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短時間高活性水熱前処理を用いた利益創出・エコ型バイオマス全成分有効利用法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H00644
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関徳島大学

研究代表者

中村 嘉利  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (20172455)

研究分担者 森脇 真希 (高野)  富山大学, 学術研究部工学系, 助教 (10444192)
浅田 元子  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (10580954)
石田 竜弘  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (50325271)
中崎 清彦  創価大学, プランクトン工学研究所, 教授 (70180263)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2023年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2022年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2021年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2020年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
キーワードバイオリファイナリー / バイオマス全成分有効利用法 / バイオマス全成分有効利用 / バイオマス
研究開始時の研究の概要

本研究では、国内で大量に発生する未利用木質バイオマス(間伐材、成形廃棄残材やおがくず等)を原料として、短時間高活性水熱前処理(加圧式マイクロ波水熱処理または高圧高温水蒸気処理)を用いた高付加価値バイオマス由来化成品(電子基板材料用エポキシ硬化樹脂、カーボンナノファイバー、薬剤用DDS担体セルロースナノファイバーや高強度ポリ乳酸コンポジットなど)の創製と機能性評価を行う。

研究成果の概要

国内で大量に発生する未利用植物性バイオマス(スギ、タケ、藁等)を原料として、短時間高活性水熱前処理を用いた高付加価値バイオマス由来化成品(抗酸化物質、電子基板材料用エポキシ硬化樹脂、薬剤用DDS担体セルロースナノファイバーや高強度ポリ乳酸コンポジットなど)の創製と機能性評価を行う。本研究では、既往バイオリファイナリー研究の課題であった製造コストの削減と実用化のために①廃棄物や廃液の削減、②全構成成分の有効利用法の開発、③高付加価値製品(安全安心な高植物度高機能性化成品)への変換、製造を行うことでブレイクスルーする。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は環境低負荷で低コストかつ酸・アルカリなどの腐食性物質フリーの前処理操作である短時間高活性水熱前処理を用いて、未利用植物性バイオマスの全構成成分を高付加価値バイオマス由来化成品に効率的に変換するための利益創出型システムの創製を目指す。バイオマス構成成分であるセルロースやリグニンが環境中に長期間蓄積されたという報告は皆無であり、それらの生分解性は高いと同時にある程度の期間は形状維持が可能であるので、代替化成品原料として期待できる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Antioxidant and antimicrobial activities of lignin-derived products from all steam-exploded palm oil mill lignocellulosic biomass waste2024

    • 著者名/発表者名
      Sholahuddin Sholahuddin、Arinawati Dian Yosi、Nathan Vinod Kumar、Asada Chikako、Nakamura Yoshitoshi
    • 雑誌名

      Chemical and Biological Technologies in Agriculture

      巻: 11 号: 1 ページ: 5-5

    • DOI

      10.1186/s40538-023-00529-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficiency of β-glucan production by Sparassis crispa depends on mycelium shape2022

    • 著者名/発表者名
      Okumura Ryosuke、Nakamura Yoshitoshi、Asada Chikako
    • 雑誌名

      Biomass Conversion and Biorefinery

      巻: 14 号: 2 ページ: 1939-1947

    • DOI

      10.1007/s13399-022-02555-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of hydrothermal treatment on organic matter degradation, phytotoxicity, and microbial communities in model food waste composting2022

    • 著者名/発表者名
      Zainul Kamal Syazni、Ngoc Minh Tran Quyen、Koyama Mitsuhiko、Mimoto Hiroshi、Asada Chikako、Nakamura Yoshitoshi、Nakasaki Kiyohiko
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 133 号: 4 ページ: 382-389

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2022.01.004

    • NAID

      210000159600

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of spiculisporic acid by Talaromyces trachyspermus in fed-batch bioreactor culture2021

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki-Takano Maki、Asada Chikako、Nakamura Yoshitosi
    • 雑誌名

      Bioresources and Bioprocessing

      巻: 8 号: 1 ページ: 59-59

    • DOI

      10.1186/s40643-021-00414-1

    • NAID

      120007147671

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Activated Cow Dung as Inoculum on Methane Production of Steam-Exploded Rice Husks2021

    • 著者名/発表者名
      Sholahuddin、Nakamura Yoshitoshi、Asada Chikako
    • 雑誌名

      Waste and Biomass Valorization

      巻: - 号: 9 ページ: 5019-5028

    • DOI

      10.1007/s12649-021-01365-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Biopolymer Composite Using Cedar‐Derived Cellulose Nanofibers2021

    • 著者名/発表者名
      Asada Chikako、Seno Masato、Nakamura Yoshitoshi
    • 雑誌名

      Waste and Biomass Valorization

      巻: 12 号: 11 ページ: 6245-6254

    • DOI

      10.1007/s12649-021-01436-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Utilization of Steam-Treated and Milling-Treated Lignin from Moso Bamboo as Curing Agent of Epoxy Resin2021

    • 著者名/発表者名
      Asada Chikako、Honjo Koki、Nakamura Yoshitoshi
    • 雑誌名

      Waste and Biomass Valorization

      巻: 12 号: 11 ページ: 6261-6272

    • DOI

      10.1007/s12649-021-01444-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave-Assisted Hydrolysis of Cellulose in Towel and Wheat Straw Using Freeze-Thawing with NaOH2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Chizuru、Sumitomo Yuka、Odashima Kai、Asada Chikako、Nakamura Yoshitoshi
    • 雑誌名

      Waste and Biomass Valorization

      巻: - 号: 6 ページ: 3331-3339

    • DOI

      10.1007/s12649-020-01219-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Saccharomyces cerevisiae BA11を利用した効率的バイオエタノール生産2024

