説明

放射能付着植物等より放射能除去及び、経済性確立したバイオマスエタノール製造法

【課題】本発明の課題は、放射性微粒子付着した植物、土壌除洗で放射性微粒子を吸収した放射能汚染植物を原料にして、ガソリン市場価格と同等価格で生産、残渣物であるリグニン類を有価物である土壌改良材、エポキシ樹脂原料とし、更に経済性をたかめるのと同時に、放射能植物より低コスト、大量に放射能物質を除去、回収、セメント、ガラスなどで固め、二次汚染を起こすことなく、放射能最終処分場に搬入する事である。すなわち本発明は放射能汚染植物を原料に、放射性微粒子を大気に拡散させる事なく、廃水より放射性物質を回収しガソリン市場価格と同等価格で生産できる装置、方法、工程を提供するものである。エタノール原料は放射能汚染植物だけでなく放射能汚染されていない植物を問わない。
【解決手段】水蒸気蒸留機、湿式粉砕機、ノズル粉砕、糖化一体型装置、固液分離機等、逆浸透膜を連結させた装置で、酵素で固体から液体化する装置で液体化し、酵素コスト大幅削減、糖化時間短縮で、再生可能エネルギーバイオエタノールをガソリン市場価格と同等価格で生産するものである。尚、エタノール濃度99.5%まで蒸留しガソリン代替燃料にするのではなく、アルコール濃度50〜60%で蒸留をとどめ、水エマルジョン燃料で電気を発電、電気を販売するのは任意である。また固液分離等工程でリグニンを分離、乾燥、不純物を取り除き、土壌改良材、エポキシ樹脂原料を生産工程を有し、更に経済性を向上させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、植物、特に放射能汚染植物より、放射性微粒子を飛散させる事なく糖化液を製造、糖化液より放射性微粒子を回収後、糖化、発酵させエタノール製造方法に関するもの。また本発明は、リグニン類と呼ばれる残渣物発生を最小限とする製造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
本発明は植物、福島原子力発電事故により広範囲放射能汚染された土壌の除洗で有効な植物に放射能を吸収させた植物の収穫後の処理法で、放射能汚染植物を水溶化させ、効率的に、放射能汚染植物から放射能を除去する方法が知られている。
【0003】
福島原子力発電事故で放射性物質が微粒子として、大量に飛散。福島県のみならず、日本全国へ飛散し各地の土壌を放射能汚染している。風向きによって、周辺諸国に放射能被害を及ぼし、日本は国際的に非難される恐れがある。そこで農林水産省は福島県飯館村で放射能汚染土壌にひまわりを生育し、ひまわりに土壌の放射能を吸収させ土壌除洗させる。
【0004】
ひまわり、菜種など植物栽培で、植物に土壌放射能を吸収させ、土壌除洗させる実験は米国の会社phytotech社がチェルノブイリ原発事故汚染地域で確立したのもである。
【0005】
ひまわり、菜の花など植物の種から油分を絞りバイオディーゼルを作る技術は日本のみならず世界で普及している。
【0006】
ひまわり、菜の花、あし、すすきなど草類、トーモロコシなど農作物、稲わら、もみがら農業廃棄物、木質まですべての植物を原料でエタノールを作る事は可能である。
【0007】
植物はセルロース、ヘミセルロース、リグニンで構成されている。セルロースを酵素でブドウ糖、糖化液と呼ばれる、液体にする。糖化液を酵母で発酵すると、アルコールが出来る。アルコールの、蒸留を繰り返すか、逆浸透膜でアルコール中の水分を除去すると、濃度99.5%以上のエタノールが出来る。本技術は日本のみならず世界で確立し、量産化されている。
【0008】
バイオマスには、泥、砂、カビ等微生物が付着し、樹種などで多少の含有量の違いはあるが、オイル、樹液を含有している。近年、ディーゼル排気ガス、工場煤煙中微粒子の付着量が多くなっている。泥、砂、カビ等微生物、オイル、樹液、ディーゼル排気ガス、工場煤煙中微粒子は酵素阻害原因である。
【0009】
酵素阻害要因の泥、砂、カビ等微生物、ディーゼル排気ガス、工場煤煙中微粒子、オイル、樹液を水蒸気蒸留で除去する技術が確立されている。抽出したオイル、樹液は1部ディーゼル排気ガス浄化装置、抗菌液になるが市場が小さく、大部分が廃棄物となっている。
