WO2004090171A1

WO2004090171A1 - 砂糖及び有用物質を製造する方法

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Publication number: WO2004090171A1
Application number: PCT/JP2004/004962
Authority: WO
Inventors: Satoshi Ohara; Yoshitaka Tomino; Akira Sugimoto; Kunihiro Ujihara; Yoshifumi Terajima
Original assignee: Asahi Breweries Ltd
Current assignee: Asahi Breweries Ltd
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2005-10-07
Also published as: AU2004227266A1; JP3769734B2; MXPA05010825A; JP2004321174A; AR044002A1; AU2004227266B9; BRPI0409130A; AU2004227266B2; US20060035355A1

Abstract

　本発明は、砂糖の減量を招くことなく、サトウキビからの搾り粕を燃焼して得られるエネルギーにより砂糖及びエタノールの製造工程等で消費されるエネルギーのほぼすべてを賄うことができる砂糖及びエタノールの製造方法を提供することを目的とする。　本発明は、（a）サトウキビから搾汁及び搾り粕を生成する工程と、（b）前記搾汁から砂糖及び廃糖蜜を生成する工程と、（c）工程（a）及び（b）より得られる搾汁、廃糖蜜及び搾り粕を原料とするエネルギー及び有用物質を生産する工程とを含むサトウキビから砂糖及び有用物質を製造する方法であって、前記サトウキビの庶茎部に１５質量％以上の繊維分を含有し、かつ、単位面積当たりの乾物収量が４０ｔ／ｈａ／ｙｅａｒ以上であり、前記搾り粕を燃焼して得られるエネルギーから前記製造方法のすべての工程で必要とされるエネルギーの９０％以上を得ることを特徴とする前記方法を提供する。

Description

明細砂糖及び有用物質を製造する方法

(発明の背景）

本発明はサトゥキビから砂糖及び廃糖蜜を原料とするアルコール、プラスチック等を製造する方法に関する。

植物由来の燃料用エタノールは炭酸ガス増カ卩を防ぐガソリン代替液体燃料として期待されている。植物由来のエタノールの製造に関して、 ^からサトウキビを原料とする製造方法が知られている（図 1 )。この方法では、搾り粕を燃焼して得られるエネルギーから、エタノール製造で必要とされるほぼすベてのエネルギ —を得ることができるという利点を有している。しかしながら、サトウキビをェ夕ノール原料とした場合、砂糖生産と競合するため、現在の耕作面積でェタノ一ルを作ると、食糧である砂糖生成量の減量を招くという問題がある。

一般に、サトウキビからの砂糖（粗糖）の製造は図 2に示す方法で生成される。ここで、砂糖の製造工程で副生される廃糖蜜を用いてエタノールを製造する方法も提案されている（図 3 )。この方法では、通常繊維分含量が 1 0〜1 2質量％程度のサトウキビを使用し、砂糖を製造しつつ、搾り粕を燃焼させて砂糖及びエタノール製造に必要なエネルギーを補っている。従って、上記の砂糖の減量という問題は解消されるが、搾り粕を燃焼して得られるエネルギーが少なく、これでは砂糖製造工程等で消費されるエネルギーを賄うことはできず、エネルギーの不足分を電力又は重油から得られるエネルギーで補う必要がある。さらに、廃糖蜜が少ないために得られるエタノール量も少ない。 (発明の開示）

従って、本発明は砂糖の減量を招くことなく、製造されるエタノール量を増大し、サトウキビからの砂糖及びエタノールの製造において排出される搾り粕を燃焼して得られるエネルギーにより、前記砂糖及びエタノールの製造工程等で消費されるエネルギーのほぼすベてを賄うことができる、サトゥキビから石少糖及びェ夕ノールを製造する方法を提供することを目的とする。

上記問題点に関して、本発明者らが鋭意検討した結果、サトウキビとして、特にサトゥキビの庶茎部に 1 5質量％以上の繊維分を含有するサトゥキビを用いて製造方法を最適ィ匕することにより、砂糖生産及びエタノ一ル生産を両立し、エネルギ一的にも効率よく製造できることがわかった。本発明は、上記知見に基づいて完成されたものである。

