JP5889872B2 - 糖の製造方法及び糖の製造装置 - Google Patents
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Description
セルロース系バイオマスを原料とした糖の製造方法であって、
セルロース系バイオマス、親水性重合体及び水を含む混合物を得る混合工程と、
上記混合物に剪断力を付加してセルロース系バイオマスを分断する分断工程と、
分断された上記セルロース系バイオマスをセルロース分解酵素により糖化する糖化工程と、
上記糖化工程を経た混合物に無機塩を添加し、糖液と第一残渣とに分離する第一分離工程と、
上記第一残渣の少なくとも一部を、上記混合工程における混合物にさらに加える再利用工程と
を有することを特徴とする。
をさらに有し、
上記再利用工程で加える第一残渣の少なくとも一部が上記第二分離工程で分離した親水性重合体溶液の少なくとも一部であることが好ましい。このような第二分離工程を経ることで、この親水性重合体溶液に含まれる親水性重合体等を効率的に再利用等することができる。
セルロース系バイオマス、親水性重合体及び水を含む混合物を得る混合手段と、
上記混合物に剪断力を付加してセルロース系バイオマスを分断する分断手段と、
分断された上記セルロース系バイオマスをセルロース分解酵素により糖化する糖化手段と、
上記糖化工程を経た混合物に無機塩を添加し、糖液と第一残渣とに分離する第一分離手段と
を備える糖の製造装置である。当該製造装置によれば、セルロース系バイオマスを原料として糖を効率的に生産することができる。また、当該製造装置によれば、分離手段で分離された第一残渣を混合手段における混合物にさらに加えることを容易にし、リサイクルによるコスト削減や、廃棄物の低減を図ることができる。
本発明の糖の製造方法は、セルロース系バイオマスを原料とし、
セルロース系バイオマス、親水性重合体及び水を含む混合物を得る混合工程と、
上記混合物に剪断力を付加してセルロース系バイオマスを分断する分断工程と、
分断された上記セルロース系バイオマスをセルロース分解酵素により糖化する糖化工程と、
上記糖化工程を経た混合物に無機塩を添加し、糖液と第一残渣とに分離する第一分離工程と、
上記第一残渣の少なくとも一部を、上記混合工程における混合物にさらに加える再利用工程と
を有する。
上記第一分離工程で得られた第一残渣の少なくとも一部を水系溶媒で希釈し、親水性重合体溶液と第二残渣とに分離する第二分離工程
を有し、
上記再利用工程で加える第一残渣の少なくとも一部が上記第二分離工程で分離した親水性重合体溶液の少なくとも一部であることが好ましい。このように第二分離工程を経ることで、この親水性重合体溶液に含まれる親水性重合体及び好適成分として添加されるゲル化剤を効率的に再利用等することができる。
上記糖化工程を経た混合物の少なくとも一部と、PVAを主成分とする含水ゲル、又はイオン交換樹脂とを接触させ、上記混合物からゲル化剤を分離するゲル化剤分離工程
を有することが好ましい。上記ゲル化剤分離工程を有することで、この分離されたゲル化剤の再利用、処分する廃棄物の削減、排水中の不純物(例えば、ホウ酸等)の削減等を行うことができる。従って、このゲル化剤分離工程を有する当該製造方法によれば、糖製造にかかるトータルコストをさらに削減でき、生産性に優れる。また、このゲル化剤分離工程において、PVAを主成分とする含水ゲルを用いた場合、この含水ゲルにゲル化剤を吸着させることによりゲル化剤を分離することができる。この場合、吸着したゲル化剤(ホウ酸塩等)は酸性状態とすることで含水ゲルから脱離させることができ、また、ゲル化剤が吸着した含水ゲルをそのまま混合物工程に利用することができる等、効率的である。
上記第二残渣を水系溶媒で希釈し、分離液と第三残渣とに分離する第三分離工程
を有し、上記ゲル化剤分離工程において、上記含水ゲル又はイオン交換樹脂と接触させる混合物の少なくとも一部として上記分離液を用いることが好ましい。このような工程を経ることで、ゲル化剤の回収率を高め、この系における排水(例えば、第三分離工程を経た分離液)中のホウ酸濃度の低減を図ることなどができる。
