2013 Fiscal Year Annual Research Report
セルロースの水熱溶解による新規全液相高速同時糖化発酵プロセス
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25249142
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
松村 幸彦 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80251370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神名 麻智 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10619365)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | セルロース / 加水分解 / 水熱前処理 / 溶解度 |
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| Research Abstract |
リグノセルロース系バイオマスの有効利用にあたって、セルロースの糖化は第一のステップとして重要な位置づけにある。有害な化学物質を使うことのない水熱前処理と酵素糖化の組み合わせが検討されているが、過分解の進行、得られる糖濃度の低下などの問題があり、十分に実用化につながる結果は得られていない。そこで本研究では、セルロースを加圧熱水中に一度溶解し、これを室温に戻して過飽和のセルロースを得てから酵素加水分解を行うプロセスを開発することを目的とする。さらに、得られた糖を効率良くエタノール発酵するために同時糖化発酵を行う。2013年度には、セルロースの加圧熱水への溶解特性について、連続式反応器ならびに充填層反応器を用いて確認を行った。連続式反応器では、セルロース微粒子を懸濁したスラリーを準備し、これを管型反応器を通して加圧下で加熱、溶解した有機成分を全有機炭素で測定、その溶解速度を求めた。粒子からの物質移動をシャーウッド数が２であるというモデルを用いて整理し、溶解特性を表した。また、充填層反応器では、セルロース粒子を充填した反応器に高温高圧水を通すセミバッチ式の運転を行い、溶解特性を確認するとともに、液相に溶解して得られた生成物の組成を確認した。また、溶解したセルロースの酵素加水分解特性を確認するために特にモデル化合物としてセロビオースを用い、βグルコシダーゼによる加水分解をモデル化して式で表すことを試みた。エタノール生成についても検討を行い、同時糖化発酵の基本的な反応特性を確認した。
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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
溶解、糖化、発酵の３つの観点で研究を進めているが、セルロースの溶解を実際に行うことに成功しており、スラリー系については、溶解特性をモデルで表すことにも成功した。糖化についても、溶解したセルロースのモデルとしてセロビオースを用いて酵素加水分解を行い、式でその挙動を表すこともできている。同時糖化発酵も行って、実証的な運転も実施している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、条件を変えてセルロース充填層の溶解特性を確認、そのモデル化を進める
とともに、より高濃度でのセルロース溶解を実現し、この加水分解特性、同時糖化発酵特性を確認していく。
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Research Products
(31 results)
