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2015 年度 実績報告書

熱分析によるバイオマス成分の簡易評価法の開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 26850222
研究機関愛媛大学

研究代表者

秀野 晃大  愛媛大学, 紙産業イノベーションセンター, 講師 (30535711)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード熱分析 / バイオマス / リグノセルロース / DTG / セルロースナノファイバー / 酵素糖化 / 前処理 / 錠剤整型
研究実績の概要

平成26年度は、セルロースの標品としてAvicel PH-101を選択し、標準の測定条件を定めると共に、試料の形状について検討した結果、ハンドプレスによって直径約4.5 mmの錠剤型に成型することで安定した測定データを得る事が可能になった。次に、Avicel PH-101や、ヒノキ、ススキ等リグノセルロースの酵素糖化の為の前処理試料を用いて熱分析に関する基盤データ蓄積すると共に、柑橘類内皮やコットン、ヒノキからセルロースナノファイバー(CNF)を調製し、それらの熱分析に関する基盤データも蓄積した。
平成27年度は、整備した基盤データのDTG曲線を用いて、SplitGaussian法による分離、Levenberg-Marquardt法によるカーブフィッティングを行い、個々のピークに分離し、試料の組成変化等について予測可能と示唆される基盤データを構築した。それらのデータを整備していく過程において、ミスカンサス属の品種による前処理の効果の違いや、酵素糖化に対するボールミル処理の効果について、熱分析結果から推察できる可能性を示した。さらに、柑橘類内皮に共通して特徴的なペクチンおよびセルロースの熱分解に由来するDTG曲線の形状を明らかにすると共に、DTG曲線が柑橘系果皮等のペクチン系多糖を含むセルロース試料からCNFを調製する際の目安になる事を示した。また、ヒノキのオルガノソルブ処理試料の熱分析結果から、酵素糖化との相関を明らかにすると共に、Wise酸化試料の熱分析結果から、DTGピークを単一且つ鋭くしながら、低温領域の熱分解温度を僅かに起こす事で、ヘミセルロースを一部残しながらセルロースの純度を高め、CNF生成用の試料として調製可能になる事を示した。
DTG曲線から、バイオマスの種類を推測できると共に、発酵性糖生成の為の前処理法やCNF調製法を選択する際の判断基準になると期待される。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 第23回欧州バイオマス会議および展示会(EUBCE2015)レポート2016

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大
    • 雑誌名

      Cellulose Communications

      巻: 23 ページ: 34-36

  • [雑誌論文] Comparison of the Thermal Degradation Properties of Crystalline and Amorphous Cellulose, as well as Treated Lignocellulosic Biomass2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Hideno
    • 雑誌名

      BioResources

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 愛媛県におけるナノファイバー利用に関する取組について2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴明, 秀野晃大
    • 雑誌名

      Cellulose Communications

      巻: 22 ページ: 11-14

  • [雑誌論文] Thermal gravimetric analyses of cellulose in lignocellulosic biomass2015

    • 著者名/発表者名
      Hideno, A.
    • 雑誌名

      23rd European Biomass Conference and Exhibition Proceedings

      巻: 23 ページ: 1088-1091

  • [雑誌論文] Preparation of nanofibers from citrus peel using pectinase2015

    • 著者名/発表者名
      Hideno, A., Uchimura, H.
    • 雑誌名

      The 4th Joint Conference on Renewable Energy and Nanotechnology

      巻: 4 ページ: C-21-1-4

  • [学会発表] 酵素を用いた愛媛県内バイオマスからのCNF調製に関する成果報告2016

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大
    • 学会等名
      えひめセルロースナノファイバー活用促進セミナー
    • 発表場所
      テクノプラザ愛媛(愛媛県・松山市)
    • 年月日
      2016-03-02 – 2016-03-02
    • 招待講演
  • [学会発表] セルロースナノファイバー調製法選択の為の熱分析2016

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大,内村浩美,阿部賢太郎,矢野浩之
    • 学会等名
      第11回バイオマス科学会議
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-01-20 – 2016-01-20
  • [学会発表] Preparation of nanofibers from citrus peel using pectinase2015

    • 著者名/発表者名
      Hideno, A., Uchimura, H.
    • 学会等名
      The 4th Joint Conference on Renewable Energy and Nanotechnology (JCREN2015)
    • 発表場所
      Matsuyama (Japan)
    • 年月日
      2015-12-06 – 2015-12-06
    • 国際学会
  • [学会発表] 地域バイオマス資源を用いたセルロースナノファイバー調製に向けた取り組み2015

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大
    • 学会等名
      第2回紙産業イノベーションセンターシンポジウム
    • 発表場所
      ホテルグランフォーレ(愛媛県・四国中央市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-26
    • 招待講演
  • [学会発表] ミスカンサスの酵素糖化性と熱分解特性の関係2015

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大,Kossonou Guillaume,山田敏彦
    • 学会等名
      第24回日本エネルギー学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-08-03 – 2015-08-04
  • [学会発表] セルラーゼを利用したコットンセルロースのナノ解繊と解繊試料の物性評価2015

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大, 阿部賢太郎, 矢野浩之
    • 学会等名
      セルロース学会第22回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学 学術交流会館(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-07-10 – 2015-07-10
  • [学会発表] Thermal Gravimetric Analysis of Cellulose in Lignocellulosic Biomass2015

    • 著者名/発表者名
      Hideno, A.
    • 学会等名
      23rd European Biomass Conference and Exhibition (EUBCE2015)
    • 発表場所
      Wien (Austria)
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-04
    • 国際学会
  • [図書] ナノセルロースの製造技術と応用展開(第8章 酵素を用いた地域セルロース資源からのセルロースナノファイバー調製に向けた取り組み(p.76-88)担当)2016

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大,内村浩美,阿部賢太郎,矢野浩之
    • 総ページ数
      245
    • 出版者
      ㈱シーエムシー・リサーチ
  • [図書] セルロースナノファイバーの調製、分散・複合化と製品応用(第2章 第14節 ミカン搾汁残渣に含まれるセルロースナノファイバーの分離およびその特性(p. 140-146)担当)2015

    • 著者名/発表者名
      秀野晃大,阿部賢太郎,矢野浩之
    • 総ページ数
      535
    • 出版者
      株式会社技術情報協会

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公開日: 2017-01-06  

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