糖液的制造方法技术

本发明专利技术涉及由含有纤维素的生物质有效率地制造高品质的糖液的方法。更具体而言，本发明专利技术涉及一种糖液的制造方法，其包含下述工序：使碱性水性介质在含有纤维素的生物质中通液而获得碱性滤液的工序；使该碱性滤液反复在上述含有纤维素的生物质中通液而生成含有纤维素的固体成分的循环过滤工序；和将上述含有纤维素的固体成分水解而获得糖液的工序。

Manufacturing Method of Sugar Solution

The present invention relates to a method for efficiently producing high quality sugar solution from biomass containing cellulose. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing sugar liquor, which comprises the following processes: the process of making alkaline water-borne medium pass through cellulose-containing biomass to obtain alkaline filtrate; and the circulation of the alkaline filtrate through the above-mentioned cellulose-containing biomass repeatedly to form a solid component containing cellulose. Filtration process; and hydrolysis of solid components containing cellulose to obtain sugar solution.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】糖液的制造方法相关申请的参照本专利申请基于作为在先申请了的日本专利申请的特愿2016-066886号(申请日：2016年3月29日)主张优先权，该在先的专利申请中的全部公开内容通过引用而作为本说明书的一部分。
本专利技术涉及由含有纤维素的生物质制造能够在发酵原料等中使用的糖液的方法。
技术介绍
以糖类作为原料的化学品的发酵生产工艺被利用于各种工业原料生产。作为成为其发酵原料的糖类，现在，工业上使用了来源于甘蔗、淀粉、甜菜等食用原料的糖类，但从由今后的世界人口的增加引起的食用原料价格的暴涨、或与食用竞争这样的伦理侧面考虑，由可再生的非食用资源、即含有纤维素的生物质更有效率地制造糖液的工艺、或以所得的糖液作为发酵原料而有效率地转化成工业原料的工艺的构建成为今后的课题。含有纤维素的生物质原料中的糖类埋入到形成复杂结构的细胞壁中。因此，为了使酶有效率地作用，已知在酶水解之前，对生物质原料实施碱处理。例如，为了使纤维素的酶水解速度提高，公开了下述内容：进行使纤维素含有物与碱水溶液接触的碱处理，将该纤维素含有物用水和/或酸性水溶液洗涤后，进行使该纤维素含有物、与包含纤维素分解酶和pH缓冲剂的水溶液在0～250mM的缓冲液浓度的范围接触的酶处理(专利文献1)。此外，公开了一种生物质的酶处理用前处理法，其特征在于，将生物质供给于双螺杆挤出机，在该供给中将碱性化合物的水溶液注入到该机内，在该机内使该生物质与该水溶液混炼、反应(专利文献2)。此外，为了降低用于由生物质制造糖的成本，公开了下述方法：使用碱溶液将草本系生物质或木质系生物质进行碱处理，将碱处理后的溶液固液分离成碱溶液和固体成分，在分离出的碱溶液中补充碱物质，再循环于碱处理工序(专利文献3)。此外，为了使酶糖化的效率提高并且中和废液大幅减少，公开了一种纤维素系生物质原料的酶糖化方法，其特征在于，调制包含进行了裁切、粉碎、磨碎、研磨或粉末化的纤维素系生物质原料、氢氧化钙和水的浆料并进行对该原料的碱处理，然后进行固液分离，使用二氧化碳对通过该固液分离而获得的固体物质、或该固体物质与水的混合物进行中和而将pH值调整为5～8，进行酶糖化反应(专利文献4)。然而，由含有纤维素的生物质有效率地取得高品质的糖液的方法依然有需求。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-135861号公报专利文献2：日本特开昭59-192094号公报专利文献3：日本特开2014-23484号公报专利文献4：日本特开2013-220067号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供由含有纤维素的生物质有效率地制造糖液的方法。此外，本专利技术的目的是提供由含有纤维素的生物质制造高品质的糖液的方法。本专利技术人等此次发现如果将反复利用碱性滤液的特定前处理应用于含有纤维素的生物质，则能够有效率地取得糖液。进一步，本专利技术人等发现，上述糖液以高纯度含有糖。本专利技术是基于这样的认识而提出的。本专利技术包含以下的[1]～[16]。[1]一种糖液的制造方法，其包含下述工序：使碱性水性介质在含有纤维素的生物质中通液而获得碱性滤液的工序；使该碱性滤液反复在上述含有纤维素的生物质中通液而生成含有纤维素的固体成分的循环过滤工序；和将上述含有纤维素的固体成分水解而获得糖液的工序。[2]根据[1]所述的制造方法，上述获得碱性滤液的工序包含：将含有纤维素的生物质和碱性水性介质供给于过滤器，使用该过滤器使碱性水性介质在含有纤维素的生物质中通液。[3]根据[1]或[2]所述的制造方法，通液为重力方向的自重过滤。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的制造方法，碱性水性介质和碱性滤液的温度实质上保持相同。