すなわち、 '本発明は、

(a) サトウキビから搾汁及び搾り粕を生成する工程と、

(b)前記搾汁から砂糖及び廃糖蜜を生成する工程と、

(c) 工程 (a) 及び（b) より得られる搾汁、廃糖蜜及び搾り粕を原料とするェネルギー及び有用物質を生産する工程とを含むサトゥキビから砂糖及び有用物質を製造する方法であって、

前記サトウキビの庶茎部に 1 5質量％以上の繊維分を含有し、かつ、単位面積当たりの乾物収量が 4 0 t /h a/y e a r以上であり、

前記搾り粕を燃焼して得られるエネルギーから前記製造方法のすべての工程で必要とされるエネルギーの 9 0 %以上を得ることを特徴とする前記方法を提供する。

(図面の簡単な説明）

図 1は、サトゥキビからエタノールを製造する方法のネ既略である

図 2は、サトゥキビから砂糖を製造する方法の概略である。図 3は、廃糖蜜からエタノ一ルを製造する方法の概略である。

図 4は、本発明の粗糖及び廃糖蜜の製造方法の 1つの例の製造フローを示す。図 5は、砂糖の結晶化のマスバランスを示す。

図 6は、エタノールの製造方法の 1つの例の概略である。

図 7は、エタノールの製造方法の 1つの例の製造フロ一を示す。

図 8は、本発明の砂糖及びエタノールの製造方法の 1つの例の概略である。図 9は、バガスの燃焼エネルギーの計算方法を示す。

図 1 0は、結晶化回数と粗糖収量及ぴ収率との関係を示すグラフである。図 1 1は、糖蜜中の蔗糖残存率を示すグラフである。

図 1 2は、糖蜜中の HMF及び色度を示すグラフである。

(発明を実施するための最良の形態）

本発明の砂糖及びェ夕ノ一ルを製造する方法は、

(a) サトウキビから搾汁及び搾り粕を生成する工程と、

(b) 前記搾汁から砂糖及び廃糖蜜を生成する工程と、

(c) 工程 (a) 及び（b) より得られる搾汁、廃糖蜜及び搾り粕を原料とするェネルギー及び有用物質を生産する工程とを含む。

サトウキビから搾汁及び搾り粕を準備する工程は、当業者に公知の方法、例えば圧搾工程により行うことができる。具体的には、刈り取ったサトウキビの蔗茎部をカヅ夕一で 1 5〜3 0 c mに切断し、シュレッダ一で細かく砕き、ミル口一ルで糖汁を搾り出す。搾出率をよくするために最終ロールに注水して 9 5〜9 7 %の糖分を搾り出す。次いで、ジュースヒ一夕一で 8 0〜 1 0 0 °Cに加熱し、石灰混和槽において、石灰を添加して不純物を石灰塩として tfc させ、上澄液を蒸発農縮する。得られる搾汁は、主にスクロース、グルコース等を含む。また、搾り粕は、主にセルロース、へミセルロース、リグニン等を含む。本明細書において「サトウキビ」とは、一般にイネ科（Gramineae)、キビ亜禾斗 (Panicoideae)、ォガルカャ族 (Andropogoneae)、サトウキビ属 (Saccharum L.)に属する多年生草本で Saccharum spontaneum L.ヽ Saccharum ofncinar m L.ヽ Saccharum robustum Jeswiet、 Saccharum Barben Jeswietヽ Saccharum sinense Roxb.、 Saccharum eduleの 6種と、それら相互の種間雑種を言うが、さらに近縁属植物 (Mscanthus属、 Sorghum属、 Erianthus属、 Ripidium属等）との属間雑種で、可製糖（スクロ一ス）を 5 %以上含有しているものを含む。なお、種間雑種、属間雑種は Sacchamm hybrids と総称されている。本発明の製造方法で使用されるサトウキビは、サトウキビ属植物間の種間交雑、サトウキビ属植物と近縁属植物 (Sorghum属、 Miscanthus属、 Erianthus属、 Kipidium 属等）との属間交雑、及びそれらの 3系交雑によって作出された雑種のうち、温帯地域の畑地においてサトゥキビの通常株出栽培法に従って 1年間栽培した時に、サトゥキビの庶茎部の繊維分含有量が 1 5質量％以上のものであり、好ましくは 2 0〜2 5質量％のものである。繊維分含有量が 1 5質量％以上の場合には、上記搾り粕を燃焼して得られるエネルギー量から、本発明の製造方法のすべてのェ程で必要とされるエネルギーの 9 0 %以上を得ることができる。本発明の製造方法のすべての工程で必要とされるエネルギーの 9 5 %以上を得ることがより好ましく、特に 1 0 0 %を得るのがより好ましい。

