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セルロース及びヘミセルロースを含む組成物を製造する方法、並びにその組成物を用いて糖化を行う方法 NEW

国内特許コード P180015685
整理番号 5233
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2016-176865
公開番号 特開2018-039954
出願日 平成28年9月9日(2016.9.9)
公開日 平成30年3月15日(2018.3.15)
発明者
  • 渡辺 隆司
  • 大橋 康典
  • パンナライ カムデージ
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 セルロース及びヘミセルロースを含む組成物を製造する方法、並びにその組成物を用いて糖化を行う方法 NEW
発明の概要 【課題】
セルロース及びヘミセルロースを含む組成物を高収率で植物原料から得る製造方法を提供する。
【解決手段】
リグノセルロースを含む植物材料を、
一般式:MIMIII(SO4)2・12H2O(式中、MIは1価の陽イオンを表わし、MIIIは3価の金属を表わす)で表わされるミョウバンを含む液体中において加熱することにより、
セルロース及びヘミセルロースを含む固形状組成物と、
リグニンの分解生成物と
を含む混合物を得る工程
を含む、製造方法。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


近年、地球環境の悪化や化石資源の枯渇の問題が顕在化しており、持続可能な循環型社会のための新たな資源としてバイオマスに注目が集まっている。特に、化学製品やエネルギーを再生可能なバイオマスから得ようとするコンセプトである「バイオリファイナリ」の実現が急務となっている。



現在、バイオマス資源として穀物が用いられているが、コスト高や食糧費高騰等の問題から、大規模な普及には至っていない。そこで、木材や稲藁等、植物材料が含有するリグノセルロースを利用するための研究開発が進められている。リグノセルロースとはセルロース、ヘミセルロース等の多糖類及びリグニンから構成される植物性有機物である。セルロースやヘミセルロース等の多糖類から酵素糖化処理によりグルコース、キシロース及びマンノース等の単糖を得ることができ、これらの単糖はさらに液体燃料(バイオエタノール)及び化学品原料等として活用できる。



リグノセルロースはセルロース、ヘミセルロース等の多糖類とリグニンとが強固に結合した構造をしている。したがって、セルロースやヘミセルロース等の多糖類を植物材料から効率的に得るためには、リグニンと多糖類との結合を破壊する等の前処理が有効である。



このようなリグノセルロースの前処理については、さまざまな方法が開発されている。例えば、銅及び過酸化物を含む水溶液中でリグニンを解重合する方法(特許文献1)、モリブテン酸又は過酸化物を含む水溶液中でリグニンを解重合する方法(特許文献2)、微量のタングステン酸又はモリブデン酸塩触媒を含有する過酸化水素水により木質系バイオマスのリグニンを分解する方法(特許文献3)、古紙等に含まれるリグニンをタングステン酸ソーダ又はモリブデン酸ソーダにより除去し糖化反応を促進させる方法(特許文献4)、有機溶媒とルイス酸との組み合わせにより、脱リグニンを促進させる方法(非特許文献1)等である。



また、外部加熱ではなく、マイクロ波照射を利用した内部加熱を用いて糖成分を製造する方法が開発されている。酢酸水溶液中でマイクロ波照射することで前処理を行う方法(非特許文献2)、酸化剤の存在下でマイクロ波の照射を行うことでリグニンの分離、分解を行う方法(特許文献5)、リグノセルロース物質と蒸解液の混合物にマイクロ波を照射することで、蒸解時の脱リグニン速度を向上させる方法(特許文献6)、マイクロ波処理とアルカリ処理とを組み合わせた方法(非特許文献3)等が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、セルロース及びヘミセルロースを含む組成物を製造する方法、及びその組成物から単糖を製造する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
セルロース及びヘミセルロースを含む組成物を製造する方法であって、
リグノセルロースを含む植物材料を、
一般式:MIMIII(SO4)2・12H2O(式中、MIは1価の陽イオンを表わし、MIIIは3価の金属を表わす)で表わされるミョウバンを含む液体中において加熱することにより、
セルロース及びヘミセルロースを含む固形状組成物と、
リグニンの分解生成物と
を含む混合物を得る工程
を含む、方法。

【請求項2】
前記加熱を、前記液体を80℃~240℃とすることにより行う、請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
前記加熱を、前記液体にマイクロ波を照射することにより行う、請求項1又は2に記載の製造方法。

【請求項4】
前記ミョウバンが、前記一般式中、MIがカリウムであるミョウバンである、請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか一項に記載の製造方法により得られたセルロース及びヘミセルロースを含む固形状組成物から、酵素糖化処理により単糖を得る工程を含む、単糖の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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