JP5796550B2 - Method for producing solid fuel from lignocellulosic material - Google Patents

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Description

本発明は、リグノセルロース物質を原料とする燃料の製造法に関する。さらに詳しく述べれば、リグノセルロース物質を水熱処理してヘミセルロースの大部分を酸加水分解により除去した後、乾燥させることにより、エネルギー密度の高い燃料を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a fuel using a lignocellulosic material as a raw material. More specifically, the present invention relates to a method for producing a fuel having a high energy density by hydrothermally treating a lignocellulosic material to remove most of hemicellulose by acid hydrolysis and then drying it.

地球温暖化防止対策を背景に、再生可能なバイオマス由来のエネルギーが注目されている。バイオマスは、主にリグノセルロース物質からなり、そのまま固体燃料として活用したり、セルロース、ヘミセルロース、リグニンに分離後、さらにエタノール、ブタノール等に変換して液体燃料として活用する取り組みが世界中で行なわれている。近年、リグノセルロース物質を半炭化してエネルギー密度の高い固体燃料に変える技術はトレファクションと呼ばれ、特に注目されている(特許文献1、2)。トレファクションでは、通常、含水状態にあるリグノセルロース物質を一旦乾燥させ、その後、加熱処理を行い、リグノセルロース物質中で比較的発熱量の低いヘミセルロースを熱分解して除去し、さらに圧密化して化学的、物理的にエネルギー密度を高めることで、固体燃料としての価値を高める。トレファクションでは、燃料の軽量化、疎水化も達成され、輸送性、貯蔵性に優れた固体燃料としての価値も高まることになる。しかしながら、熱分解されたヘミセルロースの活用法は十分ではなく、製造工程内の補助燃料として使用される程度であった。 Renewable biomass-derived energy has attracted attention against the background of global warming prevention measures. Biomass is mainly composed of lignocellulosic substances and is used as a solid fuel as it is, or after being separated into cellulose, hemicellulose, and lignin, and then converted into ethanol, butanol, etc. and used as a liquid fuel around the world. Yes. In recent years, a technique of semi-carbonizing a lignocellulosic material into a solid fuel having a high energy density is called trefaction and has attracted particular attention (Patent Documents 1 and 2). Usually, the lignocellulosic material that is in a water-containing state is once dried and then subjected to heat treatment to thermally decompose and remove hemicellulose having a relatively low calorific value in the lignocellulosic material. By increasing the energy density physically and physically, the value as a solid fuel is increased. In the treatment, the weight of the fuel is reduced and the hydrophobicity is achieved, and the value as a solid fuel excellent in transportability and storage is also increased. However, the utilization method of thermally decomposed hemicellulose is not sufficient, and it is only used as an auxiliary fuel in the production process.

リグノセルロース物質中のヘミセルロースは、熱分解だけでなく、酸加水分解でも分解、除去できることが知られている。ヘミセルロース、例えばキシランを酸加水分解すると、糖の形を残したまま低分子化され、キシロオリゴ糖、キシロース等として分離、活用することができるという利点がある。また、さらに反応を進めることで、フルフラールに変換させ、フルフラールとして活用することも可能である。したがって、前記トレファクションのようにリグノセルロース物質を固体燃料として活用しつつ、ヘミセルロース分解物も有効利用するのであれば、ヘミセルロースの分解方法は熱分解ではなく、酸加水分解するのが得策といえる。また、リグノセルロース物質は通常、含水状態にあるので、酸加水分解では熱分解時のようにわざわざ乾燥させる必要もなく、効率的と考えられる。 It is known that hemicellulose in a lignocellulosic material can be decomposed and removed not only by thermal decomposition but also by acid hydrolysis. When hemicellulose such as xylan is hydrolyzed, it has the advantage that it is reduced in molecular weight while leaving the sugar form, and can be separated and utilized as xylooligosaccharide, xylose and the like. Further, by further proceeding with the reaction, it can be converted into furfural and utilized as furfural. Therefore, if the lignocellulosic material is used as a solid fuel as in the above-described trephination, and the hemicellulose decomposition product is also effectively used, it can be said that the hemicellulose decomposition method is not thermal decomposition but acid hydrolysis. In addition, since the lignocellulosic substance is usually in a water-containing state, it is considered that the acid hydrolysis is efficient because it does not need to be dried as in the case of thermal decomposition.

