態(tài)下進(jìn)行熱水處理，以此將在纖維素系生物質(zhì)中含有的半纖維素或纖維素糖化分解為C5糖類或C6糖類的糖化分解工序；在所述糖化分解工序后，使用以漿液中的固形物的移動(dòng)方向與溢流水的移動(dòng)方向相反的形式串聯(lián)配置的多級(jí)清洗用濃縮機(jī)，由清洗水連續(xù)地清洗漿液中的固形物的清洗工序；和從在所述清洗工序中回收的清洗水中使用獨(dú)立于所述清洗用濃縮機(jī)的靜置用濃縮機(jī)去除固形殘?jiān)螅褂脻饪s裝置濃縮所述靜置用濃縮機(jī)的上清水而形成糖化液的濃縮工序。
[0018]在糖化分解工序后，以漿液中的固形物的移動(dòng)方向與溢流水的移動(dòng)方向相反的形式使用多級(jí)濃縮機(jī)，由清洗水連續(xù)地清洗漿液中的沉淀物，以此可以將殘留在固形物中的C5糖類或C6糖類高效地回收至清洗水中。清洗水在此狀態(tài)下糖濃度較低，因此通過(guò)如蒸餾裝置或電滲析裝置等的濃縮裝置濃縮為10質(zhì)量％以上的糖類濃度，并且將清洗水導(dǎo)入至獨(dú)立于清洗用濃縮機(jī)的靜置用濃縮機(jī)中，從而去除懸浮物質(zhì)。因此，濃縮裝置難以發(fā)生結(jié)垢。
[0019]所述清洗用濃縮機(jī)在從實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)考慮時(shí)，優(yōu)選的是3級(jí)以上6級(jí)以下。
[0020]本發(fā)明的糖化液制造方法優(yōu)選的是在所述糖化分解工序之前還具有將纖維素系生物質(zhì)粉碎至平均粒徑為0.1mm以上2_以下的粉碎工序。
[0021]專利文獻(xiàn)3或?qū)＠墨I(xiàn)4公開的清洗方法將礬土的赤泥微粒通過(guò)串聯(lián)配置的多個(gè)濃縮機(jī)進(jìn)行清洗，但是推定赤泥微粒的平均粒徑為20 μ m左右，在從防止氧化鋁溶解的觀點(diǎn)考慮時(shí)，難以使平均粒徑增大。另一方面，在本發(fā)明的糖化液制造方法中，將纖維素系生物質(zhì)粉碎至50%平均粒徑(d50)為100 μπι以上500 μπι以下的特定范圍并形成楽液，以此在閃蒸蒸發(fā)時(shí)難以引起閃蒸閥的堵塞，濃縮機(jī)中的固形物的沉降性也良好。又，還可以降低脫水餅的含水率。
[0022]在本發(fā)明的糖化液制造方法中，優(yōu)選的是還具有使所述糖化分解工序后的漿液閃蒸蒸發(fā)的閃蒸工序；在所述閃蒸工序中回收閃蒸蒸汽，并且利用于所述糖化分解工序前的漿液的預(yù)熱中。
[0023]本發(fā)明還涉及以纖維素系生物質(zhì)為原料的糖化液制造裝置，具有:通過(guò)將纖維素系生物質(zhì)的漿液在超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)下進(jìn)行熱水處理，以此將在纖維素系生物質(zhì)中含有的半纖維素或纖維素糖化分解為C5糖類或C6糖類的糖化分解裝置；使從所述糖化分解裝置引出的漿液進(jìn)行閃蒸蒸發(fā)的閃蒸罐；回收閃蒸蒸汽并利用于向所述糖化分解裝置供給的漿液的預(yù)熱的熱回收單元；以從所述閃蒸罐引出的漿液中的固形物的移動(dòng)方向與溢流水的移動(dòng)方向相反的形式連續(xù)地串聯(lián)配置的多級(jí)清洗用濃縮機(jī)；通過(guò)靜置從所述清洗用濃縮機(jī)引出的清洗水以此去除固形殘?jiān)撵o置用濃縮機(jī)；和將所述靜置用濃縮機(jī)的上清液進(jìn)行濃縮的濃縮裝置。
[0024]發(fā)明效果:
本發(fā)明的糖化液制造方法以及糖化液制造裝置的糖類的回收率較高，并且難以引起濃縮裝置的結(jié)垢，通過(guò)進(jìn)行熱回收而熱效率也較高。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1示出說(shuō)明實(shí)施例1的糖化液制造裝置的概略流程圖；
圖2示出說(shuō)明實(shí)施例2的糖化液制造裝置的概略流程圖；
圖3示出說(shuō)明比較例I的糖化液制造裝置的概略流程圖；
圖4示出說(shuō)明比較例2的糖化液制造裝置的概略流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。本發(fā)明不限于以下記載。
[0027][實(shí)施例1]
(粉碎工序)