【0010】
以下エタノール製造で阻害要因除去方法を述べる。水蒸気蒸留は、密閉した箱の中に洗浄物を入れ、水蒸気を洗浄物に通過させる方法。オイル、樹液、カビなど微生物、排気ガス微粒子の除去は期待出来るが、砂、泥等が固く、こびりついていると、洗浄は期待できない。また、洗浄物内部に到達しない欠点もある。放射性微粒子が付着しているので、放射性微粒子が水蒸気と一緒に大気解放され、従業員、周辺住民の健康を害する恐れや放射能汚染を拡大する危険性がある。
【0011】
超音波洗浄はメガネの洗浄から、プリント基板まで短時間で洗浄が可能であるが、洗浄物が1つ1つ分かれていないと洗浄には不向きである。洗浄物の放射能汚染植物は固まっているので、不向きである。更に超音波洗浄機は装置が高価で電力消費量が多い。経済性からも問題がある。
【0012】
泥、砂を落とす装置に大根、ごぼう、さつまいも等農作物の洗浄機があるが、洗浄メカニズムがブラシを使用するので、洗浄物が破損し水中に分散する恐れがある。
【0013】
上記述べた通り植物のセルロースを酵素で糖化させる。前処理をする植物をナノサイズ、50ミクロン以下の植物微粉末粉を乾式粉砕、湿式粉砕、物理的粉砕する方法、酸処理、アルカリ処理、アンモニア処理などで植物を液体にするか、セルロースを加水分解させる水熱処理、超臨界、亜臨界処理などがある。
【0014】
酸処理、アルカリ処理、アンモニア処理などは、中和が難しく、現在はあまり使われていない。水熱処理、超臨界、亜臨界処理は投資、コストが高く、大量処理が出来ないので、現在は試験、研究段階である。
【0015】
量産工場で採用、実稼働しているのが、乾式粉砕機、湿式粉砕機である。乾式粉砕機は粉塵が、乾式粉砕機より漏れ、大気解放され、粉塵を呼吸から吸う事で、従業員、周辺住民の健康を害する問題があり、湿式粉砕機は水を大量に使用する結果、廃液処理に投資、ランニングコストがかかる、エタノール収率が悪い問題がある。
【0016】
上記、水蒸気処理をする場合、エタノール製造する場合のみならず、特に微粉末粉をバイオプラスチック増量剤製造時は必要である。
【0017】
放射能汚染植物を原料にエタノールを製造すると、糖化、発酵廃液は放射能汚染水になる。
【0018】
植物を原料にエタノールを作ると、糖化、発酵工程で、リグニン類と呼ばれる残渣物が、原料重量の約40〜50%残渣物が出る。残渣物は有効利用できないので、産業廃棄物として廃棄されている。
【先行技術文献】
【0019】
【特許文献】
【特許文献】特許出願平10−63693
【0020】
【特許文献2】特願 2006−290376
【0021】
【特許文献3】特願 2011−138914
【発明の概要】

【発明が解決しようとしている課題】
【0022】
津波により、水田、農地が塩害被害を受け、東京電力福島原子力発電所事故でヨウ素、セシウム、ストロンチュームなど放射性微粒子を大量に生成、空中に飛散、福島県のみならず、日本全国へ飛散し各地の土壌を放射能汚染させた。
【0023】
ひまわり、菜種など植物栽培で、植物に土壌放射能を吸収させ、土壌除洗させる実験は米国の会社phytotech社がチェルノブイリ原発事故汚染地域で確立させた。
【0024】
ひまわり、菜種以外の植物で土壌除洗機能のある、植物選定、生育方法が開発されている。しかし、収穫後のひまわりなど放射能汚染植物の処理法が確立していない。
【0025】
収穫後の放射能汚染植物を放置すると危険であり、場所も必要。そのため減容が必須である。減容積の方法として、焼却、水溶液化が検討されている。
【0026】
焼却には、放射性微粒子浄化装置、放射性微粒子浄化機能付き空気清浄機、放射性微粒子付着煤煙除去装置、粉塵装置が必要である。
【0027】
ひまわりなど放射能汚染植物の処理法で、放射能汚染植物を水溶液として水溶液から放射性微粒子を除去するのが安全かつ効率的。水溶液にすると、副産物としてエタノールを得られる。
【0028】