含水状態のリグノセルロース物質をそのまま、あるいはさらに加水して加熱すれば、ヘミセルロース中のアセチル基が脱離して酢酸が生成し、自動的に酸性状態となり、酸加水分解が進むことが知られている(特許文献3)。水熱処理は、上記のように熱分解に比べて利点がある反面、水熱処理後のリグノセルロース物質は含水率が高く、固体燃料化する際の乾燥負荷が高いという欠点も有していた。 It is known that if water-containing lignocellulosic material is heated as it is or after further addition of water, the acetyl group in hemicellulose is eliminated and acetic acid is generated, which automatically becomes acidic and acid hydrolysis proceeds. (Patent Document 3). Hydrothermal treatment has advantages over pyrolysis as described above, but lignocellulosic material after hydrothermal treatment has a high moisture content and has a drawback of high drying load when converted to solid fuel.

特開2003−206490号公報JP 2003-206490 A 特表2009−522097号公報Special table 2009-522097 gazette 特開2002−59118号公報JP 2002-59118 A

本発明は、リグノセルロース物質からヘミセルロースを除去してエネルギー密度の高い固体燃料を製造するに際し、ヘミセルロースの分解方法を水熱処理による酸加水分解とすることで、ヘミセルロース分解物の有効利用を実現し、従来の前記課題を解決するものである。 In the present invention, when producing a solid fuel having a high energy density by removing hemicellulose from a lignocellulosic material, the decomposition method of hemicellulose is acid hydrolysis by hydrothermal treatment, thereby realizing effective utilization of the hemicellulose decomposition product, It solves the conventional problem.

本発明者らは、リグノセルロース物質を水熱処理してヘミセルロースを酸加水分解した後、脱水、圧縮処理を施し、その後乾燥処理すれば、トレファクション時並の乾燥負荷でエネルギー密度の高い固体燃料を製造でき、さらにはヘミセルロース分解物としてキシロオリゴ糖、キシロース、フルフラール等の有価物も同時に製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors hydrolyzed the lignocellulosic material to hydrolyze hemicellulose, and then subjected to dehydration and compression treatment, followed by drying treatment to produce a solid fuel with a high energy density at the same dry load as in the refracting process. It has been found that valuable materials such as xylooligosaccharides, xylose and furfural can be simultaneously produced as hemicellulose degradation products, and the present invention has been completed.

本願発明は以下の発明を包含する。
(1)リグノセルロース物質を水熱処理し、ついで脱水、圧縮処理し、さらに乾燥処理することにより固体燃料を製造する方法において、前記水熱処理時および/または脱水、圧縮処理時に発生するガスからフルフラールを製造するリグノセルロース物質を原料とする固体燃料の製造方法。
(2) 前記水熱処理時の液比が0.5〜8.0である(1)記載のリグノセルロース物質を原料とする固体燃料の製造方法。
)前記水熱処理時および/または脱水、圧縮処理時に発生する液から、各種オリゴ糖、単糖のうち、少なくとも1つ以上の化合物を製造する(1)または(2)に記載のリグノセルロース物質を原料とする固体燃料の製造方法。



The present invention includes the following inventions.
(1) In a method for producing a solid fuel by hydrothermally treating a lignocellulosic material, followed by dehydration and compression treatment, and further drying treatment, furfural is removed from the gas generated during the hydrothermal treatment and / or dehydration and compression treatment. A method for producing a solid fuel using a lignocellulosic material to be produced as a raw material.
(2) A method for producing a solid fuel using a lignocellulosic material as a raw material according to (1), wherein the liquid ratio during the hydrothermal treatment is 0.5 to 8.0.
( 3 ) The lignocellulose according to (1) or (2) , wherein at least one compound of various oligosaccharides and monosaccharides is produced from the liquid generated during the hydrothermal treatment and / or dehydration and compression treatment. A method for producing a solid fuel using a substance as a raw material.



