| 研究課題/領域番号 |
06556026
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究分野 |
林産学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐野 嘉拓 北海道大学, 農学部, 教授 (10001463)
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| 研究分担者 |
高井 光男 北海道大学, 工学研究科, 教授 (50002019)
小澤 修二 北海道大学, 農学部, 助手 (50204194)
浦木 康光 北海道大学, 農学部, 助教授 (90193961)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| キーワード | 酢酸パルプ化 / 多価アルコールパルプ化 / 低質材 / バイオマス変換 / リグニン炭素繊維 / 繊維状活性炭 / 間伐材 / オルガノソルブパルプ化 |
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| 研究概要 |
間伐木、風倒木、早生広葉樹などの低質材を付加価値の高い用途に利用するために、低質材に含まれる主要な成分を温和な常圧有機溶媒抽出法により成分分離し、各成分の性状と利用法を検討した。カバ、ポプラなどの広葉樹材およびトドマツとエゾマツの針葉樹間伐材は少量の硫酸などを含む酢酸水溶液(AcOH)で煮沸抽出する簡便なAcOHプロセスにより、製紙用パルプ、ヘミセルロースおよびリグニンにほぼ定量的に分別分離することが可能であった。スギとカラマツの各間伐材も同様に成分分離されたが、パルプ中に残存リグニンが多く存在した。新たな多価アルコール系溶媒を用いたPHAプロセスにより、これらの低質材の成分分離を検討した。PHAプロセスではスギやカラマツも支障なくパルプ化され、リグニンを大量に回収することが可能であった。PHA系の溶媒は酢酸と同様に、パルプ化により消費された部分をパルプ副産物の多糖類から製造し、補給することが可能である。成分分離した各成分の性状と利用法を検討した。AcOHとPHAの両プロセスから得たパルプは何れも、製紙用パルプとしての特性を有し、特に後者のパルプは残存リグニンが少なく、漂白が容易であり、グルコース含量が高いことから、溶解用パルプにも利用出来る。AcOHリグニン、特にAcOH広葉樹リグニンは特異的な熱溶融性を示し、溶融紡糸-不融不溶化-炭素化による簡便で経済的な方法により炭素繊維に変換することが出来た。また、廉価な炭素繊維を原料として高価な繊維状活性炭を製造することも可能であり、パルプ副産物のリグニンの汎用的な有効利用法を確立された。糖類は発酵原料、ケミカルス原料や食品添加物に利用できる。
以上の結果、省エネルギー、無公害な新たなAcOHまたはPHAパルプ化法により低質材をパルプ化し、パルプおよび非繊維成分を付加価値の高い用途に高度利用するバイオマス変換プロセスが「低質材の利用法」が有効と考えられる。
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