湿式微粉砕による草本系バイオマスの固体糖化発酵

草本生物质湿法粉碎固态糖化发酵

• 批准号: 25850171
• 负责人: 佐賀 清崇
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-25850171/
• 关键词: 湿式微粉砕; 草本系バイオマス; 酵素糖化; 前処理

本研究の目的は含水率30～60％程度の草本系バイオマス（稲わら，エリアンサス，ミスカンサス）を湿式微粉砕し，固体状態で糖化発酵させる技術を開発することである。微粉砕可能な既存の農業機械を調査したところ、植繊機が候補として挙がった。植繊機とは草木質系バイオマスを一軸可変リードスクリューで加圧・混練・昇温・摩砕する機械であり、竹や農業残渣などの堆肥化促進のために使用されている。植繊機出口部の成型プレートの抵抗を調整し、稲わらを処理したところ、出口温度は約90℃まで昇温した。出口温度が90℃であれば、スクリュー内部の温度は90～100℃と推察される。機械的エネルギーで発生する90～100℃の熱を有効に利用し、湿潤状態の草本系バイオマスを減容化するとともに十分に酵素糖化可能な物質に変換できることは、実用化の観点から大変意義深い。しかしながら、植繊機で処理しただけの稲わらでは十分な糖化率を得られなかった。水酸化カルシウムを用いた酵素糖化のための前処理温度は95～100℃であり、植繊機内部の温度はほぼ等しい。そこで、刈り取り直後の稲わらを想定して含水率を50～60％に調整し、原料乾量の10％の水酸化カルシウムを添加し、植繊機で処理。処理物を酵素糖化させたところ、グルコース回収率が80％に達することが明らかとなった。アルカリと少量の水が存在する状態で、加圧・混練・昇温・摩砕によってメカノケミカル反応が誘起され、リグニンとヘミセルロースによるセルロースの保護が外れて、易糖化性の物質が得られたと考えられる。

Purpose this study の は の herb is 30 ~ 60% moisture content degree バ イ オ マ ス (稲 わ ら, エ リ ア ン サ ス, ミ ス カ ン サ ス) を wet type powder 砕 し, solid state で saccharification 発 leaven さ せ る technology を open 発 す る こ と で あ る. Powder 砕 may な existing の agricultural machinery を survey し た と こ ろ, plant 繊 machine が alternate と し て 挙 が っ た. Plant 繊 machine と は grass wood is バ イ オ マ ス を one axis can be - リ ー ド ス ク リ ュ ー で plus 圧, practice, mixing temperature, mo 砕 す る mechanical で あ り, bamboo や agricultural residue な ど の composting promote の た め に use さ れ て い る. Plant export の 繊 machine molding プ レ ー ト の を resistance adjusting し, 稲 わ ら を 処 Richard し た と こ ろ は, export temperature about 90 ℃ ま で warming し た. The outlet temperature is が90℃であれば and ス リュ リュ. The internal <s:1> temperature is 90 to 100℃と. Observe される. Mechanical エ ネ ル ギ ー で 発 raw す る 90 ~ 100 ℃ heat の を have sharper に using し, wetted の herb バ イ オ マ ス を capacity reduction mineralization す る と と も に very に enzyme saccharification could な material に variations in で き る こ と は, be use の 観 point か ら big - meaning deep い. し か し な が ら, plant 繊 machine で 処 Richard し た だ け の 稲 わ ら で は very な を saccharification rate have ら れ な か っ た. Water acidification カ ル シ ウ ム を with い た enzyme saccharification の た め の 処 before Richard は temperature 95 ~ 100 ℃ で あ り の temperature inside, plant 繊 machine は ほ ぼ etc し い. そ こ で, mow り り straight after の 稲 わ ら を scenarios し を 50 ~ 60% に adjust し て moisture content, dry raw material quantity の 10% の water acidification カ ル シ ウ ム を add し, plant 繊 machine で 処. 処 manage content を enzyme saccharification さ せ た と こ ろ, グ ル コ ー ス 収 が 80% back に da す る こ と が Ming ら か と な っ た. Little の ア ル カ リ と が exist す る で, plus 圧, practice, mixing temperature, mo 砕 に よ っ て メ カ ノ ケ ミ カ ル anti 応 が induced さ れ, リ グ ニ ン と ヘ ミ セ ル ロ ー ス に よ る セ ル ロ ー ス の protection が れ て, easy saccharification sex の material が ら れ た と exam え ら れ る.

项目成果

加熱プレスによる稲わらの酵素糖化前処理

热压机酶法糖化预处理稻草

• 发表时间: 2013
• 作者: 北川敏生;佐賀清崇;長谷川文生;海津裕;芋生憲司
• 通讯作者: 芋生憲司

加熱プレスによる稲わらの減容化及び酵素糖化前処理

稻草热压减容及酶法糖化预处理

• 发表时间: 2014
• 作者: 北川敏生;佐賀清崇;長谷川文生;海津裕;芋生憲司
• 通讯作者: 芋生憲司

エタノール製造のための未乾燥稲わらの圧縮粉砕処理

未干稻草的压缩和破碎用于生产乙醇

• 发表时间: 2014
• 作者: 長谷川文生;佐賀清崇;海津裕;芋生憲司
• 通讯作者: 芋生憲司

加熱プレスによる稲わらの減容化・糖化前処理

热压机对稻草减容糖化预处理

• 发表时间: 2013
• 作者: 佐賀清崇;北川敏生;長谷川文生;海津裕;芋生憲司
• 通讯作者: 芋生憲司