JPS62127000A - 木質材料の粉砕処理方法 - Google Patents

木質材料の粉砕処理方法

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JPS62127000A
JPS62127000A JP26734385A JP26734385A JPS62127000A JP S62127000 A JPS62127000 A JP S62127000A JP 26734385 A JP26734385 A JP 26734385A JP 26734385 A JP26734385 A JP 26734385A JP S62127000 A JPS62127000 A JP S62127000A
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JP
Japan
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wood
moisture
moisture content
pulverization
saccharification
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JP26734385A
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夜久 富美子
田中 龍太郎
小浜 弘幸
啓 宇都宮
高原 義昌
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Kobe Steel Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Debarking, Splitting, And Disintegration Of Timber (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は木質材料の粉砕処理方法に関し、更に詳細には
、本発明は木材糖化を容易ならしめるための木材処理に
係るものであって、木材糖化の前処理に係るものであり
、木材糖化の技術分野において重要な役割を有するもの
である。
(背景技術) 木材はセルロース、ヘミセルロース、リグニンを主成分
とするものであり、これを加水分解して。
セルロースからはD−グルコースを、モしてヘミセルロ
ースからはD−キシロース、D−マンノース、D−ガラ
クトースを得、必要ある場合には更に結晶グルコース、
エタノール、フルフラールを得る目的で木材糖化が行わ
れている。また木材糖化は、更にSCPへの変換や各種
工業原料の製造に各種利用されており、未利用木質資源
の有効利用のための重要な手段の1つである。
(従来技術) 従来、木材糖化、木材の加水分解には、硫酸や塩酸を用
いる酸分解法が専ら行われてきた。しかしながら、この
方法は高エネルギーを要することに加え、これらの酸の
取扱いが困難であるばかりでなく1歩留りが悪く、使用
によって装置の腐食が生じたり、これをそのまま河川に
流せば公害源ともなるので中和処理が更に必要となるし
、得られた糖化製品の品質も満足できるものではない。
そこで、セルラーゼ、ヘミセルラーゼといった酵素を用
いて加水分解する方法が開発されたが。
セルロースはリグニンによって包み込まれているため、
従来方法によって処理した材質材料では糖化が不充分で
あり、かつ糖化に時間がかかりすぎるという欠陥は避け
られない。このように加水分解その他によって木材を化
学的に処理して各種方面に利用しようとするとき、木材
細胞壁を破壊して繊維質を酵素と接触させるための前処
理が必要なのである。
このような前処理としては、振動ボールミルを用いて木
質材料を微粉砕する方法が有効であるとの知見を得、本
発明者らは、先に、粗粉砕による細胞組織の破壊と水分
除去を行う第1段階と、微粉砕によるリグニン、ヘミセ
ルロース、セルロースの微細組織の破壊を行う第2段階
とによる多段階粉砕処理方法を完成し、特許出願を行っ
た(特願昭60−0771183号)。
(発明の開示) 本発明は、上記した木質材料の多段階粉砕処理方法を更
に改良して、少ないエネルギーでしかも短時間に簡単な
方法によって、木材多糖の分解率を更に高めるための改
良された新規な前処理を開発する目的でなされたもので
ある。
上記目的達成のために、本発明者らは、各方面から鋭意
研究を行った結果、微粉砕室での粉砕攪拌の際に、粗粉
砕室から送出される被粉砕材料の水分含量が後に行う酵
素分解に密接な関係があることを発見した。
そして、最適水分含量を実験をくり返すことによって確
認し、実際の製造処理工程における水分のチェックシス
テム、水分計の検討、その他付属装置についても更に研
究を進めた結果、本発明の完成に到ったのである。
すなわち本発明は、木質材料を振動ボールミルによって
粉砕処理するに際して、木質材料を粗粉砕した後、この
粗粉砕された木質材料の水分含量を測定して2〜7%、
好ましくは4〜6%の水分含量のものを次の微粉砕室に
送入して微粉砕することを重要なポイントとする振動ボ
ールミルによる木質材料の多段階粉砕処理方法である。
つまり本発明は、特定水分含量の粗粉砕木質材料のみを
微粉砕することによって、はじめて、後段で行う酵素に
よる木材糖化工程を効率的に行うことができるのである
が、このように、多段階粉砕処理における木質材料の水
