バイオリファイナリー構築のための新規熱化学変換法の開発

• 研究課題/領域番号: 22246100
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 反応工学・プロセスシステム
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 前 一廣 京都大学, 工学研究科, 教授 (70192325)
• 研究分担者: 長谷川 功 京都大学, 工学研究科, 助教 (20346092)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 47,190千円 (直接経費: 36,300千円、間接経費: 10,890千円); 2012年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円); 2011年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2010年度: 22,360千円 (直接経費: 17,200千円、間接経費: 5,160千円)
• キーワード: バイオマス / バイオリファイナリー / 高温高圧処理 / 酸化反応 / ポリマー原料 / 酸糖化 / 熱分解 / 有機酸 / リグニン / ヘミセルロース

研究概要

バイオマス構成成分から有用化学物質を製造する新規変換法の開発を進め、リファイナリースキームの基盤を構築することを目指し、以下の成果を得た。過酸化水素を 1.5wt%添加、200℃、2 分程度の熱水でリグニンから3種類のみの有機酸を合計 45%の収率で得た。乳酸の純酸素酸化を試み、 80℃数分で選択率 100%、収率 80%以上のピルビン酸を得た。酸化前処理したセルロースの 240℃水熱分解により、HMF や有機酸への収率を倍増させる転換法を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Direct saccharification of lignocellulosic biomass by hydrolysis with formic acid solution (2013)
  • 著者名/発表者名: Isao Hasegawa, Teng Hong Khoo, Kazuhiro Mae
  • 雑誌名: Green Processing and Synthesis 巻: 2 号: 2 ページ: 143-149
  • DOI: 10.1515/gps-2012-0090
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yasukawa, W. Ninomiya, K. Ooyachi, N. Aoki, K. Mae
  • 雑誌名: Industrial and Engineering Chemistry Research 巻: 50 号: 7 ページ: 3858-3863
  • DOI: 10.1021/ie102043a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective Production of Organic Acids and Depolymerization of Lignin by Hydrothermal Oxidation with Diluted Hydrogen Peroxide (2011)
  • 著者名/発表者名: Isao Hasegawa, Yusuke Inoue, Yosuke Muranaka, Toshiya Yasukawa, Kazuhiro Mae
  • 雑誌名: Energy & Fuels 巻: 25 号: 2 ページ: 791-796
  • DOI: 10.1021/ef101477d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlations of kinetic parameters in biomass pyrolysis with solid residue yield and lignin content (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Hashimoto, Isao Hasegawa, Junichi Hayashi, Kazuhiro Mae
  • 雑誌名: Fuel 巻: 90 号: 1 ページ: 104-112
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2010.08.023
  • NAID: 120002661520
  • 査読あり
• [学会発表] セルロースの多段処理によるレブリン酸の製造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村中 陽介、長谷川 功、前 一廣
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 仙台 東北大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Selective production of oxalic acid and hydroxymethylfurfural by hydrothermal oxidation with diluted hydrogen peroxide (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Muranaka, Akira Iwai, Isao Hasegawa, Kazuhiro Mae
  • 学会等名: 244th American chemical society national meeting
  • 発表場所: 米国フィラデルフィア
  • 年月日: 2012-08-19
• [学会発表] セルロースの多段処理による有用化学物質への分解 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村中 陽介、長谷川 功、前 一廣
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 新宿区工学院大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] バイオマスの多段熱分解による生成物の選択的回収の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 功、谷口 幸助、前 一廣
  • 学会等名: 化学工学会第76回年会
  • 発表場所: 小金井市東京農工大学
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] バイオマスの多段熱分解による生成物の選択的回収の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川功、谷口幸助、前一廣
  • 学会等名: 化学工学会第76回年会
  • 発表場所: 東京農工大学(小金井市)(中止のためCD-ROM)
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] 高温高圧酸化改質を利用したリグノセルロースのリファイナリースキームの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 功、岩井 顕、前 一廣
  • 学会等名: 第6回バイオマス科学会議
  • 発表場所: 吹田市大阪大学
  • 年月日: 2011-01-12
• [学会発表] 高温高圧酸化改質を利用したリグノセルロースのリファイナリースキームの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷川功、岩井顕、前一廣
  • 学会等名: 第6回バイオマス科学会議
  • 発表場所: 大阪大学(吹田市)
  • 年月日: 2011-01-12
• [学会発表] Kinetic Analysis of Biomass Pyrolysis and Estimation of its Parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: Isao Hasegawa, Kenji Hashimoto, Kazuhiro Mae
  • 学会等名: Second International Symposium on Gasification and Its Application
  • 発表場所: ルイガンスホテル(福岡市)(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-06
• [学会発表] バイオマス熱分解反応の速度パラメータの相関 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本 健治、 長谷川 功、 前 一廣、林順一
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都市同志社大学
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] バイオマス熱分解反応の速度パラメータの相関 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本健治、長谷川功、前一廣、林順一
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学(京都市)
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] セルロースの多段処理によるレブリン酸の製造
  • 著者名/発表者名: 村中 陽介、長谷川功、前 一廣 (村中陽介）
  • 学会等名: 化学工学会 第44回秋季大会
  • 発表場所: 仙台、東北大学
• [学会発表] Selective production of oxalic acid and hydroxymethylfurfural by hydrothermal oxidation with diluted hydrogen peroxide
  • 著者名/発表者名: Yosuke Muranaka, Akira Iwai, Isao Hasegawa, Kazuhiro Mae (Yosuke Muranaka)
  • 学会等名: 244th American chemical society national meeting
  • 発表場所: 米国、フィラデルフィア
• [学会発表] セルロースの多段処理による有用化学物質への分解
  • 著者名/発表者名: 村中 陽介、長谷川 功、前 一廣（前 一廣）
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 東京都新宿区工学院大学
• [備考]
  • URL: http://www.cheme.kyoto-u.ac.jp/8koza/
• [備考]
  • URL: http://www.cheme.kyoto-u.ac.jp/8koza/