セルロース系バイオマス原料を切断して、セルロース系バイオマスを適当なサイズの粒子とするセルロース系バイオマス原料切断工程(原料切断工程)
を有することが好ましい。
本工程においては、以降の工程における処理を効率的にするために、セルロース系バイオマス原料を切断し、適当なサイズの粒子とする。ここで用いられるセルロース系バイオマス原料としては特に限定されず、植物由来のバイオマスを好ましく用いることができ具体的には、例えば、間伐材等の木材、稲わら、麦わら、籾殻、バガス、トウモロコシやサトウキビ等澱粉系作物の茎、アブラヤシの空房(EFB)、ヤシの実の殻などを挙げることができる。このようなセルロース系バイオマス原料を、可能な限り土等の不要分を取り除いた後、剪断、叩解等の各種切断手段により、粒子状に小さくする。この切断工程においては、例えば、特表2004−526008号公報に記載の分断器や、パルプチップを製造する際に用いられる装置等を好適に採用することができる。
本工程においては、セルロース系バイオマス、親水性重合体及び水を混合させて、これらの混合物を得る。なお、この混合物は、その他の成分をさらに含有していてもよい。この混合方法としては、特に限定されないが、例えば(2−1)親水性重合体を水に溶かして水溶液とし(水溶液調製工程)、(2−2)この水溶液に必要に応じてゲル化剤を加えてゲル化させ(ゲル化工程)、(2−3)この親水性重合体水溶液にセルロース系バイオマスを添加する(添加工程)方法を採用することができる。
本工程においては、親水性重合体を水に溶解して水溶液とする。この親水性重合体水溶液の濃度としては、特に限定されないが、3質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がさらに好ましい。親水性重合体水溶液の濃度を上記範囲とすることで、水溶液に適当な粘性を付与することができる。従って、水溶液の濃度を上記範囲とすることで、混練の際に、水溶液を介してセルロース系バイオマスへ物理的な力が効果的に伝わる、すなわち水溶液によってセルロース鎖が引き剥がされることで、セルロース系バイオマスの分子レベルの分断を効果的に行うことができる。親水性重合体水溶液の濃度が3質量%未満の場合は、水溶液が適当な粘性を有さず物理的な作用による分断機能が十分に発揮されないおそれがある。逆に、親水性重合体水溶液の濃度が30質量%を超えると、水溶液の粘性が高すぎて混練しにくくなるため、分断工程における作業性が低下するおそれがある。
上述したセルロース系バイオマス原料切断工程によって得られたセルロース系バイオマスの粒子と、親水性重合体水溶液とを混合するに先駆けて、この親水性重合体水溶液にゲル化剤を加え、ゲル化することが好ましい。このようなゲル状の親水性重合体水溶液を用いることで、後の分断工程において混合物が混練の初期段階から高い粘性を有するため、混練の物理的作用がセルロース系バイオマスに効果的に伝わり、このセルロース系バイオマスを分子レベルで効率的に分断することができる。さらには、ゲル状の親水性重合体水溶液を用いることで、分断されたセルロースポリマー鎖間にこのゲル状水溶液が進入し、かつ留まることができるため、セルロースポリマー鎖の再準結晶化を防ぐことができ、分断能が向上することとなる。
次いで、上記工程にてゲル状にされた親水性重合体水溶液に、上記工程にて好ましいサイズに切断されたセルロース系バイオマスを混合して、これらを含む混合物を得る。なお、(2−2)ゲル化工程を経ず、ゲル化されていない親水性重合体水溶液に上記セルロース系バイオマスを混合して混合物を得てもよい。
本工程においては、上述の混合工程にて得られた混合物に剪断力を付加することによって、セルロース系バイオマスを分子レベル(準結晶構造レベル)で分断する。つまり、準結晶構造を有するセルロースが部分的に水和され、また、親水性重合体が進入し、このセルロース分子間の水素結合が弱まり、加えて、剪断力の付加による物理的な力により、分子間の結合が弱まった状態でセルロースポリマー同士が互いに引き離されることで、細胞壁の微視的な構造が分断されることとなる。
