JPH11169188A - Production of ethanol - Google Patents

Production of ethanol

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JPH11169188A
JPH11169188A JP9338738A JP33873897A JPH11169188A JP H11169188 A JPH11169188 A JP H11169188A JP 9338738 A JP9338738 A JP 9338738A JP 33873897 A JP33873897 A JP 33873897A JP H11169188 A JPH11169188 A JP H11169188A
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JP
Japan
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ethanol
fermentation
thermal energy
supplying
producing
Prior art date
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JP9338738A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Okamoto
優 岡本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH11169188A publication Critical patent/JPH11169188A/en
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Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an industrial grade ethanol by utilizing a bio-mass resource such as an algae and a wood and fermenting the same. SOLUTION: This method for producing ethanol comprising a saccharization process 10 for hydrolyzing, smothering, etc., a bio-mass resource such as an algae or a wood by supplying a heat energy to form a saccharized raw material, a fermentation process 11 for producing ethanol by fermenting the saccharized raw material after the saccharization process 10, an ethanol separation process 12 for separating the ethanol with a distillation by supplying a heat energy to a fermented liquid obtained from the fermentation process 11 and containing ethanol, a waste water treatment process 13 for drying to solidify an impurity from which ethanol was separated by supplying a heat energy, is provided by using an industrial waste heat as a heat source for supplying a heat energy in the saccharization process 10, an ethanol separation process 12 and the waste water treatment process 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、藻類および木材な
どのバイオマス資源を利用して発酵により工業用エタノ
ールを製造する技術についてのものであり、特にエタノ
ール製造時の熱源として発電所等の産業廃熱を再利用し
て省エネルギー化を図り、また、発酵工程において石炭
灰等を再利用することで省資源化を実現したエタノール
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for producing industrial ethanol by fermentation using biomass resources such as algae and wood. In particular, the present invention relates to industrial waste such as a power plant as a heat source for producing ethanol. The present invention relates to an ethanol production method in which energy is saved by reusing heat, and resource saving is realized by reusing coal ash and the like in a fermentation process.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、石油価格の急騰、供給不安など目
前のエネルギー対策と同時に、ポスト石油時代への対応
をどうするか、環境を保護するクリーンエネルギー対応
策などの長期的なスパンでの問題が問われている今、再
生可能資源に基礎をおくことが望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, there have been problems in the long term, such as measures against the post-oil era and clean energy measures to protect the environment, as well as immediate energy measures such as a sharp rise in oil prices and supply insecurity. Now being asked, it is desirable to base on renewable resources.

【0003】そこで近年、植物資源を原料とするバイオ
マス資源を利用して発酵を行いエタノールを製造するシ
ステムが開発されている。この製造方法によれば、バイ
オマスが再生可能な資源であり、これを原料とするバイ
オマスからのエタノール発酵により液体燃料を製造する
ため、大気中の炭酸ガスを増すことはないし、その他の
環境汚染も少なく、有効なクリーンエネルギーである。
[0003] In recent years, a system for producing ethanol by fermentation using biomass resources using plant resources as a raw material has been developed. According to this production method, biomass is a renewable resource, and since a liquid fuel is produced by fermenting ethanol from biomass as a raw material, the amount of carbon dioxide in the atmosphere does not increase, and other environmental pollution also occurs. Low and effective clean energy.

【0004】一般に、バイオマスとは、光合成によって
無機物から造られる植物の有機物、それを食べる動物、
それらを分解する微生物という、いわゆる生態学用語で
いう生産者、消費者、分解者およびそれらに由来するす
べての有機物のことをいう。具体的には、このバイオマ
ス資源として、サトウキビの糖やトウモロコシのデンプ
ンなどを用い、カビ、酵母などの微生物による発酵によ
りエタノールを製造している。
[0004] In general, biomass is an organic matter of a plant made from inorganic matter by photosynthesis, an animal eating it,
Microorganisms that decompose them, so-called producers, consumers, decomposers and all organic matter derived from them in so-called ecological terms. Specifically, as the biomass resource, sugar is produced from sugarcane, corn starch, and the like, and ethanol is produced by fermentation using microorganisms such as mold and yeast.

