JP2014090707A - リグノセルロース含有バイオマスの酵素糖化処理方法及びリグノセルロース含有バイオマスからのエタノール製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
酵素糖化反応に適した原料とする前処理が施されているリグノセルロース系原料をセルロース糖化酵素を含有する水溶液に添加し調製した原料懸濁液を培養槽を用いて酵素糖化処理するリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法において、培養槽の排出口から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が12.0質量%以下になるように酵素糖化処理を行う。
【選択図】 図1
Description
植物系バイオマス中の多糖類から発酵基質となる単糖や小糖類を製造する方法として酵素やその酵素を生産する微生物を用いて加水分解する酵素糖化法がある。酵素分解により、バイオマスに含まれるセルロースやヘミセルロースが分解されて、グルコース、ガラクトース、マンノース等の六炭糖やキシロース、アラビノース等の五炭糖が生成される。
本発明の方法で原料として使用するリグノセルロース系原料としては、木質系として、製紙用樹木、林地残材、間伐材等のチップ又は樹皮、木本性植物の切株から発生した萌芽、製材工場等から発生する鋸屑又はおがくず、街路樹の剪定枝葉、建築廃材等が挙げられ、草本系としてケナフ、稲藁、麦わら、コーンコブ、バガス等の農産廃棄物、油用作物やゴム等の工芸作物の残渣及び廃棄物(例えば、EFB: Empty Fruit Bunch)、草本系エネルギー作物のエリアンサス、ミスカンサスやネピアグラス等が挙げられる。
また、バイオマスとしては、木材由来の紙、古紙、パルプ、パルプスラッジ、スラッジ、下水汚泥等、食品廃棄物、等を原料として利用することができる。これらのバイオマスは、単独、あるいは複数を組み合わせて使用することができる。また、バイオマスは、乾燥固形物であっても、水分を含んだ固形物であっても、スラリーであっても用いることができる。
本発明では、前記リグノセルロース原料に機械的処理を施すことができる。機械的処理としては、切断、裁断、破砕、磨砕等の任意の機械的手段が挙げられ、リグノセルロースを次工程の化学的処理工程で糖化され易い状態にすることである。使用する機械装置については特に限定されないが、例えば、切出し装置、一軸破砕機、二軸破砕機、ハンマークラッシャー、レファイナー、ニーダー、ボールミル等を用いることができる。
原料を洗浄する方法としては、例えば、原料に水を噴射して原料に混合されている異物を除く方法、あるいは、原料を水中に浸漬し異物を沈降させて取り除く方法等が挙げられる。また、メタルトラップ、洗浄ドレーナー等の装置を用いて、異物を原料から分離する方法が挙げられる。
原料に異物が含まれていると、リファイナーのディスク(プレート)等の機械的処理で用いる装置の部品を破損させる可能性があるし、配管が詰まる等の製造工程内でトラブルを起こす等の問題が発生するため、異物除去工程を導入することが望ましい。
前記、機械的処理を施したリグノセルロース原料を次に化学的処理することが望ましい。化学的処理としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムから選ばれる1種以上のアルカリ薬品、又は、亜硫酸ナトリウムと前記アルカリ薬品の中から選ばれる1種以上のアルカリ薬品を含有する溶液に浸漬する化学的処理を含む前処理である。また、オゾン、二酸化塩素などの酸化剤による化学的処理も可能である。
化学的処理は、前記機械的処理と組み合わせてそれらの前処理の後処理として行うことが好適である。
本発明では、前記化学処理により得られたリグノセルロース原料をレファイナーのディスク(プレート)のクリアランスを0.1〜2.0mmの範囲で磨砕することが好ましく0.1〜1.0mmの範囲がさらに好ましい。使用するレファイナーとしては、シングルディスクレファイナー、ダブルディスクレファイナー等を使用することができ相対するディスクのクリアランスを0.1〜2.0mmの範囲に設定できるレファイナーであれば特に制限なく使用することができる。ディスクのクリアランスが2.0mmを超えると糖化または併行糖化発酵で得られる糖収率が添加するため好ましくない。一方、ディスクのクリアランスが0.1mmより低いとレファイナーで磨砕処理した後の加水分解物(固形分)の収率が低下するため好ましくない。また、ディスクのクリアランスが0.1mmより低いとレファイナーの運転に要する電気消費量が増大するため好ましくない。
殺菌処理は、酸やアルカリなど、菌の生育困難なpHに原料を晒す方法でも良いが、高温下で処理する方法でも良く、両方を組み合わせても良い。酸、アルカリ処理後の原料については、中性付近、もしくは、糖化及び/又は糖化発酵工程に適したpHに調整した後に原料として使用することが好ましい。また、高温殺菌した場合も、室温もしくは糖化発酵工程に適した温度まで降温させてから原料として使用することが好ましい。このように、温度やpHを調整してから原料を送り出すことで、好適pH、好適温度外に酵素が晒されて、失活することを防ぐことができる。
酵素糖化反応に適した前処理が施されたリグノセルロース系原料は、適量の水と酵素と混合されて原料懸濁液とされ、糖化工程へ供給される。リグノセルロース系原料は酵素(セルラーゼ、ヘミセルラーゼ)により糖化(セルロース→グルコース、ヘミセルロース→グルコース、キシロース)される。
酵素糖化反応に適した前処理が施されたリグノセルロース系原料は、適量の水と酵素と混合されて原料懸濁液とされ、さらに酵母等の微生物と混合されて併行糖化発酵工程へ供給される。リグノセルロース系原料は酵素により糖化され、生成された糖類が酵母によりエタノールに発酵される。
前記培養槽は、糖化又は併行糖化発酵を行うことが可能な培養槽であれば培養槽の容量、形状、材質は特に制限されない。
各セルロース分解酵素は、夫々の活性を有する酵素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は、上記の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いので市販のセルラーゼ製剤を用いれば良い。
原料固形分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。
微生物は固定化しておいても良い。微生物を固定化しておくと、次工程で微生物を分離して再回収するという工程を省くことができるため、少なくとも回収工程に要する負担を軽減することができ、微生物のロスが軽減できるというメリットがある。また、凝集性のある微生物を選択することにより微生物の回収を容易にすることができる。
回収された固形分(残渣)は糖化工程又は併行糖化発酵工程へ移送し糖化又は糖化発酵の原料として用いることもできる。
糖化工程と発酵工程を別の反応槽で行う場合は、前記固液分離工程で分離された液体分(濾液)は、発酵工程へ移送し発酵微生物を用いて発酵を行う。発酵微生物としては、サッカロマイセス・セラビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、ピキア・スティピティス(Pichia stipitis)、キャンディダ・シハタエ(Candida shihatae)、パチソレン・タノフィルス(Pachysolen tannophilus)、イサチェンキア・オリエンタリス(Issatchenkia orientalis)等の酵母やザイモモナス・モビリス(Zymomonas mobilis)等の細菌、等が挙げられる。また、遺伝子組換技術を用いて作製した遺伝子組換微生物(酵母、細菌等)を用いることもできる。遺伝子組換微生物としては、六炭糖と五炭糖を同時に発酵できる微生物を特に制限なく用いることができる。
微生物は固定化しておいても良い。微生物を固定化しておくと、次工程で微生物を分離して再回収するという工程を省くことができるため、少なくとも回収工程に要する負担を軽減することができ、微生物をロスが軽減できるというメリットがある。また、凝集性のある微生物を選択することにより微生物の回収を容易にすることができる。
蒸留温度は25〜60℃が好ましい。25℃未満であると、生成物の蒸留に時間がかかって生産性が低下する。また、60℃より高いと、酵素が熱変性して失活してしまい、新たに追加する酵素量が増加するため経済性が悪くなる。
蒸留後の蒸留残渣留分中に残る発酵生成物濃度は0.1質量%以下であることが好ましい。このような濃度にすることによって、後段の固液分離工程において固形物とともに排出される発酵生成物量を低減することができ、収率を向上させることができる。
残渣分離装置で分離した後の残渣には、酵素、リグニンや酵母が含まれている。リグニンは、燃焼原料として回収しエネルギーとして利用することもできるし、リグニンを回収し有効利用することもできる。また、酵母を残渣から分離して、併行糖化発酵工程で再利用することもできる。残渣分離装置としては、遠心分離機、フィルタープレス、ロータリープレス、ベルトプレス等を用いることができ残渣を分離できる装置であれば制限なく用いることができる。
