研究内容

図
図1 固体酸触媒を用いた稲わらの2段水熱糖化法

稲わら等の農作物廃棄物であるリグノセルロースバイオマスに含まれるセルロース・ヘミセルロースを、(1)単糖類に変換する糖化プロセスと、(2)単糖類を発酵するプロセスを経てアルコール類や水素などの製造が注目されている。現在主流の糖化法である酵素法は酵素コストの低減が課題である。我々は、酵素を使用せず、繰り返し利用可能な固体酸触媒を用いた2段水熱糖化プロセスを用いた稲わらの水熱糖化法(図1)を開発した。この固体酸水熱糖化法の特徴として、反応性・反応速度が高く、かつ選択性も高い。また、糖化後液体からの固体触媒の分離が簡単で、中和工程が不要、廃液が発生しなく、環境に優しい。この糖化法では、第1段目で水熱反応性の高いヘミセルロースの水熱糖化を、第2段目で残りのセルロースの水熱糖化を行うことで、稲わらを原料として約75%の単糖収率を達成している。

研究者

研究者

銭 衛華

東京農工大学大学院工学研究院 工学部化学システム工学科 教授

論文

  1. Fabrication of graphene-like structured solid acid catalysts and their application in the saccharification of cellulose, D Higai, C Lee, EW Qian, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 1-6 (2021)
  2. Saccharification of cellulose using biomass-derived activated carbon-based solid acid catalysts, D Higai, C Lee, J Lang, EW Qian, Fuel Processing Technology 215, 106738 (2021)
  3. Two-Step Saccharification of Rice Straw Using Solid Acid Catalysts, Sukma, LPP; Wang, XH; Li, S; Nguyen, TT; Pu, JL; Qian, EW, INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH, Volume: 58, Issue: 14, Pages: 5686-5697 (APR 10 2019). DOI: 10.1021/acs.iecr.8b06473
  4. Fabrication of weak-acid functionalized mesoporous carbon solid acid from tannic acid and its use for saccharification of cellulose, Sukma, Luh Putu Pitrayani; Qian, Eika W., Environmental Progress & Sustainable Energy Volume: 37 Issue: 2 Pages: 850-860 Published: MAR 2018
  5. セルロース系バイオマスの糖化方法、銭 衛華、細見正明、(特願2008-107154、04/16/2008)、特開2009-254283(2009/11/5).
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