本発明者によれば、リグノセルロース物質を水熱処理してヘミセルロースを酸加水分解し、その後脱水、圧縮処理し、さらに乾燥処理すれば、トレファクションと同様にエネルギー密度が高い固形燃料が得られる上に、ヘミセルロース分解物としてキシロオリゴ糖、キシロース、フルフラール等の有価物を同時に製造できることが可能となった。   According to the present inventor, if the lignocellulosic material is hydrothermally treated to acid-hydrolyze hemicellulose, and then dehydrated and compressed, and further dried, a solid fuel having a high energy density can be obtained as in the case of the torsion. In addition, valuable materials such as xylooligosaccharides, xylose and furfural can be simultaneously produced as hemicellulose degradation products.

本発明で使用されるリグノセルロース物質は、木材、非木材のいずれでもよいが、ヘミセルロース分解物の利用価値が高いという理由で、広葉樹材が好適である。広葉樹としては、ユーカリ・グロブラス、ユーカリ・グランディス、ユーカリ・ユーログランディス、ユーカリ・ペリータ、ユーカリ・ブラシアーナ、アカシア・メランシ、アカシア・マンギューム、アカシア・アウリカルフォルミス等を挙げることができ、原料調達の持続性という観点からは植林木が好ましく、植林に適したこれらの材が特に好ましいが、限定されるものではない。言うまでもなく、と広葉樹、針葉樹、非木材をそれぞれ単独で使用することもできるし、組み合わせて使用することもできるし、その組み合わせは限定されるものではない。また、樹皮、靱皮部等のどの部位であっても原料として使用できる。 The lignocellulosic material used in the present invention may be either wood or non-wood, but hardwood is preferred because of the high utility value of hemicellulose degradation products. Examples of broad-leaved trees include eucalyptus globulas, eucalyptus grandis, eucalyptus eurograndis, eucalyptus perita, eucalyptus brushana, acacia melanci, acacia mangum, and acacia auricular formis. From the standpoint of sex, afforestation trees are preferred, and these materials suitable for afforestation are particularly preferred, but are not limited. Needless to say, broad-leaved trees, coniferous trees, and non-woods can be used alone or in combination, and the combination is not limited. Moreover, it can be used as a raw material at any site such as a bark or a bast portion.

本発明では、まずリグノセルロース物質を水に浸漬した後、ついで脱水し、リグノセルロース物質に付着した異物を除去しながら、リグノセルロース物質の含水率を高める操作を行なう。浸漬用の装置としては、特に限定されるものではないが、一般のチップウォッシャーが好適に用いられる。浸漬用の水としては工場用水、黒液エバポレーターからの回収水等、特に限定されるものではないが、できる限り無色透明で、蒸留水に近いものが好ましい。この際に、必要に応じて界面活性剤、キレート剤等の薬剤も添加することができる。浸漬後の脱水機としては、特に限定されるものではないが、ドレーナー型の脱水機が好適に用いられる。浸漬、脱水後のリグノセルロース物質は、少なくとも自重の50%以上の水を含む状態になるように、浸漬、脱水条件が加減される。リグノセルロース物質中の含水率が低すぎると、リグノセルロース物質中の水の存在が不均一となり、次工程の水熱処理時のヘミセルロースの酸加水分解反応が均一に行なわれないためである。   In the present invention, first, the lignocellulosic material is immersed in water, then dehydrated, and the moisture content of the lignocellulosic material is increased while removing foreign substances adhering to the lignocellulosic material. The dipping apparatus is not particularly limited, but a general chip washer is preferably used. The water for immersion is not particularly limited, such as factory water and water recovered from black liquor evaporator, but is preferably as colorless and transparent as possible and close to distilled water. At this time, agents such as surfactants and chelating agents can be added as necessary. The dehydrator after the immersion is not particularly limited, but a drainer type dehydrator is preferably used. Immersion and dehydration conditions are adjusted so that the lignocellulosic material after immersion and dehydration contains at least 50% of its own weight of water. This is because if the water content in the lignocellulose material is too low, the presence of water in the lignocellulosic material becomes non-uniform, and the acid hydrolysis reaction of hemicellulose during the hydrothermal treatment in the next step is not performed uniformly.

