| 研究課題/領域番号 |
15K06535
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
相田 卓 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (00466541)
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| 研究分担者 |
SmithRichard Le 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (60261583)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | イオン液体 / バイオマス / 界面活性剤 / 超臨界抽出 / 微細藻類 / 藻類オイル |
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| 研究実績の概要 |
本年度はイオン液体を界面活性剤として使用した湿式脂質抽出法において、１.イオン液体水溶液における藻類オイルの可溶化機構、および２.藻類オイル・イオン液体水溶液からの超臨界CO2抽出の機構の解明について検討を行った。
１. イオン液体水溶液における藻類オイルの可溶化機構の解明：藻類オイル（スクワレン）、イオン液体（1-methyl-3-hexadecylimidazolium chloride ）を含む水溶液中の粒径分布およびオイル可溶化量を測定した。水溶液中における粒径は、藻類オイルを含まないイオン液体水溶液と比較して大きく、オイルの可溶化量が増加するにしたがって粒径のも増加した。イオン液体水溶液への藻類オイルの可溶化機構は、オイル内包ミセルの形成により進行することを明らかにした。
２. 藻類オイル・イオン液体水溶液からの超臨界CO2抽出の機構の解明：実験には流通式の超臨界CO2流通装置を用い、高圧（超臨界CO2）および大気圧下のCO2を用いて藻類オイル・イオン液体水溶液からの抽出実験を行った。イオン液体は、①の検討で水溶液中において類オイルとのミセル形成が確認された 1-methyl-3-hexadecylimidazolium chloride を用いた。大気圧CO2、高圧CO2抽出実験の比較により、高圧条件における藻類オイル抽出はバブリングなどのエントレインによるものではなく、藻類オイル・イオン液体ミセルから超臨界CO2への溶解抽出によるものであることを明らかにした。また、超臨界CO2の抽出条件は低温・高圧ほど藻類オイルの抽出に有利であることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
イオン液体の選定、および条件の確定が完了していることから、現段階での研究の進捗状況は（２）と考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２９年度は実藻類を用いた界面活性ILの相間・リレーによるオイルの湿式scCO2抽出を行う。研究結果に基づき、選定したILを2種ほど用いて抽出・分離実験を行い，相挙動観察と回収物の定量的評価を行いながら，本手法の課題を明らかにする．
試料には緑藻Botryococcus brauniiおよび破砕処理したこれらの藻類を使用する．抽出実験は可視セル反応装置に試料，水，界面活性ILを仕込み，所定温度・圧力でscCO2を導入することで行う．抽出後のscCO2相は分離し，減圧することで抽出物を回収する．抽出成分はGC-MS，GPC，MALDI/TOFMS，HPLC元素分析により定性，定量分析を行う（相田・大学院生1名）．蓄積されたデータをモデルにより相関することで相平衡推算モデルへ拡張し（スミス，佐藤），最後に本プロセスの評価と課題を明確にする（相田）．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の検討項目からサファイヤ付き高圧セルの購入が必要だと考えられたが、既存の装置の改良により対応が可能であったため、購入を行わなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
H28年度に計上したサファイヤ付き高圧セルは、H29年度の課題を遂行するのに必要不可欠な装置であるため購入する予定である。
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