2016 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of biocatalyst-entrapped macroporous gel using a suspension-gelation method
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26289284
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
徳山 英昭 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10363029)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30434327)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 化学工学 / 反応・分離工学 / 酵素 / 微生物 / 高分子合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、新規なゲルの作製法であるサスペンションゲル化法を確立し、この手法により作製される多孔質高分子ゲルの独立した孔（μmオーダー）に生体触媒（微生物および酵素）を包括固定した微生物固定化ゲルおよび酵素固定化ゲルを創製する。エネルギー・環境分野での反応（バイオ燃料の製造、排水処理など）を例に高性能な生体触媒反応プロセスを構築する。
平成28年度は、アンモニア酸化細菌を固定化した多孔質ゲル粒子をアンモニアの酸化（硝化）反応に適用した。連続槽型反応器を作製し、これにアンモニア水溶液を連続供給してゲル内の微生物を増殖させる馴養を行い、約2ヶ月の連続運転で固定化微生物は十分な活性を示すようになった。それ以降の数ヶ月の間も一定の反応活性を維持し、アンモニアの連続処理に成功した。初期アンモニア濃度を実験パラメータとした回分実験でアンモニア酸化反応初速度を測定し、種々のモデル式でフィッティングした。反応速度は、Edwards式などの高濃度の基質が反応を阻害するモデルで表現できた。多孔質ゲルは、その反応速度が従来の均質ゲルのそれと比べて速いという良好な結果が得られ、アンモニア排水処理への適用可能性が大いに示された。
酵素リパーゼを固定化した多孔質ゲル粒子をトリオレインとエタノールのエステル交換反応（バイオディーゼル燃料製造のモデル反応）のに適用した。多孔質ゲルはこの反応を触媒したが、その反応速度は従来の均質ゲルと比べて遅かった。多孔質ゲルの孔の鋳型に用いたアルギン酸カルシウムがゲル内に残存して、酵素の触媒活性を低下させたことが窺われた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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