また、遺伝子組換技術を用いて作製した遺伝子組換微生物(酵母、細菌等)を用いることができる。遺伝子組換微生物としては、六炭糖と五炭糖を同時に発酵できる微生物を特に制限なく用いることができる。微生物は、培地などと同時に添加しても良い。
微生物は固定化しておいてもよい。微生物を固定化しておくと、次工程で微生物を分離して再回収するという工程を省くことができるため、少なくとも回収工程に要する負担を軽減することができ、微生物をロスが軽減できるというメリットがある。また、凝集性のある微生物を選択することにより微生物の回収を容易にすることができる。
図1に示す製造工程で試験を実施した。
[前処理]
チップ状のユーカリ・グロブラスの林地残材(樹皮70%、枝葉30%)を20mmの丸孔スクリーンを取り付けた一軸破砕機(西邦機工社製、SC−15)で破砕し原料として用いた。
上記原料100kg(絶乾重量)に対して97%亜硫酸ナトリウム20kg及び水酸化ナトリウム1kgを添加後、水を添加し水溶液の容量を800Lに調製した。前記原料懸濁液を混合後、170℃で1時間加熱した。加熱処理後の原料懸濁液をレファイナー(熊谷理器工業製、KRK高濃度ディスクレファイナー)でディスク(プレート)のクリアランスを1.0mmに設定し磨砕した。次に20メッシュ(847um)のスクリーンを用いて固液分離(脱水)することにより溶液の電気伝導度が30uS/cmになるまで水で洗浄した。固液分離後の固形物(前処理物)を原料として糖化を行った。
図1に示すように、2槽の培養槽(培養槽A、培養槽B)を連結した培養槽BR1を用いて糖化を行った。培養槽A内の溶液の容量を1.0m3、培養槽B内の溶液の容量を1.0m3で行った(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=1:1)。
培養槽Aに原料の最終濃度(乾燥重量当たり)が20質量%となるように原料懸濁液、及び市販セルラーゼ溶液(Accellerase DUET、ジェネンコア社製)50Lを添加した。培養槽Aの液量(最終容量)を水で1m3に調製した。
次に培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が20質量%の原料懸濁液を連続的に添加した。培養槽Aの溶液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Aを通過する時間:培養槽Aの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行った。すなわち、糖化処理を開始した時点から、原料懸濁液を66.6L/hの流速で培養槽Aの原料供給口1から連続的に添加した。一方、原料供給開始と同時に培養槽Aの排出口2より原料懸濁液を66.6L/hで排出し、培養槽Bへ移送した。培養槽Bにおいても原料懸濁液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Bを通過する時間:培養槽Bの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行った。また、前記セルラーゼ溶液を3.3L/hで培養槽Aに連続的に添加した。培養槽A及び培養槽Bの原料懸濁液のpHを5.0に調整し30℃で糖化処理を行った。糖化処理中の原料懸濁液のpHを5.0に維持した。尚、連続運転中に原料懸濁液の容量が減少した場合、自動的に水を添加することにより溶液の最終容量を1m3に維持した。
培養槽Bから原料懸濁液が排出されてから30時間後(定常状態になった時点)に培養槽Aの排出口2及び培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分の含量を測定した。また、培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる全糖濃度をフェノール硫酸法で測定し、時間当たりの糖類の生産量(糖生産量/時間)を算出した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が18質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が15質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が14質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が13質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が12質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が11質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が10質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が9質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が8質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が7質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が6質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が5質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が4質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が3質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
実験例1において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が2質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。結果を表1に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.6〜14.9質量%、かつ培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜11.8質量%の範囲で糖化を行うことにより効率的に糖類を生産できることが判明した。
実験例1において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例2において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例2と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例3において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例3と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例4において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例4と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例5において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例5と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例6において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例6と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例7において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例7と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例8において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例8と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例9において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例9と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例10において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例10と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例11において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例11と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例12において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例12と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例13において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例13と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例14において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例14と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例15において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例15と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
