[发明专利]纤维素分离方法

说明书

本发明提供一种无须使用酸或碱即可在较短的时间内有效地分离并回收纤维素的纤维素的分离方法。本发明的纤维素分离方法为从以半纤维素、纤维素及木质素为主要成分的木质原料中分离出纤维素的方法，其中，在储藏有乙二醇类作为分离剂的溶解槽(1、100、300)中投放木质原料，并在常压下将溶解槽内的分离剂加热至260℃至280℃范围内的温度，使木质原料与分离剂发生反应，使从分离剂蒸发的半纤维素成分冷凝，并且监视冷凝液的pH值随着分离剂的温度上升而从酸性向中性变化的冷凝液的pH值，将冷凝液的温度保持在冷凝液的pH值的变化较小时的温度，使木质素溶解于冷凝液，并且分离并回收悬浮于冷凝液中的粗纤维素。

技术领域

本发明涉及一种纤维素的分离方法，尤其涉及一种无须使用酸或碱即可在较短的时间内有效地分离出半纤维素(hemicellulose)、纤维素(cellulose)及木质素(lignin)从而回收纤维素的方法。

背景技术

近年来，将木材等木质类生物资源有效地用作石油替代能源的技术备受关注。木材不仅用作材料或燃料，还可以利用纤维素、半纤维素、木质素等成分。

例如，有一种从木质原料中的纤维素、半纤维素制备糖或生物酒精的方法。

具体而言，提出有将使用无机酸的水解作为主要的糖化工序而制备糖或酒精的方法(专利文献1、专利文献2)。

并且，还提出有在酵母糖化之前或在酵母糖化之中单独或组合进行机械性的微细化处理、以及基于酸、碱、过氧化氢、次氯酸等药品处理的脱木质素处理而制备糖或酒精的方法(专利文献3至5)。

而且，还提出有经过基于氢氧化钠或氨的加碱处理的可溶化及基于氯或次氯酸钠的木质素分离处理之后，使用固体酸催化剂进行水解(糖化)的基于非硫酸·非酵母法的糖的制备方法(专利文献6)。

并且，还提出有在进行酵母糖化处理之前，进行基于加压热水处理与机械性微细化处理的组合的预处理或者在加热加压下浸渍于二氧化碳溶解水中的预处理的不使用酸、碱及其他药品类而制备糖或酒精的方法(专利文献7、专利文献8)。

专利文献1：日本特开2006-075007号公报

专利文献2：日本特开2007-202518号公报

专利文献3：日本特开2008-043328号公报

专利文献4：日本特开2011-041493号公报

专利文献5：日本特开2006-149343号公报

专利文献6：日本特开2011-101608号公报

专利文献7：日本特开2006-136263号公报

专利文献8：日本特开2010-094095号公报

然而，在专利文献1至6中记载的方法中，例如使用酸、碱或其他药品类，其工序变得繁杂，存在设备被腐蚀、废液处理难等问题，而且进行中和反应而生成的生成物又是工业废料。

而且，在专利文献7、8中记载的方法中，进行加压热水处理或机械性微细化处理，因此能量消耗量较大。

而且，在专利文献1至8中记载的方法中，脱木质素效果有限，因此从纤维素或半纤维素制备糖或酒精的效率也受限。

并且，就木质类生物资源中的木质素的含量而言，通常在针叶树中为大约30％左右，阔叶树中为大约20至25％左右，但是，在专利文献1至8中记载的方法中，在进行糖化处理时，木质素及包埋于木质素的纤维素等未糖化的成分会作为残渣成分残留大约一半左右，其会被白白浪费掉。

而且，该残渣成分容易腐蚀，因而为了有效利用，需要对来自糖液的残渣进行分离或干燥等，而这需要相当大的能量和成本。

发明内容