[发明专利]利用两阶段工艺来制造源自植物系生物质的产物的方法

说明书

源自植物系生物质的产物的制造方法，其含有：从植物系生物质中分离半纤维素的处理工序（1）；以及，将由处理工序（1）得到的固体成分与选自单独的有机溶剂或者有机溶剂与水的混合溶剂中的溶剂混合，并进行加热处理的处理工序（2）。

技术领域

本发明涉及具有两阶段工艺的、源自植物系生物质的产物的制造方法。

背景技术

随着近年来环境意识的提高，逐渐期望源自生物质的原料。但是，例如，在生物乙醇的制造中特别显著的是，源自生物质的原料在多数情况下使用淀粉、糖等与食品竞争的原料，因此被指出导致食品价格上升、粮食生产减少等问题。所以，现在由不与食品竞争的纤维素系生物质制造生物燃料/生物化学品的技术备受关注。

作为纤维素系生物质，可列举出例如油棕榈的树干和空果串、油棕榈果实的纤维和种子、蔗渣（甘蔗（包含高生物质量甘蔗））的榨渣）、蔗梢（甘蔗的顶部和叶子）、稻秸、麦秸、稻壳、玉米的穗轴・叶茎・玉米残渣（玉米秸、玉米芯、玉米渣皮）、高粱（包含甜高粱）残渣、麻疯树种皮和壳、腰果壳、木材碎片、柳枝稷、象草、蔗茅、能源作物、能源甘蔗等。除了含有能够转换为糖的纤维素、半纤维素之外，这些纤维素系生物质均含有木质素。

为了由纤维素系生物质获得糖，通常在酶糖化处理之前需要前处理工序。通过该前处理，生物质的各成分或者各成分之间的结合被拆开，酶变得容易接近纤维素。但是，由于酶吸附于体系中存在的木质素而阻碍糖化，因此，为了获得充分的糖化性，需要大量使用昂贵的酶，因此期望木质素的增溶。

此外，半纤维素若暴露于高温则发生过度分解，容易转化成糠醛之类的糖化/发酵抑制物质，需要抑制过度分解。

通常木质素在将生物质转化成乙醇时以残渣的形式生成，但包含大量酶/酵母之类的杂质，因此一直被限为用作燃料。但是，由于其具有类多酚结构，因此可期待转化成化学品、生物塑料，因而期望提取木质素。

专利文献1中公开了木质素衍生物，其经由将生物质在溶剂的存在下、高温高压下进行搅拌的处理工序。

专利文献2中公开了下述内容：使生物质置于包含水和非质子性极性溶剂的混合溶剂的存在下，将它们在高温高压下进行分解处理，由此回收纤维素衍生物、木质素衍生物和半纤维素衍生物。

专利文献3中公开了耐热性木质素系聚合物，其包含在木质素的苯基丙烷单元的α位接枝有酚衍生物的1,1-二苯基丙烷单元，且具备1个或2个以上羟基经酰基化而得的酯部位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5256679号

专利文献2：日本特开平2014-62051号公报

专利文献3：日本特开2011-256381号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1中得到的木质素大多分子量过小，将木质素用作树脂时耐热性差，此外，为了提高操作性，需要另行通过反应釜进行二次衍生化，木质素难以直接使用。此外，没有与半纤维素和纤维素的糖类相关的详细记载。

专利文献2记载的方法中，分解处理温度高、半纤维素发生过度分解，因此，难以以糖类的形式进行回收。针对纤维素衍生物的性状没有详细记载。还公开了通过利用木质素的羟基进行酰基化改性来实现材料的均质化，需要另行利用反应釜来进行二次衍生化。此外，虽然耐热性提高，但消耗酚性羟基，因此反应位点也同时消失，损害作为材料的魅力。

专利文献3公开了通过将木质素的羟基进行酰基化改性而实现材料的均质化。该方法中需要进行二次衍生化，虽然耐热性提高，但消耗酚性羟基，因此，反应位点也同时消失，损害作为材料的魅力。