(57)【要約】【課題】バイオマス原料からセルロース主体の成分を分離することができるバイオマスの水熱分解反応システムと、それを用いた効率的な糖液の製造を行うと共に、該糖液を基点として、各種有機原料を効率よく製造することができる有機原料の製造システム及び方法を提供する。【解決手段】バイオマス原料１１を供給するバイオマス供給部３１と、加圧熱水１５を供給する加圧熱水供給部と、バイオマス固形分１７を排出するバイオマス抜出装置５１と、これらに連通する流路を切換える切換え手段と、バイオマス原料１１と加圧熱水１５とを対向接触させて水熱分解させる水熱分解装置４１とを具備してなり、バイオマス原料１１をバイオマス供給部３１から水熱分解装置４１内に充填し、その後加圧熱水１５を供給する流路に切り換え、水熱分解を行い、反応終了後、バイオマス抜き出し装置５１からバイオマス固形分１７を排出してなる。【選択図】        図１
2009183806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス原料を供給するバイオマス供給部と、
加圧熱水を供給する加圧熱水供給部と、
バイオマス固形分を排出するバイオマス抜出装置と、
これらに連通する流路を切換える切換え手段と、
バイオマス原料を加圧熱水と対向接触させつつ水熱分解し、加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を移行し、バイオマス固体中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなる水熱分解装置とを具備してなり、
バイオマス原料を供給部から反応装置内に充填し、その後加圧熱水を供給する流路に切り換え、水熱分解を行い、
反応終了後、バイオマス抜き出し装置からバイオマス固形分を排出してなることを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システム。
【請求項２】
請求項１において、
水熱分解装置を複数有してなり、
供給、反応及び抜き出しを連続して行うことを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システム。
【請求項３】
請求項１において、
水熱分解装置を複数有してなり、
回転式切り替え手段により、バイオマスの供給、反応及び抜き出しを連続して行うことを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記水熱分解装置の反応温度が１８０〜２４０℃であると共に、加圧熱水の状態であることを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
供給するバイオマス原料と加圧熱水との重量比は、１：１〜１：１０であることを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システム。
【請求項６】
バイオマス原料を前処理する前処理装置と、
請求項１乃至５のいずれか一つの水熱分解反応システムと、
前記水熱分解装置から排出される前記バイオマス固形分中のセルロースを酵素処理して６炭糖を含む糖液に酵素分解する第１の酵素分解装置と、
前記第１の酵素分解装置で得られた糖液を用いて、発酵処理によりアルコール類、石油代替品類又はアミノ酸類のいずれか一つを製造する発酵装置とを具備することを特徴とするバイオマス原料を用いた有機原料の製造システム。
【請求項７】
請求項６において、
熱水排出液中のヘミセルロース成分を酵素処理して５炭糖を含む糖液に酵素分解する第２の酵素分解装置と、
前記第２の酵素分解装置で得られた糖液を用いて、発酵処理によりアルコール類、石油代替品類又はアミノ酸類のいずれか一つを製造する発酵装置とを具備することを特徴とするバイオマス原料を用いた有機原料の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス原料を効率よく水熱分解することができるバイオマスの水熱分解反応システム、それを用いた例えばアルコール類、石油代替品類、又はアミノ酸類等の有機原料を効率よく製造することができるバイオマス原料を用いた有機原料の製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、希硫酸、濃硫酸による木材等のバイオマスの糖化処理後、固液分離し、液相を中和処理し、エタノール発酵等の原料として利用するエタノール等の製造技術が実用化されている（特許文献１、特許文献２）。
また、糖を出発原料として、化学工業原料生産（例えば乳酸発酵等）も考えられる。
ここで、バイオマスとは、地球生物圏の物質循環系に組み込まれた生物体又は生物体から派生する有機物の集積をいう（ＪＩＳ Ｋ ３６００ １２５８参照）。
【０００３】
ここで、現在アルコール原料として用いられているサトウキビ、トウモロコシ等は本来食用に供されるものであるが、これらの食用資源を長期的、安定的に工業用利用資源とすることは、有効食料品のライフサイクルの観点から、好ましくない。
