廃液を肥料として活用する農産廃棄物及び一年生植物資源からの製紙用パルプ製造法開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13556023
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 飯山 賢治 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 教授 (60012077)
• 研究分担者: 江前 敏晴 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (40203640) ; 大井 洋 筑波大学, 農林工学系, 講師 (20201965) ; 松本 雄二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30183619) ; 新谷 博幸 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (30282693)
• キーワード: イネワラ / ケナフ / アンモニア・KOH蒸煮 / セルロース重合度 / 脱リグニン速度 / 蒸煮爆砕 / パルプ廃液の肥料化 / 植物生育試験

研究概要

イネワラ、ムギワラ、サトウキビ・バガス等農産廃棄物及び一年生植物であるケナフ(Hibiscus cannabinus)を、アンモニア単独、アンモニア/水酸化カリにより小型反応容器を用いて、滅菌用オートクレーブ中(〜120℃)でパルプ化した。イネワラおよびムギワラについてはアンモニア単独では120℃で3時間処理しても脱リグニン度は60%にとどまり、製紙用パルプ製造は出来なかった。しかし、予めイネワラおよびムギワラを蒸煮爆砕した場合は、解繊可能なパルプを与えることが判明した。一方、ケナフ靱皮繊維ではアンモニア単独でも解繊可能なパルプを与えることが出来た。イネワラ、ムギワラおよびケナフ全茎を4Mアンモニア/0.1M水酸化カリで120℃、3時間蒸煮することにより、脱リグニン度は85%に達し、解繊でき、製紙用パルプとすることが可能であることが明らかになった。以上の条件でパルプを製造し、そのパルプを抄紙し、東京大学農学生命科学研究科生物材料科学専攻に設置されている装置を用いて紙力試験を行ったところ、紙力の面からも製紙用として十分使えることが判明した。
パルプ化廃液についてその化学的性状(構成成分およびその構造等)を分析した。東京大学アジア生物資源環境研究センターに設置されている人工気象室で育てた植物にパルプ廃液を投与したところ、植物の成長は有意に増加することが認められた。

研究成果

• [文献書誌] Lam, T.B.T., Hori, K., Iiyama, K.: "Structural characteristics of cell walls composition of kenaf(Hibiscus cannabinus L.) and fixation of carbon dioxide"J. Wood Sci.. 49(in press). (2003)
• [文献書誌] Chung, B.Y., Iiyama, K.: "Compositional characterization of cacao (Theobroma cacao L.) hulls"J. Wood Sci.. 49(in press). (2003)
• [文献書誌] Bikovens, O., Gravitis, J., Iiyama, K.: "Chemical and physical changes in lignin during compost environment"J. Wood Sci.. 49(in press). (2003)
• [文献書誌] Iiyama, K.: "Biological resources in village life""Satoyama. The Traditional Rural Landscape of Japan". (Takeuchi, K., Brown, R.D., Washitani, I., Tsunekawa, A. and Yokohari, M. eds.) Springer, Tokyo. 149-172 (2003)
• [文献書誌] Kaswanto, Arifin, H.S., Munandar, A., Iiyama, K.: "Sustainable water management in the rural landscape of Cianjur watershed, Cianjur District, West Java, Indonesia"Proc. of the 2nd Seminar under JSPS-DGHE Core University Program "Toward Harmonization between Development and Environment Conservation in Biological Production". 448-458 (2003)
• [文献書誌] Ono, K., Meguro, A., Iiyama, K.: "Carbon circulation and functions for the development of urban green spaces in Metro Manila""Metro Manila in Search of a Sustainable Future : Impact Analysis of Metropolitan Policies for Development and Environmental Conservation"(Ohmachi, T. and Roman, E.R. eds.),UP Press. 199-210 (2002)
• [文献書誌] Jin, Z, Chung, B.Y., Iiyama, K., Watanabe, S.: "Changes in chemical components of leaf litter of Ginkgo biloba during mulching"J. Arboriculture. 28. 171-177 (2002)
• [文献書誌] Baba, Y., Ishida, Y., Oda, M., Iiyama, K., Akita, S.: "Decomposition of (1-3,1-4)-a-glucan and expression of the (1-3,1-4)-a-glucanase gene in rice stems during ripening"Plant Prod. Sci.. 4. 230-234 (2001)