実験例16において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例16と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表2に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.2〜15.1質量%、かつ培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜11.9質量%で糖化を行うことにより効率的に糖類を生産できることが判明した。
実験例1において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例1と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例2において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例2と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例3において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例3と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例4において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例4と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例5において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例5と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例6において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例6と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例7において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例7と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例8において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例8と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例9において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例9と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例10において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例10と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例11において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例11と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例12において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例12と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例13において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例13と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例14において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例14と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例15において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例15と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
実験例16において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例16と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例1と同様に66.6L/hで行った。結果を表3に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.8〜15.2質量%、かつ培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜12.1質量%で糖化を行うことにより効率的に糖類を生産できることが判明した。
[前処理]
実験例1と同様の方法で前処理を実施した。固液分離後の固形物(前処理物)を原料として併行糖化発酵を行った。
予め、液体培地(グルコース30g/L、ポリペプトン5g/L、酵母エキス3g/L、麦芽エキス3g/L、pH5.6)50Lで酵母としてSaccharomyces cerevisiae (市販酵母、商品名:Maurivin: Mauri Yeast Australia Pty Limited)を30℃で24時間培養した。
図1に示すように、2槽の培養槽(培養槽A、培養槽B)を連結した培養槽BR1を用いて併行糖化発酵を行った。培養槽A内の溶液の容量を1.0m3、培養槽B内の溶液の容量を1.0m3で行った(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=1:1)。
培養槽Aにポリペプトン5g/L、酵母エキス3g/L、麦芽エキス3g/Lとなるように各々を添加後,水を添加し最終容量を0.8m3に調整した。酵母菌体を含む培養液を培養槽Aに添加し24時間培養した。酵母の密度が、1x108/mlに増殖した時点で、市販セルラーゼ溶液(Accellerase DUET、ジェネンコア社製)50Lを培養槽Aに添加した。次に、培養槽Aに水を添加し培養液の最終容量を1m3に調整した。
次に培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が20質量%の原料懸濁液を連続的に添加した。培養槽Aの培養液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Aを通過する時間:培養槽Aの容量/流速)を15時間に設定し併行糖化発酵処理を行った。すなわち、併行糖化発酵処理を開始した時点から、原料懸濁液を66.6L/hの流速で培養槽Aの原料供給口1から連続的に添加した。一方、原料供給開始と同時に培養槽Aの排出口2より原料懸濁液を66.6L/hで排出し、培養槽Bへ移送した。培養槽Bにおいても原料懸濁液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Bを通過する時間:培養槽Bの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行った。また、前記セルラーゼ溶液を3.3L/hで培養槽Aに連続的に添加した。培養槽A及び培養槽Bの原料懸濁液のpHを5.0に調整し30℃で併行糖化発酵処理を行った。尚、連続運転中に原料懸濁液の容量が減少した場合、自動的に水を添加することにより培養液の最終容量を1m3に維持した。併行糖化発酵処理中の原料懸濁液のpHを5.0に維持した。
