JP2017063749A - Method for producing lignocellulosic biomass-derived compound - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound, which allow a fermentation inhibitory substance to be inexpensively and effectively eliminated.SOLUTION: The present invention provides a method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound, the method comprising the steps of: (A) generating an acid digestion product by a hydrolysis treatment in which lignocellulosic biomass is mixed and digested with acid in a hydrolysis tank; (M) vaporization-removing a fermentation inhibitor by subjecting the acid digestion product to a drying treatment in a drying treatment tank; (N) adding ammonia to the dried acid digestion product in an ammonia addition tank to further reduce the fermentation inhibitor and adjust the pH of the digestion product subjected to the drying treatment; and (B) performing a saccharification process in which a saccharified solution containing monosaccharides and/or oligosaccharides is produced from the acid digestion product after the addition of ammonia by the enzyme in a saccharification tank.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to a production method and a production apparatus for a lignocellulosic biomass-derived compound.

近年、地球温暖化対策や、廃棄物の有効活用の観点から、植物資源を原料とするバイオマスの利用が注目されている。一般に、バイオマスからエタノール等の化合物を製造するための原料としては、サトウキビ等の糖質やトウモロコシ等のデンプン質が多く用いられている。しかしながら、これらの原料はもともと食料又は飼料として用いられており、長期的に工業用利用資源として活用することは、食料又は飼料用途との競合を引き起こし、原料価格の高騰を招く危険性がある。   In recent years, from the viewpoint of global warming countermeasures and effective utilization of waste, the use of biomass using plant resources as a raw material has attracted attention. In general, sugars such as sugar cane and starches such as corn are often used as raw materials for producing a compound such as ethanol from biomass. However, these raw materials are originally used as food or feed, and long-term utilization as industrial resources may cause competition with food or feed use and may cause a rise in raw material prices.

従って、非食用バイオマスをエネルギー資源として活用する技術開発が進められている。非食用バイオマスとしては、地球上に最も多く存在するセルロースがあげられるが、その大部分は芳香族ポリマーのリグニンやヘミセルロースとの複合体であるリグノセルロースとして存在する。このリグノセルロースは、セルロース、ヘミセルロース、リグニンが強固に結合した構造をしており、発酵に使用可能である五炭糖又は六炭糖の単糖やオリゴ糖に分解するのは容易ではない。   Therefore, technology development that uses non-edible biomass as an energy resource is being promoted. Non-edible biomass includes the most abundant cellulose on the earth, most of which exists as lignocellulose, which is a complex with the aromatic polymer lignin and hemicellulose. This lignocellulose has a structure in which cellulose, hemicellulose, and lignin are firmly bound, and it is not easy to be decomposed into a pentose or hexose monosaccharide or oligosaccharide that can be used for fermentation.

これまで、酸、アルカリ、酵素、超臨界水などを用いてリグノセルロース系バイオマスを処理し、リグニンの防壁を破壊あるいは軟化させる前処理方法が検討されてきた。例えば、超臨界水による処理は、処理時間が短く、中和処理を必要としないため副生成物が発生しないという長所がある。しかしながら、反応性が高いために制御が難しく、糖の過分解物であるフルフラールや5−ヒドロキシメチルフルフラール、リグニン由来の芳香族化合物であるバニリンやグアヤコール、ヘミセルロース由来の酢酸、ギ酸、レプリン酸等の発酵阻害物質も同時に生成してしまうことが課題であった。   So far, pretreatment methods for treating lignocellulosic biomass using acids, alkalis, enzymes, supercritical water, etc. to break or soften the lignin barrier have been studied. For example, the treatment with supercritical water has an advantage that a by-product is not generated because the treatment time is short and neutralization treatment is not required. However, because of its high reactivity, it is difficult to control, such as furfural and 5-hydroxymethylfurfural, which are sugar degradants, vanillin and guaiacol, which are aromatic compounds derived from lignin, acetic acid derived from hemicellulose, formic acid, repric acid, etc. The problem was that fermentation inhibitors were also generated at the same time.

国際公開第2009/110374号International Publication No. 2009/110374 特開2004−187650号公報JP 2004-187650 A 特表2012−504935号公報Special table 2012-504935 gazette

発酵阻害物質を除去する方法として、特許文献1には、平均孔径0.8〜4.0mmの分離膜による除去が提案されている。しかしながら、非常に細かい孔径ゆえに、0.5MPaの操作圧が必要となり、設備費が高くなる。さらに、前処理で生成したキシロースやオリゴ糖が孔径を通り抜けられず、糖液の収率低下の原因となる。   As a method for removing fermentation-inhibiting substances, Patent Document 1 proposes removal using a separation membrane having an average pore diameter of 0.8 to 4.0 mm. However, since the hole diameter is very fine, an operating pressure of 0.5 MPa is required, resulting in high equipment costs. Furthermore, the xylose and oligosaccharides produced in the pretreatment cannot pass through the pore diameter, causing a reduction in the yield of the sugar solution.

また、特許文献2には、糖液の蒸発による発酵阻害物質の除去が提案されている。蒸発による除去方法は、安価、且つ短時間にて除去可能である点が優れている。しかしながら、比較的融点が低いフルフラール及び酢酸は除去できるが、5−ヒドロキシメチルフルフラールやギ酸については除去することができない。   Patent Document 2 proposes removal of a fermentation inhibitor by evaporation of sugar solution. The removal method by evaporation is excellent in that it is inexpensive and can be removed in a short time. However, furfural and acetic acid having a relatively low melting point can be removed, but 5-hydroxymethylfurfural and formic acid cannot be removed.

さらに、特許文献3には、アルカリ添加によるpH調整および真空環境下での発酵阻害物質の除去が提案されている。発酵工程ではpHが中性領域であることが好まれ、また、真空にすることで、特許文献2同様に揮発性のあるフルフラール及び酢酸は除去できるが、5−ヒドロキシメチルフルフラールやギ酸については除去することができない。   Furthermore, Patent Document 3 proposes pH adjustment by addition of alkali and removal of a fermentation inhibitor in a vacuum environment. In the fermentation process, it is preferred that the pH is in the neutral range, and by applying a vacuum, volatile furfural and acetic acid can be removed as in Patent Document 2, but 5-hydroxymethylfurfural and formic acid are removed. Can not do it.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、安価で効果的に発酵阻害物質を除去するリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the manufacturing method and manufacturing apparatus of a lignocellulosic biomass origin compound which remove a fermentation inhibitor effectively at low cost.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
(1)リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法であって、
(A)リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することによる加水分解処理で、酸蒸煮物を生成する工程と、
(M)前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去させる工程と、
(N)前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させ、且つ前記乾燥処理された蒸煮物のpH調整を行う工程と、
(B)酵素により前記アンモニア添加後の酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化工程と、
を有することを特徴とするリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(2)前記工程(N)と前記工程(B)とが同時に行われる(1)に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(3)前記工程(N)は、
(X)酵素をあらかじめ含んだ第一の糖化槽に前記乾燥処理された酸蒸煮物及びアンモニアをそれぞれ連続的に少しずつ添加する初期糖化工程を有し、
前記工程(B)の代わりに、
(Y)酵素をあらかじめ含んだ第二の糖化槽に前記初期糖化工程で生成された糖化液を連続的に少しずつ添加する糖化工程を有する、
(1)又は(2)に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(4)前記工程(M)及び前記工程(N)により、発酵阻害を引き起こさない閾値以下に前記発酵阻害物質の含有量を低減する(1)〜(3)のいずれか一つに記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(5)前記工程(N)後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記工程(M)における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定する(1)〜(4)のいずれか一つに記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(6)前記工程(M)後の酸蒸煮物中の含水量が、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して1.00kg以上2.58kg以下である(1)〜(5)のいずれか一つに記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(7)リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造装置であって、
リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することによる加水分解処理で、酸蒸煮物を生成する加水分解処理槽と、
前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去する乾燥処理槽と、
前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させるアンモニア添加槽と、
酵素により前記アンモニア添加後の酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化槽と、
を備えることを特徴とするリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。
(8)前記アンモニア添加槽と前記糖化槽とを合わせて一つの糖化槽とする(7)に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。
(9)酵素をあらかじめ含んだ前記アンモニア添加槽を第一の糖化槽とし、且つ、前記糖化槽を第二の糖化槽とする(7)又は(8)に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。
(10)前記乾燥処理槽及び前記アンモニア添加槽での処理により、発酵阻害を引き起こさない閾値以下に前記発酵阻害物質の含有量を低減する(7)〜(9)のいずれか一つに記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。
(11)前記アンモニア添加槽後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記乾燥処理槽における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定する(7)〜(10)のいずれか一つに記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。
(12)前記乾燥処理槽後の酸蒸煮物中の含水量が、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して1.00kg以上2.58kg以下である(7)〜(11)のいずれか一つに記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound,
(A) a step of producing an acid cooked product by hydrolysis by mixing an acid with lignocellulosic biomass and cooking;
(M) drying the acid-boiled product to volatilize and remove the fermentation inhibitor;
(N) adding ammonia to the dried acid cooked product, further reducing fermentation inhibiting substances, and adjusting the pH of the dried cooked product;
(B) a saccharification step for producing a saccharified solution containing monosaccharides and / or oligosaccharides from the acid-boiled product after addition of ammonia by the enzyme;
A process for producing a lignocellulosic biomass-derived compound, comprising:
(2) The method for producing a lignocellulose-based biomass-derived compound according to (1), wherein the step (N) and the step (B) are performed simultaneously.
(3) The step (N)
(X) having an initial saccharification step in which the dried acid-boiled product and ammonia are continuously added little by little to the first saccharification tank previously containing the enzyme,
Instead of the step (B),
(Y) having a saccharification step of continuously adding the saccharified solution produced in the initial saccharification step little by little to a second saccharification tank preliminarily containing an enzyme;
(1) The manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound as described in (2).
(4) The ligno according to any one of (1) to (3), wherein the content of the fermentation-inhibiting substance is reduced below a threshold value that does not cause fermentation inhibition by the step (M) and the step (N). A method for producing a cellulosic biomass-derived compound.
(5) Any one of (1) to (4), wherein a target value for reducing the content of the fermentation inhibitor in the step (M) is set on the basis of the content of the fermentation inhibitor after the step (N). The manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound as described in one.
(6) Any one of (1) to (5), wherein the water content in the acid cooked product after step (M) is 1.00 kg to 2.58 kg with respect to 1 kg of the dried lignocellulosic biomass. The manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound as described in one.
(7) A device for producing a lignocellulosic biomass-derived compound,
A hydrolysis treatment tank for producing an acid cooked product by hydrolysis by mixing an acid with lignocellulosic biomass and cooking,
A drying treatment tank for drying the acid-boiled product to volatilize and remove the fermentation inhibitor;
Adding ammonia to the dried acid cooked product, an ammonia addition tank for further reducing fermentation inhibiting substances,
A saccharification tank for producing a saccharified solution containing monosaccharides and / or oligosaccharides from the acid-boiled product after addition of ammonia by the enzyme;
An apparatus for producing a lignocellulosic biomass-derived compound, comprising:
(8) The lignocellulosic biomass-derived compound production apparatus according to (7), wherein the ammonia addition tank and the saccharification tank are combined into one saccharification tank.
(9) The lignocellulosic biomass-derived compound production according to (7) or (8), wherein the ammonia addition tank preliminarily containing an enzyme is the first saccharification tank and the saccharification tank is the second saccharification tank. apparatus.
(10) The content of the fermentation inhibitor is reduced to a threshold value that does not cause fermentation inhibition by treatment in the drying treatment tank and the ammonia addition tank, according to any one of (7) to (9). Lignocellulose-based biomass-derived compound production equipment.
(11) Based on the content of the fermentation inhibiting substance after the ammonia addition tank, a reduction target value of the content of the fermentation inhibiting substance in the drying treatment tank is set as any one of (7) to (10) The lignocellulosic biomass-derived compound production apparatus described.
(12) Any one of (7) to (11), wherein the water content in the acid cooked product after the drying treatment tank is 1.00 kg or more and 2.58 kg or less with respect to 1 kg of the dried lignocellulosic biomass. The lignocellulosic biomass-derived compound production apparatus described in 1.

