[发明专利]由含纤维素的生物质制造醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由含纤维素的生物质制造醇的方法。

背景技术

近年来，在全世界的地球环境意识提高、原油价格暴涨等背景下，通过发酵来制造生物乙醇的技术作为能够抑制石油资源的消耗，减少二氧化碳排放量，生产可持续的(sustainable)燃料、工业原料的技术而备受瞩目。

然而，来自食料谷物(例如、玉米、薯类或甘蔗等)的生物燃料的增产会招致食物价格暴涨，因而来自含纤维素的生物质(例如、蔗渣、柳枝稷、玉米秸秆、稻秸、麦秸等草本系生物质，以及树木、废建材等木质系生物质)的乙醇生产成为重要的技术开发。

此外，作为由含纤维素的生物质制造醇的方法，NREL(NationalRenewableEnergyLaboratory)的技术报告(非专利文献1：D.Humbirdetal.,“ProcessDesignandEconomicsforBiochemicalConversionofLignocellulosicBiomasstoEhanol”,NRELReportNo.TP-5100-47764,May2011)中公开了由含纤维素的生物质制造乙醇的方法。

在非专利文献1中公开的方法中，最初使用水蒸气、酸、碱对含纤维素的生物质进行前处理，使在后续工序中糖化酶的处理容易进行(前处理工序)。接着，将进行了前处理的含纤维素的生物质提供给糖化·发酵罐，在将糖化酶(例如纤维素酶等)和营养素添加到糖化·发酵罐后，接种乙醇发酵菌，同时进行糖化和发酵(糖化工序和发酵工序)。由此获得发酵液。发酵液包括糖化残渣固体物(大部分是木质素等)、乙醇发酵菌等。然后，将所得的发酵液进行蒸馏并纯化回收乙醇(蒸馏工序)。在该方法中，由于同时进行糖化工序和发酵工序，因此可以削减需要的罐数，进而可以减少设备投资，可以认为是具有竞争力的方法。

作为其他由含纤维素的生物质制造醇的方法，公开了将含纤维素的生物质进行水解，并将所得的糖水溶液进行过滤，从而除去糖水溶液中包含的发酵抑制物质，然后使用纯化了的糖水溶液可以进行乙醇发酵(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/067785号

非专利文献

非专利文献1：D.Humbirdetal.,“ProcessDesignandEconomicsforBiochemicalConversionofLignocellulosicBiomasstoEhanol”,NRELReportNo.TP-5100-47764,May(2011)

发明内容

发明所要解决的课题

在如上述非专利文献1那样由含纤维素的生物质制造醇的方法中，由发酵工序获得的乙醇浓度依赖于能够放入糖化·发酵罐中的含纤维素的生物质量。因此，由于能够提供给糖化·发酵罐的含纤维素的生物质量的原因，难以使由发酵工序获得的乙醇浓度为例如5.5wt％以上，蒸馏工序后产生的蒸馏残渣液大量(例如，乙醇生产量的约17倍)出现，该蒸馏残渣液的排水处理负荷大。

此外，在专利文献1那样由含纤维素的生物质制造醇的方法中，公开了由糖水溶液可以获得乙醇发酵液，但是在谋求进一步改善乙醇的制造方法方面，关于在蒸馏获得乙醇发酵液并回收乙醇时产生的蒸馏残渣液的处理也需要谋求更多改善。

即，要求由含纤维素的生物质制造醇时产生的排水量减少的醇制造方法，本发明所要解决的课题是减轻处理蒸馏残渣液时产生排水的处理负担。

因此，本发明提供能够大幅减少由含纤维素的生物质制造醇时产生的排水处理所需要的排水量的由含纤维素的生物质制造醇的方法。

用于解决课题的方法

本发明人等深入研究了上述课题。其结果发现，当由含纤维素的生物质制造醇时，通过在适当的阶段分别进行除去将含纤维素的生物质进行水解而获得的糖化处理物中所包含的糖化残渣固体物的工序，以及从将糖化处理物中所包含的糖水溶液作为发酵原料而获得的包含醇发酵微生物的培养液中除去醇发酵微生物的工序，从而能够利用反渗透膜来处理蒸馏工序后的蒸馏残渣液，进而可以大幅削减制造醇时产生的排水量。本发明是基于该见解而完成的。

即，本发明具有以下[1]～[6]的构成。

[1]一种由含纤维素的生物质制造醇的方法，包括以下的工序(1)～(8)：

工序(1)：对含纤维素的生物质进行前处理的工序，

工序(2)：将工序(1)所获得的前处理后的含纤维素的生物质通过糖化酶进行糖化的工序，