新規嫌気性ハイタン生産プロセスの開発

新型厌氧高鞣生产工艺的开发

• 批准号: 16J02584
• 负责人: 覃 宇
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02584/
• 关键词: 食品廃棄物; ハイタン; 水素; メタン; モデリング; 微生物; 環境負荷低減; 嫌気性発酵; 廃棄物; 生ごみ

燃料の多様化および安定で安価に提供できる技術の開発・実用化は必至である。食品廃棄物を活用し、嫌気性発酵を用いたハイタン生産プロセスの安定化・最適化が求められている。平成２９年度には、前年度の研究進捗を踏まえて、引き続きプロセスの連続運転、数理モデリングによる模擬、微生物群集構造の解析およびシステムの評価について、以下の課題に取り込んだ。１【新規嫌気性ハイタン生産プロセスの連続運転（続き）】　ハイタン生産プロセスにおける二槽の容積比について実験を行った。また、排出されたメタン発酵槽の消化液循環による水素発酵への影響について連続実験を行った。水素発酵の安定化を目指して消化液循環比の最適化制御対策を提案した。２【数理モデリングによるプロセス変動傾向のシミュレーション】　最初条件変動によるプロセスの変動傾向を考察するため、循環のある二槽プロセスの時間常数の解析解を求めた。このモデルを用いて、水素とメタンの連続発酵における動力的定数を求め、短期的なデータに基づいて長期的な変動傾向を予測できるようになった。３【分子生物学的手法で微生物群集構造の分布と遷移の解析】　新規ハイタン発酵プロセスの連続運転に及ぼす二相容積比、消化液循環比、有機物除去負荷の影響について、分子生物学的手法で微生物群集構造を解析した。４【新規プロセスの経済性と環境負荷についての評価】　これまで蓄積されたデータに基づいて、有機廃棄物の低価値バイオマスより、低コストの嫌気性発酵を用いて高価値燃料ガスのハイタンを生産するプロセスに対して、その経済性と環境負荷を定量化するために、本研究の新規ハイタン発酵プロセスについて LCA評価を行い、本研究の新規ハイタン発酵システムの有用性と持続可能な社会への寄与効果を定量的に検証した。

Fuel diversification and stability are essential to the development and implementation of technology. Food waste utilization, anaerobic fermentation, production, stabilization and optimization The research progress of Heisei 29 is summarized as follows: (1) The research progress of Heisei 29 is summarized as follows: (2) The research progress of Heisei 29 is summarized as follows: 1. New regulation of capacity ratio between two tanks The effect of water metabolism on the digestion of digestive fluid in the fermentation tank is discussed in detail. The aim of stabilization of water metabolism is to propose optimal control strategies for digestive cycle ratio. 2. Analytical solution for time constant of initial condition change, initial condition change, initial condition For example, in order to predict the long-term dynamic tendency, the short-term dynamic tendency is determined. 3. Molecular biological methods for analysis of microbial community structure. New regulations for analysis of microbial community structure by molecular biological methods. 4.[Evaluation of the new regulation on biological and environmental load] This study aims to evaluate the biological and environmental load of organic wastes, and to evaluate the biological and environmental load of organic wastes. The usefulness of the new protocol in this study was demonstrated by quantitative evaluation of possible social effects.

项目成果

Comparison of hyper-thermophilic-mesophilic two-stage with single-stage mesophilic anaerobic digestion of waste activated sludge: Process performance and microbial community analysis

• DOI: 10.1016/j.cej.2016.01.067
• 发表时间: 2016-04
• 期刊: Chemical Engineering Journal
• 影响因子: 15.1
• 作者: Li-Jie Wu;Atsushi Higashimori;Yu Qin;Toshimasa Hojo;K. Kubota;Y. Li

Biohythane production with the recirculated two-phase anaerobic digestion (R-TPAD) of food waste (FW) by adjusting the recirculation ratio

通过调整再循环比率，通过食物垃圾 (FW) 的再循环两相厌氧消化 (R-TPAD) 生产生物乙烷

• 发表时间: 2017
• 作者: 沖 啓輔;山上 健;永田麻梨子;高島夏希;真柳浩太;白井 剛;石野園子;石野良純;小河 穂波;Yu Qin
• 通讯作者: Yu Qin

Upgrading of mesophilic anaerobic digestion of waste activated sludge by thermophilic pre-fermentation and recycle: Process performance and microbial community analysis

• DOI: 10.1016/j.fuel.2015.11.091
• 发表时间: 2016-04
• 期刊: Fuel
• 影响因子: 7.4
• 作者: Li-Jie Wu;Atsushi Higashimori;Yu Qin;Toshimasa Hojo;K. Kubota;Y. Li

Two-stage Anaerobic Process Treating Municipal Solid Waste (MSW) with Increasing Contents of Paper Waste

两级厌氧工艺处理城市固体废物（MSW）并增加废纸含量

• 发表时间: 2017
• 作者: Keisuke Oki;Takeshi Yamagami;Mariko Nagata;Natsuki Takashima;Kouta Mayanagi;Sonoko Ishino;and Yoshizumi Ishino.;Honami Ogoh;Yu Qin
• 通讯作者: Yu Qin

The performance and kinetic characterization of the three metabolic reactions in the thermophilic hydrogen and acidic fermentation of cassava residue

• DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.01.061
• 发表时间: 2017-02-02
• 期刊: INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
• 影响因子: 7.2
• 作者: Jiang, Hongyu;Qin, Yu;Li, Yu-You
• 通讯作者: Li, Yu-You