【0005】このような方法で、発酵による工業用エタ
ノールは日本で年間約20万トン生産されている。
[0005] In this way, about 200,000 tons of industrial ethanol produced by fermentation is produced annually in Japan.

【0006】図5は、エタノール製造方法の代表的な製
造工程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a typical production process of an ethanol production method.

【0007】図5に示すように、全工程は大きく、糖質
原料を製造する糖化工程1と、糖質原料を酵母などの微
生物により発酵を行う発酵工程2と、発酵処理により得
られたエタノールを含有する発酵液からエタノールを分
離するエタノール分離工程3と、エタノールが分離され
た不純物を処理する排水処理工程4とから構成される。
[0007] As shown in FIG. 5, the whole process is large and comprises a saccharification step 1 for producing a saccharide raw material, a fermentation step 2 for fermenting the saccharide raw material with a microorganism such as yeast, and ethanol obtained by the fermentation treatment. And a wastewater treatment step 4 for treating impurities from which ethanol has been separated.

【0008】糖化工程1では素原料により処理作業が異
なり、例えば、素原料が糖の場合には殺菌を行えば良
く、素原料がでんぷんの場合には蒸煮してでんぷんから
糖にまで分解して糖質原料とする。また、素原料がセル
ロースの場合には加水分解および蒸煮を行うことによ
り、セルロースから糖にまで分解して糖質原料とする。
[0008] In the saccharification step 1, the processing operation differs depending on the raw material. For example, if the raw material is sugar, sterilization may be performed. If the raw material is starch, steaming is performed to decompose the starch into sugar. It is a carbohydrate raw material. In addition, when the raw material is cellulose, hydrolysis and steaming are performed to decompose the cellulose into sugar to obtain a saccharide raw material.

【0009】発酵工程2では、高効率の連続式反応を行
うため、発酵槽内に活性炭やゼオライト等の多孔質担体
やアルギン酸カルシウムゲル等の高分子を充填して、酵
母や発酵性細菌の固定化を行う。この発酵槽内に、糖化
工程1により得られた原料を投入して、発酵槽において
酵母などの微生物による発酵を行う。
In the fermentation step 2, in order to perform a continuous reaction with high efficiency, the fermenter is filled with a porous carrier such as activated carbon or zeolite or a polymer such as calcium alginate gel to fix yeasts and fermentable bacteria. Perform the conversion. The raw material obtained in the saccharification step 1 is put into the fermentation tank, and fermentation is performed by a microorganism such as yeast in the fermentation tank.

【0010】次に、エタノール分離工程3では、発酵処
理後得られたエタノールを含有する発酵液を蒸留や膜分
離処理してエタノールの分離を行う。
Next, in the ethanol separation step 3, the ethanol-containing fermented solution obtained after the fermentation treatment is subjected to distillation or membrane separation to separate ethanol.

【0011】最終的に、排水処理工程4においては、エ
タノールが分離されろ過されたへどろ状の不純物を乾燥
させて固形化する。
[0011] Finally, in the wastewater treatment step 4, ethanol is separated and the sludge-like impurities filtered and dried are solidified.

【0012】上述したエタノールの製造方法では、石油
および石炭などの化石燃料を燃焼させて、熱あるいは蒸
気を発生させて、糖化工程1、エタノール分離工程3お
よび排水処理工程4に熱エネルギーを供給して、各処理
を行っている。
In the above-described method for producing ethanol, fossil fuels such as petroleum and coal are burned to generate heat or steam, and thermal energy is supplied to the saccharification step 1, the ethanol separation step 3, and the wastewater treatment step 4. Each processing is performed.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法においては、工業用のエタノール製造工程で化石燃
料を燃焼させて供給する熱エネルギーは、製造されたエ
タノールの持つ発熱エネルギーの数十%にも達するため
に、熱エネルギーとして化石燃料を用いているためバイ
オマス自体の持つクリーンエネルギーとしての価値が薄
れ、また、エネルギー交換効率が悪いことなどから、燃
料としての用途には適していなかった。
However, in the conventional method, the heat energy supplied by burning fossil fuel in the industrial ethanol production process is several tens% of the heat energy of the produced ethanol. In order to achieve this, fossil fuel is used as thermal energy, so the value of biomass itself as clean energy is weakened, and the energy exchange efficiency is poor.

