpHを測定したところ、9.25であった。
浸漬処理済み樹皮を、ワーリングブレンダー〔大阪ケミカル(株)社製7012S型〕を用いて、解繊処理を1分間行った。解繊後、取りだした繊維に対し、100mlの100mM酢酸バッファー(pH5.0)に3mlの市販セルラーゼ(ジェネンコア社製 GC220)を添加した条件下で50℃、18時間の酵素糖化処理を行い、処理後の糖化液の糖量を測定し、以下の式によって、糖収率を算出した。
Example 1
Eucalyptus globulus bark was cut into approximately 1 cm square and used in the following tests.
The sample corresponding to 5 g of absolute dryness was immersed in a sulfite solution containing 20 ml of 5% sodium sulfite and 2.5% sodium hydrogen carbonate, and this mixture was heated at 120 ° C. for 1 hour for immersion treatment. It was 8.54 when the pH of the liquid was measured before the immersion treatment (5 minutes after the sample was immersed in the solution).
After the immersion treatment, the sample and the sulfite solution were separated using a fluororesin mesh. The pH of the separated liquid after cooling to 25 ° C. was measured to be 9.25.
The soaked bark was defibrated for 1 minute using a Waring blender [7012S type manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.]. After defibration, the extracted fiber is subjected to an enzymatic saccharification treatment at 50 ° C. for 18 hours under the condition in which 3 ml of commercially available cellulase (GC220 manufactured by Genencor) is added to 100 ml of 100 mM acetate buffer (pH 5.0). The amount of sugar in the subsequent saccharified solution was measured, and the sugar yield was calculated according to the following formula.

糖収率(%)=〔糖化液中の糖量(%)/サンプル絶乾重量(%)〕×100     Sugar yield (%) = [sugar amount in saccharified solution (%) / sample dry weight (%)] × 100

本サンプルについて糖収率を算出したところ樹皮質量の44.2%相当の糖を得ることが出来た。本サンプルを70%硫酸、20℃、18時間処理により糖を抽出した場合、処理前樹皮の46.5%に相当する糖を得ることが出来ることから、本発明を樹皮に行った場合、糖回収率としては、95.0%と計算される。   When the sugar yield was calculated for this sample, a sugar equivalent to 44.2% of the bark mass could be obtained. When sugar is extracted from this sample by treatment with 70% sulfuric acid at 20 ° C. for 18 hours, sugar equivalent to 46.5% of the untreated bark can be obtained. The recovery rate is calculated to be 95.0%.

(比較例1)
樹皮の替わりに木部を用いた他は実施例1と同様に浸漬処理、糖化を行った。
本サンプルについて糖収率を算出したところ処理前木部の15.3%相当の糖を得ることが出来た。本サンプルを70%硫酸、20℃、18時間処理により糖を抽出した場合、処理前木部の55.0%に相当する糖を得ることが出来ることから、本発明を木部に行った場合、糖回収率としては27.8%と計算される。
木部の場合にも、実施例1と同様に浸漬処理前後のpHを測定したが、処理前pHは8.54、処理後pHは9.01であり、大きな差はなかった。
実施例1と比較例1との比較から、本発明の浸漬処理の場合、木部に比較して樹皮の糖回収率が著しく高いことが解った。
(Comparative Example 1)
Immersion treatment and saccharification were performed in the same manner as in Example 1 except that the xylem was used instead of the bark.
When the sugar yield was calculated for this sample, it was possible to obtain a sugar equivalent to 15.3% of the pre-treatment xylem. When sugar is extracted from this sample by treatment with 70% sulfuric acid at 20 ° C. for 18 hours, sugar equivalent to 55.0% of the xylem before treatment can be obtained. The sugar recovery rate is calculated as 27.8%.
In the case of xylem, the pH before and after the immersion treatment was measured in the same manner as in Example 1. The pH before treatment was 8.54, and the pH after treatment was 9.01, and there was no significant difference.
From the comparison between Example 1 and Comparative Example 1, it was found that in the case of the immersion treatment of the present invention, the sugar recovery rate of the bark was significantly higher than that of the xylem.

(実施例2)
浸漬液として、2.5%亜硫酸ナトリウム、2.5%炭酸水素ナトリウム20mlとなる亜硫酸塩溶液とした他は実施例1と同様に浸漬処理、糖化を行ったものを実施例2−1とした。
また、浸漬液を表1に示すものに変更した他は実施例2−1と同様にしたものを、実施例2−2〜実施例2−4とし、糖収率も表1に記載した。
(Example 2)
Example 2-1 was obtained by performing immersion treatment and saccharification in the same manner as in Example 1 except that the immersion liquid was sulfite solution of 2.5% sodium sulfite and 2.5% sodium bicarbonate 20 ml. .
Moreover, except having changed the immersion liquid into what is shown in Table 1, what was carried out similarly to Example 2-1 was set to Example 2-2 to Example 2-4, and sugar yield was also described in Table 1.

