| 研究課題/領域番号 |
17580289
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
環境農学
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
桑原 正章 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (40035978)
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| 研究分担者 |
山内 繁 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (30279509)
栗本 康司 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 准教授 (60279510)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | メタン発酵 / 嫌気発酵 / セルロース / 解繊 / 微粉砕 / 白色腐朽菌 / 木質バイオマス / スギ / 前処理 / ブナ / 担子菌 / リグニン / リファイナー処理 |
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| 研究概要 |
先ず、下水終末処理場の消化汚泥を嫌気発酵に用いることの適否について検討し、フラスコレベル実験で消化汚泥がグルコース、結晶性セルロース(アビセル)、濾紙からのガス生産に利用できることがわかった。次いで、18L容ポリエチレン製タンクを用いる発酵のスケールアップを行い、同様に発酵が進行することを認めた。また、この実験において、発酵に用いる汚泥は発酵に加えたセルロースに馴化されており、このような馴化汚泥を用いるセルロースからのガスの生産速度は、馴化されていない汚泥に比べて上昇していた。
次に、試料に対する前処理の効果を処理材のセルラーゼ(メイセラーゼ)による糖化率とメタン発酵から評価した。先ず、CMT社製粉砕器を用いてブナ材に対する微粉砕処理の効果を検討したところ、ホロセルロースあたりの糖化率は未処理では4.9%であるのに対し、処理時間を5分、20分、1時間および2時間とした場合、それぞれ24.9、47.6、74.6および88.6%に達した。一方、スギ材に対してもほぼ同様の効果が得られた。ついで、微粉砕処理材にについててメタン発酵を行った。5gの20分処理ブナ材からは20日間および60日間の発酵によりそれぞれ900mlおよび1,500mlのガスが得られた。しかし、スギ材からのガス発生は低く、1時間処理においても60日間の発酵で600mlのガス発生に留まった。
ついで、リグニン分解能の高い10株の白色腐朽菌によるブナ材の処理を試みた。Coriolus consors、Coriolus hirsutusおよびCyathus stercoreusによる処理は高い酵素糖化率を与え、1、2および4ヶ月処理によりC.consorsではそれぞれ25.0、35.7および49.7%、C.hirsutusでは26.8、51.9および58.3%、C.stercoreusでは27.4、30.9および52.8%の糖化率であった。また、これら3種の担子菌で処理した試料2.5gをメタン発酵に供試したところ、12日間で650、470および410mlのガス発生がみられた。なお発生ガスのメタン含量は約45〜55%であった。このことから、担子菌処理の有効性が示された。
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