WO2017175833A1 - バイオマス資源からエタノールを製造する装置及びバイオマス資源からエタノールを生産する方法 - Google Patents

バイオマス資源からエタノールを製造する装置及びバイオマス資源からエタノールを生産する方法 Download PDF

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fermentation
fermentation culture
tank
culture tank
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中越パルプ工業株式会社
田中　裕之
星野　一宏
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中越パルプ工業株式会社
国立大学法人富山大学
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    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
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    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing ethanol from biomass resources and a method for producing ethanol from biomass resources.
  • the ethanol separation step can separate ethanol from the liquid component separated in the solid-liquid separation step which is the previous step. It is disclosed.
  • the present invention suppresses an increase in the concentration of ethanol in the medium during saccharification and fermentation, and implements the distillation step without transferring impurities such as raw materials and bacterial cells to the distillation apparatus and without killing the bacterial cells.
  • the purpose is to provide technology that can be used.
  • the inventor of the present invention has paid attention to the feature that when ethanol fermentation is performed using a microorganism capable of producing ethanol that can be cultured under aerobic conditions, part of the produced ethanol volatilizes.
  • a microorganism capable of producing ethanol that can be cultured under aerobic conditions
  • part of the produced ethanol volatilizes.
  • water vapor containing ethanol is discharged out of the fermentation culture tank system, and dissolved in a solution in a collection tank provided outside the fermentation culture tank. It has been found that a solution containing ethanol that does not contain impurities such as cells is obtained.
  • an ethanol production apparatus is discharged from a fermentation culture tank for saccharification and fermentation of biomass resources, a supply port that can feed gas to the fermentation culture tank, and a fermentation tank. And a recovery tank for recovering ethanol discharged from the recovery pipe.
  • the ethanol production method is discharged from the fermentation culture step of saccharification and fermentation of biomass resources, the distillation step of distilling the gas discharged from the fermentation culture tank, and the exhaust step. And a recovery step for recovering the gas.
  • the produced ethanol can be recovered outside the fermentation culture tank system without expanding the product inhibition to the fermentation microorganisms by the produced ethanol.
  • the present invention is a method for carrying out a distillation step without suppressing an increase in the concentration of ethanol in a medium during saccharification fermentation and transferring impurities to a distillation apparatus, and an apparatus for realizing the method.
  • the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Note that the descriptions of materials, methods, and numerical ranges described in this specification are not intended to be limited to the materials, methods, and numerical ranges, and other materials, methods, and numerical ranges are not intended. It does not exclude the use of such as.
  • an apparatus A for producing ethanol from biomass resources includes a fermentation culture tank 1, a recovery pipe 2 that transfers volatilized ethanol generated in the fermentation culture tank, and a recovery pipe 2.
  • the top surface structure of the fermentation culture tank 1 will be described with reference to FIG.
  • a sample inlet 5 On the top of the fermentation culture tank, there are provided a sample inlet 5, an air supply / supply port 6, a fermentation steam outlet 7, and a stirrer installation port 8 for inputting a material as a substrate.
  • the sample inlet 5 is provided with an openable / closable lid (not shown) provided with an inspection window (not shown).
  • a device for continuously supplying the substrate quantitatively can be installed in the sample inlet 5 (not shown).
  • An air supply supply pipe (not shown; hereinafter referred to as an air supply pipe) is connected to the air supply port 6 via an air pump (not shown).
  • the length of the air supply pipe is not particularly limited as long as the air supply port of the air supply pipe is below the surface of the fermentation culture solution in the fermentation culture tank 1, but it is preferably closer to the bottom surface.
  • the fermentation outlet 5 is connected to the recovery pipe 2.
  • a stirring blade 9 is installed together with a stirrer pump (not shown).
  • the said air pump can use various commercially available air pumps, and if it is a pump which can supply air, it will not be restrict
  • the stirring blade 9 various commercially available stirring blades can be used.
  • connection port 11 provided on the upper side surface of the fermentation culture tank 1 and the bottom 12 of the fermentation culture tank 1 are connected using a circulation pipe 14 via a pump 13 and a cyclone cleaner 19. Further, the pump 13 and the circulation pipe 14 are connected via an outlet 15.
  • the pump 13 as a circulation means, circulating the fermentation broth, and using a cyclone cleaner 19 installed in the middle of the circulation pipe 14, the fermentation broth is separated into a solid and a solution such as a broth. To do.
  • the solid residue is discharged to the sludge pot 20 through a pipe connected to the cyclone cleaner 19.
  • a solution such as a culture solution is returned to the fermentation culture tank 1 from the connection port 11.
  • a slit screen or the like can be installed to collect filamentous fungi and the like.
  • the solid-liquid component separation unit is a device that can perform solid-liquid separation on the circulation pipe 14, the device used for the solid-liquid component separation unit is not particularly limited. Furthermore, even if it is not on the circulation piping 14, it may be an apparatus that can be separated into a solid and a liquid via a pump after being once collected in a tank or the like.
  • a heat insulating jacket 9 is provided to cover the entire lower side surface.
  • a solvent having a desired temperature is passed through the heat insulation jacket 10 to adjust the temperature in the fermentation culture tank.
  • This temperature may be any temperature at which microorganisms can grow and can be fermented with ethanol, and the higher the temperature in the fermentation culture tank, the better the ethanol evaporative separation efficiency.
  • a pipe 17 provided with a full cone nozzle 16 at the tip is installed from the connection port 11 toward the inside of the fermentation culture tank 1. At this time, the mist-like culture solution can be sprayed from the circulating culture solution filling cone nozzle 16 to be defoamed. Thereby, ethanol fermentation can be carried out continuously.
  • the length of the pipe 17 is substantially equal to the radius of the fermentation culture body.
  • the sample outlet 15 can also be used as a connection for sending air or water. Therefore, water can be supplied from the sample outlet 15, and mist-like water can be supplied to the inside of the fermentation culture tank from the full conical nozzle 16 installed at the approximate center of the inside of the fermentation culture tank 1.
  • the spray shape of the full cone nozzle 16 is not limited to the full cone, and any shape can be used as long as the bubbles in the fermentation culture tank can be efficiently removed.
  • FIG. It consists of a substantially semicircular arc-shaped pipe 24 connected to the reduce 23 and a cooling pipe 25 and a pipe 28 (not shown) provided with a jacket for allowing cooling water to flow therethrough.
