製糖プロセスに、
イノベーションを。

~砂糖・エタノール同時増産による
砂糖製造収率の改善技術~

Technology for Improving Sugar Yield
by Simultaneously Increasing Sugar
and Ethanol Production

背 景


Background

砂糖・エタノールを増時増産し砂糖製造工程における収率を改善する逆転生産プロセスは、アサヒグループホールディングス(株)によって長年に渡り開発された技術です。日本材料技研では、アサヒグループホールディングス(株)より実施許諾を受け、国内外の事業者とパートナーシップを組みながら、当該技術の事業化を目指しています。

砂糖産業の変化


Changes in sugar industry

世界の砂糖需要は、発展途上国での所得の向上による消費量の増加などに伴い、年々増加しています。また、化石燃料への依存度を下げ環境負荷の低減を目指すために、バイオエタノールの活用などが各国で進められています。その中の1つとして、著名なブラジルでの活用等を中心に、サトウキビ由来のバイオエタノールの活用が進められています。
変化する市場・需要の一方で、現在用いられている製糖プロセスは1840年代に確立されて以来、大きなイノベーションが起きていません。一部の発展途上国では、100年近く前の製造設備を継続して使用しているのが現状です。また、現行製造プロセスの制約から、サトウキビに含まれる糖分が増える時期にのみ工場を稼働しており、工場稼働の効率に課題があります。このような課題解決の為に、技術的なブレークスルーが求められています。

技術概要


Developed Technology

逆転生産プロセスInversion production process

現行の製糖プロセスでは、原料であるサトウキビ搾汁に含まれるショ糖(スクロース)を結晶化して砂糖を生産し、残渣である廃糖蜜に含まれる還元糖(グルコース、フルクトース)を発酵させエタノールを併産しています。しかし、サトウキビ搾汁に一定量含まれる還元糖は砂糖の結晶化を阻害するため、製造歩留向上の制約条件となっています。
新規開発された逆転生産プロセスでは、まずサトウキビ搾汁中に含まれる還元糖を、発酵によりエタノールに変換します。その後、還元糖を除去した残液に含まれるショ糖を結晶化して砂糖を製造します。

逆転生産プロセス

ショ糖非資化酵母Non-sucrose-assimilating yeast

逆転生産プロセスでは、新規開発されたショ糖非資化酵母を使用して、還元糖をエタノールに変換します。一般的な酵母は酵素(インベルターゼ)の働きによりショ糖・還元糖の双方をエタノールに変換しますが、ショ糖非資化酵母は酵素を持たない為、ショ糖をそのまま残し、還元糖のみを選択的にエタノールに変換します。更に、酵母技術の応用により、このインベルターゼ欠損酵母に凝集性を持たせ、取り扱い性を向上させた新規酵母を開発しています。

一般的な酵母の働き
インベルターゼ欠損酵母の働き

受賞歴

逆転生産プロセスは、地球温暖化防止や循環型社会の実現に寄与する新技術・新製品の開発、環境保全活動・事業の促進や、21世紀の社会システムの探求、地球環境に対する保全意識の一段の向上を目的とし、産業界を対象とする顕彰制度である地球環境大賞を受賞しています。また、2016年の国際サトウキビ技術者会議で最優秀論文賞などを受賞しています。


導入のメリット

1

製糖プロセスの
収率改善

逆転生産プロセスは、還元糖による結晶化阻害を防ぐ為、砂糖製造プロセスにおける収率を向上させます。収率向上の幅は、還元糖が含まれる割合により異なり、還元糖比率が高いほど収率向上の割合が大きくなります。

2

現行設備への
導入が可能

逆転生産プロセスは、導入済みの砂糖製造設備を変えることなく、装置を備えつけて導入することが可能です。新規プラント建設時の導入のみでなく、既存設備へ導入できます。

3

使用原料の拡大/
工場稼働期間の延長

従来の製糖プロセスでは、還元糖の影響による収率悪化を防ぐ為、純糖率の高いサトウキビを純糖率の高い時期に使用しています。その為、原料により収率が大きく左右され、製糖工場の稼働期間も非常に限定的です。しかし、逆転生産プロセスでは、還元糖による阻害因子を排除してから砂糖を結晶化させる為、サトウキビ原料の純糖率のバラつきを吸収でき、更に、工場の年間稼働期間の延長も可能となります。

4

高バイオマス
サトウキビとの
併用による
効果の最大化

従来よりサトウキビの純糖率を向上させる研究が進んできましたが、新たなコンセプトとして、サトウキビに含まれる繊維分等も含めて作物全体をより有効活用する為に、繊維分を多く含んだ高バイオマスサトウキビの開発が進められています。しかし、多量の還元糖を処理できず、高い純糖率を必要とする現在の製糖プロセスでは、高バイオマス品種は使用できません。逆転生産プロセスでは、還元糖による影響を排除することができる為、高バイオマス品種との組み合わせて用いることで、その効果を最大化することができます。

サトウキビ搾汁 Bx に占めるショ糖比率(%)

会社概要


Corporate Profile

名 称
日本材料技研株式会社
(Japan Material Technologies Corporation)
代 表
代表取締役 浦田興優
資本金
1億円(資本準備金を含む)
設立日
平成27年8月11日
事業内容
材料分野における革新的技術の事業化(インキュベーション)
上記に関連するコンサルティング
住 所
〒104-0061東京都中央区銀座8丁目17-5 
アイオス銀座
法律顧問
アンダーソン・毛利・友常法律事務所
(パートナー弁護士:龍野滋幹)
取引銀行
みずほ銀行
三井住友銀行
三菱東京UFJ銀行
グループ
会社
JMTCエンザイム株式会社
JMTCキャピタル合同会社
(運営ファンド:JMTCキャピタル1号投資事業有限責任組合)

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