JPH0216101A - 固体酸によるヘミセルロースの加水分解法 - Google Patents
固体酸によるヘミセルロースの加水分解法Info
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Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はＷ複塩類の少ない廃液中に含まれる水溶性ヘミ
セルロースを固体酸によって加水分解し＠糖を得る方法
に関する。
セルロースを固体酸によって加水分解し＠糖を得る方法
に関する。
更に詳しく言えば、木材の解繊あるいはオルガノソルブ
パルブ化の際に生じる木材成分抽出廃液に含まれる水溶
性ヘミセルロースを固体酸によって経済的に単糖化する
方法に関するものである。
パルブ化の際に生じる木材成分抽出廃液に含まれる水溶
性ヘミセルロースを固体酸によって経済的に単糖化する
方法に関するものである。
本発明は無機塩類の少ないパルプ化廃液もしくは木材成
分抽出廃液に対して適用され、単糖の新しい製造法とし
て利用される。
分抽出廃液に対して適用され、単糖の新しい製造法とし
て利用される。
［従来技術］
現在行われているセルロースやヘミセルロースの加水分
解法は、鉱酸または酵素を用いる方法が主体である。鉱
酸を用いる場合は中和処理が必要であり、経済的に単糖
のみを回収することは困這である。・また酵素を用いる
場合は酵素のコスト及び廃液中の微量成分による酵素の
失活が１題であり、廃液などに適用することは問題であ
る。また弗素樹脂系の固体強酸が近年開発され、炭水化
物の加水分解への適用も検討されたが、固体強酸のコス
トが非常に高く、廃液等に利用できるものではない。
解法は、鉱酸または酵素を用いる方法が主体である。鉱
酸を用いる場合は中和処理が必要であり、経済的に単糖
のみを回収することは困這である。・また酵素を用いる
場合は酵素のコスト及び廃液中の微量成分による酵素の
失活が１題であり、廃液などに適用することは問題であ
る。また弗素樹脂系の固体強酸が近年開発され、炭水化
物の加水分解への適用も検討されたが、固体強酸のコス
トが非常に高く、廃液等に利用できるものではない。
［発明が解決しようとする問題点］
従来のパルプ化もしくは木材解繊法では、抽出廃液中に
多量の無機塩類が混入したり、既に糖成分は単糖となっ
て＃在するのが通常であった。しかし新たなパルプ化や
解繊法では、物理的な方法や無機薬品を用いない方法が
検討され、この場合糖成分は単糖ではなく水溶性ヘミセ
ルロースとして廃液中に存在することが多い、このよう
な廃液中には無機塩類も少なく、高濃度のヘミセルロー
スが蓄積されている。
多量の無機塩類が混入したり、既に糖成分は単糖となっ
て＃在するのが通常であった。しかし新たなパルプ化や
解繊法では、物理的な方法や無機薬品を用いない方法が
検討され、この場合糖成分は単糖ではなく水溶性ヘミセ
ルロースとして廃液中に存在することが多い、このよう
な廃液中には無機塩類も少なく、高濃度のヘミセルロー
スが蓄積されている。
本発明はこのような木材抽出廃液中のヘミセルロースを
固体酸を用いて加水分解することで、加水分解後の廃液
からの固体酸の回収を容易にし、：［た固体酸を再使用
して、加水分解プロセスの単純化、コストの低下を図る
ものである。
固体酸を用いて加水分解することで、加水分解後の廃液
からの固体酸の回収を容易にし、：［た固体酸を再使用
して、加水分解プロセスの単純化、コストの低下を図る
ものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らは有機溶媒によるパルプ化法（ソルボリシス
パルプ化法）で得られた廃液中のヘミセルロースの加水
分解法についてｍ意研究を行った結果、強酸性カチオン
交換樹脂を加水分解用固体酸触媒として用いる単糖類の
製造法を見い出し、本発明を完成させるに至った。
パルプ化法）で得られた廃液中のヘミセルロースの加水
分解法についてｍ意研究を行った結果、強酸性カチオン
交換樹脂を加水分解用固体酸触媒として用いる単糖類の
製造法を見い出し、本発明を完成させるに至った。
ソルボリシスパルプ化法とはクレゾール水溶液を木材の
パルプ化蒸解溶剤として用いる新しいパルプ化法であり
、クレゾールは蒸解後回収して再使用する。そのため廃
液中には無機イオンは少なく、ヘミセルロースが高濃度
で含まれる。このヘミセルロースは木材が広葉樹の場合
はキシラン、針葉樹の場合はマンナンが主体であるが、
これらからキシロース、マンノースを製造するにはヘミ