【0014】実際に、従来のエタノール製造方法におけ
る糖化工程1では、でんぷんやセルロースを素原料とし
た場合には、これらを糖質原料にまで分解するために大
量の熱エネルギーが必要とされ、エタノール分離工程3
では、蒸留によりエタノールを分離するために大量の熱
エネルギーが必要とされる。また排水処理工程4では、
ろ過された固形分の乾燥に大量の熱を要し、これらの熱
エネルギーは全て新たに化石燃料を燃焼して供給を行っ
ていた。
In fact, in the saccharification step 1 in the conventional ethanol production method, when starch or cellulose is used as a raw material, a large amount of heat energy is required to decompose them into a saccharide raw material. Separation process 3
Thus, a large amount of heat energy is required to separate ethanol by distillation. In wastewater treatment process 4,
A large amount of heat was required to dry the filtered solids, and all of this thermal energy was supplied by burning new fossil fuels.

【0015】また、従来の技術では酵母や発酵性細菌の
担体であるゼオライトや活性炭等の多孔質体や高分子材
料等は高価な上、再利用処理費も高いことから、工業用
エタノールを大量に生産するには不向きであった。
In the prior art, porous materials such as zeolite and activated carbon, which are carriers of yeast and fermentable bacteria, and high-molecular materials are expensive, and the cost of recycling is high. Was not suitable for production.

【0016】さらに詳述すると、従来のエタノール製造
方法における発酵工程2では、熱エネルギーはほとんど
必要ないが、長時間、連続で反応を続けると、酵母や発
酵性細菌は増殖し、担体の細孔を閉塞してしまい、反応
に寄与する面積が減少し反応速度が遅くなる。このた
め、担体は一定時間毎あるいは連続的に入れ替える必要
があるが、担体は高価なため頻繁に入れ替えることが難
しい。そこで、これらの担体を再利用して処理されるこ
ともあるが、再利用処理では付着微生物の除去、細孔の
復活など、多くの時間および工程やエネルギー等が必要
である。したがって、担体の消費および再利用のコスト
はエタノール製造コストのコスト上昇の要因の一つとな
っている。
More specifically, in the fermentation step 2 in the conventional ethanol production method, almost no heat energy is required, but if the reaction is continued continuously for a long time, yeasts and fermentable bacteria grow, and the pores of the carrier grow. And the area contributing to the reaction is reduced, and the reaction speed is reduced. For this reason, it is necessary to replace the carrier at regular intervals or continuously, but it is difficult to frequently replace the carrier because it is expensive. Therefore, these carriers are sometimes reused for treatment, but the reuse treatment requires a lot of time, steps, energy, etc., such as removal of attached microorganisms and revival of pores. Therefore, the cost of consuming and reusing the carrier is one of the factors that increase the cost of producing ethanol.