本発明では、次いで水熱処理が行われる。本発明の水熱処理は、含水状態のリグノセルロース物質をそのまま、あるいは加水した後、加温して行なわれる。加温は、通常、蒸気を直接添加して行なうが、特に限定されるものではなく、場合によっては間接加熱等も実施可能である。水熱処理時の液比は0.5〜8.0、好ましくは1.0〜4.0、温度は140〜200℃、好ましくは150〜180℃、処理時間は処理温度にもよるが、10分〜8時間、好ましくは30分〜5時間である。液比が0.5よりも低い場合には、ヘミセルロースの酸加水分解反応が不均一となるため適さず、8.0よりも高い場合にはその後の脱水、乾燥処理時の負荷が高くなりすぎる上に、ろ液中のヘミセルロース分解物の濃度が低くなり、これらを分離、精製し、有効通行活用する際にも大きな負荷が掛かるため適さない。温度は140℃より低い場合には、ヘミセルロースの酸加水分解が不十分となり、200℃より高い場合にはセルロースの分解が起こる頻度が高くなるので適さない。処理時間が10分より少ない場合には、ヘミセルロースの酸加水分解が不十分となり、8時間より長い場合には水熱処理用の反応容器が巨大なものとなり、経済的でないので適さない。なお、水熱処理時のヘミセルロースの酸加水分解速度を上げる手段として、酢酸、硫酸、亜硫酸等の酸を添加することも可能であるが、固体燃料としての品質を損なう場合があるのでできるだけ酸を添加しないのが好ましい実施形態である。水熱処理で用いる装置は、特に限定されるものではないが、製紙パルプ製造用の加圧型チップビンや蒸解釜のような耐圧容器が好適に用いられる。なお、水熱処理時に発生するガスには、ヘミセルロースの分解物であるフルフラールが多く含まれることから、このガスを分離し、蒸留処理してフルフラールを別途、製造するのも本発明の好ましい実機形態である。 In the present invention, hydrothermal treatment is then performed. The hydrothermal treatment of the present invention is performed by heating the water-containing lignocellulose material as it is or after adding water. Heating is usually performed by directly adding steam, but is not particularly limited, and indirect heating or the like can be performed depending on circumstances. The liquid ratio during hydrothermal treatment is 0.5 to 8.0, preferably 1.0 to 4.0, the temperature is 140 to 200 ° C., preferably 150 to 180 ° C., and the treatment time depends on the treatment temperature, but 10 Min to 8 hours, preferably 30 minutes to 5 hours. If the liquid ratio is lower than 0.5, the acid hydrolysis reaction of hemicellulose becomes non-uniform, which is not suitable. In addition, the concentration of hemicellulose degradation products in the filtrate is lowered, and these are not suitable because they are separated and purified, and a large load is applied when they are used effectively. If the temperature is lower than 140 ° C., acid hydrolysis of hemicellulose is insufficient, and if it is higher than 200 ° C., the frequency of cellulose decomposition is increased, which is not suitable. When the treatment time is less than 10 minutes, acid hydrolysis of hemicellulose is insufficient, and when the treatment time is longer than 8 hours, the reaction vessel for hydrothermal treatment becomes huge, which is not economical and is not suitable. As a means to increase the acid hydrolysis rate of hemicellulose during hydrothermal treatment, it is possible to add acids such as acetic acid, sulfuric acid, and sulfurous acid. However, the quality of the solid fuel may be impaired. It is a preferred embodiment that does not. The apparatus used in the hydrothermal treatment is not particularly limited, but a pressure vessel such as a pressurized chip bin or a digester for producing paper pulp is preferably used. In addition, since the gas generated during hydrothermal treatment contains a large amount of furfural, which is a decomposition product of hemicellulose, it is also a preferable practical form of the present invention that the gas is separated and separately distilled to produce furfural. is there.