圖1示出說(shuō)明實(shí)施例1的糖化液制造裝置的概略流程圖。首先，作為預(yù)處理，將纖維素系生物質(zhì)(例如，像甘蔗渣、甜菜糟、或麥秸那樣的草木系生物質(zhì))通過(guò)粉碎裝置粉碎至50%平均粒徑為100 μm以上500 μm以下，優(yōu)選的是150 μπι以上400 μπι以下。粉碎裝置的具體示例是球磨機(jī)、棒磨機(jī)、錘碎機(jī)、切碎機(jī)、輥磨機(jī)、盤式粉碎機(jī)或破碎機(jī)。
[0028]本發(fā)明人等將甘蔗渣粉碎成50%平均粒徑為100 μπι?1700 μm，并且使用各50%平均粒徑的甘蔗渣配制原料漿液，進(jìn)行熱水處理。將熱水處理后的漿液50mL采取至燒杯，加入水并使總量達(dá)到10mL后進(jìn)行攪拌。之后，使用濾紙N0.5C進(jìn)行吸濾，將濾紙上的殘?jiān)D(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，在107°C下干燥12小時(shí)。在比較干燥前后的殘?jiān)亓亢笏愠龊?質(zhì)量％)，其結(jié)果是在甘蔗渣的50%平均粒徑為100 μ m以上500 μ m以下的范圍內(nèi)，殘?jiān)暮蔬_(dá)到75%以下，但是在超過(guò)600 μ m的范圍內(nèi)殘?jiān)暮食^(guò)75%。根據(jù)該預(yù)備性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果考察到在從糖化工序后的殘?jiān)墓桃悍蛛x性的觀點(diǎn)考慮時(shí)，優(yōu)選的是在粉碎工序中將纖維素系生物質(zhì)粉碎成50%平均粒徑為100 μ m以上500 μ m以下。
[0029](漿液的配制)
粉碎后的纖維素系生物質(zhì)被供給至漿液配制槽I中，并且加入水后進(jìn)行攪拌而實(shí)現(xiàn)漿液化。漿液的固形物濃度優(yōu)選的是調(diào)節(jié)為15?40質(zhì)量％。將配制的漿液經(jīng)由預(yù)熱器7供給至糖化分解裝置2 (半纖維素糖化反應(yīng)器或纖維素糖化反應(yīng)器)。向預(yù)熱器7中供給從后述的閃蒸罐5回收的閃蒸蒸汽，從而對(duì)向糖化分解裝置2供給的漿液進(jìn)行預(yù)熱。作為糖化分解裝置2的具體示例，優(yōu)選的是直接加熱型壓力容器。
[0030](糖化分解工序)
在將纖維素系生物質(zhì)中的半纖維素糖化分解(水解)為C5糖類時(shí)，在糖化分解裝置2內(nèi)，將漿液在140°C以上200°C以下的溫度、IMPa以上5MPa以下的壓力下進(jìn)行熱水處理。在將纖維素系生物質(zhì)中的纖維素糖化分解(水解)為C6糖類時(shí)，將漿液在240°C以上300°C以下的溫度、4MPa以上1MPa以下的壓力下進(jìn)行熱水處理。
[0031](閃蒸工序)
在進(jìn)行一定時(shí)間的熱水處理后，漿液從糖化分解裝置2經(jīng)由路徑3供給至閃蒸罐5。在閃蒸罐5中，通過(guò)閃蒸蒸發(fā)使?jié){液急冷至亞臨界狀態(tài)以下的溫度，結(jié)束半纖維素或纖維素的糖化分解反應(yīng)(水解反應(yīng))。在路徑3中設(shè)置有閃蒸閥4，漿液向閃蒸罐5的移動(dòng)由閃蒸閥4控制。在閃蒸罐5中產(chǎn)生的閃蒸蒸汽經(jīng)由蒸汽回收路徑6供給至預(yù)熱器7。另一方面，熱水處理后的漿液經(jīng)由路徑8供給至清洗用濃縮機(jī)9中。
[0032]在粉碎工序中，在將纖維素系生物質(zhì)粉碎為平均粒徑0.1mm以上2mm以下時(shí)，纖維素系生物質(zhì)的平均粒徑十分小于閃蒸閥的漿液通路的寬度，因此不容易堵塞閃蒸閥4。
[0033](清洗工序)
在圖1所示的糖化液制造裝置中串聯(lián)設(shè)置有三臺(tái)清洗用濃縮機(jī)9、11、13。漿液首先被供給至清洗用濃縮機(jī)9，并且固液分離為固形物(沉淀)和上清液。固形物從清洗用濃縮機(jī)9的下部被引出，并且經(jīng)由路徑10供給至清洗用濃縮機(jī)11中。來(lái)自于清洗用濃縮機(jī)13的溢流水經(jīng)由路徑18供給至清洗用濃縮機(jī)11中，固形物被清洗。清洗用濃縮機(jī)11的溢流水經(jīng)由路徑19供給至清洗用濃縮機(jī)9。
[0034]使由清洗用濃縮機(jī)11清洗的固形物從清洗用濃縮機(jī)11的下部引出，并且經(jīng)由路徑12后供給至清洗用濃縮機(jī)13中。水被供給至清洗用濃縮機(jī)13中，使該水作為清洗水清洗內(nèi)部的固形物。使清洗用濃縮機(jī)13的溢流水經(jīng)由路徑18供