バイオマス系廃棄物についてのゼロエミッションプロセスの構築

• Project/Area Number: 09247211
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 船造 俊孝 中央大学, 理工学部, 助教授 (60165454)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 影井 清一郎 横浜国立大学, 工学部, 教授 (20017966)
• Project Period (FY): 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 1997: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: バイオマス / 爆砕 / 高圧水蒸気 / 湿式酸化 / ジメチルスルホキシド / 2-アミノエタノール / 過酸化水素

Research Abstract

魚市場で現在廃棄物と見なされている魚介屑の資源化を目指した新しい処理プロセスとして、(1)爆砕法による魚介類廃棄物の微粉砕化と有用成分の回収分離、および(2)爆砕廃液を想定した.含硫黄、含窒素化合物の高圧水蒸気雰囲気下での湿式酸化分解反応を行った。
ステンレス製で、バルブ装着の小型爆砕装置(容量50-150mL)を数個試作した。試料として鰹頭部を用い、爆砕操作を行った結果、蒸煮温度185℃、時間3分程度で十分試料は粉砕され、乾燥後は腐敗が防げることがわかった。脂質については油成分を回収後、ヘキサン可溶成分を吸着剤としてフロリジルを用いたカラムクロマトグラフィーで、コレステロール、トリ-、ジ-、モノ-グリセリド、遊離脂肪酸に分けた。生の鰹頭部から抽出した油を同様に各成分に分けてその収率を比較した結果、爆砕操作を行った場合、生の場合と比べて、各成分の収率が減少しており、一部酸化されていると考えられる。また、回収脂質を加水分解した後、メチルエステル化し、これをGC-MSで分析を行った。その結果C18-C22までの各種不飽和脂肪酸の存在が確認された。
爆砕排水中に含まれる含硫黄、含窒素化合物の湿式酸化分解処理を前提に、ジメチルスルホキシド(DIMSO)および2-アミノエタノール(2-AE)の分解反応を行った。酸化剤として過酸化水素を用い、分解率は全有機炭素(TOC)基準で測定した。DIMSOについての分解速度はTOC基準で3次反応速度式で近似できた。DIMSOの分解速度はかなり速いが、分解生成物はなかなか硫酸イオンまで酸化されず、TOC値が減少しない。分解生成物の中間物質として、メチルメルカプタン等の各種硫黄化合物を同定した。2-AEについては分解速度が水の臨界温度以上で急激に分解率が上昇し、超臨界条件が有利な反応場と考えられる。中間生成物として多数の環状窒素化合物を同定した。