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セルロース含有材料の製造方法およびバイオエタノールの製造方法、ならびに、リグニン含有グリセリンおよびその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P200016699
整理番号 FU-309
掲載日 2020年3月25日
出願番号 特願2018-015612
公開番号 特開2019-129771
出願日 平成30年1月31日(2018.1.31)
公開日 令和元年8月8日(2019.8.8)
発明者
  • 戸▲高▼ 昌俊
  • 重松 幹二
出願人
  • 学校法人福岡大学
発明の名称 セルロース含有材料の製造方法およびバイオエタノールの製造方法、ならびに、リグニン含有グリセリンおよびその製造方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】 環境負荷が少ないセルロース含有材料の製造方法およびバイオエタノールの製造方法を提供する。
【解決手段】 脂肪酸類と溶媒と木質原料とを含む混合液を加熱して、前記木質原料に含まれるリグニンを前記溶媒中に抽出する脱リグニン工程(A)と、前記脱リグニン工程(A)後に、前記木質原料から抽出されたリグニンと前記脂肪酸類と前記溶媒とを含む溶液と、セルロース含有材料とに分離する固液分離工程(B)とを有し、前記混合液が、前記溶媒100質量部に対して、前記脂肪酸類を10質量部以上100質量部以下含むものであるセルロース含有材料の製造方法。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

木粉や木チップなどの木質の材料に含まれるセルロースは、バイオエタノールやパルプを製造する原料として用いることができる。一方で、これらの木質の材料は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンの3成分を主成分として含み、セルロースはリグニンやヘミセルロースと複雑に絡み合った構造をしている。バイオエタノールやパルプの製造では、通常、木粉や木チップなどからセルロースとリグニンとを分離する前処理が行われている。

従来、セルロースとリグニンとを分離する方法としては、アルカリ水溶液や酸水溶液を用いた処理方法が知られている。
例えば、パルプ製造の前処理として、木質チップ等の木質材料を硫酸ナトリウムと水酸化ナトリウムとを主成分とする水溶液に加えて170℃程度で加圧・加熱処理し、リグニンを溶出・分離するクラフトパルプ法が知られている。
特許文献1には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化カルシウムのうちいずれか一つの水酸化物を含み濃度を0.2重量%以上1重量%未満とする水酸化物水溶液によりアルカリ処理するアルカリ処理工程を有する草本系バイオマスの酵素加水分解の前処理方法が開示されている。
また、特許文献2には、リグノセルロース原料を酸処理する酸処理工程と、前記酸処理工程の反応物を固液分離する固液分離工程と、前記固液分離工程の残渣を湿式粉砕処理する粉砕処理工程とを含むリグノセルロースの前処理方法が開示されている。

一方、有機溶媒を用いる方法として、特許文献3には、木質材料および農産物廃棄物等を含む植物バイオマス原料と、アルコール類に可溶であってかつ常圧での沸点が150~290℃の高沸点有機溶剤を50~80%含むアルコール性溶媒とを、液比4~10で耐圧容器に充填し、180~230℃に加熱処理するパルプ化工程と、パルプ化工程後の蒸解液からパルプ(粗パルプ)と廃液とを分離する工程と、分離されたパルプ(粗パルプ)を高沸点有機溶剤を含むアルコール性溶媒で洗浄して、パルプを取得するパルプ洗浄工程と、前記パルプ化工程からの廃液と、パルプ洗浄工程からの洗浄排出液とに水を加えてリグニンを沈殿させ、濾過してリグニンを取得する工程と、リグニン分離後の濾液から所定のアルコールおよび水を除去して、高沸点有機溶剤を含む溶剤を回収し、回収した高沸点有機溶剤を、パルプ化工程および/またはパルプ洗浄工程において再利用する工程とを含むパルプの製造方法が開示されている。

産業上の利用分野

本発明は、セルロース含有材料の製造方法および当該セルロース含有材料を用いたバイオエタノールの製造方法に関する。また、本発明は、リグニン含有グリセリンおよびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
脂肪酸類と溶媒と木質原料とを含む混合液を加熱して、前記木質原料に含まれるリグニンを前記溶媒中に抽出する脱リグニン工程(A)と、
前記脱リグニン工程(A)後に、前記木質原料から抽出されたリグニンと前記脂肪酸類と前記溶媒とを含む溶液と、セルロース含有材料とに分離する固液分離工程(B)とを有し、
前記混合液が、前記溶媒100質量部に対して、前記脂肪酸類を10質量部以上100質量部以下含むものであるセルロース含有材料の製造方法。

【請求項2】
前記溶媒が、グリセリン、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールからなる群から選択される1種以上を含む請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
前記混合液が、副生グリセリンと前記木質材料とを混合したものである請求項1または2に記載の製造方法。

【請求項4】
前記脱リグニン工程(A)を常圧で行う請求項1~3のいずれかに記載の製造方法。

【請求項5】
前記脱リグニン工程(A)において、230℃以上300℃以下で加熱を行う請求項1~4のいずれかに記載の製造方法。

【請求項6】
前記脂肪酸類が、下記式(M1)で表される脂肪酸塩である請求項1~5のいずれかに記載の製造方法。
R-COO-M 式(M1)
(前記式(M1)中、Rは、炭素数2以上の一価の飽和炭化水素基または炭素数2以上の一価の不飽和炭化水素基を示し、Mは、金属原子を示す。)

【請求項7】
請求項1~6のいずれかに記載の製造方法により得られたセルロース含有材料を用いてバイオエタノールを製造するバイオエタノールの製造方法。

【請求項8】
脂肪酸類と、リグニンと、グリセリンとを含むリグニン含有グリセリン。

【請求項9】
脂肪酸類とグリセリンと木質原料とを含む混合液を加熱して、前記木質原料に含まれるリグニンを前記グリセリン中に抽出する脱リグニン工程(a)と、
前記脱リグニン工程(a)後に、前記木質原料から抽出されたリグニンと前記脂肪酸類と前記グリセリンとを含むリグニン含有グリセリンと、セルロース含有材料とに分離する固液分離工程(b)とを有し、
前記混合液が、前記溶媒100質量部に対して、前記脂肪酸類を10質量部以上100質量部以下含むものであるリグニン含有グリセリンの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018015612thum.jpg
出願権利状態 公開
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