セルロースを加水分解する必要がある。
パルプ化蒸解溶剤として用いる新しいパルプ化法であり
、クレゾールは蒸解後回収して再使用する。そのため廃
液中には無機イオンは少なく、ヘミセルロースが高濃度
で含まれる。このヘミセルロースは木材が広葉樹の場合
はキシラン、針葉樹の場合はマンナンが主体であるが、
これらからキシロース、マンノースを製造するにはヘミ
セルロースを加水分解する必要がある。
本発明はこのような廃水中に含まれるヘミセルロースを
加水分解し、単糖類を得るに当たって、固体酸として例
えばポリスチレンスルホン酸等の強酸性カチオン交換樹
脂を用いることに特徴がある。これらの樹脂はイオン交
換容量すなわち触媒能が大きく、また水処理用として市
販されているので入手も容易である。
加水分解し、単糖類を得るに当たって、固体酸として例
えばポリスチレンスルホン酸等の強酸性カチオン交換樹
脂を用いることに特徴がある。これらの樹脂はイオン交
換容量すなわち触媒能が大きく、また水処理用として市
販されているので入手も容易である。
この樹脂を耐圧性のカラムに充填し、加熱しなからヘミ
セルロースを含む廃液を通液することでｌ＼ミセルロー
スは容易に単糖に加水分解され、単糖を含む廃液を流出
液として得ることができる。
セルロースを含む廃液を通液することでｌ＼ミセルロー
スは容易に単糖に加水分解され、単糖を含む廃液を流出
液として得ることができる。
Ｅ記のようにカラムを用いて通液する以外にもバッチ的
にオートクレーブ中で加熱する方法で加水分解すること
もできる。
にオートクレーブ中で加熱する方法で加水分解すること
もできる。
［作用と実施例］
次に本発明の実施方法について実験結果を例にあげて説
明する。
明する。
実施例１
オートクレーブ内にソルボリシスパルプ化廃液１００
ｍ ｌに対しポリスチレンスルホン酸型の強酸性カチオ
ン交換梅脂を５ｇ加え、攪はんしなから種々の温度で加
熱を行い、キシロースの生成濃度を調べた。
ｍ ｌに対しポリスチレンスルホン酸型の強酸性カチオ
ン交換梅脂を５ｇ加え、攪はんしなから種々の温度で加
熱を行い、キシロースの生成濃度を調べた。
第１ｍに示すように、加熱温度をこの樹脂の常用耐熱温
度である１５０℃にとフた場合、接触時間４０分が最も
ヘミセルロースの加水分解効率が高く、これ以上の温度
ではキシロースの生成量はむしろ低下した。この最大値
では、キシロース生成量は鉱酸触媒の場合の約９０％に
達した。温度が低いと接触時間を長くとる必要があるた
め、この樹脂を用いる場合、１５０℃では４０分が好ま
しい。
度である１５０℃にとフた場合、接触時間４０分が最も
ヘミセルロースの加水分解効率が高く、これ以上の温度
ではキシロースの生成量はむしろ低下した。この最大値
では、キシロース生成量は鉱酸触媒の場合の約９０％に
達した。温度が低いと接触時間を長くとる必要があるた
め、この樹脂を用いる場合、１５０℃では４０分が好ま
しい。
実施例２
内径１５ｍｍ長さ３０ ｃｍのステンレス製のカラムに
樹脂を充填し、オイルバス中で加熱したカラムに針葉樹
材のチップ解繊廃液を流速１〜１０ｍ ｌ ／ ｍ ｉ
ｎで通液し、溶出液中のマンノース濃度を定量した。
樹脂を充填し、オイルバス中で加熱したカラムに針葉樹
材のチップ解繊廃液を流速１〜１０ｍ ｌ ／ ｍ ｉ
ｎで通液し、溶出液中のマンノース濃度を定量した。
第２図に示すように１５０℃におけるマンノース濃度は
流速が３ｍｌ／ｍｉｎで極大を示した。
流速が３ｍｌ／ｍｉｎで極大を示した。
充填した樹脂は廃液中の微量の無機塩（カリウム、カル
シウム、マグネシウム等のカチオン）を吸着して触媒能
が徐々に低下してくるか、一定期閏毎ζご硫酸または塩
酸の希薄水ｌｌ液によって再生することにより、回復さ
せることができた。
シウム、マグネシウム等のカチオン）を吸着して触媒能
が徐々に低下してくるか、一定期閏毎ζご硫酸または塩
酸の希薄水ｌｌ液によって再生することにより、回復さ
せることができた。
また有機物による樹脂の汚染も長期間使用した場合に生
じたが、約５Ｎの水酸化ナトリウム溶液で樹脂を洗浄す
ることにより、約８０％回復させることができた。
じたが、約５Ｎの水酸化ナトリウム溶液で樹脂を洗浄す
ることにより、約８０％回復させることができた。
［発明の効果］
本発明の方法で木材抽出廃液中のヘミセルロースの加水
分解を行うと、触媒である固体酸の分離め、経済的に加
水分解を行うことができる。
分解を行うと、触媒である固体酸の分離め、経済的に加
水分解を行うことができる。
第１図は本発明をバッチ法にて実施し、１５０℃加熱の
場合の樹脂への接触時間とキシロース生成潰との関係を