  • the exhausted gas containing ethanol is liquefied in the cooling pipe 25.
  • the cooling pipe 25 can be cooled by various cooling means, and is not necessarily cooled.
  • FIG. 2 One mode of the collection basket 2 is shown in FIG. It consists of a cooling pipe 26 provided with a jacket for passing cooling water connected to the reduce 23, a substantially semicircular arc-shaped pipe 27 and a pipe 28 (not shown).
  • the cooling efficiency of the ethanol can be improved by cooling the water / ethanol mixed liquid and returning the water into the fermentation culture tank in the cooling pipe 26.
  • the cooling pipe 26 can be cooled by various cooling means, and is not necessarily cooled.
  • FIG. 8 shows the positional relationship between the collection tank 3 and the pipe 28.
  • the tip of the pipe 28 connected to the collection tank 2 is near the lower part of the collection tank 3.
  • the position of the tip of the pipe 28 is not particularly limited, but may be a height at which the tip of the pipe 28 is immersed in the solvent charged into the collection tank 3.
  • the solvent used may be anything that dissolves ethanol, but is preferably water.
  • the method of recovering ethanol is not limited to this method, and a method of charging it into a tank of a distillation facility such as a general-purpose distillation tower may be used.
  • the method for producing ethanol from biomass resources according to the present invention comprises steps 1 to 4 or steps 1 to 5.
  • Step 1 is a fermentation culture process. That is, it is a step of supplying biomass resources containing a lignocellulosic system such as paper sludge to the fermentation culture tank 2, saccharifying and fermenting it.
  • the raw material used by this technique is not limited to the said biomass resource, The molasses obtained from corn, sugarcane, etc. can be used.
  • the simultaneous saccharification and fermentation process (SSF) or the simultaneous saccharification and fermentation process (CBP) can be employed for the fermentation culture step according to the present embodiment.
  • a microorganism and an ethanol production medium are supplied and cultured at a temperature of 28 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher.
  • a pre-culture step Prior to the fermentation culture step, a pre-culture step can be performed.
  • the pre-culture process is a process for increasing the number of bacteria by adding bacteria to the medium prior to the fermentation culture process. Moreover, you may implement the process which adds a culture medium in steps and / or continuously and increases a culture medium solution as needed. By carrying out this step, the production rate of ethanol can be improved.
  • the culture liquid thrown into a fermentation culture tank can be prepared as needed, and the amount of inoculations (bacteria body charge amount) can also be prepared. By doing in this way, the production amount of ethanol, the speed
  • the fermentation broth is subjected to solid-liquid separation.
  • the fermentation broth discharged from the bottom 12 of the fermentation culture tank 1 is transferred to the cyclone cleaner 19 via the circulation pipe 14 using the pump 13.
  • the cyclone cleaner 19 performs solid-liquid separation, and the solid residue during fermentation culture is discharged to the sludge pot 20.
  • the liquid content in the fermentation culture liquid is transferred to the connection port 11 via the circulation pipe 14 and returned to the fermentation culture tank 1.
  • the solid-liquid separation of the fermentation broth can be performed at an arbitrary timing.
  • Microorganisms having the ability to produce ethanol used in the present invention are heat-resistant ethanol-fermenting filamentous fungi such as fungi and mushrooms. Specific examples include the genus Mucor, Rhizomucor, Rhizopus, basidiomycetous Scizophillum, and incomplete bacteria. Examples of microorganisms that can be used in the simultaneous saccharification and fermentation process (SSF) include the following microorganisms.
  • microorganisms can be used alone or in combination.
  • the saccharifying enzyme such as cellulase used at the same time is not particularly limited, and a commercially available saccharifying enzyme such as a cellulase agent can be used. Moreover, a saccharifying enzyme can also be mixed and used suitably.
  • Examples of heat-resistant ethanol-fermenting filamentous fungi that can be used in the simultaneous saccharification and fermentation process (CBP) include the following microorganisms. Mucor circinelloides, Rhizomucor pusillus, Rhizopus microspores, Schizophyllum commune Among these microorganisms, those currently deposited are as follows and can be used in the present invention.
  • any strain such as a wild strain, a mutant strain, or a recombinant strain derived from a genetic technique such as cell fusion or genetic manipulation can be suitably used.
  • these microorganisms can be used individually or in mixture. These microorganisms can also secrete and produce saccharifying enzymes such as cellulase.
  • the biomass resources include wood, paper, waste paper, fiber, wood pulp, non-wood pulp, paper sludge, cellulose-containing rice straw, rice husks, weeds, fallen leaves, seaweed, teacups, coffee cakes, and other food residues, papermaking Any kind of industrial waste such as sludge, waste containing a cellulose component may be used. Of course, anything containing glucose may be used, and molasses such as corn and sugarcane that are generally used may be used. Further, these residues may be used. In the case of using microorganisms capable of fermenting organic substances such as cellulose, hemicellulose, lignin, various proteins, and chitin, not limited to sugars, these can be used as raw materials.
  • paper sludge in which the content of various inorganic components such as calcium carbonate is reduced by water washing method, acid treatment method, alkali method, alkali / acid treatment method or the like can also be used.
  • acid treatment method alkali method
  • the sugar content in the paper sludge can be improved, and inorganic components and the like that are fermentation inhibitors can be removed to contribute to efficient ethanol fermentation.
  • a liquid medium suitably containing a nitrogen source, inorganic salts, and, if necessary, organic micronutrients such as amino acids and vitamins in addition to the aqueous sugar solution is preferably used.
  • Nitrogen sources include ammonia gas, aqueous ammonia, ammonium salts, urea, nitrates, and other supplementary organic nitrogen sources such as oil cakes, soybean hydrolysates, casein degradation products, other amino acids, vitamins, Waste molasses, yeast or yeast extract, meat extract, peptides such as peptone, various fermented cells and hydrolysates thereof are used.
  • inorganic salts phosphates, magnesium salts, calcium salts, iron salts, manganese salts, and the like can be appropriately added. It is not limited to the above, and any microorganism can be used as long as it can maintain and improve the viability and productivity of microorganisms.
  • Step 2 is an air supply process.
  • the air feeding step is a step of feeding air into the fermentation culture tank using an air pump or the like.
  • ethanol fermentation is performed under aerobic conditions, and thus such a process can be performed.
  • the ethanol generated and volatilized in Step 1 can be discharged out of the fermentation culture tank system.
