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月刊バイオインダストリー 2007年4月号

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【特集】 動き出した燃料用エタノール―日本の実用化研究最前線―

商品コード: I0704

  • 発行日: 2007年3月12日
  • 価格(税込): 4,860 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0910-6545
こちらの書籍については、お問い合わせください。

目次

【特集】 動き出した燃料用エタノール―日本の実用化研究最前線―
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特集にあたって

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山田正仁((社)アルコール協会 専務理事)


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高バイオマス量サトウキビを原料とした砂糖・エタノール複合生産
Simultaneous Production of Sugar and Ethanol from High-biomass Sugarcane in Japan

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小原聡(アサヒビール(株) 技術開発研究所 バイオマスグループ 副主任研究員)
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 さとうきび育種ユニット 研究員)

 サトウキビからのバイオマスエタノール生産では砂糖生産との食糧競合,原料コスト高が問題となる。また砂糖生産後の副産物をエタノール原料とした場合は生産量の低さと,小規模生産による製造コスト高が指摘される。本稿では,新たに開発した高バイオマス量サトウキビを原料として,現状砂糖生産量を維持しながら多くのエタノール生産を可能にする新規生産プロセスを紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 高バイオマス量サトウキビの開発
3. 新しい砂糖・エタノール複合生産プロセス
3.1 従来プロセスの問題
3.2 新しいプロセスの提案
3.3 プロセスに適した高バイオマス量サトウキビの選抜
3.4 プロセスの効果
4. パイロットプラント実証試験
4.1 高バイオマス量サトウキビ栽培試験
4.2 砂糖・エタノール複合生産試験
4.3 E3ガソリン製造・利用試験
4.4 副産物総合利用試験
5. おわりに


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凝集性酵母によるバイオエタノール高生産性発酵技術の開発
Development of Efficient Continuous Fermentation Process for Bio-ethanol Production by Flocculating Yeast

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森村茂(熊本大学 大学院自然科学研究科 工学系)
湯岳琴(熊本大学 大学院自然科学研究科 工学系)
木田建次(熊本大学 大学院自然科学研究科 工学系)

 地球温暖化防止や各国のエネルギー戦略,農業政策から,バイオマスからの燃料用バイオエタノールの生産が再度注目されるようになり,アメリカ,ブラジルはもちろんのこと中国やヨーロッパで燃料用バイオエタノールの増産や開発が急ピッチで進められている。わが国においても新・国家エネルギー戦略の中で燃料用バイオエタノールの普及が謳われるようになった。このような現状を踏まえ,ここでは世界のバイオエタノール製造技術の紹介と筆者らが長年研究してきた凝集性酵母を用いた連続発酵法による廃糖蜜やセルロース系バイオマス(建築廃材),デンプン質系バイオマス(農産廃棄物,家庭系生ごみ)からのバイオエタノール生産技術の紹介を行う。

【目次】
1. エタノール発酵プロセスの変遷と問題点
2. 当研究室での燃料用バイオエタノール製造に関する研究
2.1 凝集性酵母を用いた海外産糖蜜からの燃料用エタノールの生産
2.1.1 プロトプラスト融合による凝集性酵母の育種
2.1.2 塔型リアクターを用いた無殺菌連続発酵プロセスの開発
2.1.3 繰返し回分発酵による燃料用エタノール製造技術の開発
2.2 デンプン質系廃棄物である廃ジャガイモからのバイオエタノールの生産
2.3 生協食堂残飯からのバイオエタノールの生産
2.4 セルロース系バイオマス(建築廃材)からの燃料用エタノールの生産
3. 今後の展望


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アーミング酵母を用いたリグノセルロースからのバイオエタノールの高効率生産
Efficient Bioethanol Production from Lignocellulosic Biomass by Using Arming Veast

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近藤昭彦(神戸大学 工学部 応用化学科 教授)

