加圧熱水処理法による植物系バイオマスの高効率糖化とエタノール発酵システムの構築

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580592
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 林 信行 佐賀大学, 農学部, 助教授 (50173018)
• 研究分担者: 園元 謙二 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (10154717) ; 藤田 修二 佐賀大学, 農学部, 教授 (90039339)
• キーワード: 植物系バイオマス / 加圧熱水 / エタノール発酵

研究概要

本研究は、加圧熱水処理法をキーテクノロジーとした植物系バイオマスの効率的な発酵原料化と高効率エタノール生産システムの構築を志向した研究である。即ち、植物系バイマス中のヘミセルロースを200℃、セルロースを300℃付近の加圧熱水により個別に低分子可溶化して発酵原料化し、高効率でエタノールに変換することを目的としている。本年度は、エネルギー効率の向上を指向しスラリー送液機構の開発を中心課題として検討を行った。送液ポンプにはダイヤフラムポンプを採用したが、ダイヤフラム部での原料粒子の滞留とそれに伴うブリッジの形成がおこり、閉塞トラブルへと進む可能性が考えられた。そこで、リキッドピストン機構を採用し、原料粒子がダイヤフラム部分へ流入しない機構とした。このポンプを用いて、粉砕もみ殻の送液限界濃度と原料粒度、流速、加圧条件などについて検討を行ったところ、200mesh程度に粉砕することにより20%の固形分濃度までの送液が可能であった。ついで10MPaまでの加圧条件下でのスラリー送液試験を行ったところ、高濃度になるにつれ吐出流量の低下が観察された。そこで、チェッキ弁のボール台座の形状変更を行い、弁付近での粒子の滞留とスラリーのリークフローの低減を図り流量低下を改善した。また、パーコレータ式リアクタを用いて得られた可溶化物をスミチームを主とするセルラーゼ複合酵素系で単糖化し、発酵阻害物質を除去後アルコール発酵してエタノール生産に至る一連の工程を実証した。