  • it can prevent that the ethanol concentration in a culture solution rises and the production
  • Step 3 is the first distillation step. That is, it is a step of liquefying ethanol contained in the gas discharged from the fermentation culture tank using the recovery tube 2. By this step, ethanol generated in the fermentation culture tank can be recovered outside the fermentation culture tank system. Generally, when distilling after recovering from a fermenter to a distillation tank, yeast and microorganisms are killed and killed by heat during distillation, but in the above method, vaporization directly from the fermentation culture tank at a temperature of 50 ° C. or less Therefore, it can be used repeatedly without killing microorganisms.
  • Step 4 is a recovery process. That is, it is a step of dissolving the ethanol obtained in Step 3 in the solvent prepared in the recovery tank. Moreover, since this process is a process aiming at dissolving ethanol in a solvent, the number of the collection tanks to be used is not particularly limited. By this step, ethanol produced in the fermentation culture tank can be recovered as an ethanol solution outside the system. Moreover, the amount of ethanol recovered can be increased by using a plurality of recovery tanks. Moreover, you may collect
  • Step 5 is the second distillation step. That is, the ethanol solution obtained in the step 4 is finally distilled. Ethanol can be obtained through such steps.
  • a method by distillation is adopted, but it may be separated into a solvent extraction method, a separation membrane or the like instead of distillation. It is understood that a step for further concentrating the obtained ethanol is also included in the second distillation step.
  • the steps 1 to 4 can be continuously performed. That is, it is possible to continuously produce an ethanol solution by continuously adding the biomass resources and culture solution as raw materials and continuously performing the fermentation culture process, the air feeding process, the first distillation process, and the recovery process. it can.
  • the steps 1 to 5 can be performed continuously. That is, by continuously performing the fermentation culture process, the air supply process, the first distillation process, the recovery process, and the second distillation process, it is possible to continuously operate ethanol fermentation. Further, the distillation residual water in the second distillation step can be reused when the paper sludge is alkali-treated or acid-treated, or in the fermentation culture step.
  • Example 1 Measurement of ethanol concentration in fermentation culture tank
  • Distilled water containing 50 g / L ethanol was used as a model culture to evaporate ethanol from a 1 L aerated and stirred bioreactor, and changes in ethanol concentration in the culture solution under various conditions were investigated.
  • the ethanol concentration in the culture solution was sampled at a predetermined time, and quantified using high performance liquid chromatography (Shimadzu Corporation LC-10 System) by the following measurement method (in the present invention, ethanol was measured by this measurement method). Carried out.) Evaporation experiments were conducted at a culture temperature of 28, 40, 45, and 50 ° C under conditions of aeration air volume of 0.2 VVM.
  • Example 2 Measurement of ethanol concentration in the collection tank
  • distilled water containing 50 g / L ethanol was used as a model culture
  • ethanol was evaporated from a 1 L aerated and stirred bioreactor
  • changes in the ethanol concentration in the recovery tank under various conditions were investigated.
  • Evaporation experiment tests were conducted at a culture temperature of 28, 40, 45, and 50 ° C under the condition of aeration air amount of 0.2 VVM.
  • Example using reaction culture tank A culture experiment using ⁇ -cellulose as a model substrate was performed.
  • 10 L of water was put into a 20 L tank as a collection tank, and Air exhausted directly from the culture tank was bubbled there.
  • Culturing was performed at 40 ° C. using a heat-resistant ethanol filamentous fungus with an aeration air amount of 0.2 VVM, and ethanol in the collected solution was measured every 24 hours.
  • the content of glucose and ethanol in the fermentation culture tank was measured at every same interval.
  • FIG. 12 shows the result of the concentration of ethanol in the collected liquid
  • FIG. 13 shows the measurement result of glucose and glucose in the fermentation culture tank.
  • the aeration air amount was set to 0.2 VVM, but it was found that the aeration gas amount needs to be optimized because ethanol still remains in the culture solution.
  • Example 4 (Effect on the amount of yeast extract added to ethanol fermentation) Using heat-resistant ethanol-fermenting filamentous fungi, culture was performed at 100 g / L with paper sludge at 40 ° C. for 72 hours.
  • Example 5 (Effect of ethanol fermentation on added amount of molasses as a substitute for yeast extract)
  • molasses such as corn steep liquor
  • the molasses was used in place of the yeast extract used as a medium component as a nitrogen source, and the other conditions were all cultured under the same conditions as in Example 4.
  • FIG. 15 shows the result.
  • yeast extract is added, ethanol of 20 ⁇ g / L or more can be produced with an addition amount of 1 g / L or more, while about 25 g / L of ethanol can be produced with the addition of 2 g / L of molasses. found.
  • Example 6 (Ethanol production using pretreated PS) A substrate with CO 2 in contact with PS for 1 hour or longer and treated with acid (hereinafter referred to as treated PS) and PS without acid treatment (hereinafter referred to as untreated PS) was used as a control. In the simultaneous saccharification and fermentation process, ethanol was produced. Ethanol production was carried out for 120 hours with an inoculum amount of 1.25 mL, a culture deposit of 25 L, a culture temperature of 40 ° C. and an aeration air amount of 0.1 vvm, and the amount of ethanol was measured.
  • FIG. 16 shows the ethanol measurement results.
  • the ethanol production amounts after 120 hours for untreated PS and treated PS were 13.5 g / L and 26.5 g / L, respectively. From this result, it was proved that ethanol can be produced using PS as a substrate. It has also been proved that the production of ethanol can be increased by using acid-treated PS as a substrate.
  • Example 7 Continuous ethanol production using paper pulp
  • An ethanol production apparatus in which a distiller was installed in a 100 L fermentation tank was prepared, and a culture solution obtained by performing the pre-culture process for 24 hours was put into the 100 L fermentation tank.
  • the batch culture process was carried out for 24 hours at an inoculum volume of 2.5 L, a culture volume of 50 L, a culture temperature of 40 ° C., and an aeration air volume of 0.1 vvm, and then a continuous culture process.
  • the substrate dilution rate is 0.04h -1
  • the substrate supply rate is 0.20 wet-kg / h
  • the culture solution supply rate is 1.8 to 2.0 L / h.
  • the amount of ethanol recovered was measured.
  • FIG. 17 shows the ethanol measurement results in the distillation tank
  • FIG. 18 shows the integrated amount of recovered ethanol. According to Tables 8 and 9, the steady state was obtained at a culture time of 72 hours to 144 hours. In addition, 2.68 kg of ethanol could be produced from the input pulp 14.4 wet-kg.

