JP6217402B2 - Fuel composition - Google Patents

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Description

本発明は、リグノセルロースを熱水処理した後の固形分(残渣)を含有する燃料組成物に関する。   The present invention relates to a fuel composition containing a solid content (residue) after hydrothermal treatment of lignocellulose.

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からなり、そのままの状態で固体燃料として有効利用したり、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有効利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が高まるが、熱分解されたヘミセルロースの有効利用については十分検討されておらず、製造工程内の補助燃料として利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 mainly consists of lignocellulose, and it is used effectively as a solid fuel as it is, or after being separated into cellulose, hemicellulose, and lignin and then converted into ethanol, butanol, etc. It is done in. In recent years, a technique for semi-carbonizing lignocellulose to convert it into a solid fuel having a high energy density is called trefaction, and has attracted particular attention (Patent Documents 1 and 2). In the torsion, normally, lignocellulose in a water-containing state is once dried, then heat-treated, and hemicellulose having a relatively low calorific value is thermally decomposed and removed in lignocellulose, and further compacted and chemically treated. By increasing the energy density physically, the value as a solid fuel is increased. Although the weight reduction and hydrophobization of the fuel are achieved in the toleration, the value as a solid fuel excellent in transportability and storage is increased. However, the effective use of the pyrolyzed hemicellulose has not been sufficiently studied and manufactured. It was only used as an auxiliary fuel in the process.

また、リグノセルロースを含有する燃料組成物に関して、リグノセルロースの糖化処理後の残渣を回収し、燃料及び/又は肥料として再利用する方法(特許文献3)、含セルロース廃棄物の燃焼方法および燃焼灰、燃焼システム(特許文献4)、コーヒー抽出残渣と樹皮とを主成分とする燃料ペレット(特許文献5)が報告されている。 Further, regarding a fuel composition containing lignocellulose, a method of recovering a residue after saccharification of lignocellulose and reusing it as a fuel and / or fertilizer (Patent Document 3), a method for burning cellulose-containing waste, and combustion ash A combustion system (Patent Document 4) and a fuel pellet (Patent Document 5) mainly composed of coffee extraction residue and bark have been reported.

リグノセルロースから溶解パルプを製造する工程では、クラフト蒸解法の前工程として熱水処理(前加水分解)が用いられる。熱水処理では、リグノセルロースに含まれるヘミセルロースが選択的に除去されるため、リグノセルロースに含まれるセルロースの純度を高めることができる。熱水処理後の処理懸濁液は固液分離装置で固形分と液体分(濾液)に分離され、固液分離で分離された固形分は溶解パルプの原料として利用される。もし、前記固液分離された液体分を副産物として再利用することができれば溶解パルプの製造コストが低減できるため望ましい。 In the process of producing dissolving pulp from lignocellulose, hot water treatment (prehydrolysis) is used as a pre-process of the kraft cooking method. In the hydrothermal treatment, the hemicellulose contained in the lignocellulose is selectively removed, so that the purity of the cellulose contained in the lignocellulose can be increased. The treated suspension after the hot water treatment is separated into a solid content and a liquid content (filtrate) by a solid-liquid separator, and the solid content separated by the solid-liquid separation is used as a raw material for dissolving pulp. If the liquid component separated by solid-liquid separation can be reused as a by-product, it is desirable because the manufacturing cost of dissolving pulp can be reduced.

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2008−54676号公報JP 2008-54676 A 特開平8−219430号公報JP-A-8-219430 特開2009−102468号公報JP 2009-102468 A

本発明は、リグノセルロースからエネルギー密度の高い燃料組成物を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a fuel composition having a high energy density from lignocellulose.

本発明者らは、リグノセルロースを熱水処理した後の処理懸濁液を固液分離装置で固形分と液体分(ろ液)に分離し、前記液体分を濃縮して得られた濃縮物を含有する組成物が燃料として優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention separated the treated suspension of lignocellulose after hydrothermal treatment into a solid content and a liquid content (filtrate) with a solid-liquid separator, and concentrated the liquid content. As a result, the present inventors have found that a composition containing a hydrogen atom is excellent as a fuel and completed the present invention.

