| 研究概要 |
本研究では、超臨界水を反応溶媒としてバイオマスの主構成成分であるセルロースの高速・大量処理プロセスの開発を目的とする。いままでの研究からセルロースの分解反応経路が判っている。そこで、超臨界水中のセルロース分解反応を詳細に解明するために、モンテカルロ・シミュレーションの手法を用いて、生成物分布の予測、推算法について検討を行なった。
セルロースはグルコースの重合体であることから、本研究では、モデル化合物としてセロビオース(グルコース2量体)とセロトリオース(グルコース3量体)を用いた。セロビオースの実験結果から速度定数を評価し、これより求めた速度定数を用いて、MCシミュレーションによりセロトリオースの分解生成物の評価を行なった。
実験は高温・高圧用の流通式反応装置を用い、反応温度は、300℃〜400℃、圧力(25,30,35,40MPa)に調整した。また、得られた生成物は、HPLC-RI/UVにより同定・定量した。
セロビオース分解反応において、実験より活性化エネルギーは90.3kJ/molとなり、文献値と良好に一致しており、実験方法に健全性が確認された。実験より得られた速度定数を用いて、セロトリオースの分解反応のモンテカルロシミュレーションを行なったところ、実験結果と良好な一致した。
本シミュレーション法により、より重合度の大きいひいてはセルロースの生成物分布の予測ができると考える。
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