培養槽Bから原料懸濁液が排出されてから30時間後(定常状態になった時点)に培養槽Aの排出口2及び培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分の含量を測定した。また、培養槽Bの排出口3から排出される培養液に含まれるエタノール濃度をグルコースセンサー(王子計測機器製BF−400型)で測定し、時間当たりのエタノール生産量(エタノール生産量/時間)を算出した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が18質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が15質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が14質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が13質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が12質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が11質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が10質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が9質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が8質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が7質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が6質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が5質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が4質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が3質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
実験例49において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が2質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例49と同様の方法で試験した。結果を表4に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.4〜14.7質量%、かつ培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜11.8質量%の範囲で併行糖化発酵を行うことにより効率的にエタノールを生産できることが判明した。
実験例1において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例1と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例2において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例2と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例3において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例3と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例4において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例4と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例5において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例5と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例6において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例6と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例7において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例7と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例8において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例8と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例9において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例9と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例10において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例10と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例11において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例11と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例12において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例12と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例13において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例13と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例14において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例14と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例15において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例15と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
実験例16において、原料としてユーカリ・グロブラスの林地残材の変わりにユーカリ・グロブラスの樹皮を用いた以外は全て実験例16と同様の試験を実施した。結果を表5に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.5〜15.0質量%、かつ培養槽Bの排出口から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜11.9の範囲で糖化を行うことにより効率的に糖類を生産できることが判明した。
実験例49において、酵母としてSaccharomyces cerevisiae の代替としてイサチェンキア・オリエンタリス(Issatchenkia orientalis、本菌株は平成15年5月22日に独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに寄託、受託番号FERM P−19368)を用い38℃で24時間培養した。それ以外の操作は実験例49と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が18質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が15質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が14質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が13質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が12質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が11質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が10質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が9質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が8質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が7質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が6質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が5質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が4質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が3質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