ここで、サトウキビの庶茎部の繊維分含有量の測定は製糖ィ匕学便覧（日本分蜜糖工業会）に記載されている方法に準拠して行うことができる。例えば、以下の手順で繊維分含有量を測定できる。

(1) サトウキビ（測定に用いるサンプル）の庶茎部 1 0本をシュレッダーで細断する。

(2) 細断したサンプルから 5 0 0 gを計りとる。

(3) 油圧プレスで 5 0 0 gの上記サンプルを搾汁する。 (4) 残差の質量（搾汁バガス重）を測定し、布袋に入れて乾燥機で乾燥させる。

(5) 9 0 °Cで 4 8時間以上乾燥させた後、乾燥後のバガス質量 (乾燥バガス重）を測定する。

(6) 下記式からバガス繊維重を算出する。

バガス繊維重 =乾燥バガス重一纏汁バガス重一乾燥バガス重) X搾汁 Z( l 0 0— 搾汁）

(7) 次いで、下記式から繊維分含有量を算出する。

繊維分含有量 =バガス繊維重 / 5 0 0 g x 1 0 0

さらに、本発明の製造方法で使用されるサトウキビは、単位面積当たりの乾物収量が 4 0 t Zh a/y e a r以上の多収性品種である。このような収量であれば、製造される砂糖の減量を招くことはない。 .さらに砂糖及び有用物質、特にァルコールやプラスチヅクを効率よく製造するためには、単位面積当たりの乾物収量が 6 5 t Zh a/y e a r以上であることが好ましく、 8 0 t /h a/y e a r以上であることがさらに好ましい。サトゥキビの単位面積当たりの乾物収量は、例えば、以下の手順で測定できる。

(1) 収穫したサトウキビの茎の中から生育が中庸なサンプル 5本を選ぶ（できるだけ枯れ葉を落とさないようにサンプリングしてくる）。

(2) 選んだ 5本の茎すベての生重を枯れ葉や梢頭部をつけた状態で測定する。

(3) 生重を測定した 5本の茎をネットに詰めて、乾燥機で乾燥させる（時間はものによって変わってくるが、茎は乾燥しにくいので、搾り粕を乾燥させるよりも時間がかかる）。

(4) 乾燥後、 5本の茎の乾燥質量を測定する。

(5) 下記式から乾物率を算出する。

乾物率 = 5本の茎の乾燥質量 5本の茎の生重 X 1 0 0 (6) 単位面積当たりの収穫した全体の生重（枯れ葉、梢頭部含む）に乾物率を乗じて、単位面積当たりの乾物量を得る。

本発明の製造方法で使用される上記サトゥキビとしては、例えば本発明者らが育種 ·開発したサトウキビである 95GA— 27、 S8— 42、 K Sp93- 21及ぴ K RSp 93-30 (杉本明、熱帯農業， 46 , Extra Issue 2, p49 —50 (2002))、 S3— 32、 S3 - 10、 SY480、 SY435、 SY

478及び 97 S- 133 (杉本明、熱帯農業， 45 , Extra Issue 2, p 57-

58 (2001))、及び S 3-31 (杉本明、熱帯農業， 45 , Extra Issue 2, p59— 60 (2001))等が挙げられる。これらのサトウキビの繊維分含量及び乾物収量を表 1に示す。なお、表 1には比較としてサトウキビの普及品種の平均値及び従来種 (NCo 310) についてのデ一夕も併せて示す。