(比較例2、実施例3)
浸漬液として亜硫酸水素ナトリウムとpH調整助剤を用いて、表1に記載する組成とした他は実施例1と同様にしたものを、実施例3−1〜実施例3−3、比較例2とし、糖収率も表1に記載した。
(Comparative Example 2, Example 3)
Examples 3-1 to 3-3 and Comparative Example 2 were the same as in Example 1 except that sodium bisulfite and a pH adjusting aid were used as the immersion liquid, and the compositions described in Table 1 were used. The sugar yield is also listed in Table 1.

(参考例)
亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、pH調整助剤を夫々単独で浸漬液とした他は、実施例と同様にしたものを参考例として表2に記載した。各液の濃度並びに糖収率も表2に記載した。
なお、表1、表2において、Aは亜硫酸ナトリウム、Bは亜硫酸水素ナトリウム、1は炭酸水素ナトリウム、2は炭酸ナトリウム、3は水酸化ナトリウムを用いた系を示す。
(Reference example)
Examples similar to those in Examples except that sulfites, hydrogen sulfites, and pH adjusting aids were used alone as immersion liquids are shown in Table 2 as reference examples. The concentration of each solution and the sugar yield are also shown in Table 2.
In Tables 1 and 2, A is sodium sulfite, B is sodium hydrogen sulfite, 1 is sodium hydrogen carbonate, 2 is sodium carbonate, and 3 is a system using sodium hydroxide.

各実施例を見ると、NaOHをpH調整助剤に用いると糖収率は上がるが、処理後のpHが高くなる傾向があり、処理後pHと糖収率のバランスから、亜硫酸ナトリウムを用い、pH調整剤としては炭酸ナトリウム又は炭酸水素ナトリウムを用いることが最も好ましい。   In each example, when NaOH is used as a pH adjustment aid, the sugar yield increases, but the pH after the treatment tends to increase. From the balance between the pH after treatment and the sugar yield, sodium sulfite is used, Most preferably, sodium carbonate or sodium bicarbonate is used as the pH adjuster.

Figure 2010136686
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Figure 2010136686
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Claims (7)

木本植物の樹皮を、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩を2〜10質量%含有し、かつ、アルカリ性のpH調整助剤を1〜5質量%含有するpH7.5以上のアルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理した後、固液分離し、解繊して得られる繊維を多糖分解酵素によって分解することを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。   The bark of a woody plant is immersed in an alkaline aqueous solution of pH 7.5 or higher containing 2 to 10% by mass of sulfite or bisulfite and 1 to 5% by mass of an alkaline pH adjusting aid for a certain period of time. A method for saccharifying a bark of a woody plant, characterized by decomposing a fiber obtained by solid-liquid separation and defibration after treatment with a polysaccharide-degrading enzyme. 前記アルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理した後の液のpHが7.5〜11.0であることを特徴とする請求項1に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。   The method for saccharifying bark of a woody plant according to claim 1, wherein the pH of the solution after immersion treatment in the alkaline aqueous solution for a certain time is 7.5 to 11.0. 前記亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩がナトリウム塩であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。   The method for saccharifying bark of a woody plant according to claim 1 or 2, wherein the sulfite or bisulfite is a sodium salt. 該pH調整剤が、炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウム、からなる群より選択される1種類以上であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。   The pH adjuster is at least one selected from the group consisting of alkali carbonate, alkali hydrogen carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide and magnesium hydroxide. Item 4. A method for saccharifying bark of a woody plant according to any one of Items 1 to 3. 前記浸漬処理の温度が130℃以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。   The method for saccharifying bark of a woody plant according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the immersion treatment is 130 ° C or lower. 前記浸漬処理の時間は、処理温度が100℃を超える場合には5〜60分、処理温度が100℃以下の場合には10〜120分であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。   The time of the immersion treatment is 5 to 60 minutes when the treatment temperature exceeds 100 ° C, and 10 to 120 minutes when the treatment temperature is 100 ° C or less. A method for saccharifying bark of a woody plant according to any one of the above. 前記木本植物が、ユーカリ(Eucalyptus)属のグランディス(grandis)種、グロブラス(globulus)種、ナイテンス(nitens)種、カマルドレンシス(camaldulensis)種、デグラプタ(deglupta)種、ビミナリス(viminalis)種、ユーロフィラ(Urophylla)種、ダニアイ(dunnii)種及びこれらの交雑種から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。   The woody plant includes Eucalyptus genus grandis, globulus, nitens, camaldulensis, degrupta, viminalis, The saccharification of the bark of a woody plant according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is at least one selected from the species of Europhylla, Dunnii and hybrids thereof. Method.
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