本工程においては、上記分断工程を経て、分断されたセルロース系バイオマスを含む混合物にセルロース分解酵素を添加し、糖化を行う。この糖化により、セルロース系バイオマスは容易にグルコースに分解(糖化)され、水溶液中に溶け出す。またセルロース系バイオマス中に含まれるヘミセルロース由来のキシロース等も、併せて水溶液中に溶け出す。この際、セルロース系バイオマスに含まれるリグニンが不溶な粒子として存在することがあるが、このリグニンは、例えば、ろ過や遠心分離によって分離することができる。このようにして得られた可溶性のグルコース等の糖類は、醗酵によってエタノールとし、燃料資源などとして好適に使用することができる。
本工程においては、上記糖化工程を経た混合物に無機塩を添加し、この混合物を糖液と第一残渣(固形分)とに分離する。上記無機塩の添加により、混合物中に溶解していた親水性重合体及びゲル化剤は析出し、これら析出物及び分解されなかったセルロース系バイオマス等が凝集沈殿する。
本工程においては、上記第一残渣の少なくとも一部を水系溶媒で希釈し、親水性重合体溶液と第二残渣(固形分)とに分離する。なお、ゲル化剤を用いている場合、この親水性重合体溶液には、親水性重合体に加えて上記ゲル化剤も溶質として溶け込んでいる。特に、ホウ酸やホウ酸塩等をゲル化剤として使用した場合、これらは上記親水性重合体溶液に溶質として容易に溶け込むため、ホウ酸及びホウ酸塩等も第二残渣と効率的に分離することができる。
この工程においては、第二分離工程により得られ、ゲル化剤を含む親水性重合体溶液(糖化工程を経た混合物の少なくとも一部)からゲル化剤を分離する。この分離手段としては、上記親水性重合体溶液と、PVAを主成分とする含水ゲル、又はイオン交換樹脂とを接触させる方法等を挙げることができる。
上記親水性重合体溶液と上記含水ゲルとの接触方法としては、特に限定されないが、例えば親水性重合体溶液が入った槽に含水ゲルを浸漬する方法や、含水ゲルが充填された吸着塔に通液して行う方法などを挙げることができる。
上記親水性重合体溶液と上記イオン交換樹脂との接触方法としては、特に限定されないが、例えば親水性重合体溶液をイオン交換樹脂が充填された吸着塔に通液して行う方法などを挙げることができる。なお、この吸着塔への通液の際の空間速度(SV)としては1〜10/時間が好ましい。
この工程においては、上記ゲル化剤分離工程で分離したゲル化剤、及び/又はゲル化剤を分離した上記親水性重合体溶液の少なくとも一部を、上記混合工程における混合物にさらに加える。この工程により、親水性重合体及び/又はゲル化剤を再利用するため、原材料費及び廃棄物処理費等を抑えることができる。なお、上記ゲル化分離工程において、親水性重合体とゲル化剤とを分離しているため、どちらかのみを再利用することができるし、これらの割合を適宜変更して再利用することなどもできる。さらには、これらを当該製造方法以外の他の用途に使用することもできる。
第三分離工程においては、上記第二分離工程で分離された第二残渣を水系溶媒で希釈し、分離液と第三残渣とに分離する。上記第二残渣は、廃棄物として処理される成分が大部分とされるものであるが、この第三分離工程を経ることで、分離液中にホウ酸等のゲル化剤及び溶け残りの親水性重合体を取り出すことができ、リサイクル性を高め、また、環境負荷の低減を図ることができる。なお、この第三分離工程においては、第二分離工程に用いられなかった第一残渣の一部を第二残渣に加えて使用することなどもできる。
ここで、本発明の糖の製造に用いられる親水性重合体について詳説する。上記親水性重合体としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール系重合体(PVA)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルピロリドン等を挙げることができる。これらの中でも、PVAが好ましい。上記親水性重合体としてPVAを用いることで、分断工程における作業効率等が向上するため、より生産性を高めることができる。