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Abstract

【課題】糖化発酵中における培地中のエタノールの濃度上昇を抑え、原料や菌体などの不純物を蒸留装置に移すことなく、蒸留工程を実施することができる技術を提供する 【解決方法】 本発明のエタノール製造装置は、バイオマス資源を糖化発酵する発酵培養槽と、 前記発酵培養槽へ気体を送気することのできる供給口と、 前記発酵培養槽から排出された気体を液化する回収管と、 前記回収管から排出されたエタノールを回収する回収槽とを有する。本発明のエタノール製造装置を用いて、バイオマス資源を糖化発酵する発酵培養工程と、 発酵培養槽から排出された気体を蒸留する蒸留工程と、前記排気工程から排出された気体を回収する回収工程を実施する。

Description

バイオマス資源からエタノールを製造する装置及びバイオマス資源からエタノールを生産する方法
本発明は、バイオマス資源からエタノールを製造する装置及びバイオマス資源からエタノールを生産する方法に関する。
近年、化石燃料の使用量の抑制を実現させる取り組みとして、穀物等から微生物の発酵によってエタノールを製造するバイオエタノールが注目されている。その生産技術として種々のプロセスが研究、発表されている。
しかしながら、現在、食料穀物（例えば、トウモロコシ、サトウキビ等）からのバイオエタノール等の増産が行われているが、これにより、食物価格の高騰を招いており、経済活動を不安定にする遠因ともなっている。さらに、これらは、人類の食物でもあるから競合し、社会問題となっている。そこで、セルロース含有バイオマス（例えば、稲わら、麦わら、などの草本系バイオマス、また樹木、廃建材などの木質系バイオマス）や産業廃棄物からのエタノール生産が重要な技術開発となっている。
下記文献１に、バイオマス原料を含む原料懸濁液を糖化発酵処理してエタノールを製造する方法において、エタノール分離工程では、前工程である固液分離工程で分離された液体分からエタノールを分離できる旨開示されている。
特開２０１５－２７２８５
しかしながら、前記特許文献１に記載された方法では、培養終了後の培養液を取り出し、固液分離したうえで、蒸留工程を行う必要がある。これは、エタノール発酵工程を、嫌気条件下で、かつ温度を30℃以下にして行うため、生成したエタノールが培養終了後も培地中に存在するからである。このような発酵工程においては、発酵が進み、培地中のエタノール濃度が高くなるにつれ、発酵微生物への生成物阻害が拡大し、発酵微生物によるエタノール生成が停止してしまう。また、その生成されたエタノールにより発酵微生物が死滅してしまうという問題があった。さらに、蒸留工程中に発酵微生物が死滅してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、糖化発酵中における培地中のエタノールの濃度上昇を抑え、原料や菌体などの不純物を蒸留装置に移すことなく、かつ、菌体を死滅させることなく、蒸留工程を実施することができる技術を提供することを目的とする。
本発明の発明者は、好気条件下で、培養することが可能なエタノール生成能を有する微生物を用いアルコール発酵を実施すると、生成されたエタノールの一部が揮発するという特徴に着目した。この揮発したエタノールを発酵培養液中へ空気を通気することによりエタノールを含む水蒸気を発酵培養槽系外に排出し、発酵培養槽外に設けた回収槽中の溶液に溶解させることで、原料や菌体などの不純物を含まないエタノールを含有した溶液を得ることを見出した。
本発明の一態様によれば、エタノールの製造装置は、バイオマス資源を糖化発酵する発酵培養槽と、 前記発酵培養槽へ気体を送気することのできる供給口と、 前記発酵培養槽から排出された気体を回収する回収管と、 前記回収管から排出されたエタノールを回収する回収槽とを有することを要旨とする。
また、本発明の一態様によれば、エタノールの製造方法は、バイオマス資源を糖化発酵する発酵培養工程と、発酵培養槽から排出された気体を蒸留する蒸留工程と、前記排気工程から排出された気体を回収する回収工程とを有することを要旨とする。
本発明によれば、生成されたエタノールによる発酵微生物への生成物阻害を拡大することなく、生成されたエタノールを発酵培養槽系外で回収することができる。
本願発明に係る全体の概略図 発酵培養槽の平面図である。 本願発明に係るエタノールを製造する装置の平面図である。 本願発明に係るエタノールを製造する装置の正面図である。 本願発明に係るエタノールを製造する装置の右側面図である。 本願発明に係る回収管の一態様である。 本願発明に係る回収管の一態様である。 本願発明に使用する回収菅と回収槽の一態様である。 本願発明に係る工程図である。 実施例１についての結果を示したものである。 実施例２についての結果を示したものである。 実施例３についての結果を示したものである。 実施例３についての結果を示したものである。 実施例４についての結果を示したものである。 実施例５についての結果を示したものである。 実施例６についての結果を示したものである。 実施例７についての結果を示したものである。 実施例７についての結果を示したものである。
本発明は、糖化発酵中における培地中のエタノールの濃度上昇を抑え、不純物を蒸留装置に移すことなく、蒸留工程を実施する方法及びそれを実現するための装置である。
以下、添付の図面を参照しながら本発明をさらに詳しく説明する。なお、本明細書に記載される材料、方法及び数値範囲などの説明は、当該材料、方法及び数値範囲などに限定することを意図したものではなく、また、それ以外の材料、方法及び数値範囲などの使用を除外するものでもない。
図１に示すように、本実施形態のバイオマス資源からエタノールを製造する装置Aは、発酵培養槽１と、発酵培養槽中で生成され、揮発したエタノールを移送する回収管２と、回収管２によって移送された揮発されたエタノールを溶媒に溶解し回収する回収槽３と、回収槽３で溶液中にエタノールを溶解させたエタノール溶液を蒸留する蒸留器４とを備えている。
また、回収槽３は複数用いて、これらを直線的或いは放射状に前期回収管を用いて接続することも可能である（図示せず）。このようにすることによって、回収するエタノール量を増加させることができる。また、必要に応じて蒸留器４にエタノールを濃縮するための濃縮塔（図示せず）、エタノールを脱水するための脱水膜工程を行う装置を設置してもよい。