実験例81において、培養槽Aの供給口1から原料濃度(乾燥重量当たり)が2質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。結果を表6に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.5〜14.9質量%、かつ培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜11.9質量%で併行糖化発酵を行うことにより効率的にエタノールを生産できることが判明した。
実験例81において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3で行った(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例82において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例82と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例83において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例83と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例84において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例84と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例85において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例85と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例86において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例86と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例87において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例87と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例88において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例88と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例89において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例89と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例90において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例90と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例91において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例91と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例92において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例92と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例93において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例93と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例94において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例94と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例95において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例95と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
実験例96において、培養槽A内の溶液の容量を1.4m3、培養槽B内の溶液の容量を0.6m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=7:3)に変更した以外は全て実験例96と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表7に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.7〜15.1質量%、かつ培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜12.2質量%で併行糖化発酵を行うことにより効率的にエタノールを生産できることが判明した。
実験例81において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例81と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例82において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例82と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例83において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例83と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例84において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例84と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例85において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例85と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例86において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例86と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例87において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例87と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例88において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例88と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例89において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例89と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例90において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例90と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例91において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例91と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例92において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例92と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例93において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例93と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例94において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例94と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例95において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例95と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
実験例96において、培養槽A内の溶液の容量を0.6m3、培養槽B内の溶液の容量を1.4m3(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=3:7)に変更した以外は全て実験例96と同様の方法で試験した。尚、培養槽A、及び培養槽B内を通過する原料懸濁液の流速は実験例81と同様に66.6L/hで行った。結果を表8に示す。
以上の結果から、培養槽Aの排出口2から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.6〜15.0質量%、かつ培養槽Bの排出口3から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.0〜12.1質量%で併行糖化発酵を行うことにより効率的にエタノールを生産できることが判明した。
図2に示す製造工程で試験を実施した。
[前処理]
実験例1と同様の方法で前処理を実施した。固液分離後の固形物(前処理物)を原料として糖化を行った。
図2に示すように、培養槽BR1を用いて糖化を行った。
培養槽BR1に原料の最終濃度(乾燥重量当たり)が20質量%となるように原料懸濁液、及び市販セルラーゼ溶液(Accellerase DUET、ジェネンコア社製)50Lを添加した。培養槽BR1の液量(最終容量)を水で1m3に調製した。
次に培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が20質量%の原料懸濁液を連続的に添加した。培養槽BR1の溶液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽BR1を通過する時間:培養槽BR1の容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行った。すなわち、糖化処理を開始した時点から、原料懸濁液を66.6L/hの流速で培養槽BR1の原料供給口4から連続的に添加した。一方、原料供給開始と同時に培養槽BR1の排出口5より原料懸濁液を66.6L/hで排出した。また、前記セルラーゼ溶液を3.3L/hで培養槽BR1に連続的に添加した。培養槽BR1内の原料懸濁液のpHを5.0に調整し30℃で糖化処理を行った。糖化処理中の原料懸濁液のpHを5.0に維持した。尚、連続運転中に原料懸濁液の容量が減少した場合、自動的に水を添加することにより溶液の最終容量を1m3に維持した。
培養槽BR1から原料懸濁液が排出されてから30時間後(定常状態になった時点)に培養槽BR1の排出口5から排出される原料懸濁液に含まれる固形分の含量を測定した。また、培養槽BR1の排出口5から排出される原料懸濁液に含まれる全糖濃度をフェノール硫酸法で測定し、時間当たりの糖類の生産量(糖生産量/時間)を算出した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が18質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が15質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が14質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が13質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が12質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が11質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が10質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が9質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が8質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が7質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が6質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が5質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が4質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が3質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
実験例129において、培養槽Aの供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が2質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例129と同様の方法で試験した。結果を表9に示す。
以上の結果から、培養槽BR1の排出口5から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0.9〜12.1質量%の範囲で糖化を行うことにより効率的に糖類を生産できることが判明した。
図2に示す製造工程で試験を実施した。
実験例1と同様の方法で前処理を実施した。固液分離後の固形物(前処理物)を原料として併行糖化発酵を行った。
予め、液体培地(グルコース30g/L、ポリペプトン5g/L、酵母エキス3g/L、麦芽エキス3g/L、pH5.6)50Lで酵母としてSaccharomyces cerevisiae (市販酵母、商品名:Maurivin: Mauri Yeast Australia Pty Limited)を30℃で24時間培養した。
図2に示すように、培養槽BR1を用いて糖化を行った。
培養槽BR1にポリペプトン5g/L、酵母エキス3g/L、麦芽エキス3g/Lとなるように各々を添加後,水を添加し最終容量を0.8m3に調整した。酵母菌体を含む培養液を培養槽BR1に添加し24時間培養した。酵母の密度が、1x108/mlに増殖した時点で、市販セルラーゼ溶液(Accellerase DUET、ジェネンコア社製)50Lを培養槽BR1に添加した。次に、培養槽BR1に水を添加し培養液の最終容量を1m3に調整した。
次に培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が20質量%の原料懸濁液を連続的に添加した。培養槽BR1の培養液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽BR1を通過する時間:培養槽BR1の容量/流速)を15時間に設定し併行糖化発酵処理を行った。すなわち、併行糖化発酵処理を開始した時点から、原料懸濁液を66.6L/hの流速で培養槽BR1の原料供給口4から連続的に添加した。また、前記セルラーゼ溶液を3.3L/hで培養槽BR1に連続的に添加した。培養槽BR1の原料懸濁液のpHを5.0に調整し30℃で併行糖化発酵処理を行った。併行糖化発酵処理中の原料懸濁液のpHを5.0に維持した。尚、連続運転中に原料懸濁液の容量が減少した場合、自動的に水を添加することにより培養液の最終容量を1m3に維持した。
