(57)【要約】【課題】本発明の課題は、リグノセルロース系原料をパルプ製造設備を用いてエタノール製造する方法において、効率的にエタノールを製造する方法を提供することにある。【解決手段】リグノセルロース系原料からパルプ製造で用いる蒸解装置、及び少なくとも２塔以上の直列に連結した反応塔（又は洗浄塔）を用いてエタノールを製造する方法において、リグノセルロース原料にアルカリを添加し蒸解装置で蒸解し、前記アルカリ蒸解した原料（原料懸濁液）を前記反応塔（又は洗浄塔）に連続的に供給し、少なくとも１塔以上の反応塔（洗浄塔）内で糖化処理を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リグノセルロース系原料から蒸解装置及び少なくとも２塔以上の直列に連結した反応塔（又は洗浄塔）を用いてエタノールを製造する方法において、リグノセルロース原料にアルカリを添加し蒸解装置で蒸解し、前記アルカリで蒸解した原料（原料懸濁液）を前記の反応塔（又は洗浄塔）のうち少なくとも１塔以上の反応塔（又は洗浄塔）に連続的に供給し、反応塔（洗浄塔）内で糖化処理を行うことを特徴とするリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項２】
前記糖化処理に発酵用微生物を添加して糖化処理と発酵処理を併行して行う併行糖化発酵処理であることを特徴とする請求項１に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項３】
前記糖化処理の後に少なくとも１塔以上の反応塔（又は洗浄塔）内で発酵処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項４】
前記糖化処理の前に少なくとも１塔以上の反応塔（又は洗浄塔）内で殺菌処理を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項５】
前記蒸解の前に前加水分解装置で前加水分解を行い、前記前加水分解装置の供給口と排出口の中間位置における固−液分離装置を備えた中間取出口より、前加水分解装置内の加水分解処理懸濁液から分離した加水分解処理液を取り出し、該加水分解処理液を五炭糖発酵の原料として用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項６】
前記前加水分解装置の排出口の近傍から水性洗浄液を前加水分解装置内に供給して前記固−液分離装置を備えた中間取出口と前記排出口との間で加水分解処理懸濁液と向流接触させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項７】
前記糖化処理の温度が４５〜６０℃、かつ発酵処理の温度２５〜４５℃であることを特徴とする請求項３に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項８】
前記蒸解装置の供給口と排出口の中間位置における固−液分離装置を備えた中間取出口より、該装置内の蒸解処理懸濁液から分離した蒸解液を取り出し、取り出した蒸解液の少なくとも一部を前記蒸解装置に循環することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【請求項９】
前記蒸解装置の排出口の近傍から水性洗浄液を蒸解装置内に供給して前記固−液分離装置を備えた中間取出口と前記排出口との間で蒸解処理懸濁液と向流接触させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リグノセルロース系原料をパルプ製造設備を用いて効率的にエタノールを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
糖化に適した処理を施したリグノセルロース原料から糖を製造する技術は、この糖を微生物の発酵基質として用いることによりガソリンの代替燃料となるアルコールや、プラスチック原料となるコハク酸や乳酸などの化成品原料を製造することができることから、循環型社会の形成に有益な技術である。
植物系リグノセルロースに含まれる多糖類から発酵基質となる単糖や小糖類を製造する方法として酵素やその酵素を生産する微生物を用いて加水分解する酵素糖化法がある。リグニンを除去していないリグノセルロース材料は、リグニンを除去したリグノセルロース材料と比べて酵素によって分解されにくく、糖化されずに樹脂、金属などの不純物と一緒に糖化液中に残渣として残る。
リグノセルロースに糖化に適した前処理を施し、酵素糖化発酵によりエタノールを製造する方法は多数報告されている。化学薬品を用いて前処理を行う方法としては、リグノセルロースを希硫酸で酸処理する方法（特許文献１）、リグノセルロースに水酸化カルシウムを添加し酸素の存在下で加熱処理を行う方法（特許文献２）、リグノセルロースをアンモニアで処理する方法（特許文献３）等が報告されている。しかし、前処理を行う設備のコストや、前処理後の廃液（酸、アルカリ）を処理するための設備が必要となる等、製造コストが増大する。また、酵素糖化発酵を行う設備についても糖化及び発酵に適した設備の開発が必要となる。もし、製紙工程で用いる既存のパルプ製造設備（蒸解設備、反応塔、洗浄塔等）を用いてリグノセルロース原料から効率的にエタノールを製造することができれば設備コストが低減できるというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２４９３３号公報
【特許文献２】特表平８−５０３１２６号公報
【特許文献３】特表２００８−５３５５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、リグノセルロース系原料をパルプ製造設備を用いて、効率的にエタノールを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、リグノセルロース系原料をパルプ製造工程で用いる装置（蒸解装置、反応塔、洗浄塔）を用いて効率的にエタノールを製造できることを見出し、下記発明を完成した。
【０００６】