図２を用いて発酵培養槽１の天面構造について説明する。発酵培養槽の天面には、基質である資料を投入する試料投入口５と送気供給口６と、発酵蒸気出口７と攪拌機設置口８が設けられている。前記試料投入口５は、点検窓（図示せず）を備えた開閉可能な蓋（図示せず）を備えられる。また、前期試料投入口５には、基質を連続的に定量供給するための装置を設置することもできる（図示せず）。前記送気供給口６には、送気供給用配管（図示せず。以下、送気配管という。）がエアーポンプ（図示せず）を介して接続される。送気配管の送気口が発酵培養槽１中の発酵培養液面より下にあれば、送気配管の長さは特に制限されないが、底面に近い方が好ましい。前記発酵上記出口５は、回収管２と接続される。攪拌機設置口８には、攪拌羽９が攪拌機用ポンプ（図示せず）と共に設置される。
ここで、前記エアーポンプは、市販の各種エアーポンプを使用することができ、エアーを供給することができるポンプであれば特には制限されない。また、撹拌羽９は、市販の各種撹拌羽を使用することができる。
発酵培養槽１の構造について図３～図５を用いて説明する。
発酵培養槽１の上部側面に設けられた接続口１１と発酵培養槽１の底部１２とは、ポンプ１３及びサイクロンクリーナー１９を介し、循環配管１４を用いて連結される。また、ポンプ１３と循環配管１４とは、取出口１５を介して接続される。
循環手段としてポンプ１３を使用し、発酵培養液を循環し、循環配管１４の途中に設置されたサイクロンクリーナー１９を使用して、発酵培養液を固形分と培養液等の溶液とに固液分離する。固形分残渣は、サイクロンクリーナー１９に接続された配管を介して、スラッジポット２０に排出される。一方、培養液等の溶液は、接続口１１から発酵培養槽１へ戻される。また、サイクロンクリーナー１９に加えて、スリットスクリーン等を設置して糸状菌等を回収することもできる。なお、固液分分離手段として、循環配管１４上で、固液分離できる装置であれば、その固液分分離手段に用いる装置は特には制限されない。さらに、循環配管１４上でなくとも、一度タンクなどに回収した後に、ポンプを介して固液分離できる装置でもよい。
発酵培養槽１の下部側面には、下部側面全体を覆う保温ジャケット９を設けている。保温ジャケット１０に所望の温度の溶媒を通液し、発酵培養槽内の温度調整を行う。この温度は微生物が生育しエタノール発酵できる温度であれば良く、発酵培養槽内の温度が高いほどエタノールの蒸発分離効率が向上する。
また、前記接続口１１から発酵培養槽１の内部に向かって、先端に充円錐ノズル１６を備えた配管１７が設置される。このとき、循環培養液充円錐ノズル１６から霧状の培養液を霧状にして吹き付け、消泡することができる。これにより、エタノール発酵を連続して実施することが可能となる。前記配管１７の長さは、発酵培養本体の半径に略等しい。また、前記試料取出口１５は、エアーや水を送る接続部としての利用も可能である。したがって、前記試料取出口１５より水を供給し、発酵培養槽１の内部略中央に設置される前記充円錐ノズル１６から霧状の水を発酵培養槽内部に供給することもできる。前記充円錐ノズル１６の噴霧形状は充円錐に限らず、発酵培養槽内の泡が効率良く消泡出来るものであればよい。
回収菅２の一態様を図６示す。リデュース２３に接続された略半円弧状の配管２４と冷却水を通液させるジャケットを備えた冷却管２５及び配管２８（図示せず）とからなる。発酵培養槽１で、排出されたエタノールを含む気体を前記冷却管２５内で、液化する。なお、冷却管２５は、各種の冷却手段で冷却することができ、また、必ずしも、冷却する必要はない。
回収菅２の一態様を図７示す。リデュース２３に接続された冷却水を通液させるジャケットを備えた冷却管２６と略半円弧状の配管２７及び配管２８（図示せず）とからなる。本回収管２の態様においては、冷却管２６において、水・エタノール混合液を冷却して水を発酵培養槽中に戻すことにより、エタノールの回収効率を向上させることができる。なお、冷却管２６は、各種の冷却手段で冷却することができ、また、必ずしも、冷却する必要はない。
図８に回収槽３と前記配管２８との位置関係を示す。回収菅２に接続された配管２８の先端が回収槽３の下部付近にある。配管２８の先端の位置については特に制限されないが、配管２８の先端が回収槽３に投入した溶媒に浸す高さにあればよい。本実施形態のエタノール製造装置において、用いられる溶媒は、エタノールを溶解させるものであればよいが、好ましくは水である。さらに、エタノールの回収方法はこの方法に限定されず、汎用の蒸留塔などの蒸留設備のタンクに投入する方法でもよい。
次に、エタノール製造装置Aを使用したエタノール製造方法について図６等を用いて説明する。本発明に係るバイオマス資源からエタノールの製造方法は、ステップ１?ステップ4又はステップ1～ステップ5からなる。
ステップ１は、発酵培養工程である。すなわち、発酵培養槽２にペーパースラッジ等のリグノセルロース系を含有するバイオマス資源を供給し、これを糖化し、発酵する工程である。また、本技術で用いる原料は上記バイオマス資源に限定されず、とうもろこしやサトウキビなどから得られる糖蜜なども使うことができる。なお、本実施形態に係る発酵培養工程は、同時糖化発酵プロセス（SSF）若しくは糖化発酵同時プロセス（CBP）を採用することができる。その後、微生物及びエタノール生産培地を供給し、２８℃以上の温度、より好ましくは４０℃以上の温度で培養する。発酵培養液を４０℃以上とすることによって、エタノールが発酵培養槽内に気体として存在する量が増加する。
前記発酵培養工程に先立ち、前培養工程を実施することができる。前培養工程とは、発酵培養工程に先立ち、培地へ菌を入れて菌数を増やす工程である。また、必要に応じて、段階的に及び／又は連続的に培地を追加し、培地溶液を増加させる工程を実施してもよい。この工程を実施することによって、エタノールの生産速度を向上させることができる。
また、発酵培養槽に投入する培養液を必要に応じて調製し、植菌量（菌体仕込量）を調製することもできる。このようにすることによって、エタノールの生産量、エタノールを生産する速度及びエタノール生産コストを調整することができる。
また、前記発酵培養工程において、発酵培養液の固液分離を行う。これは、以下のように行う。ポンプ１３を使用して前記発酵培養槽１の底部１２から排出された発酵培養液を循環配管１４を介してサイクロンクリーナー１９に移送する。次いで、サイクロンクリーナー１９において、固液分離を行い、発酵培養中の固形分残渣は、スラッジポット２０に排出される。一方、発酵培養液中の液体分は、循環配管１４を介して接続口１１に移送されて、発酵培養槽中１に戻される。また、係る発酵培養液の固液分離は任意のタイミングにて実施することができる。
本発明で使用する、エタノールを生成する能力を有する微生物は、ケカビおよびキノコなどの耐熱性エタノール発酵糸状菌である。具体的には、接合菌門のムコール（Mucor）属、リゾムコール（Rhizomucor）属及びリゾプス属（Rhizopus）、担子菌門のシゾフィルム属(Scizophillum)及び不完全菌等が挙げられる。
