O-3 キノコ廃菌床の高効率糖化発酵技術の開発株式会社雪国まいたけ下田隆史西堀耕三長岡技術科学大学森川康農研機構食総研島純１．要旨キノコ栽培後の菌床（以下廃菌床）中のオガコは、キノコによって大方利用されずに残っている有望な木質バイオマス資源である。本研究開発は、株式会社雪国まいたけから最大限 230t/日排出されるマイタケ廃菌床の高効率エタノール変換技術の開発を目的に行った。マイタケ廃菌床は、一定期間一定条件下で保管する保管処理法や乾式微粉砕法で高い糖化率が得られるので、保管処理期間の短縮と、エネルギー消費が大きい乾式微粉砕法に変わるボールで粉砕しつつ併行複発酵を行なう新規開発のボール攪拌型併行複発酵法、及び湿式粉砕法を前処理としたエタノール変換法の検討を行なった。その際、ボール攪拌型併行複発酵法は発酵液に対して 20％量の廃菌床に含まれるセルロースの 80％がエタノールに転換されることを、湿式粉砕法は前処理工程の消費エネルギーを 376MJ/h 以下でエタノール収率 80%以上得ることを目標とした。次に、これらから得られた知見を基に、実用化に最適な廃菌床のエタノール変換プロセスの検討を行なった。２．これまでの成果（設定目標とその達成状況）２－１廃菌床の最適保管条件の検討 50%酸素濃度下で廃菌床を保管することにより、保管期間が通常酸素濃度下で 3 ヶ月間かかるところを 2 ヶ月間で良く、保管処理期間を 1 ヶ月間短縮できることを明らかにした。２－２ボール撹拌型併行複発酵装置の開発と条件検討 24L の発酵タンクを備えたボール攪拌型併行複発酵装置を作成し、併行複発酵を行なったところ、ボール攪拌により酵母細胞が破壊されることによる発酵阻害が確認された。そこで、発酵阻害が緩和される運転条件の検討を行い、ボール径は 25mm、2 時間静置後 1 時間攪拌の間欠攪拌等で発酵阻害を緩和できることを明らかにした。これらを基にしたボール攪拌型併行複発酵により、廃菌床濃度 10%のときにエタノール収率 82%は達成できたが、同じく 20%のときには 73% と目標の 9 割に留まった。２－３廃菌床の湿式粉砕条件検討湿式粉砕法（ビーズミル、ディスクミル、湿式ボールミル）による廃菌床のエタノール変換を検討した。廃菌床を湿式ボールミルにより 2 時間処理したとき 324MJ/h のエネルギーを消費してグルコース収率が 82％となり、目標値が達成できた。２－４実用化時の事業モデル立てとエネルギー収支の検証マイタケ廃菌床を高効率でエタノール変換するには、保管処理後に湿式粉砕処理してからエタノール変換するプロセスよりも収穫後廃菌床を保管処理のみ行ないエタノール変換するプロセスの方が有利であった。３．まとめと今後の課題マイタケ廃菌床を高効率にエタノール変換するのに新規開発のボール攪拌型併行複発酵法は有効であったが、早期実用化には廃菌床の保管処理のみで変換した方が適していることが分かった。さらなる効率化には、廃菌床保管処理中のマイタケ菌の働きの解明が必要である。 27 『キノコ廃菌床の高効率糖化発酵技術の開発』株式会社雪国まいたけ ○下田隆史、西堀耕三、内藤一史再委託長岡技術科学大学森川康、岡田宏文、小笠原渉農業・食品産業技術総合研究機構食品総合研究所島純、安藤聡 20100211 NEDO成果報告会 1/30 キノコ廃菌床と現在の利用キノコ産業キノコ重量の倍以上の重さの廃菌床が排出される。廃菌床の処理が問題となる。廃菌床 230 ｔ/日キノコ工場肥料原料各家庭田畑キノコ製品 110 ｔ/日キノコ工場廃菌床を産廃処理すると、木材 20～40円/㎏かかる。熱・蒸気オガボイラー～問題点～森林・含水率が高く効率が悪い。 2/30 28 マイタケ廃菌床の性状エタノール良質な木質バイオマス理論的に 230t／日 44 kL生産可能まいたけ廃菌床固形分 40% リグニン 24.7% 収率100% セルロース 46.0% グルコースヘミセルロース他 19.2% キシロース他エタノール発酵水分 60% アルベン抽 11.1% 加水分解 3/30 廃菌床＝地域的なバイオマス雪国まいたけ全工場に導入マイタケ廃菌床推定排出量63000 ｔ/年収率80% エタノール 6000ｋL/年新潟県魚沼地区キノコ生産量 41,442ｔ（全国の11%生産、平成15年）キノコ廃菌床排出量推定 95300 ｔ/年収率80% エタノール 8900ｋL/年 E3 30km 魚沼地区1.7年分もし全国のキノコ廃菌床をエタノール変換すると・・・8万1千ｋL/年韓国や中国でもキノコ産業は盛ん世界も視野に 4/30 29