本発明のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法及び製造装置によれば、特別な設備を用いらずに安価で効果的に発酵阻害物質を除去し、効率的にリグノセルロース系バイオマス由来化合物を得ることができる。   According to the method and apparatus for producing a lignocellulosic biomass-derived compound of the present invention, a fermentation inhibitor is effectively removed at low cost without using special equipment, and a lignocellulosic biomass-derived compound is efficiently obtained. be able to.

本発明の第一実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound which concerns on 1st embodiment of this invention. フルフラール、酢酸、ギ酸の蒸発曲線を示したグラフである。It is the graph which showed the evaporation curve of furfural, acetic acid, and formic acid. リグノセルロース系バイオマス中のフルフラール、5−HMF、酢酸の含有量とエタノールの収量との関係をプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the relationship between the content of furfural, 5-HMF, and an acetic acid in lignocellulosic biomass, and the yield of ethanol. 本発明の第二実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing method of the lignocellulose biomass origin compound which concerns on 3rd embodiment of this invention. 試験例1において、水酸化ナトリウムでpH調整したリグノセルロース系バイオマス及びアンモニアでpH調整したリグノセルロース系バイオマスを用いて生成したエタノールの収量を比較したグラフである。In Experiment 1, it is the graph which compared the yield of the ethanol produced | generated using the lignocellulose biomass adjusted pH with sodium hydroxide, and the lignocellulose biomass adjusted pH with ammonia. 試験例2において、発酵阻害物質である酢酸、フルフラール、5−HMFの含有量と、含水量の相関関係をそれぞれ示したグラフである。In Experiment 2, it is the graph which each showed the correlation of the content of the acetic acid which is a fermentation inhibitory substance, a furfural, and 5-HMF, and the water content. 試験例3において、(a)は各乾燥温度及び乾燥時間における酸蒸煮物の含水量とフルフラール含有量の相関関係を示したグラフであり、(b)は各乾燥温度及び乾燥時間における酸蒸煮物の含水量と乾燥時間の相関関係を示したグラフである。In Test Example 3, (a) is a graph showing the correlation between the moisture content and the furfural content of the acid cooked product at each drying temperature and drying time, and (b) is the acid cooked product at each drying temperature and drying time. It is the graph which showed the correlation of the water content of and the drying time. 試験例3において、各乾燥温度及び乾燥時間における酸蒸煮物の含水量と発酵阻害物質である酢酸、フルフラール、5−HMFの含有量の相関関係をそれぞれ示したグラフである。In Experiment 3, it is the graph which each showed the correlation of the water content of the acid cooked food in each drying temperature and drying time, and the content of the acetic acid which is a fermentation inhibitory substance, a furfural, and 5-HMF.

本発明の製造方法及び製造装置で処理対象となるリグノセルロース系バイオマスは主に、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを含有するものであり、例えば針葉樹、広葉樹、建築廃材、林地残材、剪定廃材、稲藁、籾殻、麦藁、木材チップ、木材繊維、化学パルプ、古紙、合板等の農林産物資源、サトウキビバガス、サトウキビ茎葉、コーンスト―バー等の農林産物廃棄物及び農林産物加工品である。なお、さとうきび、てんさいなどのショ糖含有資源、とうもろこし、さつまいもなどのデンプン含有資源などリグニン含有量が少ないまたは全く無いものであっても、糖の過分解物に代表される発酵阻害物質を含有または生成するものであれば、本発明の製造方法で処理対象としても構わない。これらのリグノセルロース系バイオマスは単独であってもよく、混合物であってもよい。   The lignocellulosic biomass to be treated in the production method and production apparatus of the present invention mainly contains cellulose, hemicellulose, and lignin. For example, conifers, hardwoods, building waste, forest land residue, pruning waste, rice straw Agricultural and forestry product resources such as rice husk, wheat straw, wood chips, wood fiber, chemical pulp, waste paper, plywood, and other agricultural and forestry waste products such as sugarcane bagasse, sugarcane foliage, corn stover, and processed agricultural products. Contains sucrose-containing resources such as sugar cane, sugar beet, starch-containing resources such as corn, sweet potato, etc., even if they contain little or no lignin content or contain fermentation inhibitors typified by sugar hyperdegradation products or If it produces | generates, it does not matter as a process target with the manufacturing method of this invention. These lignocellulosic biomasses may be used alone or as a mixture.

ヘミセルロースは、キシロースなどの5つの炭素を構成単位とする五炭糖とよばれるものやマンノース、アラビノース、ガラクツロン酸などの6つの炭素を構成単位とする六炭糖とよばれるもの、さらにグルコマンナンやグルクロノキシランなどのような複合多糖を有するので、加水分解を受けると、炭素5つからなる五炭糖の単糖やその単糖が複数個連結された五炭糖のオリゴ糖、炭素6つからなる六炭糖の単糖やその単糖が複数個連結された六炭糖のオリゴ糖、五炭糖の単糖と六炭糖の単糖が複数個連結されたオリゴ糖を生ずる。セルロースは6つの炭素を構成単位として有するので、加水分解を受けると、炭素6つからなる六炭糖の単糖やその単糖が複数個連結された六炭糖のオリゴ糖を生ずる。一般に、単糖及び/またはオリゴ糖の構成比率や生成量は、前処理方法や原料として用いた農林産物資源、農林産物廃棄物及び農林産物加工品の種類によって異なる。   Hemicellulose is called pentose containing 5 carbons such as xylose, hexose containing 6 carbons such as mannose, arabinose and galacturonic acid, glucomannan, Since it has a complex polysaccharide such as glucuronoxylan, when it is hydrolyzed, it has five carbon pentose monosaccharides, a pentose oligosaccharide in which multiple monosaccharides are linked, and six carbons. A hexose saccharide monosaccharide consisting of a plurality of hexose saccharides and a pentose saccharide monosaccharide and a pentose saccharide monosaccharide and a hexose saccharide monosaccharide are produced. Cellulose has 6 carbons as a structural unit, so when hydrolyzed, it produces a 6-carbon monosaccharide of 6 carbons and a hexose oligosaccharide in which a plurality of monosaccharides are linked. In general, the composition ratio and production amount of monosaccharides and / or oligosaccharides vary depending on the pretreatment method and the types of agricultural and forestry product resources, agricultural and forestry product wastes and processed agricultural and forestry products used as raw materials.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する、なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, portions not related to the description may be omitted.

[リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法]
<第一実施形態>
本発明の第一実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法は、(A)リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することによる加水分解処理で、酸蒸煮物を生成する工程と、(M)前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去させる工程と、(N)前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させ、且つ前記乾燥処理された蒸煮物のpH調整を行う工程と、(B)酵素により前記アンモニア添加後の酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化工程と、を有する。図1は、本発明の第一実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法の概略構成を示す図である。各工程の詳細について、以下に説明する。
[Production method of lignocellulosic biomass-derived compound]
<First embodiment>
The method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound according to the first embodiment of the present invention includes (A) a step of producing an acid cooked product by hydrolysis by mixing an acid with lignocellulosic biomass and steaming. (M) drying the acid cooked product to volatilize and remove the fermentation inhibitor, and (N) adding ammonia to the dried acid cooked product to further reduce the fermentation inhibitor, and And (B) a saccharification step for producing a saccharified solution containing monosaccharides and / or oligosaccharides from the acid-steamed product after addition of ammonia by the enzyme. Drawing 1 is a figure showing the schematic structure of the manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound concerning a first embodiment of the present invention. Details of each step will be described below.

まず、工程(A)は、リグノセルロース系バイオマスを酸と混合し蒸煮して加水分解処理することで、リグニンを除去または軟化させ、セルロースやヘミセルロースを取り出しやすくするための前処理工程である。酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の中から選ばれ、これらを単独で又は組み合わせて用いてもよい。中でも工業利用には安価で手に入りやすい硫酸が特に好ましい。
蒸煮とは、高圧且つ高湿で原料を一定時間保持することを意味する。また、蒸煮後、酸と混合したリグノセルロース系バイオマスを爆砕する工程を備えてもよい。爆砕とは、前記高圧且つ高湿の原料を一気に開放する衝撃で粉砕することを意味する。
First, the step (A) is a pretreatment step for removing liquin or softening by mixing lignocellulosic biomass with an acid, steaming and hydrolyzing it, thereby facilitating taking out cellulose or hemicellulose. The acid is selected from sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like, and these may be used alone or in combination. Among them, sulfuric acid which is inexpensive and easily available is particularly preferable for industrial use.
Steaming means holding the raw material at a high pressure and high humidity for a certain period of time. Moreover, you may provide the process of exploding lignocellulosic biomass mixed with the acid after cooking. Blasting means that the high-pressure and high-humidity raw material is pulverized with an impact that opens at once.

本前処理工程では、リグノセルロース系バイオマスを含む溶液に対して、酸を乾燥バイオマス重量に対して0.5質量%〜3.0質量%、望ましくは1.5質量%〜2.5質量%加えることが好ましい。また、0.4〜1.5MPaG、望ましくは0.5〜1.2MPaGの圧力下の蒸気飽和条件で行うことが好ましい。また、1.5分〜30分蒸煮した後に、爆砕することが好ましい。   In this pretreatment step, the acid is 0.5% by mass to 3.0% by mass, and preferably 1.5% by mass to 2.5% by mass with respect to the dry biomass weight with respect to the solution containing lignocellulosic biomass. It is preferable to add. Moreover, it is preferable to carry out on the vapor | steam saturation conditions under the pressure of 0.4-1.5 MPaG, desirably 0.5-1.2 MPaG. Moreover, it is preferable to blast after cooking for 1.5 to 30 minutes.

本発明において、「酸蒸煮物」とはリグノセルロース系バイオマスを酸と混合させ蒸煮して加水分解処理を施し生成されたものを意味する。酸蒸煮物には、セルロース、ヘミセルロース、単糖及び/又はオリゴ糖以外にも、種々の副生成物が含まれている。それら副生成物が後工程の糖化工程及び発酵工程の少なくとも一方の工程に悪影響を及ぼさない物質であれば、最後の蒸留工程において除去すればよいので大きな問題とはならない。しかしながら、悪影響を及ぼす発酵阻害物質であれば、糖化工程及び発酵工程の少なくとも一方の前工程で、各工程に悪影響を及ぼさない程度にまで除去する必要性が生じる。   In the present invention, the “acid cooked product” means a product produced by mixing lignocellulosic biomass with an acid, cooking and hydrolyzing it. In addition to cellulose, hemicellulose, monosaccharides and / or oligosaccharides, various by-products are contained in the acid cooked product. If these by-products are substances that do not adversely affect at least one of the subsequent saccharification step and fermentation step, they are not a big problem because they can be removed in the final distillation step. However, if the fermentation inhibitor has an adverse effect, it is necessary to remove it to the extent that it does not adversely affect each step in at least one of the saccharification step and the fermentation step.