本願発明は以下の発明を包含する。
(1)リグノセルロースを熱水処理し、熱水処理後の処理液を固液分離装置で固形分と液体分に分離し、前記液体分を濃縮して燃料組成物を得ることを特徴とするリグノセルロースからの燃料組成物の製造方法。
(2)燃料組成物に含まれるフェノール性水酸基の含有量が燃料組成物の固形分100g(乾燥重量)当たり10〜30g(乾燥重量)であることを特徴とする(1)項に記載の燃料組成物の製造方法。
(3)前記熱水処理を25〜200℃で行うことを特徴する(1)項又は(2)項に記載の燃料組成物の製造方法。
The present invention includes the following inventions.
(1) The lignocellulose is hydrothermally treated, the treated liquid after the hydrothermal treatment is separated into a solid content and a liquid content by a solid-liquid separator, and the liquid content is concentrated to obtain a fuel composition. A method for producing a fuel composition from lignocellulose.
(2) The fuel according to (1), wherein the content of the phenolic hydroxyl group contained in the fuel composition is 10 to 30 g (dry weight) per 100 g (dry weight) of the solid content of the fuel composition. A method for producing the composition.
(3) The method for producing a fuel composition according to (1) or (2), wherein the hot water treatment is performed at 25 to 200 ° C.

本発明により、リグノセルロースからエネルギー密度の高い燃料組成物が提供される。   According to the present invention, a fuel composition having a high energy density is provided from lignocellulose.

リグノセルロースからの燃料組成物の製造工程Production process of fuel composition from lignocellulose

本発明の燃料組成物の製造原料として使用されるリグノセルロースは、木材、非木材のいずれでもよく、ヘミセルロース分解物を多く含む広葉樹材が好適である。木質系としては、樹木、林地残材、間伐材、廃材等のチップまたは樹皮、製材工場等から発生するおが屑、街路樹の剪定枝葉、建築廃材等が挙げられ、広葉樹、針葉樹のいずれも使用することができる。広葉樹としては、ユーカリ・グロブラス(Eucalyptus globulus)、ユーカリ・グランディス(Eucalyptus grandis)、ユーカリ・ユーログランディス(Eucalyptus urograndis)、ユーカリ・ペリータ(Eucalyptus pellita)、ユーカリ・ブラシアーナ(Eucalyptus brassina)、アカシア・マンギューム(Acacia mangium)、アカシア・アウリカルフォルミス(Acacia auriculformis)等が挙げられるがこれらに限定されない。原料調達の持続性という観点から植林木が好ましく、植林に適した樹種が好ましい。また、広葉樹、針葉樹、非木材を各々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。組み合わせは特に限定されない。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。草本系として、ケナフ、稲藁、麦わら、コーンコブ、バガス等の農産廃棄物、油用作物やゴム等の工芸作物の残渣および廃棄物(例えば、EFB:Empty Fruit Bunch)、草本系エネルギー作物のエリアンサス、ミスカンサスやネピアグラス等のリグノセルロース系リグノセルロースが挙げられる。また、リグノセルロースとしては、木材由来の紙、古紙、パルプ、パルプスラッジ、スラッジ、下水汚泥等、食品廃棄物、等を原料として利用することができる。これらのリグノセルロースは、単独、あるいは複数を組み合わせて使用することができる。また、リグノセルロースは、乾燥固形物であっても、水分を含んだ固形物であっても、スラリーであっても用いることができる。 The lignocellulose used as a raw material for producing the fuel composition of the present invention may be wood or non-wood, and a hardwood material containing a large amount of hemicellulose decomposition products is suitable. Woody materials include trees, woodland residue, thinned wood, chips and bark of waste wood, sawdust generated from sawmills, pruned branches of street trees, construction waste, etc. Both hardwood and conifers are used be able to. Broad-leaved trees include Eucalyptus globulus, Eucalyptus grandis, Eucalyptus urograndis, Eucalyptus pula (us), Eucalyptus pula (us) Examples include, but are not limited to, Acacia mangium and Acacia auricformis. Afforestation trees are preferable from the viewpoint of sustainability of raw material procurement, and tree species suitable for afforestation are preferable. Further, each of hardwood, conifer and non-wood can be used alone or in combination. The combination is not particularly limited. Moreover, it can be used as a raw material at any site such as a bark or a bast portion. Agricultural waste such as kenaf, rice straw, straw, corn cob, bagasse, etc., residue and waste of industrial crops such as oil crops and rubber (for example, EFB: Empty Fruit Bunch), herbaceous energy crop areas Examples include lignocellulose-based lignocelluloses such as Nanthus, Miscanthus and Napiergrass. In addition, as lignocellulose, paper derived from wood, waste paper, pulp, pulp sludge, sludge, sewage sludge, etc., food waste, etc. can be used as raw materials. These lignocelluloses can be used alone or in combination. Lignocellulose can be used as a dry solid, a solid containing water, or a slurry.