植物を原料にエタノール製造する工程は、水蒸気蒸留装置等で酵素阻害要因の泥、砂、カビ等微生物、ディーゼル排気ガス、工場煤煙中微粒子、オイル、樹液を水蒸気蒸留で除去、オイル樹液を抽出後、粉砕機で植物微粉末粉にして、糖化タンクに植物微粉末粉、酵素と水を入れ、温度を加え、攪拌して糖化液と言われる水溶液を作る。糖化液を発酵タンクに移し酵母で発酵、アルコールを作り、アルコールを蒸留、蒸留を繰り返すか、逆浸透膜でアルコール水分を除き、エタノールが出来る。
【0029】
エタノール製造工程で使われる水蒸気蒸留装置、粉砕機、酵素タンク、発酵タンクに放射性微粒子除去装置が必要となる。しかし、既存の水蒸気蒸留装置、粉砕機、糖化、発酵タンクには放射性微粒子浄化機能及び放射性微粒子回収装置がない。
【0030】
放射性微粒子が漏れやすい装置、工程が水蒸気蒸留装置、粉砕工程。粉砕機はカッターミル、ボールミル、ロッドミルと呼ばれる、刃物で切断もしくは、鉄球等同士衝突させて粉砕する乾式粉砕、水中で石臼の原理ですり潰す湿式粉砕機。水蒸気蒸留装置は水蒸気排出で、乾式粉砕機は粉砕熱排出口から微粉末粉。湿式粉砕機は放射能汚染水が漏れる危険がある。
【0031】
乾式粉砕は大量処理が出来、水の使用量が少なく、エタノール収率は高く、高付加価値バイオプラスチック原料が出来る、メリットはあるが、装置から微粉末粉、水蒸気が装置の機能上、洩れる欠点がある。特に放射能汚染植物を原料とする場合は、装置に防塵装置が必要である。
【0032】
湿式粉砕機は水中で粉砕するので、大量の水が必要。粉砕物が水で2〜3倍に膨張する。同じ容積のタンクに入れる場合、乾燥した粉砕物の1/2〜1/3しか入れられない。原料投入量が少ないのでエタノール製造量も比例して少ない。エタノール収率向上が必要である。
【0033】
固体の植物微粉末粉から液体になるまでの時間はかかり、固体から液体にする酵素が高い。植物微粉末粉から酵素がブドウ糖と呼ばれる糖化液にする時間は約72時間。上記述べた通り酵素が植物微粉末粉から液体になる時間48〜55時間。また植物微粉末粉から液体に変換させる酵素価格はKg15000円程度。デキストリン液から、糖化液までの時間は17〜26時間、酵素価格はKg1800円程度の酵素で糖化液になる。
【0034】
上記述べた通り、酵素は1種類を使うのではなく、3〜5種類の酵素をブレンドするか、糖化状態により適宜、最適な酵素を入れる。また植物によって酵素種類を変え糖化時間の短縮を行っている。
【0035】
糖化、発酵、蒸留でエタノールを作ると、リグニン類と呼ばれる残渣物が原料重量の30〜50%程度出る。残渣物は産業廃棄物として、大部分埋め立てられている。放射能汚染植物より除去した放射性物質の最終処分法を確定する必要がある。
【0036】
放射性微粒子、重金属、塩などで土壌汚染した土壌は日本のみならず世界各地にある。土壌除洗には植物に吸収させ、土壌改良する取組がなされ、土壌除洗の結果は良好である。更に土壌除洗機能のある植物の選定、生育方法の研究開発がなされている。しかしながら放射性微粒子、重金属を吸収した植物の処理方法が確立していない。
【0037】
処理方法で安全、安価、実績がある方法は植物を液体にして、液体より放射性微粒子、重金属などを取り出す方法が有利である。植物を液体にする方法は植物をエタノールにする方法がすでに実績がある。植物をエタノールにするには、植物を微粉末粉にして酵素で液体、糖化液にする事から始まる。しかしながら、植物の表面、植物内に放射性微粒子、重金属などを蓄えており、エタノール既存の装置を使用すると、放射性微粒子、重金属などを大気に放出し、使用水は放射能汚染水になり、放射能被害を起こす。またエタノール製造装置の収率は悪く、大量の廃液と残渣物を出す。
【0038】
そこで発明者らは放射性微粒子、重金属などが大気に放出させない装置。使用水が放射能汚染水を流失させない装置及び、放射能汚染水溶液から放射能回収装置並びに糖化時間短縮、酵素費用大幅削減、エタノール収率向上、放射性微粒子浄化装置、廃液再利用装置、残渣物を出さない装置及び方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0039】