本発明において、「発酵阻害物質」とは、発酵工程で、発酵反応を妨害する物質のことである。代表的な発酵阻害物質としては、糖の過分解物、リグニンやリグニン由来の芳香族化合物、接着剤及び塗料の少なくとも一方の人工的な薬品に由来する化合物が挙げられる。この中で、接着剤及び塗料の少なくとも一方の人工的な薬品に由来する化合物は、それらの処理が施されていない自然由来のリグノセルロース系バイオマスを使用することにより、ある程度回避可能である。しかし、リグノセルロース系バイオマスを原料とする限り、糖の過分解物やリグニン由来の芳香族化合物の生成は回避することが困難である。ここで、発酵阻害物質がリグニンのような不溶性固体であり、セルロース、ヘミセルロース、単糖及び/またはオリゴ糖が可溶性である場合には、通常の固液分離によって除去することが可能な場合もある。しかしながら、発酵阻害物質も有用物も可溶性である場合には、通常の固液分離が適用できないため、本発明の後述の発酵阻害物質を除去する処理方法が好ましく適用される。すなわち、本発明で、主に処理対象とする発酵阻害物質は、実質的にセルロース、ヘミセルロース、単糖及び/またはオリゴ糖との混合溶液を形成しているものであり、通常の固液分離では分離できないかまたは分離し難い状態のものを指す。そのような発酵阻害物質としては、例えば、酢酸、ギ酸、レブリン酸、糖の過分解物であるフルフラール、5−ヒドロキシメチルフルフラール(5−HMF)、リグニン由来の芳香族化合物であるバニリン、アセトバニリン、グアヤコールなどが挙げられる。これら発酵阻害物質のうち、代表的な発酵阻害物質は酢酸、ギ酸、フルフラール、5−HMFである。   In the present invention, the “fermentation inhibitor” is a substance that interferes with the fermentation reaction in the fermentation process. As a typical fermentation inhibitor, a compound derived from a sugar hyperdegradation product, lignin or an aromatic compound derived from lignin, an adhesive, and / or an artificial drug of paint. In this, the compound derived from the artificial chemical | medical agent of at least one of an adhesive agent and a coating material can be avoided to some extent or more by using naturally-derived lignocellulosic biomass which has not been processed. However, as long as lignocellulosic biomass is used as a raw material, it is difficult to avoid the production of sugar overdegradation products and lignin-derived aromatic compounds. Here, when the fermentation inhibitor is an insoluble solid such as lignin, and cellulose, hemicellulose, monosaccharide and / or oligosaccharide are soluble, it may be possible to remove by ordinary solid-liquid separation. . However, when both a fermentation inhibitor and a useful product are soluble, normal solid-liquid separation cannot be applied. Therefore, the treatment method for removing a fermentation inhibitor described later in the present invention is preferably applied. That is, in the present invention, the fermentation inhibitor to be treated mainly forms a mixed solution of cellulose, hemicellulose, monosaccharide and / or oligosaccharide, and in normal solid-liquid separation. Those that cannot be separated or difficult to separate. Examples of such fermentation inhibiting substances include acetic acid, formic acid, levulinic acid, a sugar hyperdegradation product furfural, 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), lignin-derived aromatic compound vanillin, acetovanillin , Guayacoal and so on. Among these fermentation inhibitors, typical fermentation inhibitors are acetic acid, formic acid, furfural, and 5-HMF.

工程(M)は、前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去させる工程である。揮発性を有する発酵阻害物質については、乾燥処理を行うことで除去することができる。   Step (M) is a step of drying the acid cooked product to volatilize and remove the fermentation inhibitor. The fermentation inhibitor having volatility can be removed by performing a drying treatment.

図2は、フルフラール、酢酸、ギ酸の蒸発曲線を示したものである。5−HMFについては、ほとんど蒸発しないことが自明であるためか、公開されている蒸発曲線が見いだせなかった。
本発明において、酸蒸煮物中に液中に溶解する発酵阻害物質の濃度は、酢酸は1.2%以下、フルフラールは0.3%以下、5−HMFやギ酸は0.2%以下である。また、酸蒸煮物中に溶解する発酵阻害物質の上限濃度(酢酸:1.2%、フルフラール:0.3%、ギ酸:0.2%)に対応するガス相中のそれぞれの上限濃度は、酢酸:1.7%、フルフラール:0.79%、ギ酸:0.15%となる。
横軸は、液中の水のモル比率を示しており、例えば、フルフラール蒸発曲線の横軸0.8は、水0.8、フルフラール0.2を意味する。縦軸は、ガス中の水のモル比率を示している。
蒸発曲線とは、液中の濃度と平衡状態にあるガス相中の濃度を示す曲線であり、y=x直線より下に位置している部分(図中(※)領域)は、水溶液中水濃度よりガス相中水濃度の方が小さい、水に溶けている酢酸やフルフラールの方が蒸発しやすいことを示している。それに対し、ギ酸の蒸発曲線は、上記濃度域において、y=x直線より下に位置する部分がないことから、上記濃度域において、ギ酸は水に比べて蒸発しにくいことを示している。
従って、酸蒸煮物に含まれる副生成物のうち、酢酸、フルフラールは揮発性を有し、乾燥することにより低減することができる。
FIG. 2 shows the evaporation curves of furfural, acetic acid and formic acid. For 5-HMF, it is obvious that it hardly evaporates, so the published evaporation curve could not be found.
In the present invention, the concentration of the fermentation inhibitor dissolved in the acid cooked product is 1.2% or less for acetic acid, 0.3% or less for furfural, and 0.2% or less for 5-HMF or formic acid. . Moreover, each upper limit concentration in the gas phase corresponding to the upper limit concentration (acetic acid: 1.2%, furfural: 0.3%, formic acid: 0.2%) of the fermentation inhibitor dissolved in the acid cooked product is Acetic acid: 1.7%, furfural: 0.79%, formic acid: 0.15%.
The horizontal axis indicates the molar ratio of water in the liquid. For example, the horizontal axis 0.8 of the furfural evaporation curve means water 0.8 and furfural 0.2. The vertical axis represents the molar ratio of water in the gas.
The evaporation curve is a curve showing the concentration in the gas phase and the concentration in the gas phase in an equilibrium state, and the portion located below the y = x line (the region (*) in the figure) is water in aqueous solution. This shows that acetic acid and furfural dissolved in water are easier to evaporate when the water concentration in the gas phase is smaller than the concentration. On the other hand, the evaporation curve of formic acid shows that there is no portion located below the y = x line in the concentration range, so that formic acid is less likely to evaporate than water in the concentration range.
Therefore, among the by-products contained in the acid cooked product, acetic acid and furfural have volatility and can be reduced by drying.

酸蒸煮物を乾燥処理する際の温度は60℃以上130℃以下が好ましく、乾燥効率およびコストの兼ね合いから、100℃以上110℃以下がより好ましい。   The temperature for drying the acid cooked product is preferably 60 ° C. or higher and 130 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or higher and 110 ° C. or lower from the viewpoint of drying efficiency and cost.

工程(M)における酸蒸煮物のpHは4以下であることが好ましい。発酵阻害物質である酢酸のpKaは4.56であるため、乾燥させる酸蒸煮物のpH が4以下であると、酢酸が揮発しやすくなり、糖溶液の一部を蒸発させたときに効率的に発酵阻害物質を除去することができる。これは、酸蒸煮物のpHが発酵阻害物質のpKa値と同一かそれ以下であると、発酵阻害物質がイオンに解離しやすくなり、蒸発による除去が容易になるからである。pHが4より大きいと、除去したい発酵阻害成分である酢酸が揮発しにくく、さらにpHが8〜9以上になると、加熱により単糖が分解されることがあるため好ましくない。従って、工程(M)は工程(A)の後であって、工程(N)の前に行う。これは、後述の工程(N)はアンモニアを添加する工程であり、pHが5以上となるからである。   The pH of the acid cooked product in the step (M) is preferably 4 or less. Since the pKa of acetic acid, which is a fermentation inhibitor, is 4.56, if the pH of the acid cooked product to be dried is 4 or less, the acetic acid tends to volatilize and is efficient when a part of the sugar solution is evaporated. In addition, the fermentation inhibitor can be removed. This is because if the pH of the acid cooked product is the same as or lower than the pKa value of the fermentation inhibitor, the fermentation inhibitor is easily dissociated into ions and is easily removed by evaporation. If the pH is greater than 4, acetic acid, which is a fermentation inhibitor component to be removed, is difficult to volatilize, and if the pH is 8 to 9 or more, monosaccharides may be decomposed by heating. Therefore, the step (M) is performed after the step (A) and before the step (N). This is because the step (N) described later is a step of adding ammonia, and the pH becomes 5 or more.

工程(N)は、前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させ、且つ前記乾燥処理された蒸煮物のpH調整を行う工程である。   Step (N) is a step of adding ammonia to the dried acid cooked product to further reduce fermentation inhibiting substances and adjusting the pH of the dried cooked product.

フルフラールおよび酢酸は、前記工程(M)において低減されたが、工程(N)において、その他の発酵阻害物質も含めアンモニアと反応することで発酵を阻害しない物質へと変わる。
まず、酢酸およびギ酸については、酵母の細胞内に取り込まれ、発酵反応を阻害するが、アンモニアで処理することで、酢酸およびギ酸はそれぞれアンモニアと反応し、酢酸アンモニウム及びギ酸アンモニウムに変わる(下記反応式(1)、(2)参照)。このとき、反応は平衡状態ではあるが、アンモニウムイオンの電離度が低いため、酢酸アンモニウム及びギ酸アンモニウムの方に反応に移りやすく発酵阻害の原因となる酢酸およびギ酸が生成しづらい。よって、酢酸アンモニウム及びギ酸アンモニウムに変わることで、酵母の細胞内に取り込まれることはなく、発酵を阻害しない状態となる。
Furfural and acetic acid were reduced in the step (M), but in the step (N), they are converted into substances that do not inhibit fermentation by reacting with ammonia including other fermentation inhibitors.
First, acetic acid and formic acid are taken up into yeast cells and inhibit the fermentation reaction, but when treated with ammonia, acetic acid and formic acid react with ammonia, respectively, and turn into ammonium acetate and ammonium formate (the following reaction). (See formulas (1) and (2)). At this time, although the reaction is in an equilibrium state, since the ionization degree of ammonium ions is low, it is difficult to produce acetic acid and formic acid that easily shift to the reaction toward ammonium acetate and ammonium formate and cause fermentation inhibition. Therefore, by changing to ammonium acetate and ammonium formate, it is not taken up into the yeast cells and does not inhibit fermentation.

Figure 2017063749
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Figure 2017063749
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さらに、フルフラールおよび5−HMFはアンモニアと反応し、イミン化(脱水分解)する(下記反応式(3)、(4)参照)。イミン化することで、酵母の細胞内に取り込まれることはなく、発酵を阻害しない状態となる。   Furthermore, furfural and 5-HMF react with ammonia and iminate (dehydration decomposition) (see the following reaction formulas (3) and (4)). By iminization, it is not taken into the yeast cells and does not inhibit fermentation.

