| 研究課題/領域番号 |
17360372
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
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| 研究分担者 |
猪俣 宏 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10168479)
渡邉 賢 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40312607)
佐藤 剛史 宇都宮大学, 工学部, 助手 (60375524)
佐藤 善之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50243598)
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| キーワード | 超臨界水 / マイクロ反応器 / 熱画像 / 装置開発 / バイオマス |
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| 研究概要 |
本研究は超高温高圧マイクロプラントの開発を目的としている。昨年度行ったマイクロリアクター中でのセルロース改質結果を元に、今年度はマイクロリアクター等を用い、高濃度セルロース混合物の分解挙動に関する検討を行った。
最終的に用いるセルロース-スターチ混合物を意図し、急速昇温下におけるセルロース・水、スターチ・水、セルロース・スターチゲル混合系を試料としてその熱的特性を評価した。全ての系において、低水密度領域では高水密度域と異なりセルロース分子内結合由来のIRピークが弱まった。また、低水密度域においてガスやタールなどが生成したのに対し、高水密度域ては黄色として生成した後に茶色となる小さな粒子が多数生成した。この粒子に関して、HPLCやEI-Massを用いた詳細な分析を行った結果、有機酸やエリスロースの生成を確認し、芳香族が生成している可能性かあることかわかった。最初の黄色は、ヒドロキシメチルフラールの生成によるものと考えている。高濃度溶液では、グルコース生成が顕著となった。また、CaOによる化学的加熱を検討した結果、急速昇温が可能てあることか示唆されたが、加熱速度はCaO表面積に大きく依存した。
一連のマイクロリアクターでの実験結果は、マイクロリアクターの有用性とマイクロプラントシステムにおけるバイオマス混合物の改質の実現が可能であることを示唆している。スターチゲルはセルロースのマイクロリアクター導入に効果的であり、生成した油状成分が化学原料等として使用できる可能性がある。本システムは閉塞無しでの固体処理をすることができる等の利点があり、これまでの技術的課題である400℃、60MPa程度の高温高圧条件以上での処理を可能とするものである。
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