（１）リグノセルロース系原料から蒸解装置及び少なくとも２塔以上の直列に連結した反応塔（又は洗浄塔）を用いてエタノールを製造する方法において、リグノセルロース原料にアルカリを添加し蒸解装置で蒸解し、前記アルカリで蒸解した原料（原料懸濁液）を前記の反応塔（又は洗浄塔）のうち少なくとも１塔以上の反応塔（又は洗浄塔）に連続的に供給し、反応塔（洗浄塔）内で糖化処理を行うことを特徴とするリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【０００７】
（２）前記糖化処理に発酵用微生物を添加して糖化処理と発酵処理を併行して行う併行糖化発酵処理であることを特徴とする（１）に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【０００８】
（３）前記糖化処理の後に少なくとも１塔以上の反応塔（又は洗浄塔）内で発酵処理を行うことを特徴とする（１）項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【０００９】
（４）前記糖化処理の前に少なくとも１塔以上の反応塔（又は洗浄塔）内で殺菌処理を行うことを特徴とする（１）項〜（３）項のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【００１０】
（５）前記蒸解の前に前加水分解装置で前加水分解を行い、前記前加水分解装置の供給口と排出口の中間位置における固−液分離装置を備えた中間取出口より、前加水分解装置内の加水分解処理懸濁液から分離した加水分解処理液を取り出し、該加水分解処理液を五炭糖発酵の原料として用いることを特徴とする（１）項〜（４）項のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【００１１】
（６）前記前加水分解装置の排出口の近傍から水性洗浄液を前加水分解装置内に供給して前記固−液分離装置を備えた中間取出口と前記排出口との間で加水分解処理懸濁液と向流接触させることを特徴とする（１）項〜（５）項のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【００１２】
（７）前記糖化処理の温度が４５〜６０℃、かつ発酵処理の温度２５〜４５℃であることを特徴とする（３）項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【００１３】
（８）前記蒸解装置の供給口と排出口の中間位置における固−液分離装置を備えた中間取出口より、該装置内の蒸解処理懸濁液から分離した蒸解液を取り出し、取り出した蒸解液の少なくとも一部を前記蒸解装置に循環することを特徴とする（１）項〜（７）項のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【００１４】
（９）前記蒸解装置の排出口の近傍から水性洗浄液を蒸解装置内に供給して前記固−液分離装置を備えた中間取出口と前記排出口との間で蒸解処理懸濁液と向流接触させることを特徴とする（１）項〜（８）項のいずれか１項に記載のリグノセルロース系原料からのエタノール製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、リグノセルロース系原料をパルプ製造設備を用いて効率的にエタノールを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のリグノセルロースからのエタノールの製造方法を実施するための装置を示す図である。
【図２】本発明のリグノセルロースからのエタノールの製造方法を実施するための装置を示す図である。
【図３】本発明のリグノセルロースからのエタノールの製造方法を実施するための装置を示す図である。
【図４】本発明のリグノセルロースからのエタノールの製造方法を実施するための装置を示す図である。
【図５】本発明のリグノセルロースからのエタノールの製造方法を実施するための装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【００１８】
本発明の方法で原料として使用するリグノセルロース系原料としては、木質系として、製紙用樹木、林地残材、間伐材等のチップ又は樹皮、製材工場等から発生する鋸屑又はおがくず、街路樹の剪定枝葉、建築廃材等が挙げられ、草本系としてケナフ、稲藁、麦わら、コーンコブ、バガス等の農産廃棄物、油用作物やゴム等の工芸作物の残渣及び廃棄物（例えば、ＥＦＢ： Ｅｍｐｔｙ  Ｆｒｕｉｔ  Ｂｕｎｃｈ）、草本系エネルギー作物のエリアンサス、ミスカンサスやネピアグラス等が挙げられる。
また、リグノセルロースとしては、木材由来の紙、古紙、パルプ、パルプスラッジ、スラッジ、下水汚泥等、食品廃棄物、等を原料として利用することができる。これらのリグノセルロースは、単独、あるいは複数を組み合わせて使用することができる。また、リグノセルロースは、乾燥固形物であっても、水分を含んだ固形物であっても、スラリーであっても用いることができる。
【００１９】
前記木質系のリグノセルロース系原料としては、ユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ）属植物、アカシア（Ａｃａｃｉａ）属植物、ヤナギ（Ｓａｌｉｘ）属植物、ポプラ属植物、スギ（Ｃｒｙｐｔｏｍｅｒｉａ）属植物等が利用できるが、ユーカリ属植物、アカシア属、ヤナギ属植物が原料として大量に採取し易いため好ましい。特に、ユーカリ属植物としては、Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ  ｇｌｏｂｕｌｕｓ、Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ  ｐｅｌｉｔａ、          アカシア属としては、Ａｃａｃｉａ  ｍａｎｇｉｕｍ、Ａｃａｃｉａ  ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｉｍｉｓ、アカシアハイブリッド（Ａｃａｃｉａ  ｍａｎｇｉｕｍとＡｃａｃｉａ  ａｕｒｉｃｕｌｉｆｏｒｉｍｉｓの交雑種）、ヤナギ属植物としては、Ｓａｌｉｘ  ｓｃｈｗｅｒｉｎｉｉを用いるのが好ましい。
木本性植物由来のリグノセルロース系原料の中では、林地残材（樹皮、枝葉を含む）、樹皮を用いるのが好ましい。例えば、製紙原料用として一般に用いられるユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ）属又はアカシア（Ａｃａｃｉａ）属等の樹種の樹皮は、製紙原料用の製材工場やチップ工場等から安定して大量に入手可能であるため、特に好適に用いられる。
