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バイオエタノール原料としての機械処理による木質の糖化効率の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 21580307
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業環境工学
研究機関神戸大学

研究代表者

庄司 浩一  神戸大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (10263394)

研究期間 (年度) 2009 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード微破砕 / 竹 / 糖化効率 / 所要エネルギ / 粒径 / 回転篩 / フレール刃 / 軸回転数 / 糖化率
研究概要

回転篩とフレール刃が独立回転する木質微破砕機を製作し実験した。竹の破片をバッチ処理で微破砕機内に入れて微破砕し,微破砕物は熱水処理をし,酵素糖化を行った。回転篩孔径をあげると,微破砕に要する比エネルギは 500 kJ/kg から 250 kJ/kg へ減少した一方で,熱水処理 200℃における糖化効率は,38%から35%への減少である。微破砕機の設定は,ロータ回転数 1500 rpm,回転篩孔径4 mm が最も望ましい設定であった。所要比エネルギを減少させるために回転篩孔径を 6 mm と 8 mm にし,硫酸糖化法で評価したが,微破砕物が大きくなりすぎて糖化効率が急激に低下することが判明した。またロータ回転数を 2400 rpmの実験は,より細かい微破砕物が生成された一方で所要比エネルギは変化がなかったことから,糖化効率を上げつつ所要比エネルギを増やさない微破砕機の設計の必要性が示唆された。追加実験の結果は,微破砕機内の現象を高速度撮影した結果からも説明できる。

報告書

(4件)
  • 2012 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] 糖化効率向上に向けた竹の微破砕と所要エネルギについて2013

    • 著者名/発表者名
      北野智広,川村恒夫,庄司浩一
    • 雑誌名

      農業機械学会関西支部報

      巻: 114(印刷中)

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 糖化効率向上に向けた竹の微破砕と所要エネルギーについて2013

    • 著者名/発表者名
      北野智広
    • 雑誌名

      農業機械学会関西支部報

      巻: 114

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 木質系バイオエタノール生産の効率化をめざした微破砕機の研究2012

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,川村恒夫,荒井圭介
    • 雑誌名

      農業機械学会関西支部報

      巻: 112 ページ: 43-43

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 木質系バイオエタノール生産の効率化をめざした微破砕機の研究2012

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一
    • 雑誌名

      農業機械学会関西支部報

      巻: 112 ページ: 43-43

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Fine-crushing of bamboo for its hydrolysis for bioethanol production - Effect of pore diameter of rotary sieve on glucose yield and specific energy requirement -2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K., Tanaka, D., Horio, H.
    • 雑誌名

      Proceedings of CIGR 2011

      巻: CD-ROM

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimizing energy requirement 糖化効率(%)熱水処理200℃図3・図7より推定熱水処理なし所要比エネルギ(kJ/kg)回転篩孔径φフレール刃受刃フレール刃受刃受刃↑透明カバー 打抜網(b) (c) (a) for fine-crushing wood-cellulosic material and its glucose yield for bioethanol production2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K., Tanaka, D., Arai, K., Horio, H.
    • 雑誌名

      ASABE Paper

      巻: 1111160

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine-crushing of wood-cellulosic material modified for its hydrolysis for bioethanol production.2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K., Yamaguchi, D., Horio, H.
    • 雑誌名

      Engineering in Agriculture, Environment and Food

      巻: 4(3) ページ: 62-65

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオエタノール生産前処理工程における竹の微破砕に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,川村恒夫,田中大樹
    • 雑誌名

      農業機械学会関西支部報

      巻: 110 ページ: 25-25

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine-crushing of wood-cellulosic material modified for its hydrolysis for bioethanol production2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K.
    • 雑誌名

      Engineering in Agriculture, Environment and Food

      巻: 4 ページ: 62-65

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimizing eergy requirement for fine-crushing wood-cellulosic material and its glucose yield for bioethanol production2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K.
    • 雑誌名