 21世紀に入って,資源・環境問題はますます深刻になりつつあり,石油を代表とする化石資源の枯渇問題から再生可能資源の導入や省エネルギー化,そして温室ガス削減に向けてバイオマスの大幅導入が極めて大きな課題となっている。この様な変革を進めるために,現在精力的に取り組まれているのが,バイオマスからのエタノール製造である。バイオマスから発酵法により製造されるエタノールはバイオエタノールとよばれる。バイオエタノールは多様な液体燃料として利用できるとともに,多くの基幹化学品の出発原料となる。現段階でのバイオエタノール生産に関しては,ブラジル,米国が世界をリードしている。ブラジルではサトウキビ由来の糖液から,また米国ではコーンスターチをアミラーゼにより糖化して得られるグルコースを原料として生産が行われている。米国を見ても近年バイオエタノールの生産量は急拡大を続けており,2004年で1,250万kLに達しており,2012年には3,000万kL程度の需要を予測している。問題は,原料として利用できるコーンに限界があることである。こうした需要をまかなうためには,どうしてもリグノセルロース系バイオマスからのバイオエタノール生産が必須となり,米国エネルギー省(DOE)を中心とした研究開発が精力的に行われている。日本においても,「バイオマス・ニッポン総合戦略」の下,研究開発が活発に行われている。本稿では,リグノセルロースからのバイオエタノール生産における技術課題,将来の方向性,筆者らの取り組みについて紹介する。

【目次】
1. リグノセルロースからのバイオエタノールの生産
2. 今後の発展を考える上での方向性―コンソリデーティッドバイオプロセス(CBP)―
3. 微生物によるバイオマス変換におけるキーテクノロジー―アーミング技術―
4. アーミング技術による微生物セルロース系バイオマスからのバイオエタノール生産
5. 固体発酵を利用した未来型のプロセス開発
6. おわりに


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セルロース系原料からのバイオエタノール製造技術の現状と展望
Present State and Future View for the Bioethanol Production Technology from Cellulosic Biomass

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山田富明((社)アルコール協会 研究開発部 部長)

 京都議定書の発効に伴い,バイオマスエネルギー有効利活用技術,とりわけ,セルロース系バイオマスからのバイオエタノール製造技術の開発が近年急速に進められている。本稿では,わが国ならびに海外のバイオマス原料事情を概説すると共に,資源的にも最も有望な未利用,未活用セルロース系バイオマスからのエタノール生産技術の開発の世界各国の開発の現状の概説と,実用化開発では一歩先んじている米国NRELプロセスならびに筆者が実際の開発に携わったNEDOプロセス等について,プロセスの経済性評価や熱収支,CO2削減効果について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. わが国および海外のバイオマス原料事情
3. セルロース系バイオマスからのバイオエタノール製造技術
3.1 NRELプロセス
3.2 logenプロセス
3.3 NEDOプロセス
4. プロセスの経済性評価
4.1 プロセス設計の前提条件
4.2 建設費の積算
4.3 エタノール製造原価の試算
5. プロセスのエネルギー収支の検討
6. おわりに


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バイオエタノール混合ガソリンによる自動車燃料適合性試験
Conformity Test of Bioethanol Blended Gasoline as Automotive Fuel

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塩谷仁((独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 クリーン動力グループ)
後藤新一((独)産業技術総合研究所 エネルギー技術研究部門 クリーン動力グループ グループ長)

 国産バイオマスとして注目されている木質系バイオマスを原料としたバイオエタノールの,自動車燃料としての適合性を検証するため,燃料性状,燃料配管への適合性,排出ガスおよび燃料蒸発ガス,車両性能および耐久性への影響を調べた。その結果,木質系バイオエタノールがエタノール3%混合ガソリンとしての利用についての適合性を有することの確証が得られた。

【目次】
1. はじめに
2. 燃料性状
3. 材料適合性
3.1 金属材料への適合性
3.2 高分子材料への適合性
4. 排出ガス特性
5. 燃料蒸発ガス排出特性
6. 車両性能および耐久性に及ぼす影響
7. おわりに


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燃料用バイオエタノールの国内外規格
Specification of Bioethanol for Fuel Use in Japan and Overseas Countries

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齋藤熹敬((社)アルコール協会 研究開発部長 企画事業部分析室長)

 燃料用バイオエタノール利用について先進海外諸国の燃料用エタノール規格および日本の燃料エタノール規格などについて紹介すると共に,建設廃材や飼料作物などのセルロース系原料から製造した燃料用エタノールの品質についても紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ブラジルの燃料用エタノール規格
(1) アルコール分,密度および水分
(2) 炭化水素
(3) 全酸度
(4) 電気伝導度
(5) 銅
3. 米国の燃料用エタノール規格
(1) エタノールおよび水分
(2) 変性剤および洗浄ガム質
(3) メタノール
(4) 塩化物イオンおよび酸度
(5) 銅
(6) pHe
(7) 硫黄
4. アジア諸国の燃料エタノール規格
5. セルロース系原料から製造した燃料用エタノールの品質
6. 日本における燃料エタノール規格
7. おわりに