【0017】本発明は、上述したような課題に対処する
ためになされたものであり、エタノールを製造する熱源
として発電所、ごみ焼却場および製鉄所などからの産業
廃熱を有効に利用して、エネルギーの再利用を行い省エ
ネルギー化を図るとともに、発酵工程における酵母や発
酵性細菌の固定用担体として大量に廃棄されている石炭
灰や焼却灰を原料の一つとした多孔質体を用いて省資源
化を実現したエタノール製造方法を提供する。
The present invention has been made to address the above-described problems, and effectively utilizes industrial waste heat from power plants, refuse incineration plants, steel mills, and the like as a heat source for producing ethanol. In addition to reusing energy to save energy, a large amount of coal ash and incinerated ash, one of the raw materials, is used as a carrier for fixing yeast and fermentable bacteria in the fermentation process. Provided is a method for producing ethanol, which realizes resource utilization.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
藻類および木材などのバイオマス資源を熱エネルギーの
供給により加水分解あるいは蒸煮して糖質原料とする糖
化工程と、この糖化工程後に糖質原料を発酵させてエタ
ノールを製造する発酵工程と、この発酵工程により得ら
れたエタノールを含有する発酵液から熱エネルギーを供
給して蒸留によりエタノールを分離するエタノール分離
工程と、このエタノール分離工程においてエタノールが
分離された不純物を熱エネルギーを供給して乾燥させる
ことにより固形化する排水処理工程とを有するエタノー
ル製造方法において、前記糖化工程、エタノール分離工
程および排水処理工程における熱エネルギーを供給する
熱源として、産業廃熱を用いることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
A saccharification process in which biomass resources such as algae and wood are hydrolyzed or steamed by supplying thermal energy to produce a saccharide material; a fermentation process in which the saccharide material is fermented after the saccharification process to produce ethanol; By supplying heat energy from the fermentation liquor containing ethanol obtained by the above to separate ethanol by distillation, and drying by supplying heat energy to the impurities from which ethanol was separated in the ethanol separation step. An ethanol production method having a wastewater treatment step for solidification, wherein industrial waste heat is used as a heat source for supplying thermal energy in the saccharification step, the ethanol separation step, and the wastewater treatment step.

【0019】本発明によれば、熱エネルギーを供給する
熱源として、発電所の他、産業廃棄物や生活ゴミ、その
他のごみ焼却炉の廃熱および製鉄所の廃熱などを用いる
ことができる。
According to the present invention, as a heat source for supplying thermal energy, in addition to a power plant, industrial waste, household waste, waste heat of a garbage incinerator, and waste heat of a steel mill can be used.

【0020】請求項2記載の発明は、藻類および木材な
どのバイオマス資源を熱エネルギーの供給により加水分
解あるいは蒸煮して糖質原料とする糖化工程と、この糖
化工程後に糖質原料を発酵させてエタノールを製造する
発酵工程と、この発酵工程により得られたエタノールを
含有する発酵液から熱エネルギーを供給して蒸留により
エタノールを分離するエタノール分離工程と、このエタ
ノール分離工程においてエタノールが分離された不純物
を熱エネルギーを供給して乾燥させることにより固形化
する排水処理工程とを有するエタノール製造方法におい
て、前記発酵工程における酵母または発酵性細菌の固定
用担体として、石炭灰を原料の一つとして製造した多孔
質体を用いることを特徴とする。
The invention according to claim 2 provides a saccharification step in which biomass resources such as algae and wood are hydrolyzed or steamed by supplying thermal energy to produce a saccharide raw material, and the saccharide raw material is fermented after the saccharification step. A fermentation process for producing ethanol, an ethanol separation process for separating ethanol by distillation by supplying thermal energy from a fermentation liquor containing ethanol obtained in the fermentation process, and an impurity from which ethanol was separated in the ethanol separation process. A wastewater treatment step of solidifying by supplying heat energy and drying, as a carrier for fixing yeast or fermentable bacteria in the fermentation step, using coal ash as one of the raw materials. It is characterized by using a porous body.

【0021】請求項3記載の発明は、請求項2記載のエ
タノール製造方法において、発酵工程における酵母また
は発酵性細菌の固定用担体としてごみ焼却灰を原料の一
つとして製造した多孔質体を用いることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method for producing ethanol according to the second aspect, a porous body produced from refuse incineration ash as a raw material is used as a carrier for fixing yeast or fermentable bacteria in the fermentation step. It is characterized by the following.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1〜
4を参照して説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0023】第1実施形態(図1) 図1は、本発明における第1実施形態のエタノール製造
工程を示す図である。
First Embodiment (FIG. 1) FIG. 1 is a view showing a process for producing ethanol according to a first embodiment of the present invention.