【０００４】
このため、将来的に有用な資源と考えられる草本系バイオマスや木質系バイオマスのようなセルロース系資源を有効活用するのは、重要な課題である。
【０００５】
また、セルロース系資源では、セルロースは３８〜５０％、ヘミセルロース成分が２３〜３２％と様々で、発酵原料にならないリグニン成分も１５〜２２％とそれぞれ異なっている。多くの課題を抱えたままの工業化研究のため、原料は固定的に想定されており、原料の汎用性を考慮した生産システムの技術の開示は未だないのが現状である。
【０００６】
さらに、元来、澱粉原料に較べて発酵原料に不利な方法で、ごみ問題、地球温暖化防止対応などを目標に考えるのであるから、原料を固定的に考えた生産システムでは意味が薄れる。広く一般の廃棄物に適用できなければならない。酵素糖化法そのものも、効率が悪すぎて、将来課題とされているのが現状である。酸処理による糖化率も、過剰反応による糖の過分解などで、およそ７５％（糖化可能成分基準）前後とかなり小さい値となっている。従って、セルロース系資源に対して、エタノール生産収率はおよそ２５％に止まっている（非特許文献１、特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】特表平９−５０７３８６号公報
【特許文献２】特表平１１−５０６９３４号公報
【特許文献３】特開２００５−１６８３３５号公報
【非特許文献１】日経バイオビジネス、ｐ．５２、2002年9月
【非特許文献２】「バイオマス―生物資源の高度利用」  日本農芸化学会編  朝倉書店発行  １９８５年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１及び２にかかる提案においては、反応に必要な硫酸を常に反応系外から供給する必要があり、製造規模の増大と共に、耐酸性の設備及び多量の硫酸の購入コストが増大すると共に、用いた硫酸の廃棄コスト（例えば石膏法による処理のコスト）及び硫酸回収コストが増大するという、問題がある。
【０００９】
前記特許文献３にかかる提案においては、各種セルロース系資源を熱水処理して、酵素法により糖化を行うものであるが、熱水処理する際に、セルロースを糖化する際のリグニン成分等のセルラーゼ阻害物質（非特許文献２）が除去されずにセルロースと混在することとなるので、セルロースの糖化効率が低下する、という問題がある。
【００１０】
また、セルロース以外のヘミセルロース成分を含むものであるので、糖化に際しては、セルロース及びヘミセルロース成分に各々適した酵素を用いる必要がある、という問題がある。
【００１１】
また得られる糖液もセルロースからは６炭糖液、ヘミセルロース成分からは５炭糖液となり、例えばアルコール発酵においても各々適した酵母が必要になり、６炭糖液と５炭糖液とが混在した状態におけるアルコール発酵効率においてもその向上が求められている。
【００１２】
このように、従来の技術では、副反応生成物が酵素糖化阻害を引起し糖収率が減少する現象が起きていたので、酵素糖化阻害物質を除去し、セルロース主体による酵素糖化性を高める水熱分解装置の出現が切望されている。
【００１３】
本発明は、前記課題に鑑み、バイオマス原料からセルロース主体の成分を分離することができるバイオマスの水熱分解反応システムと、それを用いた効率的な糖液の製造を行うと共に、該糖液を基点として、各種有機原料（例えばアルコール類、石油代替品類、又はアミノ酸類等）を効率よく製造することができるバイオマス原料を用いた有機原料の製造システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、バイオマス原料を供給するバイオマス供給部と、加圧熱水を供給する加圧熱水供給部と、バイオマス固形分を排出するバイオマス抜出装置と、これらに連通する流路を切換える切換え手段と、バイオマス原料を加圧熱水と対向接触させつつ水熱分解し、加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を移行し、バイオマス固体中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなる水熱分解装置とを具備してなり、バイオマス原料を供給部から反応装置内に充填し、その後加圧熱水を供給する流路に切り換え、水熱分解を行い、反応終了後、バイオマス抜き出し装置からバイオマス固形分を排出してなることを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システムにある。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、水熱分解装置を複数有してなり、供給、反応及び抜き出しを連続して行うことを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システムにある。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、水熱分解装置を複数有してなり、回転式切り替え手段により、バイオマスの供給、反応及び抜き出しを連続して行うことを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システムにある。
