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バイオマス系廃棄物の再資源化のための新規前処理法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15760577
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 触媒・資源化学プロセス
研究機関京都大学

研究代表者

長谷川 功  京都大学, 工学研究科, 助手 (20346092)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードバイオマス / 脱リグニン / 成分分離 / アセトン / 抽出 / 流通反応 / リグニン / 流通反応器
研究概要

昨年度に続いて、抽出条件が抽出率におよぼす種々の影響を検討した。溶剤としては同じくアセトン水溶液を用いた。一段回分式と二段流通式を比較した結果、両プロセスとも同程度の抽出率を示すことがわかった。一段回分式では50%アセトン水溶液の200℃抽出によって、50%の抽出率を示した。これは二段流通式の脱リグニン温度230℃より低温であるが、回分式であるために加水分解で生成したヘミセルロースからの有機酸が、脱リグニンを触媒していることが、詳細な分析により明らかとなった。すなわち、ヘミセルロースのアセチル基もまた分解することで酢酸を生じ、溶液のpHを下げ、脱リグニンを促進したのである。よって脱リグニン温度を小さくすることはできるが、生成物を分離しながら回収することはできないことになる。また、同じ抽出率である二段流通式抽出では、230℃というより高温にさらされているため、固体として残るセルロースが脱水架橋化し、酸素含有率が小さく、熱分解によるチャー収率の増加に成功した。これにより、純セルロースのチャー収率が6%程度なのに対して、3倍以上もの21%を達成することができた。一方、リグニン抽出液については、昨年度購入の液体クロマトグラフを用いて、分子量分布を測定した。その結果、流通式では分子量900程度に、回分式では1800と7200程度にピークをもつ分布の分子量へと低分子化しながら、アセトンに抽出されていることがわかった。流通式では抽出温度が高いこと、回分式では再縮合が起こることがその理由と考えられる。以上より、両プロセスともにアセトンを抽出溶剤として用いていることから、溶剤の回収も可能で、それによるリグニンの分離も容易である。また、激しい分解を伴っていないことから、炭酸ガスなどもほとんど排出せず、提案法はバイオマスから成分を分離する前処理としては極めて環境調和型であることを明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2004

すべて 雑誌論文 (1件)

  • [雑誌論文] New Pretreatment Methods Combining a Hot Water Treatment and Water/Acetone Extraction for Thermo-Chemical Conversion of Biomass2004

    • 著者名/発表者名
      Isao Hasegawa, Kazuhide Tabata, Osamu Okuma, Kazuhiro Mae
    • 雑誌名

      Energy & Fuels 18

      ページ: 755-760

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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