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ホワイトバイオテクノロジー;エネルギー・材料の最前線

  • White biotechnology:The Front of Energy and Material Development
※こちらの書籍は,電子書籍(eBook)として販売をしております。
・価格4,600円(税抜)
丸善販売サイト「Knowledge Worker」にてPDF版販売中!
http://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd=1016975221

★ バイオリファイナリー実現への一助となる一冊
★ 「ホワイトバイオテクノロジー」の考え方と国内外の動向を解説
★ バイオテクノロジーによる、今、もっとも必要とされる化学材料、エネルギー製造方法を詳述

商品コード: T0647

  • 監修: 木村良晴・小原仁実
  • 発行日: 2008年12月
  • 価格(税込): 70,200 円
  • 体裁: B5判、289ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0061-0

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  • バイオリファイナリー / 京都議定書 / 植物由来 / ポリ乳酸 / エタノール / 木質バイオ / 発酵 / バイオベースポリマー

刊行にあたって

 この夏の石油価格の高騰は、私たちの消費生活に少なからぬ影響を与えた。また、昨年のノーベル平和賞が、気候変動に関する啓蒙活動を行った元米国副大統領のアル・ゴア氏に贈られたことは記憶に新しい。この二つの出来事は、石油の枯渇と石油燃焼により発生する炭酸ガスが、経済や地球環境に深刻な影響を与え始めていることを物語っている。私たちの生活が20世紀の延長線上には成り立たないことは明らかである。このような時代に化学者は社会に対し、どのような貢献ができるのだろうか?
 この問題に対して真剣に取り組んでいるのは化学者だけではない。ホワイトバイオテクノロジーは、地球環境の保全が可能なだけでなく、今世紀の主軸になる産業形態として十分な経済効果を併せ持つと考えられている。それゆえ、経済人からも維持発展的社会の構築を可能にする化学技術として、熱い注目を集めている。
 本書は、ホワイトバイオテクノロジーの根幹となる研究・開発はもとより、経済・社会的な側面にも切り込んで、各界の専門家に執筆していただいた。
(「巻頭言」より抜粋)

2008年11月  京都工芸繊維大学 小原仁実

著者一覧

木村良晴   京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 生体分子工学部門 教授;バイオベースマテリアル研究センター センター長
小原仁実   京都工芸繊維大学 バイオベースマテリアル研究センター 教授
内野尚   (株)三菱総合研究所 環境・エネルギー研究本部 資源・環境戦略研究グループ 主任研究員
石渡哲義   協和発酵工業(株) リサーチアライアンス部 事業推進グループ
藤井智章   三井物産(株) 環境事業部 排出権プロジェクト室 
相羽誠一   (独)産業技術総合研究所 生物機能工学研究部門 環境保全型物質開発・評価研究グループ 研究グループ長
宇山浩   大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授
粟冠和郎   三重大学 大学院生物資源学研究科 微生物工学研究室 教授
岡田宏文   長岡技術科学大学 生物系 准教授
西田治男   九州工業大学 エコタウン実証研究センター 特任教授
白井義人   九州工業大学 エコタウン実証研究センター 教授;センター長
松本道明   同志社大学 理工学部 化学システム創成工学科 教授
河合富佐子  京都工芸繊維大学 バイオベースマテリアル研究センター 特任教授 
酒井謙二   九州大学大学院 農学研究院 教授
賀来群雄   デュポン(株) 先端技術研究所 所長
柴田圭右   九州大学 大学院農学研究院 生物機能科学部門 応用微生物学講座 学術特定研究員
園元謙二   九州大学 大学院農学研究院 生物機能科学部門 応用微生物学講座;バイオアーキテクチャーセンター 教授
小林四郎   京都工芸繊維大学 バイオベースマテリアル研究センター 特任教授
岩田忠久   東京大学 大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 准教授
柘植丈治   東京工業大学 大学院総合理工学研究科 物質科学創造専攻 講師
芦内誠   高知大学 教育研究部自然科学系 准教授
小原聡   アサヒビール(株) 豊かさ創造研究所 バイオマス資源開発グループ 主任研究員
寺島義文   (独)農業・食品産業技術総合研究機構 九州沖縄農業研究センター バイオマス・資源作物開発チーム 研究員
石崎文彬   (株)ネクファー 代表取締役会長;九州大学名誉教授
中島田豊   東京農工大学 大学院共生科学技術研究院 准教授
西尾尚道   広島大学 大学院先端物質科学研究科 分子生命機能科学専攻 教授 
野田秀夫   Bio-energy(株);関西化学機械製作(株) 代表取締役社長
小林元太   佐賀大学 農学部 生命機能科学科 准教授
橋本和久   京都工芸繊維大学 バイオベースマテリアル研究センター 特任教授
沖泰弘   サッポロビール(株) 価値創造フロンティア研究所 上級研究員
三谷優   サッポロビール(株) 価値創造フロンティア研究所 研究主幹
中村一夫   京都市環境局 適正処理施設部 部長;(財)京都高度技術研究所 バイオ研究部長;京都大学 大学院エネルギー科学研究科 客員准教授
Ramani Narayan  Michigan State University、Department of Chemical Enginrring & Materialsscience、University Distinguished Professor

