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バイオマス資源から化学原料を製造するバイオファクトリー反応技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21310056
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 環境技術・環境材料
研究機関鹿児島大学

研究代表者

筒井 俊雄  鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (60133097)

研究分担者 伊地知 和也  鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (60041555)
連携研究者 坂木 剛  産業技術総合研究所, 主任研究員 (80357087)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2010年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2009年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
キーワード省資源技術 / 再生可能資源活用 / バイオマス / 化学原料 / バガス / 廃糖蜜 / ゼオライト / バイオリファイナリー / バイオファクトリー / 吸着分離 / 水熱反応 / 有機酸
研究概要

バイオマスの化学原料化プロセス技術を確立するため、廃糖蜜やバガスを原料として、前処理工程の水熱反応とその生成物をゼオライト触媒で改質する工程の触媒反応に関する研究を行った。バイオマスの前処理として、水のみおよび酸を加えた条件でバガスや廃糖蜜の水熱反応を行い、最適な反応条件、生成物収率、酸の影響などを明らかにした。また、前処理工程で得られる含酸素化合物によって、次の触媒反応工程における最終生成物の種類や収率が受ける影響について検討した。その結果、水熱処理においてレブリン酸まで分解するとBTX収率が最大となるが、5-ヒドロキシメチルフルフラールやグリコールアルデヒドなどでは単環芳香族とナフタレン環芳香族が得られ、単糖類だとナフタレン環芳香族とコークの生成が増大することがわかった。BTX収率の増大やコークの抑制にはゼオライトの細孔内への原料分子の拡散が重要であり、非定常反応操作などが有効であることを示した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Conversion of Etylmethylketone and Levulinic Acid into Petrochemicals over ZSM-5 as a Biorefinery Technology2012

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui, T., S. Mitsuyoshi, I. Endo, K. Mizuta
    • 雑誌名

      International Journal of Biomass and Renewables

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion of Etylmethylketone and Levulinic Acid into Petrochemicals over ZSM-5 as a Biorefinery Technology2012

    • 著者名/発表者名
      T.Tsutsui, S.Mitsuyoshi, I.Endo, K.Mizuta
    • 雑誌名

      International Journal of Biomass and Renewables

      巻: 1巻(未定)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオマスの水熱反応生成物の化学原料化に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      満吉修二、井上和也、筒井俊雄
    • 雑誌名

      鹿児島大学工学部研究報告

      巻: 53号 ページ: 25-29

    • NAID

      40019156752

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Conversion of oxygen-containing intermediates derived from biomass into petrochemicals over zeolites as a biorefinery technology2012

    • 著者名/発表者名
      T.Tsutsui, S.Mitsuyoshi, A.Mouri, T.Azuma, K.Mizuta, Y.Uemura
    • 学会等名
      243^<rd> American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      San Diego Convention Center, USA(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Conversion of Oxygen-containing Intermediates Derived from Biomass into Petrichemicals over Zeolites as a Biorefinery Technology2012

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui, T., S. Mitsuyoshi, A. Mouri, T. Azuma, K. Mizuta, Y. Uemura
    • 学会等名
      243^<rd> American Chemical Society National Meeting & Exposition, Fuel Chemistry Division
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] バイオマスの化学原料化のための水熱反応に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      西川雄大, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬
    • 学会等名
      第22回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      ホテル霧島キャッスル
    • 年月日
      2011-07-22
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] バガスの化学原料化のための水熱反応課程の検討2011

    • 著者名/発表者名
      川原直也, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬, 満吉修二
    • 学会等名
      第22回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      ホテル霧島キャッスル
    • 年月日
      2011-07-22
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] バイオマスの化学原料化プロセスに関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      東達弥, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬, 満吉修二
    • 学会等名
      第22回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      ホテル霧島キャッスル
    • 年月日
      2011-07-22
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] バイオマスの化学原料化に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      東達弥, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬, 満吉修二
    • 学会等名
      第48回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2011-07-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] リグノセルロース系バイオマスの水熱転化に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      藤村邦昌, 伊地知和也, 筒井俊雄, 水田敬, 満吉修二, 坂木剛
    • 学会等名
      化学工学会第76年会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] リグノセルロース系バイオマスの水熱転化に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      藤村邦昌, 伊地知和也, 筒井俊雄, 水田敬, 満吉修二, 坂木剛
    • 学会等名
      化学工学会第76年会
    • 発表場所
      小金井市(東京農工大学)
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライトを用いる新たな反応プロセスの試み2010

    • 著者名/発表者名
      筒井俊雄
    • 学会等名
      触媒学会三重地区講演会
    • 発表場所
      津市(三重大学)
    • 年月日
      2010-12-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Reactivity enhancement of shape-selective zeolite reaction by unsteady-state reaction method2010

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Inoue, Toshio Tsutsui, Kazuya Ijichi, Kei Mizuta
    • 学会等名
      23^<rd> International Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2010-12-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 水熱反応を用いたセルロース系バイオマスの利用2010

    • 著者名/発表者名
      藤村邦昌, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬
    • 学会等名
      第21回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-07-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 糖質バイオマス水熱反応生成物の化学原料化に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      井上和也, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬
    • 学会等名
      第21回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-07-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] バイオマスからの水熱反応生成物の分離法の研究2010

    • 著者名/発表者名
      西川雄大, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬
    • 学会等名
      第21回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-07-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] BDF製造時に副生する廃グリセリンのガス化の研究2010

    • 著者名/発表者名
      東達弥, 筒井俊雄, 伊地知和也, 水田敬
    • 学会等名
      第21回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-07-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Biorefinery as Future Technology2010

    • 著者名/発表者名
      Toshio Tsutsui
    • 学会等名
      1^<st> International Conference on Process Engineering and Advanced Materials
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2010-06-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス由来の有機酸の化学原料化2010

    • 著者名/発表者名
      筒井俊雄
    • 学会等名
      化学工学会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 水熱反応によるバガス・廃糖蜜の化学原料化2010

    • 著者名/発表者名
      吉元一博
    • 学会等名
      化学工学会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス由来の有機酸の化学原料化2009

    • 著者名/発表者名
      毛利雅裕美
    • 学会等名
      石油学会
    • 発表場所
      沖縄産業支援センター(沖縄県)
    • 年月日
      2009-12-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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