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バイオマス研究会
目 的
1. バイオマスのエネルギー利用
2. バイオマス・廃棄物の高付加価値化
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研究テーマ例
1. バイオマスのエネルギー利用 木質バイオマスの粉砕とバイオエタノールへの変換
廃食油からのバイオディーゼル燃料の製造
2. バイオマス・廃棄物の高付加価値化
木質バイオマス(リグニン)のフェノール化合物への変換
水産バイオマス(キチン)の単糖やオリゴ糖への変換
廃棄物(イカ中骨βキチン)のナノファイバーへの変換 → 事例紹介1
廃棄物(貝殻、鱗など)の有効利用
廃熱の有効利用(陸上養殖)
地域資源の有効利用
その他、相談に応じてテーマ化いたします。
2
β-キチンナノファイバーは均一にナノ分散した透明度と粘度の高いナノファイバー。機能性食品、化粧品基材、抗菌・抗ウイルス、再生医療などのプラットフォームとして期待されています。 3
平行構造,低密度(低結晶性),水和水有り,簡単に水で膨潤,酵素分解容易。
製造加工が容易!
生体親和性高い!
βキチン(イカ)
N-アセチルグルコサミン
(関節症痛、美肌効果)
キトビアーゼ
キチン2糖 (NN’-ジアセチルキトビオース)
キチナーゼ
甲殻・イカ中骨* (水産バイオマス)
αキチン・βキチン
キチンオリゴ糖(3~7糖)
(キチン6糖に抗癌性など)
糖転移反応
塩酸分解
逆平行,高密度(高結晶性),強固な水素結合,水和水無し,水・溶媒に不溶,低反応性
甲殻アレルギー表示義務あり!
αキチン(カニ・エビ殻)
湿式解繊処理
粉末キチン
キチンナノファイバー
(0.5~10 wt%)
*中骨の廃棄量は三陸で約100 t/年。乾燥重量で約30%のβ-キチン含有
除蛋白・脱灰
高温高圧水処理
乾式粉砕
水産バイオマスから製造可能なキチン系機能性素材
【事例紹介1】 廃棄物(イカ中骨)のナノファイバーへの変換 物質化学工学科 戸谷一英
4
① ② キチンミクロフィブリルの
3次元ネットワーク構造
β-キチンNF ( ②タイプ )
イカ 中骨
β-キチン
粉末β-キチン
β-キチンナノファイバー(NF)
①HCl → NaOH 処理 or
②NaOH → HCl 処理
湿式解繊処理* (StarBurst:ウォータージェットの力)
乾式粉砕
(脱アセチル化度:5~10%) キチン・キトサン学会HPより
3~5nm6本
6本 キチンミクロフィブリル
機能性物質X
機能性物質X
/βキチンNF②
イカ中骨からのβ-キチンナノファイバーの製造
①エアコンや空気清浄機のフィルターへ吹き付ける
②マスクへ吹き付ける
機能性物質Xを担持したナノファイバー液
通常の不織布フィルター(μmオーダー)では菌やウイルスは通過してしまう
機能性物質Xを担持したナノファイバーが存在する場合、例えば有害菌やウイルスが不活化される
機能性物質X担持ナノファイバー
X
X X
X
X
X
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β-キチンナノファイバーの用途・製品イメージ(例 抗菌・抗ウイルス分野)
食 品
腸内環境改善 抗炎症
肌細胞活性化 製造助剤
美容素材
ヒアルロン酸産生 保湿効果
肌細胞活性化 皮膚保護 安定剤
再生医療
創傷治癒シート 培養細胞用基材
分化誘導 DDS
工業材料
空気フィルター 衣料 マスク