ここで、本発明の糖の製造に好適に用いられるPVAについて、詳説する。なお、PVA(ポリビニルアルコール系重合体)とは、ポリビニルアルコール及びビニルアルコール共重合体をいう。
P=([η]×1000/8.29)(1/0.62) (1)
本発明の糖は、当該製造方法により得られたものである。当該糖は、加熱プロセス等を経ることなく穏和な条件で得られているため、例えばキシロース等の高付加価値成分の含有量も高い。
本発明の糖の製造装置は、
セルロース系バイオマス、親水性重合体及び水を含む混合物を得る混合手段と、
上記混合物に剪断力を付加してセルロース系バイオマスを分断する分断手段と、
分断された上記セルロース系バイオマスをセルロース分解酵素により糖化する糖化手段と、
上記糖化工程を経た混合物に無機塩を添加し、糖液と第一残渣とに分離する第一分離手段と
を備える糖の製造装置である。当該製造装置によれば、セルロース系バイオマスを原料として糖を効率的に生産することができる。また、当該製造装置によれば、第一分離手段で分離された第一残渣を混合手段における混合物にさらに加えることを容易にし、リサイクルによるコスト削減や、廃棄物の低減を図ることができる。
70.0kgの酢酸ビニルと30.0kgのメタノールとを、撹拌器、窒素挿入口及び開始剤挿入口を備える250リットル反応容器に投入し、60℃に加熱した。反応容器内は、30分の窒素置換により窒素雰囲気とした。その後、重合開始剤として、2,2’−azobisisobutyronitrile(AIBN)を反応容器に加えた。重合温度を60℃に維持したまま4時間重合を行い、仕込酢酸ビニルに対し30%が重合された。その後、冷却し、重合を止め、未反応の酢酸ビニルモノマーを減圧して除去し、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液を得た。
アルカリモル比(PVAcポリマーのビニルエステル単位のモル量に対するNaOHのモル量の比)が0.07となるようにアルカリ溶液を32.5g加えたこと以外は、合成例1と同様にしてPVA2を得た。このPVA2の平均重合度は1740、ケン化度は86.2モル%、分子量分布(Mw/Mn)は2.30であった。
重合条件及びケン化条件を変えた以外は、PVA1と同様にしてPVA3〜6及びPVA8〜11を得た。これらの平均重合度、ケン化度及び分子量分布は、上述のPVA1及びPVA2の値と共に以下の表1及び表2に示す。
50質量部のPVA−217(株式会社クラレ製)と50質量部のPVA−205(株式会社クラレ製)とを混合してPVA7を得た。このPVA7の平均重合度は1740、ケン化度は88.2モル%、分子量分布(Mw/Mn)は2.75であった。
蒸留水にPVA1を添加し、撹拌しながら90℃まで加熱することで10質量%のPVA水溶液を調製した。このPVA水溶液は水より僅かに粘性を有するものであった。この水溶液100gを室温まで冷却した後、ホウ酸(H3BO3)の飽和水溶液2mLを加えて混合した。得られた水溶液のpHは5.0であった。更にこの水溶液に四ホウ酸ナトリウムの飽和水溶液0.5mLを加えて混合することで、水溶液を粘性のあるゲル状体とした。このゲル状体のpHは6.5であった。次に、セルロース系バイオマス粒子としてEFB(直径20〜70μmの粒子)50gをこのゲル状体に加えて、室温下でミキサー型混練機を用いて練り混ぜた。この混合物は、混練当初は比較的低粘性を有していたが、混練を続けるうちに、EFB(セルロース系バイオマス粒子)が水を吸収し、若干粘度が向上した。この混合物はローラで容易に伸ばし、練ることができた。一定時間混練を行う毎に、混合物の一部を取り出し、顕微鏡によって粒子サイズを確認した。この分断工程を進めるにつれて、粒子のサイズが減少すること、及び細胞構造が分断されることが観察できた。