【００１７】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記水熱分解装置の反応温度が１８０〜２４０℃であると共に、加圧熱水の状態であることを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システムにある。
【００１８】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、供給するバイオマス原料と加圧熱水との重量比は、１：１〜１：１０であることを特徴とするバイオマスの水熱分解反応システムにある。
【００１９】
第６の発明は、バイオマス原料を前処理する前処理装置と、第１乃至５のいずれか一つの水熱分解反応システムと、前記水熱分解装置から排出される前記バイオマス固形分中のセルロースを酵素処理して６炭糖を含む糖液に酵素分解する第１の酵素分解装置と、前記第１の酵素分解装置で得られた糖液を用いて、発酵処理によりアルコール類、石油代替品類又はアミノ酸類のいずれか一つを製造する発酵装置とを具備することを特徴とするバイオマス原料を用いた有機原料の製造システムにある。
【００２０】
第７の発明は、第６の発明において、熱水排出液中のヘミセルロース成分を酵素処理して５炭糖を含む糖液に酵素分解する第２の酵素分解装置と、前記第２の酵素分解装置で得られた糖液を用いて、発酵処理によりアルコール類、石油代替品類又はアミノ酸類のいずれか一つを製造する発酵装置とを具備することを特徴とするバイオマス原料を用いた有機原料の製造システムにある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、対向接触させる水熱分解反応システムを用いることにより、目的成分であるセルロース（酵素糖化により６炭糖液となる）を生成する反応以外の副反応物（リグニン成分、ヘミセルロース成分）を加圧熱水中に移行させることにより、セルロース主体のバイオマス固形分を得ることができる。その結果、６炭糖液を効率よく糖化させて、該糖液を基点として、各種有機原料（例えばアルコール類、石油代替品類、又はアミノ酸類等）を効率よく製造することができる。
【００２２】
また、対向接触させることにより、熱水に可溶化され易い成分から順次反応系外へ排出されると共に、バイオマスの投入部から熱水投入部まで温度勾配が生じる為、ヘミセルロース成分の過分解が抑制され、結果的に５炭糖成分を効率よく回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２４】
本発明による実施例に係るバイオマスの水熱分解反応システムについて、図面を参照して説明する。図１は、実施例に係るバイオマスの水熱分解反応システムを示す概念図である。図１に示すように、本実施例に係るバイオマスの水熱分解反応システム４０は、バイオマス原料１１を供給するバイオマス供給部３１と、加圧熱水１５を供給する加圧熱水供給部（図示せず）と、バイオマス固形分１７を排出するバイオマス抜出装置５１と、これらに連通する流路を切換える切換え手段（図示せず）と、バイオマス原料１１と加圧熱水１５とを対向接触させて水熱分解させる水熱分解装置４１とを具備してなり、バイオマス原料１１をＩの充填工程において水熱分解装置４１内に充填し、その後加圧熱水１５を供給する流路に切り換え、IIの昇温工程で昇温を行い、IIIの反応工程で水熱分解を行い、反応終了後、IVの冷却工程で冷却して、Vの抜出工程でバイオマス抜出し装置（図示せず）からバイオマス固形分１７を排出してなるものである。
【００２５】
本実施例では、水熱分解装置４１を複数基用いて、それを各工程に順次送り込み、配管流路を順次切り替えるようにすることで、水熱分解反応を完結するようにしている。なお、水熱分解装置４１を一基用いて、完全バッチ方式としてもよい。
【００２６】
図１中、工程（１）では、バイオマス原料１１をバイオマス供給部３１から充填するようにしている（Ｉ  充填工程）。
【００２７】
工程（２）〜（４）では、次に、水熱分解装置４１を所定の温度まで水蒸気等の熱媒を用いて昇温させる（II  昇温工程）。
【００２８】
工程（５）〜（８）は、加圧熱水１５を（８）→（５）にかけて順次接触するように流して（模擬的なカウンターフロー状態を作る。）、水熱分解反応を行い、熱水排出液１６として排出するようにしている（III  反応工程）。この際のバイオマス中のセルロースの見かけ上の流れは、図中右から左であり、一方の加圧熱水１５の液の見かけ上の流れは、図中左から右であり、バイオマスと加圧熱水とは見かけ上対向接触している。