【0024】図1に示すように、エタノール製造工程の
全工程は、糖質原料を製造する糖化工程10と、糖質原
料を酵母などの微生物により発酵を行う発酵工程11
と、発酵処理により得られたエタノールを含有する発酵
液からエタノールを分離するエタノール分離工程12
と、エタノールが分離された不純物を処理する排水処理
工程13と、これらの各工程に熱エネルギーを供給する
発電所14とから構成される。
As shown in FIG. 1, all steps of the ethanol production process include a saccharification step 10 for producing a saccharide material and a fermentation step 11 for fermenting the saccharide material with a microorganism such as yeast.
And an ethanol separation step 12 for separating ethanol from a fermentation solution containing ethanol obtained by the fermentation treatment.
And a wastewater treatment step 13 for treating impurities from which ethanol has been separated, and a power plant 14 for supplying thermal energy to each of these steps.

【0025】糖化工程10では、素原料としてセルロー
スを用いる。そして、発電所14の廃熱から蒸気を発生
させて加水分解および蒸煮を行い、セルロースから糖に
まで分解して糖質原料とする。
In the saccharification step 10, cellulose is used as a raw material. Then, steam is generated from the waste heat of the power plant 14 to perform hydrolysis and steaming, and is decomposed from cellulose to sugar to be a saccharide raw material.

【0026】また発酵工程11では、高効率の連続式反
応を行うため、発酵槽内に以下の第2実施形態において
述べる石炭を含む多孔質ペレットを入れて、酵母の固定
化を行う。この発酵槽内に、糖化工程1により得られた
糖質原料を投入して発酵を行う。
In the fermentation step 11, a porous pellet containing coal described in the following second embodiment is placed in a fermenter to immobilize yeast in order to perform a highly efficient continuous reaction. Into this fermenter, the saccharide raw material obtained in the saccharification step 1 is charged to perform fermentation.

【0027】次に、エタノール分離工程12では、発酵
処理後得られたエタノールを含有する発酵液を発電所1
4の廃熱から熱を発生させて蒸留や膜分離処理等を行
い、エタノールを分離する。
Next, in the ethanol separation step 12, the fermentation liquor containing ethanol obtained after the fermentation treatment is used
The heat is generated from the waste heat of No. 4 to carry out distillation, membrane separation treatment and the like, thereby separating ethanol.

【0028】最終的に、排水処理工程13において、エ
タノールが分離されろ過されたへどろ状の不純物を発電
所14の廃熱から熱を発生させて、乾燥させ固形分とす
る。
Finally, in the wastewater treatment step 13, the sludge-like impurities from which ethanol has been separated and filtered are generated from the waste heat of the power plant 14 and dried to solids.

【0029】本実施形態によれば、発電所からは100
℃以上の廃熱を取り出すことが可能であり、蒸気発生や
乾燥には十分であり、その熱量は発電電力の1.5倍と
膨大である。このことから、試算では発電所の全廃熱を
エタノール製造に用いると、発電所で消費する燃料の約
2倍の熱量を持つエタノールを製造することができる。
さらに、夜間の電力余剰時であれば、より多くの蒸気を
利用できるので電力負荷平準化にも役立つ。
According to the present embodiment, 100
It is possible to extract waste heat of not less than ° C., which is sufficient for steam generation and drying, and the amount of heat is enormous, 1.5 times the generated power. From this, according to a trial calculation, if the entire waste heat of the power plant is used for the production of ethanol, it is possible to produce ethanol having a calorific value about twice that of the fuel consumed in the power plant.
Further, when the power is excessive at night, more steam can be used, which is useful for power load leveling.

【0030】従って本実施形態によれば、エタノール製
造に必要なほとんどの熱エネルギーを発電所廃熱で供給
することができ、大幅な省エネルギー化、低コスト化を
実現できる。
Therefore, according to the present embodiment, most of the heat energy required for ethanol production can be supplied by the waste heat of the power plant, and significant energy savings and cost reductions can be realized.

【0031】第2実施形態(図2) 本実施形態においては、第1実施形態のエタノール製造
工程の発酵工程11において、酵母や発酵性細菌の固定
用担体である石炭を含む多孔質ペレットについて説明す
る。
Second Embodiment (FIG. 2) In this embodiment, a porous pellet containing coal which is a carrier for fixing yeast and fermentable bacteria in the fermentation step 11 of the ethanol production process of the first embodiment will be described. I do.

【0032】図2は、本発明における発酵工程を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a fermentation step in the present invention.