培養槽BR1から原料懸濁液が排出されてから30時間後(定常状態になった時点)に培養槽BR1の排出口5から排出される原料懸濁液に含まれる固形分の含量した。培養槽BR1の排出口5から排出される原料懸濁液に含まれるエタノール濃度をグルコースセンサー(王子計測機器製BF−400型)で測定し、時間当たりのエタノール生産量(エタノール生産量/時間)を算出した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が18質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が15質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が14質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が13質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が12質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が11質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が10質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が9質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が8質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が7質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が6質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が5質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が4質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が3質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
実験例145において、培養槽BR1の供給口4から原料濃度(乾燥重量当たり)が2質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例145と同様の方法で試験した。結果を表10に示す。
以上の結果から、培養槽BR1の排出口5から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度を1.0〜12.0質量%の範囲で併行糖化発酵を行うことにより効率的にエタノールを生産できることが判明した。
[実験例161]
図3に示す製造工程で試験を実施した。
[前処理]
実験例1と同様の方法で前処理を実施した。
図3に示すように、3槽の培養槽(培養槽A、培養槽B、培養槽C)を直列に連結した培養槽BR1を用いて糖化を行った。培養槽A内の溶液の容量を1.0m3、培養槽B内の溶液の容量を1.0m3、培養槽C内の溶液の容量を1.0m3行った(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B:培養槽C=1:1:1)。
培養槽Aに原料の最終濃度(乾燥重量当たり)が20質量%となるように原料懸濁液、及び市販セルラーゼ溶液(Accellerase DUET、ジェネンコア社製)50Lを添加した。培養槽Aの液量(最終容量)を水で1m3に調製した。
次に培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が20質量%の原料懸濁液を連続的に添加した。培養槽Aの溶液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Aを通過する時間:培養槽Aの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行った。すなわち、糖化処理を開始した時点から、原料懸濁液を66.6L/hの流速で培養槽Aの原料供給口6から連続的に添加した。一方、原料供給開始と同時に培養槽Aの排出口7より原料懸濁液を66.6L/hで排出し、培養槽Bへ移送した。培養槽Bにおいても原料懸濁液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Bを通過する時間:培養槽Bの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理い培養槽Cへ移送した。培養槽Cにおいても原料懸濁液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Cを通過する時間:培養槽Cの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行った。また、前記セルラーゼ溶液を3.3L/hで培養槽Aに連続的に添加した。培養槽A、培養槽B、及び培養槽Cの原料懸濁液のpHを5.0に調整し30℃で糖化処理を行った。糖化処理中の原料懸濁液のpHを5.0に維持した。尚、連続運転中に原料懸濁液の容量が減少した場合、自動的に水を添加することにより溶液の最終容量を1m3に維持した。
培養槽Cから原料懸濁液が排出されてから50時間後(定常状態になった時点)に培養槽Aの排出口7、培養槽Bの排出口8、及び培養槽Cの排出口9から排出される原料懸濁液に含まれる固形分の含量を測定した。また、培養槽Cの排出口9から排出される原料懸濁液に含まれる全糖濃度をフェノール硫酸法で測定し、時間当たりの糖類の生産量(糖生産量/時間)を算出した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が18質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が15質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が14質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が13質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が12質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が11質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が10質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が9質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が8質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が7質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が6質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が5質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が4質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が3質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
実験例161において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が2質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例161と同様の方法で試験した。結果を表11に示す。
以上の結果から、培養槽Cの排出口9から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0〜9.4質量%の範囲で糖化を行うことにより効率的に糖類を生産できることが判明した。
図3に示す製造工程で試験を実施した。
実験例1と同様の方法で前処理を実施した。
予め、液体培地(グルコース30g/L、ポリペプトン5g/L、酵母エキス3g/L、麦芽エキス3g/L、pH5.6)50Lで酵母としてSaccharomyces cerevisiae (市販酵母、商品名:Maurivin: Mauri Yeast Australia Pty Limited)を30℃で24時間培養した。
図3に示すように、3槽の培養槽(培養槽A、培養槽B、培養槽C)を連結した培養槽BR1を用いて併行糖化発酵を行った。培養槽A内の溶液の容量を1.0m3、培養槽B内の溶液の容量を1.0m3、培養槽C内の溶液の容量を1.0m3行った(溶液容量の比率は、培養槽A:培養槽B=1:1)。培養槽Aにポリペプトン5g/L、酵母エキス3g/L、麦芽エキス3g/Lとなるように各々を添加後,水を添加し最終容量を0.8m3に調整した。酵母菌体を含む培養液を培養槽Aに添加し24時間培養した。酵母の密度が、1x108/mlに増殖した時点で、市販セルラーゼ溶液(Accellerase DUET、ジェネンコア社製)50Lを培養槽Aに添加した。次に、培養槽Aに水を添加し培養液の最終容量を1m3に調整した。