分含量と木材糖化との関連性について検討された事実は
報告されておらず、本発明は文献未載の新規な有用技術
なのである。
添付図面は、本発明に係る木質材料の粉砕処理方法を効
率よ〈実施することのできる新規な装置の例を図示した
ものであり、以下、この図面を参照しながら本発明の詳
細な説明していくことにする。
第1図において、よは粗粉砕部であって、原料投入口2
からエアロツクダンパ21及びパイプ22を通って原料
を粗砕室3に導入する。粗砕室3内には硬球4を挿填し
、振動メカニズムB(モーターM及び伝導、振動機構に
よって粗砕室3及び微砕部8を振動させる)の振動によ
って木質原料を粗砕する。
粗砕工程中において木粉等が発生して作業の妨害等が生
じたときには、ファン25を駆動して木粉等をパイプ2
3を介して吸引し、フィルタ24で濾過し、木質原料と
して再使用できるものはパイプ26から投入口2へと返
してやり、他は系外へ放出する。
木材の細胞組織は比較的大きく且つ10〜20%の水分
を含有しており、これを破壊するには、ボイドの空間が
大きくて材料を喰み易く、衝突の際の衝撃力が大きい方
がよく、したがって大径のボールを使用するのは好適で
あり、5〜40mm、特に好ましくは15〜30a+m
程度の硬球を使用するのがよい。
振動中にボールの衝撃によって摩擦熱が発生する。そし
て細胞中に含まれる水分が衝撃によって表面に浸出する
と、ボールからの熱が与えられて水分は蒸発気散する。
粉砕室3は開口部5を有し、ダンパー31によって開口
部5を開閉する。ダンパー31は、後述するサンプリン
グ装置、水分計測装置からの信号でコントロールされる
ダンパー制御装置32、ダンパー制御機構33によって
開閉される。つまり、粗砕室3における粉砕によって粉
砕熱が生じるので、ダンパー31を開放すれば、水分、
水蒸気が大気中に拡散して水分の除去すなわち乾燥が生
じる。したがって、サンプリング装置、水分計測装置と
ダンパーとを連動せしめて、ダンパーを開閉することに
より粗砕木質材料の水分含量を所望値に維持することが
できる。その結果、粉砕室3内では粉砕と同時に乾燥が
進行し、後に行う微細処理に適したものとなる。材料が
一定時間、10〜120分間、好ましくは30〜60分
間粉砕室内に滞留した後には細胞組織は完全に破壊され
て数100μの細かい粉末となり。
同時に水分も除去されて乾燥される。
つまり粗粉砕部上において、材料の破壊とともに摩擦熱
を応用して水分除去も行われるのである。
粗砕された木質材料は、一定時間滞留せしめた後、出口
6(これにはフィルターを装着しておくのが好ましい)
からパイプ7を通して、微粉砕部8−で更に処理する。
先ず入口9から粗砕原料を微砕室10に導入し、その中
に挿填された小径の硬球11と振動メカニズムBとの共
同作用によって微粉砕処理を行う。
また、必要ある場合には、微細部8へ木質材料を送入す
るに先立ち、上記ダンパーの開閉処理によって水分を所
定値に調節するほか1、水分計測の結果、木質材料の水
分が所定値から逸脱した場合には、警報を発するととも
に、出口6からの粗砕木質材料の排出装置(図示せず)
をコントロールしてもよい、すなわち、粗砕木質材料の
水分含量が多い場合には排出を停止し、開口部5(ダン
パーを設けたときにはダンパー)を開放して水分を蒸発
せしめて乾燥すればよいし、これとは逆に水分が少ない
場合には、排出速度を高め、必要あれば、開口部(及び
/又はダンパー)も閉じればよい。
更に必要ある場合には、粗粉砕室3から微粉砕室10へ
と木質材料を移送するパイプ7に、別途、加湿装置及び
/又は乾燥装置(図示せず)を付設して木質材料の水分
コントロールを行ってもよい。
上記した各種の水分コントロール手段は、単用してもよ
いし、適宜組合わせて使用してもよい。
粗砕木質材料の水分測定は、移送パイプ7に適当な水分
測定装置を付設して連続的に行ってもよいし、パイプ7
から木質材料をサンプリングして。
これを別途水分測定装置でバッチ式で水分測定してもよ
い。
本実施例においては、パイプ7から分岐管41を分岐し
、サンプリング装置42によって木質材料を連続式又は
バッチ式で一定量ずつサンプリングし、これをベルトコ
ンベア等43の移送装置によって水分計測装置44(例
えば赤外線水分分析計が好適)にまで移送し、そこで水
分の測定を行う。
水分計測の結果、ダンパー操作その他の水分コントロー
ル手段によって水分を所定値に維持することは、既に述
べたとおりである6 水分含量は、2〜7%、好ましくは4〜6%にコントロ
ールすると、後段で行う木材糖化処理が極めて効率的に
行われる。このようにして粗砕木質材料の水分をチェッ
クし、必要に応じて所定値を維持するよう水分のコント
ロールを行いつつ、次の段階、すなわち微粉砕工程へと
材料を移送するのである。水分測定に供された木粉サン
プルは、そのまま廃棄してもよいし、微粉砕工程へ移送
してもよい。
微粉砕処理は、微細構造を有するセルロース−リグニン
−ヘミセルロース複合体において、セルロースを取り囲
むリグニンの壁を破壊することを主たる目的とするもの
である。前段の粗砕処理によって、細胞組織を既に破壊
されて微粉化しており、したがってこの段階では強力な
衝撃を更に加える必要はなく、微細室1oに装填する硬
球11も小径のものでよい、その大きさは、処理する材
料等によっても異なるが、通常、2〜20mm、好まし
くは8〜1011m程度である。