示すグラフである。樹脂はソルボノシスパルブ化廃液に
対して５％添加した。 第２図は本発明なカラム法で実施した場合である。針葉
樹材の解繊で生じる廃液を１５０℃に加熱した樹脂充填
カラム（１５ｍｍｘ３０ｃｍ）に通７αした際の通液速
度とマンノース生成濃度との関係を示したグラフである
。 特許出願人 工業技術院長 飯塚幸三指定代理
人 工業技術院四国工業技術′Ｊ、験所長 菅壌和彦 箋１図 樹脂ヒの嶺Ｊ九時國（５） 連洟還ＩＩ（祇７へ、１ル）
場合の樹脂への接触時間とキシロース生成潰との関係を
示すグラフである。樹脂はソルボノシスパルブ化廃液に
対して５％添加した。 第２図は本発明なカラム法で実施した場合である。針葉
樹材の解繊で生じる廃液を１５０℃に加熱した樹脂充填
カラム（１５ｍｍｘ３０ｃｍ）に通７αした際の通液速
度とマンノース生成濃度との関係を示したグラフである
。 特許出願人 工業技術院長 飯塚幸三指定代理
人 工業技術院四国工業技術′Ｊ、験所長 菅壌和彦 箋１図 樹脂ヒの嶺Ｊ九時國（５） 連洟還ＩＩ（祇７へ、１ル）
Claims (2)
- （１）無機薬品を使用しないパルプ化もしくは木材を解
繊する際に生じる水溶性ヘミセルロースの固体酸による
加水分解法。 - （２）固体酸としてカチオン交換樹脂を用い、特許請求
範囲第１項記載の水溶性ヘミセルロースと接触させなが
ら１００〜１５０℃の間で加熱することによって、水溶
性ヘミセルロースを加水分解して、単糖を得る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16727488A JPH0216101A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 固体酸によるヘミセルロースの加水分解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16727488A JPH0216101A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 固体酸によるヘミセルロースの加水分解法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0216101A true JPH0216101A (ja) | 1990-01-19 |
| JPH0548762B2 JPH0548762B2 (ja) | 1993-07-22 |
Family
ID=15846705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16727488A Granted JPH0216101A (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 固体酸によるヘミセルロースの加水分解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0216101A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100682592B1 (ko) * | 1999-05-14 | 2007-02-15 | 다카라 바이오 가부시키가이샤 | 액체 한천을 함유하는 음료의 제조방법 |
| JP2009296919A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | セルロース系バイオマスの液化方法 |
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| WO2011037194A1 (ja) * | 2009-09-24 | 2011-03-31 | 株式会社Ihi | バイオマス処理装置及び方法 |
| CN101402659B (zh) | 2008-11-18 | 2011-06-08 | 中国农业大学 | 一种去除生物质原料中半纤维素的方法 |
| JP2013144741A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Futamura Chemical Co Ltd | 短鎖長化多糖類の製造方法 |
-
1988
- 1988-07-04 JP JP16727488A patent/JPH0216101A/ja active Granted
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