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METHOD FOR HYDROLYZING CELLULOSE USING CATALYST AND METHOD FOR PRODUCING GLUCOSE USING THE CATALYST meetings

Patent code P06P003839
Posted date May 26, 2006
Application number P2004-319926
Publication number P2006-129735A
Patent number P4604194
Date of filing Nov 2, 2004
Date of publication of application May 25, 2006
Date of registration Oct 15, 2010
Inventor
  • (In Japanese)松村 幸彦
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人広島大学
Title METHOD FOR HYDROLYZING CELLULOSE USING CATALYST AND METHOD FOR PRODUCING GLUCOSE USING THE CATALYST meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for hydrolyzing cellulose using a solid catalyst which has acidic functional groups or basic functional groups in its molecule, to provide a method for hydrolyzing the cellulose using a metal oxide, to provide a method for producing glucose by acting the solid catalyst which has the acidic functional groups or the basic functional groups in its molecule on the cellulose, and to provide a method for producing the glucose by acting the metal oxide on the cellulose.
SOLUTION: In this method for hydrolyzing the cellulose, a reaction liquid is prepared by dispersing a cellulose raw material containing the cellulose in water, a catalytic reaction liquid is prepared by adding active carbon which catalyzes hydrolysis reaction of the cellulose and has the acidic functional groups or the basic functional groups in its molecule to the reaction liquid, and the catalytic reaction liquid is heated at a temperature of 125 to 250°C, so that the active carbon as the solid catalyst acts on the cellulose. A residual ratio of the cellulose is 26.6-44.0% in the method.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


植物系バイオマスは、セルロース、ヘミセルロース、およびリグニン等よりなる天然の高分子である。このうちセルロースは、植物細胞壁の主成分をなし、自然界に産出する有機物中最も多量に存在するもので、グルコースがβ1→4結合により多数結合した鎖状高分子化合物である。



セルロースは、例えばセルロースエステルやセルロースエーテル等の有用な誘導体の原料となる等、多様な用途を有し、エタノールの原料としても利用されている。セルロースからのエタノールの製造は、セルロースをグルコースに加水分解し、これを酵母でアルコール発酵させ、蒸留することにより行われる。セルロースの加水分解方法としては、セルラーゼによってセロデキストリン、セロヘキサオース、セロテトラオース、セロトリオース、セロビオース等に分解し、さらにβ―D-グルコシダーゼによりD-グルコースに分解する方法が一般的に知られている。また、セルロースを希酸やアンモニアと煮沸して加水分解することにより、D-グルコースとする方法も知られている。



さらに、加圧熱水を用いた方法として、セルロース粉末を、200~300℃に加熱した加圧熱水と接触させて加水分解する方法や(特許文献1)、250℃付近の加圧熱水(飽和蒸気圧以上に加圧して液体状態を保った加圧熱水)のイオン積が室温の水の1000倍以上に上昇することに着目し、この加圧熱水を用いて植物系バイオマスを加水分解しながらそれを構成する成分を順次回収する方法(非特許文献1)、植物系バイオマスを140℃~230℃で飽和蒸気圧以上に加圧した加圧熱水で加水分解してセルロースを抽出し、前記セルロースを380~420℃に加熱された雰囲気中でニッケル系触媒により分解する方法(特許文献2)等が提案されている。



その他、鉱酸および/または有機酸による加水分解によって熱水凝集性セルロースエーテルを解重合する方法についても報告されている(特許文献3)。
【特許文献1】
特開平10-327900号公報(平成10年(1998年)12月15日公開)
【特許文献2】
特開2002-59118号公報(平成14年(2002年)2月26日公開)
【特許文献3】
特表2003-508597号公報(平成15年(2003年)3月4日公表)
【非特許文献1】
九工研ニュース、199.10、Vol.7 No.3

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、セルロースの加水分解反応を触媒し、分子内に酸性官能基または塩基性官能基を有する固体触媒またはセルロースの加水分解反応を触媒する金属酸化物を用いてセルロースを加水分解する方法、およびグルコースを生産する方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
セルロースを含むセルロース原料と分散水とからなる反応液を、所定温度で加熱処理する工程を含むセルロースの加水分解方法であって、
上記反応液に、セルロースの加水分解反応を触媒し、かつ分子内に酸性官能基または塩基性官能基を有する固体触媒が含まれ、上記固体触媒が活性炭であることを特徴とするセルロースの加水分解方法。

【請求項2】
 
上記反応液には、セルロースが水に対し重量比10%以上20%以下となるように含まれていることを特徴とする請求項1に記載のセルロースの加水分解方法。

【請求項3】
 
上記所定温度が100℃以上300℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のセルロースの加水分解方法。

【請求項4】
 
セルロースを含むセルロース原料と、分散水と、セルロースの加水分解反応を触媒し、かつ分子内に酸性官能基または塩基性官能基を有する固体触媒とからなる触媒反応液を所定温度に加熱する加熱ステップを含み、上記固体触媒が活性炭であることを特徴とするグルコースの生産方法。

【請求項5】
 
上記反応液には、セルロースが水に対し重量比10%以上20%以下となるよう含まれていることを特徴とする請求項4に記載のグルコースの生産方法。

【請求項6】
 
上記所定温度が100℃以上300℃以下であることを特徴とする請求項4または5に記載のグルコースの生産方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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13576_01SUM.gif
State of application right Registered


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