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紙パルプ汚泥の亜臨界水処理による生分解性ポリ乳酸への資源化と高速メタン発酵

研究課題

研究課題/領域番号 13480180
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境保全
研究機関大阪府立大学

研究代表者

吉田 弘之  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50081360)

研究分担者 重田 武史郎  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20316011)
GALINADA Wilmer  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80347509)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2001年度: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
キーワード亜臨界水 / 加水分解 / パルプ汚泥 / 有機酸 / 乳酸 / メタン発酵 / 吸着 / 分離 / 酢酸 / 高速・高消化率 / 汚泥 / エネルギー / 生分解性プラスチック
研究概要

製紙汚泥を焼却処分してエネルギーを回収するのではなく,『亜臨界水処理による物質循環型ゼロエミッション資源化・エネルギー化技術開発』を目的とする.
パルプ汚泥を亜臨界水および超臨界水で処理し,反応生成物の種類および生成量に及ぼす温度及び反応時間の影響を,小スケールバッチ実験により検討した.その結果,水相に加水分解により生成する可溶化物は亜臨界水の領域で570K付近において最大量を示した.反応時間は5〜20分で十分であった.水溶液中には,有機酸としてグリコール酸,乳酸,蟻酸,酢酸,レブリン酸,プロピオン酸,糖類としてセロビオース,グルコース,フルクトース,エリトロースが生成した.対照実験として,純セルロース繊維から成る化学実験用ろ紙についても実験的な検討を行い,分解反応機構を明らかにした.
さらに,市販のイオン交換樹脂や当研究室が開発したキトサン系吸着剤を用いて,生成物の分離法について吸着平衡関係,吸着速度,破過曲線,溶離曲線などを単一成分系,多成分系について詳細な実験的,理論的検討を行い,各成分の分離が出来ることを明らかにしている.
亜臨界水処理後の生成物をメタン発酵すると高速高消化率化が可能かどうかについて,模擬液(酢酸のみ)および汚泥を亜臨界水加水分解した液を用いて実験したところ,メタン発生量が亜臨界水処理をしない場合に比べ,最大10倍多くなることを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] Yoshida, H., O.Tavakoli: "Sub-critical Water Hydrolysis Treatment for Waste Squid Entrails and Production of Amino Acids, and Fatty Acids"Journal of Chemical Engineering of Japan. 37(2). 253-260 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., Y.Takahashi, M.Terashima: "A Simplified Reaction Model for Production of Oil, Amino Acids, and Organic Acids from Fish Meat by Hydrolysis under Sub-Critical and Supercritical Conditions"Journal of Chemical Engineering of Japan. 36(4). 441-448 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., O.Okamoto, H.Jitsukawa, T.Shigeta: "Complete Adsorptive Separation of L-Pyroglutamic Acid and L-Leucine Using Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead - Equilibria -"Fundamentals of Adsorption. 7. 520-527 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., W.A.Galinada: "Equilibria for Adsorption of Phosphates on OH-type Strongly Basic Ion Exchanger"AIChE Journal. 48(10). 2193-2202 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田弘之, 寺嶋正明, 高橋洋平: "亜臨界水加水分解法による魚肉の有機酸・アミノ酸への有価物化におよぼす反応条件の影響"廃棄物学会論文誌. 12(4). 163-167 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., Y.Takahashi, M.Terashima: "Reaction Kinetics in Production of Oil, Proteins, Organic Acids and Amino Acids from Fish, Meat by Sub-Critical Water Hydrolysis"Proceedings of Joint Sixth International Symposium on Hydrothermal Reactions & Fourth International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 199-202 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., M.Atarashi, T.Shigeta: "Conversion of Entrails of Fish Waste to Valuable Resource by Sub-Critical Water Hydrolysis"Proceedings of Joint Sixth International Symposium on Hydrothermal Reactions & Fourth International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 122-125 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takatsuji, W., H.Yoshida: "Parallel Transport by Solid-Phase and Macropore Diffusion in a Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead in Case of Acetic Acid and Lactic Acid"Journal of Chemical Engineering of Japan. 34(1). 55-65 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "化学便覧 第6版 応用化学編"丸善. 1709 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "食品への超臨界流体応用ハンドブック"サイエンスフォーラム. 213 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "微生物利用の大展開"エヌ・ティー・エス. 1189 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "超臨界流体のすべて"テクノシステム. 