[实用新型]糖化液的发酵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及通过像硫酸法、亚临界水法或酵素法那样的公知的加水分解方法使像木质系生物质（biomass）或草本系生物质那样的木质纤维素系生物质中的半纤维素或纤维素的糖类分解，进而使用酵母进行乙醇（ethanol）发酵的发酵罐，且能够防止发酵罐内的糖化液中的杂菌繁殖的发酵系统。

背景技术

以木质系生物质为代表的木质纤维素系生物质由约20%的半纤维素、约50%的纤维素和约30%的木质素构成。半纤维素和纤维素通过糖化处理被分解为糖类，进而通过使用像酵母那样的发酵微生物进行发酵便可制造乙醇。通过半纤维素的糖化得到C5糖类和C6糖类，通过纤维素的糖化得到C6糖类。

在此，C5糖类是指像木糖或阿拉伯糖那样的五碳糖及其低聚糖（oligosaccharide）。C6糖类是指像葡萄糖或半乳糖那样的六碳糖及其低聚糖。

生物质糖化液的酒精（alcohol）发酵中，主要是使用酵母，在发酵罐内进行8至72小时程度的酒精发酵。然而，酒精发酵也是杂菌（例如，明串珠菌（Leuconostoc）属、柠檬菌（citrobacter）属或乳球菌（Lactococcus）属细菌）容易繁殖的条件，因此在糖化液内混入杂菌的情况下，糖类就会被杂菌消耗。

此外，在杂菌中也存在阻碍酵母生长或者阻碍通过酵母进行酒精发酵的种类。因此，发酵罐内的糖化液中的杂菌进行繁殖的话，乙醇产率便会下降，很可能会降低生物乙醇制造的经济实用性。

专利文献1公开了一种可进行基质的完全连续供给，不会导致生产性的降低并可进行任意的乙醇生产微生物的连续培养发酵的乙醇生产微生物的连续培养发酵装置。专利文献1中，将发酵液（糖化液）从发酵罐中取出后进行固液分离，将乙醇生产微生物回收至发酵罐。优选的是在发酵液中添加作为β-内酰胺系抗生物质的青霉素。

另一方面，作为不依存抗生物质的糖化液的酒精发酵方法，也着眼于通过酸的添加以抑制杂菌的增殖的方法。专利文献2公开了一种作为在通过酸的添加而抑制细菌的增殖的状态下的酒精发酵所适用的具有酸耐性的新型酵母，在5%乳酸存在下可生长的假丝酵母（Candida）属光滑（glabrata）种的酵母（NFRI3164株）。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1：日本特开2011-92041号公报；

专利文献2：日本特开2009-142219号公报。

实用新型内容

实用新型要解决的问题：

如专利文献1中所公开的，通过向生物质糖化液的发酵罐内添加抗生物质，可抑制杂菌的繁殖。但是由于抗生物质比较昂贵，所以生物乙醇的生产成本就会提高。又，糖化液（发酵液）内添加的抗生物质流出至像污水处理设施那样的外部环境中的话，存在活性污泥的活性下降的情况，所以需要抗生物质处理用的专用设备。

专利文献2所公开的那样的特殊的酵母不像普通的酿造用酵母那样便宜且容易购买。因此，为了经济地连续生产生物乙醇此法是不适宜的。

本实用新型目的在于提供一种在使用普通的酵母的生物质糖化液的酒精发酵中，不使用抗生物质或酸而能够抑制发酵罐内的杂菌增殖的糖化液的发酵系统。

解决问题的手段：

本发明人等为了解决上述问题而反复专心研究，结果找到了取出发酵罐内的糖化液（发酵液）并进行从糖化液中回收酵母的粗分离后，进行从分离了酵母的糖化液中去除杂菌的精密分离，借助于此可回收酵母并从糖化液中仅去除杂菌的方法，至此本实用新型完成。

具体而言，本实用新型涉及一种糖化液的发酵系统，具备：使用酵母使糖化液进行酒精发酵的发酵罐；取出发酵罐内的糖化液的一部分，通过具备过滤膜的第一膜分离装置进行过滤处理，或者通过第一离心分离装置进行离心分离，借助于此不会回收杂菌地回收酵母的粗分离装置；从被所述粗分离装置回收了酵母的糖化液中，通过具备过滤膜的第二膜分离装置进行过滤处理，或者通过第二离心分离装置进行离心分离，借助于此分离杂菌的精密分离装置；和将含有从所述粗分离装置中得到的酵母的糖化液，以及从所述精密分离装置中得到的去除了杂菌的糖化液返送回发酵罐内的返送路径；该发酵系统回收糖化液中的酵母并选择性地去除杂菌。