微細藻類の水熱処理システムの構築

微藻水热处理系统的构建

基本信息

批准号：
22K05905
负责人：
滝沢憲治
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05905/
关键词：
微細藻類水熱処理炭化最適化培養排液水熱炭化バイオマス

项目摘要

微細藻類クロレラの水熱処理の最適条件を応答曲面法を用いて検討した．比較対象として，エネルギー作物の一種であるソルガムのバガスを選んだ．反応条件を反応温度150～250℃，反応時間0.5～3.5時間とし，重量収率，高位発熱量およびエネルギー収率を用いて評価を行った．その結果，ソルガムバガスでは233.24℃，2.36 時間において24.61 MJ/kg の高位発熱量が得られた一方，微細藻類では233.10℃，2.37時間において33.39 MJ/kgの高位発熱量が得られることが分かった．また微細藻類の水熱処理で生成される排液（AP）を用い，微細藻類の培養能力の検証を目的とし実験を行った．結果として高希釈の×200，×100のAPでは微細藻類は十分成長し，低希釈の×50，×25のAPでは成長阻害が確認された．より栄養を多く含んでいる低希釈APでも培養をするため炭化物吸着後に培養したところ，ハイドロチャー吸着での最大成長量は無処理のAPに比べ約3倍の値になった．これは吸着剤として一般的に使われる活性炭と同様の結果であり，ハイドロチャーの吸着剤として利用できる可能性が示唆された．極性の違いによる分画したAPでの培養では，APの成分は極性の高い物質が大部分を占めており，極性の低い物質は成長に影響を与えるほど含まれていなかった．比較的極性の高い画分のAPでは，低濃度では成長を促進し，高濃度では成長を阻害した．最も高い極性の画分では，AP中に最も含まれ，低濃度においても成長阻害を引き起こすため，成長阻害に最も影響を与えることが示唆された．

使用反应表面方法研究了微热治疗微热治疗的最佳条件。为了进行比较，我们选择了一种高粱，一种能量作物的渣酱。确定反应条件为150-250°C，反应时间为0.5-3.5小时，并使用重量产量，高热量值和能量产量进行评估。结果表明，在233.24°C和2.36小时的高高速棉签中获得高热量的高热量，而在233.10°C和2.37小时的高热量为33.39 MJ/kg的高热量值为33.39 MJ/kg。此外，我们使用微藻处理产生的排水（AP）进行了一个实验，目的是验证微藻的培养能力。结果，在高稀释X200和X100 AP上，微藻生长充足，并在低稀释X50和X25 AP上确认生长抑制作用。为了培养，即使使用含有更多养分的低稀释剂AP，在氢气吸附过程中的最大生长量约为未经处理的AP的三倍。这与活性碳相同，该碳通常用作吸附剂，这表明它可以用作氢炭的吸附剂。在由于极性差异而被分馏的AP培养时，大多数AP成分是高度极性物质，低极性物质的含量不足以影响生长。在相对极性的分数中，以低浓度促进生长，并在高浓度下抑制生长。有人提出，最高的极性分数是AP中最多的部分，即使在低浓度下，它也会引起生长抑制，从而导致对生长抑制的影响最大。