【００２９】
工程（９）では、分解終了後に、冷却水により冷却している（IVの冷却工程）。
そして、工程（１０）では、内部からバイオマス固形分１７を抜出装置により抜き出すようにしている（V  抜出工程）。
【００３０】
図２は、水熱分解装置４１の概略図であり、内部には撹拌翼６１が設けられていると共に、バイオマス原料１１を抜出工程の際に、押圧充填する圧縮ピストン６２も設けられている。なお、符号６３は熱媒ジャケットである。
【００３１】
反応は反応装置に連通する各種流路を切換える切換え手段（図示せず）を制御装置により切り替えることにより、水熱分解装置４１内でバイオマス原料１１と加圧熱水１５とを対向接触させて水熱分解させるようにしている。
【００３２】
図３はその配管のレイアウトの一例である。
図３に示すものは、６基の水熱分解装置４１を用いて配管を切り替えてなるものであり、左から順に「II  昇温工程」、「III  反応工程」、「IV  冷却工程」、「V  抜出工程」及び「Ｉ  充填工程」となっている状態を示している。
このシステムにおいては、配管の切り替えにより、流路を切り替え、順次バイオマスと加圧熱水との分解反応を連続して行うようにしている。
【００３３】
本実施例においては、加圧熱水１５を水熱分解装置４１の下方から供給しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上方から下降させるようにしてもよい。
これにより、連続して効率的な水熱分解反応を行うことができることとなる。
【００３４】
ここで、水熱分解装置４１に供給するバイオマスとしては、特に限定されるものではなく、地球生物圏の物質循環系に組み込まれた生物体又は生物体から派生する有機物の集積をいう（ＪＩＳ Ｋ ３６００ １２５８参照）が、本発明では特に木質系の例えば広葉樹、草本系等のリグノセルロース資源や農業系廃棄物、食品廃棄物等を用いるのが好ましい。
また、前記バイオマス原料１１としては、粒径は特に限定されるものではないが、５ｍｍ以下に粉砕することが好ましい。
本実施例では、バイオマスの供給前において、前処理装置として、例えば粉砕装置を用いて前処理するようにしてもよい。また、洗浄装置により洗浄するようにしてもよい。
なお、バイオマス原料１１として、例えば籾殻等の場合には、粉砕処理することなく、そのまま水熱分解装置４１に供給することができるものとなる。
【００３５】
また、水熱分解装置４１における、反応温度は１８０〜２４０℃の範囲とするのが好ましい。さらに好ましくは２００〜２３０℃とするのがよい。
これは、１８０℃未満の低温では、水熱分解速度が小さく、長い分解時間が必要となり、装置の大型化につながり、好ましくないからである。一方２４０℃を超える温度では、分解速度が過大となり、ヘミセルロース系糖類の過分解が促進され、好ましくないからである。
また、ヘミセルロース成分は約１４０℃付近から、セルロースは約２３０℃付近から、リグニン成分は１４０℃付近から溶解するが、セルロースを固形分側に残し、且つヘミセルロース成分及びリグニン成分が十分な分解速度を持つ１８０℃〜２４０℃の範囲とするのがよい。
【００３６】
また、反応圧力は本体内部が加圧熱水の状態となる、各温度の水の飽和蒸気圧に更に０．１〜０．５ＭＰａの高い圧力とするのが好ましい。
また、反応時間は２０分以下、３分〜１０分とするのが好ましい。これはあまり長く反応を行うと過分解物の割合が増大し、好ましくないからである。
【００３７】
ここで、本発明では、水熱分解装置４１の本体内の加圧熱水１５とバイオマス原料１１との流動は、バイオマス原料１１と加圧熱水１５とを対向接触させる、いわゆるカウンターフローで接触するようにすることが好ましい。
【００３８】
また、固体と液体との固液比は、液体分が少ないほど回収水及び水熱分解のための加温のスチーム量を減らすことができるので好ましい。
ここで、供給するバイオマス原料と加圧熱水との重量比は、装置構成により適宜異なるが、例えば１：１〜１：１０、より好ましくは１：１〜１：５とするのが好ましい。
【００３９】
本実施例によれば、原料であるバイオマス原料１１と、バイオマス中のリグニン成分及びヘミセルロース成分を除去する加圧熱水１５とを水熱分解装置４１に別系統で供給するため、固体に対する液体の重量比を小さくすることができ、装置の経済性の向上に寄与することとなる。
【００４０】
また、バイオマス抜出装置５１内では、加圧状態から常圧状態に変化するので、排出されるバイオマス固形物１７は、爆砕されることとなり、繊維が破壊され、後の工程である酵素糖化における糖化効率が向上することとなる。
【００４１】
また、図４には、別の形態の回転式反応装置のレイアウトを示す。
図４に示すように、回転式反応装置は反応容器を順次回転させるようにして、反応を容器中で完結するようにしている。すなわち、図４では（１）充填工程、（２）パッケージ工程、（３）流通待ち工程、（４）〜（５）反応工程及び（６）排出工程と各工程を回転式の基台（図示せず）上で執り行うようにしている。
