| Project/Area Number |
16H05003
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
TOJO SEISHU 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40155495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
帖佐 直 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10355597)
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| Research Collaborator |
KOBAYASHI Kaoru
UEDA Megumi
KURIBAYASHI Mayu
CHOIRON Miftahul
LIU Yitec
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2016: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
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| Keywords | メタン発酵 / バイオガス生産 / 中間生成物 / pH / 微生物電池 / バイオフィルム / 有機酸 / pH緩衝能 / 水素－メタン2段発酵 / 発酵液pH / pHバッファ / アノード電極 / 発電 / 再生可能エネルギー / 異常検知 / メタン発酵消化液 / プロピオン酸 / クーロン効率 / 励起蛍光マトリックス / 発酵制御 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Three dimensional fluorescence analysis was employed to extract the information of intermediate product in methane fermentation process for recognizing fermentation state serially. Tyrosine, tryptophan and humic acid oriented component obtained from the information of wave length and size of the peak fluorescence are reasonable indicators for the above mentioned purpose. Microbial fuel cell demonstrated to perform consuming propionate in fermentation solution and generating electricity. An appropriate culturing method for anode biofilm showed high Coulomb efficiency of microbial fuel cell. Reduction of pH of fermentation solution caused with the accumulation of organic acids was controlled by using high buffer capacity of combined raw materials.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来のメタン発酵の状態把握は、発酵液のpHや生成ガスの成分割合等で行われてきた。小型のプラントでは、有機酸の蓄積が進んでpHが低下し、発酵が酸敗に至ることがあった。このような変化をより事前に把握するため、メタン発酵過程の中間生成物に着目した。3次元蛍光分光分析を用いることで、実際にpHが低下するよりも早い時期に、pHの推移に影響を及ぼす物質の動態を観測できることが示された。
また、微生物電池は発酵過程で蓄積するプロピオン酸等を消費して発電することが実証され、メタン発酵の制御に微生物電池を組み入れた新たな発酵制御法の可能性が見いだされた。
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