PVAをPVA1から表1の他のPVAにかえ、無機塩を表1の各無機塩を用いたこと以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−2〜1−15を行い、糖液を得た。
2回目及び3回目で、前回の最終工程で分離された残渣をゲル化前のPVA水溶液に添加しなかったこと以外は、実施例1−1と同様の操作を行い、糖液を得た。
ろ過後分離された溶液(糖液)に蒸留水を加えて400mLとした後、このグルコース溶液のサンプル溶液を2mL(全溶液の0.5%)採取し、100℃にて5分間殺菌した。サンプル溶液を冷却した後、遠心分離器を用いて3000rpmで30分間遠心分離し、ろ過して、固形物を取り除いた後、ろ液を液体クロマトグラフィーに供して単糖類(グルコースなど)を検量した。用いたEFB(50g)に占めるセルロース及びヘミセルロースの質量比を50%と定め、以下の計算式にて糖化効率(%)を求めた。測定結果を表1に示す。
糖化効率=〔サンプル溶液中の単糖類質量(g)/{50(g)×0.005×0.5}〕×100(%)
蒸留水にPVA1を添加し、撹拌しながら90℃まで加熱することで10質量%のPVA水溶液(A)を調製した。このPVA水溶液(A)は水より僅かに粘性を有するものであった。この水溶液(A)100gを室温まで冷却した後、ホウ酸(H3BO3)の飽和水溶液2mLを加えて混合した。得られた水溶液のpHは5.0であった。更にこの水溶液に四ホウ酸ナトリウムの飽和水溶液0.5mLを加えて混合することで、水溶液を粘性のあるゲル状体とした。このゲル状体のpHは6.5であった。次に、セルロース系バイオマス粒子としてEFB(直径20〜70μmの粒子)50gをこのゲル状体に加えて、室温下でミキサー型混練機を用いて練り混ぜた。この混合物は、混練当初は比較的低粘性を有していたが、混練を続けるうちに、EFB(セルロース系バイオマス粒子)が水を吸収し、若干粘度が向上した。この混合物はローラで容易に伸ばし、練ることができた。一定時間混練を行う毎に、混合物の一部を取り出し、顕微鏡によって粒子サイズを確認した。この分断工程を進めるにつれて、粒子のサイズが減少すること、及び細胞構造が分断されることが観察できた。
PVA及び無機塩として、表2に記載されているものを用いたこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−2〜2−15を行い、糖液を得た。
第一残渣の水による希釈後の希硫酸の使用量を調整し、混合物のpHを表2のとおりとしたこと以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−16及び2−17を行い、糖液を得た。
2回目及び3回目において、前回の最終工程で分離されたPVA溶液(B)をゲル化前のPVA水溶液(A)に添加しなかったこと以外は、実施例2−1と同様の操作を行い、糖液を得た。
上記と同様の方法で糖化効率(%)を求めた。測定結果を表2に示す。
クラレ社製のPVA(平均重合度1,700、ケン化度99.8モル%)を40℃の温水で約1時間洗浄後、PVA濃度が8%となるように、PVAに水を加え、オートクレーブで121℃、30分間処理しPVAを溶解した。これを厚さ5mmとなるようにトレーに流延し、−20℃の冷凍庫で12時間凍結させ、室温で解凍させた。この板状成形物を、ホルムアルデヒド30g/L、硫酸200g/L、硫酸ナトリウム150g/Lの40℃の水溶液に30分間浸漬した後、水洗し、これを5mm角に切断してホルマール化度19モル%の含水ゲル(I)を得た。
製造例1と同様のPVA8%水溶液を厚さ5mmとなるようにトレーに流延し、−20℃の冷凍庫で12時間凍結させ、室温で解凍させ、板状成形物を得た。これを5mm角に切断して含水ゲル(II)を得た。