本発明では、リグノセルロース物質を水熱処理した後は、脱水、圧縮処理が行なわれる。本発明では、必要に応じ、脱水、圧縮処理の前に希釈水を添加し、洗浄効果を付与することも可能である。本発明で使用する装置としては、特に限定されるものではないが、ストレーナー型の脱水機と圧搾タイプの脱水機の組み合わせがよく、後者の脱水機としては脱水量、圧力を制御しやすいという理由でプラグスクリュ−型のものが好適に用いられる。本発明では、前記脱水、圧縮処理時にヘミセルロース分解物が溶出した廃液を分離、活用できるという特徴がある。分離した廃液は、フラッシュタンクに送ることでガス層と液層に分けることができ、ガス層に多く含まれるフルフラールは蒸留処理により、比較的簡単に分離、精製し、製品化できる。一方、液層に多く含まれるヘミセルロース分解物である、各種オリゴ糖やキシロース、マンノース等の単糖を常法で簡単に分離、製造し、製品化できる。 In the present invention, after the lignocellulosic material is hydrothermally treated, dehydration and compression are performed. In the present invention, if necessary, it is possible to add a dilution water before the dehydration and compression treatment to give a cleaning effect. The apparatus used in the present invention is not particularly limited, but a combination of a strainer-type dehydrator and a compression-type dehydrator is good, and the latter dehydrator is easy to control the dehydration amount and pressure. A plug screw type is preferably used. The present invention is characterized in that the waste liquid from which the hemicellulose decomposition product is eluted during the dehydration and compression processes can be separated and utilized. The separated waste liquid can be separated into a gas layer and a liquid layer by sending it to a flash tank, and furfural contained in a large amount in the gas layer can be separated, purified and commercialized relatively easily by distillation. On the other hand, monosaccharides such as various oligosaccharides, xylose and mannose, which are hemicellulose degradation products contained in a large amount in the liquid layer, can be easily separated, produced and commercialized by conventional methods.

本発明では、前記脱水、圧縮処理した後、乾燥処理が行なわれる。本発明の乾燥処理条件は、乾燥後の固形燃料の水分が5%以下になる条件であれば特に限定されないが、固形燃料の熱量向上の観点からは、窒素雰囲気下で実施するのが好ましい。本発明の乾燥処理に用いられる装置は特に限定されるものではないが、ロータリーキルンタイプのものが乾燥効率がよく、好適に用いられる。なお、固形燃料の用途によっては、乾燥処理前にペレットのように成型することも可能である。 In the present invention, after the dehydration and compression treatment, the drying treatment is performed. The drying treatment conditions of the present invention are not particularly limited as long as the moisture of the solid fuel after drying is 5% or less, but from the viewpoint of improving the calorific value of the solid fuel, it is preferably carried out in a nitrogen atmosphere. Although the apparatus used for the drying process of this invention is not specifically limited, A rotary kiln type | mold has good drying efficiency, and is used suitably. Depending on the use of the solid fuel, it can be molded like a pellet before the drying treatment.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、もちろん本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。特に示さない限り、キシロースの定量、キシロオリゴ糖の定量、フルフラールの定量は以下の方法で行なった。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise indicated, xylose, xylooligosaccharide, and furfural were quantified by the following methods.