本発明では、前記リグノセルロースを熱水処理する。熱水処理とは、「水性液を含有するリグノセルロースをそのままの状態で加温するか、またはリグノセルロース(水性液を含有するリグノセルロース、または水性液を含有しないリグノセルロース)に水性液を添加した後、加温する処理、あるいは前記リグノセルロースに水性液として水蒸気を添加し加温する処理」と定義する。
熱水処理する際にリグノセルロースに含まれる水性液の含有量は特に制限されないが、リグノセルロース1質量部(乾燥重量)に対し、好ましくは水性液5〜50質量部、より好ましくは水性液10〜20質量部の水性液であることが好ましい。熱水処理する際にリグノセルロースに含まれる水性液の含有量を前記範囲にすることにより、熱水抽出率が向上し、熱水処理後に得られる処理液(以下、「熱水処理液」という。)を固液分離装置により固形分(以下、「熱水固形分」という。)と液体分(以下、「熱水抽出物」という。)に分離した後の液体分(熱水抽出物)に含まれる総フェノール性水酸基量を増加させることができる。熱水抽出率とは、上記熱水抽出物を濃縮して得られる濃縮物(以下、「燃料組成物」という)について、原料の質量パーセントとして下記の計算式で算出される値である。熱水抽出率(%)=燃料組成物(乾燥重量)/原料(絶乾質量)×100。総フェノール性水酸基量は、フォーリンチオカルト法で測定した値をさす。総フェノール性水酸基量が多いほど、化学修飾を受けていないリグニンが多く含まれているといえる。
In the present invention, the lignocellulose is treated with hot water. Hydrothermal treatment means "warm lignocellulose containing aqueous liquid as it is or add aqueous liquid to lignocellulose (lignocellulose containing aqueous liquid or lignocellulose not containing aqueous liquid) Then, it is defined as a process of heating, or a process of adding water vapor to the lignocellulose as an aqueous liquid and heating it.
The content of the aqueous liquid contained in the lignocellulose during the hydrothermal treatment is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 parts by mass of the aqueous liquid, more preferably the aqueous liquid 10 with respect to 1 part by mass (dry weight) of lignocellulose. It is preferable that it is -20 mass parts aqueous liquid. By setting the content of the aqueous liquid contained in the lignocellulose during the hot water treatment within the above range, the hot water extraction rate is improved, and the treatment liquid obtained after the hot water treatment (hereinafter referred to as “hot water treatment liquid”). .) Is separated into a solid content (hereinafter referred to as “hot water solid content”) and a liquid content (hereinafter referred to as “hot water extract”) by a solid-liquid separator, and the liquid content (hot water extract). The total amount of phenolic hydroxyl groups contained in can be increased. The hot water extraction rate is a value calculated by the following calculation formula as a mass percentage of the raw material for a concentrate obtained by concentrating the hot water extract (hereinafter referred to as “fuel composition”). Hot water extraction rate (%) = fuel composition (dry weight) / raw material (absolute dry mass) × 100. The total phenolic hydroxyl group amount is a value measured by the foreign thiocult method. It can be said that the larger the total phenolic hydroxyl group amount, the more lignin that has not undergone chemical modification.

水性液としては、水を用いることが好ましく、イオン交換水を用いることがさらに好ましい。水性液には水以外に、その他の溶媒、例えばアルコール、酸、アルカリ等を添加することができる。但し、酸やアルカリの添加量が増大すると、熱水抽出により得られるリグニンが化学修飾を受ける可能性があるため、必要以上に酸やアルカリを添加しないことが好ましい。水性液のpHは中性、例えばpH6.5〜7.5であることが好ましい。   As the aqueous liquid, water is preferably used, and ion-exchanged water is more preferably used. In addition to water, other solvents such as alcohol, acid, alkali and the like can be added to the aqueous liquid. However, when the amount of acid or alkali added increases, lignin obtained by hot water extraction may be chemically modified. Therefore, it is preferable not to add acid or alkali more than necessary. The pH of the aqueous liquid is preferably neutral, for example, pH 6.5 to 7.5.