蒸留水にPVA1を添加し、撹拌しながら90℃まで加熱することで10質量%のPVA水溶液(A)を調製した。このPVA水溶液(A)は水より僅かに粘性を有するものであった。この水溶液(A)100gを室温まで冷却した後、ホウ酸(H3BO3)の飽和水溶液2mLを加えて混合した。得られた水溶液のpHは5.0であった。更にこの水溶液に四ホウ酸ナトリウムの飽和水溶液0.5mLを加えて混合することで、水溶液を粘性のあるゲル状体とした。このゲル状体のpHは6.5であった。次に、セルロース系バイオマス粒子としてEFB(直径20〜70μmの粒子)50gをこのゲル状体に加えて、室温下でミキサー型混練機を用いて練り混ぜた。この混合物は、混練当初は比較的低粘性を有していたが、混練を続けるうちに、EFB(セルロース系バイオマス粒子)が水を吸収し、若干粘度が向上した。この混合物はローラで容易に伸ばし、練ることができた。一定時間混練を行う毎に、混合物の一部を取り出し、顕微鏡によって粒子サイズを確認した。この分断工程を進めるにつれて、粒子のサイズが減少すること、及び細胞構造が分断されることが観察できた。
無機塩を表3の各無機塩を用いたこと以外は実施例3−1と同様にして、実施例3−2〜3−3を行い、糖液を得た。
第一残渣の水による希釈後の希硫酸の使用量を調整し、混合物のpHを表3のとおりとしたこと以外は実施例3−1と同様にして、実施例3−4及び3−5を行い、糖液を得た。
2回目及び3回目において、前回の最終工程で分離されたPVA溶液(B)をゲル化前のPVA水溶液(A)に添加しなかったこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、糖液を得た。
含水ゲル(I)の代わりに、含水ゲル(II)を用いたこと以外は、実施例3−1と同様にして、実施例3−6を行った。
含水ゲル(I)の代わりに、市販のセラミックス吸着剤(粒径3〜5mm)を用いたこと以外は、実施例3−1と同様にして、参考例3−1を行った。
含水ゲル(I)の代わりに、市販の活性炭吸着剤(粒径3〜5mm)を用いたこと以外は、実施例3−1と同様にして、参考例3−2を行った。
(糖化効率)
上記と同様の方法で糖化効率(%)を求めた。測定結果を表3に示す。
実施例3−1及び3−6、並びに参考例3−1及び3−2において、1回目の操作における廃液(C)のホウ酸濃度(ホウ酸換算)を測定した。評価結果を表4に示す。なお、含水ゲル又は吸着剤の添加前の分離液のホウ酸濃度はいずれも490ppmであった。
蒸留水にPVA1を添加し、撹拌しながら90℃まで加熱することで10質量%のPVA水溶液(A)を調製した。このPVA水溶液(A)は水より僅かに粘性を有するものであった。この水溶液(A)100gを室温まで冷却した後、ホウ酸(H3BO3)の飽和水溶液2mLを加えて混合した。得られた水溶液のpHは5.0であった。更にこの水溶液に四ホウ酸ナトリウムの飽和水溶液0.5mLを加えて混合することで、水溶液を粘性のあるゲル状体とした。このゲル状体のpHは6.5であった。次に、セルロース系バイオマス粒子としてEFB(直径20〜70μmの粒子)50gをこのゲル状体に加えて、室温下でミキサー型混練機を用いて練り混ぜた。この混合物は、混練当初は比較的低粘性を有していたが、混練を続けるうちに、EFB(セルロース系バイオマス粒子)が水を吸収し、若干粘度が向上した。この混合物はローラで容易に伸ばし、練ることができた。一定時間混練を行う毎に、混合物の一部を取り出し、顕微鏡によって粒子サイズを確認した。この分断工程を進めるにつれて、粒子のサイズが減少すること、及び細胞構造が分断されることが観察できた。
無機塩を表5の各無機塩を用いたこと以外は実施例4−1と同様にして、実施例4−2〜4−3を行い、糖液を得た。
第一残渣の水による希釈後の希硫酸の使用量を調整し、混合物のpHを表5のとおりとしたこと以外は実施例4−1と同様にして、実施例4−4及び4−5を行い、糖液を得た。
2回目及び3回目において、前回の最終工程で分離されたPVA溶液(B)をゲル化前のPVA水溶液(A)に添加しなかったこと以外は、実施例4−1と同様の操作を行い、糖液を得た。
(糖化効率)
上記と同様の方法で糖化効率(%)を求めた。測定結果を表5に示す。
