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食品廃棄物を循環利用するエネルギー・物質の製造技術の開発と導入効果の検討

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0038
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 食料循環研究
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三村 直樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50358115)

研究分担者 佐藤 修  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20357148)
白川 博章  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (50393038)
藤原 正浩  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (90357921)
研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2016年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード食品廃棄物 / 触媒 / 化学的変換 / グリセリン / 酸化反応 / メタンカップリング / バイオマス有効利用 / 再生可能エネルギー / 技術の導入・普及 / 触媒・化学プロセス / 触媒反応 / CO2削減 / 環境技術 / 二酸化炭素排出削減 / 廃棄物再資源化
研究成果の概要

本研究は食料循環という大きな課題のもと、食品廃棄物から物質とエネルギーを化学的な物質変換の手法により得る研究を行った。食品廃棄物の利用法として、例えば発酵等の生物的プロセスではなく、化学反応(触媒反応)を物質変換プロセスの中心に置いたことが本研究の特長である。また、食品廃棄物は回収や集積が重要な課題であるので、賦存量の調査を行い効率的な回収法の確立に役立てることも検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は食料循環という地球レベルの大きな課題のもと、食品廃棄物から物質とエネルギーを化学的な手法である触媒反応により得ることを行った。本課題の特長は、食品廃棄物の利用法として、例えば発酵等の生物的プロセスではなく、化学反応(触媒反応)を物質変換プロセスの中心に置いたことである。このため、反応速度が速く、生物的な手法では到達できない生産速度で有用物質を得ることができる可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Continuous production of glyceric acid and lactic acid by catalytic oxidation of glycerol over an Au?Pt/Al2O3 bimetallic catalyst using a liquid-phase flow reactor2020

    • 著者名/発表者名
      Mimura Naoki、Muramatsu Natsumi、Hiyoshi Norihito、Sato Osamu、Yamaguchi Aritomo
    • 雑誌名

      Catalysis Today

      巻: - ページ: 191-196

    • DOI

      10.1016/j.cattod.2020.03.029

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface modification of H-ZSM-5 with organo-disilane compound for propylene production from dimethyl ether2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Masahiro、Mimura Naoki、Sato Osamu、Yamaguchi Aritomo
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 280 ページ: 219-226

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2019.02.005

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous Catalytic Oxidation of Glycerol to Carboxylic Acids Using Nanosized Gold/Alumina Catalysts and a Liquid-Phase Flow Reactor2018

    • 著者名/発表者名
      Mimura Naoki、Muramatsu Natsumi、Hiyoshi Norihito、Sato Osamu、Masuda Yoshio、Yamaguchi Aritomo
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 10 ページ: 13862-13868

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01191

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Continuous catalytic oxidation of glycerol into carboxylic acids in water solvent using liquid-phase flow reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Mimura Naoki、Muramatsu Natsumi、Hiyoshi Norihito、Sato Osamu、Yamaguchi Aritomo
    • 学会等名
      8th Asia-Pacific Congress in Catalysis (APCAT8)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金触媒とフロー反応装置を用いるバイオマス資源からの有用物質の合成2019

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第8回 JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 食品廃棄物の加熱処理による機能性材料の製造2019

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、佐藤 修、藤原 正浩、山口 有朋
    • 学会等名
      石油学会・山形大会(第49回石油・石油化学討論会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 担持金属触媒による食品廃棄物の超臨界水ガス化処理2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 修、村松 なつみ、山口 有朋、白井 誠之、三村 直樹
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機ジシラン修飾H-ZSM-5によるジメチルエーテルからのプロピレン合成2018

    • 著者名/発表者名
      藤原 正浩、三村 直樹、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金触媒を用いるグリセロールの液相流通式酸化反応によるカルボン酸類の連続的合成2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] フローリアクターを用いるバイオマスの有効利用を目指した触媒開発2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Liquid-phase flow oxidation of glycerol into carboxylic acids over gold catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      The International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2018 (C&FC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid phase oxidation of glycerol in flow-type reactor with molecular oxygen over highly dispersed nano-sized gold catalysts supported on Al2O32018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋、増田 善雄
    • 学会等名
      8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gold Catalysts for Liquid-Phase Flow Reactor: Catalytic Oxidation of Glycerol into Functional Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、長瀬 多加子、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      Gold 2018,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid-phase flow oxidation of glycerol into carboxylic acids as functional molecules using molecular oxygen as an oxidant2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      International Symposium on Gold Chemistry 2018 (金の化学に関する国際シンポジウム 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触媒を用いるバイオマス資源の化学的変換技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      アグリテクノフェアin北海道
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超臨界水を利用する担持金属触媒による食品廃棄物(おから)のガス化処理2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 修、村松 なつみ、山口 有朋、白井 誠之、三村 直樹
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 固体触媒によるバイオマス由来原料からの高機能分子の合成2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      GIC(グリーンプロセスインキュベーションコンソーシアム)平成29年度第54回研修セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Valorization biomass derived reactants in liquid-phase flow-type reactor2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、増田 善雄、山口 有朋
    • 学会等名
      13th European Congress on Catalysis (EUROPACAT 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 流通式反応装置によるバイオマス原料からの有用物質の連続的合成2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、山口 有朋、佐藤 修、増田 善雄
    • 学会等名
      第6回 JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオマス資源を触媒の力で有効利用2017

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      あおもり産学官金連携Day2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 食品や農業の廃棄物を触媒の力で有効利用2016

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      産学官連携フェア2016みやぎ
    • 発表場所
      仙台国際センター、宮城県仙台市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 触媒を用いたバイオマス資源の化学的変換2016

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      第20回規則性多孔体セミナー
    • 発表場所
      鳥取大学、鳥取県鳥取市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 含酸素有機化合物からの炭化水素を製造するための触媒及び該触媒を用いた炭化水素の製造方法2018

    • 発明者名
      藤原正浩、三村直樹
    • 権利者名
      国立研究開発法人 産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-107719
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2016-07-20   更新日: 2023-03-08  

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