2019 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of unique autothermal thermophilic digestion process showing no nitrification and denitrification
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19H02875
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
酒井 謙二 九州大学, 農学研究院, 教授 (50205704)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田代 幸寛 九州大学, 農学研究院, 准教授 (90448481)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ATAD / 液肥製造 / SDGs / 循環型社会 / 持続型物質生産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高額物品として独自設の通気撹拌装置を装着したラボスケールT-ATADシステムを購入した（エイブル社製）．2019年度は研究計画工程表に従い，まず，ラボスケールT-ATADシステムの酸素供給特性の解明を行った，その結果，自吸式装置の場合，中程度の撹拌速度では従来式の酸素供給装置とほぼ同等のKLaを与えることがわかった．一方，発生した空気バブルは自吸式の場合, 数nmから数十nmのナノバブルで，数百nmの従来式通気の場合と大きく異なった．収集し尿とT-ATADの種菌を築上町より採集した試料を用い，自吸式通気撹拌において酸素供給を同等に合わせた設定条件での従来型システムとの理化学的，微生物学的変化の比較を行った．その結果，実機の分析で観察されていた窒素成分変化や細菌群集構造変化の特徴が自吸式装置の場合のみで観察されたことから，T-ATADの特徴的な現象は，通気撹拌装置と馴養微生物に起因していることが明らかになった．これらの成果については現在論文を投稿中である．さらに，3段階の消化フェーズ試料について原料とともにメタゲノム解析を行った結果，窒素成分の特徴的変化，特にアンモニア態窒素成分の安定保持が全フェーズを通じた硝化細菌の不在，消化進行に伴う一部脱窒系遺伝子の消滅に由来することが機能性遺伝子の解析とそれらをコードする細菌族のアノテーションから明らかになった．現在さらに，劇的な細菌群集構造変化をもたらすと考えられる機能性遺伝因子に特定を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画に沿ってほとんどの工程で概ね順調に進行しているが，一部で鍵微生物の分離などの面でやや遅れている工程がある．これは所属機関所有のスクリーニングのための MALDI-TOF-MS装置の故障と新規装置の導入が遅れたためである．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度前半は残念ながら新型コロナ災害の影響でウェットな実験が完全に停止状況にある．そのため，工程を若干変更し，昨年度行った各消化ステージのメタゲノム解析結果のさらなる解析，ラボスケール運転の結果の原著論文化，ATADのSDGs技術としての特徴を総説としてまとめる，などドライな作業を前半に行い，年度後半にウェットな研究を集中して行う．
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