熱水処理は、リグノセルロースの水性懸濁液を撹拌しながら、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上、最も好ましくは80℃以上で、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは150℃以下、最も好ましくは120℃以下の温度に加熱することにより実施する。熱水処理の温度を150℃以下、好ましくは100℃未満とすることにより、熱水処理物の液体成分から化学修飾を受けていないリグニンを含む組成物を効率良く得ることができる。熱水処理は、バッチ式方法でも連続式方法でもよい。加熱時間は、好ましくは0.1〜10時間、より好ましくは0.5〜3時間である。熱水処理は、大気圧下で行ってもよく、または加圧下で行ってよい。
熱水処理の処理時間が10時間を越えると容量の大きい熱水処理用の反応容器が必要となり、製造コストが上昇するため望ましくない。熱水処理の液比は0.5〜8.0が好ましく、1.0〜4.0がさらに好ましい。液比が0.5よりも低いと加水分解反応が不均一となるため望ましくない。一方、液比が8.0よりも高いと固形分と液体分を固液分離する際の負荷が高くなるため好ましくない。また、熱水処理後の熱水処理液中に含まれるヘミセルロース分解物から副産物(オリゴ糖、単糖、フルフラール等)を製造する場合、液比が8.0よりも高いと熱水処理液中に含まれるヘミセルロース分解物の濃度が低くなり、後工程で分離、精製に要する負荷が上昇するため望ましくない。熱水処理で用いる装置は、効率的に熱水処理可能な装置であれば特に限定されない。
The hydrothermal treatment is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, further preferably 70 ° C. or higher, most preferably 80 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, while stirring an aqueous lignocellulose suspension. More preferably, it is carried out by heating to a temperature of 180 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, and most preferably 120 ° C. or lower. By setting the temperature of the hydrothermal treatment to 150 ° C. or lower, preferably less than 100 ° C., a composition containing lignin not subjected to chemical modification can be efficiently obtained from the liquid component of the hydrothermal treated product. The hot water treatment may be a batch method or a continuous method. The heating time is preferably 0.1 to 10 hours, more preferably 0.5 to 3 hours. The hot water treatment may be performed under atmospheric pressure or may be performed under pressure.
If the treatment time for the hot water treatment exceeds 10 hours, a reaction vessel for hot water treatment having a large capacity is required, which is undesirable because the production cost increases. The liquid ratio of the hot water treatment is preferably 0.5 to 8.0, more preferably 1.0 to 4.0. If the liquid ratio is lower than 0.5, the hydrolysis reaction is not uniform, which is not desirable. On the other hand, if the liquid ratio is higher than 8.0, it is not preferable because the load at the time of solid-liquid separation of the solid content and the liquid content increases. Moreover, when producing by-products (oligosaccharides, monosaccharides, furfural, etc.) from hemicellulose degradation products contained in the hydrothermal treatment liquid after the hydrothermal treatment, if the liquid ratio is higher than 8.0, the hydrothermal treatment liquid This is not desirable because the concentration of the hemicellulose degradation product contained in the product becomes low and the load required for separation and purification in the subsequent process increases. The apparatus used for the hot water treatment is not particularly limited as long as it is an apparatus that can efficiently perform the hot water treatment.

前記リグノセルロースは、熱水処理の前にリグノセルロースに付着した異物を除去することが望ましい。異物を除去する方法としては、例えば、リグノセルロースを水に浸漬した後、脱水する方法が挙げられる。また、リグノセルロースを水に浸漬することによりリグノセルロースの含水率を高めることができる。浸漬用の装置は、特に限定されないが、例えば、チップウォッシャーを用いることができる。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、特に限定なく使用することができるが、可能な限り無色透明で、蒸留水に近い水を使用することが望ましい。リグノセルロースを水に浸漬する際に、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、特に限定なく用いることができるが、ドレーナー型の脱水機が望ましい。浸漬、脱水後のリグノセルロースは、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、脱水条件を調製することが望ましい。リグノセルロースに含まれる含水率が低すぎると、リグノセルロース中の水の存在が不均一となり、次工程である熱水処理で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望ましくない。また、熱水処理に用いるリグノセルロースは、熱水処理の前に必要に応じて粉砕することができる。   The lignocellulose desirably removes foreign matters adhering to the lignocellulose before the hot water treatment. Examples of the method for removing foreign substances include a method in which lignocellulose is immersed in water and then dehydrated. Moreover, the water content of lignocellulose can be increased by immersing lignocellulose in water. Although the apparatus for immersion is not specifically limited, For example, a chip washer can be used. The water for immersion can be used without particular limitation, such as factory water and water recovered from black liquor evaporator, but it is desirable to use water that is as colorless and transparent as possible and close to distilled water. When the lignocellulose is immersed in water, agents such as surfactants and chelating agents can be added as necessary. The dehydrator after immersion can be used without any particular limitation, but a drainer type dehydrator is desirable. It is desirable to prepare the immersion and dehydration conditions so that the lignocellulose after immersion and dehydration contains at least 50% of its own weight of water. If the water content contained in the lignocellulose is too low, the presence of water in the lignocellulose becomes non-uniform, and this is not desirable because the acid hydrolysis reaction of the hemicellulose is not performed uniformly in the subsequent hot water treatment. Moreover, the lignocellulose used for a hot water process can be grind | pulverized as needed before a hot water process.

