2009年09月18日

木質系バイオマスからエタノール生産技術の開発

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論文を何百万件も読まなければならない仕事をしたことがあったので 別に内容を読む必要なんか全然なく、一部だけ見ていればいいのですが、
気になる文献は何件もありました....


カーボンニュートラルを考慮した、自動車での使用も視野に入れたバイオ燃料研究は1980年以前からありましたが、
2003年以降「バイオエタノール」というキーワードに集約された研究論文が急増しています。

また、それ以前の研究では原料としてほとんど木材(廃材)、廃棄物(紙、生ゴミ)などを想定しています。

fusion





木質系バイオマスからエタノール生産技術の開発
奥田直之 早川智基 能村隆
月島機械
日本機械学会13回 環境工学総合シンポジウム2003




バイオマス資源は低濃度で広く分布しているため、収集にコストがかかり利用しにくいという問題点が指摘されている。
その中で、建設系廃木材は収集ルートが比較的確立しており、とくに平成14年5月から建設リサイクル法が施行されたことから
集約処理が進められ、その有効利用技術の実用化が急務となっている。
一方、天然木材と違い廃木材には防腐剤、接着剤、塗料など様々な不純物が含まれており、エタノール変換プロセスに悪影響を与えることが懸念される。
当社では、後述するように木材を二段階に分けて加水分解を行い、それぞれことなった菌株によりエタノールを発行生産するプロセスを開発している。


Xylopyranose




2.プロセス概要

原料は適当なサイズに破砕した後、希硫酸による1次加水分解を行う。
1次加水分解ではおもにヘミセルロース分が糖化され(C5糖化)、固液分離によりキシロースを多く含む加水分解液を得る。
このろ液を中和し発酵(C5発酵)に供する。
C5発酵ではflorida大学のingram博士が開発した遺伝子組み換え大腸菌(KO11株)を用いる。
KO11株は大腸菌にZ.mobilisの遺伝子を導入しエタノール生成能力を付与した組換え菌であり、
従来のエタノール発酵微生物では資化することができなかった5炭糖(キシロースなど)をエタノールに変換する能力を持つ。
...........
木材の場合、1トン(乾量)から200〜250Lのエタノールが得られる見込みである。

Ethano




..........


フェノール系接着剤がもっとも強い発酵阻害を示し、続いてメラミン・ユリア系、イソシアネート系の順に疎外を示した。
レゾルシノール系接着剤は、乾燥木材あたり18%添加してもまったく発酵を阻害しなかった。


..........
有機酸がよく減少していた126℃蒸煮と10%エタノール浸漬において、無処理の場合と比較して30ポイント、10ポイントそれぞれエタノール収率が向上した。
以上により、加工材を加水分解する前に、126℃で蒸煮を行うことが有効であることが示された。


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