[發(fā)明專利]以纖維素系生物質(zhì)為原料的乙醇制造方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201280041104.6 | 申請日： | 2012-09-24 |
| 公開（公告）號： | CN103748231A | 公開（公告）日： | 2014-04-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楠田浩雅;和泉憲明;田尻浩笵;辻田章次;西野毅;政本學(xué) | 申請（專利權(quán)）人： | 川崎重工業(yè)株式會社 |
| 主分類號： | C12P7/10 | 分類號： | C12P7/10 |
| 代理公司： | 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261 | 代理人： | 曹芳玲 |
| 地址： | 日本兵庫*** | 國省代碼： | 日本;JP |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 纖維素 生物 原料 乙醇 制造 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及作為用于在超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)下將纖維素系生物質(zhì)進行水解而制造糖類，之后，將糖類進行酒精發(fā)酵以此制造乙醇（生物乙醇）的方法的、將揮發(fā)性有機酸作為水解反應(yīng)的催化劑使用，且回收并再利用揮發(fā)性有機酸的方法。
背景技術(shù)
作為利用生物質(zhì)能源的一個環(huán)節(jié)，嘗試著使作為植物的主成分的纖維素或半纖維素分解，得到乙醇。在此計劃著將得到的乙醇作為燃料主要在汽車燃料中混入一部分，或作為汽油的替代燃料使用。
植物的主要成分中包含纖維素（作為由6個碳構(gòu)成的C6糖類的葡萄糖的聚合物）、半纖維素（由5個碳構(gòu)成的C5糖類與C6糖類的聚合物）、木質(zhì)素、淀粉，而乙醇是以C5糖類、C6糖類、作為他們的復(fù)合體的寡糖等的糖類為原料，利用酵母菌這樣的微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的。
為了使像纖維素或半纖維素這樣的纖維素系生物質(zhì)分解為糖類，工業(yè)上采用三種方法，即：1）利用硫酸等強酸的氧化力水解的方法，2）利用酶分解的方法，3）利用超臨界水或亞臨界水的氧化力的方法。然而，1）的酸分解方法所添加的酸會對酵母菌的發(fā)酵形成妨礙，因此將纖維素或半纖維素分解為糖類之后，在使糖類進行酒精發(fā)酵之前必須對已添加的酸進行中和處理，由于該處理的費用問題，該方法實用化有經(jīng)濟上的困難。2）的酶分解方法能夠以常溫恒壓處理，但是目前還沒有找到有效的酶，即使是找到了也會預(yù)料到酶的生產(chǎn)成本較高，在經(jīng)濟性方面還沒有在工業(yè)規(guī)模上實現(xiàn)的希望。
作為3）的利用超臨界水或亞臨界水將纖維素系生物質(zhì)水解為糖類的方法，以使纖維素粉末與240～340℃的加壓熱水接觸而水解為特征的非水溶性多糖類的制造方法已被專利文獻1公開。專利文獻2公開了使形成碎片的生物質(zhì)在140℃～230℃且加壓至飽和水蒸氣壓以上的熱水中以規(guī)定時間水解來分解提取半纖維素，其后在加熱至纖維素的分解溫度以上的加壓熱水中水解來分解提取纖維素的方法。專利文獻3公開了以使平均聚合度為100以上的纖維素與溫度為250℃以上450℃以下、壓力為15MPa以上450MPa以下的超臨界水或亞臨界水接觸反應(yīng)0.01秒以上5秒以下，之后使其冷卻后與溫度為250℃以上350℃以下、壓力為15MPa以上450MPa以下的亞臨界水接觸1秒以上10分鐘以下進行水解為特征的葡萄糖和/或水溶性纖維寡糖的制造方法。
在將木本類作為原料的糖類的制造中，作為減少多糖類的水解所需的能源及水的使用量并且低價且簡便地制造糖類的方法，專利文獻4公開了以使用于水解處理的處理水包含從含有通過木本類的水解處理得到的糖的水解提取液回收糖類后的酸性水為特征的糖類的制造方法。使用于水解的處理水的pH優(yōu)選的是2.6～2.9。
專利文獻5公開了以在含有像蟻酸、醋酸或草酸那樣的有機酸的、壓力為0.2～100MPa、溫度為120～300℃的熱水中，通過水熱反應(yīng)分解多糖類為特征的糖類的制造方法。專利文獻5公開了通過添加有機酸能夠縮短多糖類的分解時間。
專利文獻6公開了以如下為特征的木質(zhì)纖維素的前處理方法：在稀硫酸中，將木質(zhì)纖維素系生物質(zhì)以140～220℃的溫度水解處理3～20分鐘后，將水解物固液分離為一次糖化液和固形物（脫水濾餅），并且在固形物中添加消石灰，以90～150℃的溫度加熱10～120分鐘后，使用纖維素酶對經(jīng)石灰處理的固形物進行酶解，得到二次糖化液。專利文獻6還公開了將石灰處理后的固形物進行固液分離，而將分離的含有消石灰的液體使用于含有稀硫酸的一次糖化液的中和。
現(xiàn)有技術(shù)文獻：
專利文獻：
專利文獻1：日本特開2000-186102號公報；
專利文獻2：日本特開2002-59118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2008-43229號公報；
專利文獻5：日本特開2009-195189號公報；
專利文獻6：日本特開2006-75007號公報。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題：
將作為生物質(zhì)的主要構(gòu)成成分的纖維素或半纖維素在高溫高壓的超臨界水或亞臨界水中糖化分解（水解）的方法是與使用強酸的水解法相比不需要酸的中和處理因此處理成本低而且環(huán)境友好的處理方法。然而，在使用超臨界水或亞臨界水水解纖維素或半纖維素的方法中，也如專利文獻6公開的那樣將稀硫酸作為催化劑添加到漿料中以此改善糖化效率是已知的。
然而，專利文獻6公開的方法盡管糖化效率高，但是由于將所添加的所有硫酸用石灰中和，所以因作為催化劑的硫酸和作為中和劑的石灰的成本，而容易使整個工序的處理成本提高。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于川崎重工業(yè)株式會社，未經(jīng)川崎重工業(yè)株式會社許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201280041104.6/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