Figure 2017063749
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Figure 2017063749
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また、工程(N)において酸蒸煮物のpH調整を行うが、pHは5〜6程度であることが好ましい。これは、後の酵素反応及び発酵反応の至適pHは中性領域であるためである。pH調整目的の使用であれば、その他pH調整剤(水酸化ナトリウム等)でも達成できるが、発酵阻害物質の低減及び酸蒸煮物のpH調整を同時に達成できるのはアンモニアだけである。さらに、アンモニアは発酵工程において、酵母の栄養源となりうるため、本発明で用いる最適な化合物である。   Moreover, although pH adjustment of an acid cooked product is performed in a process (N), it is preferable that pH is about 5-6. This is because the optimum pH for the subsequent enzyme reaction and fermentation reaction is in the neutral region. If it is used for the purpose of pH adjustment, other pH adjusters (such as sodium hydroxide) can be used, but only ammonia can reduce the fermentation inhibitor and adjust the pH of the acid cooked food at the same time. Furthermore, ammonia is an optimal compound used in the present invention because it can be a nutrient source for yeast in the fermentation process.

本発明では、工程(M)及び工程(N)により、発酵阻害を引き起こさない閾値以下に前記発酵阻害物質の含有量を低減する。
酵素反応や発酵反応を阻害する発酵阻害物質の含有量は、各反応によって異なる。発酵阻害物質を0ppm(検出限界)まで除去することが最善であるが、発酵阻害物質の含有量を除去すればするほど、酵素を用いた糖化工程や発酵工程の負荷が低減して酵素を用いた糖化工程や発酵工程の効率化が図れる。しかし、実際には、発酵阻害物質の除去工程に要するコストと、後工程の酵素糖化、発酵及び蒸留工程などに要するコストとを勘案する必要がある。また、発酵阻害を引き起こさない発酵阻害物質の含有量の閾値を算出し、前記コストとのバランスを考慮する必要がある。
In this invention, content of the said fermentation inhibitory substance is reduced below the threshold value which does not cause fermentation inhibition by a process (M) and a process (N).
The content of the fermentation inhibitor that inhibits the enzyme reaction or the fermentation reaction varies depending on each reaction. It is best to remove the fermentation inhibitor to 0 ppm (detection limit). However, as the content of the fermentation inhibitor is removed, the saccharification process using the enzyme and the load of the fermentation process are reduced and the enzyme is used. Efficient saccharification process and fermentation process. However, in actuality, it is necessary to consider the cost required for the step of removing the fermentation inhibitor and the cost required for the subsequent enzymatic saccharification, fermentation and distillation steps. Moreover, it is necessary to calculate the threshold value of the content of the fermentation inhibitor that does not cause fermentation inhibition, and to consider the balance with the cost.

図3は、リグノセルロース系バイオマス中のフルフラール、5−HMF、酢酸の含有量とエタノールの収量との関係をプロットしたグラフである。図3から、リグノセルロース系バイオマス中のフルフラール、5−HMF、酢酸の含有量の閾値は、エタノールの収量が減少する境界の時の、フルフラール、5−HMF、酢酸のそれぞれ含有量の値である。
従って、図3の(a)から、フルフラールの発酵阻害を引き起こさない含有量は乾燥したリグノセルロース系バイオマス1tに対して、6.7kg以下が好ましく、4.5kg以下がさらに好ましい。また、図3の(b)から、5−HMFの発酵阻害を引き起こさない含有量は、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1tに対して、2.2kg以下が好ましく、1.5kg以下がさらに好ましい。さらに、図3の(c)から、酢酸の発酵阻害を引き起こさない含有量は、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1tに対して、44kg以下が好ましく、30kg以下がさらに好ましい。
FIG. 3 is a graph plotting the relationship between the content of furfural, 5-HMF, and acetic acid in lignocellulosic biomass and the yield of ethanol. From FIG. 3, the threshold values for the content of furfural, 5-HMF, and acetic acid in lignocellulosic biomass are the values of the contents of furfural, 5-HMF, and acetic acid at the boundary where the yield of ethanol decreases. .
Therefore, from FIG. 3 (a), the content that does not cause fermentation inhibition of furfural is preferably 6.7 kg or less, more preferably 4.5 kg or less, relative to 1 t of dried lignocellulosic biomass. Moreover, from (b) of FIG. 3, the content that does not cause fermentation inhibition of 5-HMF is preferably 2.2 kg or less, more preferably 1.5 kg or less, relative to 1 t of dried lignocellulosic biomass. Furthermore, from FIG. 3 (c), the content that does not cause fermentation inhibition of acetic acid is preferably 44 kg or less, more preferably 30 kg or less, relative to 1 t of dried lignocellulosic biomass.

本発明では、前記工程(N)後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記工程(M)における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定する。   In this invention, the reduction target value of the content of the fermentation inhibitory substance in the said process (M) is set on the basis of content of the fermentation inhibitory substance after the said process (N).

すなわち、図3に示されたフルフラール、5−HMF、酢酸の発酵阻害を引き起こさない閾値を基準として、前記酸蒸煮物を乾燥させる工程における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定する。この低減目標値は、前記酸蒸煮物にアンモニアを添加する工程における低減分を見込み、フルフラールについては、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1tに対して、7.1kg以下が好ましい。また、5−HMFについては、乾燥によってほとんど低減されないため、酸蒸煮物に含まれる5−HMFの濃度がそのまま低減目標値となり、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1tに対して、2.9kg以下が好ましい。さらに、酢酸については、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1tに対して、37kg以下が好ましい。   That is, the reduction target value of the content of the fermentation inhibitor in the step of drying the acid cooked product is set based on the threshold value that does not cause fermentation inhibition of furfural, 5-HMF, and acetic acid shown in FIG. This reduction target value is expected to be reduced in the step of adding ammonia to the acid cooked product, and the furfural is preferably 7.1 kg or less with respect to 1 t of dried lignocellulosic biomass. Moreover, about 5-HMF, since it is hardly reduced by drying, the density | concentration of 5-HMF contained in an acid cooked product becomes a reduction target value as it is, and 2.9 kg or less is preferable with respect to 1 t of dried lignocellulosic biomass. . Furthermore, about acetic acid, 37 kg or less is preferable with respect to 1 t of dried lignocellulosic biomass.

また、前記工程(M)において、酸蒸煮物の含水量は、特に揮発性を有する発酵阻害物質の低減と、その後の糖化工程及び発酵工程に大きく影響を与えるため、調整する必要がある。乾燥により低減される発酵阻害物質のうち、酢酸は低減目標値が比較的高く、含水量がある程度高くても低減目標値に達する。しかしながら、フルフラールは低減目標値が比較的低く、含水量による影響が大きいことから、フルフラールの含有量と含水量との相関関係により含水量の乾燥工程時の低減目標値を設定することが好ましい(図8及び図9参照)。
従って、前記工程(M)後の酸蒸煮物中の含水量は、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して、2.58kg以下が好ましく、2.00kg以下がさらに好ましい。下限値については、乾燥装置のエネルギーコスト、並びに後の酵素反応及び発酵反応に必要となる水分量の観点から、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して、1.00kg以上が好ましい。
Moreover, in the said process (M), since the water content of an acid cooked product has big influence on the reduction | decrease of the fermentation inhibitor which has volatility especially, and a subsequent saccharification process and a fermentation process, it needs to be adjusted. Among the fermentation inhibitory substances reduced by drying, acetic acid has a relatively high reduction target value, and reaches the reduction target value even if the water content is somewhat high. However, since furfural has a relatively low reduction target value and is greatly affected by the water content, it is preferable to set a reduction target value during the drying step of the water content based on the correlation between the content of the furfural and the water content ( FIG. 8 and FIG. 9).
Therefore, the water content in the acid cooked product after the step (M) is preferably 2.58 kg or less, more preferably 2.00 kg or less, with respect to 1 kg of the dried lignocellulosic biomass. About a lower limit, 1.00 kg or more is preferable with respect to 1 kg of dried lignocellulosic biomass from the viewpoint of the energy cost of a drying apparatus, and the moisture content required for a subsequent enzyme reaction and fermentation reaction.

工程(B)は、酵素を用いて、リグノセルロース系バイオマスから取り出されたセルロースやヘミセルロースを単糖及び/またはオリゴ糖に分解する糖化工程である。糖化工程の温度は、45℃〜55℃が酵素反応を行うために好ましい。   Step (B) is a saccharification step in which cellulose or hemicellulose extracted from lignocellulosic biomass is decomposed into monosaccharides and / or oligosaccharides using an enzyme. The temperature of the saccharification step is preferably 45 ° C. to 55 ° C. in order to perform the enzyme reaction.

本発明において、「酵素」とは、リグノセルロース系バイオマスを単糖単位に分解する酵素を意味し、リグノセルロース系バイオマスを単糖にまで分解するものであればよく、セルラーゼ及びヘミセルラーゼの各活性を持つものであればよい。
セルラーゼは、セルロースをグルコースに分解するものであればよく、エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ及びβ−グルコシダーゼの各活性の少なくとも1つの活性を有するものを挙げることができ、これらの各活性を有する酵素混合物であることが、酵素活性の観点から好ましい。
同じくヘミセルラーゼは、ヘミセルロースをキシロース等の単糖に分解するものであればよく、キシラナーゼ、キシロシダーゼ、マンナナーゼ、ペクチナーゼ、ガラクトシダーゼ、グルクロニダーゼ及びアラビノフラノシダーゼの各活性の少なくとも1つの活性を有するものを挙げることができ、これらの各活性を有する酵素混合物であることが、酵素活性の観点から好ましい。
本発明において「酵素活性成分」とは、酵素混合物とした場合にはこれらの糖化酵素のそれぞれを意味し、単独の糖化酵素を用いた場合には、用いられる糖化酵素そのものを意味する。
これらセルラーゼ及びヘミセルラーゼの起源は限定されることはなく、糸状菌、担子菌、細菌類等のセルラーゼ及びヘミセルラーゼを用いることができる。
In the present invention, the term “enzyme” means an enzyme that decomposes lignocellulosic biomass into monosaccharide units, and any enzyme that decomposes lignocellulosic biomass into monosaccharides can be used. Each activity of cellulase and hemicellulase Anything that has
Any cellulase may be used as long as it decomposes cellulose into glucose, and examples thereof include those having at least one activity of endoglucanase, cellobiohydrolase, and β-glucosidase, and an enzyme mixture having each of these activities It is preferable from the viewpoint of enzyme activity.
Similarly, the hemicellulase may be any one that decomposes hemicellulose into a monosaccharide such as xylose, and includes those having at least one activity of xylanase, xylosidase, mannanase, pectinase, galactosidase, glucuronidase, and arabinofuranosidase. An enzyme mixture having each of these activities is preferable from the viewpoint of enzyme activity.
In the present invention, the “enzyme active ingredient” means each of these saccharifying enzymes when an enzyme mixture is used, and means the saccharifying enzyme used when a single saccharifying enzyme is used.
The origin of these cellulases and hemicellulases is not limited, and cellulases and hemicellulases such as filamentous fungi, basidiomycetes, and bacteria can be used.

