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2014 年度 実績報告書

油糧バイオマスから健康機能物質とバイオ燃料の同時製造を実現する新反応・分離技術

研究課題

研究課題/領域番号 24246127
研究機関東北大学

研究代表者

米本 年邦  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40125688)

研究分担者 北川 尚美  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00261503)
中島 一紀  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50540358)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードプロセスシステム設計 / 反応・分離技術
研究実績の概要

本研究では、油糧バイオマスに含まれる抗酸化活性の高いビタミンE類や血中コレステロール濃度を下げる植物ステロールなどの脂溶性健康機能物質を選択的に回収すると同時に、高品質脂肪酸エステル(バイオディーゼル燃料)を製造する独創的な反応・分離技術を確立することを目指す。
本年度は、実際にビタミンE類(トコフェロールとトコトリエノール)、植物ステロール、スクアレンなどの脂溶性健康機能物質を含む米ぬか由来脱臭留出物を原料として、本反応・分離技術を用いた機能物質回収と脂肪酸エステル製造の実験を行った。実原料を用いた場合、ビタミンE類の吸着工程において、原料を過剰に供給すると原料中に僅かに含まれる脂肪酸が樹脂に吸着したビタミンE類と再交換を生じてビタミンE類を溶離させ、回収率を著しく低下させるという現象に気づいた。そこで、この脂肪酸とビタミンE類の競争的な吸着メカニズムの解明に取り組み、その結果、吸着工程での原料供給量の制御によってビタミンE類吸着量を最大化できることを見出した。
また、ビタミンE類の吸着工程において、並行して進行するエステル交換反応による油脂の脂肪酸エステルへの転換率を100%とする操作条件を明らかにした。そして、流出液の脂肪酸エステル純度が増大した結果として、原料油中では溶解していた植物ステロールの溶解度が大きく低下し、流出液温度が処理温度である50℃から室温まで下がると、植物ステロールが析出して簡単に回収できることを新たに見出した。
以上より、本研究で構築したイオン交換樹脂を触媒・吸着剤とする反応・分離技術によって、実原料である米ぬか脱臭留出物から、トコフェロールとトコトリエノール、植物ステロール、脂肪酸エステルを同時製造できる条件を確立することができた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Production of high quality biodiesel from waste acid oil obtained during edible oil refining using ion-exchange resin catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      N.Shibasaki-Kitakawa, K.Hiromori, T.Ihara, K.Nakashima, T.Yonemoto
    • 雑誌名

      Fuel

      巻: 139 ページ: 11-17

    • DOI

      10.1016/j.fuel.2014.08.024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fusion enzyme consisting of bacterial expansin and endoglucanase for the degradation of highly crystalline cellulose2014

    • 著者名/発表者名
      K.Nakashima, K.Endo, N.Shibasaki-Kitakawa, T.Yonemoto
    • 雑誌名

      RSC ADVANCES

      巻: 4 ページ: 43815-43820

    • DOI

      10.1039/c4ra05891g

    • 査読あり
  • [学会発表] Pilot scale production of high quality biodiesel from vegetable oils with high free fatty acid content using ion-exchange resin catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      N.Shibasaki-Kitakawa
    • 学会等名
      化学工学会 第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都, 江東区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子蒸留を必要としない樹脂を吸着剤としたトコトリエノールの高効率回収2015

    • 著者名/発表者名
      廣森浩祐, 北川尚美, 米本年邦
    • 学会等名
      第26回ビタミンE研究会
    • 発表場所
      北里大学薬学部(東京都, 港区)
    • 年月日
      2015-01-10
  • [学会発表] 容量可変式樹脂充填反応器を用いたバイオディーゼルの連続合成2014

    • 著者名/発表者名
      山﨑功大, 北川尚美, 中島一紀, 米本年邦
    • 学会等名
      化学工学会 第46回秋季大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡, 福岡)
    • 年月日
      2014-09-18
  • [学会発表] イオン交換樹脂法によるパイロットプラントを用いた高品質バイオディーゼルの連続製造2014

    • 著者名/発表者名
      北川尚美, 大柳友克, 斯琴高娃, 中島一紀, 米本年邦
    • 学会等名
      第23回日本エネルギー学会大会
    • 発表場所
      九州大学箱崎キャンパス(福岡, 福岡)
    • 年月日
      2014-07-20
  • [学会発表] A Novel Method for Selective Recovery of Tocotrienol from Rice Bran Deodorizer Distillate Using Ion-exchange Resin without Molecular Distillation2014

    • 著者名/発表者名
      K.Hiromori, N.Shibasaki-Kitakawa, K.Nakashima, T.Yonemoto
    • 学会等名
      105th AOCS Annual Meeting & Expo
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center (San Antonio, TX, USA)
    • 年月日
      2014-05-05
  • [学会発表] Continuous Production of Fatty Acid Ethyl Ester from Crude Jatrpha Oil Using Ion-exchange Resin Catalystsand Evaluation of Fuel Quality2014

    • 著者名/発表者名
      N.Shibasaki-Kitakawa, T.Oyanagi, S.Borjigin, K.Nakashima, T.Yonemoto
    • 学会等名
      105th AOCS Annual Meeting & Expo
    • 発表場所
      Henry B. Gonzalez Convention Center (San Antonio, TX, USA)
    • 年月日
      2014-05-04

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公開日: 2016-06-03  

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