【００２０】
＜機械的処理＞
本発明では、前記リグノセルロース原料に機械的処理を施すことが望ましい。機械的処理としては、切断、裁断、破砕、磨砕等の任意の機械的手段が挙げられ、リグノセルロースを次工程の化学的処理工程（蒸解工程）で糖化され易い状態にすることである。使用する機械装置については特に限定されないが、例えば、切出し装置、一軸破砕機、二軸破砕機、ハンマークラッシャー、レファイナー、ニーダー、ボールミル等を用いることができる。
【００２１】
前記機械的処理の前工程又は後工程として、異物（石、ゴミ、金属、プラステック等のリグノセルロース以外の異物）を除去するための洗浄などによる異物除去工程を導入することもできる。
原料を洗浄する方法としては、例えば、原料に水を噴射して原料に混合されている異物を除く方法、あるいは、原料を水中に浸漬し異物を沈降させて取り除く方法等が挙げられる。また、メタルトラップ等の装置を用いて、異物を原料から分離する方法が挙げられる。
原料に異物が含まれていると、レファイナーのディスク（プレート）等の機械的処理で用いる装置の部品を破損させる可能性があるし、配管が詰まる等の製造工程内でトラブルを起こす等の問題が発生するため、異物除去工程を導入することが望ましい。
【００２２】
本発明の方法では、リグノセルロース系原料をパルプ製造工程で用いる蒸解装置で化学的処理（蒸解処理）するが、化学的処理を行う前にリグノセルロース系原料を前加水分解しても良い。前加水分解することにより、リグノセルロース系原料に含まれるキシロース等の五炭糖をリグノセルロースから遊離させることができる。
【００２３】
＜前加水分解＞
前加水分解で用いる前加水分解装置としては、図５に示すように、リグノセルロース系原料と水よりなる原料懸濁液が原料供給ライン２５が接続されている供給口と加水分解処理されたリグノセルロース原料が排出される排出ライン２８が接続されている排出口と、該原料懸濁液の供給口と加水分解処理懸濁液の排出口との中間部において、加水分解処理懸濁液からキシロース等の五炭類を主に含む水溶液からなる加水分解処理液を連続的に分離して取り出すことができる固−液分離装置Ｓ１を備えた中間取出口Ｇ１を持つ塔式の前加水分解装置ＰＲが挙げられる。
【００２４】
図５の装置においては、リグノセルロース系原料は、原料供給ライン２５が接続されている供給口より水性懸濁液の状態で加圧・加熱加水分解装置ＰＲ内に連続的に供給され、加水分解処理を受けながら装置内を移動し、他方の加水分解処理懸濁液排出ライン２８が接続されている排出口から加水分解処理されたリグノセルロースを含有する加水分解処理懸濁液として連続的に排出されるとともに、供給口から排出口に至る装置の中間部に設置されている固−液分離装置Ｓ１により装置内を移動する加水分解処理懸濁液から水溶性の加水分解生成物を含有する加水分解処理液の部分が分離され、加水分解処理の圧力と温度を維持したまま該装置中間取出口Ｇ１から連続的に移送ライン２８に取り出される。
【００２５】
前記前加水分解装置ＰＲの中間取出口Ｇ１は、原料供給ライン２５が接続されている供給口と加水分解処理されたリグノセルロースを含有するライン２８が接続されている排出口の間であれば任意の位置に取り付けることができる。任意の位置に取り付けた中間取出口Ｇ１から主に五炭糖類を含む水溶液を取り出すことができる。
【００２６】
図５の前加水分解装置ＰＲにおいては、前加水分解装置ＰＲの円筒部の側面に中間取出口Ｇ１が一箇所だけ設けられているが、この中間取出口は１箇所に限定されず、２箇所以上の位置に設けることもできる。例えば、中間取出口Ｇ１の下方の位置に加水分解処理液部分のみを分離して装置外に取り出すことができる第二の中間取出口が設けられている加水分解装置であっても良い。また、例えば、第一の中間取出口と第二の中間取出口との間に水性液供給口を設けて、必要に応じて水性液を前加水分解装置ＰＲ内に供給しても良い。
前加水分解装置ＰＲの２箇所以上の中間取出口から加水分解処理液を取り出すと同時に、取り出した加水分解処理液の液量に相当する容量の水性液を前加水分解装置ＰＲに供給することにより、前加水分解装置ＰＲ内で処理中のリグノセルロース系原料から溶出する五炭糖類の合計量が増加し、前加水分解装置ＰＲの１箇所の中間取出口Ｇ１のみから取り出す場合よりも高い収率で五炭糖類を回収することができる。
【００２７】
固−液分離装置Ｓ１としては、メッシュ（網目）が１０μｍ〜５ｃｍの範囲のストレーナーやフィルターが採用される。ストレーナーとしては、目詰まりのトラブルの回避と分離される水溶液中への懸濁物質の随伴を極力避けるために４０〜５００μｍの範囲のストレーナーが好適に採用される。
【００２８】
図５に示されているように、洗浄液供給装置Ｗ１から洗浄液供給ライン２６により前加水分解装置ＰＲの底部に洗浄液を供給して、前加水分解装置ＰＲの中間取出口Ｇ１から底部排出口に移動する加水分解処理懸濁液と向流接触させることができる。洗浄液供給ライン２６からの洗浄液は、連続的に供給しても良いし、断続的に供給しても良い。洗浄液供給ライン２６からの洗浄液としては、水や酸を含む水溶液を用いることが望ましいが、中間取出口Ｇ１から移送ライン２７に取り出される加水分解処理液に悪影響を及ぼさない水溶液であれば特に制限なく用いることができる。底部に供給された洗浄液は、加水分解物の移動方向とは逆に下部から上部へ移動し、装置中間の固−液分離装置Ｓ１を備えた中間取出口Ｇ１から加水分解処理液と混合状態で移送ライン２７に取り出される。
【００２９】
上記のような向流洗浄操作を採用することによって、上部から下部へ移動する加水分解処理された原料懸濁液を固−液分離装置Ｓ１で原料と加水分解処理液に分離することができる。加水分解処理中の五炭糖類を主に含む糖類を洗浄液中に移行させて前記移送ライン２７に取り出される加水分解処理液として回収できるので、加水分解処理された原料に随伴されて前加水分解装置ＰＲの底部のライン２８から排出される原料の損失が抑制されるというメリットがある。
【００３０】
（連続加水分解条件）