工程(B)の後には、発酵工程、蒸留工程が続き、リグノセルロース系バイオマス由来の化合物が得られる。
発酵工程において得られるリグノセルロース系バイオマス由来化合物とは、リグノセルロース系バイオマスから得られた単糖及びオリゴ糖を酵母が摂取することにより生成された化合物を意味し、例えば、エタノール、ブタノール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、グリセロールなどのアルコール、ピルビン酸、コハク酸、リンゴ酸、イタコン酸、クエン酸、乳酸など有機酸、イノシン、グアノシンなどのヌクレオシド、イノシン酸、グアニル酸などのヌクレオチド、カダベリンなどのジアミン化合物などが好ましく、エタノールが最も好ましい。発酵によって得られた化合物が乳酸などのモノマーである場合は、重合によりポリマーに変換する重合工程に移行することもある。最後に、発酵工程または重合工程後、得られたリグノセルロース系バイオマス由来化合物の品質を向上させるため、精製工程として蒸留工程を行う。
The step (B) is followed by a fermentation step and a distillation step, whereby a compound derived from lignocellulosic biomass is obtained.
The lignocellulosic biomass-derived compound obtained in the fermentation step means a compound produced by ingestion of monosaccharides and oligosaccharides obtained from lignocellulosic biomass by, for example, ethanol, butanol, 1, Alcohols such as 3-propanediol, 1,4-butanediol and glycerol, pyruvic acid, succinic acid, malic acid, itaconic acid, citric acid and lactic acid, organic acids such as inosine and guanosine, inosinic acid and guanylic acid And diamine compounds such as cadaverine are preferred, and ethanol is most preferred. When the compound obtained by fermentation is a monomer such as lactic acid, the polymerization process may be shifted to a polymer by polymerization. Finally, after the fermentation process or the polymerization process, a distillation process is performed as a purification process in order to improve the quality of the obtained lignocellulosic biomass-derived compound.

<第二実施形態>
図4は、本発明の第二実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法の概略構成を示す図である。
第一実施形態と同様に工程(A)及び工程(M)を有するが、工程(N)と工程(B)とが同時に行われている。
<Second embodiment>
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound according to the second embodiment of the present invention.
Although it has a process (A) and a process (M) like a 1st embodiment, a process (N) and a process (B) are performed simultaneously.

本発明の第二実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法では、アンモニアを添加し発酵阻害物質の低減および酸蒸煮物のpH調整を行う工程である工程(N)と、酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化工程である工程(B)を同時に行う。
アンモニアを添加する工程を分けて行う場合、乾燥工程において温酸蒸煮物の温度が上がっており、そのままの状態でアンモニアを添加するとアンモニアが揮発し、発酵阻害物質との反応が不十分となる。また、アンモニアが揮発した状態は、作業環境上好ましくない。従って、乾燥工程後の酸蒸煮を冷却することが必要となり、エネルギーコストがかかる。また、アンモニアを添加するための混練機が必要となる。従って、糖化工程において、アンモニアを添加することでコスト及び設備の少なくとも一方を節減することができ、さらに発酵阻害物質の低減および酸蒸煮物のpH調整、並びに酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖液を製造することを効率的に実施できる。
In the method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound according to the second embodiment of the present invention, step (N), which is a step of adding ammonia to reduce fermentation-inhibiting substances and adjusting the pH of the acid cooked product, and the acid cooked product Step (B), which is a saccharification step for producing a saccharified solution containing monosaccharides and / or oligosaccharides, is simultaneously performed.
When the step of adding ammonia is performed separately, the temperature of the warm acid cooked product is increased in the drying step, and when ammonia is added as it is, the ammonia volatilizes and the reaction with the fermentation inhibitor becomes insufficient. Moreover, the state in which ammonia has volatilized is not preferable in terms of the working environment. Therefore, it is necessary to cool the acid cooking after the drying step, which increases energy costs. Moreover, a kneader for adding ammonia is required. Therefore, in the saccharification step, it is possible to save at least one of cost and equipment by adding ammonia, and further reduce the fermentation inhibitor, adjust the pH of the acid cooked product, and convert the monosaccharide and / or oligo from the acid cooked product. It is possible to efficiently produce a sugar solution containing sugar.

第一実施形態と同様にして、工程(N)および工程(B)の後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記工程(M)における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定すればよい。
また、工程(N)および工程(B)の後には、第一実施形態と同様に発酵工程、蒸留工程が続き、エタノール等のリグノセルロース系バイオマス由来の化合物が得られる。
In the same manner as in the first embodiment, the target value for reducing the content of the fermentation inhibitor in step (M) is set based on the content of the fermentation inhibitor after step (N) and step (B). That's fine.
Moreover, after a process (N) and a process (B), a fermentation process and a distillation process follow like 1st embodiment, and the compound derived from lignocellulosic biomass, such as ethanol, is obtained.

<第三実施形態>
図5は、本発明の第三実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法の概略構成を示す図である。
第一実施形態と同様に、工程(A)及び工程(M)を有する。
<Third embodiment>
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound according to the third embodiment of the present invention.
Similar to the first embodiment, the process (A) and the process (M) are included.

本発明の第三実施形態では、前記工程(N)は、(X)酵素をあらかじめ含んだ第一の糖化槽に酸蒸煮物及びアンモニアをそれぞれ連続的に少しずつ添加する初期糖化工程を有し、前記工程(B)は、(Y)酵素をあらかじめ含んだ第二の糖化槽に前記初期糖化工程で生成された糖化液を連続的に少しずつ添加する糖化工程を有する。図5では糖化工程は2回に分けられているが、3回以上に分けても問題ない。
初期糖化工程(X)では、あらかじめ酵素を含んだ第一の糖化槽に酸蒸煮物及びアンモニアをそれぞれ連続的に少しずつ添加することで、アンモニアによるpHの変動が少なく調整でき、さらに発酵阻害物質がアンモニアと十分に反応し低減することができる。さらに、酸蒸煮物の糖化槽内での濃度が抑制されて、粘性を低く保持することで、酵素による糖化反応が促進される。
また、初期糖化工程(X)の後に続く糖化工程(Y)においても同様に、前記初期糖化工程で生成された糖化液を連続的に少しずつ添加することで、第二の糖化槽内での濃度が抑制されて、粘性を低く保持することで、酵素による糖化反応が促進される。このとき、前記初期糖化工程で生成された糖化液には、糖化反応で生成された単糖及びオリゴ糖、糖化未反応のヘミセルロース及びセルロース、並びに発酵阻害物質がアンモニアと反応し生成した酢酸アンモニウム及びギ酸アンモニウム等が含まれている。
初期糖化工程(X)及び糖化工程(Y)において、「少しずつ」添加する目安としては、例えば、リグノセルロース系バイオマスを全量添加し終わったときの糖化槽全量に対して、乾燥状態での重量換算で約0.83%分のリグノセルロース系バイオマスを、コンベアを用いて約1時間で投入する程度の速度である。
In the third embodiment of the present invention, the step (N) includes an initial saccharification step in which (X) the acid cooked product and ammonia are added little by little to the first saccharification tank previously containing the enzyme. The step (B) includes (Y) a saccharification step in which the saccharified solution produced in the initial saccharification step is continuously added little by little to a second saccharification tank preliminarily containing an enzyme. In FIG. 5, the saccharification process is divided into two times, but there is no problem even if it is divided into three or more times.
In the initial saccharification step (X), the acid cooked product and ammonia are continuously added little by little to the first saccharification tank containing the enzyme in advance, so that the fluctuation of pH due to ammonia can be adjusted to be small, and the fermentation inhibitor Can sufficiently react with ammonia and be reduced. Furthermore, the saccharification reaction by an enzyme is accelerated | stimulated because the density | concentration in the saccharification tank of an acid cooked product is suppressed and viscosity is kept low.
Similarly, in the saccharification step (Y) subsequent to the initial saccharification step (X), the saccharification solution produced in the initial saccharification step is continuously added little by little, so that By suppressing the concentration and keeping the viscosity low, the saccharification reaction by the enzyme is promoted. At this time, the saccharified solution produced in the initial saccharification step includes monosaccharides and oligosaccharides produced by the saccharification reaction, unsaccharified hemicellulose and cellulose, and ammonium acetate produced by reacting the fermentation inhibitor with ammonia and Ammonium formate and the like are included.
In the initial saccharification step (X) and the saccharification step (Y), as a guideline for adding “a little by little”, for example, the weight in a dry state with respect to the total amount of the saccharification tank when all the lignocellulosic biomass is added The speed is such that about 0.83% of lignocellulosic biomass in terms of conversion is charged in about 1 hour using a conveyor.

第一実施形態と同様に、前記工程(M)及び、工程(N)の一部である工程(X)により、発酵阻害を引き起こさない閾値以下に前記発酵阻害物質の含有量を低減する。
さらに、工程(N)の一部である工程(X)の後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記工程(M)における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定すればよい。
また、工程(Y)の後には、第一実施形態と同様に発酵工程、蒸留工程が続き、エタノール等のリグノセルロース系バイオマス由来の化合物が得られる。
Similarly to 1st embodiment, content of the said fermentation inhibitor is reduced below the threshold value which does not cause fermentation inhibition by the said process (M) and the process (X) which is a part of process (N).
Furthermore, what is necessary is just to set the reduction target value of content of the fermentation inhibitory substance in the said process (M) on the basis of content of the fermentation inhibitory substance after the process (X) which is a part of process (N).
Moreover, after a process (Y), the fermentation process and the distillation process continue like a first embodiment, and the compound derived from lignocellulosic biomass, such as ethanol, is obtained.

[リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造装置]
<第一実施形態>
本発明の第一実施形態に係るリグノセルロース系バイオマスから化合物を製造する装置は、リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することによる加水分解処理で、酸蒸煮物を生成する加水分解処理槽と、前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去する乾燥処理槽と、前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させるアンモニア添加槽と、前記アンモニア添加後の酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化槽と、を備えている。
[Production equipment for lignocellulosic biomass-derived compounds]
<First embodiment>
The apparatus which manufactures a compound from lignocellulosic biomass which concerns on 1st embodiment of this invention is a hydrolysis processing tank which produces | generates an acid cooked product by the hydrolysis process by mixing an acid with lignocellulosic biomass and cooking. And a drying treatment tank for drying the acid cooked product to volatilize and remove the fermentation inhibitor, an ammonia addition tank for further reducing the fermentation inhibitor by adding ammonia to the dried acid cooked product, And a saccharification tank for producing a saccharified solution containing monosaccharides and / or oligosaccharides from the acid-boiled product after the addition of ammonia.

加水分解処理槽は、リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することで、リグノセルロース系バイオマスを加水分解して酸蒸煮物を生成する槽である。加水分解処理槽は、蒸煮装置を備えている。蒸煮装置には特に限定はないが、酸を含んだリグノセルロース系バイオマスはpH1.0〜2.0程度であるため、耐酸性を有するものが好ましい。また、さらに、前記加水分解処理槽は、蒸煮装置にて酸と混合したリグノセルロース系バイオマスを細かく粉砕するために、爆砕装置を備えていてもよい。   A hydrolysis processing tank is a tank which hydrolyzes lignocellulosic biomass and produces | generates an acid cooked thing by mixing an acid with lignocellulosic biomass and cooking. The hydrolysis treatment tank includes a steaming device. Although there is no limitation in particular in a steaming apparatus, since the lignocellulosic biomass containing an acid is about pH1.0-2.0, what has acid resistance is preferable. Furthermore, the hydrolysis treatment tank may be provided with a blasting device in order to finely pulverize the lignocellulosic biomass mixed with the acid in the steaming device.

乾燥処理槽は、加水分解処理槽で生成された酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去する槽である。乾燥処理槽は、酸蒸煮物を乾燥処理する乾燥装置を備えている。乾燥装置について、特に限定されないが、例えばフラッシュ乾燥、液膜型、ジャケットやコイル加熱型、熱風乾燥装置等が挙げられる。このうち、熱風乾燥装置は、酸蒸煮物を直接加熱するため、熱交換効率が高くコストが抑えられること、装置が簡便であることから特に好ましい。   The drying treatment tank is a tank for drying the acid cooked product generated in the hydrolysis treatment tank to volatilize and remove the fermentation inhibitor. The drying treatment tank is equipped with a drying device for drying the acid steamed product. Although it does not specifically limit about a drying apparatus, For example, flash drying, a liquid film type | mold, a jacket and a coil heating type | mold, a hot air drying apparatus etc. are mentioned. Among these, the hot air drying apparatus is particularly preferable because it directly heats the acid cooked product, and thus has high heat exchange efficiency and can suppress the cost, and the apparatus is simple.

