(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間でセルロースを乳酸にまで一度に分解できる乳酸製造方法を提供する。【解決手段】セルロースから乳酸を製造する乳酸製造方法において、反応温度３５０℃以上４００℃未満、圧力２０ＭＰａ以上３５ＭＰａ未満の水との共存下で、前記セルロースを直接前記乳酸にまで分解することを特徴とする乳酸製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースから乳酸を製造する乳酸製造方法において、反応温度３５０℃以上４００℃未満、圧力２０ＭＰａ以上３５ＭＰａ未満の水との共存下で、前記セルロースを直接前記乳酸にまで分解することを特徴とする乳酸製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセルロースより乳酸を製造する乳酸製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来乳酸は、でんぷんを酸又は酵素により加水分解させてグルコース等の糖を生成し、その糖を乳酸発酵することにより得られる。
【０００３】
乳酸は、生分解プラスチックのポリ乳酸の原料として用途がある。
【０００４】
特許文献１には、古紙から乳酸を製造する方法が記載されており、セルラーゼ（酵素）を用いてセルロースを糖化反応した後に、乳酸発酵により乳酸を製造する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３８５９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されるような方法だと酵素を用いるため反応時間が長くなってしまう。また反応させるための環境に注意が必要で、温度やｐＨの環境を厳密にコントロールする必要があり、煩雑である。また酵素反応を行う装置だけでも大型化してしまう。
【０００７】
本発明は短時間でセルロースを乳酸にまで一度に分解できる乳酸製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
よって本発明は、セルロースから乳酸を製造する乳酸製造方法において、反応温度３５０℃以上４００℃未満、圧力２０ＭＰａ以上３５ＭＰａ未満の水との共存下で、前記セルロースを直接前記乳酸にまで分解することを特徴とする乳酸製造方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、
（１）本発明は、セルロースから乳酸を製造する乳酸製造方法において、反応温度３５０℃以上４００℃未満、圧力２０以上３５ＭＰａ未満の水との共存下で、前記セルロースを直接前記乳酸にまで分解することを特徴とする乳酸製造方法である。
【００１０】
また、
（２）前記セルロースは生物由来の有機物であることを特徴とする（１）に記載の乳酸製造方法も好ましい。
【００１１】
また、
（３）前記生物由来の有機物とは紙であることを特徴とする（２）に記載の乳酸の製造方法も好ましい。
【００１２】
以下に更に説明する。
【００１３】
本実施形態に係る乳酸の製造方法は、原料がセルロースである。セルロースは分解前に水中に含ませておく（以下セルロース含有水と記す）。セルロース含有水に含まれるセルロースの量は例えば１重量／体積パーセントである。セルロース含有水は室温である。このセルロース含有水に別の水を加える。この別の水とは温度４００℃で、圧力３０ＭＰａである。この別の水を加えることで、混合されたセルロース含有水の温度は４００℃未満となり、そしてセルロースが高温高圧下に曝されることになるので急激に分解される。その結果短時間（およそ３０秒以内）で乳酸が生成する。本発明では反応時間を短時間（およそ３０秒以内）とすることができるので好ましい。あまり長時間反応させると乳酸が分解されてしまうことがあるが、この程度の短時間であればそのような心配は無い。また生成率は１．５％程度（モル濃度で計算）である。
【００１４】
次にセルロース含有水について説明する。
【００１５】
セルロースは古紙が裁断されて得られたものであり、繊維までもが裁断された微細な状態である。したがってセルロース含有水は不透明なスラリー状になっている。
【００１６】
セルロース含有水は高圧状態で別の水と触れる。これは別の水も高圧であるためセルロース含有水も当然高圧とすることが必要だからである。セルロース含有水は２０以上３５ＭＰａ未満の圧力範囲である。
【００１７】
次に別の水について説明する。
【００１８】
別の水は通常の組成の水である。より具体的には純水であり、あるいは水道水でかまわない。
【００１９】
この別の水を高温高圧状態とし、セルロース含有水に供給する。
【００２０】
この別の水は、２０以上３５ＭＰａ未満の圧力範囲であり、３５０以上４３０℃未満の温度範囲である。セルロース含有水を室温程度とする場合、このように別の水を４００℃よりも高温に設定することで混合されたセルロース含有水は３５０℃以上４００℃未満となることができる。
【００２１】
別の水とセルロース含有水とはそれぞれ個別に温度範囲および／又は圧力範囲が設定されればよい。
【００２２】
次に別の水とセルロース含有水とが混合されてセルロースが乳酸へ分解される環境の圧力と温度の数値範囲について述べる。
【００２３】
温度範囲に関して好ましい数値範囲は、温度３５０以上４００℃未満の範囲である。一方圧力範囲に関して好ましい数値範囲は２０以上３５ＭＰａ未満の範囲である。
【００２４】
温度が３５０℃未満の場合は乳酸の生成が小さく、４００℃以上の場合は生成した乳酸が分解してしまうので、温度３５０以上４００℃未満とすることが好ましい。
【００２５】
また圧力が２０ＭＰａ未満の場合は気相である条件に近くなり温度・圧力が不安定になり、３５ＭＰａ以上の場合は生成した乳酸が分解してしまうので、圧力２０以上３５ＭＰａ未満とすることが好ましい。
【００２６】