本発明の方法において、前加水分解装置ＰＲ内での加水分解処理は、加圧下における熱水処理、酸処理、アルカリ処理等の方法を用いて行うことができるが、生成する五炭糖類を効率的に回収するためには、加圧、加熱状態の水又は酸水溶液を用いた処理が望ましい。加圧、加熱状態の水による処理の場合、リグノセルロースを水と混合し、加圧、加熱して加水分解を行う。酸水溶液処理の方法としては、リグノセルロースを酸を含む水と混合し、加圧、加熱して加水分解を行う。酸水溶液処理で用いる酸は特に限定されないが、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸等を用いることができる。
【００３１】
前加水分解処理に供するリグノセルロースを含有する水性懸濁液のｐＨは０．５〜５．０の範囲が好ましい。
加水分解処理の温度としては、１２０〜２５０℃で行うことができるが、１４０〜２３０℃が好ましく、１５０〜１９０℃がより好ましい。
加水分解処理の圧力は、０．３５ＭＰａ〜２．８ＭＰａであることが好ましい。
リグノセルロースと混合する水性液体とリグノセルロースの質量比（水性液体／リグノセルロース）は２〜８の範囲が好ましい。リグノセルロースと水性液体を混合して水性懸濁液原料を調製し、加水分解装置に供給して加水分解装置内で所定の温度と圧力で加水分解処理する。
【００３２】
リグノセルロースの加水分解処理時間は、リグノセルロースの種類や加水分解装置ＰＲ内の温度等に応じて適宜選択できる。例えば、１４０〜２３０℃で加水分解処理する場合、加水分解処理時間は０．５〜１８０分の範囲で適宜選択される。以上の条件下での加水分解処理により、セルロースを主体とする加水分解処理リグノセルロースと、リグノセルロース由来の加水分解生成物である五炭糖類などを含有する加水分解処理液よりなる加水分解処理懸濁液が得られる。
【００３３】
前記中間取出口Ｇ１から取り出した加水分解処理液には五炭糖類等を含む成分が含まれているため、この加水分解処理液を原料として五炭糖発酵性微生物を用いて五炭糖からエタノールを生産することもできる。
【００３４】
＜蒸解＞
前記、機械的処理を施したリグノセルロース原料、あるいは前加水分解処理を施した原料（前加水分解装置の排出口からライン２８へ排出された原料懸濁液）を次に蒸解装置Ｄで蒸解（化学的処理）する。
蒸解装置としては、図１〜４に示すように、リグノセルロース系原料と水よりなる原料懸濁液が原料供給ライン１が接続されている供給口と蒸解処理されたリグノセルロース原料懸濁液が排出される排出ライン４が接続されている排出口と、該原料懸濁液の供給口と蒸解処理懸濁液の排出口との中間部において、蒸解処理懸濁液から蒸解液（黒液）を連続的に分離して取り出すことができる固−液分離装置Ｓ２を備えた中間取出口Ｇ２を持つ塔式の蒸解装置Ｄが挙げられる。
【００３５】
リグノセルロース系原料は、原料供給ライン１が接続されている供給口より水性懸濁液の状態で蒸解装置Ｄ内に連続的に供給され、蒸解を受けながら装置内を移動し、蒸解装置の底部のライン４が接続されている排出口から蒸解処理されたリグノセルロースを含有する懸濁液として連続的に排出されるとともに、供給口から排出口に至る装置の中間部に設置されている固−液分離装置Ｓ２により装置内を移動する原料懸濁液から蒸解液（黒液）が分離され、蒸解処理の圧力と温度を維持したまま中間取出口Ｇ２から連続的に移送ライン３に取り出される。
【００３６】
前記蒸解装置Ｄの中間取出口Ｇ２は、原料供給ライン１が接続されている供給口と蒸解された原料懸濁液を排出するライン４が接続されている排出口の間であれば任意の位置に取り付けることができる。任意の位置に取り付けた中間取出口Ｇ２から蒸解液を取り出すことにより、効率的に原料と蒸解液を分離することができる。
【００３７】
固−液分離装置Ｓ１としては、メッシュ（網目）が１０μｍ〜５ｃｍの範囲のストレーナーやフィルターが採用される。ストレーナーとしては、目詰まりのトラブルの回避と分離される水溶液中への懸濁物質の随伴を極力避けるために４０〜５００μｍの範囲のストレーナーが好適に採用される。
【００３８】
図１〜５に示されているように、洗浄液供給装置Ｗ２から洗浄液供給ライン２により蒸解装置Ｄの底部に洗浄液を供給して、蒸解装置Ｄの中間取出口Ｇ２から底部排出口に移動する原料懸濁液と向流接触させることができる。洗浄液供給ライン２からの洗浄液は、連続的に供給しても良いし、断続的に供給しても良い。洗浄液供給ライン２からの洗浄液としては、水や酸を含む水溶液を用いることが望ましいが、蒸解装置内を移動する原料懸濁液、あるいは中間取出口Ｇ２から移送ライン３に取り出される蒸加液に悪影響を及ぼさない水溶液であれば特に制限なく用いることができる。底部に供給された洗浄液は、原料の移動方向とは逆に下部から上部へ移動し、蒸解装置中間の固−液分離装置Ｓ２を備えた中間取出口Ｇ２から蒸解液として移送ライン３に取り出される。
【００３９】
上記のような向流洗浄操作を採用することによって、上部から下部へ移動する蒸解処理された原料懸濁液から固−液分離装置Ｓ２で原料と蒸解液を分離することができる。蒸解処理中の原料から蒸解液を洗浄液中に移行させて前記移送ライン３に取り出される蒸解液として回収できるので、蒸解処理されたリグノセルロースに随伴されて蒸解装置Ｄの底部のライン４から排出される原料の損失が抑制されるというメリットがある。また、後の工程（糖化発酵）で中性にするために用いる酸の添加量を削減するこができる。
【００４０】
蒸解には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムから選ばれる１種以上のアルカリ薬品、又は、亜硫酸ナトリウムと前記アルカリ薬品の中から選ばれる１種以上のアルカリ薬品、亜硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム等を用いることができるが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムから選ばれる１種以上のアルカリ薬品、又は、亜硫酸ナトリウムと前記アルカリ薬品の中から選ばれる１種以上のアルカリ薬品を用いるのが好ましい。
【００４１】
蒸解で使用する薬品の添加量は、状況に応じて任意に調整可能であるが、薬品コスト低下の面から、またセルロースの溶出・過分解による収率低下防止の面から、リグノセルロース系原料の絶乾１００質量部に対して５０質量部以下であることが望ましい。蒸解における薬品の水溶液への浸漬時間及び処理温度は、使用する原料や薬品によって任意に設定可能であるが、処理時間２０〜３００分、処理温度８０〜２３０℃が好ましい。処理条件を厳しくすることで、原料中のセルロースの液側への溶出又は過分解が起こる場合もあるため、処理時間は１２０分以下、処理温度は１８０℃以下であることが好ましい。