同時糖化発酵プロセス（SSF）で使用することができる微生物として、以下の微生物が挙げられる。
Mucor ambiguous, Mucor circinelloides, Mucor fragilis, Mucor hiemalis, Mucor inaequisporus, Mucor oblongiellipticus, Mucor racemosus, Mucor recurves, Mucor satuminus, Mucor subtilissmus, Rhizomucor pusillus, Rhizopus azygosporus, Rhizopus microspores, Rhizopus oryzae, Rhizopus stolonifera,　Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, Schizophyllum commune, Fusarium oryzae, Trichoderma ressei
これらの微生物のうちで、現在寄託されているものには以下のようなものがあり、本発明に利用することができる。
Mucor ambiguous NBRC 6742
Mucor circielloides NBRC 4554, 4569, 4570, 4574, 5382, 5774, 5775, 30470, 31398,　 4563, 5398, 6746
Mucor fragilis　 NBRC 6449, 9402
Mucor hiemalis NBRC 5303, 5834, 8448, 8449, 8565, 8567, 6753, 6754
Mucor inaequisporus NBRC 8624, 8635, 8636 
Mucor oblongiellipticus NBRC 9258
Mucor racemosus NBRC 4555, 4556, 4581, 5403, 6745, 9255
Rhizopus azygosporus NBRC 31989
Rhizopus microspores NBRC 4737, 4768, 30499, 31988, 32995, 32996, 8631, 31987, 32002, 32003, 32997
Rhizopus oryzae NBRC 4705, 4706, 4707, 4716, 4744, 4758, 4766, 4772, 4780, 4783, 4785, 4798, 4804, 4809, 5318, 5319, 5378, 5379, 5380, 5413, 5414, 5418, 5440, 5780, 5781, 6154,　6155, 6300, 9364, 30795, 31005
Rhizopus stlonifera NBRC 32998, 4781, 5411, 6188, 30816
これらの微生物は、野生株、変異株、または、細胞融合、もしくは遺伝子操作などの遺伝子手法より誘導される組み換え株など、いずれの株も好適に用いることができる。さらに、これらの微生物は、単独または混合して使用することができる。同時に用いられるセルラーゼ等の糖化酵素は特に限定されず、市販のセルラーゼ剤等の糖化酵素を用いることができる。また、適宜糖化酵素を混合して使用することもできる。
例えば、Amylase, α-Amylase, Glucoamylase, Maltase, isoamylase, Cellulase , β-Glucosidase, endo-β-glucanase, Cellobiohydolase, Cellobiase, Xylanase, β-Xylanase, β-1,4-Xylanase, Invertase, β-Galactosidase, α-Galacosidase α-Mannosidase, β-Mannosidase,等が挙げられる。
糖化発酵同時プロセス（CBP）で使用可能の耐熱性エタノール発酵糸状菌として、以下の微生物を挙げることができる。
Mucor circinelloides, Rhizomucor pusillus, Rhizopus microspores，Schizophyllum commune
これらの微生物のうちで、現在寄託されているものには以下のようなものがあり、本発明に利用することができる。
Mucor circinelloides NBRC 4563, 5382
Rizomucor pusillus NBRC 4580
Rhizopus microspores NBRC 32997
Schizophyllum commune NBRC 4928, 30749
これらの微生物は、野生株、変異株、または、細胞融合、もしくは遺伝子操作などの遺伝子手法より誘導される組み換え株など、いずれの株も好適に用いることができる。また、これらの微生物は、単独または混合して使用することができる。また、これらの微生物は、セルラーゼ等の糖化酵素も自ら分泌生産することができる。
また、前記バイオマス資源は、木材、紙、古紙、繊維、木材パルプ、非木材パルプ、ペーパースラッジ、セルロースを含む稲わら、籾殻、雑草、落ち葉、海藻、お茶粕、コーヒー粕などの食品残渣、製紙汚泥のような産業廃棄物、セルロース成分を含む廃棄物などどのようなものでもよい。また、もちろんグルコースを含むものなら何でも良く、一般的に利用されるとうもろこし、サトウキビなどの糖蜜でもよい。さらに、これらの残渣物でもよい。糖質に限らず、セルロース、ヘミセルロース、リグニン、各種たんぱく質、キチン質などの有機物を発酵できる微生物を用いる場合は、これらを原料とすることもできる。
また、水洗浄法、酸処理法、アルカリ法、アルカリ・酸処理法等の処理により、炭酸カルシウム等の各種無機成分等の含量が低減されたペーパースラッジも使用することができる。このような処理を行うことによって、ペーパースラッジ中の糖質含量を向上させることができる上、発酵阻害物質である無機成分等を除去し、効率的なエタノール発酵に寄与することができる。
前記エタノール生産培地としては、糖水溶液の他に、窒素源、無機塩類、さらに必要に応じてアミノ酸、ビタミンなどの有機微量栄養素を適宜含有する液体培地が好ましく使用される。窒素源としては、アンモニアガス、アンモニア水、アンモニウム塩類、尿素、硝酸塩類、その他補助的に使用される有機窒素源、例えば油粕類、大豆加水分解液、カゼイン分解物、その他のアミノ酸、ビタミン類、廃糖蜜、酵母または酵母エキス、肉エキス、ペプトン等のペプチド類、各種発酵菌体およびその加水分解物などが使用される。無機塩類としては、リン酸塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、マンガン塩等を適宜添加することができる。上記に限定されず、微生物の生育力や生産力を維持・向上できるものであれば使用することが出来る。