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的糖液的制造方法，碱性水性介质和碱性滤液的温度为80℃以上100℃以下。[6]根据[1]～[5]中任一项所述的制造方法，碱性滤液包含乙酸或其盐。[7]根据[1]～[6]中任一项所述的制造方法，含有纤维素的生物质是用筛孔30mm以上的筛子筛过了的含有纤维素的生物质。[8]根据[1]～[7]中任一项所述的制造方法，含有纤维素的生物质进行了干式粉碎处理。[9]根据[1]～[8]中任一项所述的糖液的制造方法，含有纤维素的生物质为草本系生物质。[10]根据[1]～[9]中任一项所述的制造方法，碱性水性介质和碱性滤液包含选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种氢氧化物。[11]根据[1]～[10]中任一项所述的制造方法，碱性水性介质和碱性滤液为碱性水溶液。[12]根据[1]～[11]中任一项所述的制造方法，碱性滤液的通液的反复时间为30分钟以上3小时以下。[13]根据[1]～[12]中任一项所述的制造方法，循环过滤工序结束时的碱性滤液的pH值为10以上12以下。[14]根据[1]～[13]中任一项所述的制造方法，水解为通过酶进行的水解。[15]一种含有纤维素的生物质的前处理方法，是用于将含有纤维素的生物质水解而获得糖液的含有纤维素的生物质的前处理方法，其包含下述工序：使碱性水性介质在该含有纤维素的生物质中通液而获得碱性滤液的工序；和使该碱性滤液反复在上述含有纤维素的生物质中通液而生成含有纤维素的固体成分的循环过滤工序。[16]一种含有纤维素的固体成分的制造方法，通过[15]所述的前处理方法，由含有纤维素的生物质获得含有纤维素的固体成分。根据本专利技术，可以采用反复使用碱性滤液的前处理，来有效率地取得来源于含有纤维素的生物质的糖液。本专利技术在糖液的制造中在大幅降低前处理中使用的碱使用量和反应时间方面是有利的。本专利技术此外在制造显著高纯度的糖液方面是有利的。具体实施方式本专利技术的糖液的制造方法，其特征在于，包含下述工序：使碱性水性介质在含有纤维素的生物质中通液而获得碱性滤液的工序；使该碱性滤液反复在含有纤维素的生物质中通液而生成含有纤维素的固体成分的循环过滤工序；和将含有纤维素的固体成分水解而获得糖液的工序。采用反复使碱性滤液直接在含有纤维素的生物质中通液的前处理，能够大幅降低含有纤维素的生物质原料的碱处理中的碱使用量和反应时间，进一步能够有效率地取得显著高纯度的糖液是意料之外的事实。本专利技术的方法中，首先将含有纤维素的生物质和碱性水性介质供给到过滤器中。在本专利技术中，可以将含有纤维素的生物质和碱性水性介质预先混合而供给到过滤器内，也可以将两者分别供给到过滤器内，但优选在预先供给到过滤器中的含有纤维素的生物质上添加碱性水性介质。本专利技术的所谓含有纤维素的生物质，是指至少包含纤维素的生物资源。作为含有纤维素的生物质的适合例，可举出甘蔗渣、柳枝稷、象草、斑茅、玉米秸秆、秸(稻秸、麦秸)、油椰子空果房等草本系生物质、或树木、木屑、废建材等木质系生物质、以及藻类、海草等来源于水生环境的生物质、玉米外皮、小麦外皮、大豆外皮、稻壳等谷物皮类生物质等，但更优选利用甘蔗渣、稻秸、油椰子空果房等草本系生物质。本专利技术的含有纤维素的生物质的形状没有特别限定，优选进行粉碎处理。粉碎方法没有特别限定，可以使用球磨机、振动磨机、切碎机、锤磨机、维利氏磨粉机、喷射磨机等惯用于各种材料粗粉碎的机械来进行。该机械粉碎可以为干式和湿式中的任一种，优选为干式粉碎。粉碎处理后可以根据需要进行分级。优选的粒度的范围可以通过含有纤维素的生物质通过的筛子的筛孔的大小来设定。含有纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种糖液的制造方法，其包含下述工序：使碱性水性介质在含有纤维素的生物质中通液而获得碱性滤液的工序；使该碱性滤液反复在所述含有纤维素的生物质中通液而生成含有纤维素的固体成分的循环过滤工序；和将所述含有纤维素的固体成分水解而获得糖液的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.29 JP 2016-0668861.一种糖液的制造方法，其包含下述工序：使碱性水性介质在含有纤维素的生物质中通液而获得碱性滤液的工序；使该碱性滤液反复在所述含有纤维素的生物质中通液而生成含有纤维素的固体成分的循环过滤工序；和将所述含有纤维素的固体成分水解而获得糖液的工序。2.根据权利要求1所述的制造方法，所述获得碱性滤液的工序包含：将含有纤维素的生物质和碱性水性介质供给于过滤器，使用该过滤器使碱性水性介质在含有纤维素的生物质中通液。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，所述通液为重力方向的自重过滤。4.根据权利要求1～3中任一项所述的制造方法，所述碱性水性介质和碱性滤液的温度实质上保持相同。5.根据权利要求1～4中任一项所述的糖液的制造方法，所述碱性水性介质和碱性滤液的温度为80℃以上且100℃以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的制造方法，所述碱性滤液包含乙酸或其盐。7.根据权利要求1～6中任一项所述的制造方法，所述含有纤维素的生物质是用筛孔30mm以上的筛子筛过了的含有纤维素的生物质。8.根据权利要求1～7中任一项所述的制造方法，所述含有纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：南野淳，船田茂行，栗原宏征，旭裕佳，笠原拓也，山田胜成，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP