精制糖水溶液的制造方法技術

本發明專利技術提供一種長期穩定地制造精制糖水溶液的方法，其中通過在糖水溶液的制造工序中除去在由含纖維素生物質制造糖的工序中所生成的生物質殘渣，由此防止了微濾膜和/或超濾膜的堵塞。所述精制糖水溶液的制造方法為以含纖維素生物質為原料來制造精制糖水溶液的方法，該方法由以下工序構成：(1)對含纖維素生物質進行分解處理以制造糖水溶液的工序；(2)對(1)中所得到的糖水溶液進行凝聚處理，以制造平均粒徑為2μm以上的糖水溶液的工序，所述平均粒徑是通過粒度分布測定而測得的；(3)使(2)中所得到的糖水溶液通過微濾膜和/或超濾膜以進行過濾，并從透過側回收糖水溶液的工序。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及由含纖維素生物質制造精制糖水溶液的方法。
技術介紹
大量消費、大量廢棄的20世紀已結束了，在尋求構建環境協調型社會的21世紀，隨著化石資源枯竭和全球變暖的問題不斷深刻化，期待著能夠促進作為循環型資源的生物質資源的有效使用。 現在，美國及巴西等國正在積極地以生物質資源中的甘蔗和玉米為原料來制造生物乙醇。這是因為在甘蔗及玉米中富含蔗糖和淀粉，容易由其來制備糖水溶液并進行發酵。然而，甘蔗及玉米本身就是食品，在將其作為原料時，存在著會引起與食品或飼料的競爭從 而導致原料價格高漲的重大問題，今后的課題在于構筑從含纖維素生物質之類的非食用生物質中有效地制造糖水溶液的工藝、或者將得到的糖水溶液作為發酵原料而有效地轉換為工業原料的工藝。作為從含纖維素生物質來制造糖水溶液的方法，存在使用硫酸的糖水溶液制造方法，公開有使用濃硫酸對纖維素及半纖維素進行酸水解從而制造糖水溶液的方法(專利文獻I或者2);在用稀硫酸對含纖維素生物質進行水解處理之后，進一步通過纖維素酶等進行酶處理來制造糖水溶液的方法(非專利文獻I)。另外，作為不使用酸的方法，公開有使用250°C飛00°C左右的亞臨界水，對含纖維素生物質進行水解，從而制造糖水溶液的方法(專利文獻3);在對含纖維素生物質進行亞臨界水處理之后，進一步通過酶處理來制造糖水溶液的方法(專利文獻4);以及在用2400C 280°C的加壓熱水對含纖維素生物質進行水解處理之后，進一步利用酶處理來制造糖水溶液的方法(專利文獻5)。然而，由于所得到的糖水溶液中含有大量的生物質殘渣，因此為了向發酵槽供給糖水溶液以作為發酵原料使用，需要通過適當的固液分離處理來除去生物質殘渣。作為這樣的生物質殘渣的除去方法，公開了利用超濾膜的過濾方法(專利文獻6)，但是由于超濾膜會發生堵塞，因此難以長期穩定地制造糖水溶液。另外，公開了將利用孔徑為20 200 μ m的無紡布的過濾與超濾膜組合使用的方法(專利文獻7)，但是該方法雖然能夠除去大約20 μ m以上的生物質殘渣，卻無法防止20 μ m以下的微粒、混濁物質、膠體等生物質殘渣所導致的超濾膜堵塞，不能長期穩定地連續制造糖水溶液。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特表平11-506934號公報專利文獻2 :日本特開2005-229821號公報專利文獻3 :日本特開2003-212888號公報專利文獻4 :日本特開2001-95597號公報專利文獻5 :日本特許第3041380號公報專利文獻6 :日本特開2006-88136號公報專利文獻7 :日本特開2009-240167號公報非專利文獻非專利文獻I A. Aden 等，“Lignocellulosic Biomass to EthanolProcess Design and Economic s Utilizing Co-Current Dilute AcidPrehydrolysis andEnzymatic Hydrolysis for Corn Stover” NRELTechnical Report (2002)
技術實現思路