ステップ２は、送気工程である。送気工程とは、エアーポンプ等を使用して発酵培養槽中に空気を送り込む工程である。本発明においては、好気条件下でエタノール発酵を行うため、このような工程とすることができる。この工程によって、前記ステップ１で生成及び揮発したエタノールを前記発酵培養槽系外へ排出することができる。また、培養液中のエタノール濃度が上昇して、微生物によるエタノールの生成が停止してしまうこと、また、微生物が死滅してしまうことを防ぐことができる。
ステップ３は、蒸留第一工程である。すなわち、回収管２を使用して前記発酵培養槽から排出された気体に含まれるエタノールを液化する工程である。この工程によって、発酵培養槽中で発生したエタノールを発酵培養槽系外で回収することができる。一般に、発酵槽から蒸留タンクに回収した後に蒸留する場合には、蒸留時の熱により酵母や微生物は死活、および死滅してしまうが、上記方法では５０℃以下の温度により発酵培養槽から直接気化されるため、微生物を死滅させることなく繰り返し利用することができる。
ステップ４は、回収工程である。すなわち、前記ステップ３で得られたエタノールを回収槽中に準備した溶媒中に溶解させる工程である。また、本工程は、溶媒中にエタノールを溶解させることを目的とする工程であるから、使用する回収槽の数は特には制限されない。この工程によって、発酵培養槽中で生成されたエタノールを系外で、エタノール溶液として回収することができる。また、回収槽を複数用いることによって、エタノール回収量を増加させることができる。また、直接、ステップ５の蒸留第二工程のタンクに回収してもよい。
ステップ５は、蒸留第二工程である。すなわち、前記ステップ４で得られたエタノール溶液を最終的に蒸留する工程である。このような工程を経てエタノールを得ることができる。本実施形態においては蒸留による方法を採用しているが、蒸留に代えて、溶媒抽出法、分離膜等に分離するようにしてもよい。得られたエタノールをさらに濃縮させるための工程も本蒸留第二工程に含まれると解される。
また、前記ステップ１～４を連続的に行うこともできる。すなわち、原料であるバイオマス資源及び培養液を追加で連続投入し、発酵培養工程、送気工程、蒸留第一工程、回収工程を連続的に行うことによって、連続してエタノール溶液を製造することができる。さらに、前記ステップ１～５を連続的に行うことも可能である。すなわち、発酵培養工程、送気工程、蒸留第一工程、回収工程、蒸留第二工程を連続的に行うことによって、エタノール発酵の連続運転が可能となる。また、蒸留第二工程の蒸留残留水は、ペーパースラッジをアルカリ処理若しくは酸処理する際に、若しくは、発酵培養工程において再利用することもできる。
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例等によって限定されるものではない。
［実施例１］
（発酵培養槽中のエタノール濃度測定）
50 g/L エタノールを含む蒸留水をモデル培養とし、１Ｌ通気撹拌バイオリアクターからエタノールを蒸散させ、 各種諸条件における培養液中のエタノール濃度変化を調査した。培養液中のエタノール濃度は、所定の時間にサンプリングを行い、 以下の測定方法で高速液体クロマトグラフィ（島津製作所　LC-10 System）を用いて定量した（本発明において、エタノールの測定は係る測定方法で実施した。）
通気 Air 量0.2 VVM の条件で、培養温度 28, 40, 45, 50℃ で蒸発実験を行った。
エタノール濃度（50g/L 以上）の測定方法
分離カラム:ICSep WA-1 Wine Analysis (Transgenomic 製)
移動相:0.0025N のH2SO4
温度:40℃
流速:0.6 mL/min
検出器：示差屈折検出器(RID)
エタノールの定量は、予め標準エタノール水溶液を用いて、適当に希釈したサンプル（N≧5）で得た結果により作成した検量線を用いた。
図１０に結果を示す。図１０から明らかなように、いずれの条件においても培養液中のエタノール濃度は低下し、培養液からエタノールが蒸散している。培養温度 40 ℃において、培養 72時間でバイオリアクター内のエタノールの約 40% を蒸発回収することができることが判明した。また、培養温度の上昇に伴い、エタノールの蒸発速度も大きくなることがわかった。
［実施例２］
（回収槽中のエタノールの濃度測定）
実施例１と同様に、50 g/L エタノールを含む蒸留水をモデル培養とし、１Ｌ通気撹拌バイオリアクターからエタノールを蒸散させ、 各種諸条件における回収槽中のエタノール濃度変化を調査した。 通気Air 量は 0.2 VVM の条件で、培養温度 28, 40, 45, 50 ℃で蒸発実験試験を行い、適時、蒸発回収したエタノール水溶液の濃度を測定した。
図１１に結果を示す。28 ℃の培養では、培養 12時間から約 35 g/L のエタノールを回収できた。一方、 40 ℃以上の条件下では、 6時間以降も蒸発するエタノール水溶液濃度が増加し、 200 -330 g/L のエタノール水溶液が回収できた。
一般に密閉容器中のエタノールの蒸発は、水とエタノールの「蒸気圧比」に依存する。この比はあまり温度依存せず 約 2.4である。この条件下で 50 g/L のエタノール水溶液から気相側のエタノール濃度は、最大でも 120 g/L となると仮定できる。しかし、装置下部より通気を行った場合、それ以上のエタノールを分離回収できることが証明された。この結果から、蒸発プロセスの使用エネルギー削減、回収槽へエタノール水蒸気のみが入ることになるから装置自体の操作などの容易さ、さらに耐熱性エタノール糸状菌のエタノール阻害の回避など多くの利点を有している新規なエタノール製造プロセスである。
［実施例３］
（反応培養槽を使用した実験）
モデル基質として、 α- セルロースを用いた培養実験を実施した。本実施例においては、 回収槽として20 L のタンクに水を 10 L 入れそこへ培養槽から直接排気される Air をバブリングさせるようにした。通気空気量を 0.2 VVM として、耐熱性エタノール糸状菌を使用して、40℃で培養を行い、24時間毎に、回収液中のエタノールを計測した。また、発酵培養槽中のグルコース、エタノールの含量を同間隔毎に測定した。
図１２に回収液中のエタノールの濃度の結果並びに図１３に発酵培養槽中のグルコース及びグルコースの計測結果を示す。培養開始後、糸状菌によるエタノールが生産され始め、それに伴って回収槽中のエタノール濃度も増加した。培養48時間目に培養槽中のエタノールは 12 g/L に達した。一方、回収槽中のエタノール濃度は、36.2 g/Lであった。 したがって、回収槽でエタノールを濃縮回収できていることが証明された。