アンモニア添加槽は、前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加して、発酵阻害物質をさらに低減させる槽である。アンモニア添加槽は、アンモニアと前記乾燥処理された酸蒸煮物とを混練するための混練機を備える。混練機について、特に限定はされないが、酸性の強い酸蒸煮物及びアンモニアを用いるため、耐酸性及び耐アルカリ性を有するものが好ましい。   The ammonia addition tank is a tank in which ammonia is added to the dried acid cooked product to further reduce the fermentation inhibitor. The ammonia addition tank includes a kneader for kneading ammonia and the dried acid cooked product. Although it does not specifically limit about a kneading machine, Since it uses acid-boiled strong acid and ammonia, what has acid resistance and alkali resistance is preferable.

糖化槽は、酵素により、前記アンモニア添加後の前記酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する槽である。糖化槽は、酵素と前記アンモニア添加後の酸蒸煮物とを混練するための混練機を備える。混練機について、特に限定はされない。また、酵素反応は温度が45℃〜55℃であることが好ましいため、糖化槽の外側に温水循環式のジャケットなど温度調整装置を備えていることが好ましい。   A saccharification tank is a tank which manufactures the saccharified liquid containing a monosaccharide and / or an oligosaccharide from the said acid cooked product after the said ammonia addition with an enzyme. The saccharification tank is equipped with a kneader for kneading the enzyme and the acid cooked product after the addition of ammonia. The kneading machine is not particularly limited. Moreover, since it is preferable that the temperature of an enzyme reaction is 45 to 55 degreeC, it is preferable to equip the outside of a saccharification tank with temperature adjusting devices, such as a warm water circulation type jacket.

上述の通り、前記乾燥処理槽及び前記アンモニア添加槽での処理により、発酵阻害を引き起こさない閾値以下に前記発酵阻害物質の含有量を低減する。
さらに、前記アンモニア添加槽後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記乾燥処理槽における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定する。
また、酸蒸煮物の含水量は、特に揮発性を有する発酵阻害物質の低減と、その後の糖化工程及び発酵工程に大きく影響を与えるため、調整する必要がある。前記乾燥処理槽後の酸蒸煮物中の含水量は、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して、2.58kg以下が好ましく、2.00kg以下がさらに好ましい。下限値については、乾燥装置のエネルギーコスト、並びに後の酵素反応及び発酵反応に必要となる水分量の観点から、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して、1.00kg以上が好ましい。
As above-mentioned, content in the said fermentation inhibitory substance is reduced below the threshold value which does not cause fermentation inhibition by the process in the said drying treatment tank and the said ammonia addition tank.
Furthermore, the reduction target value of the content of the fermentation inhibiting substance in the drying treatment tank is set based on the content of the fermentation inhibiting substance after the ammonia addition tank.
In addition, the water content of the acid cooked product needs to be adjusted because it significantly affects the reduction of the volatile fermentation inhibitor and the subsequent saccharification process and fermentation process. The water content in the acid cooked product after the drying treatment tank is preferably 2.58 kg or less, more preferably 2.00 kg or less, relative to 1 kg of the dried lignocellulosic biomass. About a lower limit, 1.00 kg or more is preferable with respect to 1 kg of dried lignocellulosic biomass from the viewpoint of the energy cost of a drying apparatus, and the moisture content required for a subsequent enzyme reaction and fermentation reaction.

糖化槽の後には、発酵槽、蒸留装置が続き、エタノール等のリグノセルロース系バイオマス由来の化合物が得られる。   The saccharification tank is followed by a fermentor and a distillation apparatus, and a compound derived from lignocellulosic biomass such as ethanol is obtained.

<第二実施形態>
本発明の第二実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造装置は、第一実施形態と同様に加水分解処理装置及び乾燥処理槽を有するが、アンモニア添加槽と糖化槽とを合わせて一つの糖化槽としている。
上述のとおり、アンモニアの添加と糖化を同時に行うことで、コスト及び設備の少なくとも一方を節減することができ、さらに発酵阻害物質の低減および酸蒸煮物のpH調整、並びに酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖液を製造することを効率的に実施できる。
第一実施形態と同様に、アンモニア添加槽と糖化槽とを合わせた一つの糖化槽後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記乾燥処理槽における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定すればよい。
糖化槽の後には、第一実施形態と同様に、発酵槽、蒸留装置が続き、エタノール等のリグノセルロース系バイオマス由来の化合物が得られる。
<Second embodiment>
The lignocellulosic biomass-derived compound production apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a hydrolysis treatment apparatus and a drying treatment tank as in the first embodiment, but the ammonia addition tank and the saccharification tank are combined. There are two saccharification tanks.
As described above, by simultaneously adding ammonia and saccharifying, it is possible to save at least one of cost and equipment, further reducing fermentation-inhibiting substances, adjusting the pH of the acid cooked product, It is possible to efficiently produce a sugar solution containing oligosaccharides.
As in the first embodiment, based on the content of the fermentation inhibitor after one saccharification tank in which the ammonia addition tank and the saccharification tank are combined, the target value for reducing the content of the fermentation inhibitor in the drying treatment tank is You only have to set it.
As in the first embodiment, the saccharification tank is followed by a fermenter and a distillation apparatus, and a compound derived from lignocellulosic biomass such as ethanol is obtained.

<第三実施形態>
本発明の第三実施形態に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造装置は、第一実施形態と同様に加水分解処理装置及び乾燥処理槽を有するが、酵素をあらかじめ含んだ前記アンモニア添加槽を第一の糖化槽とし、且つ、前記糖化槽を第二の糖化槽とする。
上述のとおり、あらかじめ酵素を含んだ第一の糖化槽に酸蒸煮物及びアンモニアをそれぞれ連続的に少しずつ添加することで、アンモニアによるpHの変動が少なく調整でき、さらに発酵阻害物質がアンモニアと十分に反応し低減することができる。さらに、酸蒸煮物の糖化槽内での濃度が抑制されて、粘性を低く保持することで、酵素による糖化反応が促進される。さらに、同様に、前記第一の糖化槽で生成された糖化液を連続的に少しずつ添加することで、第二の糖化槽内での濃度が抑制されて、粘性を低く保持することで、酵素による糖化反応が促進される。
第一実施形態と同様に、第一の糖化槽後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記乾燥処理槽における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定すればよい。
糖化槽の後には、第一実施形態と同様に、発酵槽、蒸留装置が続き、エタノール等のリグノセルロース系バイオマス由来の化合物が得られる。
<Third embodiment>
The lignocellulosic biomass-derived compound production apparatus according to the third embodiment of the present invention has a hydrolysis treatment apparatus and a drying treatment tank as in the first embodiment, but the ammonia addition tank containing the enzyme in advance is the first. One saccharification tank is used, and the saccharification tank is a second saccharification tank.
As mentioned above, the acid cooked product and ammonia are added little by little to the first saccharification tank containing the enzyme in advance, so that the fluctuation of pH due to ammonia can be adjusted to a small extent, and the fermentation inhibitor is sufficient with ammonia. Can be reduced. Furthermore, the saccharification reaction by an enzyme is accelerated | stimulated because the density | concentration in the saccharification tank of an acid cooked product is suppressed and viscosity is kept low. Furthermore, similarly, by continuously adding the saccharified solution generated in the first saccharification tank little by little, the concentration in the second saccharification tank is suppressed, and the viscosity is kept low. Enzymatic saccharification is promoted.
Similar to the first embodiment, a target value for reducing the content of the fermentation inhibitor in the drying treatment tank may be set based on the content of the fermentation inhibitor after the first saccharification tank.
As in the first embodiment, the saccharification tank is followed by a fermenter and a distillation apparatus, and a compound derived from lignocellulosic biomass such as ethanol is obtained.

以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
<蒸煮及び爆砕工程>
リグノセルロース系バイオマス原料としてサトウキビバガス(乾燥重量1.5kg)を用いて、サトウキビバガスの乾燥重量に対して純硫酸として1.5質量%の希硫酸を添加し、蒸煮及び爆砕装置(ヤスジマ製、SBK−208型)に入れた。飽和蒸気による加圧環境下で190℃、1.5分蒸煮し、弁を急開放して破砕(爆砕)し、酸蒸煮物を乾燥重量で1.41kgを得た。
<アンモニア添加工程>
前記酸蒸煮物のうち乾燥重量10gを使用し、乾燥工程を行わずに糖化槽を模擬したフラスコに投入後、次の糖化工程で酵素液を添加する直前に、糖化槽内に濃度10質量%のアンモニア水溶液5g添加した。この時、pHは5.5であった。
[Example 1]
<Steaming and explosion process>
Using sugarcane bagasse (dry weight 1.5 kg) as a lignocellulosic biomass raw material, adding 1.5 mass% dilute sulfuric acid as pure sulfuric acid with respect to the dry weight of sugarcane bagasse, steaming and explosive device (manufactured by Yasima, SBK-208 type). Steaming at 190 ° C. for 1.5 minutes in a pressurized environment with saturated steam, the valve was quickly opened and crushed (explosive), and the acid steamed product was obtained in a dry weight of 1.41 kg.
<Ammonia addition process>
A dry weight of 10 g of the acid cooked product is used, put into a flask simulating a saccharification tank without performing the drying process, and immediately before the enzyme solution is added in the next saccharification process, the concentration in the saccharification tank is 10% by mass. 5 g of an aqueous ammonia solution was added. At this time, the pH was 5.5.

<糖化工程>
アンモニア添加後の酸蒸煮物に対し、酵素液(ジェネンコア社製)0.75gを添加し、50℃で48時間振とうしながら反応させ、糖液100gを得た。この時、pHは4.9であった。
<Saccharification process>
0.75 g of an enzyme solution (Genencore) was added to the acid cooked product after the addition of ammonia, and the mixture was allowed to react at 50 ° C. for 48 hours to obtain 100 g of a sugar solution. At this time, the pH was 4.9.

<発酵工程>
前記糖化工程後の糖液に、酵母(トヨタ自動車製「サッカロミセス・セルビシエ(Saccharomyces.Cereviviae)」)を添加し、32℃で48時間振とう静置することで発酵物101gを得た。
<Fermentation process>
Yeast (“Saccharomyces cerevisiae” manufactured by Toyota Motor Corporation) was added to the sugar solution after the saccharification step, and the mixture was allowed to stand at 32 ° C. for 48 hours to obtain 101 g of a fermented product.

<蒸留工程>
ロータリーエバポレーター(柴田科学製R−205)を用いて、発酵物を蒸留し、エタノールを乾燥したリグノセルロース系バイオマス1t(以下、t−dryBMと示す。)に対して約345L得た。
<Distillation process>
Using a rotary evaporator (R-205, manufactured by Shibata Kagaku), about 345 L was obtained for lignocellulosic biomass 1t (hereinafter referred to as t-dryBM) obtained by distilling the fermented product and drying ethanol.