【００４２】
前記中間取出口Ｇ２から取り出された蒸解液の少なくとも一部を蒸解装置Ｄの供給口へ循環させても良い。循環させることにより蒸解で使用する薬品添加量が削減できるためコスト低減になる。また、蒸解液の少なくとも１部をボイラー等のエネルギー回収装置へ移送し、蒸解液からエネルギーを回収することができる。
【００４３】
＜洗浄・異物分離工程＞
図１〜５に示すように、蒸解したリグノセルロース系原料を糖化発酵を行う前に洗浄装置ＤＷ、ノッターＫ、スクリーンＳＣ等のパルプ製造工程で一般に使用される装置へ移送しリグノセルロース系原料の純度を高めることができる。
【００４４】
洗浄装置ＤＷでは、洗浄水を用いて原料に残存している薬品を除去することができる。用いる洗浄水としては、水、酸性水等、原料に悪影響を及ぼさない水溶液であれば特に制限なく用いることができる。洗浄装置ＤＷ内には洗浄水を噴射する装置、原料と洗浄水を分離する装置等の洗浄を効率的に行うための付属設備を設置することもできる。洗浄装置として洗浄ドレーナー等の洗浄装置を用いることもできる。
【００４５】
また、ノッターＫ、スクリーンＳＣ等を用いて原料に混入している異物を除去することもできる。
【００４６】
＜磨砕処理＞
蒸解したリグノセルロース系原料を糖化発酵を行う前に磨砕装置で磨砕しても良い。磨砕装置としては、レファイナー、ボールミル等が挙げられる。
【００４７】
＜固液分離工程＞
蒸解後の原料は、糖化発酵を行う前に固液分離装置Ｓ１を用いて脱水し、糖化発酵に適した原料濃度になるように調製することが望ましい。固液分離工程において、原料に洗浄水を供給して原料を同時に洗浄しても良い。洗浄水としては、水、酸性水等、原料に悪影響を及ぼさない水溶液であれば特に制限なく用いることができる。
【００４８】
固液分離装置Ｓ１としては、スクリュープレス、フィルタープレス、ベルトプレス、ロータリープレス、スクリーン等を用いることができる。スクリーンとしては、振動装置が付加された振動スクリーンなどを用いても良い。
【００４９】
前記の蒸解したリグノセルロース系原料に雑菌が混入していると、酵素による糖化を行う際に雑菌が糖を消費して糖収量が低下するため糖化（又は併行糖化発酵）を行う前に殺菌処理をすることが好ましい。
パルプ製造工程では、反応塔（Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，・・・）及び洗浄塔（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・）を通常、漂白や洗浄のために用いているが、これらのパルプ製造工程で用いる反応塔や洗浄塔のうちの少なくとも１塔以上を殺菌工程として用いることがてきる。図１〜５に示すように、パルプ製造工程では、通常、反応塔１塔（例えば、Ｒ１）と洗浄塔１塔（例えば、Ｃ１）が１対になって直列に連結しており、この１対の反応塔―洗浄塔がさらに複数直列に連結している。これらの複数の反応塔及び洗浄塔のうち任意の反応塔あるいは洗浄塔を殺菌工程として用いても良い。殺菌の方法としては、反応塔あるいは洗浄塔を８０〜１００℃、好ましく９０〜１００℃に加温する。原料（原料懸濁液）が反応塔あるいは洗浄塔（１塔）を通過する滞留時間は、１５分以上が好ましく２０分以上がさらに好ましい。図１〜５に示す製造工程では、反応塔Ｒ１で殺菌処理する方法を示している。パルプ製造工程で用いる反応塔や洗浄塔を用いることにより蒸解後のリグノセルロース原料を連続的に殺菌処理できるため連続的なエタノール生産が可能となる。
【００５０】
前記殺菌処理した原料懸濁液は、糖化（又は併行糖化発酵）を行う前に冷却することが望ましい。図１〜５に示す工程では、反応塔Ｒ１で殺菌処理された原料懸濁液は反応塔Ｒ１から排出された後、ライン１３を経由して洗浄塔Ｃ１へ供給され洗浄塔Ｃ１で糖化反応に適した温度まで冷却する例を示している。以上のようにパルプ製造設備を用いることにより連続運転を停止することなく連続的に殺菌処理後の冷却が可能となるというメリットがある。
【００５１】
＜糖化工程、発酵工程、併行糖化発酵工程＞
本発明では、前記の蒸解したリグノセルロース系原料をパルプ製造工程で用いる反応塔（Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，・・・）及び洗浄塔（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・）の少なくとも１塔以上を用いて連続的に糖化（又は糖化発酵）を行う。糖化と発酵を別々に行う場合は、糖化を行う塔と発酵を行う塔を異なる塔で行うことが望ましい。
図１に示す製造工程では、反応塔Ｒ１（１００℃）で加熱殺菌された後、洗浄塔Ｃ１で３０℃まで冷却された原料懸濁液はライン１４を経由して反応塔Ｒ２（３０℃）へ供給される。酵素Ｅと酵母Ｙがライン１５から反応塔Ｒ２の供給口に接続しているライン１４に供給されて原料と混合されて反応塔Ｒ２内で併行糖化発酵処理される。反応塔Ｒ２から排出された原料懸濁液はライン１７を経由して洗浄塔Ｃ２（３０℃）へ供給されて洗浄塔Ｃ２内で併行糖化発酵処理が継続される。
図２に示す製造工程では、前記反応塔Ｒ２及び洗浄塔Ｃ２で併行糖化発酵処理された原料懸濁液がさらに反応塔Ｒ３（３０℃）、次に洗浄塔Ｃ３（３０℃）で併行糖化発酵処理が継続される例を示している。
図３に示す製造工程では、反応塔Ｒ１で加熱殺菌された後、洗浄塔Ｃ１で３０℃まで冷却された原料懸濁液はライン１４を経由して反応塔Ｒ２（３０℃）へ供給される。酵素Ｅがライン１５から反応塔Ｒ２の供給口に接続しているライン１４に供給されて原料と混合されて反応塔Ｒ２（３０℃）で糖化処理される。酵母Ｙがライン２３から洗浄塔Ｃ２の供給口に接続しているライン１７に供給されて原料と混合されて洗浄塔Ｃ３（３０℃）で発酵処理される。
