糖液的制造方法技术

本发明专利技术提供以含纤维素的生物质为原料来制造糖液的方法，通过下述糖液的制造方法来制造发酵抑制物的量极少的糖液，所述制造方法包括下述工序：工序(1)，将含纤维素的生物质进行水解来制造糖水溶液；工序(2)，将所得的糖水溶液通过纳滤膜和/或反渗透膜进行过滤，由非透过侧回收纯化糖液，由透过侧除去发酵抑制物的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由含纤维素的生物质制造糖液的方法。
技术介绍
以糖为原料的化学品发酵生产工艺被用于各种工业原料生产中。作为该成为发酵原料的糖，现在工业上使用来源于甘蔗、淀粉、甜菜等食用原料的糖，但是从今后世界人口增加引起食用原料价格暴涨、或与食用竞争这样的伦理方面出发，构建由可再生的非食用资源、即含纤维素的生物质来有效地制造糖液的工艺，或者以所得的糖液为发酵原料有效地转换成工业原料的工艺成为今后的课题。在由含纤维素的生物质制造糖液的方法中，作为使用硫酸的，公开了使用浓硫酸将纤维素和半纤维素进行酸水解来制造糖液的方法(专利文献I或2);通过将含纤维素的生物质用稀硫酸进行水解处理之后再用纤维素酶等进行酶处理来制造糖液的方法(非专利文献I)。此外，作为不使用酸的方法，公开了使用250 500°C左右的亚临界水将含纤维素的生物质进行水解来制造糖液的方法(专利文献3);通过在对含纤维素的生物质进行亚临界水处理之后再进行酶处理来制造糖液的方法(专利文献4);以及通过在将含纤维素的生物质用240 280°C的加压热水进行水解处理之后再进行酶处理来制造糖液的方法(专利文献5)。然而，在含纤维素的生物质的水解中存在如下问题在纤维素或半纤维素成分等分解的同时，生成的葡萄糖、木糖等糖也进行分解反应，从而还生成了糠醛、羟甲基糠醛等呋喃化合物、或甲酸、乙酸、乙酰丙酸等有机酸这样的副产物。此外，由于含纤维素的生物质包含作为芳香族聚合物的木质素成分，因此在酸处理工序中，木质素成分被分解，同时作为副产物生成了低分子量酚类等芳香族化合物。这些化合物在利用微生物的发酵工序中具有阻碍作用，引起微生物的增殖抑制，使发酵产物的收率降低，因此也被称为发酵抑制物，在利用含纤维素的生物质糖液作为发酵原料时是大问题。作为在糖液制造过程中除去这样的发酵抑制物的方法，公开了称为过碱化(overliming)的方法(非专利文献2)。在该方法中，在对酸处理后的纤维素或糖化液添加石灰进行中和的工序中，通过加热到60°C左右并保持一定时间，从而将糠醛、HMF等发酵抑制物与石膏成分一起除去。然而，在过碱化中，存在甲酸、乙酸、乙酰丙酸等有机酸的除去效果低等问题。 此外，作为除去发酵抑制物的其它方法，公开了通过在由含纤维素的生物质形成的糖液中吹入水蒸气来蒸发除去发酵抑制物的方法(专利文献6)。然而，在这样的蒸发除去方法中存在如下问题要依赖于发酵抑制物的沸点，特别是沸点低的有机酸等发酵抑制物的除去效率低，为了获得充分的除去效率，必须提供大量的能量。此外，也有通过离子交换来除去发酵抑制物的方法(专利文献7)，但存在成本问题。此外，也有使用木质类碳化物、即活性炭等进行吸附除去的方法，但存在除去对象限于疏水性化合物这样的课题(专利文献8)。专利文献I :日本特表平11-506934号公报专利文献2 :日本特开2005-229821号公报专利文献3 :日本特开2003-212888号公报专利文献4 :日本特开2001-95597号公报专利文献5 :日本特许3041380号公报专利文献6 :日本特开2004-187650号公报专利文献7 :日本特表2001-511418号公报专利文献8 :日本特开2005-270056号公报非专利文献I :A. Aden 等，“Lignocellulosic Biomass to Ethanol P rocessDesign and Economics Utilizing Co-Current Dilute Acid Prehydrolysis andEnzymatic