表 1

3反復乱塊法（杉本明、熱帯農業， 46 , Extra Issue 2₅ p 49— 50 (2 002))。

²⁾ 約 9ヶ月栽培、反復なし（杉本明、熱帯農業， 45， Extra Issue 2, p 57 —58 (2001))。

³) 12ヶ月栽培、反復なし（杉本明、熱帯農業， 45， Extra Issue 2, p 57

⁴) 約 1 5 0日栽培、反復なし（杉本明、熱帯農業， 4 5 , Extra Issue 2 , p 5 9 - 6 0 ( 2 0 0 1 ))。従来、砂糖製造に適したサトウキビとして奨励される品種は、蔗糖（スクロ一ス）含量が多く、繊維分含量が少ない品種であった。しかしながら、本発明の製造方法においては、逆に砂糖製造には奨励されない繊維分含量の多い品種を原料として使用することによって、砂糖及び有用物質、特にアルコールやプラスチックの製造工程で必要とされるほぼすベてのエネルギーを繊維分から得ることができることを特徴としている。さらに、乾物収量の多い品種を原料として使用することで、砂糖生産量及び有用物質、特にアルコールやプラスチックの生産量を高めることができ、従って、本発明の製造方法は、砂糖及び有用物質、特にアルコールゃプラスチヅクの生産性の向上と省エネルギーとを達成し、当該関連産業の発達に資する技術である。我が国で品種として認められているサトウキビは、砂糖原料となる蔗糖（スクロース）の含量が高く、生産性向上の為に、蔗茎部の繊維分含量が低い品種が多い。品種改良により作られた遺伝資源の中には、全体収量は多いが、蔗糖含量が少なく、繊維分含量が多いものがある。これらの中には、上記理由により、未だ品種として認められていないものがある。上記のような品種として未登録なサ卜ゥキビ遺伝資源を本システムで用いれば、生成搾り粕が多いため、製造工程で必要なエネルギーのすべてを搾り粕を燃焼して得ることができ、また全体収量増により蔗糖含量の少なさがカバ一できる。本システムで用いるサトウキビとしては、蔗茎部の可製糖（スクロース）が 7質量％以上、かつ、全糖として 1 0質量％以上含有しているものが好ましい。

前記搾汁から砂糖及び廃糖蜜を生成する工程は、当業者に公知の方法で、例えば砂糖を結晶化することにより行うことができる。具体的には、前記搾汁を少量ずつ（ 0 . 5〜： ί k 1 ) 吸引減圧下で加熱濃縮を繰り返し、一定の大きさ以上の砂糖結晶を取り出す。遠心分離機で砂糖結晶と廃糖蜜とに分離する。本発明の粗糖及び廃糖蜜の製造方法の 1つの例の製造フローを図 4に示す。

前記砂糖の結晶化は 2回以下であるのが好ましい。図 5に示すように、砂糖の結晶化においては、回数を経ることによって得られる砂糖の量が減少し、ェネルギ一的にも効率が低下する。本発明においては、上述した特定のサトウキビを用いることによって、 2回以下の砂糖の結晶化であっても製造される砂糖の減量を招くことなく、効率的にエタノールを製造することができる。さらに、結晶化回数に比例して増加するェ夕ノール発酵阻害物質の抑制を図ることができる。本発明においては、前記砂糖の結晶ィ匕は 1回とするのが好ましい。

上記工程 (a)及び（b) より得られる搾汁、廃糖蜜及び搾り粕を原料とするェネルギー及ぴ有用物質を生産する工程は、当業者に公知の方法で行うことができる。ここで有用物質とは、糖質及び植物性セルロース分を原料とする燃料及び物質をいい、例えば、メタノール、エタノール、ブ夕ノール等のアルコール、メタン、水素等の可燃性ガス、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアル力ノエ一ト等の糖質を原料とする生分解性プラスチック及びアミノ酸、蛋白質等の微生物産生の機能性物質等が挙げられる。本発明の 1つの実施態様において、前記廃糖蜜からェ夕ノ —ルを生成する工程は、当業者に公知の方法で行うことができる。エタノール製造方法としては、廃糖蜜に酵母などの発酵性物を作用させてエタノールを生産させる方法がよく行われている。また発酵方法については、発酵微生物と廃糖蜜を所定の割合で添加し発酵させる回分式、発酵性微生物を固定化後、廃糖蜜を連続供給し発酵させる連続式などある。さらに、生成したエタノールを精製分離する方法として、蒸留法、膜分離法が知られている。

例えば下記のような方法で行うことができる（図 6及び 7 )。

1 ) 発酵性微生物：日本醸造協会酵母、例えば協会 7号（Saccharomyces cerevisiae 。 2 )発酵方法：アルギン酸カルシウムゲルに酵母を固定化し、発酵温度 10〜20°C で行う。生成したエタノールは蒸留および膜分離処理により分离製する。

3 ) 培養液：廃糖蜜を糖濃度 20%になるように希釈調整して用いる。

本発明の砂糖及びエタノールの製造方法の 1つの例の概略を図 8に示す。 . なお、工程のエネルギーを生成するために必要な搾り粕の量を超えて発生した余剰搾り粕については、当業者に公知な方法を用いて糖ィ匕することで、新たな発酵原料とすることができる。：

搾り粕の糖化工程は、例えば酸による加水分解、セルラ一ゼ等の酵素による糖ィ匕、高温高圧水によるカロ水分解等により行うことができる。具体的には、酸加水分解では、搾り粕を塩酸、硫酸等の酸に浸漬させて、搾り粕の主成分であるセルロースのグルコシド結合を開裂させることによりグルコースを得る。使用した酸は回収 '再利用する。セルラ一ゼによる酵素糖化では、例えば搾り粕を粉砕し、アル力リ処理等により前処理した後、セルラ一ゼを作用させて搾り粕の主成分であるセルロースをグルコースに変換する。高温高圧水によるカロ水分解では、例えば 300°C以上の亜臨界、超臨界状態の高温高圧の水中に搾り粕を導入し、搾り粕の主成分であるセルロースを分解し、グルコースを得る。

実施例 1 ：石 Φ糖及びエタノ一ルの製造

(圧搾工程）

刈り取ったサトウキビ（9 7 S— 1 3 3 ) の蔗茎部をカツ夕一（ナイフ 1 3〜 7 2枚、 3 7 5〜6 7 5 r pm) で 1 5〜3 0 c mに切断し、シュレッダ一で細裂化する。細裂ィ匕されたサトウキビを 3本 1組の 4重（1 2本）又は 5重（1 5 本）のミルロールで圧搾し、糖汁を搾り出す。搾出率をよくするために最終ロールに注水して 9 5〜 9 7 %の糖分を搾り出す。搾汁の糖度は B X 1 3〜 1 5である。次いで、ジュースヒ一夕一で糖汁を 8 0〜1 0 0 °Cに加熱し（加熱面積 4 m ²)ヽ石灰混和槽において、灰を添加して（ρ Η 7 · 6〜8 . 0、 0 . 0 7 % C a 0(対サトゥキビ))、不純物を石灰塩として沈殿させ (上澄液は濃縮工程に送る）、ォリバーフィル夕（回転数 6 r p m、ケーキ量 2〜 4 % (対サトゥキビ)、水洗量：ケーキの 150%、ケーキの糖分： 0. 8〜： L. 7%) で濾過して濾液を濃縮ェ程に送る。上澄液及び濾液を四重効用缶で、減圧化で連続的に蒸発濃縮を行い、搾汁を得る（Bx60)。

(結晶化工程）

砂糖晶析缶において、濃縮工程で得られた搾汁を少量ずつ（0. 5〜lkl) 吸引減圧下で加熱濃縮を繰り返し、一定の大きさの砂糖結晶を取り出す（Bx9 2〜93)。次いで、遠心分離機で一定量ずつ（200〜400リヅトル） Ϊ少糖結晶と廃糖蜜とに分離する（ 1200〜1500 rpm、 5〜10分間サイクル、下網 8メッシュ上網 0. 35)。

(エタノール製造工程）

純粋分離した酵母菌株（日本醸造協会 9号酵母）を前培養培地① （グルコース 2. 0% (wZv) Yeast Nitrogen Base (w/o： AA— AS) 0. 17 % (w 硫酸アンモニゥム 0. 5% (w/v)) を含む試験管に植菌し、 30°Cで 12時間振盪培養した（ 125 r pm)。次に、前培養培地②（グルコース 2. 0%

(w/v) Yeast Extract 1. 0% (w/v) Bacto Peptone 2. 0% (w/v)) を含む坂口フラスコ（容量 500 ml) に 2 X 10⁶ c e 1 iZmlとなるように酵母を植菌し、 30°Cで 6時間振盪培養し（ 125 r pm)、対数増期（4世代増殖後）の酵母を発酵用として採取した。

