成果報告書詳細
管理番号20090000001118
タイトル*平成20年度中間年報 新エネルギー技術研究開発/バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発(先導技術開発)/メカノケミカルパルピング前処理によるエタノール生産技術開発
公開日2009/12/5
報告書年度2008 - 2008
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所 王子製紙株式会社
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー技術開発部 バイオマスグループ
和文要約以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等 現在のバイオマス転換エネルギーは化石燃料に比べてコスト競争力に乏しく、導入普及のネックとなっている。バイオマス社会の実現に向けて、中長期的視野に立ったエネルギー転換効率のさらなる向上を目指した、新規で革新的な超高効率エネルギー転換技術および付加価値が高く採算性を有したエネルギー形態に転換する技術の可能性探索が必要である。 これらの状況に鑑みて、本事業においては、バイオマスのエネルギー転換、利用技術等の分野において2015-2030年頃の実用化を目指した新規な革新的技術を発掘し、支援することにより、日本独自の代替エネルギーの確立を探索することとしている。 とりわけ、2015-2020年頃のバイオマスエネルギーの普及において特に重要と想定される液体燃料について40円/ℓ(原料コストを含む)及びエネルギー回収率0.35を目指す取り組みや、バイオマスの総合利用に関する研究(以下、加速的先導技術という。)を重点的に実施することとし、従来の技術に比べて画期的に優れた効率、低コスト化、省エネ性等の技術水準を見込めることを基礎的データの取得・分析により確認することを目的とする。
英文要約Title:Development of Technology for High-efficiency Conversion of Biomass and other Energy/Development of Preparatory Basic Bioenergy Technologies/ R & D for Bioethanol Production by Mechanochemical Pulping (FY2006-FY2009) FY2008 Annual Report With the purpose of utilizing mechanical pulping technology in pulp/paper industry for mass-production scale of bioethanol from woody biomass, novel pretreatment has been developed.  In fundamental research, the pretreatment process includes wet-milling process after wet cutter-milling and steaming treatment. Wet disk milling can fibrillate wood cell into nano scale, which can improve enzymatic saccharification. And the combination of wet cutter-milling and steaming treatment before the wet-milling was most effective. In research for mass-production scale pretreatment, chemi ground-wood pulping process was applied as a mechanochemical pretreatment. We found chemical treatment extremely reduced refining energy. Saccharification yield of woody biomass by cellulase achieved 80% by this process.  In the enzymatic saccharification/fermentation process, genetically engineered fungus suitable for both hardwood or softwood and genetically engineered yeast for simultaneous fermentation of C5 and C6 sugars has been developed. A bench-scale production test has been also developed with using fundamental research results. The energy balance and an economic evaluation of the total process have been investigated using a process simulation. We developed a cellulase-producing fungus, Acremonium cellulolyticus CF, which can produce almost of major proteins and various kinds of minor proteins. In the enzymatic hydrolysis of hemicellulose component from a pretreated softwood (Douglas-fir) using A. cellulolyticus CF, supplemental hemicellulases, both mannanase and mannosidase, were found to be essential. We developed a recombinant Saccharomyces cerevisiae strain transformed with xylose reductase (XR) and xylitol dehydrogenase (XDH) genes cloned from Pichia stipitis which has the ability to convert xylose to ethanol together with the unfavorable excretion of xylitol. To reduce xylitol formation, we have already generated several XDH mutants. In this study, we constructed a set of recombinant S. cerevisiae strains with xylose-fermenting ability. Based on the obtained results, the process flow sheet from woody biomass to fuel ethanol was constructed. Then, process design was carried out with process simulation software, PRO/II. The total process consists of pre-milling, chemical treatment, chemical recovery, mechano-chemical pulping, saccharification & fermentation, residue recovery & re-pulping, enzyme recovery, distillation & dewatering, and boiler for energy recovery.
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