【0033】図2に示すように、発酵工程では、高効率
の連続式反応を行うため、発酵槽15内に石炭灰を含む
多孔質ペレットである石炭灰ペレット16を充填して、
酵母の固定化を行う。この発酵槽15には、側部に糖質
原料を流入する原料入口17と、発酵により得られたエ
タノールを流出させるエタノール出口18と、発酵槽1
5の上部に設けられた二酸化炭素(CO)排出口19
とが設けられている。
As shown in FIG. 2, in the fermentation step, a coal ash pellet 16 which is a porous pellet containing coal ash is filled in a fermenter 15 in order to perform a highly efficient continuous reaction.
The yeast is immobilized. The fermenter 15 has a raw material inlet 17 into which a saccharide raw material flows into the side, an ethanol outlet 18 through which ethanol obtained by fermentation flows out, and a fermenter 1.
Carbon dioxide (CO 2 ) outlet 19 provided at the top of
Are provided.

【0034】本実施形態の発酵工程11においては、糖
質原料を原料入口17から発酵槽15内に導入し、この
発酵槽15で、石炭灰ペレット16により固定化された
酵母に糖質原料を流して発酵を行う。発酵して得られた
エタノールをエタノール出口18から流出させ、次工程
であるエタノール分離工程(図示しない)に導入する。
In the fermentation step 11 of this embodiment, a saccharide raw material is introduced into the fermenter 15 through a raw material inlet 17, and the saccharide raw material is introduced into the yeast immobilized by the coal ash pellets 16 in the fermenter 15. Pour and ferment. The ethanol obtained by fermentation is discharged from the ethanol outlet 18 and introduced into the next step, an ethanol separation step (not shown).

【0035】また、酵母を固定化する石炭灰ペレット1
6は、たとえば以下のように製造する。
Also, coal ash pellets 1 for immobilizing yeast
6 is manufactured, for example, as follows.

【0036】石炭灰は、シリカとアルミナを主成分とす
る粉末であるが、この石炭灰を原料の一つとし、その他
の原料として石灰、石膏等の硬化剤を用い、これらの原
料を混合機に投入して混合する。その後、水を加えて混
練機で混練後押出し成形機にてペレット状に成形して、
ペレット化する。これと、蒸気または熱水養生すること
で硬質のペレット19となる。このペレット19はアル
カリ性のため、希釈したリン酸でpHを4〜6に調整す
る。
Coal ash is a powder mainly composed of silica and alumina. The coal ash is used as one of the raw materials, and a hardening agent such as lime or gypsum is used as another raw material. And mix. Then, after adding water, kneading with a kneading machine and extruding to form a pellet with a molding machine,
Pelletize. This is cured with steam or hot water to form hard pellets 19. Since the pellets 19 are alkaline, the pH is adjusted to 4 to 6 with diluted phosphoric acid.

【0037】本実施形態によれば、石炭灰に含まれるカ
ルシウムとリン酸が結合し、アパタイト化することによ
り、タンパク質が付着しやすくなるために、石炭灰ペレ
ット19はゼオライトと同様に、酵母等の微生物を付着
させることができる。酵母や発酵性細菌が増殖し、細孔
が塞がられるなどして使用できなくなった石炭灰ペレッ
ト19は、熱処理などの無害化処理後、廃棄または再利
用することができる。無害化処理は焼却を行う程度で無
害化できるため、細孔の復活などが必要な再利用処理に
比べ著しく処理費用を安価にすることができる。
According to the present embodiment, calcium and phosphoric acid contained in the coal ash bind to each other to form apatite, which facilitates the attachment of proteins. Therefore, the coal ash pellet 19 is made of yeast or the like similarly to zeolite. Of microorganisms can be attached. The coal ash pellets 19 that have become unusable due to growth of yeasts and fermentable bacteria and pores are blocked can be discarded or reused after detoxification treatment such as heat treatment. Since the detoxification treatment can be rendered harmless by performing incineration, the treatment cost can be remarkably reduced as compared with the reuse treatment that requires the restoration of pores.

