(57)【要約】【課題】  アブラヤシ植物体における油脂以外の部分の有効利用方法を提供すること。【解決手段】  アブラヤシ植物体又は該植物体から搾油後の残滓を、無機酸を０．０５〜１重量％及び炭素数２〜４の有機酸を６０〜９９．９５重量％含む溶液を用いて蒸解し、その蒸解物からパルプ及び有機酸変性リグニンを採取することを特徴とするアブラヤシの有効利用方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アブラヤシ植物体又は該植物体から搾油後の残滓を、無機酸を０．０５〜１重量％及び炭素数２〜４の有機酸を６０〜９９．９５重量％含む溶液を用いて蒸解し、その蒸解物からパルプ及び有機酸変性リグニンを採取することを特徴とするアブラヤシの有効利用方法。
【請求項２】
アブラヤシ植物体が果房から果実を除去した後に残る空果房である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アブラヤシ植物体から搾油後の残滓が果肉部の中果皮から搾油した後に残る中果皮繊維である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
無機酸が硫酸、塩酸又はそれらの混合物である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
炭素数２〜４の有機酸が酢酸である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
アブラヤシ植物体又は該植物体から搾油後の残滓に、該溶液を該植物体又は該残滓の乾燥重量を基準にして５〜２０倍の割合で添加する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
蒸解を９０〜１４０℃の温度で２〜８時間加熱することによって行なう請求項１に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法によって採取されるパルプ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法によって採取される有機酸変性リグニン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油脂を採取する目的で大量に栽培されているアブラヤシ植物体のうちの油脂以外の部分の有効利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アブラヤシの果実から搾油法によってヤシ油を採取することは従来から盛んに行われており、マレーシアを代表とする熱帯諸国を中心に莫大な量のアブラヤシが栽培されている。しかしながら、有効に利用されているのは主に果肉部である中果皮から得られるパーム油と種子の中の胚乳から得られるパーム核油であり、樹木の伐採更新時に排出される樹幹、果実採取時に同時に伐採される茎葉、果房より果実を採取した後に残る空果房、果肉部である中果皮からパーム油を搾油した後に残る中果皮繊維及び果実の殻を合わせると、２００２年を例に取ると５千万トン以上のバイオマスが廃棄物として排出されていると試算されている。
【０００３】
これらのバイオマスの処理法として単純に焼却する方法は経済的に非効率であるばかりではなく、大量の二酸化炭素を発生し、地球温暖化の原因となるという観点からも決して好ましいものとは言えない。
【０００４】
アブラヤシバイオマスの有効利用法としては、例えば、搾油後の残滓を塩酸や硫酸などの酸又は酵素により分解することにより得られる加水分解物に含まれる糖分を糞尿消臭剤や腸内菌叢改善剤として用いることや、水やエタノールなどの高極性溶媒を用いて抽出される高極性成分を皮膚外用剤、毛髪化粧料、口腔組成物などに有効利用することが提案されている（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００２−６０３４３号公報
【特許文献２】特開２００２−２７９２１号公報
【特許文献３】特開２００４−２０３８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アブラヤシバイオマスの繊維成分については十分に活用されるに至っていない。
【０００６】
本発明の目的は、アブラヤシ植物体における油脂以外の部分の有効利用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アブラヤシ植物体又は該植物体から搾油後の残滓を、無機酸を０．０５〜１重量％及び炭素数２〜４の有機酸を６０〜９９．９５重量％含む溶液を用いて蒸解し、その蒸解物からパルプ及び有機酸変性リグニンを採取することを特徴とするアブラヤシの有効利用方法、該方法によって採取されるパルプ及び有機酸変性リグニンを提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アブラヤシの搾油後の残滓から工業的に利用可能なパルプや有機酸変性リグニンを取り出すことができ、搾油後に大量に発生するバイオマスを有効に利用することが可能である。
