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2013 年度 実績報告書

超(亜)臨界流体技術によるバイオリファイナリー革命

研究課題

研究課題/領域番号 24380177
研究機関京都大学

研究代表者

坂 志朗  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50205697)

研究分担者 河本 晴雄  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (80224864)
南 英治  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00649204)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード超(亜)臨界流体技術 / バイオリファイナリー / バイオマス / 液体バイオ燃料 / バイオ化学物質
研究概要

平成24年に引き続き、水及びフェノールに注目し、その超(亜)臨界条件下でのブナ(広葉樹)の分解挙動について詳細に検討した。その結果、270℃/1.8MPaから290℃/2.4MPaの条件で亜臨界フェノールによるリグニンの加溶媒分解が比較的選択的に進行し、ほとんどのリグニンが可溶化する一方、セルロースはほとんど分解せず、ヘミセルロースも半分以上が残存することを明らかにした。少量の残渣リグニンは縮合型のものが多いため、残渣を加圧熱水処理してもリグニン由来物質はほとんど溶出せず、セルロースとヘミセルロース由来の有用な化学物質のみを得ることが可能となった。結果、その後の発酵処理でのリグニン由来物質による発酵阻害を極力低減できることが明らかになった。

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

平成24年度に引き続き、種々の溶媒のうち、特に水とフェノールに注目し、その超(亜)臨界条件下でのブナ(広葉樹)の分解について詳細な検討を行った。その結果、亜臨界フェノール処理でリグニンがフェノリシスにより効果的に可溶化する反応条件(270℃/1.8MPaから290℃/2.4MPa)を見い出した。また亜臨界水処理での分解挙動の結果とも合わせて考慮することで、ブナ木材のプロトン性溶媒による熱化学的液化に関する反応挙動をさらに明らかにした。

今後の研究の推進方策

平成24-25年度においてフェノールの亜臨界条件下でのブナの分解挙動が明らかになり、今後フェノール以外の各種フェノール類についても詳細な検討を加えることで、木質バイオマスのフェノール類によるより選択的液化について明らかにしていく。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度の助成金は30万円と極めて少なく、種々の試薬などの購入が可能になるよう未使用額(約42.4万円)を捻出した。
次年度使用額(約42.5万円)は助成金として種々の試薬などの購入に用いる予定である。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 図書 (7件)

  • [雑誌論文] MALDI-TOF/MS analyses of decomposition behavior of beech xylan as treated by semi-flow hot-compressed water2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Nakahara, Kazuchika Yamauchi, Shiro Saka
    • 雑誌名

      J. Wood Sci.

      巻: 60(3) ページ: 225-231

    • DOI

      10.1007/s10086-014-1396-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Indian milkweed (Calotropis gigantea) seed oil as alternative feedstock for biodiesel2014

    • 著者名/発表者名
      Zan Win Moh Moh Phoo, Luis F. Razon, Gerhard Knothe, Zul Ilham, Fadjar Goembira, Cynthia F. Madrazo, Susan A. Roces, Shiro Saka
    • 雑誌名

      Industrial Crops and Products

      巻: 54 ページ: 226~232

    • DOI

      10.1016/j.indcrop.2014.01.029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of additives to supercritical methyl acetate on biodiesel production2014

    • 著者名/発表者名
      Fadjar Goembira, Shiro Saka
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology

      巻: 125 ページ: 114~118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 半流通型2段階加圧熱水処理による稲わらの分解挙動(Two-step decomposition behavior of rice straw as treated by semi-flow hot-compressed water)2013

    • 著者名/発表者名
      小倉 舞、Natthanon Phaiboonsilpa、山内 一慶、坂 志朗
    • 雑誌名

      日本エネルギー学会誌

      巻: 92(4) ページ: 319~326

    • DOI

      10.3775/jie.92.319

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of lignin-derived products from Japanese beech wood as treated by two-step semi-flow hot-compressed water2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuchika Yamauchi, Natthanon Phaiboonsilpa, Haruo Kawamoto, Shiro Saka
    • 雑誌名

      J. Wood Sci.

      巻: 59(2) ページ: 149~154

    • DOI

      10.1007/s10086-012-1313-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of water in water/phenol mixtures on liquefaction of Japanese beech as treated under subcritical conditions2013