【００４２】
図５は回転式反応装置の一例を示す。
この回転式反応装は複数の水熱分解反応容器（以下「反応容器」という）８１−１…を下部否回転部８２と上部否回転部８３との間の回転可動部８５において回転可能に設けたものである。なお、図４に対応するように反応容器の符号を同じとしている。
複数の反応容器８１は図示しない解放手段により下部否回転部８２及び上部否回転部８３から解放され、図示しない回転手段により回転する回転軸８４により回転可動されて次の反応工程に移行できるようにしている。
なお、図５中、符号８６は原料圧縮機、８７が水熱分解物排出機を各々図示する。
【００４３】
また、本実施例のリボルバー式切り替え手段は、回転する都度にシールを解放して回転させ、その後再度シールを行い、反応をするようにしている。この際のシールは、図６に示すように、反応時の気密性はシール部８６により行うようにしている。
【００４４】
そして、図７に示すように、反応が終了した際には、上部否回転部８３が上昇してシールを解放し、回転軸８４により回転され、反応容器８１−１から次の反応容器８１−２に回転（移動）し、次いで上部否回転部８３を降下させてシール部８６によりシールするようにしている。
【００４５】
このように、回転式の反応容器を複数設けることで連続して効率的な水熱分解を行うことができる。
【実施例２】
【００４６】
本発明による実施例に係るバイオマス原料を用いた有機原料であるアルコールの製造システムについて、図面を参照して説明する。図８は、実施例に係るバイオマス原料を用いた有機原料の製造システムを示す概念図である。
図８に示すように、本実施例に係るバイオマス原料を用いたアルコールの製造システム１０−１は、バイオマス原料１１を例えば粉砕処理する前処理装置１２と、前処理したバイオマス粉砕物１３を加圧熱水１５と対向接触させつつ水熱分解し、加圧熱水１５中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を移行し、バイオマス固体中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなる図１に示す水熱分解装置４１−１Ａと、前記水熱分解装置４１−１Ａから排出されるバイオマス固形分１７中のセルロースを酵素処理して６炭糖を含む糖液に酵素（セルラーゼ）１８−１で酵素分解する第１の酵素分解装置１９−１と、第１の酵素分解装置１９−１で得られた第１の糖液（６炭糖）２０−１を用いて、発酵処理によりアルコール類（本実施の形態ではエタノール）を製造する第１のアルコール発酵装置２１−１と、第１のアルコール発酵液２２−１を精製して目的生成物のエタノール２３と残渣２４−１とに分離処理する第１の精製装置２５−１とを具備するものである。
【００４７】
本発明によれば、図１に示すような水熱分解装置４１において、カウンターフローを採用することにより、液体側の加圧熱水１５中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を移行させ、固体側のバイオマス固形分１７にはセルロースがとどまることとなり、酵素糖化の第１の酵素分解装置１９−１により第１の糖液（６炭糖）２０−１を得ることとなる。
そして、６炭糖に応じた発酵（最終製品に応じた発酵：本実施例では第１のアルコール発酵装置２１−１を用いてエタノール２３を発酵により求める）プロセスを構築することができる。
【００４８】
本実施例では、発酵処理により求めるものとして、アルコール類のエタノールを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アルコール類以外の、化成品原料となる石油代替品類又は食品・飼料原料となるアミノ酸類を発酵装置により得ることができる。
【００４９】
ここで、糖液を基点とした化成品としては、例えばＬＰＧ、自動用燃料、航空機用ジェット燃料、灯油、ディーゼル油、各種重油、燃料ガス、ナフサ、ナフサ分解物であるエチレングリコール、エタノールアミン、アルコールエトキシレート、塩ビポリマー、アルキルアルミニウム、ＰＶＡ、酢酸ビニルエマルジョン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＭＭＡ樹脂、ナイロン、ポリエステル等を挙げることができる。よって、枯渇燃料である原油由来の化成品の代替品及びその代替品製造原料としてバイオマス由来の糖液を効率的に利用することができる。
【実施例３】
【００５０】
本発明による実施例に係るバイオマス原料を用いた有機原料であるアルコール製造システムについて、図面を参照して説明する。
図９は、本実施例に係るバイオマス原料を用いた有機原料のアルコール製造システムを示す概念図である。
