| 研究課題/領域番号 |
21360373
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
米本 年邦 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40125688)
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| 研究分担者 |
北川 尚美 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00261503)
久保 正樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50323069)
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| キーワード | イオン交換樹脂 / エステル化反応 / エステル交換反応 / 吸着脱離 / バイオディーゼル燃料 / ビタミンE類 |
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| 研究概要 |
本研究では、米糠油の精製工程で副生し廃棄物となる残渣油から、健康機能物質トコトリエノールの回収と環境調和型バイオディーゼル燃料の生産を行う新規な反応・分離プロセスを構築することを目的とする。昨年度は、残渣油の主成分である遊離脂肪酸のバイオディーゼル燃料化のための陽イオン交換樹脂を触媒としたエステル化の反応条件を最適化すると共に、トコトリエノール回収のための陰イオン交換樹脂を吸着剤としたビタミンE類の吸脱着条件を明らかにした。本年度は、残渣油の副成分であるトリグリセリドをバイオディーゼル燃料に変換するため、陰イオン交換樹脂を触媒とするエステル交換の反応条件の最適化に取り組んだ。陰イオン交換樹脂は、ビタミンE類の吸着剤、かつ、エステル交換反応の触媒の両機能を備えているため、ビタミンE類の吸着は10℃、エステル交換反応は50℃と温度をスウィングさせることで、吸着と反応を各々選択的に行った。実際の反応液には、残渣油に含まれる遊離脂肪酸とトリグリセリド、ビタミンE類の他に、遊離脂肪酸のエステル化で生成した脂肪酸エステル(バイオディーゼル燃料)と副生物水が存在するが、これらは吸着、反応どちらにも影響を与えないこと、温度スウィングによりビタミンE類の吸着もエステル交換反応もどちらも数時間程度でほぼ100%進行することが分かった。また、エステル交換反応後に得られた生成物のメタノール含有量が約3%程度であり、これを30-60℃で2時間程度の減圧蒸留を行うことで燃料品質規格JIS K 2390を満たすバイオディーゼル燃料となったことを明らかにした。これより、アルコール過剰添加を行わずにエステル化、吸着、エステル交換を段階的に行う本合成法の有効性を示すことができた。
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