[実施例2]
アンモニア添加工程において、糖化工程の前に、濃度10質量%のアンモニア水溶液5g添加し、30分間混練した以外は、実施例1と同様にして、エタノール約355L/t−dryBMを得た。また、糖化工程後のpHは4.9であった。
[Example 2]
In the ammonia addition step, about 355 L / t-dryBM of ethanol was obtained in the same manner as in Example 1 except that 5 g of an aqueous ammonia solution having a concentration of 10% by mass was added and kneaded for 30 minutes before the saccharification step. The pH after the saccharification step was 4.9.

[比較例1]
アンモニア添加工程において、糖化工程の際に、濃度17.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液3g添加した以外は、実施例1と同様にして、エタノール約60L/t−dryBMを得た。また、糖化工程後のpHは5.0であった。
[Comparative Example 1]
In the ammonia addition step, about 60 L / t-dryBM of ethanol was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 g of a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 17.5% by mass was added during the saccharification step. Moreover, pH after the saccharification step was 5.0.

[試験例1]pH調整方法による発酵への影響検証
前記実施例1,2、比較例2のエタノール収量と発酵阻害物質であるフルフラールの濃度を比較した(図6参照)。なお、フルフラールの濃度は糖化工程後に測定した値である。フルフラールの濃度の測定には、高速液体クロマトグラフ(島津製作所製LC−20AD)を用いて行った。
図6から、実施例1では、フルフラールは、糖液1Lに対して0.93g含まれていた。
また、実施例2では、フルフラールは糖液1Lに対して0.89g含まれていた。実施例2は、実施例1に比べてフルフラールの濃度の低減された量およびエタノール収量はわずかだが、良好であった。
一方、比較例1ではフルフラールは糖液1Lに対して1.07g含まれていた。
フルフラールの濃度について比較すると、比較例1に対して、実施例1では13%低減し、実施例2では16%低減した。
従って、酸蒸煮物のpH調整および発酵阻害物質の低減には、アンモニアが必要であることが明らかとなった。
[Test Example 1] Verification of influence on fermentation by pH adjustment method The ethanol yields of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 were compared with the concentration of furfural as a fermentation inhibitor (see FIG. 6). The concentration of furfural is a value measured after the saccharification step. The concentration of furfural was measured using a high performance liquid chromatograph (LC-20AD manufactured by Shimadzu Corporation).
From FIG. 6, in Example 1, the furfural was 0.93g with respect to 1L of sugar solutions.
Moreover, in Example 2, 0.89g of furfural was contained with respect to 1L of sugar solutions. Example 2 was good compared to Example 1 with a reduced amount of furfural concentration and a small ethanol yield.
On the other hand, in Comparative Example 1, 1.07 g of furfural was contained with respect to 1 L of the sugar solution.
When compared with the concentration of furfural, compared to Comparative Example 1, Example 1 reduced 13% and Example 2 reduced 16%.
Therefore, it has been clarified that ammonia is necessary for pH adjustment of acid cooked foods and reduction of fermentation inhibiting substances.

[試験例2]乾燥及びアンモニア添加による発酵阻害物質の除去検証
実施例1と同様にして、蒸煮及び爆砕工程を行い、酸蒸煮物を得た。さらに、以下の4つの条件にて酸蒸煮物を調製し、高速液体クロマトグラフ(島津製作所製LC−20AD)を用いて、酢酸、フルフラール、5−HMFを測定し、結果を図7に示した。
(i)酸蒸煮物に水を加え、含水量を3.15kg-水/kg−dryBMに調製したもの
(ii)酸蒸煮物に水を加え、含水量を3.15kg-水/kg−dryBMに調製し、さらに濃度が14質量%のアンモニア水溶液を添加して混練したもの
(iii)60℃で熱風乾燥し、含水量を1.19kg-水/kg−dryBMに調製したもの
(iv)60℃で熱風乾燥し、含水量を1.19kg-水/kg−dryBMに調製し、さらに濃度が14質量%のアンモニア水溶液を添加して混練したもの
[Test Example 2] Verification of removal of fermentation inhibitor by drying and addition of ammonia In the same manner as in Example 1, steaming and blasting processes were performed to obtain an acid steamed product. Further, an acid cooked product was prepared under the following four conditions, and acetic acid, furfural and 5-HMF were measured using a high performance liquid chromatograph (LC-20AD manufactured by Shimadzu Corporation), and the results are shown in FIG. .
(I) Water was added to the acid cooked product and the water content was adjusted to 3.15 kg-water / kg-dryBM. (Ii) Water was added to the acid cooked product and the water content was 3.15 kg-water / kg-dryBM. And kneaded by adding an aqueous ammonia solution having a concentration of 14% by mass (iii) Drying in hot air at 60 ° C. to adjust the water content to 1.19 kg-water / kg-dryBM (iv) 60 Dry with hot air at ℃, adjust the water content to 1.19kg-water / kg-dryBM, and knead by adding an aqueous ammonia solution with a concentration of 14% by mass

図7から酢酸の含有量について、(i)および(iii)を比較すると、61kg/t−dryBMから34kg/t−dryBMに減っており、アンモニア水溶液を含有する(ii)および(iv)においても同様に、55kg/t−dryBMから28kg/t−dryBMに減った。さらに、含水量が同じであるが、アンモニア水溶液の有無が異なる(i)および(ii)、(iii)および(iv)をそれぞれ比較すると、アンモニアを添加することにより、酢酸が低減することが確認された。
また、図7からフルフラールの含有量について、(i)および(iii)を比較すると、12kg/t−dryBMから2.0kg/t−dryBMに減っており、アンモニア水溶液を含有する(ii)および(iv)においても同様に、8.2kg/t−dryBMから1.1g/t−dryBMに減った。さらに、含水量が同じであるが、アンモニア水溶液の有無が異なる(i)および(ii)、(iii)および(iv)をそれぞれ比較すると、アンモニアを添加することにより、フルフラールが低減することが確認された。
一方、図7から5−HMFの含有量について、(i)は2.5kg/t−dryBM、(iii)は2.9kg/t−dryBMと微増しており、(ii)は2.1kg/t−dryBM、(iv)は1.5kg/t−dryBMと微減していた。さらに、含水量が同じであるが、アンモニア水溶液の有無が異なる(i)および(ii)、(iii)および(iv)をそれぞれ比較すると、アンモニアを添加することにより、5−HMFが低減することが確認された。
FIG. 7 shows that the content of acetic acid is compared between (i) and (iii), which is reduced from 61 kg / t-dryBM to 34 kg / t-dryBM, and also in (ii) and (iv) containing ammonia aqueous solution. Similarly, it decreased from 55 kg / t-dryBM to 28 kg / t-dryBM. Furthermore, when (i) and (ii), (iii), and (iv), which have the same water content but differ in the presence or absence of an aqueous ammonia solution, were compared, it was confirmed that acetic acid was reduced by adding ammonia. It was done.
Moreover, when (i) and (iii) are compared about content of a furfural from FIG. 7, it has decreased from 12 kg / t-dryBM to 2.0 kg / t-dryBM, and contains aqueous ammonia solution (ii) and ( Similarly, in iv), it decreased from 8.2 kg / t-dryBM to 1.1 g / t-dryBM. Furthermore, when (i) and (ii), (iii), and (iv) are compared, but the amount of furfural is reduced by adding ammonia, although the water content is the same but the presence or absence of the aqueous ammonia solution is different. It was done.
On the other hand, FIG. 7 shows that the content of 5-HMF is slightly increased to 2.5 kg / t-dryBM, (iii) to 2.9 kg / t-dryBM, and (ii) is 2.1 kg / t. t-dryBM, (iv) was slightly reduced to 1.5 kg / t-dryBM. Furthermore, when (i) and (ii), (iii), and (iv), which have the same water content but differ in the presence or absence of an aqueous ammonia solution, are compared, the addition of ammonia reduces 5-HMF. Was confirmed.

以上の結果から、酢酸及びフルフラールは、乾燥による除去ができるが、5−HMFは乾燥による除去が難しいことが明らかとなった。また、いずれの発酵阻害物質においてもアンモニアの添加により一定の除去ができることが明らかとなった。   From the above results, it was revealed that acetic acid and furfural can be removed by drying, but 5-HMF is difficult to remove by drying. In addition, it has been clarified that any fermentation inhibitor can be removed by adding ammonia.

[試験例3]乾燥による発酵阻害物質の除去検証
実施例1と同様にして、蒸煮及び爆砕工程を行い、酸蒸煮物を得た。さらに、以下の3つの温度条件にて乾燥工程を0分、10分、20分、30分、40分、50分、60分と10分毎に時間をふって行った。各酸蒸煮物について、恒温乾燥器(ADVANTEC社製DRS620DA)を用いて105〜110℃にて絶乾状態まで乾燥し、乾燥前後の重量を測定することで含水率を算出した。高速液体クロマトグラフ(島津製作所製LC−20AD)を用いて、さらに、酢酸、フルフラール、5−HMFを測定した。
(v)熱風温度60℃
(vi)熱風温度85℃
(vii)熱風温度110℃
[Test Example 3] Verification of removal of fermentation-inhibiting substances by drying In the same manner as in Example 1, steaming and blasting steps were performed to obtain an acid steamed product. Further, the drying process was performed every 0 minutes, 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes, 60 minutes and 10 minutes under the following three temperature conditions. About each acid cooked product, it dried to 105-110 degreeC using the thermostat (ADVANTEC Co., Ltd. DRS620DA) to the absolutely dry state, and the moisture content was computed by measuring the weight before and behind drying. Acetic acid, furfural, and 5-HMF were further measured using a high performance liquid chromatograph (LC-20AD manufactured by Shimadzu Corporation).
(V) Hot air temperature 60 ° C
(Vi) Hot air temperature 85 ° C
(Vii) Hot air temperature 110 ° C

図8の(a)は各乾燥温度及び乾燥時間における酸蒸煮物の含水量とフルフラール含有量の相関関係を示したグラフである。図8の(a)から、フルフラールの発酵阻害を引き起こさせない閾値4.5kg/t−dryBMにおける含水量は、2.0kg/kg−dryBMであり、乾燥工程での低減目標値である7.1kg/t−dryBMにおける含水量は、2.58kg/kg−dryBMであることが確認された。
さらに、図8の(b)は各乾燥温度及び乾燥時間における酸蒸煮物の含水量と乾燥時間の相関関係を示したグラフである。図8の(b)から、含水量2.58kg/kg−dryBMに到達する乾燥時間は、(v)熱風温度60℃では37分、(vi)熱風温度85℃では25分、(vii)110℃では17分であることが確認された。温度を高くすることで、乾燥時間を短縮でき効率的に乾燥工程を行うことができるが、使用する設備によって適宜乾燥温度を変更することができることが確認された。
(A) of FIG. 8 is the graph which showed the correlation of the water content of an acid cooked material, and a furfural content in each drying temperature and drying time. From (a) of FIG. 8, the water content at the threshold 4.5 kg / t-dryBM which does not cause fermentation inhibition of furfural is 2.0 kg / kg-dryBM, which is a reduction target value in the drying process. The water content in 1 kg / t-dryBM was confirmed to be 2.58 kg / kg-dryBM.
Furthermore, (b) of FIG. 8 is a graph showing the correlation between the moisture content of the acid cooked product and the drying time at each drying temperature and drying time. From FIG. 8B, the drying time to reach a water content of 2.58 kg / kg-dryBM is (v) 37 minutes at a hot air temperature of 60 ° C., (vi) 25 minutes at a hot air temperature of 85 ° C., (vii) 110 It was confirmed that it was 17 minutes at ° C. By increasing the temperature, the drying time can be shortened and the drying process can be performed efficiently, but it has been confirmed that the drying temperature can be appropriately changed depending on the equipment used.