專利技術要解決的問題因此，在本專利技術中，提供了一種解決上述問題的方法，S卩，在利用微濾膜和/或超濾膜進行過濾之前，通過除去在由含纖維素生物質制造糖的工序中所生成的生物質殘渣，防止了微濾膜和/或超濾膜的堵塞，從而能長期穩定地制造精制糖水溶液的方法。解決問題的手段本專利技術人對上述問題進行了深入研究，結果發現，在由含纖維素生物質制造糖的工序中，在對糖水溶液進行凝聚處理，從而制得平均粒徑(所述平均粒徑是通過粒度分布測定而測得的)為2 μ m以上的糖水溶液之后，使之通過微濾膜和/或超濾膜，由此分離作為發酵原料的糖和生物質殘渣并除去生物質殘渣，從而能夠長期穩定地制造糖水溶液。即，本專利技術具有以下 中任意一項的構成。 一種，其為以含纖維素生物質為原料來制造精制糖水溶液的方法，該方法由以下工序構成(I)對含纖維素生物質進行分解處理以制造糖水溶液的工序；(2)通過凝聚劑對(I)中所得到的糖水溶液進行凝聚處理，以制造平均粒徑為2μπι以上的糖水溶液的工序，所述平均粒徑是通過粒度分布測定而測得的；(3)使(2)中所得到的糖水溶液通過微濾膜和/或超濾膜以進行過濾，并從透過側回收糖水溶液的工序。根據所述的，其中，設置有使所述工序(3)中所得到的糖水溶液通過納濾膜和/或反滲透膜以進行過濾，并且從非透過側回收精制糖水溶液、從透過側除去發酵阻礙物質的工序。根據或所述的，其中，在所述工序(2)的凝聚處理中使用陽離子性高分子凝聚劑。根據至中任意一項所述的，其中，在所述工序(2)的凝聚處理中合并使用無機凝聚劑和有機高分子凝聚劑。根據至中任意一項所述的，其中，多次實施所述工序(2)的凝聚處理。根據所述的，其中，所述發酵阻礙物質包括選自由有機酸、呋喃類化合物及酚類化合物所構成的組中的I種以上。根據所述的，其中，所述有機酸為甲酸或乙酸。根據所述的，其中，所述呋喃類化合物為羥甲基糠醒或糠醒。根據所述的，其中，所述酚類化合物為香蘭素、乙酰香蘭素或丁香酸。根據至中任意一項所述的，其中，所述工序(2)的糖水溶液為以單糖為主要成分的糖水溶液。根據所述的，其中，使所述工序(3)中所得到的糖水溶液通過納濾膜和/或反滲透膜以進行過濾的工序為使糖水溶液通過納濾膜以進行過濾，并使所得到的過濾液通過反滲透膜以進行過濾的工序。根據所述的，其特征在于，納濾膜和/或反滲透膜的功能層由聚酰胺構成。根據所述的，其特征在于，納濾膜的功能層以交聯哌嗪聚酰胺為主要成分且含有化學式I所示的構成成分， N t /"TUripTx N,\化學式 1 》RR(式中，R表示-H或-CH3,η表示O至3的整數。) 一種化學品的制造方法，其使用了根據至中任意一項所述的而得到的糖水溶液作為發酵原料。專利技術的效果根據本專利技術，由于除去了在由含纖維素生物質制造糖的工序中所生成的生物質殘渣，從而能防止微濾膜和/或超濾膜的堵塞，因此可以長期穩定地制造精制糖水溶液。結果，通過使用本專利技術中所得到的精制糖水溶液作為發酵原料，能夠提高各種化學品的發酵生產的效率。附圖簡要說明為示意性示出納濾膜/反滲透膜的過濾裝置的示意圖。具體實施例方式下面對本專利技術進行更詳細地說明。就本專利技術的精制糖水溶液制造方法中所使用的含纖維素生物質而言，作為例子，可以舉出甘蔗渣、柳枝稷、玉米秸桿、稻秸、麥秸等草本系生物質、以及樹木、廢建材等木質系生物質等。這些含纖維素生物質含有作為糖脫水縮合而成的多糖的纖維素或者半纖維素，通過對這些多糖進行分解處理，可以制造能夠用作發酵原料的糖水溶液。需要說明的是，用于本專利技術的含纖維素生物質在不脫離本專利技術目的的范圍內可以含有其它成分，例如，可以含有蔗糖或淀粉等可食生物質。例如，在將作為甘蔗的壓榨殘渣的甘蔗渣用作含纖維素生物質的情況下，可以同時使用含有蔗糖的甘蔗壓榨汁液。本專利技術中的精制糖水溶液是指通過對含纖維素生物質進行分解處理而得到的糖水溶液。關于含纖維素生物質的分解處理，由于水解簡便且廉價，因此優選采用。一般而言，糖根據單糖的聚合度而進行分類，其被分為葡萄糖、木糖等單糖類，2、個單糖脫水縮合而形成的寡糖類，以及10個以上單糖脫水縮合而形成的多糖類。本專利技術中的精制糖水溶液是指包含單本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：花川正行，廣澤洋帆，
申請(專利權)人：東麗株式會社，
類型：
國別省市：