得られた酵母を 2 X 10⁷ c e 1 lZmlとなるように植菌して三角フラスコ中の 500 m 1発酵用培地に移し、 30 °Cでェ夕ノール発酵させた。結晶化工程で分離された廃糖蜜を糖濃度 10% (w/v) となるように調整し、発酵用培地とした。嫌気条件下で 3日間静置し、発酵させた。発酵終了後は、発酵液を 0. 45 m?し径のメンブランフィル夕一で濾過した後、ガスクロマトグラフ法によりエタノール濃度を測定した。エタノール 4 . 5 % (w/v) の発酵液が得られた。

実施例 2 ：多収性サトウキビ 9 5 GA— 2 7と従来種（サトウキビ普及品種）から得られる生成物量及びエネルギー計算

多収性サトウキビ 9 5 GA— 2 7と縣種（サトウキビ普及品種）から得られる粗糖及びエタノール生産量及びエネルギー生産量を結晶化回数を変えて計算した。 «例 1〜3は得られるバガスを全量燃焼した場合であり、実施例 4〜6は必要なエネルギー分だけバガスを燃焼し、残りのバガスは糖化後エタノ一ル生産に使用した場合であり、比較例 1〜3は得られるバガスを全量燃焼した場合である。計算結果を表 4に示す。

なお、それぞれの値は以下のようにして計算した。

( 1 )粗糖、エタノール及びバガス生産量

表 2に示したデ一夕を用いて、下記式に従って、粗糖、エタノール及びバガス生産量を計算した。

①粗糖生産量 [t/ha]

=·Ηゥビ謝 V»「t/h_a， X可製糖率 [%1χ圧搾効率 [%]？、 100—清澄化ロス [%] _χ結晶化収率 [%] X 100 -遠心ロス [%]

^ ^L； ^J 100 100 100 100 100 100—清澄化ロス [%] [%]

X loo-結晶 ¾化収率 [%] _χ X ιοο—遠 ₁₀心ロス

0

③廃糖蜜中の非可製糖量「t/hal

—サトウキビ量 IVhal X非可製糖率 [%]、く圧搾効率 [%] 100—清澄化ロス [%] _χ 100—遠心ロス [%]

ハ ' ^{1 V} 100 100 100 100

④エタノール生産暈「t/ha1

I— ^ = (廃糖蜜中可製糖量 [t/ha] X0.69[kL/t]+廃糖蜜中非可製糖量 [t/ha] X0.655 [kL/t])X 麵

CO

⑤パガス生成量「t/ha

= ^サトウ^キヒ単^ ¼j^収量-n / i

[t/ha] X 灘分含率 [%] X 水分含 100率 [%]

可製糖（スクロース）

1 mol(342g) 4mol(1 84g)

非可製糖（グルコース，フルクトース）

°6^12°6 2C.H₅OH + 2C0₂

1 mol(1 80g) 2mol(92g)

理論収量

可製糖 1 [g] エタノール 0.538 [g] = 0.690 [mL]

非可製糖 1 [g] エタノール 0.511 [g] =0.655 [mL]

表 2 計算に使ったデ一夕

( 2 ) バガスの燃焼エネルギー

バガスの燃焼エネルギーは図 9に示す理論的考察に基づいて計算した。得られたバガスの燃焼エネルギーは、蒸気量に関して、バガス 1トン当たり 1 . 8 5トンであり、発電量に関して、バガス 1トン当たり 7 4 kWhである。

( 3 )粗糖製造に必要なエネルギー

粗糖製造に必要な蒸気量は、「平成 1 3 Z 1 4年期さとうきび及び甘しや糖生産実績」（沖鑼県農林水産部）の 8 0ページの表のバガスと重油の燃料消費量から上記バガスの燃焼エネルギーの考察に基づいて、原料 1トン当たりの蒸気量として求めた。また、粗糖製造に必要な発電量は、「原料糖製造法」（山根獄雄著、精糖技術研究会発行）の 4 3ページに記載のデータに基づいて決定した。さらに、結晶化回数を 1回及び 2回に減らしたときの蒸気量及び発電量を、「原料糖製造法」（山根灘著、精糖技術研究会発行）の 4 1〜 4 3ページの表 2 · 1及ぴ表 2 · 3に示すデ一夕に基づいて計算した。すなわち、結晶化に関係する「煎糖、助晶、分蜜」の部分のエネルギーを 3分割して回数によって配分して計算した。得られた粗糖製造に必要な蒸気量及び発電量を表 3に示す。表 3 粗糖製造に必要なエネルギー

