グリーンテクノロジーを用いた木質系廃棄物の総合的有効利用法の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15360483
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 中村 嘉利 金沢大学, 工学部, 助教授 (20172455)
• 研究分担者: 小林 史尚 金沢大学, 自然計測応用研究センター, 助手 (60293370) ; 小森 正樹 石川県保健環境センター環境放射線部, 部長(研究職) ; 渡辺 隆司 京都大学, 木質科学研究所, 教授 (80201200)
• キーワード: グリーンテクノロジー / 木質系廃棄物 / 乳酸 / パルプ / 生理機能性食品 / リグニン樹脂 / メタン / ゼロエミッション

研究概要

近年、環境汚染の対策として大量の排出物を高効率で処理するための技術開発も待たれているが、汚染物無排出型システム(ゼロエミッション型システム)によって限りある資源を無駄なく完全に有用物質あるいは製品に変換する資源化方法の構築が望まれている。木質系廃棄物のセルロース、ヘミセルロース、リグニンなどの成分がそれぞれの物質に最も適合した製品に変換されるならば、限りある資源の多様かつ高効率の製品化は排出物を著しく低減させた工業生産として今後ますます期待される。すなわち、木質系廃棄物の総合的有効利用法の開発は、汚染物無排出型システムの構築に有効であり、環境汚染対策としても非常に注目される。本年度は木質系廃棄物の総合的有効利用法の一例として、ユーカリと竹を原料とし、水蒸気爆砕法・抽出を行い、それぞれの成分を用いたパルプ化・メタン生産・樹脂製造について研究した。爆砕パルプの引張強さと破裂強さは蒸解パルプとほぼ同じ値であったが、引裂強さは蒸解パルプの約半分であった。爆砕パルプの引裂強さを高くするための水蒸気爆砕などの操作方法の開発は今後の課題である。木質系廃棄物中のセルロースを効率よくメタン発酵するためにはリグニンの低分子化が重要であった。メタノール可溶性リグニンから合成される樹脂はE-Screenアッセイ法によるとエストロゲン作用の心配のない樹脂であった。これら一連のプロセスの開発は、木質系廃棄物の資源化のみにとどまらず、再生可能な木質資源のリサイクルや汚染物無排出型システム(ゼロエミッション型システム)の確立に一石を投じたと思われる。また、ファイトレメディエーション(植物を用いた汚染浄化・修復法)に木質バイオマスのゼロエミッション型資源化システムの応用を試みた。重金属などで汚染された土壌から植物によって重金属を吸収させ、土壌の浄化・修復をするとともに、その植物からの有価金属のリサイクルと木質物質のゼロエミッション型資源化システムの開発である。木質系廃棄物を含む植物性バイオマスのゼロエミッション型資源化システムの開発は今後ますます多方面に応用され、環境負荷の少ない社会の創生に少なからず付与していくものと確信する。

研究成果

• [文献書誌] F.Kobayashi, Y.Nakamura: "Recombinant protein production by Escherichia coli BL21 (DE3) [pET-12-STA1] using a bioreactor with cross-flow filtrations"J.Chemn.Eng.Japan. 36・12. 1480-1487 (2003)
• [文献書誌] F.Kobayashi, Y.Nakamura: "Mathematical model for growth process of a recombinant yeast having saccharification and fermentation activities"J.Chem.Technol.Biotechnol.. 78・9. 985-994 (2003)
• [文献書誌] F.Kobayashi, Y.Nakamura: "Efficient production by Escherichia coli of recombinant protein using salting-out effect protecting against proteolytic degradation"Biotechnol.Let.. 25・10. 779-782 (2003)
• [文献書誌] Teranishi, H., Y.Honda, M.Kuwahara, T.Watanabe: "Suppression of the Fenton reaction by ceriporic acids produced by a selective lignin-degrading fungus, Ceriporiopsis subvermispora"Wood Res.. 90. 13-14 (2003)
• [文献書誌] 佐藤伸, 渡辺隆司: "白色腐朽菌およびバイオミメティックラジカル反応による加硫および未加硫ゴムの分解,環境修復と有用物質生産-環境問題へのバイオテクノロジーの利用"シーエムシー出版. 7 (2003)