    • 著者名/発表者名
      樫谷 侑太朗, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第67回講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気蒸煮前処理条件がバイオマス酵素糖化に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      樫谷 侑太朗, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部大会山口大会化学教育研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 物性の異なるナノセルロースを用いて調製したパクリタキセル包埋CNFの調製2023

    • 著者名/発表者名
      高田 正希, 安藤 英紀, 田島 健次, 松島 得雄, 草野 貴友, 浅田 元子, 中村 嘉利, 石田 竜弘
    • 学会等名
      第62回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] クヌギからのOne-Pot酸化法を用いたCNC製造と評価2023

    • 著者名/発表者名
      西村 健太郎, 浅田 元子, 中村 嘉利, 植木 智之, 源 貴志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度中四国・西日本支部合同大会講演
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] S. cerevisiae BA11の耐性評価とキシロース資化性付与2023

    • 著者名/発表者名
      樫谷 侑太朗, 浅田 元子, Prihardi Kahar, 荻野 千秋, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度中四国・西日本支部合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気爆砕による稲わら由来のリグニン分解物を利用した光殺菌の検討2023

    • 著者名/発表者名
      中杉 昌太, 鈴木 昭浩, 浅田 元子, 中村 嘉利, 白井 昭博
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会第50回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物性バイオマス含有糖有効利用のための水蒸気蒸煮前処理効果検討2023

    • 著者名/発表者名
      樫谷 侑太朗, DINH GIA TIHEN, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第65回講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Pressurized microwave-assisted hydrothermal treatment with various salts for efficient bioethanol production from plant biomass2023

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Kashitani, Yoshitoshi Nakamura and Chikako Asada
    • 学会等名
      16th Annual International Conference on the Challenges in Environmental Science & Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Utilization of steam and milling treated bamboo lignin as antioxidant polyphenol and epoxy resin curing agent2023

    • 著者名/発表者名
      Chikako Asada, KASHITANI Yutaroh and Yoshitoshi Nakamura
    • 学会等名
      XXXI International Conference on Polyphenols
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep eutectic solvent pretreatment for conversion of lignocelllulosic biomass into useful materials2022

    • 著者名/発表者名
      Chikako Asada and Yoshitoshi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Challenges in Environmental Science and Engineering CESE 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオマス前処理としての深共晶溶媒利用法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      永井 孝典, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス由来リグニンの化学修飾によるエポキシ樹脂機能性付与とその評価2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊 有美, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Low-molecular-weight lignin production from palm oil kernel shell2022

    • 著者名/発表者名
      Sholahuddin Sholahuddin, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Deep eutectic solvent pretreatment for conversion of lignocelllulosic biomass into useful materials2022

    • 著者名/発表者名
      Chikako Asada, Yoshitoshi Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Challenges in Environmental Science and Engineering CESE 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオマス由来リグニンの化学修飾によるエポキシ樹脂機能性付与とその評価2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊 有美, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度中国四国支部大会(第63回講演会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Low-molecular-weight lignin production from palm oil kernel shell2022

    • 著者名/発表者名
      Sholahuddin, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度中国四国支部大会(第63回講演会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cured lignin epoxy resin made from lignocellulosic waste using steam treatment followed by milling treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Chikako Asada, Sholahuddin, Yoshitoshi Nakamura
    • 学会等名
      8th International Conference on Engineering for Waste and Biomass Valorisation (Web会議)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 農産廃棄物(稲わら)を原料とした CNF の製造2020

    • 著者名/発表者名
      六車 知晃, 中村 嘉利, 浅田 元子
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度中四国支部大会(第57回講演会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] リグノセルロース系バイオマス利用のための深共晶溶媒処理の検討2020

    • 著者名/発表者名
      吉田 優, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度中四国支部大会(第57回講演会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 農業廃棄物(ユズの皮)を原料とした CNF の生産と分析2020

    • 著者名/発表者名
      YILAMU DILIMULATI, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度中四国支部大会(第57回講演会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] リグニンエポキシ樹脂硬化物の物性に及ぼす無機質フィラー添加効果の検討2020

    • 著者名/発表者名
      岡部 聖, 浅田 元子, 中村 嘉利
    • 学会等名
      日本生物工学会西日本支部大会2020(第5回講演会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Antioxidant activity of polyphenolic fraction of Shibataea kumasasa leaves2020

    • 著者名/発表者名
      Nilofar, Kenshiro Katsura, Yoshitoshi Nakamura and Koji Kishimoto
    • 学会等名
      2020 Sakura-Bio Meeting (On Line)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 重合開始剤,硬化剤,架橋剤の選び方、使い方とその事例2021

    • 著者名/発表者名
      淺田元子、中村嘉利、今井昭夫、稲垣勝美、永島田貴之、越部 茂、下村 修、吉川信一郎、 宮本充彦、橋本裕輝、熊野 岳、軍司康弘、原口和敏、戸倉一樹、御田村紘志、高橋宏明、 高須昭則、高村真澄、高島義徳、他56名
    • 総ページ数
      611
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048401
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 最新の海洋生分解性プラスチックの研究開発動向2021

    • 著者名/発表者名
      淺田元子、石井淑夫、岩田忠久、内田圭一、内野佳仁、宇山浩、榎牧子、小川玲奈、粕谷健一、 加藤千明、紙野圭、亀山豊、岸村小太郎、木村聡、権正行、佐藤駿佑、鈴木美和、髙橋幹男、 橘熊野、田中一生、他7名
    • 総ページ数
      348
    • 出版者
      テクノシステム
    • ISBN
      9784924728875
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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