亜臨界水酸化による廃魚肉の生分解性プラスチックスポリ乳酸への資源化

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10480147
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 吉田 弘之 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081360)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺嶋 正明 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (30172092)
• Keywords: 資源化技術 / 廃魚肉 / 亜臨界水 / 超臨界水 / 加水分解 / 乳酸 / 生分解性プラスチック / DHA

Research Abstract

魚あらの肉部および腑を亜臨界加水分解反応を利用して乳酸をはじめとする各種有機物質を生産するための最適条件の探索を行った。反応器としてSUS316 3/8インチ管(内容積約7cm^3)を使用し、温度、圧力を変化させて実験を行った。また、生成物である有機酸のイオン交換体への吸着平衡関係と粒子内拡散速度の解析も行った。本年度の研究により以下の成果が得られた。
(1) 肉および腑は亜臨界条件下(513K,3.35 MPa以上)で数分間で迅速に液化し、水相と油相が生成されること。乳酸は廃魚肉中に約0.03Kg/Kg-dry meat存在し、540Kまでは安定であること。
(2) 油相にはDHA、EPAなど有用かつ高価な不飽和脂肪酸が含まれること。
(3) 実験結果を基にした試算によれば、肉部100トンから乳酸0.8トン、リン酸0.4トン、ピログルタミン酸2.85トン、シスチン1.1トン、アラニン0.4トン、グリシン0.3トン、ロイシン0.1トンおよび油相48cm^3が得られること。
(4) 生成物に対する最適な反応温度が異なっており、反応条件を変えて各生成物を逐次的に生産する複合プロセスの構築が可能であること。
(5) イオン交換体DIAION WA30への乳酸の吸着平衡関係はLangmuir式で精度よく相関できること。
(6) 乳酸の粒子内拡散はポア拡散と表面拡散の並列モデルで説明でき、外部溶液濃度が500mol/m^3以上ではポア拡散律速、10mol/m^3以下では表面拡散律速となること。
以上の成果から亜臨界加水分解反応プロセスが魚あらの資源化に極めて有効であることがあきらかとなった。また、イオン交換体における乳酸の吸着拡散機構も明らかとなった。今後加水分解反応の反応工学的検討、乳酸および他の有用物質の分離精製条件の検討などをおこなって、資源化プロセスの構築を行う予定である。

Research Products

• [Publications] H.Yoshida et al.: "Adsorption of Organic Acids on Polyaminated Highly Porous Chitosan: Equilibria." Ind.Eng.Chem.Res.37, No.4. 1300-1309 (1998)
• [Publications] H.Yoshida et al.: "Adsorption of Organic Acids on Weakly Basic Ion Exchanger: Equilibria for Binary Systems." AIChE J.44, No.5. 1216-1221 (1998)
• [Publications] 吉田弘之: "業種を越えた生産プロセスのネットワーク形成によるゼロエミッション化の検討" 環境科学会誌. 11・2. 243 (1998)