656 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "ゼロエミッション型産業をめざして 産業における廃棄物再資源化の動向"シーエムシー. 350 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., O.Tavakoli: "Sub-critical Water Hydrolysis Treatment for Waste Squid Entrails and Production of Amino Acids, Organic Acids, and Fatty Acids"J.Chem.Eng.Japan. 37(2). 253-260 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., Y.Takahashi, M.Terashima: "A Simplified Reaction Model for Production of Oil, Amino Acids, and Organic Acids From Fish Meat by Hydrolysis under Sub-Critical and Supercritical Conditions"J.Chem.Eng.Japan. 36(4). 441-448 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., O.Okamoto, H.Jitsukawa, T.Shigeta: "Complete Adsorptive Separation of L-pyroglutamic Acid and L-leucine Using Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead -Equilibria"Fundamentals of Adsorption. 7. 520-527 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., W.A.Galinada: "Equilibria for Adsorption of Phosphates on OH-Type Strongly Basic Ion Exchanger"AIChE J.. 48(10). 2193-2202 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida H., M.Terashima, Y.Takahashi: "Effects of Reaction Condition on Conversion of Fish Meat into Organic Acids and Amino Acids by Sub-critical Water Hydrolysis"Haikibutsu Gakkai Ronbunshi. 12(4). 163-167 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., Y.Takahashi, M.Terashima: "Reaction Kinetics in Production of Oil, Proteins, Organic Acids and Amino Acids from Fish Meat by Sub-Critical Water Hydrolysis"Proceedings of Joint Sixth International Symposium on Hydrothermal Reactions & Fourth International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 199-202 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshida, H., M.Atarashi, T.Shigeta: "Conversion of Entrails of Fish Waste to Valuable Resources by Sub-Critical Water Hydrolysis"Proceedings of Joint Sixth International Symposium on Hydrothermal Reactions & Forth International Conference on Solvo-Thermal Reaction. 122-125 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takatsuji, W., H.Yoshida: "Parallel Transport by Solid-phase and Macropore Diffusion in a Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead in case of Acetic Acid and Lactic Acid"J.Chem.Eng.Japan. 34(1). 55-65 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yoshida, Y.Takahashi, M.Terashima: "A Simplified Reaction Model for Production of Oil, Amino Acids, and Organic Acids From Fish Meat by Hydrolysis under Sub-Critical and Supercritical Condit"J.Chem.Eng.Japan. 36,No.4. 441-448 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yoshida, O.Tavakoli: "Sub-critical Water Hydrolysis Treatment for Waste Squid Entrails and Production of Amino acids, organic acids, and Fatty Acids"J.Chem.Eng.Japan. 37,No.2. 253-260 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kishimoto, H.Yoshida: "Adsorption of Acidic Peptide on Crosslinked Chitosan Fiber : Equilibria"Proc.3rd Pac.Basin Conf.Ads.Sci.Tech.. 458-462 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kitahara, W.Galinada, H.Yoshida: "Equilibria for Adsorption of H_3PO_4,NaH_2PO_4,Na_2HPO_4, and Na_3PO_4 on Highly-Porous PEI Chitosan Resin"Third Intl.Conf.Ion Exch.. 13. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 北原浩之, Wilmer A.Galinada, 吉田弘之: "超多孔性PEIキトサン樹脂におけるH3PO4、NaH2PO4、Na2HPO4及びNa3PO4の吸着平衡"化学工学会第68年会研究発表講演要旨集. S105. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之, 片山裕紀: "亜臨界水・超臨界水処理による廃木材の資源・エネルギー化"化学工学会第36回秋季大会講演要旨集. I1A01. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之, 中橋知美: "亜臨界水処理による肉骨粉の無害化と資源化"化学工学会第36回秋季大会講演要旨集. I1A02. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yoshida, M.Sai, O.Tavakoli: "Detecting Heavy Metal Ions Concentrations in Scallop Viscera Wastes and Recovery of Those Metals Using Sub- and Supercritical Water Treatments"化学工学会第36回秋季大会講演要旨集. I1A03. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之, 岡本織江: "PEIキトサンビーズによるピログルタミン酸およびアミノ酸の完全吸着分離"化学工学会第36回秋季大会講演要旨集. V3A06. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] O.Tavakoli, H.Yoshida: "Trans-Esterification of Fatty Acids from Squid Oil by Using Trimethylsulfonium Hydroxide (TMSH)"化学工学会第68年会研究発表講演要旨集. G307. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "化学便覧 第6版 応用化学編"日本化学会編. 1709 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "第9回実践化学工学講座"化学工学会関西支部編. 434 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yoshida et al.: "Complete Adsorptive Separation of L-pyroglutamic Acid and L-leucine Using Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead -Equilibria -"Fundamentals of Adsorption. 7. 520-527 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yoshida et al.: "Equilibria for Adsorption of Phosphates on OH-Type Strongly Basic Ion Exchanger"AIChE J.. 48. 2193-2202 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yoshida et al.: "Sub-critical Water Hydrolysis Treatment for Waste Squid Entrails and Production of Amino Acids, Organic Acids, and Fatty Acids"Proceedings of 9^<th> Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE) Congress. 260 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshida et al.: "Effective Recovery of Harmful Metal Ions from Squid Wastes Using Sub-critical and Supercritical Water Treatments"Proceedings of 5^<th> International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 67-70 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "食品への超臨界流体応用ハンドブック"サイエンスフォーラム. 213 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "微生物利用の大展開"エヌ・テイー・エス. 1189 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之(分担): "超臨界流体の全て"テクノシステム. 656 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.YOSHJDA et al.: "Parallel Transport by Solid-Phase and Macropore Diffusion in a Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead in Case of Acetic Acid and Lactic Acid."J.Chem.Eng.Japan. 34・1. 55-65 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.YOSHIDA et al.: "Conversion of Entrails of Fish Waste to Valuable Resources by Sub-Critical Water Hydrolysis"Proceedings of Joint Sixth International Symposium on Hydrothermal Reactions & Fourth International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 122-125 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.YOSHJDA et al.: "Reaction Kinetics in Production of Oil, Proteins, Organic Acids and Amino Acids from Fish Meat by Sub-Critical Water Hydrolysis"Proceedings of Joint Sixth International Symposium on Hydrothermal Reactions & Fourth International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 199-202 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.YOSHIDA et al.: "Adsorption of C02 on Composites of Strong and Weak Basic Anion Exchange Resin and. Chitosan"J.Chem.Eng.Japan. 35・1. 32-39 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之: "個別生産プロセスにおけるアウトプット-インプット,インプット-アウトプット解析"環境科学会誌(ゼロエミッション特集号). 14・4. 333-343 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之: "ゼロエミッションを目指した地域物質循農ネットワークの構築とシナリオ策定手法"環境科学会誌(ゼロエミッション特集号). 14・4. 391-401 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之: "亜臨界水加水分解法による魚肉の有機酸・アミノ酸への有価物化に及ぼす反応条件の影響"廃棄物学会論文誌. 12・4. 163-167 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 吉田弘之: "ゼロエミッション型産業をめざして 産業における廃棄物再資源化の動向"シーエムシー. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2021-04-07  

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