【0038】また本実施形態によれば、従来大量に廃棄
されている石炭灰を使用することから、発酵工程11に
おいて用いる酵母を担持する担体を大量に生産する場合
においても資源的制約がなく、大幅な低コスト化と石炭
灰埋立用地の延命化が可能である。
Further, according to the present embodiment, since coal ash which has been conventionally discarded in a large amount is used, there is no resource limitation even when a large amount of a carrier carrying yeast used in the fermentation step 11 is produced. It is possible to significantly reduce costs and extend the life of coal ash landfill sites.

【0039】その他の実施形態(図3〜図4) 図3は、本発明におけるその他の実施形態のエタノール
製造工程を示す図である。
Other Embodiments (FIGS. 3 and 4) FIG. 3 is a view showing a process for producing ethanol according to another embodiment of the present invention.

【0040】図3に示すように、第1実施形態の図1に
おける発電所14をごみ焼却場20に代えたものであ
る。その他は、第1実施形態と同様である。
As shown in FIG. 3, the power plant 14 in FIG. 1 of the first embodiment is replaced with a refuse incineration plant 20. Others are the same as the first embodiment.

【0041】また、図4は本発明におけるその他の実施
形態の発酵工程を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a fermentation process according to another embodiment of the present invention.

【0042】図4に示すように、第2実施形態の図2に
おける石炭灰ペレット19を焼却灰ペレット21に代え
たものである。その他は、第2実施形態と同様である。
As shown in FIG. 4, the coal ash pellets 19 in FIG. 2 of the second embodiment are replaced with incinerated ash pellets 21. Others are the same as the second embodiment.

【0043】本実施形態におけるごみ焼却場20は、腐
食防止のため燃焼温度を火力発電所に比べ低温としてい
るため、発電に用いた場合には効率は低下する。このた
め、発熱を有効に利用できる本実施形態のエタノール製
造方法は、ごみ焼却場20に発電設備を併設するよりも
コストパフォーマンスが高い。
The refuse incineration plant 20 in this embodiment has a combustion temperature lower than that of a thermal power plant in order to prevent corrosion. Therefore, when used for power generation, the efficiency is reduced. For this reason, the ethanol production method of the present embodiment, in which heat generation can be effectively used, is more cost-effective than providing a power generation facility in the incineration plant 20.

【0044】また、本実施形態によれば、酵母や発酵性
細菌の固定化担体として大量に廃棄されている焼却灰も
使用できる。しかしながら、焼却灰は石炭灰のように均
質ではなく、重金属などの有害成分も多量に含まれるた
め、石炭灰に比べ担体製造コストは高いのが欠点ではあ
るが、石炭灰と同様の効果を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, incinerated ash discarded in a large amount can be used as a carrier for immobilizing yeast and fermentable bacteria. However, incineration ash is not homogeneous like coal ash and contains a large amount of harmful components such as heavy metals, so it has the drawback that the carrier production cost is higher than coal ash, but it has the same effect as coal ash be able to.

【0045】なお、本実施形態では、熱エネルギーを供
給する熱源として、ごみ焼却場20の廃熱を適用し、ま
た酵母や発酵性細菌の固定化担体として焼却灰ペレット
21を適用したが、ごみ焼却場20の廃熱および焼却灰
ペレット21に代えて、製鉄所の廃熱および飛灰ペレッ
トを適用してもよい。
In this embodiment, the waste heat from the refuse incineration plant 20 is used as a heat source for supplying thermal energy, and the incineration ash pellets 21 are used as a carrier for immobilizing yeast and fermentable bacteria. Instead of the waste heat and incineration ash pellets 21 of the incineration plant 20, waste heat and fly ash pellets of a steel mill may be applied.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によるエ
タノール製造方法によれば、エネルギーの再利用を行い
省エネルギー化を図るとともに、エタノール製造コスト
を大幅に低減でき、また大量生産時にも酵母や発酵性細
菌の担体の資源的制約がなく、石炭灰や焼却灰の埋立用
地の延命化にも貢献できる。
As described above, according to the method for producing ethanol according to the present invention, energy can be reused to save energy, the cost for producing ethanol can be significantly reduced, and yeast and yeast can be used in mass production. There is no resource limitation of carriers for fermentable bacteria, and it can contribute to extending the life of land used for coal ash and incineration ash.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における第1実施形態のエタノール製造
工程を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an ethanol production process according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明における第2実施形態の発酵槽を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a fermenter according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明におけるその他の実施形態のエタノール
製造工程を示す図。
FIG. 3 is a view showing an ethanol production process according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明におけるその他の実施形態の発酵槽を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing a fermenter according to another embodiment of the present invention.

