2013 Fiscal Year Annual Research Report
加圧熱水法によるセルロース分離とリグニン残渣利用技術のモジュール化
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25292149
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
東城 清秀 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40155495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
帖佐 直 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10355597)
松村 昭治 東京農工大学, 農学部, 准教授 (20107171)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 再生可能エネルギー / バイオマス / 廃棄物資源循環 / セルロース / リグニン / ペレット |
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| Research Abstract |
先行研究から、本研究では対象とする作物残渣をヒマワリの茎部とした。ヒマワリは栽培様式により茎の形状が大きく変化することから、今年度はハイブリッドサンフラワーを供試品種として、条間70cmで、株間10～50cmと変えて栽培した。また、ヒマワリは養分吸収性が高いことから、栽培時におけるカリウムの吸収能力について検討した。
加圧熱水法の初期圧力がセルロース分離に及ぼす影響を調べるため、回分式の高温高圧反応容器を使用し、パージする窒素ガス圧力を1.0～4.0MPaに設定して実験を実施した。温度220℃、保持時間5分とした。冷却後、回収した反応生成物を吸引濾過し、処理液と残渣に分けた。さらに、残渣は硫酸で加水分解した。実験結果として、残渣回収率には初期圧力による大きな変化は見られなかった。処理液中には、へミセルロース系由来の糖は全ての条件でほとんど検出されなかったが、初期圧力にかかわらず、ほとんどのへミセルロース系由来の成分有機酸になっていた。初期圧力が低いほど、グルコース回収率は増加した。初期圧力が1.0MPaのときのグルコース回収率は4.0MPaのときの約2倍であった。また、初期圧力が低いほど、残渣加水分解液のグルコース生成量は多くなった。グルコースが過分解され有機酸になったことによる減少や残渣内のリグニンの存在によって硫酸による加水分解が妨げられたことが示唆された。
バイオマスのペレット化については、ペレットの直径がペレット成形に及ぼす影響について検討した。粉砕機で粗粉砕した材料を用いて、ペレット直径を6～12mmまで4段階に変えて成形した。成形したペレットを圧縮試験機で圧縮して、その崩壊のしやすさを調べた。破壊に至るまでの圧縮圧力には明確な差異が見られなかった。また、ペレットの成形及び貯蔵に係る問題に関連して、キノコ菌床を用いたペレット製造工場およびその流通調査を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
対象とする作物残渣をヒマワリの茎として研究を進めることとして、実験に供試するヒマワリの茎を確保するための栽培手法について確立できた。
ペレットの製造に必要な治具が準備できなかったため、ペレット製造及びペレット分解性に関する研究は遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ペレットの直径の条件設定を多くせずに、市販機を利用したペレット製造によりペレット作成を行い、ペレット分解性に関する実験を始めることを検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
予定していた計測器が研究目的に適さないことが判明して、購入を延期したため、予定していた使用額を次年度に使用することとした。
計測器経費は、別の手法で測定するために必要となる前処理用の経費として使用する予定である。
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