[发明专利]从糖化浆回收糖的方法及清洗残渣的清洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及在超临界状态或亚临界状态加水分解纤维素系生物质（biomass）时，用于从糖化浆中回收糖类的回收方法。又，本发明涉及为了实施这样的糖回收方法所适用的固形物残渣（糖化液浆残渣）的清洗装置。

背景技术

作为生物质能的利用的一个环节，存在试图分解作为植物的主要成分的纤维素或半纤维素而得到乙醇（ethanol）的尝试。随后，计划将得到的乙醇作为燃料主要是部分混入汽车燃料中，或作为汽油的替代燃料而使用。

植物的主要成分中含有纤维素（是由六个碳元素原子构成的C6单糖的葡萄糖的聚合物）、半纤维素（是由五个碳元素原子构成的C5单糖和C6单糖的聚合物）、木质素和淀粉。乙醇是将像C5单糖那样的C5糖类、像C6单糖那样的C6糖类和像作为它们的复合体的低聚糖那样的糖类作为原料，通过像酵母菌那样的微生物的发酵作用而生成的。

将像纤维素或半纤维素那样的纤维素系生物质分解为糖类，工业上使用1）通过像硫酸那样的强酸的氧化力加水分解的方法、2）通过酵素分解的方法、3）利用超临界水或亚临界水的氧化力的方法这三种。然而，1）的酸分解法，由于对于酵母菌的发酵添加的酸成为阻碍物质，因此纤维素或半纤维素分解为糖类后，必须在使糖类进行酒精发酵之前进行添加的酸的中和处理，在处理费用这一点上存在难以经济地实用化的问题。2）的酵素分解法，虽然可进行常温定压处理，但找不到有效的酵素，就算被发现也可预见酵素的生产成本会升高，在经济性的层面上在工业规模中实现还尚无头绪。

作为3）的通过超临界水或亚临界水加水分解纤维素系生物质生成糖类的方法，专利文献1公开了不仅可从木质生物质中高收获率、高效率地得到糖类，还可分离回收含有C5单糖和C6单糖的糖类以及含有C6单糖的糖类的糖类制造方法。专利文献1的糖类制造方法包括：对木质生物质进行加热处理添加了高温高压水的浆的第一浆加热工序（S1）；将加热处理后的浆分离为液体成分和固体成分的第一分离工序（S2）；向被分离的固体成分中加水成为浆，加热处理该浆的第二浆加热工序（S3）；将加热处理后的浆分离为液体成分和固体成分的第二分离工序（S4）；和从被分离的液体成分中去除水而得到糖类的有用成分取得工序（S5），在有用成分取得工序（S5）中，不仅可得到糖类，还可从在第一分离工序（S2）中被分离的液体成分中去除水而得到糖类。

专利文献2公开了在使用加压热水加水分解生物质的生物质的加水分解方法中，包括加水分解生物质中的主要是半纤维素的第一工序，和加水分解在该第一工序中得到的残渣中的主要是纤维素的第二工序，在所述第一工序中使用的液体包含所述第二工序完成后进行固液分离而得到的滤液的生物质的加水分解方法。专利文献2还公开了作为所述第一工序的加水分解所用的液体，与所述第二工序完成后通过固液分离得到的滤液一起，在所述第一工序完成后进行固液分离而得到的残渣用水清洗后，回收到的水的一部分用于第一工序、残留的浆用于第二工序。

另一方面，作为用于对浆状或泥状的被脱水处理物进行脱水处理的装置，已知的有带式脱水装置。例如，专利文献3公开了一种滤布带式脱水装置，作为能够以有效且简单的结构实施从被脱水处理物中去除氯成分的清洗处理的滤布带式脱水装置，是可过滤浆状或泥状的被脱水处理物的滤布带被环形卷绕并围绕的滤布带式脱水装置，相对于供给至滤布带上的被脱水处理物，将从滤布带的下表面侧作用吸引负压并对被脱水处理物进行脱水的负压脱水部沿着滤布带的围绕方向设置多段，同时在从滤布带的围绕方向的上游侧开始第二段之后的负压脱水部中的至少一个的负压脱水部的上方或其上游侧上方设置清洗水溢出堤，使滤布带连续地围绕的同时，将从清洗水溢出堤流出的帘状的清洗水供给至滤布带上的被脱水处理物的全体。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1：日本特开2010-81855号公报；

专利文献2：日本特开2010-253348号公报；

专利文献3：日本特开2010-162461号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

热水处理纤维素系生物质的浆后，C5糖类或C6糖类溶解于水中，因此通过脱水处理得到的残渣（脱水滤饼）中，残存有通过热水处理生成的C5糖类或C6糖类的1～5成左右。又，为了提高加水分解的效率而提高纤维素系生物质浆中的生物质浓度的话，热水处理后的残渣内残存的C5糖类量或C6糖类量也增加，并达到生成量的一半以上的情况也是存在的，因此理想的是从脱水滤饼中回收C5糖类或C6糖类。