次に培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が20質量%の原料懸濁液を連続的に添加した。培養槽Aの培養液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Aを通過する時間:培養槽Aの容量/流速)を15時間に設定し併行糖化発酵処理を行った。すなわち、併行糖化発酵処理を開始した時点から、原料懸濁液を66.6L/hの流速で培養槽Aの原料供給口1から連続的に添加した。一方、原料供給開始と同時に培養槽Aの排出口7より原料懸濁液を66.6L/hで排出し、培養槽Bへ移送した。培養槽Bにおいても原料懸濁液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Bを通過する時間:培養槽Bの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行い、培養槽Cへ移送した。培養槽Cにおいても原料懸濁液の滞留時間(原料懸濁液が培養槽Cを通過する時間:培養槽Cの容量/流速)を15時間に設定し糖化処理を行なった。また、前記セルラーゼ溶液を3.3L/hで培養槽Aに連続的に添加した。培養槽A培養槽B、及び培養槽Cの原料懸濁液のpHを5.0に調整し30℃で併行糖化発酵処理を行った。尚、連続運転中に原料懸濁液の容量が減少した場合、自動的に水を添加することにより培養液の最終容量を1m3に維持した。併行糖化発酵処理中の原料懸濁液のpHを5.0に維持した。
培養槽Cから原料懸濁液が排出されてから50時間後(定常状態になった時点)に培養槽Aの排出口7、培養槽Bの排出口8、及び培養槽Cの排出口9から排出される原料懸濁液に含まれる固形分の含量を測定した。また、培養槽Cの排出口9から排出される培養液に含まれるエタノール濃度をグルコースセンサー(王子計測機器製BF−400型)で測定し、時間当たりのエタノール生産量(エタノール生産量/時間)を算出した。結果を表12に示す。
実験例177において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が18質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例177と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例177において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が15質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例177と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例177において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が14質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例177と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例177において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が13質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例177と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例177において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が12質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例177と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例177において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が11質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例177と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が10質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が9質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が8質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が7質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が6質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が5質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が4質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が3質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
実験例176において、培養槽Aの供給口6から原料濃度(乾燥重量当たり)が2質量%の原料懸濁液を添加した以外は全て実験例176と同様の方法で試験した。結果を表12に示す。
以上の結果から、培養槽Cの排出口9から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が0〜9.2質量%の範囲で糖化を行うことにより効率的にエタノールを生産できることが判明した。
2:培養槽BR1(A)の排出口
3:培養槽BR1(B)の排出口
4:培養槽BR1の原料供給口
5:培養槽BR1の排出口
6:培養槽BR1の原料供給口
7:培養槽BR1(A)の排出口
8:培養槽BR1(B)の排出口
9:培養槽BR1(C)の排出口
BR1:培養槽
BR1(A):一次培養槽
BR1(B):二次培養槽
BR1(C):三次培養槽
Claims (10)
- リグノセルロース系原料をセルロース糖化酵素を含有する水溶液に添加した原料懸濁液を培養槽を用いて酵素糖化処理するリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法において、前記培養槽の排出口から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が12.0質量%以下になるように酵素糖化処理を行うことを特徴とするリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法。
- 前記培養槽が、直列に連結された少なくとも2槽の培養槽から構成され、前記直列に連結された少なくとも2槽の培養槽のうちの最後の培養槽の排出口から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が12.0質量%以下になるように酵素糖化処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法。
- 前記少なくとも2槽の培養槽のうちの最後に連結されている培養槽より前に位置する培養槽のうちのいずれか1槽の培養槽の排出口から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が15.0質量%以下になるように酵素糖化処理を行うことを特徴とする請求項2に記載のリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法。
- 前記培養槽が、直列に連結された2槽の培養槽(一次培養槽と二次培養槽)から構成され、一次培養槽内の溶液容量と二次培養槽内の溶液容量の比率が7:3〜3:7の範囲で酵素糖化処理を行い、一次培養槽の排出口から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が15.0質量%以下、かつ二次培養槽の排出口から排出される原料懸濁液に含まれる固形分濃度が12.0質量%以下になるように酵素糖化処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法。
- 前記培養槽を並列に配置す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
リグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法。 - 前記リグノセルロース原料が、リグノセルロース系原料に対して化学的処理、加圧熱水処理、機械的処理から選択される1つ以上の処理を含む前処理が施された原料であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法。
- 前記化学的処理が、リグノセルロース原料に対して10〜50質量%の亜硫酸ナトリウム及びpH調整剤として0.1〜10質量%のアルカリを添加し加熱する加熱処理であることを特徴とする請求項6に記載のリグノセルロース系原料の酵素糖化処理方法。
- 前記酵素糖化処理が糖類を発酵基質とする発酵用微生物を用いて酵素糖化処理と発酵処理を併行して行う併行糖化発酵処理であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のリグノセルロース系原料の酵素糖化発酵処理方法。
- 請求項1〜7に記載の酵素糖化処理方法で糖類を製造する方法。
- 請求項8に記載の酵素糖化発酵処理方法でエタノールを製造する方法。
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