バイオマスエネルギー作成と利用のための最適条件の探索

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ヤトロファ種子のBDF利用に関してこれまで多くの報告がある.種子からのより多くの油を回収するには機械化によるコスト増加や投入エネルギーの増加があり,ビジネス化のネックとなっている.低コストで搾油率を高めることができれば,ビジネス化が大きく前進すると考えられる.これまで,水中での衝撃波処理が植物細胞の崩壊を引き起こすことが報告されているが,搾油効率に対しての効果は研究されていない.試験の結果,種子そのままの状態で衝撃波を与えても影響が見られなかったが,破砕した種子に液中で衝撃波を加えることで搾油率の著しい向上が見られた.したがって,種子油のBDF化に着眼し,搾油後に転化されるメタノールを溶媒として破砕種子を実験に供試した.本研究では,種子に対するメタノールの割合と浸漬処理,衝撃波による処理回数が搾油率に与える影響およびその処理特性について調査した.なお,浸漬処理は20℃,2時間の弱浸漬処理,55℃,10日間の強浸漬処理の2処理区を設け,搾油は圧搾機を用いて圧力一定条件(7.14MPa)で行った.研究の結果,弱浸漬処理の場合,衝撃波の回数および種子に対するメタノールの割合を増やす程,搾油効率が増加した.一方,強浸漬処理の場合,種子:メタノール=1:3.5(重量比)以上で搾油効率が増加しないことが明らかとなった.強浸漬処理の方が搾油率が高く,最大搾油効率は94%であった.機械化による食糧油の搾油率が9割弱であることを考慮すると,今回の前処理によって高い搾油率が達成された.走査電子顕微鏡による観察により,衝撃波を与えた種子(仁)が崩壊している様子が確認された.また,比表面積の増加が見られた.これらの結果から,衝撃波による物理的な細胞崩壊によって搾油率が向上したことが示唆された.また,衝撃波処理によって搾油残渣のメタン発酵が促進されていた.本実験では,ヤトロファ種子と溶媒浸漬,衝撃波処理によって搾油効率の増加が確認された.溶媒を添加させることで,搾油効率が増加することはこれまでの研究で知られているが,メタノールを溶媒に利用することで,搾油後の回収率を低下させることなくBDF化の行程へとスムーズに進むことができる利点がある.さらに,浸漬時間,温度を調整することで搾油コストを抑えられる可能性がある.また,衝撃波による種子処理が搾油残渣のメタン発酵化に対しても効果が期待でき,今後さらに調査,研究を行いたい.これらの結果を取り纏め国際学会誌に投稿し2報は既に受理され,残り2報は審査中である.