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水素・メタノール複合発酵グラニュールを用いた新規バイオ燃料生産技術の研究

氢/甲醇联合发酵颗粒生物燃料生产新技术研究

基本信息

批准号：
21651027
负责人：
李玉友
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

我が国には,約100万ヘクタールもの未利用地があり,2020年頃における資源作物の年間収穫可能量は、約1200万トン(乾燥重量),エネルギー資源として原油換算で約540万キロリットルと試算され,効果的なバイオマスエネルギー変換技術の開発が求められている。本研究は水素発酵技術と微生物のグラニュール化現象を組み合わせることにより,バイオマスのエネルギー転換効率を飛躍的に向上させるための技術開発である。本年度では高温UASB反応槽の水素発酵性能評価と水素生成微生物の特定および保持能を明らかにすることを目的とし,HRTを変化させた連続運転によって,UASBリアクターを用いた合成でんぷん廃水の高温水素発酵における物質変換特性および水素生成グラニュールの微生物群集構造の解析を行った。容積負荷16-32kg-COD_<Cr>/m^3/dの範囲で基質分解率85%以上の良好な処理および安定した水素生成が達成でき,最大水素収率はHRT24hのとき1.2mol H_2/mol glucoseを記録した.この結果は,水素発酵の許容負荷の点では,UASBの方が優れていることを示している.代謝産物の構成はHRTに伴って変化し,HRT24hとHRT 12hでは酢酸と酪酸が優勢であったのに対し,HRT 16hでは乳酸が優勢であった.水素生成グラニュールの16S rRNA遺伝子を標的としたクローン解析とFISH解析の結果,槽内では各HRT条件において水素生成細菌のThermoanaerobaterium属が優勢であった.このことから,運転期間を通して高温UASBリアクター内にはThermoanaerobaterium属が保持され,これらが水素生成を担っていることが示唆された.

In China, about 1 million tons of unutilized land will be available. By 2020, the annual harvest energy of resource crops will be about 12 million tons (dry weight), and the production of natural resources will be about 5.4 million tons in crude oil conversion. The development of conversion technology will be carried out in the future. This study is aimed at the development of technology for the combination of water fermentation technology and microbial transformation phenomenon. This year, we evaluated the performance of high temperature UASB reverse osmosis tank in water evolution, and analyzed the specific and retention energy of water element producing microorganisms. Capacity loading 16-32kg-COD_<Cr>/m3/d range, substrate decomposition rate more than 85%, good treatment, stability, water element production reached, maximum water element recovery rate HRT24h to 1.2 mol H_2/mol glucose record. As a result, the allowable load point of water transport is different from that of UASB. Metabolite composition was changed from HRT24h to HRT 12h, acid to lactic acid was dominant,HRT 16h to lactic acid was dominant. As a result of FISH analysis and analysis of 16S rRNA gene markers for water production, thermoanaerobaterum was dominant among water producing bacteria under various HRT conditions in the tank. During the transportation period, the temperature of UASB was increased, and the thermoaerobaterium species was maintained.