【０００９】
また、本発明の方法により得られるアブラヤシのパルプは、針葉樹や広葉樹の木材の蒸解で得られるパルプに比べ白色度が高く、また、一度乾燥させた状態からであっても水中で攪拌することにより容易に解繊できるという特長を有するので、製紙原料や成型材料等として非常に有用である。さらに、本発明の方法により得られるアブラヤシの有機酸変性リグニンは、溶融しやすく、成型材料として有用であり、また、アルカリ水溶液に可溶なだけでなく有機溶剤にも可溶なので、コーティング材料としても利用可能である。
【００１０】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１１】
本発明の方法において原料として用いられるアブラヤシの品種は、特に限定されるものでなく、例えば、油脂生産用として東南アジアを中心に広く栽培されているDura種やTenera種を挙げることができる。アブラヤシ植物体としては、例えば、樹幹、葉柄、葉、種子の殻等が挙げられ、また、該植物体から搾油後の残滓としては、アブラヤシ果肉部の中果皮から搾油した後に残る中果皮繊維などが挙げられるが、繊維状で蒸解が容易であるという観点から、果房から果実を除去した後に残る空果房や、搾油後に大量に発生する果肉部の中果皮から搾油した後に残る中果皮繊維が特に好適である。
【００１２】
本発明では、アブラヤシ植物体又は該植物体から搾油後の残滓を、無機酸及び炭素数２〜４の有機酸を含む溶液を用いて蒸解する。該溶液は、通常、水溶液として用いることができる。
【００１３】
上記無機酸は蒸解の触媒として作用するものであり、該無機酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸などが挙げられ、特に硫酸、塩酸又はそれらの任意の割合の混合物が好適である。その含有量は、処理すべき植物体の部位や処理に用いる溶液中の有機酸濃度、反応温度などに応じて適宜選択することができるが、一般には、溶液全体に対して０．０５〜１重量％、特に０．１〜０．５重量％の範囲内が好適である。無機酸の含有量が０．０５重量％未満では反応の進行が極めて遅く、逆に１重量％を超えるとリグニンの縮合が進行するため、どちらの場合にも有機酸変性リグニンの収率は著しく低下するので好ましくない。
【００１４】
炭素数２〜４の有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの一価カルボン酸、コハク酸などの多価カルボン酸、乳酸のようなヒドロキシカルボン酸などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は２種以上組合せて用いることができる。これらのうち、沸点、反応性、臭気、安全性等の面から、酢酸が特に好適である。その含有量は、溶液全体に対して６０〜９９．９５重量％、特に８０〜９８重量％の範囲内が好適である。有機酸の含有量が６０重量％未満では有機酸とリグニンとの反応性が乏しく、パルプ中にリグニンが残存してしまい、十分な量の有機酸変性リグニンを得ることが困難である上、蒸解後に得られるパルプのセルロース純度も低くなるため植物資源のトータルの有効利用の面でも好ましくない。
【００１５】
アブラヤシは、通常、乾燥させた状態でもある程度の水分を含んでいるので、予めその含水率を測定しておき、これも考慮して溶液中の有機酸の濃度を決定することが望ましい。
【００１６】
本発明において、蒸解は、アブラヤシ植物体又は該植物体から搾油後の残滓に、必要に応じて乾燥させ、また適当な大きさに裁断した後、上記溶液を、該植物体又は該残滓の乾燥重量を基準にして５〜２０倍、特に７〜１５倍の割合で加えて、９０〜１４０℃、好ましくは１００〜１２０℃の温度で２〜８時間、好ましくは３〜５時間加熱することにより行うのが適当である。
【００１７】
蒸解後、無機酸を水酸化ナトリウムやアンモニア等のアルカリ成分で中和し、ろ過することにより、蒸解物からパルプを取り出すことができる。ろ取したパルプは必要に応じて有機酸水溶液などで洗浄することができる。一方、ろ液及び洗浄排液を、例えば、減圧蒸留し濃縮して濃縮物を得、次いで該濃縮物を水で過希釈し得られる沈殿物を分離し、乾燥することにより、有機酸変性リグニンを取り出すことができる。該乾燥は高温で行うと、有機酸変性リグニンの縮合が進行する恐れがあるので、４０℃以下での減圧乾燥又は凍結乾燥が望ましい。
【００１８】