【図5】従来における、代表的なエタノール製造工程を
示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a typical ethanol production process in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 糖化工程 11 発酵工程 12 エタノール分離工程 13 排水処理工程 14 発電所 Reference Signs List 10 saccharification process 11 fermentation process 12 ethanol separation process 13 wastewater treatment process 14 power plant

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 藻類および木材などのバイオマス資源を
熱エネルギーの供給により加水分解あるいは蒸煮して糖
質原料とする糖化工程と、この糖化工程後に糖質原料を
発酵させてエタノールを製造する発酵工程と、この発酵
工程により得られたエタノールを含有する発酵液から熱
エネルギーを供給して蒸留によりエタノールを分離する
エタノール分離工程と、このエタノール分離工程におい
てエタノールが分離された不純物を熱エネルギーを供給
して乾燥させることにより固形化する排水処理工程とを
有するエタノール製造方法において、前記糖化工程、エ
タノール分離工程および排水処理工程における熱エネル
ギーを供給する熱源として、産業廃熱を用いることを特
徴とするエタノール製造方法。
1. A saccharification process in which biomass resources such as algae and wood are hydrolyzed or steamed by supplying thermal energy to produce a saccharide material, and a fermentation process in which the saccharide material is fermented after the saccharification process to produce ethanol. And an ethanol separation step in which ethanol is separated by distillation by supplying thermal energy from a fermentation liquor containing ethanol obtained in this fermentation step, and thermal energy is supplied to impurities in which ethanol has been separated in the ethanol separation step. A wastewater treatment step of solidifying by drying and drying, wherein the industrial waste heat is used as a heat source for supplying thermal energy in the saccharification step, the ethanol separation step and the wastewater treatment step. Production method.
【請求項2】 藻類および木材などのバイオマス資源を
熱エネルギーの供給により加水分解あるいは蒸煮して糖
質原料とする糖化工程と、この糖化工程後に糖質原料を
発酵させてエタノールを製造する発酵工程と、この発酵
工程により得られたエタノールを含有する発酵液から熱
エネルギーを供給して蒸留によりエタノールを分離する
エタノール分離工程と、このエタノール分離工程におい
てエタノールが分離された不純物を熱エネルギーを供給
して乾燥させることにより固形化する排水処理工程とを
有するエタノール製造方法において、前記発酵工程にお
ける酵母または発酵性細菌の固定用担体として、石炭灰
を原料の一つとして製造した多孔質体を用いることを特
徴とするエタノール製造方法。
2. A saccharification process in which biomass resources such as algae and wood are hydrolyzed or steamed by supplying thermal energy to produce a saccharide material, and a fermentation process in which the saccharide material is fermented to produce ethanol after the saccharification process. And an ethanol separation step in which ethanol is separated by distillation by supplying thermal energy from a fermentation liquor containing ethanol obtained in this fermentation step, and thermal energy is supplied to impurities in which ethanol has been separated in the ethanol separation step. In a method for producing ethanol having a wastewater treatment step of solidifying by drying and drying, as a carrier for fixing yeast or fermentable bacteria in the fermentation step, a porous body produced using coal ash as one of the raw materials is used. A method for producing ethanol, characterized in that:
【請求項3】 請求項2記載のエタノール製造方法にお
いて、発酵工程における酵母または発酵性細菌の固定用
担体としてごみ焼却灰を原料の一つとして製造した多孔
質体を用いることを特徴とするエタノール製造方法。
3. The method for producing ethanol according to claim 2, wherein a porous body produced from refuse incineration ash as one of raw materials is used as a carrier for fixing yeast or fermentable bacteria in the fermentation step. Production method.
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