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Research on dry pulverization conversion from forest resources to cellulose nanofibers leading to regional revitalization

Research Project

Project/Area Number 20K12240
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64030:Environmental materials and recycle technology-related
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

Takahashi Takehiko  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (50315636)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小笠原 正剛  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (40431613)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsバイオマス / 乾式粉砕 / 解きほぐし / ファイバー / バイオリファイナリー / 地球温暖化 / リング媒体利用粉砕 / オゾン処理 / リグノセルロース / ファイバー化
Outline of Research at the Start

植物由来の新材料であるセルロースナノファイバー(CNF)の利用が「脱炭素社会を引き寄せるイノベーションの加速化」として期待されている.本研究では,リング媒体を利用した乾式粉砕をキーとしたセルロースの結晶性を保った粉砕により,セルロースミクロフィブリルを解きほぐしとファイバー化を行う手法の確立を切り口として,従来湿式粉砕により水との混合状態で調製され高コストとされていたCNF製造に代わるセルロースナノファイバーの新規製造基盤技術の創出を目指す.

Outline of Final Research Achievements

In order to establish a method for unraveling and fiberizing cellulose microfibrils with dry pulverization, the ozone assist pulverization was investigated to promote the unraveling. As a result, although the effect of untangling the fibers by the addition of ozone was confirmed, it was difficult to realize a device configuration that allows ozone to act stably. However, when the aggregation inhibitory effect was given using acetylation, an effect equal to or greater than that of ozone was obtained.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

持続可能な社会の実現に向けて,森林に代表されるバイオマス資源を石油由来の材料と代替えするバイオリファイナリーの確立は重要な課題である.本研究は,「遍在するバイオマス資源を地域の小規模設備で材料に転換する」ことを目指している.本研究成果は,森林資源を石油由来樹脂と部分代替えするための森林由来のファイバー材料の分散型生産に資するものである.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Investigation of Factors Contributing Structural Changes in Woody Biomass by Focusing on Contact Stress and Shear Angular Velocity of Ring Media2023

    • Author(s)
      HAYAKEYAMA Yuma、TAKAHASHI Takehiko、OGASAWARA Masataka
    • Journal Title

      Journal of the Japan Institute of Energy

      Volume: 102 Issue: 3 Pages: 33-40

    • DOI

      10.3775/jie.102.33

    • ISSN
      0916-8753, 1882-6121
    • Year and Date
      2023-03-20
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Pulverization Forces on Structural Features and Enzymatic Digestibility of Lignocellulosic Biomass2022

    • Author(s)
      HATAKEYAMA Yuma、TAKAHASHI Takehiko、OGASAWARA Masataka
    • Journal Title

      Journal of the Japan Institute of Energy

      Volume: 101 Issue: 4 Pages: 56-65

    • DOI

      10.3775/jie.101.56

    • ISSN
      0916-8753, 1882-6121
    • Year and Date
      2022-04-20
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 繊維状の杉粒子が得られるリング媒体粉砕の検討2021

    • Author(s)
      畠山悠馬,高橋武彦
    • Organizer
      日本エネルギー学会 第30回日本エネルギー学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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