    • 著者名/発表者名
      Gaurav Mishra, Shiro Saka
    • 雑誌名

      Holzforschung

      巻: 67(3) ページ: 241~247

    • DOI

      10.1515/hf-2012-0050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nipa (Nypa fruticans) sap as a potential feedstock for ethanol production2013

    • 著者名/発表者名
      Pramila Tamunaidu, Naohiro Matsui, Yasuyuki Okimori, Shiro Saka
    • 雑誌名

      Biomass and Bioenergy

      巻: 52 ページ: 96~102

    • DOI

      10.1016/j.biombioe.2013.03.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step hydrolysis of rice (Oryza sativa) husk as treated by semi-flow hot-compressed water2013

    • 著者名/発表者名
      Natthanon Phaiboonsilpa, Mai Ogura, Kazuchika Yamauchi, Harifara Rabemanolontsoa, Shiro Saka
    • 雑誌名

      Industrial Crops and Products

      巻: 49 ページ: 484~491

    • DOI

      10.1016/j.indcrop.2013.05.025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decomposition behaviors of various crystalline celluloses as treated by semi-flow hot-compressed water2013

    • 著者名/発表者名
      Rosnah Abdullah, Kazuyoshi Ueda, Shiro Saka
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 20(5) ページ: 2321~2333

    • DOI

      10.1007/s10570-013-0022-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Advanced bioethanol and biodiesel production by high pressure/high temperature treatment2014

    • 著者名/発表者名
      Shiro Saka
    • 学会等名
      Priority Research Center Program
    • 発表場所
      Chonnam National University, Gwangju, Korea
    • 年月日
      20140326-20140326
    • 招待講演
  • [学会発表] Advanced biodiesel and bioethanol production by high pressure/high temperature treatment2013

    • 著者名/発表者名
      Shiro Saka
    • 学会等名
      6th Regional Conference on Chemical Engineering (6th RCCE)
    • 発表場所
      Century Park Hotel, Manila, Philippines
    • 年月日
      20131202-20131203
    • 招待講演
  • [学会発表] 種々のリグノセルロースの化学組成と水熱反応によるバイオリファイナリー化2013

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗
    • 学会等名
      13-2エコマテリアル研究会 バイオリファイナリーの最前線と神戸大学統合バイオリファイナリーセンターの見学
    • 発表場所
      神戸大学瀧川記念学術交流会館
    • 年月日
      20131018-20131018
    • 招待講演
  • [学会発表] Biodiesel feedstocks and its production methods in Asia2013

    • 著者名/発表者名
      Shiro Saka
    • 学会等名
      The 1st KORANET Biodiesel Workshop
    • 発表場所
      Daemyung Resort Jeju, Jeju, Korea
    • 年月日
      20130923-20130925
    • 招待講演
  • [学会発表] High pressure/temperature treatment to produce bioethanol and biodiesel2013

    • 著者名/発表者名
      Shiro Saka
    • 学会等名
      6th International Symposium on High Pressure Processes Technology
    • 発表場所
      Hotel Metropol Palace, Belgrade, Serbia
    • 年月日
      20130908-20130911
    • 招待講演
  • [図書] バイオマスの分類と化学組成2013

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗、Harifara Rabemanolontsoa
    • 総ページ数
      (1-9)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 臭素化法によるリグニン分布2013

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗
    • 総ページ数
      (17-26)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 種々の手法によるリグニンの構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      山内 一慶、坂 志朗
    • 総ページ数
      (63-70)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] MALDI-TOF/MSによるリグニンの構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      山内 一慶、高田 昌嗣、坂 志朗
    • 総ページ数
      (78-83)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 超(亜)臨界水を用いたリグニンからの化学物質2013

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗
    • 総ページ数
      (113-119)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 超(亜)臨界溶媒を用いたリグニンの液化と応用2013

    • 著者名/発表者名
      南 英治、坂 志朗
    • 総ページ数
      (120-127)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 超臨界メタノールによるバイオディーゼル2013

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗
    • 総ページ数
      (279-289)
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2015-05-28  

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