| 研究課題/領域番号 |
26289372
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
吉川 邦夫 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (70134848)
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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 | エネルギー生成・変換 / バイオマス / 再生可能エネルギー / バイオ燃料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、高温・高圧の飽和水蒸気を添加して水蒸気加熱処理を行うことによって、乾燥工程やヘキサン抽出工程なしに、中性脂肪を抽出し、固体触媒を用いたエステル化反応によってバイオディーゼル燃料のクリーンな製造を行うのと同時に、処理残渣の高付加価値化をめざすものである。
平成26年度は、タイ科学技術研究所から提供された、乾燥された中性脂肪濃度の高い微細藻類に対して、反応器内容積500mlのオートクレーブ装置を用いて、水蒸気加熱処理条件（藻類の水中濃度、反応温度および反応時間）を変えて実験を行った。最初に、反応温度250℃、反応時間30分の条件下で藻類の水中濃度を変化させて実験を行った結果、濃度が20%の時に、17.0%という最大の油分抽出率が得られることを明らかにした。一方で、反応温度や反応時間は、油分抽出率に大きな影響を与えないことがわかった。また抽出された油分（バイオオイル）の元素分析を行った結果、藻類の水中濃度は、バイオオイルの組成にほとんど影響を与えず、炭素及び水素の濃度が、藻類中の濃度の約2倍となっており、その結果として、処理前の藻類に比べて、バイオオイルの発熱量が大幅に増加していることを確認した。また、GC-MSを用いてバイオオイルの組成分析を行った結果、藻類の水中濃度は組成に大きな影響を与えず、10%の時に、全脂肪酸の割合が88.6%の最大値を取ることが示された。
次に、水蒸気加熱処理残渣（固体残渣及び水溶液）の肥料としての利用可能性を評価するために、栄養分を測定した結果、固体残渣中には、肥料としての利用に十分な窒素及びリンが含有され、水溶液中には高い濃度の窒素及びカリウムの含有が確認された。
以上の結果、本研究の狙い通り、水蒸気加熱処理が、微細藻類からの高効率の油分回収と、処理残渣の高付加価値化に効果があることが実証された。
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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
本研究は、中性脂肪を多量に含有する微細藻類に対して、水蒸気加熱処理を施すことによって、油分の抽出を容易にし、同時に、処理残渣の高付加価値化を行うことを目的としている。交付申請書に記載の平成26年度に実施を予定していた研究はほぼすべて実施することができ、予想した結果が得られたことから、研究は予定通り進展していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究については、水蒸気加熱処理の残渣である水溶液が、微細藻類の栽培に必要な肥料として機能するかどうかの実証を行う必要があるため、当初の研究計画にはなかったが、新たにフォトリアクターを製作して、微細藻類の栽培実験も実施することとした。これによって、必要量の微細藻類の入手も可能となる。
一方、昨年度の研究によって、水蒸気加熱処理によって、微細藻類からの油分の抽出が可能であり、処理残渣がかなり栄養分を含むことが明らかとなったことから、今後は、抽出された油分からのバイオディーゼル燃料の生成ならびに、処理残渣の肥料としての利用可能性の実証に重点を置いた研究を行う予定である。
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