[キシロースの定量]
試料溶液中のキシロースの定量は、DIONEX社製糖分析システム(ICS5000)を用いた。カラムはCarbo Pac PA−1 (2×250mm)を用い、20mM NaOH溶液を溶離液とし、0.25ml/minの流速で測定した。なお、検出には、パルスアンペロメトリー検出器を用い、キシロース標品を用いて検量線を作成して、ろ液中のキシロース含有量を求めた。
[Quantification of xylose]
The sugar analysis system (ICS5000) made by DIONEX was used for quantification of xylose in the sample solution. The column was Carbo Pac PA-1 (2 × 250 mm), and a 20 mM NaOH solution was used as an eluent, and measurement was performed at a flow rate of 0.25 ml / min. For detection, a pulse amperometry detector was used, a calibration curve was prepared using a xylose sample, and the xylose content in the filtrate was determined.

[キシロオリゴ糖の定量]
試料溶液に最終濃度が4質量%となるように硫酸を添加し、120℃で1時間の条件で加水分解を行った後、キシロースの定量を行なった。この値から加水分解を行う前の試料中のキシロース含有量を差し引いた値をキシロオリゴ糖の含有量として算出した。
[Quantification of xylooligosaccharides]
Sulfuric acid was added to the sample solution so as to have a final concentration of 4% by mass, hydrolysis was performed at 120 ° C. for 1 hour, and then xylose was quantified. A value obtained by subtracting the xylose content in the sample before hydrolysis from this value was calculated as the xylooligosaccharide content.

[フルフラールの定量]
試料溶液中のフルフラールの定量にはAgilent Technоlоgies社製HPLCシステムを用いた。カラムは、Bio−Rad社製Aminex HPX87P(7.8×300mm)を用い、5mM硫酸を溶離液とし、1ml/minの流速で測定した。検出にはUV−Vis検出器を用いた。フルフラールの標品を用い、検量線を作成して、試料中の含有量を求めた。
[Quantification of furfural]
For the determination of furfural in the sample solution, an HPLC system manufactured by Agilent Technologies was used. Aminex HPX87P (7.8 × 300 mm) manufactured by Bio-Rad was used as the column, and measurement was performed at a flow rate of 1 ml / min using 5 mM sulfuric acid as an eluent. A UV-Vis detector was used for detection. Using a furfural sample, a calibration curve was prepared to determine the content in the sample.

実施例1
ユーカリ・ペリータ材チップを絶乾重量で300g採取し、水道水10リットルに一晩浸漬した。その後、チップを取り出して400メッシュの篩に空け、濾別した。この脱水後のチップを2.5リットル容量のオートクレーブに入れ、7K蒸気を注入して165℃まで加温し、165℃で60分間、水熱処理した。7K蒸気に含まれる水分も加えると、水熱処理時の液比は2.5であった。水熱処理後、オートクレーブのストレーナーを有する廃液コックから廃液を抜き出し、フラッシュタンクに送る一方で、処理後のチップは卓上プレス機(商品名:mini TEST PRESS−10、TOYOSEIKI社製、条件:1MPa、5秒)で圧搾脱水した。脱水後のチップは、再度2.5リットル容量のオートクレーブに入れ、オートクレーブ内の空気を窒素ガスで置換した後、電気ヒーターを用いて間接加熱により165℃まで加温し、165℃で100分間加熱処理し、固体燃料化した。この固形燃料の絶乾重量は257gであり、対チップあたり85.8%の収量であった。この固形燃料の熱量は、熱量分析装置(商品名:1013−J、吉田製作所(株)製)を用いて測定した結果、4722cal/gであった。
Example 1
Eucalyptus / perita material chips (300 g) were collected in an absolutely dry weight and immersed in 10 liters of tap water overnight. Thereafter, the chips were taken out, emptied through a 400 mesh sieve, and filtered. The dehydrated chip was placed in a 2.5 liter autoclave, 7K steam was injected, the temperature was raised to 165 ° C., and hydrothermal treatment was performed at 165 ° C. for 60 minutes. When water contained in 7K vapor was also added, the liquid ratio during hydrothermal treatment was 2.5. After the hydrothermal treatment, the waste liquid is extracted from a waste liquid cock having an autoclave strainer and sent to a flash tank. S). The dehydrated chip is again placed in a 2.5 liter autoclave, the air in the autoclave is replaced with nitrogen gas, heated to 165 ° C by indirect heating using an electric heater, and heated at 165 ° C for 100 minutes. Processed to solid fuel. The absolute dry weight of this solid fuel was 257 g, and the yield was 85.8% per chip. The amount of heat of the solid fuel was 4722 cal / g as a result of measurement using a calorimeter (trade name: 1013-J, manufactured by Yoshida Seisakusho Co., Ltd.).