本発明の放射能汚染植物を原料エタノール製造法は、植物表面に付着している放射性微粒子、根に付着している土中放射性微粒子、植物内部に溜めている放射性微粒子を水洗浄、ボイル洗浄、水蒸気蒸留洗浄で除洗する工程を有することを特徴とする。
【0040】
放射能汚染植物除洗で出る放射性微粒子付着土を回収、乾燥しセメント、ガラス等で固め、放射能廃棄物最終処分場に搬送する工程を有することを特徴とする。
【0041】
粉砕使用水で放射能汚染植物除洗する工程を有することを特徴とする。
【0042】
水洗浄、ボイル洗浄、水蒸気蒸留洗浄、粉砕使用水を回収、放射能汚染水になった廃水に放射能吸着物質シアン化鉄等を入れ、水中で放射能をシアン化鉄等に吸着させ放射能を回収、放射能回収後の放射能水を洗浄水として再利用する工程を有することを特徴とする。
【0043】
放射性汚染水より回収した放射能廃棄物をセメント、ガラス等で固め、放射能廃棄物最終処分場に搬送する工程を有することを特徴とする。
【0044】
湿式粉砕機を用い、湿式粉砕機使用水で放射能汚染植物の放射性微粒子を使用水に移行させ、同時に植物の高分子を低分子化させ、セルロースと糖の間のデキストリン溶液にさせる工程を有することを特徴とする。
【0045】
上記工程の終了は、残渣物を放射能測定し、放射能が残渣物より測定しないまで繰り返す工程を有することを特徴とする。
【0046】
放射能検出しなくなった残渣物を焼却、埋め立て処理する工程を有することを特徴とする。
【0047】
デキストリン溶液を、逆浸透膜などを使い、デキストリン溶液を濃縮する工程を有することを特徴とする。
【0048】
デキストリン溶液は逆浸透膜でデキストリン溶液の水が分離され、放射性微粒子は水と一緒に分離させる。従って分離した水は放射能汚染水となる。デキストリン溶液と放射能汚染水分離工程を有することを特徴とする。
【0049】
濃縮したデキストリン溶液の糖度を測定し、デキストリン溶液が、糖化液に変換する安価、糖化時間の早い酵素および、適正量を設定する工程を有することを特徴とする。
【0050】
濃縮デキストリン溶液を酵素で糖化、糖化液製造、糖化液に酵母を入れ発酵、アルコールを作り、蒸留を繰り返すか、逆浸透膜などでアルコール水分を除去、エタノール製造工程を有することを特徴とする。
【0051】
上記工程で排出される、洗浄、粉砕、糖化、発酵廃液、エタノール蒸留で排出される蒸留水に含まれる放射性微粒子を放射能吸着物質シアン化鉄等を入れ、水中で放射能をシアン化鉄等に吸着させ放射能を回収、放射能回収後の放射能水を洗浄水もしくは粉砕機使用水として再利用する工程を有することを特徴とする。
【0052】
回収した放射能廃棄物をセメント、ガラス等で固め、放射能廃棄物最終処分場に搬送する工程を有することを特徴とする。
【0053】
本工程で放射性微粒子大気拡散を防ぐため、放射能除去機能付き空気清浄機もしくは、防塵装置を放射能汚染植物水洗浄室、粉砕装置、排出口および工場内に設置することを特徴とする。
【0054】
放射能浄化装置、空気清浄機フィルターとして使用する放射能微粒子凝集液は水蒸気蒸留で抽出される、オイル、樹液を使用する事を特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【0055】
以下本発明について詳細に説明する。なお、本発明においては、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においては適宜変更可能である。
【0056】
本発明の植物、放射能汚染植物減容、並びに放射性微粒子除去、及びエタノール溶液製造法は、植物の表面や土に付着している、放射性微粒子を水洗浄、植物内部の放射性微粒子、オイル、樹液を抽出する水蒸気蒸留工程が行われる。
【0057】
水洗浄は、金網容器の中に植物を入れた後、植物を入れた容器を、水槽に入れ植物を水洗浄を行う。
【0058】
金網容器の金網の目の大きさは、水槽掃除をかんがみ、金網から植物が出来るだけ、水槽に出ない大きさにする。
【0059】
