| 研究課題/領域番号 |
18H03789
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
木村 克輝 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10292054)
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| 研究分担者 |
西村 紳一郎 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (00183898)
山村 寛 中央大学, 理工学部, 准教授 (40515334)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 膜ファウリング / 多糖類 / バイオポリマー / 水処理 |
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| 研究実績の概要 |
大型クロスフロー装置を用い、自然水中から大量のバイオポリマー成分を回収するための方法確立に着手した。分画分子量13,000Daおよび6,000Daの中空糸UF膜を用い、水道原水として使用されている河川水200-300Lからのバイオポリマー成分回収について検討した。バイオポリマーの回収率（損失率）、混在するフミン質の量、作業効率などを勘案して分画分子量13,000DaのUF膜を今後の実験では用いることとした。13,000DaのUF膜を用いる場合においてもバイオポリマー試料の中に無視できない割合でフミン質が混在したため、フミン質を選択的かつ効率的に除去することを目的として陰イオン交換処理の適用を検討した。陰イオン交換処理は効果的であったが、処理に用いる樹脂量を過剰にしてしまうとバイオポリマーの損失量が増加してしまうことも明らかとなった。UF膜濃縮後に残存するフミン質量(mg-C）と添加イオン交換樹脂量(mL）の比を1.2にすることで処理を最適化できることを見出し、以後の実験で実施することとした。回収・精製したバイオポリマーは多糖類を多く含むことが明らかとなったが、これまでの膜ファウリング研究で用いられてきた多糖サロゲートとは明らかに分子量分布が異なっていた。回収・精製したバイオポリマーおよびファウリング研究で用いられてきたサロゲート物質の膜ファウリングポテンシャルを小型定量ろ過実験装置により評価したところ、回収・精製したバイオポリマーはサロゲート物質に比べて遙かに大きなファウリングポテンシャルを有していることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初2年目に実施予定であったQCM-D分析についても、一部着手できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
確立したバイオポリマー回収・精製方法を用いて、広い範囲の自然水からバイオポリマーを回収し、ファウリングポテンシャルを評価する。それぞれの試料の化学特性分析より、ファウリングポテンシャルの支配因子について検討すると共に、QCM-D分析により膜ファウリングが起こりづらい膜材質の探索にも着手する。
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