目次

序論 ホワイトバイオテクノロジー
1. ホワイトバイオテクノロジーの萌芽
2. バイオマスエネルギー
3. バイオベースプラスチック
4. おわりに


【第1編 ホワイトバイオテクノロジーの産業化】

第1章 ホワイトバイオテクノロジーの今後
1. 活発化するホワイトバイオテクノロジーの研究開発
2. ホワイトバイオテクノロジーの今後のキーテクノロジー
3. まとめ

第2章 ホワイトバイオテクノロジーの実用化戦略―バイオ化学工業のプラットフォーム創成に向けて―
1. はじめに
2. 実用化のための3つの要件
2.1 長期戦略
2.1.1 日米欧戦略比較
2.1.2 日本式展開
2.2  技術基盤の構築 
2.2.1 糖原料・プラットフォーム
2.2.2 バイオプロセス・プラットフォーム
2.2.3 統合プラットフォーム
2.2.4 カーボンキャプチャー型次世代バイオ生産
2.3 社会基盤の構築
2.3.1 行政支援
2.3.2 国際連携
2.3.3 市場・消費者の啓蒙・教育
3. おわりに

第3章 排出量取引に活かすホワイトバイオテクノロジー
1. はじめに
2. 京都議定書と排出量取引
3. 温室効果ガス(GHG)と京都メカニズム
4. CDM方法論
5. ホワイトバイオテクノロジーに関連する方法論
6. バイオマス由来材料に伴うGHG削減の方法論の考え方
7. ホワイトバイオテクノロジープロジェクトにおける排出権販売収益
8. ホワイトバイオテクノロジーの排出権取引の展開


【第2編 化学材料・プロセス編】

第1章 バイオベースポリアミド4の特性と循環型生産
1. はじめに
2. バイオベースポリアミド4の特性
3. バイオマス由来原料からのポリアミド4の製造
4. おわりに

第2章 植物油脂由来ポリマー
1. はじめに
2. バイオマスを原料とする硬化性プレポリマー
3. エポキシ化植物油脂を用いる複合材料
4. おわりに

第3章 セルラーゼとセルロソーム
1. はじめに
2. 微生物のセルロース分解系とセルラーゼの基本的な性質
3. Trichoderma reeseiのセルロース分解系
4. 嫌気性細菌の形成するセルラーゼ複合体(セルロソーム)
5. おわりに

第4章 ポリ乳酸ケミカルリサイクル
1. はじめに
2. ポリ乳酸の分解反応の特徴
3. 加水分解によるケミカルリサイクル
3.1 加水分解の特徴
3.2 高温高圧水/加圧水蒸気によるケミカルリサイクル
4. 熱分解によるケミカルリサイクル
4.1 熱分解の特徴
4.2 ポリ乳酸の熱分解特性
4.3 ラセミ化の制御
4.4 難燃化製品のケミカルリサイクル
4.5 ポリマーブレンドからの選択的解重合
4.6 ポリ乳酸/汎用樹脂ブレンドからのケミカルリサイクルの実証試験
5. ポリ乳酸ケミカルリサイクルのライフサイクルインベントリー(LCI)分析
6. おわりに