熱水処理で得られた熱水処理液を固形分と液体分に分離するための固液分離装置としては、当技術分野で公知のものを使用でき特に制限されないが、例えば、メッシュ(網目)が10μm〜5cmの範囲のストレーナーやフィルターが採用される。ストレーナーとしては、目詰まりのトラブルの回避と分離される液体分中への固形分の随伴を極力避けるために40〜500μmの範囲のストレーナーが好適に採用される。固液分離装置として、遠心分離機を使用してもよい。   As a solid-liquid separation device for separating the hydrothermal treatment liquid obtained by the hydrothermal treatment into a solid content and a liquid content, those known in the art can be used, but are not particularly limited. For example, a mesh (mesh) A strainer or filter having a diameter of 10 μm to 5 cm is employed. As the strainer, a strainer in the range of 40 to 500 μm is preferably employed in order to avoid clogging troubles and avoid the accompanying solid content in the separated liquid as much as possible. A centrifuge may be used as the solid-liquid separator.

固液分離により得られた液体分(熱水抽出物)を濃縮することにより、濃縮物(以下、「燃料組成物」という。)が得られる。濃縮処理装置としては、当技術分野で公知の装置を使用でき特に制限されないが、例えばロータリーエバポレーターを用いることができる。濃縮処理は、好ましくは50〜70℃で、好ましくは10〜60分間加熱することにより実施できる。熱水抽出物の抽出率は、好ましくは3.0〜10.0%、より好ましくは4.0〜8.0%である。   By concentrating the liquid (hot water extract) obtained by solid-liquid separation, a concentrate (hereinafter referred to as “fuel composition”) is obtained. As the concentration treatment apparatus, an apparatus known in the art can be used and is not particularly limited. For example, a rotary evaporator can be used. The concentration treatment is preferably performed at 50 to 70 ° C., preferably by heating for 10 to 60 minutes. The extraction rate of the hot water extract is preferably 3.0 to 10.0%, more preferably 4.0 to 8.0%.

前記方法により得られた燃料組成物には、リグニン、ヘミセルロース、水分等が含まれる。本発明の燃料組成物は、燃料組成物に含まれる総フェノール性水酸基量が高いことを特徴とする。燃料組成物100g(乾燥重量)あたりの総フェノール性水酸基量は、10.0〜30.0g(乾燥重量)が好ましく、15〜30g(乾燥重量)がさらに好ましく、20〜30g(乾燥重量)が特に好ましい。
本発明の燃料組成物は、燃料組成物の水分含量を5質量%以下にすることが好ましい。燃料組成物の発熱量は、4000cal/g以上が好ましく、4500cal/g以上がさらに好ましく、5000cal/g以上が特に好ましい。
The fuel composition obtained by the above method contains lignin, hemicellulose, moisture and the like. The fuel composition of the present invention is characterized in that the total amount of phenolic hydroxyl groups contained in the fuel composition is high. The total phenolic hydroxyl group amount per 100 g (dry weight) of the fuel composition is preferably 10.0 to 30.0 g (dry weight), more preferably 15 to 30 g (dry weight), and 20 to 30 g (dry weight). Particularly preferred.
In the fuel composition of the present invention, the water content of the fuel composition is preferably 5% by mass or less. The calorific value of the fuel composition is preferably 4000 cal / g or more, more preferably 4500 cal / g or more, and particularly preferably 5000 cal / g or more.