( 4 ) エタノール製造に必要なエネルギー

エタノール製造に必要な蒸気量及び発電量は、精糖産業の副産物—産業利用への導入一（日本分蜜糖工業会編）の 2 6 2ページの表 1 1に示される製造データ B、 C及び Dの平均から求めた。得られたエネルギーは、蒸気量に関して、エタノール I k L当たり 5 . 3 8トンであり、発電量に関して、エタノール l k L当たり 1 2 O kWhである。

実施例 4 実施例 5 実施例 6 さとうきび品種 95GA27

結晶化回数 (3回結晶化) (2回結晶化) (1回結晶化) 粗糖結晶化収率 [%] 95.4 87.5 71.7 単位収量 [t/ha] 162.5 乾物収量 Cdry-t/ha] 66.4 さとうきぴ品種の

品種特性可製糖率 [ ] 8.8

非可製糖率 [%] 3.6 繊維分率 [%] 20.5 粗糖生産量 [t/ha] 12.13 11.12 9.11 最終生産物量

エタノール生産量 [kL/ha] 5.05 6.00 7.44 バガス燃焼バガス生産量纖量） [t/ha] 55.96 54.18 53.80 エネルギーパガス燃焼による発生蒸気量 [t/ha] 103.53 100.23 99.53 供給量バガス燃焼発電量 [kWh/ha] 4141 4009 3981 蒸気使用量粗糖生産 [t/ha] 76.38 67.93 59.48 エタノール製造 [t/ha] 27.14 32.29 40.04 竃カ使用直粗糖生産 [kWh/ha] 2925 2714 2503 エタノール製造 [kWh/ha] 605 720 893 バガス燃焼総消費エネルギーに占める

エネルギーバガス蒸気貢献率 [%] 100 100 100 貝献率総消費エネルギーに占める

バガス発電電力貢献率 [%] 117 117 117

表 4 (続き)

表 4から分かるように、本発明の方法を用いることで、従来法に比べエタノール生産量が大きく増加しており、さらに従来法では、バガスの燃焼エネルギーから粗糖製造及びエタノール製造に必要なエネルギーのすべてを得ることはできなかったが、本発明の方法を用いることで、バガスの燃焼エネルギーから粗糖製造及びエタノ一ル製造に必要な蒸気量及び発電量のすべてを得ることができる。実施例 3 ：多収件サトウキビ 95 GA— 27を用いた粗糖及び廃糖蜜の製造（ラボスケール）

( 1 ) サトゥキビの圧搾 ·搾汁の清澄ィ匕

収穫後のサトウキビ（95GA—27) の蔗茎部約 3 kgをシュレッダ一で裁断後、 4重ミルロールで圧搾し、搾汁 2L (糖度 Bx= 15. 2) を得た。搾汁を 3 L三角フラスコに移し、ウォー夕一バスにて 70°Cまで加熱した後、 1. 0 0 g (搾汁重量に対して 0. 05%) の Ca (OH) ₂を添加して 30分間攪拌することにより不純物を沈殿させた。次いで、アングル口一夕型遠心分離機にて 8000 r pmで 10分間遠心分離し、上澄みの清澄化搾汁と沈殿物を分離した。 ( 2 ) 清澄化搾汁の濃縮 ·結晶ィ匕

上記で得られた清澄化搾汁を 3 L容の口一夕リ一エバポレ一夕一にてフラスコ内温 50°Cの吸引下（70〜1 1 OmmHg) で約 4時間濃縮し（蒸発水分量 170 OmL)ヽ約 30 OmLの濃縮シラップ（Bx = 80. 0) を得た。

(3) 濃縮シラップの結晶化

濃縮シラップに、種結晶として市販グラニュー糖（粒径 250〜500〃m) 50 gを添力！]し、フラスコ内温 50°Cの吸引減圧下（120mmHg) で約 4時間結晶化させた。

