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2018 年度 実績報告書

環境低負荷と高品質を併有するエコリファイナリーパルプ化システムの構築と評価

研究課題

研究課題/領域番号 17H04717
研究機関徳島大学

研究代表者

浅田 元子  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (10580954)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードバイオリファイナリー
研究実績の概要

製紙製造におけるブレイクスルー型ケミカルフリーシステム(前処理として高活性水蒸気処理と粉砕処理)を構築する。パルプと同時に副成する他成分リグニンも様々なマテリアルに変換し、石油由来化成品依存社会より脱却することを目指す高活性水蒸気処理(1-4 MPa)と粉砕処理(10 s)により孟宗竹から得られた処理物の水抽出とアセトン抽出を行い、水抽出物、アセトン抽出物および水・アセトン抽出残渣物に抽出分離した。水・アセトン抽出残渣物にはセルロース以外に少量のリグニンが混在しているので、亜塩素酸ナトリウムによるリグニン除去前後のそれぞれのセルロース試料を原料としてパルプを製造し、それぞれの製造パルプの引張り強さ等を測定することにより、機能性を評価した。また、水抽出物については抗酸化活性の評価を行った。アセトン抽出物(低分量リグニン)については不純物が少ない(腐食性硫黄フリーであり環境保全かつ絶縁性に優れる)ことから、高付加価値な電子基板材料用エポキシ樹脂の原料として使用可能である。エポキシ樹脂硬化物(エポキシ樹脂と硬化剤の両方に低分子量リグニンを使用)の製造を試みるとともに、その熱機械特性を測定し、電気機器の基板材料等に使用可能なレベルの特性を持つリグニン分子量(GPCによって測定)や合成方法を決定した。熱機械特性は示差走査熱量計(熱分解温度測定用)と万能試験機(引張力・曲げ強度測定用)により評価し、市販のエポキシ樹脂硬化物と同等の特性を持つことを明らかにした。

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

製紙製造におけるブレイクスルー型ケミカルフリーシステム(前処理として高活性水蒸気処理と粉砕処理)を構築できたため。

今後の研究の推進方策

製紙製造におけるブレイクスルー型ケミカルフリーシステム(前処理として高活性水蒸気処理と粉砕処理)の最適化を行うとともに高機能性のエコパルプとリグニンエポキシ樹脂硬化物の製造を行う予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Production of cellulose nanofibers from Aspen and Bode Chopsticks Using a High Temperature and High Pressure Steam Treatment with Milling2018

    • 著者名/発表者名
      A. Suzuki, C. Sasaki, C. Asada, Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Carbohydr. Polym

      巻: 194 ページ: 303-310

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2018.04.047

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Biorefinery Process of Lignocellulosic Waste Using Steam Explosion Followed by Water and Acetone Extractions2018

    • 著者名/発表者名
      C. Asada, C. Sasaki, A. Suzuki, Y. Nakamura
    • 雑誌名

      Waste Biomass Valori.

      巻: 9 ページ: 2423-2432

    • DOI

      10.1007/s12649-017-0157-x

    • 査読あり
  • [学会発表] 高活性水蒸気処理と粉砕処理を併用したバイオリファイナリーシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木昭浩, 淺田元子, 佐々木千鶴, 中村嘉利
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会
  • [学会発表] 高活性水蒸気処理を用いたセルロースナノファイバーの製造とバイオマスコンポジットへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      橋本和紀, 淺田元子, 佐々木千鶴, 中村嘉利
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会
  • [学会発表] Extraction and Characterization of Cellulose Nanofiber and Low Molecular Weight Lignin from Un-Utilized Woody Waste2018

    • 著者名/発表者名
      C. Asada, C. Sasaki, Y. Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Green and Smart Technology
  • [学会発表] Renewable Resource-Based Material Synthesized from Lignocellulosic Biomass2018

    • 著者名/発表者名
      C. Asada, C. Sasaki, Y. Nakamura
    • 学会等名
      12th World Congress on Biofuels and Bioenergy & 13th Global Summit and Expo on Biomass and Bioenergy

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公開日: 2021-01-27  

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