図４に示す製造工程では、反応塔Ｒ１で加熱殺菌された後、洗浄塔Ｃ１で５０℃まで冷却された原料懸濁液はライン１４を経由して反応塔Ｒ２（５０℃）へ供給される。酵素Ｅがライン１５から反応塔Ｒ２の供給口に接続しているライン１４に供給されて原料と混合されて反応塔Ｒ２（５０℃）で糖化処理される。反応塔Ｒ２から排出された原料懸濁液は、洗浄塔Ｃ２（３０℃）で３０℃まで冷却されながら糖化処理が継続される。洗浄塔Ｃ２から排出された原料懸濁液は、ライン１８を経由して反応塔Ｒ２（３０℃）へ供給される。酵母Ｙがライン２４から反応塔Ｒ２（３０℃）の供給口に接続しているライン２１に供給されて原料と混合されて反応塔Ｒ２（３０℃）で発酵処理される。反応塔Ｒ２から排出された原料懸濁液はさらに洗浄塔Ｃ３（３０℃）で発酵処理が継続される。
【００５２】
以上のように、パルプ製造工程で用いる任意の数の反応塔及び洗浄塔を糖化（又は糖化発酵）の装置として用いることにより、糖化（糖化発酵）に適した滞留時間を設定することができる。糖化と発酵を異なる工程で行う場合、糖化に適した温度、及び発酵に適した温度を別々に設定し連続的に操業できるというメリットがある。また、異なる反応塔又は洗浄塔を用いて六炭糖と五炭糖の発酵を行うこともできる。
【００５３】
糖化工程では、リグノセルロース系原料は酵素（セルラーゼ、ヘミセルラーゼ）により糖化（セルロース→グルコース、ヘミセルロース→グルコース、キシロース）される。
【００５４】
発酵工程では、糖化により生成した糖類が発酵微生物（酵母など）によりエタノールに発酵される。
【００５５】
併行行糖化発酵工程では、リグノセルロース系原料は、酵素（セルラーゼ、ヘミセルラーゼ）により糖化（セルロース→グルコース、ヘミセルロース→グルコース、キシロース）され、同時に生成した糖類が発酵微生物（酵母など）によりエタノールに発酵される。
【００５６】
糖化工程又は併行糖化発酵工程で用いるリグノセルロース系原料の懸濁濃度は、１〜３０質量％であることが好ましい。１質量％未満であると、最終的に生産物の濃度が低すぎて生産物の濃縮のコストが高くなるという問題が発生する。また、３０質量％を超えて高濃度となるにしたがって原料の攪拌が困難になり、生産性が低下するという問題が発生する。
【００５７】
糖化工程又は併行糖化発酵で使用するセルロース分解酵素は、セロビオヒドロラーゼ活性、エンドグルカナーゼ活性、ベータグルコシダーゼ活性を有する、所謂セルラーゼと総称される酵素である。
各セルロース分解酵素は、夫々の活性を有する酵素を適宜の量で添加しても良いが、市販されているセルラーゼ製剤は、上記の各種のセルラーゼ活性を有すると同時に、ヘミセルラーゼ活性も有しているものが多いので市販のセルラーゼ製剤を用いれば良い。
【００５８】
市販のセルラーゼ製剤としては、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属、アクレモニウム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ）属、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属、ファネロケエテ（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ）属、トラメテス（Ｔｒａｍｅｔｅｓ）属、フーミコラ（Ｈｕｍｉｃｏｌａ）属、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属などに由来するセルラーゼ製剤がある。このようなセルラーゼ製剤の市販品としては、全て商品名で、例えば、セルロイシンＴ２（エイチピィアイ社製）、メイセラーゼ（明治製菓社製）、ノボザイム１８８（ノボザイム社製）、マルティフェクトＣＸ１０Ｌ（ジェネンコア社製）、ＧＣ２２０（ジェネンコア社製）等が挙げられる。
原料固形分１００質量部に対するセルラーゼ製剤の使用量は、０．５〜１００質量部が好ましく、１〜５０質量部が特に好ましい。
【００５９】
糖化工程又は併行糖化発酵工程での反応液のｐＨは３．５〜１０．０の範囲に維持することが好ましく、４．０〜７．５の範囲に維持することがより好ましい。
【００６０】
糖化工程での反応液の温度は、酵素の至適温度の範囲内であれば特に制限はなく、２５〜６０℃が好ましく、３５〜５０℃がさらに好ましい。発酵工程での反応液の温度は、酵母の生育温度の範囲内であれば特に制限はなく、２５〜４５℃が好ましく、３０〜４３℃がさらに好ましい。併行糖化発酵工程での反応液の温度は、２５〜４５℃が好ましく、３０〜４３℃がさらに好ましい。糖化、発酵及び併行糖化反応は、連続式で行うのがエタノール生産効率が高いため好ましいが、断続的に行っても良い。各反応塔又は各洗浄塔内での原料懸濁液の滞留時間は、反応が効率的に行われる範囲であれば制限はないが、１０分〜４８時間が好ましく、２０分〜１０時間がさらに好ましい。
【００６１】
発酵工程、又は併行糖化発酵工程で用いる発酵微生物としては、糖類（六炭糖、五炭糖）が発酵できる微生物を用いる。発酵微生物としては、サッカロマイセス・セラビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、ピキア・スティピティス（Ｐｉｃｈｉａ  ｓｔｉｐｉｔｉｓ）、キャンディダ・シハタエ（Ｃａｎｄｉｄａ  ｓｈｉｈａｔａｅ）、パチソレン・タノフィルス（Ｐａｃｈｙｓｏｌｅｎ  ｔａｎｎｏｐｈｉｌｕｓ）、イサチェンキア・オリエンタリス（Ｉｓsａｔｃｈｅｎｋｉa  ｏｒｉｅｎｔaｌｉｓ）等の酵母やザイモモナス・モビリス（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ  ｍｏｂｉｌｉｓ）等の細菌が挙げられる。また、遺伝子組換技術を用いて作製した遺伝子組換微生物（酵母、細菌等）を用いることもできる。遺伝子組換微生物としては、六炭糖と五炭糖を同時に発酵できる微生物を特に制限なく用いることができる。
【００６２】
微生物は固定化しておいても良い。微生物を固定化しておくと、次工程で微生物を分離して再回収する工程を省くことができるため、少なくとも回収工程に要する負担を軽減することができ、微生物のロスが軽減できるというメリットがある。また、凝集性のある微生物を選択することにより微生物の回収を容易にすることができる。
【００６３】
＜エタノール蒸留工程＞
併行糖化発酵工程、又は発酵工程から排出された培養液は、エタノール蒸留を行う前に固液分離装置で液体分（濾液）と固形分（残渣）に分離することができる。固液分離を行う装置としては、スクリュープレス、スクリーン、フィルタープレス、ベルトプレス、ロータリープレス等を用いることができる。スクリーンとしては、振動装置が付加された振動スクリーンなどを用いることができる。固液分離で用いるメッシュサイズは、１．２５〜６００メッシュが好ましく、６０〜６００メッシュがさらに好ましい。
