バイオマスリファイナリーをめざしたフルフラールの分離精製法の評価と設計

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13878108
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 迫田 章義 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30170658)
• キーワード: フルルラール / パーベーパレーション / シリコン膜 / 数理モデル / バイオマス / バイオマスリファイナリー

研究概要

高温高圧水下での使用が可能な膜素材として市販シリコン膜を用い、1)フルフラール単成分系、2)ペントースからのフルフラール生成とフルフラールの濃縮を同時に行うことができる系、および3)実際に「もみがら」を高温高圧水処理したフルフラールを含む未知多成分系の3系列において、パーベーパレーションによるフルフラールの分離回収実験を行った。その結果、以下の事項が明らかとなった。
ア)フルフラール単成分系においては200℃程度の温度域において、高濃度(共沸点近傍)のフルフラールを回収することができた。
イ)多成分系において、フルフラールの原料であるペントースおよび分解生成物である有機酸等によって、フルフラールの選択的透過は殆ど阻害されないことが分かった。
ウ)フルフラールの生成、分解、透過を考慮した数理解析を行ったところ、反応場からのパーベーパレーションを妥当に記述でき、さらに現実的なプロセスの設計まで行うことかできた。
すなわち、従来の反応・溶媒抽出・蒸留による石油エネルギー消費型のフルフラール製造法の代替法として、反応・直接パーベーパレーションによる省エネ法が有望であること結論として言え、このことはバイオマスリファイナリー構想に相応しい新技術と評価できよう。
しかしながら、今後の課題として、フルフラールからの石油化学製品機能代替品の合成およびそれに必要なフルフラール純度の確保、さらには地域未利用バイオマスと目指すべき代替品の物質収支の十分な検討も必要であろう。

研究成果

• [文献書誌] Sakoda, A., et al.: "Preparation of Custom-Tailored Carbon Whisker Membrane by Chemical Vapor Deposition"Fundamentals of Adsorption. (印刷中).
• [文献書誌] 迫田章義: "セピオライトに添着させた硫酸アルミニウム・ヒドラジン複塩のアセトアルデヒド吸着前後の熱分解"化学工学論文集. (印刷中).
• [文献書誌] Sakoda, A., et al.: "Structural Behavior of Rice Husk Silica in Pressurized Hot Water Treatment Processes"Ind. & Eng. Chem. Res.. 40. 5705-5709 (2001)
• [文献書誌] Sakoda, A., et al.: "Fabrication of Carbon-Coated Ceramic Membranes by Pyrolysis of Methane Using A Modified Chemical Vapor Deposition Apparatus"J. Membrane Sci. 197. 23-25 (2002)
• [文献書誌] Sakoda, A., et al.: "Liquid-phase thermogravimetric measurement of the conversion of biomass wastes in pressurized hot water : A kinetic study"Advances in Environmental Research. (印刷中).
• [文献書誌] 迫田章義: "ゼロエミッションのための未利用植物バイオマスの資源化"環境科学会誌. 14. 383-390 (2001)