2002 年度実績報告書

紙パルプ汚泥の亜臨界水処理による生分解性ポリ乳酸への資源化と高速メタン発酵

研究課題

研究課題/領域番号	13480180
研究機関	大阪府立大学
研究代表者	吉田弘之大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50081360)
研究分担者	GALINADA Wilmer 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80347509)
キーワード	亜臨界水 / 加水分解 / メタン発酵 / 乳酸 / 酢酸 / 吸着 / 分離
研究概要	1)紙パルプ汚泥の小スケールバッチ亜臨界水加水分解処理およびベンチプラント実験: 7.8ccのステンレス製バッチ反応器を使用し、所定温度のソルトバス中で反応させた。反応後、固相と水相に分かれた。反応後の水相におけるTOC、糖、有機酸、アミノ酸の生成量に及ぼす温度および反応時間の影響を検討した。600K以上で、固相の残存率が約40%一定になった。糖として主にセルビオース、グルコース、フルクトース、エリトロースが得られ、約1分で最大生成量を示し、その後急速に減少した。この糖が加水分解して、グリコース酸、乳酸、酢酸、レブリン酸、プロピオン酸が生成した。600K以上では酢酸が主な生成物となり、大量の酢酸が得られた。563K〜583Kにおいて乳酸の生成量が最大値を示した。この乳酸の最大生成量は酢酸の同温度における酢酸の生成量に比べやや少ない程度であった。以上の結果メタン発酵にとって最も効果的に働く酢酸が最大生成量を示し、また、メタン発酵にとって濃度が高くなれば阻害物質として働く蟻酸はほとんど生成しなかった。比較のため、純セルロースとしてろ紙を用いて同様の実験を行った。大略類似した結果が得られたが、パルプ汚泥に含まれる分解しない無機物の触媒効果が見られ、今後の研究の進展につながる結果が得られた。ベンチプラント実験は開始したところであるが、小スケールバッチ実験の結果とほぼ同様の結果が得られた。 2)乳酸と酢酸の吸着分離の基礎研究: 酢酸と乳酸が主な生成物であった。乳酸を選択的に吸着分離回収して生分解性プラステックの原料に使用、酢酸など他の有機酸を高速メタン発酵に使用する。吸着剤としては、研究代表者が富士紡績(株)と共同開発した超多孔性PEIキトサンビーズ、および市販の弱塩基性イオン交換樹脂を使用し、比較検討した。各有機酸の単一成分系、2成分系における吸着平衡、吸着速度の測定を行い、理論的な検討も加えた。乳酸と酢酸は、酢酸がやや吸着量が劣るが、両者とも高選択的にPEIキトサン樹脂に吸着した。一方、乳酸と酢酸の吸着速度において大きな差は認められたことから速度差分離が可能であることが判明した。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] H.Yoshida et al.: "Complete Adsorptive Separation of L-pyroglutamic Acid and L-leucine Using Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead -Equilibria -"Fundamentals of Adsorption. 7. 520-527 (2002)
[文献書誌] H.Yoshida et al.: "Equilibria for Adsorption of Phosphates on OH-Type Strongly Basic Ion Exchanger"AIChE J.. 48. 2193-2202 (2002)
[文献書誌] H.Yoshida et al.: "Sub-critical Water Hydrolysis Treatment for Waste Squid Entrails and Production of Amino Acids, Organic Acids, and Fatty Acids"Proceedings of 9^<th> Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE) Congress. 260 (2002)
[文献書誌] Yoshida et al.: "Effective Recovery of Harmful Metal Ions from Squid Wastes Using Sub-critical and Supercritical Water Treatments"Proceedings of 5^<th> International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 67-70 (2002)
[文献書誌] 吉田弘之(分担): "食品への超臨界流体応用ハンドブック"サイエンスフォーラム. 213 (2002)
[文献書誌] 吉田弘之(分担): "微生物利用の大展開"エヌ・テイー・エス. 1189 (2002)
[文献書誌] 吉田弘之(分担): "超臨界流体の全て"テクノシステム. 656 (2002)

2002 年度 実績報告書

紙パルプ汚泥の亜臨界水処理による生分解性ポリ乳酸への資源化と高速メタン発酵

研究代表者

吉田 弘之 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50081360)

研究成果

[文献書誌] H.Yoshida et al.: "Complete Adsorptive Separation of L-pyroglutamic Acid and L-leucine Using Polyaminated Highly Porous Chitosan Bead -Equilibria -"Fundamentals of Adsorption. 7. 520-527 (2002)

[文献書誌] H.Yoshida et al.: "Equilibria for Adsorption of Phosphates on OH-Type Strongly Basic Ion Exchanger"AIChE J.. 48. 2193-2202 (2002)

[文献書誌] H.Yoshida et al.: "Sub-critical Water Hydrolysis Treatment for Waste Squid Entrails and Production of Amino Acids, Organic Acids, and Fatty Acids"Proceedings of 9^<th> Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE) Congress. 260 (2002)

[文献書誌] Yoshida et al.: "Effective Recovery of Harmful Metal Ions from Squid Wastes Using Sub-critical and Supercritical Water Treatments"Proceedings of 5^<th> International Conference on Solvo-Thermal Reactions. 67-70 (2002)

[文献書誌] 吉田弘之(分担): "食品への超臨界流体応用ハンドブック"サイエンスフォーラム. 213 (2002)

[文献書誌] 吉田弘之(分担): "微生物利用の大展開"エヌ・テイー・エス. 1189 (2002)

[文献書誌] 吉田弘之(分担): "超臨界流体の全て"テクノシステム. 656 (2002)

2002 年度実績報告書

吉田弘之大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50081360)