Hydrolysis for Corn Stover，，NREL Technical Report(2002)非专利文献2 :Μ· Alfred 等，“Effect of pH, time and temperature ofoverliming on detoxification of dilute-acid hydrolyzates for fermentation bySaccaromyces cerevisiase，，Process Biochemistry,38,515-522(2002)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在本专利技术中，提供解决上述课题的方法，即在糖液制造的工序中除去在由含纤维素的生物质制造糖的工序中生成的发酵抑制物的方法，还提供发酵抑制物量极少的纯化。用于解决课题的方法本专利技术者们对上述课题进行了深入研究，结果发现，在由含纤维素的生物质制造糖的工序中，通过将糖液通过纳滤膜和/或反渗透膜，可以分离除去作为发酵原料的糖和发酵抑制物。即，本专利技术具有以下的 的构成。, 一种，是以含纤维素的生物质为原料来制造糖液的方法，该方法包括下述工序工序(I)，将含纤维素的生物质进行水解来制造糖水溶液；工序(2)，将所得的糖水溶液通过纳滤膜和/或反渗透膜进行过滤，由非透过侧回收纯化糖液，由透过侧除去发酵抑制物。,根据所述的，其中，将所述工序(2)的糖水溶液的pH值调整为I 5。,根据或所述的，其中，所述发酵抑制物包含选自有机酸、呋喃类化合物和酚类化合物中的I种或2种以上。,根据所述的，其中，所述有机酸是甲酸或乙酸。,根据所述的，其中，所述呋喃类化合物是羟甲基糠醛或糠醛。,根据所述的，其中，所述酚类化合物是香草醛、乙酰香草醛或丁香酸。,根据 的任一项所述的，其中，所述工序(2)的纯化糖液是以单糖为主成分的糖液。,根据 的任一项所述的，其中，在所述工序(2)的处理之前，将所述工序(I)所获得的糖水溶液通过精滤膜和/或超滤膜来除去微粒和高分子成分。 ,根据 的任一项所述的，其中，将所述工序(2)的糖水溶液的温度调整为I 15°C，且用纳滤膜进行过滤。.根据 的任一项所述的，其中，将所述工序(2)的糖水溶液的温度调整为40 80°C，且用反渗透膜进行过滤。.根据 的任一项所述的，其中，所述工序(2)是将糖水溶液通过纳滤膜进行过滤，再将所得的滤液通过反渗透膜进行过滤的工序。·根据 的任一项所述的，其中，所述工序(2)的纳滤膜和/或反渗透膜的功能层是聚酰胺。.根据 的任一项所述的，其特征在于，所述工序(2)的纳滤膜的功能层以交联哌嗪聚酰胺为主成分，并且含有化学式I所示的构成成分，权利要求1.一种，是以含纤维素的生物质为原料来制造糖液的方法，该方法包括下述工序 工序(I)，将含纤维素的生物质进行水解来制造糖水溶液； 工序(2)，将所得的糖水溶液通过纳滤膜和/或反渗透膜进行过滤，由非透过侧回收纯化糖液，由透过侧除去发酵抑制物。2.根据权利要求I所述的，其中，将所述工序(2)的糖水溶液的pH值调整为I 5。3.根据权利要求I或2所述的，其中，所述发酵抑制物包含选自有机酸、呋喃类化合物和酚类化合物中的I种或2种以上。4.根据权利要求3所述的，其中，所述有机酸是甲酸或乙酸。5.根据权利要求3所述的，其中，所述呋喃类化合物是羟甲基糠醛或糠醛。6.根据权利要求3所述的，其中，所述酚类化合物是香草醛、乙酰香草醛或丁香酸。7.根据权利要求I 6的任一项所述的，其中，所述工序(2)的纯化糖液是以单糖为主成分的糖液。8.根据权利要求I 7的任一项所述的，其中，在所述工序(2)的处理之前，将所述工序(I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗原宏征，南野淳，伊藤正照，泽井秀树，花川正行，峰岸进一，山田胜成，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：