| 研究課題/領域番号 |
26289302
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
伏見 千尋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50451886)
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| 研究分担者 |
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30434327)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | バイオマス / バイオディーゼル / 藻類 / 水熱液化 / 栄養素 |
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| 研究実績の概要 |
・亜臨界水を用いたオートクレーブ型水熱反応器を用いて、藻類バイオマスからのオイル抽出実験を行った。Arガスを容器に2.0-2.5 MPa程度の圧力で充填した後、反応器を10 ℃/min程度で昇温し、反応温度300 ℃、最高到達圧力9-10 MPa、100 mLの濃縮後培養液について、水熱液化を行った。水相中の窒素分は吸光光度計で紫外吸光光度法を行う事により定量した。水相中のP分はフローインジェクション分析装置(FIA-300, 三菱化学アナリテック製)を用いて定量した。得られたデータから、窒素分とリン分の水相への回収の式を導出した。
・超臨界メタノール法によるバイオオイルの転化実験を行うため、新たに実験装置を作製した。反応管にメタノールと藻類脂質を入れ、設定温度まで昇温した流動砂浴に反応管を投入して約300℃で反応を行った。クロロホルム/メタノールによる抽出法と、水熱液化法で得た藻類脂質で得られたオイルの脂肪酸分析を水素炎イオン化検出器付きのガスクロマトグラフで行った。その結果、溶媒抽出でのオイルだけでなく、水熱液化オイルも酸触媒法でバイオディーゼル(FAME)へ転化できることを確認できた。
・藻類からのバイオディーゼル生産プロセスを設計し、生産コストと消費熱エネルギーを算出した。水熱液化＋超臨界メタノール法を組み合せたプロセスは、アルカリ触媒法を用いるプロセスに比べてコストが低くなることが分かった。また、水熱液化＋水素化精製を組み合せたプロセスは、熱エネルギー効率が高くなることが分かった。
・発酵による窒素およびリン分の溶出に寄与する細菌群を簡易的に検出するための手法開発に向けた基礎検討を行った。また、発酵に関与する細菌群を固定化するための検討を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
・水熱液化での実験については、当初の計画よりも進展がみられ、窒素分とリン分の回収の速度式を算出することができた。
・超臨界メタノールの実験と発酵によるリン分の抽出実験については、新規装置の作製を行い予備試験が終了したところであり、概ね順調な進展である。
・システム設計については、各種抽出法とバイオディーゼル生成法の費用とエネルギー量の試算が終わるなど、当初の予定通り進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
・得られたバイオディーゼルに対して、各抽出オイルの全グリセリド分析を行い、脂肪酸の形態と反応速度・機構の詳細を明らかにする。
・培養槽の低価格化、分離エネルギーの大幅な削減、副生物の有効利用を組み込んだプロセスを検討する。
・固体バイオマスの発酵技術を開発している学内研究者との連携を強化することにより、固体残渣の溶出効率向上を図る。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
海外出張を2回予定していたが、他の業務との関係で1回になったため。
謝金を想定していたが、謝金を使用する業務が発生しなかったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
実験研究が順調に進展しているため、平成27年度は主に物品費(消耗品費)として使用する予定である。
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