前記燃料組成物には、前記熱水固形分(熱水処理後に得られた熱水処理液を固液分離装置により分離した固形分)を添加することもできる。   The fuel composition may be added with the hot water solid content (solid content obtained by separating the hot water treatment liquid obtained after the hot water treatment with a solid-liquid separator).

前記熱水抽出物は、濃縮する前あるいは濃縮する際に熱水抽出物に含まれる糖類(キシロース、キシロオリゴ糖)、フルフラール類等の副産物を熱水抽出物から分離することができる。 The hot water extract can separate by-products such as saccharides (xylose, xylooligosaccharide) and furfural contained in the hot water extract before or during concentration from the hot water extract.

本発明の燃料組成物の乾燥処理に用いられる装置としては、前記固形分(残渣)を効率的に乾燥できる装置であれば、特に制限なく用いることができる。なお、燃料組成物の用途によっては、乾燥処理前に例えば、ペレットのような形態に成型することもできる。 The apparatus used for the drying treatment of the fuel composition of the present invention can be used without particular limitation as long as the apparatus can efficiently dry the solid content (residue). Depending on the use of the fuel composition, it can be formed into a pellet-like form before the drying treatment.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.

[製造例1]
図1に示す方法で実施した。イオン交換水150質量部に対して、3〜5cm径程度まで粗粉砕したユーカリ・グロブラス(Eucalyptus globulus)の林地残材10質量部を入れたビーカーをオイルバス中に浸し、25℃で加熱しながら1時間、EUROPOWERSTAR CONTROL VISC P7(IKA製)を使用して60rpmの速度で撹拌することにより熱水処理し、懸濁液を得た。
[Production Example 1]
It implemented by the method shown in FIG. Immerse a beaker containing 10 parts by mass of Eucalyptus globulus forest material coarsely pulverized to a diameter of about 3 to 5 cm with respect to 150 parts by mass of ion-exchanged water in an oil bath while heating at 25 ° C. The suspension was obtained by hydrothermal treatment by stirring at a speed of 60 rpm using an EUROPOWERSTAR CONTROL VISC P7 (manufactured by IKA) for 1 hour.

この懸濁液をフィルター(ADVANTEC No.1)を用いてブフナー漏斗で濾過して、固形分(以下、「熱水処理固形分」という。)と液体分(熱水抽出物)に分離した。液体分はロータリーエバポレーターで濃縮後、乾燥して燃料組成物を得た。得られた燃料組成物について、熱水抽出率を下記の計算式で算出した。:熱水抽出率(%)=燃料組成物(乾燥重量)/原料(乾燥重量)×100)。燃料組成物(乾燥重量当たり)の発熱量は、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。また、燃料組成物の総フェノール性水酸基量をフォーリンチオカルト法で測定した。結果を表1に示す。   This suspension was filtered with a Buchner funnel using a filter (ADVANTEC No. 1), and separated into a solid (hereinafter referred to as “hot water-treated solid”) and a liquid (hot water extract). The liquid content was concentrated by a rotary evaporator and dried to obtain a fuel composition. About the obtained fuel composition, the hot water extraction rate was computed with the following formula. : Hot water extraction rate (%) = fuel composition (dry weight) / raw material (dry weight) × 100). The calorific value of the fuel composition (per dry weight) was measured using a calorimeter (trade name: 1013-J, manufactured by Yoshida Seisakusho Co., Ltd.). Further, the total phenolic hydroxyl group content of the fuel composition was measured by the foreign thiocult method. The results are shown in Table 1.

[製造例2]
製造例1において、熱水処理の温度を50℃に変更した以外は製造例1と同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
[Production Example 2]
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was performed except that the temperature of the hot water treatment was changed to 50 ° C. The results are shown in Table 1.

[製造例3]
製造例1において、熱水処理の温度を70℃に変更した以外は製造例1と同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
[Production Example 3]
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was performed except that the temperature of the hot water treatment was changed to 70 ° C. The results are shown in Table 1.

[製造例4]
製造例1において、熱水処理の温度を90℃に変更した以外は製造例1と同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
[Production Example 4]
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was performed except that the temperature of the hot water treatment was changed to 90 ° C. The results are shown in Table 1.

[製造例5]
製造例1において、熱水処理の温度を120℃に変更した以外は製造例1と同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
[Production Example 5]
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was performed except that the temperature of the hot water treatment was changed to 120 ° C. The results are shown in Table 1.