図９に示すように、本実施例に係るバイオマス原料を用いたアルコールの製造システム１０−２は、図１に示すアルコール製造システム１０−１において、水熱分解装置４１−１Ａから排出される熱水排出液１６中に移行されたヘミセルロース成分を酵素処理して５炭糖を含む第２の糖液２０−２に酵素分解する第２の酵素分解装置１９−２を設けてなるものである。
なお、酵素分解装置、アルコール発酵装置、精製装置は、それぞれ別途２機（第１の酵素分解装置１９−１、第２の酵素分解装置１９−２、第１のアルコール発酵装置２１−１、第２のアルコール発酵装置２１−２、第１の精製装置２５−１、第２の精製装置２５−２）設置している。そして、第１の糖液（６炭糖）２０−１、第２の糖液（５炭糖）２０−２に応じた酵素分解工程、アルコール発酵工程及び精製工程を行うようにして、エタノール２３を得るようにしている。
【００５１】
そして、本実施例では、第２の酵素分解装置１９−２で得られた第２の糖液（５炭糖）２０−２を用いて、発酵処理によりエタノール２３を製造することができる。
【００５２】
なお、熱水排出液は必ずしも別系統において処理するものではなく、例えば酵素分解装置を以降の工程を共通化したり、アルコール発酵装置以降の工程を共通化したり、あるいは精製装置以降を共通化する等適宜変更を行うことができる。
【００５３】
本発明によれば、水熱分解装置４１において、カウンターフローを採用することにより、固体側のバイオマス固形分１７では、セルロースがとどまることとなり、酵素糖化の第１の酵素分解装置１９−１により第１の糖液（６炭糖）２０−１を得ると共に、液体側の加圧熱水１５では、その加圧熱水に可溶したヘミセルロース成分を熱水排出液１６として分離し、別途酵素糖化の第２の酵素分解装置１９−２により第２の糖液（５炭糖）２０−２を得るので、両者を効率よく分離して各々糖化することが可能となる。そして、６炭糖、５炭糖に応じた発酵（最終製品に応じた発酵：例：エタノール発酵）プロセスを構築することができる。
【００５４】
このように、水熱分解装置４１におけるカウンターフローを採用することによって６炭糖を得る酵素糖化反応において阻害物質となる副反応成分や加圧熱水に可溶なリグニン成分を加圧熱水１５側に移行させるため、セルロース主体のバイオマス固形分１７となり、その後の糖化反応における６炭糖の糖化反応収率が向上する。
【００５５】
一方、系外から分離除去された熱水排出液１６に含まれるヘミセルロース成分は、その後第２の酵素分解装置１９−２において糖化され、５炭糖を含む糖液を得ることができる。
そして、６炭糖、５炭糖の各々に適した酵母等を用いることでエタノールを効率的に個別に発酵により求めることができるものとなる。
【００５６】
このように、従来の技術では、副反応生成物が、酵素糖化阻害を引起し糖収率が減少する現象が起きていたが、本発明によれば、バイオマス原料からセルロース主体の成分とヘミセルロース成分を加圧熱水に移行させて両者を分離し、各々に適した効率的な糖液（６炭糖液、５炭糖液）の製造を行うと共に、該糖液を基点として、各種有機原料（例えばアルコール類、石油代替品類、又はアミノ酸類等）を効率よく製造することができるバイオマス原料を用いた有機原料の製造システム及び方法を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明によれば、水熱分解装置により、バイオマス原料からセルロース主体の成分を分離し、効率的な糖液の製造を行うと共に、該糖液を基点として、各種有機（例えばアルコール類、石油代替品類、又はアミノ酸類等）を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１に係る水熱分解反応システムの概略図である。
【図２】実施例１に係る水熱分解装置の概略図である。
【図３】実施例１に係る水熱分解反応システムの反応工程概略図である。
【図４】実施例１に係る他の水熱分解反応システムの概略図である。
【図５】実施例１に係る他の水熱分解装置の概略図である。
【図６】実施例１に係る他の水熱分解反応装置のシール構造の概略図である。
【図７】実施例１に係る他の水熱分解反応装置のシール工程の概略図である。
【図８】実施例２に係るアルコール製造システムの概略図である。
【図９】実施例３に係るアルコール製造システムの概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１  バイオマス原料
１２  前処理装置
１３  バイオマス原料
１５  加圧熱水
１６  熱水排出液
１７  バイオマス固形分
１８  酵素
１９  酵素分解装置
１９−１  第１の酵素分解装置
１９−２  第２の酵素分解装置
２０−１  第１の糖液（６炭糖）
２０−２  第２の糖液（５炭糖）
２３  エタノール
４０  水熱分解反応システム
４１  水熱分解装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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