2020 Fiscal Year Annual Research Report
石ケン含有グリセリンを用いた針葉樹の脱リグニンによるバイオマスリファイナリー
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19K15887
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
戸高 昌俊 九州大学, 鉄鋼リサーチセンター, 特任助教 (60807832)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | バイオマス / 脱リグニン / バイオディーゼル副生グリセリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リグノセルロースを原料とした酵素反応によるセルロースの糖化には脱リグニンの工程が必要である。一方で、バイオディーゼル生産において生成する副生グリセリンはアルカリ石ケン等の不純物が存在するためサーマルリサイクル程度にしか利用されていない。
本研究では、バイオディーゼルの副生グリセリンを用いた木質バイオマスの脱リグニンを実施した。このプロセスにより脱リグニン処理された木質バイオマスはバイオエタノールの原料となり、リグニンを取り込んだグリセリン画分はそのまま利用することで発熱量の高い燃料となりうる。このように、バイオディーゼル、バイオエタノール製造の双方において有効な副生グリセリンの有効利用法の確立を目的とした。
＜石ケンを用いた脱リグニンの反応機構解明＞様々な鎖長の異なる石ケンを純グリセリンに添加することで模擬したバイオディーゼルの副生グリセリンを用いたスギの脱リグニン処理を実施した。その結果、実際の副生グリセリンに含有することが想定される鎖長が12～18の石ケン（脂肪酸塩）で脱リグニンの効果があることが明らかになった。さらに、低鎖長側の脂肪酸ナトリウム塩でも針葉樹の脱リグニンの効果を調査したところ、鎖長4までは脱リグニンの効果が認められた。しかし、鎖長3以下では脱リグニンの効果が大幅に低下した。
＜処理木粉の糖化に関する石ケンの影響＞異なる脂肪酸塩を用いて脱リグニン処理したスギ木粉の酵素糖化挙動の研究を実施した。その結果、同程度まで脱リグニンされていたのにも関わらず、糖化の傾向が異なることが明らかになった。そこで、市販のセルロースに脂肪酸塩を添加して酵素糖化反応を実施したところ、脂肪酸の種類や添加量によっては、糖化の促進効果が認められた。
＜グリセリン画分に移行したリグニンの用途探索＞リグニンを取り込んだグリセリンは、グリセリン単体のときよりも発熱量が向上した。
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Research Products
(1 results)