(4)粗糖と糖蜜の分離

上記で結晶化させた糖及び糖蜜の混合物を、 50〜 100 mメッシュの濾布を用いた有孔壁型遠心分離機にて 3000 rpm20分間遠心分離し、結晶化糖

(一番糖）と糖蜜（一番蜜）に分離した。回収した一番糖は一晩乾燥'放冷後、秤量し、種結晶添加量を差し引いて収量とした。

( 5 ) 糖蜜の再結晶化

上記で得られた糖蜜（一番蜜）に注水し、 Bx = 80に合わせた後（3) 及び（4 ) の作業を繰り返して二番糖及び二番蜜を得た。更にもう一度注水した後

( 3 ) 及び（4 ) の作業を繰り返して三番糖及び三番蜜（廃糖蜜）を得た。結晶化回数と粗糖収率の関係を図 1 0に示す。

図 1 0から明らかなように、粗糖収率は一番糖で約 7 0 %であり、一番糖と二番糖を合わせると約 9 0 %となる。

上記で得られた糖蜜（一番蜜，二番蜜）について、蔗糖残存率並びに発酵阻害物質である HMF (ヒドロキシメチルフルフラール）の生成量及び色度を測定し、法での廃糖蜜（三番蜜）と比較した。蔗糖残存率は、実施例 1の濃縮シロヅプに含まれる蔗糖量を 1 0 0 %として、各結晶化糖の収率を減じて算出した。 H MFについては、「シュガーハンドブック」（浜ロ栄次郎，桜井芳人監修、朝倉書店、 1 9 6 4 ) の 6 8 2ぺ一ジに記載の方法（波長 2 8 4〃mの吸光度と波長 2 4 5 mの吸光度の差を濃度既知の検量線から求める方法）で行った。色度は水に 3 0倍希釈した後、石英セルに入れ、比色計 ( E B C) を用いて測定した。結果を図 1 1及び図 1 2に示す。

図 1 1から結晶ィ匕回数が少ない方が蔗糖残存率が高く、これらをエタノール発酵原料とした場合にエタノ一ル収量が多くなることが分かる。

また、図 1 2から結晶化回数が少ない方が発酵阻害物質 HMF生成量及び色度が低下する。すなわち、結晶ィ匕回数の少ない糖蜜を使う方が良好な発酵を示し、且つ、製造後の排水の着色の問題が軽減されることが分かる。

(産業上の利用の可能性）

本発明の製造方法は、搾り粕を燃焼して得られるエネルギーから、本発明の製造工程のすべての工程で必要とされるほとんどのエネルギーを得ることができる。また、砂糖生産量の減量を招くことなく有用物質、例えばエタノールを製造することができる。サトウキビ原料から砂糖とエタノールとを単一のシステムで製造するために、砂糖及びエタノ一ルをエネルギー的に効率よく製造することができる。

砂糖の結晶化回数を減らすことができるため、メイラ一ド反応生成物の生成を低減することができ、その結果、着色を防止し、発酵阻害物質（フルフラール等）の生成を低減することができる。また、石少糖の結晶化回数を減らすことにより、廃糖蜜の発酵原料用途としての問題である糖に対する塩濃度の濃縮（特開昭

7 - 5 9 1 8 7号公報に記載される問題点）も低減でき、耐塩性を持たない発酵性微生物でも利用できるようになる。

Claims

請求の範囲

1 . (a) サトウキビから搾汁及び搾り粕を生成する工程と、

(b)前記搾汁から砂糖及び廃糖蜜を生成する工程と、

前記サトウキビの庶茎部に 1 5質量％以上の繊維分を含有し、かつ、単位面積当たりの乾物収量が 4 0 t Zh a/ e a r以上であり、

前記搾り粕を燃焼して得られるエネルギーから前記製造方法のすべての工程で必要とされるエネルギーの 9 0 %以上を得ることを特徴とする前記方法。

2 . 単位面積当たりの乾物収量が 6 5 t a/y e a r以上である、請求項 1 記載の方法。

3 . 前記工程（c) が工程 (b) より得られる廃糖蜜からエタノールを生成するェ程である、請求項 1又は 2に記載の方法。

4 . 工程 (b) において行われる砂糖の結晶ィ匕工程が 2回以下である、請求項 1 〜 3のいずれか 1項に記載の方法。

5 . 工程 (b) において行われる砂糖の結晶化工程が 1回である、請求項 4に記載の方法。

6 . 記搾り粕を燃焼して得られるエネルギーから前記製造方法のすべての工程で必要とされる消費エネルギーの 9 5 %以上を得る請求項：！〜 5のいずれか 1項 (こ記載の方法。