回収された固形分（残渣）は糖化工程又は併行糖化発酵工程へ移送し糖化又は糖化発酵の原料として用いることもできる。
【００６４】
併行糖化発酵工程、又は発酵工程から排出された培養液は、蒸留工程で減圧蒸留装置等のエタノール分離装置により発酵生成物（エタノール等）を蒸留分離することができる。減圧下では低い温度で発酵生成物を分離できるため、酵素の失活を防ぐことができる。減圧蒸留装置としては、ロータリーエバポレーター、フラッシュエバポレーターなどを用いることができる。
蒸留温度は２５〜６０℃が好ましい。２５℃未満であると、生成物の蒸留に時間がかかって生産性が低下する。また、６０℃より高いと、酵素が熱変性して失活してしまい、新たに追加する酵素量が増加するため経済性が悪くなる。
蒸留後の蒸留残渣留分中に残る発酵生成物濃度は０．１質量％以下であることが好ましい。このような濃度にすることによって、後段の固液分離工程において固形物とともに排出される発酵生成物量を低減することができ、収率を向上させることができる。
【００６５】
蒸留後の発酵生成物（エタノール等）を分離した後の蒸留残液は、固液分離装置により残渣と液体分に分離することができる。分離された残渣には、酵素、リグニン、発酵微生物が含まれている。残渣に吸着している酵素を遊離させて回収し、再利用することもできる。リグニンは、燃焼原料として回収しエネルギーとして利用することもできるし、リグニンを回収し有効利用することもできる。発酵微生物（酵母など）を残渣から分離して、糖化又は併行糖化発酵工程で再利用することもできる。
【実施例】
【００６６】
次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例等によって限定されるものではない。
【００６７】
［製造例１］
図１に示す製造フローで実施した。
【００６８】
＜前処理＞
ユーカリ・ペリータの林地残材（樹皮７０％、枝葉３０％）を２０ｍｍの丸孔スクリーンを取り付けた一軸破砕機（西邦機工社製、ＳＣ−１５）で破砕し原料として用いた。
原料１００質量部に対して水酸化ナトリウム２０質量部及び水８００質量部を添加し混合することにより原料懸濁液を調製した。
図１に示す蒸解装置Ｄの供給口に接続している原料供給ライン１から上記原料懸濁液を連続的に３００質量部／時で蒸解装置Ｄ内へ供給し、蒸解装置Ｄで１７０℃、０．７９ＭＰａで蒸解を行った。蒸解を行いながら原料含有懸濁液を蒸解装置Ｄの底部排出口より連続的に排出し、ライン２から洗浄装置ＤＷへ移送した。蒸解装置Ｄ内の滞留時間は３時間に設定した。
また、装置底部の向流洗浄液供給装置Ｗから洗浄水供給ライン２により洗浄水を３００質量部／時で供給して、蒸解装置Ｄの中央部における目開き８０μｍのステンレス製金網（固液分離装置Ｓ）が設置されている中間取出口Ｇ（滞留時間１．５時間の位置）から下方に移動する原料懸濁液と向流接触させた。中間取出口Ｇより、蒸解装置Ｄ内の温度及び圧力を維持した状態で蒸解液（３００質量部／時）を蒸解液取出ライン３から排出して廃液タンクＷＴへ移送した。
洗浄装置ＤＷで原料懸濁液を水で洗浄した後、ノッターＫ、及びスクリーンＳＣで原料懸濁液に含まれる異物を除去した。次に、原料懸濁液を固液分離装置Ｓ１で脱水した。
【００６９】
＜殺菌＞
固液分離装置Ｓ１で脱水した原料懸濁液をライン１２から連続的に反応塔Ｒ１（１００℃、滞留時間３時間）へ供給し反応塔Ｒ１で原料懸濁液の殺菌を行った後、洗浄塔Ｃ１（３０℃、滞留時間３時間）へ供給し３０℃まで冷却した。
【００７０】
＜併行糖化発酵＞
原料懸濁液を３０℃に維持した状態でライン１４から反応塔Ｒ２（３０℃、滞留時間３時間）へ供給し、反応塔Ｒ２で併行糖化発酵を行った。
併行糖化発酵は下記の方法で行った。市販セルラーゼ溶液（Ａｃｃｅｌｌｅｒａｓｅ ＤＵＥＴ、ジェネンコア社製）をライン１５からライン１４に供給し原料懸濁液と混合した。原料懸濁液１００容量に対してセルラーゼ溶液５容量の割合で混合した。次に、予め、液体培地（グルコース３０ｇ／Ｌ、ポリペプトン５ｇ／Ｌ、酵母エキス３ｇ／Ｌ、麦芽エキス３ｇ／Ｌ、ｐＨ５．６）で３０℃で培養した酵母：Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ （市販酵母、商品名：商品名：Ｍａｕｒｉｖｉｎ: Ｍａｕｒｉ Ｙｅａｓｔ Ａｕｓｔｒａｌｉａ Ｐｔｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ）の培養液（密度：２ｘ１０８／ｍｌ）をライン１６からライン１４に供給し原料懸濁液と混合した。原料懸濁液１００容量に対して酵母の培養液５容量の割合で混合した。前記の操作により酵素及び酵母が混合した原料懸濁液をライン１４から反応塔Ｒ２へ連続的に供給し、反応塔Ｒ２の排出口から原料懸濁液を連続的に排出しライン１７を経由して洗浄塔Ｃ２（３０℃、滞留時間３時間）へ供給した。洗浄塔Ｃ２においても、反応塔Ｒ２と同様の反応条件（３０℃、ｐＨ５．０）で併行糖化発酵を継続した。
前記洗浄塔Ｃ２から排出された原料懸濁液を、固液分離装置Ｓ２：スクリュープレス（富国工業株式会社製ＳＨＸ−２００ ｘ １５００Ｌ、スクリーンサイズ１．２ｍｍ（１４メッシュ））で固液分離して固形分（残渣）と液体分（濾液）を分離した。固液分離装置Ｓ２で分離した液体分に含まれるエタノール濃度をグルコースセンサー（王子計測機器製ＢＦ−４００型）で測定した。結果を表１に示す。
【００７１】
［製造例２］
図２に示す製造フローで実施した。
【００７２】
＜前処理＞
製造例１と同様の方法で実施した。
【００７３】
＜殺菌＞
製造例１と同様の方法で実施した。
【００７４】
＜併行糖化発酵＞
製造例１において、洗浄塔Ｃ２から排出された原料懸濁液をさらに反応塔Ｒ３（３０℃、滞留時間３時間）へ連続的に供給し、反応塔Ｒ３の排出口から連続的に排出しライン２１を経由して洗浄塔Ｃ３（３０℃、滞留時間３時間）へ供給し併行糖化発酵を継続した。
それ以外の操作は全て製造例１と同様の方法で行った。結果を表１に示す。
【００７５】
［製造例３］
図３に示す製造フローで実施した。
【００７６】
＜前処理＞