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バイオエタノール生産の技術開発未来戦略
Future Strategy for Development of Bio-ethanol Production Technology

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植田充美(京都大学 大学院農学研究科 応用生命科学専攻 教授)

 地球温暖化の急速化に伴い,排出CO2の循環によるカーボンニュートラルを唱えた京都議定書の重みが増す現況のなか,バイオマスから変換生産されるバイオエタノールへの期待は大きく膨らんでいる。将来は食糧と競合するであろうデンプンや再生可能な放置資源としての植物由来のセルロースから酵母などの微生物を利用して作られる新しくもあり,旧来のガソリンとも融和できるバイオエタノールの現代社会への普及は,地球環境の保全化のみならず,世界の政治戦略や農業政策の大きな改革にもつながり,このバイオエネルギーを基にした新しい未来世界圏や未来社会像を創造してゆかねばならない。

【目次】
1. はじめに
2. 京都議定書とポスト議定書
3. カーボンニュートラルによる新しいエネルギー事情の変動
4. バイオエタノールの普及への農工連携戦略と政策
5. バイオエタノールの未来展望
5.1 休耕田のエネルギー田への転換
5.2 海洋からエネルギーを生産
5.3 食糧や飼料との競合からの脱却
5.4 生体触媒の改良
5.5 エネルギープラント(エネルギー産生専用植物)の育種
5.6 植物・森林材の集荷や前処理,発酵システムの流通の戦略的政策
5.7 京都議定書のCDMに基づくアジア共存圏から世界への環境技術の普及


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BIO R&D

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稲発酵粗飼料による牛肉の品質改善
Improvement of Beef Quality by Feeding Whole Crop Rice Silage

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石田元彦((独)農業・食品産業技術総合研究機構 中央農業総合研究センター 関東飼料イネ研究チーム チーム長)
中西直人((独)農業・食品産業技術総合研究機構 畜産草地研究所 関東飼料イネ家畜飼養研究サブチーム サブチーム長)
三枝貴代((独)農業・食品産業技術総合研究機構 中央農業総合研究センター 関東飼料イネ研究チーム 主任研究員)
加藤浩((独)農業・食品産業技術総合研究機構 作物研究所 低コスト稲育種研究チーム 上席研究員)

 稲発酵粗飼料はビタミンEを多く含み,肉用牛に与えると牛肉品質改善効果のあることが見出され,注目されている。稲発酵粗飼料の生産,イネの育種,飼料価値,牛に与えた場合の牛肉品質に及ぼす影響,ビタミンE含量の高い稲発酵粗飼料作出の可能性について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 稲発酵粗飼料とは
2.1 稲発酵粗飼料の生産・利用のメリット
2.1.1 耕種経営にとってのメリット
2.1.2 畜産経営にとってのメリット
2.1.3 飼料自給率向上効果
2.2 稲発酵粗飼料の栽培面積
2.3 稲発酵粗飼料向けイネの育種
2.3.1 育種目標
2.3.2 育成されたWCS用イネ品種
2.3.3 今後の課題
2.4 稲発酵粗飼料の牛用飼料としての価値
3. 稲発酵粗飼料による牛肉の品質改善の効果
4. 高ビタミンE含有稲発酵粗飼料の開発
5. おわりに


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RNAに依存したグルタミン酸からグルタミン生成のメカニズムの解明と産業への応用
Mechanism of RNA-dependent Conversion of Glutamate to Glutamine and its Industrial Application

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濡木理(東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生命情報専攻 教授)

 tRNA依存性アミド基転移酵素GatDEとtRNAGlnの複合体の結晶構造から,GatDEはtRNAの形状を認識して,GatDサブユニットでアンモニアを合成し,これがアンモニア輸送チャネルにより,GatEサブユニットの活性部位へ運搬され,tRNAGlnの先端に結合したグルタミン酸をグルタミンに変換することが明らかになった。本研究により,太古の生命で,(t)RNAを介して新規のアミノ酸が遺伝暗号コードに組み込まれたメカニズムが解明された。

【目次】
1. はじめに
2. tRNA依存性アミド基転移酵素によるGln-tRNAGlnの新規合成経路
3. GatDEの2つの活性部位とアンモニア輸送チャンネル
4. 真正細菌型tRNA依存性アミド基転移酵素GatCAB
5. ND-GluRSからGatDEへのGlu-tRNAGlnのチャネリング
6. おわりに
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