水槽の素材は、ステンレス、鉄、セメント、アクリルなど素材をきめるのは任意であるが投資効率、経済性を考慮すべきである。投資額は大きいが、内部が洗浄物から泥等が落ちていることを目視できる透明アクリルが好ましい。
【0060】
洗浄後の汚染水を水槽より、放射能除去装置タンクに、効率よく、安全に移行させる水槽例えば水槽の下にドレンを設置するのが好ましい。
【0061】
水槽は超音波振動装置、バブリング装置を取り付け、効率よく放射性微粒子、砂、泥等を洗浄する。放射性微粒子効率性を向上させるため、水槽の水温度は40〜45度が好ましい。沸騰した湯でボイルすると更に好ましい。
【0062】
金網容器の金網の目の大きさは、水槽掃除をかんがみ、金網から植物片が出来るだけ、水槽に出ない大きさにする。沸騰した湯でボイルすると更に好ましい。
【0063】
汚染水を水槽より、放射能除去装置タンクに移行は、ホースを使う。ポンプを使用するとなお好ましい。水槽より、放射能除去装置タンクに移行ホースにフィルターを付け、泥、砂等をフィルターで除去し回収する。回収した泥、砂は、ガラス、セメントで固め最終処分場に持っていく工程が行われる。
【0064】
水洗浄工程を経た植物を密閉した箱に入れ、水蒸気をかけ、酵素阻害要因であり、放射性微粒子が溶解しているオイル、樹液を抽出する。水蒸気温度は70〜80度であり、大気圧、減圧、高圧釜にするかは任意である。
【0065】
放射能汚染植物の場合、回収した泥、オイル、樹液はガラス、セメントで固め最終処分場に持っていく工程が行われる。放射能汚染されていない植物のオイル、樹液は放射性微粒子、排気ガス凝集液原料にする工程が行われる。
【0066】
洗浄工程を経た植物は、荒粉砕機で3〜5Cm、3〜5mm、荒粉砕する。粉砕効率を上げるために、乾燥工程を加えるのは任意である。微粉末粉砕機で3〜5mmから30〜50ミクロンまでに微粉末粉する。
【0067】
使用する粉砕方法は乾式粉砕、湿式粉砕、酸処理、アルカリ処理などがある。酸処理、アルカリ処理は廃液の処理に費用がかかり、放射性微粒子も入ると、廃液処理が非常に困難となる。
【0068】
従って植物処理、特に放射能汚染植物で大量処理が求められる場合は、乾式粉砕もしくは湿式粉砕が好ましい。
【0069】
本発明は放射能植物減容が課題の1つ。減容にはエタノール収率が重要となる。これは植物重量100の場合、エタノール収率が10%では10だが収率30%だと30になる。植物残存重量が90か70になる。当然、最終処分地の負担が大きくなる。
【0070】
エタノール収率、減容からは、乾式粉砕が好ましいが、乾式粉砕は粉砕物の水分含有率が約20%以下にする必要がある。上記述べた通り、水洗浄した後は水分含有量70%以上ある。従って、乾燥しなければ、ならない。また、乾燥しているので、放射性微粒子が付着している微粉末粉が工場内外に飛散するので、飛散防止装置を設置しなければならない、デメリットがある。しかし、バイオプラスチック充填剤を製造する場合は乾式粉砕が好ましい。
【0071】
乾式粉砕の場合、水分量18〜20%程度に乾燥室で乾燥させる。乾燥させる理由は、水分含有量20%以上では粉砕効率が悪い。粉砕効率向上のため。しかし、15%程度になると粉砕機より放射能含有水が植物から飛び散り、作業員が放射能被曝する危険がある。放射能汚染水飛散に十分する事が好ましい。
【0072】
乾燥熱源はガス、石油、バイオマスで作った電気、水蒸気であることを、問わない。
【0073】
乾燥させた放射能汚染植物は約15〜20%水分がある。粉砕で植物の水分が水蒸気となることで水分含有量が約8%程度となる。これは粉砕熱で植物の水分が水蒸気となり大気に出る事である。水分は放射性物質が含まれているので、粉砕機を密閉した部屋で粉砕する。密閉した部屋で粉砕すると、粉塵爆発の危険があるので、部屋の温度約25度、湿度約20%で管理する。
【0074】
粉砕で植物の水分が水蒸気となり外気に出る。また粉砕機より微粉末粉も出る。水蒸気、微粉末粉ともに放射性微粒子が付着しているので、放射性物質微粒子除去フィルターで放射性物質微粒子を除去して外気に出す。
【0075】