      ASABE Paper

      巻: 1111160

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Fine-crushing of Wood-cellulosic Material Modified for its Hydrolysis for Bioethanol Production2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, 他2名
    • 雑誌名

      Engineering in Agriculture, Environment and Food

      巻: 4(3) ページ: 62-65

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimizing Energy Requirement for Fine-Crushing Wood-Cellulosic Material and its Glucose Yield for Bioethanol Production2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, 他3名
    • 雑誌名

      ASABE Paper

      巻: No.1111160 ページ: 10-10

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Fine-crushing of wood-cellulosic material adjusted for its hydrolysis for bioethanol production2010

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K. Tanaka, D., Horio, H
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agriculture and Biosystems Engineering (ISMAB)

      巻: CD-ROM

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 微破砕化エネルギを考慮した竹の前処理工程の評価2009

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,堀尾尚志,小林 晋
    • 雑誌名

      農業機械学会関西支部報

      巻: 106 ページ: 28-28

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 竹の微破砕と亜臨界水処理による糖化特性について2009

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,堀尾尚志,山口佑子
    • 雑誌名

      農業機械学会関西支部報

      巻: 106 ページ: 27-27

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 木質系バイオエタノール生産の効率化をめざした微破砕機の研究2013

    • 著者名/発表者名
      北野智広,川村恒夫,庄司浩一
    • 学会等名
      農業機械学会関西支部第129回例会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 木質微破砕機内の可視化について2012

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,荒井圭介,川村恒夫
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会 2012 年合同大会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 木質系バイオエタノール生産の効率化をめざした微破砕機の研究2012

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,川村恒夫,荒井圭介
    • 学会等名
      農業機械学会関西支部第127回例会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 木質微破砕機内の可視化について2012

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2012年合同大会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fine-crushing of bamboo for its hydrolysis for bioethanol production - Effect of pore diameter of rotary sieve on glucose yield and specific energy requirement2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K., Tanaka, D., Horio, H.
    • 学会等名
      CIGR 2011
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Optimizing energy requirement for fine-crushing wood-cellulosic material and its glucose yield for bioethanol production2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K., Tanaka, D., Arai, K., Horio, H.
    • 学会等名
      2011 ASABE Annual International Meeting
    • 発表場所
      Louisville, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] バイオエタノール生産前処理工程における竹の微破砕に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,川村恒夫,田中大樹
    • 学会等名
      第125回農業機械学会関西支部例会
    • 発表場所
      堺
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Optimizing energy requirement for fine-crushing wood-cellulosic material and its glucose yield for bioethanol production.2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K.
    • 学会等名
      2011 ASABE Annual International Meeting
    • 発表場所
      Louisville, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fine-crushing of bamboo for its hydrolysis for bioethanol production – Effect of pore diameter of rotary sieve on glucose yield and specific energy requirement –2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K.
    • 学会等名
      CIGR 2011
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fine-crushing of wood-cellulosic material adjusted for its hydrolysis for bioethanol production2010

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K. Tanaka, D., Horio, H.
    • 学会等名
      5th International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agriculture and Biosystems Engineering (ISMAB)
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Balancing fine-crushing energy and saccharification yield for wood-cellulosic material2009

    • 著者名/発表者名
      Shoji, K., Horio, H.
    • 学会等名
      Bioenergy Engineering 2009, Bellevue
    • 発表場所
      Washington, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] バイオエタノール生産のための竹の微破砕と糖化特性について2009

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一,堀尾尚志
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会 2009 年合同大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] バイオエタノール生産のための竹の微破砕と糖化特性について2009

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一, 堀尾尚志
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2009年合同大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Balancing fine-crushing energy and saccharification yield for wood-cellulosic material2009

    • 著者名/発表者名
      庄司浩一
    • 学会等名
      BioEnergy Engineering 2009
    • 発表場所
      Bellevue(USA)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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