第5章 イオン性液体を利用した芳香族炭化水素の分離
1. はじめに
2. イオン液体を利用した抽出操作による芳香族炭化水素の分離
3. イオン液体含浸膜による芳香族炭化水素の分離
4. おわりに
        
第6章 ポリ乳酸分解菌及びポリ乳酸分解酵素
1. はじめに 
2. 加水分解酵素によるPLAの生分解性の特性
3. PLA分解菌とそれらの分解酵素
4. PLA depolymeraseの反応機構
5. 今後の展望

第7章 非乳酸菌による光学活性乳酸の製造
1. はじめに
2. 乳酸菌(LAB)と工業的乳酸生産菌(MLAP)
3. 乳酸の光学異性の問題
4. LABによる乳酸生産
5. 非LABによる乳酸生産
5.1 糸状性MLAP
5.2 好熱性MLAP
5.3 遺伝子組換えMLAP
6. おわりに

第8章 1、3-プロパンジオール(PDO)―第三世紀に向けたデュポンの第一歩
1. デュポンの将来構想
2. Bio-PDOの製造技術
3. Bio-PDOの基本物性
4. 環境負荷の軽減
5. 用途
5.1 Bio-PDOの直接用途
5.2 PDOのホモ重体
5.3 テレフタル酸との共重合体
6. まとめ

第9章 キシロースからの乳酸生産
1. バイオマスとしてのキシロース
2. キシロース発酵菌
3. 乳酸菌のキシロース代謝経路
4. キシロオリゴ糖からの乳酸生産

第10章 酵素触媒を用いるポリエステル合成
1. はじめに
2. ラクトン類の開環重合
2.1 酵素触媒開環重合の発見
2.2 反応機構
2.3 エナンチオ選択性
3. カルボン酸類とアルコールの重縮合
3.1 活性化エステル
3.2 脱水重縮合
4. オキシ酸及びその誘導体の重縮合
5. おわりに

第11章 微生物産生ポリエステル
1. はじめに
2. 高性能PHAの種類
3. P(3HB)共重合体生産株の育種と発酵生産
3.1 P(3HB-co-3HHx)
3.2 超高分子量P(3HB)
4. 高強度繊維およびフィルムの開発
4.1 超高分子量P(3HB)からの高強度繊維化
4.2 野生株産生PHAからの高強度繊維およびフィルム化
5. ナノファイバーの作製と医療分野への応用
6. 生分解性速度のコントロールを目指して
7. PHAの生産事例
8. 環境影響評価と今後の展望

第12章 バイオキラルナイロン・ポリ-γ-グルタミン酸
1. はじめに
2. キラルナイロンとしてのポリ-γ-グルタミン酸
3. 新規な生物機能材料としてのポリ-γ-グルタミン酸
4. ポリ-γ-グルタミン酸の合成とホワイトバイオテクノロジー
5. ポリ-γ-グルタミン酸の新改質技術
6. おわりに


【第3編 エネルギー製造技術編】

第1章 サトウキビからのエタノール生産
1. はじめに
2. サトウキビからのエタノール生産プロセス
2.1 直接生産方式
2.2 間接生産方式
2.3 現状プロセスの課題
3. 新しい原料・生産プロセス開発の動き
3.1 サトウキビ原料の品種改良
3.1.1 海外における品種改良の動き
3.1.2 日本における品種改良の動き
3.2 新しいエタノール生産プロセスの開発
3.2.1 糖蜜からの効率的なエタノール生産(宮古島)
3.2.2 高バイオマス量サトウキビからの砂糖・エタノール複合生産(伊江島)
4. 将来展望