微粉砕工程中にリグニンが一部破壊されるのであるが、
微粉砕された木質材料が摩擦熱等の熱によって過熱され
ると、糖が破壊されたり変質したりすることがあるので
、適正な温度範囲を維持するよう温度コントロールをし
なければならない。
そのために、本実施例装置においては内部冷却水ジャケ
ット12及び外部冷却水ジャケット13を微細室10の
内外部にそれぞれ設け、冷却水を循環せしめている。冷
却水ジャケットの配置は適宜定めることができ、内部ジ
ャケットの数を増加させたり、ジャケットの径の大きさ
を変えたりすることも可能である。また冷却水のほかに
、冷却した他の液体、気体といった各種流体も必要に応
じて使用することができる。このように温度コントロー
ルすることによって糖化度が飛躍的に向上する。
上記したように冷却水ジャケット、特に内部冷却水ジャ
ケット12を設けた結果、ミル内の壁面が1O−1,1
0−4のみでなく 10−2.10−3と大巾に増加し
、全体の固定粉砕接面積が飛躍的に増大する(内部冷却
水ジャケットの設置本数を増加すれば、更に該面積は増
大する)。木質材料(木材チップ)が微粉砕されるメカ
ニズムは、ミルの壁面(固定壁面)とボールとの間隙に
はさまれて圧迫されるときに最大となるので、本発明の
ように有効粉砕接面積を大きくとることによって粉砕効
率が著しく向上し、ひいてはリグニンの破壊も著しく進
展する。そのうえ、ボール径が減少した分だけボールの
挿填数を増加せしめることが可能となり、その結果、ボ
ールから材料に加えられる衝撃回数は更に増加する。し
たがって、既に前段階で微粉化された材料は、小径ボー
ルの衝撃で充分に破壊され、回数が増加した分だけ迅速
に破壊が進行して、糖化度が更に飛躍的に向上すること
になる。
このように、本発明は、粉砕処理を多段化したのみでな
く、硬球の径、水分除去、有効粉砕接面積といった各フ
ァクターを総合的に有機的に結合し、かつ、粗砕木質材
料の水分含量を所定値に調節維持することによって、木
材糖化の前処理として卓越した方法を提供するものであ
り、運転、操作にデリケートなものが要求されず、大量
処理、工業的処理に特に適している。
前記と同様に、一定時間微細室10に滞留せしめた後、
数10μに微粉砕された製品は製品出口14から排出し
て、セルラーゼ処理といった既知の方法によって糖化し
て、有利に各種最終製品の製造に利用することができる
以上、第1図及び第2図のように、同一の振動機構によ
って加振(500〜2000、木材によって異なるけれ
ども好ましくは1000〜1200回/分)されるフレ
ームの上に粗粉砕室と微粉砕室とを重ねることによって
コンパクトに装置を形成することができ有利に連続式粉
砕に利用することができる。
このような前処理を施した木材微粉は、既知の方法によ
って有利に糖化することができる。例えば、トリコデル
マ・ビリデやアスペルギルス・ニガーから生産されるセ
ルラーゼ(商品名、セルラーゼーオノヅ力 RIO、セ
ルロジンACとして市販)を用いて常法により糖化させ
れば、短時間に高い分解率で糖化液が得られる。
実施例 チッパ−マシンによって切断粉砕したブナ材を図示した
振動ボールミル粉砕機に入れ(径1インチのステンレス
製ボール、3Mポット)30分間粉砕した。
粗粉砕した木質材料の水分含量をそれぞれ下表のとおり
調節した後、2.3Qポツト、3/8インチのステンレ
ス製ボールでさらに1〜3時間微粉砕し、木粉製品を得
た。
得られた木粉製品を、次のようにして酵素分解し、分解
率を計算した。その結果は次のとおりであった。
木粉の酵素分解率測定法: 試料木粉をO,1M酢酸緩
衝液にけん濁させ(4%w/v)、これにセルロジンA
P(上田化学)とセルラーゼオノヅ力R−10(近畿ヤ
クルト)をそれぞれ0.3%w/v加え、40℃の振ど
う恒温槽で酵素分解を行った。1時間後、24時間後、
48時間後に液を取り出し、その中に含まれる還元糖の
量を定址した。
分解率の計算: ここでは絶乾木粉試料(105℃、−
夜乾燥)に対する還元糖分析値x0.9を%(w/v)
で示した。ブナ材中の糖含量は約65%である。
水分含激jN笈       水分合致二」叉氷解時間
  分解率     氷解時間  分解率1時皿し  
−Ωげ−    ■特皿ル  −Ω0−1    13
.7        1    16.724    
29.1        24    38.348 
   33.2       48    43.1笈
分食漿」J笈       水分含意」4笈水解時間 
 分解率     氷解時間  分解率1時間と  −
Ω+<時皿ル  −Ω鯨−119,3118,1 2444,32446,5 4850,14849,1 笈分食孟」4笈       水分金員」四叉氷解時間
  分解率     氷解時間  分解率−史料ω−−
〇〇−1時面と  −〇〇−120,9118,4 2455,82441,6 4858,64846,1 笈分1厘ユJ笈 氷解時間  分解率 m  −Ω迂− 115,9 2433,4 4837,9 この結果からも明らかなように、水沫によれば格段にす
ぐれた糖化率が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を実施するための装置の1実施例を図
示したものであり、第2図はその断面図であり、第3図
