木質廃材アルコール化システムにおける微破砕及び臨界水による前処理効果

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660257
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 堀尾 尚志 神戸大学, 農学部, 教授 (00031229)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福田 秀樹 神戸大学, 自然科学研究科, 教授 (30263396) ; 庄司 浩一 神戸大学, 農学部, 助手 (10263394) ; 川村 恒夫 神戸大学, 農学部, 助教授 (50107984)
• Keywords: 木質廃材 / 微破砕 / 亜臨界水 / エタノール / 微破砕機 / 微破砕物形状

Research Abstract

1.研究の成果
(1)小型・小動力のフレール刃式微破砕機への連続供給が、フレール刃にねじれを与えることにより可能になった。供給方向に風を起こす方向へのねじり、逆方向及びねじりなしの刃3種類の配列を検討した。その結果フレール刃ロータの全長にわたってほぼ均等に排出させることができた。そして、供給利用の可能上限を明らかにした。また、所要動力及び生成物のロータ軸方向各位置における分級を各回転数について調べた。
(2)微破砕物面の形状をフラクタル次元により解析し、微破砕機の運転条件と、微破砕物表面形状の関係を定量化できた。そして、微細な突起をより生じさせかつ破砕効率が低下しない回転数を検討した。
(3)微破砕木質の水スラリを亜臨界処理し、水中のグルコースを液体クロマトグラフィ及び分光定量法により分析した結果、200℃10分でグルコースヘの加水分解が生じ、すなわちヒドロキシメチルフルフラール(HMF)も生じていること、また、水中のリグニンをホーリン-デニス法により分析した結果、220℃以下ではリグニンが十分分離できないことが判明した。亜臨界水処理は、木質中のセルロースまわりのリグニン及びヘミセルロースを一部取り除き、かつセルロースを水と親和させるために考案したことであったが、酵素反応層に移す前に処理水を分離する必要があることが明らかになった。
2.来年度の課題
(1)微破砕機:パンチング網の開口条件を変え、所定の微破砕度および微破砕物表面形状を作る運転条件を明らかにする。
(2)微破砕物形状:運転条件を広範に変え、形状との関係を系統的に調べる。
(3)亜臨界処理:微破砕機運転条件を変えてグルコース及びHMF、リグニンを検出する追試を行う。また、処理条件を変え電子顕微鏡による観測を行う。