フラッシュタンクに送った水熱処理廃液はガス層と液層に分離し、ガス層は60℃まで冷却してドレン化した後、フルフラールを定量した。フルフラール量は、対チップ絶乾重量あたり0.3%であった。一方、スラッシュタンクで分離した液は、卓上プレス機での圧搾脱液と合わせて回収液とした。回収液中のキシロオリゴ糖量は、対チップ絶乾重量あたり5.6%、キシロース量は1.8%であった。結表1に結果を示す。 The hydrothermal treatment waste liquid sent to the flash tank was separated into a gas layer and a liquid layer. The gas layer was cooled to 60 ° C. and drained, and then the furfural was quantified. The amount of furfural was 0.3% based on the dry weight of the chip. On the other hand, the liquid separated in the slush tank was used as the recovered liquid together with the squeezed liquid discharged by the desktop press. The amount of xylooligosaccharides in the recovered solution was 5.6% per chip dry weight, and the amount of xylose was 1.8%. Table 1 shows the results.

実施例2
実施例1において、水熱処理条件を60分から100分に変更した以外は実施例1と同様の操作を行なった。表1に結果を示す。
Example 2
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the hydrothermal treatment condition was changed from 60 minutes to 100 minutes. Table 1 shows the results.

実施例3
実施例1において、水熱処理条件を60分から180分に変更した以外は実施例1と同様の操作を行なった。表1に結果を示す。
Example 3
In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the hydrothermal treatment condition was changed from 60 minutes to 180 minutes. Table 1 shows the results.

実施例4
実施例2において、水熱処理時の液比を2.5から0.5に変更し、水熱処理後、脱液する前に液比2相当の温水(100℃)を加えて脱液した以外は実施例2と同様の操作を行なった。表1に結果を示す。
Example 4
In Example 2, the liquid ratio at the time of hydrothermal treatment was changed from 2.5 to 0.5, and after hydrothermal treatment, the liquid was drained by adding warm water (100 ° C.) corresponding to the liquid ratio 2 before liquid removal. The same operation as in Example 2 was performed. Table 1 shows the results.

実施例5
実施例2において、水熱処理時に加水して液比を2.5から8.0に変更した以外は実施例2と同様の操作を行なった。表1に結果を示す。
Example 5
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed except that the liquid ratio was changed from 2.5 to 8.0 by adding water during hydrothermal treatment. Table 1 shows the results.

実施例6
実施例2において、ユーカリ・ペリータ材チップをユーカリ・グロブラスに変更した以外は実施例2と同様の操作を行なった。表1に結果を示す。
Example 6
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed except that the eucalyptus / perita material chip was changed to eucalyptus / globula. Table 1 shows the results.