第2章 高速エタノール発酵
1. はじめに
2. ishizaki processの理論とシステム
3. 運転結果
4. 工業化への取り組み

第3章 固形有機性廃棄物の乾式メタン発酵技術
1. 乾式メタン発酵とは
2. 乾式メタン発酵の操作条件
3. 乾式メタン発酵リアクターデザイン
4. 国内における乾式メタン発酵システム実施・研究例
4.1 KOMPOGASシステム
4.2 アンモニア-メタン二段発酵システム(AM-MET)

第4章 酵素法バイオディーゼル生産プロセスについて
1. はじめに
2. バイオディーゼル燃料の生産
2.1 新しい酵素の開発
3. 回分式テスト装置
4. 連続式テスト装置
5. バイオディーゼル燃料の燃焼及び走行テスト
5.1 燃焼テスト
5.2 走行テスト
6. グリセリンの回収について
7. まとめ

第5章 アセトン・ブタノール発酵
1. はじめに
2. ABE発酵の歴史
3. アセトン・ブタノール菌(イソプロパノール・ブタノール菌)の種類とその代謝
4. ABE発酵の問題点
5. ABE発酵によるバイオマスからのエネルギー生産
5.1 サゴおよびサゴデンプン廃液の利用
5.2 オイルパーム廃液の利用
5.3 焼酎粕および生ごみの利用
5.4 余剰汚泥の利用
5.5 その他のバイオマス利用
6. 高ブタノール生産システムの開発
7. ABE発酵菌株の分子育種
8. 我が国のABE発酵に対する動向

第6章 木質バイオマスのガス化
1. はじめに
2. 何故木質バイオマスなのか?
3. 木質バイオマス発電
4. 木質ガス化が求められる理由
5. ガス化の種類
6. ガス化のシステム構成
7. 技術の実証ならびに実用状況
8. NEDOの実証試験事業の具体例

第7章 発酵による水素生産
1. はじめに
2. 微生物による水素生産
3. 水素発酵のメカニズム
4. 水素発酵を行う微生物について
4.1 Clostridium属
4.2 Enterobacter属
4.3 好熱菌(至適生育温度45~80℃)による水素生産
4.4 複合微生物系における水素発酵
5. 水素発酵の実用化に向けた試み
5.1 水素発酵フローラの馴化
5.2 エネルギー回収の有効性
5.3 水素発酵フローラの解析
5.4 ホップの抗菌力を用いた水素発酵フローラの安定化について
5.5 製パン廃棄物を用いた水素発酵実証試験
6. おわりに


【第4編 国内外の動向】

第1章 京都市のバイオマス利活用の取り組み
1. はじめに
2. 京都市のバイオマス利活用に向けた具体的な取組み
2.1 バイオディーゼル燃料化事業
2.2 バイオガス化実証事業
3. 京都バイオサイクルプロジェクト
3.1 京都バイオサイクルプロジェクトの概要
3.2 京都バイオサイクルプロジェクトの取組み内容
3.2.1 将来型バイオガス化技術
3.2.2 熱分解ガス化・メタノール合成技術
3.2.3 バイオマス由来ガスの改質・燃料電池利用技術
4. おわりに

第2章 White Biotechnology and Biorefineries in Asian Countries
1. Climate Crisis and Global Warming
2. End of the Age of Oil Wastage
3. Kyoto Protocol
4. Paradigm Shift to White Biotechnology
5. Biorefinery on White Biotechnology
6. “Cycle C” and “Cycle N”
7. Four Types of Biorefineries
8. Ethanol-Poly(lactic acid)-Based Biorefinery
9. Conclusion

第3章 Principles and Concepts of Biobased(Biomass based)and Biodegradable Plastics
1. Abstract
2. Introduction
3. Intrinsic Carbon Value Proposition
4. Biocarbon content determination 
5. Biobased or Biomass based Plastics or Products Terminology
6. Biodegradability
7. Integration with Disposal Infrastructure
8. Degradable vs Biodegradable―An Issue
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