研究課題
燃料の多様化および安定で安価に提供できる技術の開発・実用化は必至である。食品廃棄物などの都市廃棄物を活用し、嫌気性発酵を用いたハイタン生産プロセスの安定化・最適化が求められている。そのため、本研究において新規ハイタン発酵プロセス(循環式二相消化)を構築し、そのメカニズムの解明、プロセスの安定化と最適化を目的として以下の課題に取り込んだ。１【基質およびそのメタン発酵の特性の考察】 本研究に用いた基質は紙廃棄物と食品廃棄物を一定の比例で混合したものである。基質の性状は発酵過程の安定性に影響している。そこで、本研究の基質のそれぞれの組成と特性を分析し、完備なデータベースを構築した。また、回分実験を行うことで、基質の発酵特性を考察した。その結果、各種類の廃棄物の分解特性を把握した。２【新規嫌気性ハイタン生産プロセスのスタートアップ】 嫌気性発酵に接種した微生物は下水処理場からの消化汚泥のが一般である。しかし、ハイタン発酵の一環としてのな水素発酵は、その発酵系微生物の組成は消化汚泥との違いが大きいので、水素発酵装置のスタートアップは難しい。本研究において、pHや循環比などの運転パラメーターの制御によって、ハイタン生産プロセスのスタートアップを達成した。３【新規嫌気性ハイタン生産プロセスの連続運転】 以上でスタートアップした新規ハイタン発酵プロセスに対して、連続運転の特性について長期な考察を行っている。
1: 当初の計画以上に進展している
Ｈ28年度において「新規嫌気性ハイタン生産プロセスの開発」を目指して(1) 基質の発酵特性の考察、（２）新規嫌気性ハイタン生産プロセスのスタートアップ、（3）新規嫌気性ハイタン生産プロセスの連続運転などの項目に分けて研究を進め、それぞれ具体的な成果を挙げることができた。現在の実験結果を踏まえて、来年度に学術論文や国際学会発表など多くの成果は見込める。また、関連の研究テーマに積極的に関わり、様々な貢献をした。そのため、全体として「期待以上の研究の進展があった」と評価できる。
H29年には分子生物学的手段を用いて、微生物群集構造の変遷を解析し運転性能との関係を考察する。また、長期連続運転のデータを用いて、シミュレーションにより運転状況を模擬・追跡し、パラメータ変動による影響を実証する。さらに、この新規プロセスの経済性と環境負荷を定量化する。これより検証された例として、エネルギー創出の向上と環境負荷低減を同時に実現できる廃棄物減量化プロセスの制御方法は、既存の廃棄物処理施設へ提案できる。
すべて 2017 2016
すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)
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