実施例4−1において、吸着塔に通液する前後の分離液のホウ酸濃度(ホウ酸換算)を測定した。通液前のホウ酸濃度は490ppmであり、通液後のホウ酸濃度は4.2ppmであった。
Claims (15)
- セルロース系バイオマスを原料とした糖の製造方法であって、
セルロース系バイオマス、親水性重合体及び水を含む混合物を得る混合工程と、
上記混合物に剪断力を付加してセルロース系バイオマスを分断する分断工程と、
分断された上記セルロース系バイオマスをセルロース分解酵素により糖化する糖化工程と、
上記糖化工程を経た混合物に無機塩を添加し、糖液と第一残渣とに分離する第一分離工程と、
上記第一分離工程で得られた第一残渣の少なくとも一部を水系溶媒で希釈し、親水性重合体溶液と第二残渣とに分離する第二分離工程と、
上記第二分離工程で分離した親水性重合体溶液の少なくとも一部を、上記混合工程における混合物にさらに加える再利用工程と
を有することを特徴とする糖の製造方法。 - 上記第二分離工程で用いられる水系溶媒が酸性である請求項1に記載の糖の製造方法。
- 上記混合工程における混合物がゲル化剤をさらに含む請求項1又は請求項2に記載の糖の製造方法。
- 上記糖化工程を経た混合物の少なくとも一部と、ポリビニルアルコール系重合体を主成分とする含水ゲル、又はイオン交換樹脂とを接触させ、上記混合物からゲル化剤を分離するゲル化剤分離工程
をさらに有する請求項3に記載の糖の製造方法。 - 上記ゲル化剤分離工程において、上記含水ゲル又はイオン交換樹脂と接触させる混合物の少なくとも一部が上記第一残渣の少なくとも一部である請求項4に記載の糖の製造方法。
- 上記ゲル化剤分離工程において用いられる第一残渣の少なくとも一部が、上記親水性重合体溶液である請求項5に記載の糖の製造方法。
- 上記第二残渣を水系溶媒で希釈し、分離液と第三残渣とに分離する第三分離工程
をさらに有し、
上記ゲル化剤分離工程において、上記含水ゲル又はイオン交換樹脂と接触させる混合物の少なくとも一部が上記分離液である請求項4、請求項5又は請求項6に記載の糖の製造方法。 - 上記第三分離工程で用いられる水系溶媒が酸性である請求項7に記載の糖の製造方法。
- 上記含水ゲルが、ポリビニルアルコール系重合体の化学架橋により形成されている請求項4から請求項8のいずれか1項に記載の糖の製造方法。
- 上記ゲル化剤分離工程で分離したゲル化剤の少なくとも一部を、上記混合工程における混合物に加えるゲル化剤再利用工程
を有する請求項4から請求項9のいずれか1項に記載の糖の製造方法。 - 上記ゲル化剤が、ホウ酸又はホウ酸塩である請求項3から請求項10のいずれか1項に記載の糖の製造方法。
- 上記親水性重合体がポリビニルアルコール系重合体である請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の糖の製造方法。
- 上記無機塩が、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩及び炭酸水素塩からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の糖の製造方法。
- 上記混合工程、分断工程、糖化工程、第一分離工程及び再利用工程を、この順に複数回繰り返す請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の糖の製造方法。
- セルロース系バイオマス、親水性重合体及び水を含む混合物を得る混合手段と、
上記混合物に剪断力を付加してセルロース系バイオマスを分断する分断手段と、
分断された上記セルロース系バイオマスをセルロース分解酵素により糖化する糖化手段と、
上記糖化工程を経た混合物に無機塩を添加し、糖液と第一残渣とに分離する第一分離手段と、
上記第一分離工程で得られた第一残渣の少なくとも一部を水系溶媒で希釈し、親水性重合体溶液と第二残渣とに分離する第二分離手段と
を備える糖の製造装置。
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