乾式粉砕は植物減容、エタノール製造もしくはバイオプラスチック原料製造ではメリットがあるが、粉砕設備、乾燥装置投資額が大きく、電力消費量は多く、放射性物質微粒子飛散防止が難しいデメリットがある。
【0076】
湿式粉砕は水中で石臼の方式で粉砕物をすりつぶす方式。水洗浄後、乾燥する事無く、湿式粉砕機に粉砕物を投入出来る、放射性微粒子が飛散しにくいメリットはあるが、粉砕物が水を含み膨張するので、同じ容積のタンクに入れる場合、乾式粉砕微粉末粉の約30%〜50%程度しか、はいらない。これは、エタノール収率が極端に悪くなり、減容率が少なくなる事を意味する。
【0077】
湿式粉砕機は、装置価格は乾式粉砕機に比較して安価で、電力消費量は少なく、放射性物質微粒子飛散しにくいメリットはあるが、水を大量に使い、エタノール収率は乾式粉砕機と比較して約40〜60%悪い。
【0078】
水が大量に必要なのは、水の中で石臼を動かし、粉砕物をすりつぶし、微粉末粉ではなくペースト状にする。従って、植物粉が膨張し上記述べた通り、エタノール収率が悪くなる。
【0079】
湿式粉砕は水の中で粉砕物を石臼の原理ですりつぶし、粉砕物をナノサイズに粉砕するメカニズム。水の中で粉砕物をすりつぶすので、大量に水を必要とする。大量に水を使えば、大量の廃水が出る。従って廃液処理装置、処理費用が必要となる。
【0080】
出来たナノサイズの植物粉末粉は水分を含んでいるので、ペースト状になる。そのため容積が大きくなり、エタノール製造タンクに入る原料が水分量だけ少ない、エタノール原料になる量が少ないのでエタノール収率が悪くなる。
【0081】
湿式粉砕が大量に使用するデメリットに着目し、放射能汚染植物は放射性微粒子を根や茎に蓄えている。酵素水の中で、もしくは酵素水を噴霧しながら、放射能汚染植物をすりつぶせば、放射性微粒子は自動的に酵素水に移行する。
【0082】
例えて言うなら、洗濯は洗濯機に水と衣服を入れ、回転させると、衣服に付着している汚れは水に移行する。同じようにセシウムなど放射性微粒子を汚れと例えると、放射性微粒子は水になじみやすく、移行しやすい性質がある。従って、洗濯機と構造が似ている湿式粉砕機が好ましい。
【0083】
現在は湿式粉砕機で出来た植物粉末ペーストを原料として、経済的理由でそのまま、糖化タンクに入れてエタノール製造を始めるが、植物粉末ペーストには、放射性微粒子が多く残っている。植物粉末ペーストを固液分離装置で、植物粉末と水分を分離する。水分はブドウ糖濃度の薄い糖化液である。分離した薄い濃度糖化液と同量の水を植物粉末に加え湿式粉砕機でペースト状からセシウムなど放射能を検出しないまで、粉砕を繰り返す。
【0084】
粉砕を繰り返す事で放射能汚染植物の放射性微粒子は上記述べた通り、粉砕で使用する水に移行するので、放射能汚染植物からは、放射性物質は検出されなくなる。従って焼却が可能になり、減容となる。当然、焼却灰からも放射能は検出されない。
【0085】
植物粉末ペーストから分離したデキストリン濃度の薄いデキストリン液を集め、逆浸透膜もしくは超音波を使い、デキストリン液から水を分離、高濃度のデキストリン液とする。高濃度デキストリンに酵素を投入して糖化液を作り、糖化液に酵母投入、発酵、蒸留、蒸留を繰り返す事、もしくは逆浸透膜を使い、99.5%以上のエタノールを作る。
【0086】
高濃度デキストリン液にする事により、エタノール収率は飛躍的に向上、酵素量、酵素費用大幅削減、糖化時間大幅短縮。本発明は湿式粉砕のエタノール収率が悪い問題を解決。従ってエタノール経済的価格で生産する、新たな製法である。
【0087】
エタノール製造後の糖化・発酵廃液は放射能汚染水。放射性物質を吸着する化学物質を放射能汚染水に入れ、化学物質に放射能を吸着させた後、吸着物質を回収することで、放射能汚染水を、湿式粉砕機再利用可能な水とする。
【0088】
上記述べた通り、前処理で乾式粉砕、湿式粉砕が優れているが、長所、短所がある。粉砕物により粉砕前の粉砕物処理を行えば経済的価格でエタノールが製造出来る。
【図面の簡単な説明】
【0089】
【図1】本発明の金網容器図
【図2】同水槽図、
【図3】同水槽の中に金網容器を入れた図
【図4】同洗浄後水槽から汚染水を抜く時、使用するフィルター図
