ライスリファイナリーの構築を目指した籾殻の高温高圧水反応分離プロセス

• Project/Area Number: 17710058
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 望月 和博 東京大学, 生産技術研究所, 寄付講座教員(客員助教授) (30372428)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: バイオマス / バイオマスリファイナリー / バイオケミカルズ / バーベーパレーション / 高温高圧水反応 / 反応分離

Research Abstract

本提案研究は高温高圧状態における籾殻の反応と分離技術の確立に貢献する工学的基礎データが集積された。前年度の高温高圧条件で使用可能な膜の検索・試作の結果を受け、シリコーン膜、バイトン膜、カプトン膜、カーボン膜が有望視できることが示されたが、この中でも安価で取り扱いが容易なシリコーン膜を中心に、提案プロセスの実験的検討を行った。種々の条件下で、実際に籾殻の高温高圧水処理反応場からの生成物の分離試験を行い、籾殻中のヘミセルロースからのフルフラールの生成に対して、本プロセスの有効性を検証するとともに、反応および分離機構の整理、速度論的検討を深め、籾殻からのフルフラール生産プロセスとしての有望であることを示した。具体的には、本プロセスの膜分離におけるフルフラールの選択性は、同時に生成する他のアルデヒド類や有機酸類に対して非常に高く、フルフラールの精製を容易にしている。また、生成したフルフラールが膜分離によって速やかに反応系外に除かれることで、フルフラールの二次分解を大幅に抑制することが可能であるが、反応速度と分離速度(透過速度)の関係の詳細な検討より、フルフラール収量の向上への貢献を定量的に評価することができた。このことは、装置設計に対して有益なデータとなる。この結果に加え、後処理として、溶存有機物・無機物、固体残澄を段階的に効率よく分離してゆく単位操作も含めることで、ライスリファイナリーの中核技術としての実用化を念頭に置いた総合的なプロセスの基礎設計が提案された。