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2018 年度 実施状況報告書

食品廃棄物を循環利用するエネルギー・物質の製造技術の開発と導入効果の検討

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0038
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三村 直樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50358115)

研究分担者 佐藤 修  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20357148)
白川 博章  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (50393038)
藤原 正浩  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (90357921)
研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2020-03-31
キーワード食品廃棄物 / バイオマス有効利用 / 再生可能エネルギー / 技術の導入・普及
研究実績の概要

ジメチルエーテルからプロピレンを合成する触媒開発をすすめ、有機ジシランを用いた表面処理が効果的であることを明らかにした論文が掲載された。ここでは、処理を行うことにより、H-ZSM-5ゼオライト(処理なし)の約2倍の目的生成物の収率が得られることを示した。超臨界ガス化法を、食品廃棄物の物質変換処理に適用すべく、モデル物質である「おから」およびその主構成物質である、グリセリン、脂肪酸、アミノ酸、セルロース等についての分解特性もあわせて検討した。更に検知管を用いて生成ガス中の有毒ガス(アンモニア、窒素酸化物、硫化水素)の有無についても調査した。この結果は日本化学会にて発表した。資源としての活用が比較的進んでいる食品廃棄物である廃食用油からのバイオディーゼル製造時に生じる廃液中のグリセリンの有効利用を目指す検討について、酸化反応に関する論文が掲載された。また、農業廃棄物である家畜の排せつ物等をメタン発酵で処理するプラントの建設計画地に赴き現地調査を行い農家や自治体の担当者からプラント計画にあたって生じた問題点等について聴取した。
廃食用油の賦存量及びリサイクルの状況を把握するため、主要な事業所からの発生量に関するアンケート調査等を行った。対象としたのは、愛知県内の病院、学校(愛知県内自治体の給食センター)、大規模店舗、コンビニエンス・ストアである。調査の結果、病院における発生量は4.1kg/床/年であった。給食センターでは児童一人当たり0.89kg/年、大規模店舗では、0.21kg/m2/年であった。コンビニエンス・ストアからの年平均廃油発生量は、0.81t/店/年などが明らかになった。

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

実地調査、実験等がほぼ計画通りに進捗し、一部の成果は学会発表や論文等で発表されている。また、未発表の調査結果についても、翌年度に追加的な分析を行い、発表可能な形で取りまとめられるような段階にある。

今後の研究の推進方策

次年度は、当初の予定よりも一年延長した後の最終年度になる。延長の理由に記載したように、成果発表を重視して、これまでの調査結果や実験データを発表可能な形で取りまとめて、追加実験や補足的な調査を行うとともに、学会発表や論文投稿などを重点的に行う年とする。

次年度使用額が生じた理由

理由
物品購入時には、徹底した価格調査を行い、高品質で安価な商品の購入に努めた。また、旅費においても十分な事前調査や早期割引航空券の購入などにより可能な限りの節約を行った。
使用計画
現在、初年度から積み重ねた実験および調査の結果がまとまりつつある。そこで、その成果を取りまとめて、2019年度に開催される学会での発表や、論文投稿により成果を発信することで、本補助事業の目的をより精緻に達成するために予算を活用する。この際には、蓄積した実験結果の信頼性向上のため、および、論文投稿の場合には査読者からの指示・助言等により、追加実験・調査を実施する必要性が生じると見込まれる。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Surface modification of H-ZSM-5 with organo-disilane compound for propylene production from dimethyl ether2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Masahiro、Mimura Naoki、Sato Osamu、Yamaguchi Aritomo
    • 雑誌名

      Microporous and Mesoporous Materials

      巻: 280 ページ: 219~226

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2019.02.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous Catalytic Oxidation of Glycerol to Carboxylic Acids Using Nanosized Gold/Alumina Catalysts and a Liquid-Phase Flow Reactor2018

    • 著者名/発表者名
      Mimura Naoki、Muramatsu Natsumi、Hiyoshi Norihito、Sato Osamu、Masuda Yoshio、Yamaguchi Aritomo
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 ページ: 13862~13868

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b01191

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 担持金属触媒による食品廃棄物の超臨界水ガス化処理2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 修、村松 なつみ、山口 有朋、白井 誠之、三村 直樹
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
  • [学会発表] 有機ジシラン修飾H-ZSM-5によるジメチルエーテルからのプロピレン合成2018

    • 著者名/発表者名
      藤原 正浩、三村 直樹、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
  • [学会発表] 金触媒を用いるグリセロールの液相流通式酸化反応によるカルボン酸類の連続的合成2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
  • [学会発表] フローリアクターを用いるバイオマスの有効利用を目指した触媒開発2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム
  • [学会発表] Liquid-phase flow oxidation of glycerol into carboxylic acids over gold catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      The International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2018 (C&FC2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid phase oxidation of glycerol in flow-type reactor with molecular oxygen over highly dispersed nano-sized gold catalysts supported on Al2O32018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋、増田 善雄
    • 学会等名
      8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8)
    • 国際学会
  • [学会発表] Gold Catalysts for Liquid-Phase Flow Reactor: Catalytic Oxidation of Glycerol into Functional Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹、村松 なつみ、長瀬 多加子、日吉 範人、佐藤 修、山口 有朋
    • 学会等名
      Gold 2018,
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid-phase flow oxidation of glycerol into carboxylic acids as functional molecules using molecular oxygen as an oxidant2018

    • 著者名/発表者名
      三村 直樹
    • 学会等名
      International Symposium on Gold Chemistry 2018 (金の化学に関する国際シンポジウム 2018)
    • 国際学会
  • [産業財産権] 含酸素有機化合物からの炭化水素を製造するための触媒及び該触媒を用いた炭化水素の製造方法2018

    • 発明者名
      藤原正浩、三村直樹
    • 権利者名
      国立研究開発法人 産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-107719

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公開日: 2019-12-27  

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