比較例1
ユーカリ・ペリータ材チップを絶乾質量で300g採取し、送風乾燥機を用いて105℃で一晩、乾燥させた後、2.5リットル容量のオートクレーブに入れ、オートクレーブ内の空気を窒素ガスで置換した。その後、電気ヒーターを用いて間接加熱により240℃まで加温し、240℃で100分間加熱処理し、固体燃料化した。この固形燃料の絶乾重量は243gであり、対チップあたり81.0%の収量であった。また、固形燃料の熱量は、熱量分析装置(商品名:1013−J、吉田製作所(株)製)を用いて測定した結果、5290cal/gであった。表1に結果を示す。
Comparative Example 1
Extract 300g of Eucalyptus / Perita chips in an absolutely dry mass, dry them at 105 ° C overnight using a blower dryer, place them in a 2.5 liter autoclave, and replace the air in the autoclave with nitrogen gas. did. Then, it heated to 240 degreeC by indirect heating using the electric heater, and heat-processed at 240 degreeC for 100 minutes, and was made into solid fuel. The absolute dry weight of this solid fuel was 243 g, and the yield was 81.0% per chip. Moreover, the calorific value of the solid fuel was 5290 cal / g as a result of measurement using a calorimetric analyzer (trade name: 1013-J, manufactured by Yoshida Seisakusho Co., Ltd.). Table 1 shows the results.

Figure 0005796550
Figure 0005796550

表1の実施例1〜6と比較例1を比較すると明らかなように、リグノセルロース物質を水熱処理してヘミセルロースを酸加水分解した後、脱水、圧縮処理によりヘミセルロース分解物を除去、分離し、乾燥処理すれば、従来のトレファクション技術で製造した固体燃料と遜色のない固体燃料を製造でき、これに加えて、ヘミセルロース分解物からキシロオリゴ糖、キシロース、フルフラールといった有価物も製造できることがわかる。本発明は、従来のトレファクションでは利用きしれなかったヘミセルロースの分解物を有価物として有効利用できるところに特長がある。 As is clear when comparing Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 in Table 1, the lignocellulose material was hydrothermally treated to hydrolyze hemicellulose, and then the hemicellulose degradation product was removed and separated by dehydration and compression treatment. It can be seen that if the drying treatment is performed, a solid fuel that is inferior to a solid fuel produced by a conventional trefflection technique can be produced, and in addition, valuable materials such as xylooligosaccharides, xylose, and furfural can be produced from hemicellulose decomposition products. The present invention is characterized in that a degradation product of hemicellulose, which could not be used in conventional treffection, can be effectively used as a valuable material.

Claims (3)

リグノセルロース物質を水熱処理し、ついで脱水、圧縮処理し、さらに乾燥処理することにより固体燃料を製造する方法において、前記水熱処理時および/または脱水、圧縮処理時に発生するガスからフルフラールを製造することを特徴とする、リグノセルロース物質を原料とする固体燃料の製造方法。 In the method of producing a solid fuel by hydrothermally treating a lignocellulosic material, then dehydrating and compressing, and further drying , producing furfural from the gas generated during the hydrothermal treatment and / or dehydration and compression treatment A method for producing a solid fuel using a lignocellulosic material as a raw material. 前記水熱処理時の液比が0.5〜8.0であることを特徴とする、請求項1記載のリグノセルロース物質を原料とする固体燃料の製造方法。   2. The method for producing a solid fuel using a lignocellulosic material as a raw material according to claim 1, wherein the liquid ratio during the hydrothermal treatment is 0.5 to 8.0. 前記水熱処理時および/または脱水、圧縮処理時に発生する液から、各種オリゴ糖、単糖のうち、少なくとも1つ以上の化合物を製造することを特徴とする、請求項1または2に記載のリグノセルロース物質を原料とする固体燃料の製造方法。 The ligno according to claim 1 or 2 , wherein at least one compound of various oligosaccharides and monosaccharides is produced from a liquid generated during the hydrothermal treatment and / or dehydration and compression treatment. A method for producing a solid fuel using a cellulose material as a raw material.
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