図9は、各乾燥温度及び乾燥時間における酸蒸煮物の含水量と発酵阻害物質である酢酸、フルフラール、5−HMFの相関関係をそれぞれ示したグラフである。図9から5−HMF及び酢酸については、76質量%(およそ3.2kg/kg−dryBM)という高含水率ですでに乾燥工程での低減目標値を下回っていることが確認された。
これに対して、フルフラールについては、発酵阻害を引き起こさせない閾値4.5kg/t−dryBMにおける含水量は、2.0kg/kg−dryBMであり、乾燥工程での低減目標値である7.1kg/t−dryBMにおける含水量は、2.58kg/kg−dryBMである。
従って、フルフラールの乾燥工程での低減目標値における含水量を、乾燥工程における含水量の目標低減値に設定できることが明らかとなった。
FIG. 9 is a graph showing the correlation between the water content of the acid cooked product and the fermentation inhibitors acetic acid, furfural, and 5-HMF at each drying temperature and drying time. From FIG. 9, it was confirmed that 5-HMF and acetic acid were already below the reduction target value in the drying step at a high water content of 76 mass% (approximately 3.2 kg / kg-dry BM).
On the other hand, with respect to furfural, the water content at a threshold of 4.5 kg / t-dryBM that does not cause fermentation inhibition is 2.0 kg / kg-dryBM, which is a reduction target value in the drying process of 7.1 kg. The water content in / t-dryBM is 2.58 kg / kg-dryBM.
Therefore, it became clear that the water content in the reduction target value in the drying process of furfural can be set to the target reduction value in the water content in the drying process.

以上のことから、本発明に係るリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法及び製造装置において、酸蒸煮物を乾燥させ、糖化工程前又は/及び糖化工程中にアンモニアを添加することで、安価で効果的に発酵阻害物質が低減され、効率的にリグノセルロース系バイオマス由来化合物を得られることが明らかとなった。   From the above, in the method and apparatus for producing a lignocellulosic biomass-derived compound according to the present invention, the acid cooked product is dried, and ammonia is added before the saccharification step and / or during the saccharification step. As a result, fermentation inhibitory substances were reduced, and it became clear that lignocellulosic biomass-derived compounds could be obtained efficiently.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
(1)リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法であって、
(A)リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することによる加水分解処理で、酸蒸煮物を生成する工程と、
(M)前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去させる工程と、
(N)前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させ、且つ前記乾燥処理された蒸煮物のpH調整を行う工程と、
(B)酵素により前記アンモニア添加後の酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化工程と、を有し、
前記発酵阻害物質のうち、フルフラールの発酵阻害を引き起こさない閾値、及び前記工程(N)における前記フルフラールの低減分から、前記工程(M)における前記フルフラールの含有量の低減目標値を設定し、
前記フルフラールの含有量と前記酸蒸煮物の含水量との相関関係から、前記工程(M)における前記酸蒸煮物の含水量の低減目標値を設定することを特徴とするリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(2)前記工程(N)と前記工程(B)とが同時に行われる(1)に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
(3)前記工程(N)は、
(X)酵素をあらかじめ含んだ第一の糖化槽に前記乾燥処理された酸蒸煮物及びアンモニアをそれぞれ連続的に少しずつ添加する初期糖化工程を有し、
前記工程(B)の代わりに、
(Y)酵素をあらかじめ含んだ第二の糖化槽に前記初期糖化工程で生成された糖化液を連続的に少しずつ添加する糖化工程を有する、
(1)又は(2)に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
)前記工程(M)後の酸蒸煮物中の含水量が、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して1.00kg以上2.58kg以下である(1)〜()のいずれか一つに記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound,
(A) a step of producing an acid cooked product by hydrolysis by mixing an acid with lignocellulosic biomass and cooking;
(M) drying the acid-boiled product to volatilize and remove the fermentation inhibitor;
(N) adding ammonia to the dried acid cooked product, further reducing fermentation inhibiting substances, and adjusting the pH of the dried cooked product;
(B) have a, a saccharification step for producing a sugar solution containing a monosaccharide and / or oligosaccharide from the acid cooking product after the ammonia added by the enzyme,
Among the fermentation inhibiting substances, from the threshold value that does not cause fermentation inhibition of furfural, and the reduced amount of the furfural in the step (N), set a reduction target value of the content of the furfural in the step (M),
A lignocellulosic biomass-derived compound characterized in that, from the correlation between the content of the furfural and the water content of the acid cooked product, a reduction target value of the water content of the acid cooked product in the step (M) is set . Manufacturing method.
(2) The method for producing a lignocellulose-based biomass-derived compound according to (1), wherein the step (N) and the step (B) are performed simultaneously.
(3) The step (N)
(X) having an initial saccharification step in which the dried acid-boiled product and ammonia are continuously added little by little to the first saccharification tank previously containing the enzyme,
Instead of the step (B),
(Y) having a saccharification step of continuously adding the saccharified solution produced in the initial saccharification step little by little to a second saccharification tank preliminarily containing an enzyme;
(1) The manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound as described in (2).
( 4 ) Any one of (1) to ( 3 ), wherein the water content in the acid cooked product after step (M) is 1.00 kg to 2.58 kg with respect to 1 kg of the dried lignocellulosic biomass. The manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound as described in one.

Claims (12)

リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法であって、
(A)リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することによる加水分解処理で、酸蒸煮物を生成する工程と、
(M)前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去させる工程と、
(N)前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させ、且つ前記乾燥処理された蒸煮物のpH調整を行う工程と、
(B)酵素により前記アンモニア添加後の酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化工程と、
を有することを特徴とするリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
A method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound,
(A) a step of producing an acid cooked product by hydrolysis by mixing an acid with lignocellulosic biomass and cooking;
(M) drying the acid-boiled product to volatilize and remove the fermentation inhibitor;
(N) adding ammonia to the dried acid cooked product, further reducing fermentation inhibiting substances, and adjusting the pH of the dried cooked product;
(B) a saccharification step for producing a saccharified solution containing monosaccharides and / or oligosaccharides from the acid-boiled product after addition of ammonia by the enzyme;
A process for producing a lignocellulosic biomass-derived compound, comprising:
前記工程(N)と前記工程(B)とが同時に行われる請求項1に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。   The method for producing a lignocellulosic biomass-derived compound according to claim 1, wherein the step (N) and the step (B) are performed simultaneously. 前記工程(N)は、
(X)酵素をあらかじめ含んだ第一の糖化槽に前記乾燥処理された酸蒸煮物及びアンモニアをそれぞれ連続的に少しずつ添加する初期糖化工程を有し、
前記工程(B)は、
(Y)酵素をあらかじめ含んだ第二の糖化槽に前記初期糖化工程で生成された糖化液を連続的に少しずつ添加する糖化工程を有する、
請求項1又は2に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。
The step (N)
(X) having an initial saccharification step in which the dried acid-boiled product and ammonia are continuously added little by little to the first saccharification tank previously containing the enzyme,
The step (B)
(Y) having a saccharification step of continuously adding the saccharified solution produced in the initial saccharification step little by little to a second saccharification tank preliminarily containing an enzyme;
The manufacturing method of the lignocellulosic biomass origin compound of Claim 1 or 2.
前記工程(M)及び前記工程(N)により、発酵阻害を引き起こさない閾値以下に前記発酵阻害物質の含有量を低減する請求項1〜3のいずれか一項に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。   The lignocellulosic biomass-derived compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the fermentation-inhibiting substance is reduced below a threshold value that does not cause fermentation inhibition by the step (M) and the step (N). Manufacturing method. 前記工程(N)後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記工程(M)における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定する請求項1〜4のいずれか一項に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。   The ligno as described in any one of Claims 1-4 which sets the reduction target value of content of the fermentation inhibitory substance in the said process (M) on the basis of content of the fermentation inhibitory substance after the said process (N). A method for producing a cellulosic biomass-derived compound. 前記工程(M)後の酸蒸煮物中の含水量が、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して1.00kg以上2.58kg以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造方法。   The water content in the acid cooked food after the step (M) is 1.00 kg or more and 2.58 kg or less with respect to 1 kg of the dried lignocellulosic biomass, ligno according to any one of claims 1 to 5. A method for producing a cellulosic biomass-derived compound. リグノセルロース系バイオマス由来化合物の製造装置であって、
リグノセルロース系バイオマスに酸を混合して蒸煮することによる加水分解処理で、酸蒸煮物を生成する加水分解処理槽と、
前記酸蒸煮物を乾燥処理し、発酵阻害物質を揮発除去する乾燥処理槽と、
前記乾燥処理された酸蒸煮物にアンモニアを添加し、発酵阻害物質をさらに低減させるアンモニア添加槽と、
酵素により前記アンモニア添加後の酸蒸煮物から単糖及び/又はオリゴ糖を含む糖化液を製造する糖化槽と、
を備えることを特徴とするリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。
An apparatus for producing a lignocellulosic biomass-derived compound,
A hydrolysis treatment tank for producing an acid cooked product by hydrolysis by mixing an acid with lignocellulosic biomass and cooking,
A drying treatment tank for drying the acid-boiled product to volatilize and remove the fermentation inhibitor;
Adding ammonia to the dried acid cooked product, an ammonia addition tank for further reducing fermentation inhibiting substances,
A saccharification tank for producing a saccharified solution containing monosaccharides and / or oligosaccharides from the acid-boiled product after addition of ammonia by the enzyme;
An apparatus for producing a lignocellulosic biomass-derived compound, comprising:
前記アンモニア添加槽と前記糖化槽とを合わせて一つの糖化槽とする請求項7に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。   The lignocellulosic biomass-derived compound production apparatus according to claim 7, wherein the ammonia addition tank and the saccharification tank are combined into one saccharification tank. 酵素をあらかじめ含んだ前記アンモニア添加槽を第一の糖化槽とし、且つ、前記糖化槽を第二の糖化槽とする請求項7又は8に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。   The lignocellulosic biomass-derived compound production apparatus according to claim 7 or 8, wherein the ammonia addition tank preliminarily containing an enzyme is a first saccharification tank, and the saccharification tank is a second saccharification tank. 前記乾燥処理槽及び前記アンモニア添加槽での処理により、発酵阻害を引き起こさない閾値以下に前記発酵阻害物質の含有量を低減する請求項7〜9のいずれか一項に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。   The lignocellulosic biomass origin as described in any one of Claims 7-9 which reduces content of the said fermentation inhibitory substance below the threshold value which does not cause fermentation inhibition by the process in the said drying treatment tank and the said ammonia addition tank. Compound production equipment. 前記アンモニア添加槽後の発酵阻害物質の含有量を基準として、前記乾燥処理槽における発酵阻害物質の含有量の低減目標値を設定する請求項7〜10のいずれか一項に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。   The lignocellulosic system according to any one of claims 7 to 10, wherein a reduction target value of the content of the fermentation inhibiting substance in the drying treatment tank is set based on the content of the fermentation inhibiting substance after the ammonia addition tank. Biomass-derived compound production equipment. 前記乾燥処理槽後の酸蒸煮物中の含水量が、乾燥したリグノセルロース系バイオマス1kgに対して1.00kg以上2.58kg以下である請求項7〜11のいずれか一項に記載のリグノセルロース系バイオマス由来化合物製造装置。   The lignocellulose as described in any one of Claims 7-11 whose water content in the acid cooked product after the said drying treatment tank is 1.00 kg or more and 2.58 kg or less with respect to 1 kg of dried lignocellulosic biomass. -Based biomass-derived compound production equipment.
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