上記の如くして得られるパルプは、針葉樹や広葉樹の蒸解で得られるパルプに比べ白色度が高く、また、一度乾燥させた状態からであっても水中で攪拌することで容易に解繊することができるので、製紙原料としてあるいは成型材料として有利に利用することができる。紙・成型品としての用途以外に、例えば、該パルプを加水分解してグルコース、キシロース等の単糖を得、それから発酵法によりエタノールを生産するなどの用途も挙げられる。
【００１９】
他方、上記の如くして得られる有機酸変性リグニンは、約１６０℃以上、好適には約１８０℃以上の温度に加熱すると溶融する性質を示すので、単独であるいは架橋剤及び／または繊維と混合した状態で加熱することにより、成型材料としての応用が可能である。該架橋剤としては、有機酸変性リグニンの分子中に存在するアルコール性水酸基やフェノール性水酸基と反応し得る官能基、例えばイソシアネート基やエポキシ基などを有する架橋剤を使用することができる。また、上記繊維としては、有機酸変性リグニンとよく混和することができ、溶融温度に耐えうるものであれば特に制限はなく、例えば本発明で得られるパルプなども好適な材料の一つである。
【００２０】
また、上記の如くして得られる有機酸変性リグニンは、アルカリ水溶液に可溶であることに加えて、硫酸リグニンなどと異なり、アセトンやシクロヘキサノン、ＴＨＦなどの有機溶媒にもよく溶解し、均一な溶液を得ることができるため、単独であるいは架橋剤や顔料類と混合してコーティング材として用いることができる。このような用途では、必要に応じて、架橋剤と有機酸変性リグニンの架橋反応を促進する触媒なども添加することもできる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。実施例中の％及び部はそれぞれ重量％重量部を意味する。
【００２２】
実施例１
（１）有機酸変性リグニン（酢酸リグニン）の抽出
１０５℃で３時間乾燥させ、１〜２ｃｍに裁断したアブラヤシ空果房繊維６部及び０．３％の硫酸を含む９５％酢酸水溶液１４４部を、冷却搭を備えた加熱反応装置に仕込み、還流温度で４時間蒸解を行った。硫酸を水酸化ナトリウムで中和して室温まで冷却した。フラスコの内容物をＮｏ．１濾紙で吸引濾過し、濾紙上に残ったパルプを７０％酢酸水溶液で２回、続いて脱イオン水で一回洗浄した。濾液及び洗浄に用いた７０％酢酸水を減圧濃縮し、蒸留水で過希釈して得られた沈殿物を凍結乾燥して褐色の粉末（酢酸リグニン）を得た。アブラヤシ空果房繊維に対する酢酸リグニンの収率は１６．５％であった。洗浄後のパルプは４０℃で減圧乾燥した。アブラヤシ空果房繊維に対するパルプの収率は４２．０％であった。酢酸リグニンについては溶融性を、また、パルプについては解繊性を、以下の方法で評価した。
（２）酢酸リグニンの溶融性評価
スライドガラス上に、上記（１）で得た酢酸リグニン０．１ｇを載せ、その上に別のスライドガラスをかぶせて１６０℃、１８０℃、２００℃で２０分間加熱した後に溶融状態を、下記の基準により目視評価した。
○：全体が一体化したもの、
△：一部粉末同士の融着が認められたもの、
×：粉末同士の融着が認められなかったもの。
（３）パルプの解繊性評価
１０ｍｌの脱イオン水中に上記（１）で得たパルプ０．５ｇを投入し、超音波を３分間照射してからスパチュラで攪拌した。目視評価により、ほぼ均一に分散したものを○、塊が残存していたものを×とした。
【００２３】
実施例２
実施例１において原料としてアブラヤシの中果皮繊維を用いた以外は実施例１と同様に操作した。アブラヤシの中果皮繊維に対する酢酸リグニンの収率は１７．１％、パルプの収率は４０．５％であった。
【００２４】
比較例１
１０５℃で３時間乾燥させ、１〜２ｃｍに裁断したアブラヤシ空果房繊維１００部に、７５％硫酸１３０部を加えて４５℃で３０分間混練して非晶質・可溶化を行った後、硫酸濃度が３０％になるように熱水を加え、９０℃で６０分間攪拌して加水分解した。ガラス繊維フィルターを用いて吸引濾過し、フィルター上の残渣を蒸留水で洗浄したのち４０℃で減圧乾燥して硫酸リグニンを得た。アブラヤシ空果房繊維に対する硫酸リグニンの収率は１９．５％であった。セルロースは加水分解されパルプは得られなかった。
【００２５】
比較例２
実施例１において原料としてベイマツ材のチップを用いた以外は実施例１と同様に操作した。ベイマツ材チップに対する酢酸リグニンの収率は２４．３％、パルプの収率は５０．８％であった。
【００２６】
実施例及び比較例の酢酸リグニンの溶融性評価結果を表１に、パルプの解繊性評価結果を表２にそれぞれ示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
【表２】
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