成果報告書詳細
管理番号20120000000036
タイトル平成22年度成果報告書 国際エネルギー消費効率化等技術普及協力事業 技術実証事業FS キャッサバパルプからのバイオエタノール製造技術実証事業(タイ)
公開日2012/2/21
報告書年度2010 - 2010
委託先名サッポロビール株式会社 磐田化学工業株式会社 国立大学法人山口大学
プロジェクト番号P93050
部署名新エネルギー部
和文要約【背景】:タイは近年の経済成長に伴い消費エネルギー量が増大したため、代替エネルギーのひとつとしてバイオエタノールの奨励と技術開発を政策に掲げている。:【エタノール生産の現状と課題】:タイ政府のエタノール参照価格は27.60 BHT/Lである(2011年1月)。キャッサバ原料としては生芋やキャッサバチップが使用され、製造者庫出し価格に占める原料コストは7割にも上る。ところで、タイのキャッサバデンプン輸出量は世界トップであり、その残渣のキャッサバパルプは乾物換算で年間1.9百万トン発生する(2010年推定)。キャッサバパルプは食用に供せないために低価格であり、エタノール原料に使用すれば原料コストを半減できる。:【キャッサバパルプ利用技術】:キャッサバパルプの主成分はデンプンと繊維成分である。これを原料とするエタノール発酵は多糖類の加水分解とエタノール発酵とを同時に行わせる並行複発酵法が製造時間短縮の点で好適である。並行複発酵には加水分解時間を短縮する高温反応が優れることから、本事業では高温発酵酵母(Kluyveromyces marxianus)の利用技術を提案した。当該酵母は40℃以上の高温で高い増殖速度と高いエタノール生産性を発揮し、従来技術より高速の24~36時間で9v/v%のエタノールを生産する。:【FS調査】:1)燃料用エタノールの商業製造を見通すための、パイロット試験設備、規模、具体的方法を調査した。即ち、スターチ工場のキャッサバパルプを、1.ドライミル法にて内在スターチの水和を行う、2.スターチの液化後に繊維素加水分解酵素等を添加して多糖類の糖化反応を進めると同時に40℃にて高温エタノール発酵を行なう、3.並行複発酵の初期はモロミが高粘性を呈することから原料混和に優れる深部撹拌発酵装置を使用する、4.発酵モロミには夾雑物が多いため、エタノール連続蒸留には塔閉塞に強いモロミ塔を採用する。:2)燃料用エタノールの商業製造を開始するには、政府や関係機関による工場建設、原料調達、廃棄物処理に係わる支援が必要であり、実施サイト等と共同でこれの実施可能性を企画立案した。即ち、科学技術省傘下のNational Innovation Agencyの協力の下に、候補の中からタイ国最大のスターチメーカーEIAMグループに属するEBP Ethanol Co., Ltdを選定した。同社は既にタイ政府からエタノール生産の認可を得ている。また、日産スターチ製造能力500 tのEiamburapa Co., Ltd.内にありグループ会社から安定してキャッサバパルプを調達でき、工場建設や廃棄物処理に課題がない。:3)燃料用エタノールは化石燃料使用量削減を目的に導入することから、当該技術の普及による温室効果ガスの削減効果を見積もった。商用製造装置規模を年間3万kLとすると、代替エネルギー効果は864 TJ/year、温室効果ガス削減効果は83.7%と試算された。CDM化については、本技術は有効利用されていない副産物を原料とするため農地を拡大する必要が無く、自動車燃料の流通過程で物品税免税を得るシステムを使って事跡を残せることからタイ国のCDMプロジェクト要件に該当し、CDM事業への提案可能性ありと考察された。本技術はタイ政府が志向するキャッサバ使用のエタノール生産を可能とし、課題だったエタノール製造コストの低減も図れる。タイ国内には147のデンプン工場があり、キャッサバパルプが副産物として発生することから本技術の適用対象は多く、技術普及可能性は高いと推測された。
英文要約Title:Model Projects for Increasing the Efficient Use of Energy by Technology to Produce Bio-ethanol Model Project for Bio-ethanol Production from Cassava Pulp Final Report
【Background】:Thai government set the policy about promotion and technology development of bio-ethanol as an alternative energy because energy consumption has increased according to economic growth.:【Present condition and issues of ethanol production】:Government reference price of ethanol is 27.60 BHT/L as of Jan., 2011. Cassava roots and chips are used as raw materials and it costs 70% or more of wholesale price. Amount of export of cassava starch of Thailand is the 1st place in the world and 1.9 mil.t of cassava pulp is produced per year from starch manufacture as a residue (estimated volume of 2010). It is cheap because it is nonfood, so if it can be used for ethanol, raw material cost can be reduced by half.:【Cassava pulp utilization】:Main components of cassava pulp are starch and fiber. Simultaneous polysaccharide-hydrolysis and ethanol-fermentation (SSF), suits for ethanol fermentation using cassava pulp because of reduction of fermentation time. Technology using thermo tolerant yeast (Kluyveromyces marxianus) is proposed because high temperature reaction is excelled for SSF. This yeast shows rapid propagation speed and high ethanol productivity at 40 degrees or more. It produces 9 v/v% of ethanol for 24-36 hours which is shorter than conventional technology.:【Feasibility study】:1)Pilot test procedures are studied toward to commercial production of fuel ethanol. Thus, (a)hydration of starch by dry mill method is done, (b)ethanol fermentation at 40 degrees is done while saccarification reaction is progressed adding hydrolysis enzymes, (c)mixing equipment which can mix high viscosity slurry is used and (d)distillation system which can prevent from blockage is adopted because fermentation broth includes lots of suspended solids.:2)Supports from government and related agencies are required to start producing commercial fuel ethanol so these are planed with the Thai partners. Thus, EBP Ethanol Co., Ltd was chosen from candidates in cooperation with National Innovation Agency. They have already got ethanol production license and they are located in the same site of Eiamburapa Co., Ltd., so they can procure cassava pulp at any time and there is no problem of plant construction and waste treatment.:3)In case of commercial production scale is 30,000 kL/year, 864 TJ per year and 83.7% were estimated as effect of alternative energy and GHG reduction efficiency respectively. Expanding farmlands is not need because this technology uses by-products of cassava-pulp and distribution of fuel ethanol can be tracked using a system of exemption of excise tax. So, this project satisfies requirement for CDM project and judged there is a possibility to propose CDM project. This technology makes possible to produce ethanol using cassava which is expected by Thai government and reduce ethanol production cost. It is assumed that there are many applicable objects and possibility of the technological spread is high.
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