【図5】同水槽から汚染水汚染物浄化装置に移した図
【図6】従来水蒸気蒸留装置図
【図7】本発明粉砕でデキストリン溶液製造工程図
【図8】本発明デキストリン溶液、糖化、発酵、蒸留、エタノール製造工程図
【図9】従来、放射能汚染水より放射能回収装置図
【図10】従来、噴霧式空気清浄機
【図11】従来、簡易空気清浄機
【符号の説明】
【0090】
10 金網容器
11 水槽
12 水槽ドレン
13 ドレン装着フィルター
14 放射能汚染浄化容器
15 水蒸気装置本体
16 冷却機
17 水蒸気入口

【特許請求の範囲】
【請求項1】
植物もしくは放射能汚染植物付着泥、放射性微粒子など付着物洗浄工程と、植物もしくは放射能汚染植物含有オイル、樹液、放射性微粒子抽出水蒸気蒸留工程と、植物もしくは放射能汚染植物粉砕工程と、前記水蒸気蒸留工程で抽出物オイル、樹液混合工程と放射能汚染植物粉砕工程で生成した微粉末粉に対し酵素を用い酵素反応によって糖化液を作る糖化工程と、前記工程で排出される放射能を含む廃液、及び残渣物処理工程を有することを特徴とするエタノール製造工程。
【請求項2】
前記粉砕工程は前記洗浄、水蒸気蒸留工程後の植物、放射能汚染植物を粉砕する事を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項3】
前記粉砕の粉砕機は粉砕物である植物により乾式粉砕機、湿式粉砕機を設定する事を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項4】
前記粉砕工程の湿式粉砕機を設定した場合、湿式粉砕機に固液分離機等を連結させ粉砕物を湿式粉砕機に再び戻すか、湿式粉砕機に固液分離機等を連結させ、装置に順次粉砕物を移動させるか、粉砕後また装置に戻し、これを繰り返す事で、セルロースと糖の中間物質のデキストリン溶液を作る、粉砕物である植物を繊維質まで粉砕する工程を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項5】
湿式粉砕機で使用する水に酵素を入れ、酵素水で湿式粉砕すると同時に酵素水で粉砕物である植物を糖化液とする工程を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項6】
前記デキストリン溶液を作る工程で得られたデキストリン溶液を逆浸透膜等で濃縮する工程を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項7】
前記逆浸透膜で濃縮する工程で得られた、デキストリン濃縮液を分析、最適な酵素設定する工程を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項8】
前記洗浄工程、水蒸気蒸留工程、粉砕工程、糖化液工程で排出される、廃液中の放射性微粒子除去工程が組み込まれている事を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項9】
前記洗浄工程、水蒸気蒸留工程、粉砕工程、糖化液工程で排出される、廃液中の回収した放射性微粒子をガラスもしくはセメントで固める工程を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。
【請求項10】
前記洗浄工程、水蒸気蒸留工程、粉砕工程、糖化液工程で使用する装置排出口より洩れる、放射性微粒子を含む水蒸気、水、微粉末粉を捕集、浄化機能のある浄化装置の設置を設けた工程を特徴とする請求項1に記載のエタノール製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−13388(P2013−13388A)
【公開日】平成25年1月24日(2013.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−162557(P2011−162557)
【出願日】平成23年7月5日(2011.7.5)
【出願人】(511152706)株式会社地球環境ソリューション研究所 (3)
【Fターム(参考)】