[製造例6]
製造例1において、熱水処理の温度を150℃に変更した以外は製造例1と同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
[Production Example 6]
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was performed except that the temperature of the hot water treatment was changed to 150 ° C. The results are shown in Table 1.

[製造例7]
製造例1において、熱水処理の温度を180℃に変更した以外は製造例1と同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
[Production Example 7]
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was performed except that the temperature of the hot water treatment was changed to 180 ° C. The results are shown in Table 1.

[製造例8]
製造例1において、熱水処理の温度を200℃に変更した以外は製造例1と同様の操作を行なった。結果を表1に示す。
[Production Example 8]
In Production Example 1, the same operation as in Production Example 1 was performed except that the temperature of the hot water treatment was changed to 200 ° C. The results are shown in Table 1.

Figure 0006217402
Figure 0006217402

表1に示すように、リグノセルロースを熱水処理(25℃、50℃、70℃、90℃、120℃、150℃、180℃、200℃)し、固液分離で分離した液体分を濃縮、乾燥して得られた燃料組成物の発熱量は、4362cal/g(温度25℃)、5087cal/g(50℃)、5186cal/g(温度70℃)、5260cal/g(温度90℃)、5329cal/g(温度120℃)、5210cal/g(温度150℃)、4960cal/g(温度180℃)、4885cal/g(温度200℃)であった。また、燃料組成物に含まれる総フェノール性水酸基量(リグニン含量の指標)は、25.5g/100g(温度25℃)、22.4g/100g(50℃)、24.3g/100g(温度70℃)、26.7g/100g(温度90℃)、26.4g/100g(温度120℃)、26.5g/100g(温度150℃)、26.2g/100g(温度180℃)、26.3g/100g(温度200℃)であった。 As shown in Table 1, lignocellulose was hydrothermally treated (25 ° C., 50 ° C., 70 ° C., 90 ° C., 120 ° C., 150 ° C., 180 ° C., 200 ° C.), and the liquid separated by solid-liquid separation was concentrated. The calorific value of the fuel composition obtained by drying is 4362 cal / g (temperature 25 ° C.), 5087 cal / g (50 ° C.), 5186 cal / g (temperature 70 ° C.), 5260 cal / g (temperature 90 ° C.), They were 5329 cal / g (temperature 120 ° C.), 5210 cal / g (temperature 150 ° C.), 4960 cal / g (temperature 180 ° C.), and 4885 cal / g (temperature 200 ° C.). The total phenolic hydroxyl group content (index of lignin content) contained in the fuel composition was 25.5 g / 100 g (temperature 25 ° C.), 22.4 g / 100 g (50 ° C.), 24.3 g / 100 g (temperature 70). ), 26.7 g / 100 g (temperature 90 ° C.), 26.4 g / 100 g (temperature 120 ° C.), 26.5 g / 100 g (temperature 150 ° C.), 26.2 g / 100 g (temperature 180 ° C.), 26.3 g / 100 g (temperature 200 ° C.).

本発明により、リグノセルロースからエネルギー密度の高い燃料組成物を供給することが可能となる。 According to the present invention, a fuel composition having a high energy density can be supplied from lignocellulose.

Claims (2)

リグノセルロースを熱水処理し、熱水処理後の処理液を固液分離装置で固形分と液体分に分離し、前記液体分を濃縮および乾燥してリグニン及びヘミセルロースを含有する燃料組成物を得ることを含むリグノセルロースからの燃料組成物の製造方法であって、前記熱水処理を70℃〜180℃で行うこと、
前記燃料組成物の発熱量は4500cal/g以上であること、
を特徴する、燃料組成物の製造方法。
The lignocellulose is hydrothermally treated, the treated liquid after the hydrothermal treatment is separated into a solid content and a liquid content by a solid-liquid separator, and the liquid content is concentrated and dried to obtain a fuel composition containing lignin and hemicellulose. a method of manufacturing a fuel composition from lignocellulose containing and this, by performing the hot water treatment at 70 ° C. to 180 ° C.,
The calorific value of the fuel composition is 4500 cal / g or more,
A method for producing a fuel composition, characterized in that
前記熱水処理による熱水抽出率は、4.0%〜8.0%の範囲内である、The hot water extraction rate by the hot water treatment is in the range of 4.0% to 8.0%.
請求項1に記載の燃料組成物の製造方法。The manufacturing method of the fuel composition of Claim 1.
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