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Toray Succeeds In Demonstration Of Scaling Up Membrane-integrated Fermentation Process

Tasuns Composite Technology Co.,Ltd | Updated: Dec 21, 2016
Toray Industries, Inc. (headquarters: Chuo-ku, Tokyo; President: Akihiro Nikkaku; hereinafter referred to as “Toray”) announced today that it succeeded in demonstrating the scaling up of the fermentation process using a membrane that combines water treatment and bio technologies to produce ethanol through continuous fermentation process by recycling microorganisms using biomass (bagasse*1 and molasses*2) generated at sugar cane sugar factories. The demonstration enables efficient production of ethanol from sugarcane i.e. about 10 times faster than the existing process and at the same time to increase production of ethanol as it improves yields by 10 to 20%. For the future, Toray will offer this technology to Brazil, India and Thailand, the countries where ethanol production using sugar cane is advanced and promote development of further mass production technology to put it into practical use within five years.  The membrane-integrated fermentation process is a technology to enable exponential improvement in fermentation efficiency by using water treatment separation membrane in fermentation process. It contributes to the realization of efficient production of non-petrochemical ingredients based on biomass. The existing fermentation process using biomass is batch fermentation process, in which production ends when prepared sugar are completely consumed, and it faces the issue of low production speed. In response, Toray has been promoting research and technology development of a membrane-integrated fermentation process, which is a process to carry out continuous fermentation by recycling microorganisms with fermentation reactor embedded with a highly water permeable, highly durable polyvinylidene difluoride (PVDF) separation membrane that Toray has developed.  To be sure, practical application of the membrane-integrated fermentation process requires sophisticated countermeasures against bacterial contamination, as it requires a long fermentation period compared with the conventional batch fermentation process. To develop its original continuous fermentation process, it adopted the process in the scaling up demonstration facility installed at its Tokai Plant and had been driving forward the scaling-up demonstration in the Low Carbon Technology Research and Development Program (Ministry of the Environment, Japan) (Producing bioethanol and co-products from waste materials in domestic cane sugar factories). Further, Toray succeeded in obtaining new yeast suitable for continuous fermentation and subsequently in combining these technologies for scaling-up demonstration of continuous fermentation, at a production speed 10 times faster than batch fermentation process, for about one month without bacterial contamination.  Amid accelerating introduction of renewable energy aimed at reducing CO2 emissions around the world, bioethanol fuel*3, which is carbon neutral and does not affect the total amount of CO2 in the air, is attracting attention and has been used as gasoline blended fuel for automobiles in the U.S. and Brazil as well as countries in Europe and Southeast Asia.  The ethanol produced using this technology is of a high quality and suitable for use as bioethanol fuel and can be put into practical use through technology derived in these countries.  Under its management policy that all business strategies must place priority on global environment in an effort to help realize a sustainable low-carbon society, Toray Group has been implementing Lifecycle Management (LCM) environmental management*4 as a pioneer among Japanese integrated chemicals companies. As part of this management, Toray will proactively participate in open innovation in combination of water treatment membrane and biotechnology and continue to work to build supply chain and offer solutions.