造粒化藻類を充填したフォトリアクターを用いたバイオガスからのデュアル燃料生産

使用充满粒状藻类的光反应器从沼气生产双燃料

• 批准号: 14F04209
• 负责人: 小林 拓朗
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04209/
• 关键词: 水素発酵; メタン発酵; 藻類バイオマス; バイオ水素; 消化液栄養塩除去; 消化液; 藻類フォトバイオリアクター

藻類からの水素とメタンへの変換に着目し、様々な環境に由来する藻類バイオマスの獲得と、それからの水素とメタンへの変換特性および変換率の改善のための手法を検討した。40日間のフォトバイオリアクターの培養によって、いずれもScenedesmus属が優勢な混合藻類コンソーシアが形成され、集積された。これらを発酵原料として使用したところ、中温と高温の条件で、いずれも水素の生産は困難であったが、高温の方がより水素を消費するメタン生成菌の抑制が認められた。また、pHを酸性に調整することで水素生産の改善が確認された。また、環境中から採取した藻類バイオマスの由来も、水素およびメタン収率に大きく影響することが明らかとなった。3種類の異なる採取源の藻類バイオマスを原料として発酵を行ったところ、水素収率においては最大2枚程度の差異がサンプル間で認められた。メタン収率においても、その差異は1.5枚程度であった。このように水素・メタン両方において、構成される混合藻類バイオマスの種類がエネルギー回収率に影響することが示された。次に、これらの水素およびメタン回収率を改善するための物理科学的前処理を検討した。水素発酵に対する前処理の影響は次の通りであった。上述の3種類の前処理と無処理の4種類のバイオマスを比較したところ、いずれの前処理も溶解性の有機物画分を増大させることができ、特に電気分解において、無処理と比較して1.3枚程度の増大が認められた。発酵後の水素収率もその可溶化の程度に応じて増大する傾向を見せ、電気分解において38 mL/g-VSの収率を記録し、無処理の場合の4倍であった。前処理はメタンの生成に対してもポジティブな影響を及ぼした。最大で3倍以上の収率の改善が可能であった。

Algae か ら の water element と メ タ ン へ の variations in に mesh し, others 々 な environment に origin す る algae バ イ オ マ ス の と, そ れ か ら の water element と メ タ ン へ の variations in properties お よ び variations in rate の improve の た め の gimmick を beg し 検 た. 40 day の フ ォ ト バ イ オ リ ア ク タ ー の cultivate に よ っ て, い ず れ も Scenedesmus な mixed algae belong to が advantage コ ン ソ ー シ ア が form さ れ, set product さ れ た. こ れ ら を 発 yeast raw material と し て use し た と こ ろ conditions of high temperature, medium temperature と の で, い ず れ も water element の production difficulty は で あ っ た が, high-temperature の が よ り water element を consumption す る メ タ ン bacteria の inhibition of が recognize め ら れ た. Youdaoplaceholder0, pHを acidity に adjustment する された とで water production <s:1> improvement が confirmation された. ま た, environment か ら take し た algae バ イ オ マ ス の origin も, water element お よ び メ タ ン 収 rate に big き く influence す る こ と が Ming ら か と な っ た. 3 kinds の different な る take source の algae バ イ オ マ ス を materials と し て 発 leaven を line っ た と こ ろ 収 rate, water element に お い て の は two biggest degree difference が サ ン プ ル で recognition between め ら れ た. The yield of メタ にお て て て メタ and the degree of difference between そ and メタ is about 1.5 pieces であった. こ の よ う に water element, メ タ ン struck party に お い て, composition さ れ る mixed algae バ イ オ マ ス の kinds が エ ネ ル ギ ー 収 back rate に す る こ と が shown さ れ た. This time, に, を検 れら, <s:1>, water およびメタ, <s:1>, the recovery rate を was improved するため, and the pretreatment of を検 in physical science was discussed for た. Hydroquinone fermentation に has an effect on the する pretreatment に secondary reaction であった であった. Before the の 3 kinds の 処 him no 処 と Richard の 4 kinds の バ イ オ マ ス を compare し た と こ ろ, い ず れ の 処 before Richard も solubility の organic points を raised large さ せ る こ と が で き, に electric 気 decomposition に お い て, no 処 と compare し て 1.3 degree of gold の raised large が recognize め ら れ た. After 発 leaven の water element 収 rate も そ の solubilization の degree に 応 じ て raised large す る tendency を see せ, electric 気 decomposition に お い て 38 mL/g - VS の 収 rate を record し 4 times, no 処 の occasions の で あ っ た. The previous processing of メタ メタ <s:1> generates に, which has an impact on <s:1> て ポジティブな ポジティブな, を and ぼ た た. A maximum で of more than three times the <s:1> yield rate <e:1> improvement が may であった.

项目成果

Biogenic hydrogen fermentation of mixed microalgae consortia.

混合微藻群落的生物氢发酵。

• 发表时间: 2014
• 作者: Gopalakrishnan Kumar;Guangyin Zhen;Takuro Kobayashi;Kaiqin Xu;Sang Hyoun Kim
• 通讯作者: Sang Hyoun Kim

Potential of three different mixed microalgae consortia to harness biogenic h2 and ch4 production from natural ecological niche

三种不同混合微藻群落利用自然生态位产生生物 h2 和 ch4 的潜力

• 发表时间: 2015
• 作者: Kumar G.;Zhen G.;Periyasamy S;Kobayahi T;Xu K.Q.
• 通讯作者: Xu K.Q.

Simultaneous removal of 5-hydroxy methyl furfural (5-HMF) and hydrogen production from acid (H2SO4) pretreated red-algal hydrolysate via hybrid immobilized cells

• DOI: 10.1016/j.algal.2015.07.015
• 发表时间: 2015-09
• 期刊: Algal Research-Biomass Biofuels and Bioproducts
• 影响因子: 5.1
• 作者: Gopalakrishnan Kumar;P. Sivagurunathan;Takurou Kobayashi;Kaiqin Xu;Sang‐Hyoun Kim

Biohydrogen production in a sequencing batch reactor fed with algal hydrolysate.

在用藻类水解产物供给的序批式反应器中生产生物氢。

• 发表时间: 2014
• 作者: Gopalakrishnan Kumar;Takuro Kobayashi;Sang Hyoun Kim;Kaiqin Xu
• 通讯作者: Kaiqin Xu

Evaluation of different pretreatments on organic matter solubilization and hydrogen fermentation of mixed microalgae consortia

不同预处理对混合微藻群落有机物溶解及氢发酵的评价

• DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.05.195
• 发表时间: 2016
• 期刊: International Journal of Hydrogen Energy
• 影响因子: 7.2
• 作者: Kumar;G.Y.;Zhen G;Sivagurunathan P;Kobayashi;T.;Xu;K.Q;Kim SH
• 通讯作者: Kim SH