本実施形態において、セルロースは繊維までもが裁断された非常に細かなものであるが、本発明はその他に古紙等が裁断され少なくとも１辺が０．５ｍｍ程度のサイズである大きなものであってもよい。その場合セルロース含有水はセルロース由来による懸濁が観察されなくてもよい。また繊維までは裁断されていなくてもセルロースにより懸濁している水でもよい。
【００２７】
本実施形態では、別の水を用いて、別の水とセルロース含有水とをほぼ同じ圧力とし、別の水のみが加熱された状態で、両水を接触させることを述べたが、セルロースが高温高圧下で分解できれば、例えば別の水は不要でセルロース含有水のみを高温高圧としてセルロースを乳酸へ分解してもよい。
【００２８】
本実施形態では、両水を合流させるための場を設ける形態でもよく、あるいは一方の水が収容される場へ他方の水を供給する形態でもよい。
【００２９】
本実施形態では、セルロースを古紙から得たが、その他、コットン、葉、木材の植物、あるいは芋等の植物、あるいは動物由来のものでもよく、いわゆる生物由来の有機物から得られればよい。ただ中でも古紙は余分な不純物が製紙過程で取除かれているので、純度の高いセルロースを得ることができるので好ましい。この場合古紙とは例えば電子写真方式あるいはインクジェット方式等で画像あるいは文字が形成している古紙である。
【００３０】
このように本実施形態から得られる乳酸からポリ乳酸を得て、それを別の化合物を得るための材料としたり、あるいは別の材料を加えたりすることで、例えば成形品材料や透過材料に利用することができる。
【００３１】
成形品材料とは例えば筐体のことで更に具体的には電子写真方式の画像形成装置やインクジェット方式の画像形成装置の外枠体などである。
【００３２】
また透過材料とは例えば無線あるいは光が通過できる材料のことで、赤外線センサの受信部あるいは送信前に設ける材料や、光センサの受信あるいは送信部前に設ける材料であったり意匠として透明が要求される材料のことである。
【００３３】
次に本実施形態に係る乳酸製造方法を達成する乳酸製造装置について説明する。
【００３４】
図１は、本実施形態に係る乳酸製造装置を示す模式図である。符号１は容器、２はポンプＡ、３は容器、４はポンプＢ、５は加熱手段、６は反応炉、７は混合部、８は冷却水混合部、９はポンプＣ、１０は容器、１１は減圧弁、１２は容器である。反応路６は加熱手段５と混合部７と冷却水混合部８とを有している。
【００３５】
セルロース含有水は容器１に収容されている。セルロース含有水はポンプＡにより容器１からくみ上げられて高圧の状態で混合部７へと流路を経て供給される。
【００３６】
別の水は容器３に収容されている。別の水はポンプＢにより容器３からくみ上げられ高圧の状態で混合部７へと流路を経て供給される。
【００３７】
ポンプＢ４と混合部７との間の流路には加熱手段５が配置されている。別の水は、混合部７へ至る迄に加熱手段５により加熱される。
【００３８】
セルロース含有水と別の水は混合部７において混合される。この混合部における圧力が３０ＭＰａであり、温度は３８０℃である。混合した水の中でセルロースは分解され乳酸が生じる。その分解反応は、混合部７から冷却水混合部８の流路内で行われる。すなわち冷却水混合部８は分解反応の終了作業をつかさどる。
【００３９】
冷却水混合部８は流路を介してポンプＣ９と接続しており、ポンプＣ９は容器１０に収容されている冷却水をくみ上げ高圧の状態で混合した水へ供給する。冷却水が混合した水に供給されることで分解反応が停止する。
【００４０】
冷却水もが混合された冷却混合水は更に流路を経て減圧弁１１により減圧（大気開放）され容器１２に収容される。
【００４１】
容器１２に収容された冷却混合水には乳酸が含まれているので公知の方法で取除くことができる。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例を述べる。
【００４３】
（実施例）
５重量／体積パーセントのセルロース含有水を容器１からポンプＡ２で毎分１ミリリットルの流量で送液し、容器３からポンプＢ４で毎分３ミリリットルの流量で送液した水（別の水）と混合部７で混合させた。このときの温度は、３７０℃で圧力は３０ＭＰａであった。
【００４４】
さらに冷却水混合部８において容器１０からポンプＣ９で毎分８ミリリットルの流量で送液した水と混合させて分解反応を停止させた。このときに７から８の間の反応時間は１．６秒であった。
【００４５】
さらに流路を経て容器１２に収容された液体中より、０．２ｍＭ／リットルの乳酸を得ることができた。
【００４６】
これは、毎分５０ｍｇのセルロースから毎分０．２ｍｇの乳酸を生成したことになる。
【００４７】
（比較例）
１重量／体積パーセントのセルロース含有水を容器１からポンプＡ２で毎分１ミリリットルの流量で送液し、容器３からポンプＢ４で毎分３ミリリットルの流量で送液した水と混合部７で混合させた。このときの温度は、３００℃で圧力は３０ＭＰａであった。
【００４８】
さらに冷却水混合部８において容器１０からポンプＣ９で毎分８ミリリットルの流量で送液した水と混合させて分解反応を停止させた。このときにこのときに７から８の間の反応時間は１．６秒であった。
【００４９】
さらに流路を経て容器１２に収容された液体中からは、乳酸を得ることができなかった。
【００５０】
【発明の効果】
以上実施の形態及び実施例を挙げて説明したように、本発明は、セルロースから乳酸を短時間で直接得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る乳酸製造装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１  容器
２  ポンプＡ
３  容器
４  ポンプＢ
５  加熱手段
６  反応炉
７  混合部
８  冷却水混合部
９  ポンプＣ
１０  容器
１１  減圧弁
１２  容器
【図１】
2004323403.tif 000002