は水分計測部の詳細を図示したものである。 代理人 弁理士 戸 1)親 男 第  2  図 第  3  図 春外木かか折計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 木質材料を振動ボールミルによって粉砕処理するに際し
    て、先ず第1段階で木質材料を粗粉砕し、次いで、この
    ようにして第1段階で処理された木質材料を、その水分
    を測定しながら、2〜7%の水分含量となるように水分
    を調節しつつ、第2段階で微粉砕することを特徴とする
    振動ボールミルによる木質材料の多段粉砕処理方法。
JP26734385A 1985-11-29 1985-11-29 木質材料の粉砕処理方法 Pending JPS62127000A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05200319A (ja) * 1992-01-27 1993-08-10 Ngk Insulators Ltd 振動ミル及び電圧非直線抵抗体の製造方法
JPH0610286A (ja) * 1992-06-24 1994-01-18 New Oji Paper Co Ltd 微細繊維状セルロースの製造方法
KR100698842B1 (ko) 2006-11-30 2007-03-22 김보수 건설폐기물용 진동분쇄기
JP2009124973A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology リグノセルロース系バイオマスからエタノール原料およびエタノールを製造する方法
JP2009235410A (ja) * 2009-05-18 2009-10-15 Ki System Engineering:Kk 接着剤により複合化された木質複合材の廃棄物からセルロース及びリグニンを回収する方法
WO2010134560A1 (ja) 2009-05-21 2010-11-25 花王株式会社 非晶化セルロースの製造方法
JP2012105570A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 家畜飼料の製造方法及び家畜飼料
JP2012111841A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Kao Corp 非晶化セルロースの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS559758A (en) * 1978-07-06 1980-01-23 Agency Of Ind Science & Technol Saccharification of wood
JPS6087799A (ja) * 1983-10-20 1985-05-17 Agency Of Ind Science & Technol 酵素糖化におけるセルロ−ス性物質の切断粉砕法による前処理法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS559758A (en) * 1978-07-06 1980-01-23 Agency Of Ind Science & Technol Saccharification of wood
JPS6087799A (ja) * 1983-10-20 1985-05-17 Agency Of Ind Science & Technol 酵素糖化におけるセルロ−ス性物質の切断粉砕法による前処理法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05200319A (ja) * 1992-01-27 1993-08-10 Ngk Insulators Ltd 振動ミル及び電圧非直線抵抗体の製造方法
JPH0610286A (ja) * 1992-06-24 1994-01-18 New Oji Paper Co Ltd 微細繊維状セルロースの製造方法
KR100698842B1 (ko) 2006-11-30 2007-03-22 김보수 건설폐기물용 진동분쇄기
JP2009124973A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology リグノセルロース系バイオマスからエタノール原料およびエタノールを製造する方法
JP2009235410A (ja) * 2009-05-18 2009-10-15 Ki System Engineering:Kk 接着剤により複合化された木質複合材の廃棄物からセルロース及びリグニンを回収する方法
WO2010134560A1 (ja) 2009-05-21 2010-11-25 花王株式会社 非晶化セルロースの製造方法
JP2011001547A (ja) * 2009-05-21 2011-01-06 Kao Corp 非晶化セルロースの製造方法
JP2012105570A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 家畜飼料の製造方法及び家畜飼料
JP2012111841A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Kao Corp 非晶化セルロースの製造方法

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