製造例１と同様の方法で実施した。
【００７７】
＜殺菌＞
製造例１と同様の方法で実施した。
【００７８】
＜糖化＞
洗浄塔Ｃ１から排出された原料懸濁液を３０℃に維持した状態でライン１４から反応塔Ｒ２（３０℃、滞留時間３時間）へ供給し、反応塔Ｒ２で糖化を行った。
糖化は下記の方法で行った。市販セルラーゼ溶液（Ａｃｃｅｌｌｅｒａｓｅ ＤＵＥＴ、ジェネンコア社製）をライン１５からライン１４に供給し原料懸濁液と混合した。原料懸濁液１００容量に対してセルラーゼ溶液５容量の割合で混合した。前記の操作により酵素が混合した原料懸濁液をライン１４から反応塔Ｒ２へ連続的に供給し、反応塔Ｒ２の排出口から原料懸濁液を連続的に排出しライン１７を経由して洗浄塔Ｃ２（３０℃、滞留時間３時間）へ供給した。
【００７９】
＜発酵＞
予め、液体培地（グルコース３０ｇ／Ｌ、ポリペプトン５ｇ／Ｌ、酵母エキス３ｇ／Ｌ、麦芽エキス３ｇ／Ｌ、ｐＨ５．６）で３０℃で培養した酵母：Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ （市販酵母、商品名：商品名：Ｍａｕｒｉｖｉｎ: Ｍａｕｒｉ Ｙｅａｓｔ Ａｕｓｔｒａｌｉａ Ｐｔｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ）の培養液（密度：２ｘ１０８／ｍｌ）をライン２３からライン１７に供給し、反応塔Ｒ２から排出された原料懸濁液と混合した。原料懸濁液１００容量に対して酵母の培養液５容量の割合で混合した。洗浄塔Ｃ２（３０℃、ｐＨ５．０）で発酵を行った。
前記洗浄塔Ｃ２から排出された原料懸濁液を製造例１と同様の方法で固液分離し、固液分離装置Ｓ２で分離した液体分に含まれるエタノール濃度を測定した。結果を表１に示す。
【００８０】
［製造例４］
図４に示す製造フローで実施した。
【００８１】
＜前処理＞
製造例１と同様の方法で実施した。
【００８２】
＜殺菌＞
製造例１において、反応塔Ｒ１（１００℃、滞留時間３時間）で加熱殺菌した後、洗浄塔Ｃ１（５０℃、滞留時間３時間）へ供給し５０℃まで冷却した。それ以外の操作は製造例１と同様の方法で行った。
【００８３】
＜糖化＞
洗浄塔Ｃ１から排出された原料懸濁液を５０℃に維持した状態でライン１４から反応塔Ｒ２（５０℃、滞留時間３時間）へ供給し、製造例１と同様の方法で反応塔Ｒ２で糖化を行った。
反応塔Ｒ２の排出口から原料懸濁液を連続的に排出しライン１７を経由して洗浄塔Ｃ２（３０℃、滞留時間３時間）へ供給し、洗浄塔Ｃ２内で原料懸濁液の温度を３０℃まで序々に下げながら糖化を継続した。
【００８４】
＜発酵＞
予め、液体培地（グルコース３０ｇ／Ｌ、ポリペプトン５ｇ／Ｌ、酵母エキス３ｇ／Ｌ、麦芽エキス３ｇ／Ｌ、ｐＨ５．６）で３０℃で培養した酵母：Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ （市販酵母、商品名：商品名：Ｍａｕｒｉｖｉｎ: Ｍａｕｒｉ Ｙｅａｓｔ Ａｕｓｔｒａｌｉａ Ｐｔｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ）の培養液（密度：２ｘ１０８／ｍｌ）をライン２４からライン１８に供給し、反応塔Ｃ２から排出された原料懸濁液と混合した。原料懸濁液１００容量に対して酵母の培養液５容量の割合で混合した。反応塔Ｒ３（３０℃、滞留時間３時間）で発酵を行った。
前記反応塔Ｒ３から排出された原料懸濁液をライン２１を経由して洗浄塔Ｃ３（３０℃、滞留時間３時間）へ供給し発酵を継続した。洗浄塔Ｃ３から排出された原料懸濁液を製造例１と同様の方法で固液分離し、固液分離装置Ｓ２で分離した液体分に含まれるエタノール濃度を測定した。結果を表１に示す。
【００８５】
表１
2015167487.tif 000003
【００８６】
表１に示すように、パルプ製造設備（蒸解装置、反応塔、洗浄塔）でリグノセルロース原料からエタノールが効率的に生産できることが確認できた。反応塔及び洗浄塔を用いて併行糖化発酵を行った試験（製造例１及び２）、糖化と発酵を別々の塔（反応塔又は洗浄塔）で行った試験（製造例３及び４）においてエタノールを効率的に製造することができた。
製造例４では、糖化（５０℃）を行う塔と発酵（３０℃）を行う塔の間で冷却を行なう塔を設置することにより、酵素反応に適した温度で糖化を行うことができ、連続的に効率よくエタノール生産を行うことができた。
また、反応塔及び洗浄塔をリグノセルロース原料の殺菌工程として用いることにより、雑菌汚染がなく効率的にエタノールを製造できた。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明により、パルプ製造設備を用いることにより連続的に効率的良くエタノールを製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００８８】
１：原料供給口（蒸解装置）
２：洗浄液供給ライン
３：蒸解液移送ライン
４：原料懸濁液移送ライン
５：排水移送ライン
６：原料懸濁液移送ライン
７：異物取出口
８：原料懸濁液移送ライン
９：異物取出口
１０：原料懸濁液移送ライン
１１：排水移送ライン
１２〜１４：原料懸濁液移送ライン
１５：酵素移送ライン
１６：酵母移送ライン
１７：原料懸濁液移送ライン
１８：原料懸濁液移送ライン
１９：固形分移送ライン
２０：液体分移送ライン
２１：原料懸濁液移送ライン
２２：原料懸濁液移送ライン
２３：酵母移送ライン
２４：酵母移送ライン
２５：原料供給口（前加水分解装置）
２６：洗浄液供給ライン
２７：加水分解処理液移送ライン
２８：原料懸濁液移送ライン
ＰＲ：前加水分解装置
Ｄ：蒸解装置
Ｓ１：固液分離装置
Ｓ２：固液分離装置
Ｇ１：中間取出口
Ｇ２：中間取出口
ＤＷ：洗浄装置
Ｋ：ノッター
ＳＣ：スクリーン
Ｒ１：第一反応塔
Ｒ２：第二反応塔
Ｒ３：第二反応塔
Ｃ１：第一洗浄塔
Ｃ２：第二洗浄塔
Ｃ３：第二洗浄塔
Ｗ１：向流洗浄液供給装置
Ｗ２：向流洗浄液供給装置
ＷＴ：蒸解液タンク
Ｅ：酵素
Ｙ：酵母
Ｐ：五炭糖水溶液
【図１】
2015167487.tif 000004
【図２】
2015167487.tif 000005
【図３】
2015167487.tif 000006
【図４】
2015167487.tif 000007
【図５】
2015167487.tif 000008