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2017 年度 実績報告書

アルカリ処理を軸とした木質バイオマス各成分からの有価物製造リファイナリー技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K18285
研究機関京都大学

研究代表者

村中 陽介  京都大学, 工学研究科, 助教 (40756243)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード木質バイオマス / マイクロリアクター / 成分分離 / アルカリ処理 / ヒドロキシメチルフルフラール / 乳酸 / リグニン樹脂
研究実績の概要

昨年度の検討により、酸素添加アルカリ処理によるリグニン選択溶解が困難であると判断されたため、低温での高濃度アルカリ処理を検討した。30~90℃の低温アルカリ処理では、検討したNaOH濃度、反応時間において概ね20%程度の脱リグニン率を示した。一方、高温アルカリ処理とは異なり水熱処理を経由せずにスギに直接低温アルカリ処理を施した場合、脱リグニン率はほぼ0%を示し、スギの構造が緩和されていることが示唆された。スギ中に含有されるリグニンのように強固な構造を有するリグニンはアルカリを用いての選択的な溶解は容易ではなく、分離時のリグニンの変性やある程度のセルロースの溶出を完全抑制しながら分離することは困難であると考えられる。一方で、水熱処理によりスギの構造を緩和することは可能であり、触媒添加やアルカリ処理以外での手法などによる分離技術の発展が期待される。
回収リグニンの樹脂原料としての利用可能性を検討した。170℃程度の酸素アルカリ処理により得られたリグニンを示差走査熱量計により分析したところ、発熱はほぼ確認されず、そのまま樹脂の原料として使用することは困難であると判断された。この試料に関しては、樹脂原料として利用可能な有機溶媒抽出リグニン(オルガノソルブリグニン)との混合による利用可能性を検討した。結果、オルガノソルブリグニンに対して重量比で約20%まで混合しても製品性能を満たす樹脂原料として利用可能であることを明らかにした。一方で、250℃の高温アルカリ処理にて溶解したリグニンは発熱を示し、樹脂原料としての利用可能性が示された。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Continuous 5-Hydroxymethylfurfural Production from Monosaccharides in a Microreactor2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Muranaka, Hiroyuki Nakagawa, Rie Masaki, Taisuke Maki, Kazuhiro Mae
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 56(39) ページ: 10998-11005

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.7b02017

    • 査読あり
  • [学会発表] リグノセルロース系バイオマスのアルカリ処理によるマイルド成分分離2017

    • 著者名/発表者名
      淺岡史哉、村中陽介、牧泰輔、前一廣
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
  • [学会発表] Effective production of 5-hydroxymethylfurfural from saccharide by biphasic reaction system using a microreactor2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Muranaka, Rie Masaki, Taisuke Maki, Hiroyuki Nakagawa, Kazuhiro Mae
    • 学会等名
      10th World Congress on Chemical Engineering
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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