벼짚을 재료로 한 고효율 바이오 에탄올 제조 기술의 개발
당사는, 삿포로 맥주 주식회사(사장：미하마키)와 공동으로, 헤세이 20년 7월부터 5나 해에 걸쳐 농림 수산성 보조사업「간접적인 호소 로스리 활용 기술 확립일 업」를 실시, 그 후도 바이오 에탄올이 석유 대체의 연료가 될 수 있기 위한 자주 연구를 계속한 결과, 이번 기술을 확립한 것입니다. 지구 온난화 방지 대책의 CO2배출량 삭감을 목적으로 한 재생 가능 에너지인 바이오 에탄올은, 주로 미국이나 브라질에서 옥수수나 설탕 키비등을 원료에 제조되고 있었습니다만, 현재는 식량 문제와 함께, 식량과 경합 하지 않는 셀룰로오스계 바이오매스(주 1)로부터의 제조가 주목받고 있어 당사에서는 벼짚을 원료에, 연구를 진행시켜 왔습니다.
벼짚에 포함되는 성분의 셀룰로오스나 전분은, 당화・발효 시키는 것으로 에탄올을 제조할 수 있습니다.당화에는 복수의 방법이 있습니다만, 적은 에너지투 입량으로 당화할 수 있는 것으로서 효소당화가 있습니다.다만, 이 효소당화를 효율적으로 실시하기 위해서는 각각의 성분에 응한 사전 처리가 필요합니다.
이번 당사는, 벼짚중에 포함되는 셀룰로오스로부터 에탄올을 제조하기 위한 사전 처리로서 개발한「알칼리 처리 」(주 3)가, 같은 벼짚에 포함되는 전분에도 작용해, 전분으로부터 에탄올을 제조하기 위한 처리로서 유효하게 이용할 수 있는 것을 찾아냈습니다.
이 작용을 활용해, 셀룰로오스로부터 에탄올을 제조하는 공정에, 전분으로부터 에탄올을 제조하는 공정을 조합해 벼짚을 원료로서 셀룰로오스와 전분으로부터 동시에 에탄올을 제조하는 고효율인 기술을 개발했습니다.
본기술에 의해 원료의 벼짚단위무게 당의 에탄올 제조 효율을 높인 결과, 에탄올 제조 코스트는 70.7엔/L, CO2배출량 삭감율도 52%를 실현했습니다.(주 4)이 값은 바이오 에탄올이 석유 대체의 연료가 될 수 있기 위한 목표치인 제조 코스트 100엔/L이하, CO2배출량 삭감율 50%이상이라고 하는 기준을 만족 시키고 있습니다.
본연구의 성과를 기본으로, 미이용 바이오매스인 벼짚을 바이오 에탄올의 원료로서 이용하는 것으로, 온난화 가스 배출량의 삭감 뿐만 아니라, 재생 가능한 국산 에너지로서 많이 공헌이 전망됩니다.
http://www.taisei.co.jp/about_us/release/2014/1353301791889.html
일본의 벼짚으로부터 바이오 에탄올 제조 프로젝트
일본 각지에서, 「벼짚으로부터의 바이오 에탄올 제조 프로젝트」가 진행되고 있다.농림 수산성이 추진하는「간접적인 호소 로스리 활용 기술 확립 사업」로 .2008년도 채택의 3개의 모델 지구(홋카이도, 아키타, 효고현)에서는, 2009년도의 가을까지 각 플랜트의 정비를 완료해 바이오 에탄올의 제조 실증에 벌 손 했다.2009년도에는, 1 모델 지구(치바현)가 새롭게 채택되어 플랜트 정비를 끝내 제조 실증의 준비를 진행시키고 있다.
원료는 모두 간접적인 호소 로스계 바이오매스인 벼짚이다.일본내에서 발생하는 벼짚은 연간 920만 톤 있어, 지금부터 180만 kL의 바이오 에탄올을 생산할 수 있다.벼짚으로부터의 바이오 에탄올 제조는, 사전 처리→당화→발효의 프로세스로부터 완성된다.4개의 모델 지구에서의 제조 프로세스는, 각각 독자적인 기술로 제조 실증 시험을 행하고 있다(겉(표)).
4개의 모델 지구에서의, 바이오 에탄올의 연간 제조 규모는, 홋카이도가 1,040 L, 효고현이 800 L, 아키타현이 22,500 L, 치바현이 6,700 L로 합계 31,040 L이다.제조된 바이오 에탄올은 품확법에서 규정하는 품질을 채워, 가솔린과 혼합되어 관동권 및 칸사이권(쿄토, 오사카, 와카야마)에서는 바이오가소리 , 니가타현에서는 그린 가솔린의 명칭으로 현재 판매되고 있다.
겉(표) 간접적인 호소 로스리 활용 프로젝트
(에탄올 제조) 홋카이도
(에니와시) 타이세이 건설㈱, 삿포로 맥주 ㈱ 1,040 L/해 아키타현
(카타가미시) (회사) 아키타현 농업 공사, 카와사키프란트시스템즈 ㈱ 22,500 L/해 치바현
(카시와시) 카시와노하 바이오 에탄올 생산 실증 유한 책임 사업 조합(㈱Biomaterial in Tokyo, (유) 백 봐들 있어 농장, ㈱다이젠, 일본 제지 케미컬㈱, 마스타카 산업㈱, 나가세 산업㈱) 6,700 L/해 효고현
(아카시시) (재) 우박 환경 창조 협회, 미츠비시중공업㈱, 하쿠쓰루시주조㈱, 칸사이 화학 기계 ㈱ 800 L/해
그림 간접적인 호소 로스리 활용 프로젝트
그림 벼짚으로부터의 바이오 에탄올 제조 프로세스
겉(표) 각 프로젝트의 사전 처리, 당화, 발효 기술
(에니와시) 알칼리 사전 처리 동시당화 발효 아키타현
(카타가미시) 미분쇄 열수당화법 비유전자조환효모
에 의한 세미 배치법 치바현
(카시와시) 알칼리증해・
미분쇄처리 당화 효소 회수 C5, C6발효 효고현
(아카시시) 물열분해 효소당화 비재조합 효모
에 의한 배치법
2003년(헤세이 15년)도, 국산벼짚은 약 871만 t 생산되고 있지만, 이용 상황을 보면 사료용은 약 1할에 머물고 있어 약 8할의 벼짚은, 다른 원료를 첨가하여 떠・소각등으로 처분되어 있다.사료용벼짚의 총공급량은 119만 t이며, 이 중, 국내산벼짚은 85%, 수입벼짚은 15%
수입벼짚은 장래 없애야 할 대상일 것이다. 이 벼짚등은 구제역의 원인으로도 되거나 한다.
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