本実施例に係る培養実験では、通気空気量を 0.2 VVM として培養を行ったが、エタノールは培養液中にまだ残留していることから通気ガス量の最適化が必要であることがわかった。
［実施例４］
（酵母エキスの添加量に対するエタノール発酵への影響）
耐熱性エタノール発酵糸状菌を使用して、ペーパースラッジ100g/Lで40℃の条件下で72時間培養を行った。
図１４に結果を示す。通常の酵母エキス 5 g/Lを含む条件下では27.4 g/Lのエタノールを生産できた。一方、その添加量を減らすと、2 g/Lでは26.4 g/L、1 g/Lでは24.3 g/Lでわずかに低下した。さらに、酵母エキス無添加では、菌株はほとんど増殖せず4.6 g/Lと劇的に低下することが判明した。この結果から、酵母エキスは耐熱性エタノール発酵糸状菌の増殖およびエタノール発酵に必須であることが判明した。また、添加量として5 g/L以上が望ましいが、1 g/Lでも最大生産能の約90%のエタノールができることが判明した。
［実施例５］
（酵母エキスの代替として廃糖蜜の添加量に対するエタノール発酵への影響）
エタノール生産性を向上させるために、安価な天然培地成分である廃糖蜜（コーンスティープリカーなど）を利用することが、経済的に最善策と考えられる。そこで窒素源として培地成分に使用する酵母エキスの代わりとして廃糖蜜を利用し、その他の条件としては、実施例４と全て同一条件下で、培養を行った。
図１５に結果を示す。酵母エキスを添加した場合、 1 g/L以上の添加量で20 g/L以上のエタノールが生産できるのに対して、2g/Lの廃糖蜜の添加で約25g/Lのエタノールを生産できることが判明した。
［実施例６］
（前処理PSを用いたエタノール製造）
PSにCO2を1時間以上接触させ、酸処理を行ったPS（以下、処理PSという。）と酸処理を実施していないPS（以下、未処理PSという。）をコントロールとした基質を用い、同時糖化発酵プロセスにて、エタノール製造を行った。植菌量を1.25mL、培養堆積を25L、培養温度を40℃及び通気空気量を0.1vvmとして、120時間エタノール製造を実施し、エタノールの量を測定した。
図１６にエタノール測定結果を示す。未処理PS、処理PSについての120時間経過後のエタノール製造量は、それぞれ、13.5g/Lと26.5g/Lであった。この結果により、PSを基質としてエタノールを製造する事が可能であることが証明された。また、酸処理したPSを基質とすれば、エタノールの製造量を増加させることも証明された。
[実施例７]
（抄取パルプを用いた連続エタノール製造）
100L発酵タンクに蒸留器を設置したエタノール製造装置を準備し、前培養工程を２４時間実施した培養液を100L発酵タンクに投入した。次いで、100L発酵タンク中において、植菌量を２．５L、培養体積を５０L、培養温度を４０℃、及び通気空気量を0.1vvmとして、回分培養工程を２４時間実施した後、連続培養工程を基質の希釈率を0.04h-1、基質の供給速度を0.20wet-kg/h及び培養液供給速度を1.8～2.0L/hとして、１２０時間実施し、発酵培養槽中のエタノール及び回収槽中に回収したエタノールの量を測定した。
図１７に蒸留タンク中のエタノール測定結果を、図１８に回収エタノールの積算量を示す。
表８及び表９により培養時間７２時間～１４４時間において、定常状態であった。また、投入した抄取パルプ14.4wet-kgから2.68kgのエタノールを製造することができた。
　
　
１：発酵培養槽　　２：回収管　３：回収槽　４：蒸留装置　５：試料投入口　６：送気供給口　７：発酵蒸気口　８：攪拌機設置口　９：攪拌機　１０：保温ジャケット　１１：接続口　１２：底部　１３：ポンプ　１４：循環配管　１５：試料取出口　１６：充円錐ノズル　１７：配管　１８：脚　１９：サイクロンクリーナー　２０：スラッジポット　２３：リデューサー　２４：略半円弧状配管　２５：冷却管　２６：冷却管　２７：略半円弧状配管　２８：回収管２の先端部
A：エタノール製造装置　B：培養液　C：回収液　D：エタノールを含む水蒸気　E：エタノール　F：空気
　
　
　
　

Claims (8)

  1. バイオマス資源からエタノールを生産する装置であって、
    前記バイオマス資源を糖化し、発酵する発酵培養槽と、
    前記発酵培養槽へ気体を送気する送気配管と、
    前記発酵培養槽から排出された気体を回収する回収管と、
    前記回収管から排出されたエタノールを回収する回収槽と、
    を備えることを特徴とするバイオマス資源からエタノールを生産する装置。
  2. 発酵培養液を、前記発酵培養槽の底部と上側面部との間で、循環させる循環手段と、
    前記循環手段の途中に、前記発酵培養液を固液分離する固形分分離手段と、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のバイオマス資源からエタノールを生産する装置。
  3. 請求項１又は請求項２記載のバイオマス資源からエタノールを生産する装置において、
    耐熱性エタノール発酵糸状菌を使用することを特徴とするバイオマス資源からエタノールを生産する装置。
  4. バイオマス資源からエタノールを生産する方法であって、
    前記バイオマス資源を糖化し、発酵する発酵培養工程と、
    前記発酵培養槽へ気体を送気する送気工程と、
    前記発酵培養槽から排出された気体を蒸留する蒸留工程と、
    前記蒸留工程から排出されたエタノールを回収する回収工程と、
    を有することを特徴とするバイオマス資源からエタノールを生産する方法。
  5. 前記発酵培養工程において、前記発酵培養液の固液分離を行うことを特徴とするバイオマス資源からエタノールを生産する方法。
  6. 発酵培養工程において耐熱性エタノール発酵糸状菌を使用することを特徴とする請求項４又は５に記載のバイオマス資源からエタノールを生産する方法。
  7. 発酵培養工程における培地は、窒素源として廃糖蜜を配合された培地であること
    を特徴とする請求項４～６のいずれか一に記載のバイオマス資源からエタノールを生産
    する方法
  8. 前記発酵培養工程に先立ち、前培養工程を行うことを特徴とする
    請求項４～７のいずれか一に記載のバイオマス資源からエタノールを生産する方法
    　
    　
PCT/JP2017/014388 2016-04-06 2017-04-06 バイオマス資源からエタノールを製造する装置及びバイオマス資源からエタノールを生産する方法 WO2017175833A1 (ja)

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