@techreport{oai:kanazawa-u.repo.nii.ac.jp:00061503, month = {Mar}, note = {本研究は、高温高圧水蒸気による加水分解反応と瞬間的な減圧操作からなる爆砕法によって木質物質を分離、低分子化し、酵素および発酵操作によってエネルギー化するまでの一連の操作のプロセス工学的研究を目的としている。本年度は、爆砕生成物の抽出分離、糖化、発酵のそれぞれのシステムの特性と効果および爆砕リグニンの樹脂化について研究した。爆砕操作は広葉樹に限らず針葉樹についても構成物質の低分子化とその成分の分離に非常に有効であることがわかった。爆砕生成物を酵素(メイセラーゼ)で糖化した後、その糖液に酵母(発研2号)を接種してアルコール発酵を行なった。アルコールの生成量は、水蒸気圧力および蒸煮時間などの操作条件によって大きく変化した。アルコールを多量に得るためには高圧短時間の爆砕操作が樹種にかかわらず効果的であることがわかった。次に、アルコールの生成量を高めるために種々の培養操作方法について検討した。爆砕生成物の糖化とアルコール発酵を同時に行なう同時発酵およびアルギン酸カルシウムゲル内に酵母を包括する固定化培養は、爆砕生成物を酵素で糖化した後に酵母でアルコール発酵する培養よりもより多くのアルコールを得ることができることがわかった。一方、爆砕リグニンの資源化については、リグニン分解性担子菌による微生物的資源化だけでなく、リグニンの樹脂化について検討した。爆砕リグニンをエピクロルヒドリンに溶解させた後、水酸化ナトリウム溶液を添加することによってリグニンエポキシ樹脂を合成した。爆砕リグニンから得られたエポキシ樹脂は市販のビスフェノールA系樹脂よりも分子量分布が大きく、官能基数が多いことから、耐熱性および熱硬化性に優れていることがわかった。, The application of bioprocess system for microbial conversion of lignocellulosic materials into energy was studied experimentally by using steam explosion process as pretreatment. Wood chips of Larix leptolepis and Eucalyptus were exploded at various pressures of steam and times of heating. The products were separated into water-soluble hemicellulose, cellulose, methanol-soluble lignin and Klason lignin. The effects of explosion on the concentration of methanol-soluble lignin, Klason lignin, hemicellulose, and cellulose were determined from the experimental data. The effect of explosion on the enzymatic saccharification was examined by using exploded wood samples. The explosion treatment was found to be effective for delignification of the wood and for increasing its susceptibility to enzymatic hydrolysis. The enzymatic hydrolysis and ethanol productivity were compared in three culture systems: a liquid cultures of two steps of the enzymatic saccharification and fermentation, and immobilized culture of cells,and a simultaneous culture of saccharification and fermentation. As a result, it was the most effective for producing alcohol from exploded wood. The conditions of optimal operation in this explosion system was evaluated from the contour map of ploting ratio of saccharification per unit energy consupmtion against steam pressure and reaction time. It was realized that the ration of saccharification per unit energy consumption against steam pressure and reaction time in Larch attained to the maximum at 4.3 MPA of pressure and 3 minute of reaction time and that of eucalyptus attained to the maximum at 3.7 MPA and 2 minute., 研究課題/領域番号:61550717, 研究期間(年度):1986 – 1988, 出典:研究課題「高蒸気圧反応器による植物性物質の加水分解と資源化」課題番号61550717 (KAKEN:科学研究費助成事業データベース(国立情報学研究所)) (https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-61550717/615507171988kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成, 金沢大学工学部}, title = {高蒸気圧反応器による植物性物質の加水分解と資源化}, year = {1990} }