【特集】レアメタル・貴金属回収バイオプロセスの最前線

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特集にあたって
Introduction

小西康裕(大阪府立大学)

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レアメタル・貴金属回収に有用な微生物とその機能
(バイオソープション,バイオミネラリゼーション,バイオリーチング)
Selection and Application of Microorganisms to Recovery of Rare and Precious Metals

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小西康裕(大阪府立大学)

貴金属・レアメタル回収に応用可能な微生物作用として,バイオソープション(吸着),
バイオミネラリゼーション(鉱物析出),バイオリーチング(浸出,固液抽出)について
解説する。また,これら微生物作用を応用したリサイクルプロセスを提案し,その特徴を
従来プロセスと比較・検討することにより,新規バイオプロセスの実用化可能性について
展望する。

【目次】
1.はじめに
2.貴金属・レアメタル分離・回収のベースとなる微生物作用
2.1　バイオソープション
2.2　バイオミネラリゼーション
2.3　バイオリーチング
3.Shewanella属細菌を応用するレアメタル・貴金属の分離・回収
3.1　希薄溶液からのレアメタルのバイオソープション
3.2　希薄溶液からのレアメタル・貴金属のバイオミネラリゼーション
3.3　マンガン酸化物からのマンガン,リチウムのバイオリーチング
4.都市鉱山からのレアメタル・貴金属リサイクル
4.1　使用済み電子部品(E-waste)
4.2　使用済み液晶パネル
5.おわりに

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オキソアニオン還元微生物を利用した排水・廃棄物からのレアメタル回収
Minor Metal Recovery from Waste and Wastewater Using Microbial Reduction of
Metal Oxoanion

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池　道彦(大阪大学)
惣田　訓(大阪大学)
黒田真史(大阪大学)

レアメタルの一部は,精錬などの過程で酸化物イオン(オキソアニオン)の形で排水中
に失われてしまうが,還元微生物により固形の元素態にまで還元すれば,固液分離等によ
り容易に回収することができる。本稿では,セレン,テルルの回収に適用できる還元菌に
ついて紹介し,還元菌を利用した排水からのセレン回収技術の開発状況について解説する。

【目次】
1.はじめに
2.セレン,テルルのオキソアニオン還元菌
2.1　メタル・オキソアニオンの微生物還元作用
2.2　セレン酸還元菌の取得
2.3　亜テルル酸還元菌の取得
3.セレン酸還元菌を利用した排水からのセレン回収の試み
3.1　セレン精錬廃水からのセレン回収
3.2　下水汚泥の焼却灰からのセレン回収
3.3　セメント工場で発生するKパウダーからのセレン回収
4.おわりに

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アーミング酵母による多様なレアメタルの選択的回収
Selective Recovery of Various Rare Metals by Arming Yeasts

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植田充美(京都大学)
黒田浩一(京都大学)

1つのパン酵母だけで,多様な金属に対応できる,細胞表層デザインを可能にしたアーミング(細胞表層工学)技術が確立されたことによって,新しい発想のバイオアドソーベントが誕生した。細胞表層を使ったこの新しい金属イオン吸着システムは,有害重金属だけでなく,レアメタルの回収にも威力を発揮し,未来型社会のリサイクルバイオテクノロジーの先導的バイオ技術であると期待されている。

【目次】
1.はじめに
2.レアメタルの現状
3.環境リサイクルバイオテクノロジー
4.1つのパン酵母だけで,多様な金属に対応できるアーミング技術―細胞表層工学―
4.1　ニッケルイオン選択吸着ペプチドの細胞表層ディスプレイ
4.2　モリブデン酸イオン吸着タンパク質ModEの細胞表層ディスプレイ
4.3　モリブデン選択吸着酵母からタングステン選択吸着酵母への簡単な変換
5.多種多様なレアメタルへの対応技術:革新的バイオ素子創製基盤技術の展開
6.おわりに

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バクテリアおよびDNA によるレアアースの吸着を利用したレアアースの分離・回収への応用
Separation and Recovery of Rare Earth Elements by Their Adsorption on Bacteria and DNA

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高橋嘉夫(広島大学)
近藤和博(アイシン・コスモス研究所)
藤本　潤(広島大学)
田中万也(広島大学)

バクテリアやDNAへの吸着反応を用いたレアアースの分離・回収に関する研究を紹介
する。EXAFS法により,この吸着はバクテリア細胞表面のリン酸への結合によることが
分かり,この事実から,DNAを利用したレアアースの分離・回収法や,鉄還元菌を用い
たマンガン団塊からのレアアースの同時溶出濃縮法などの研究が発展した。

【目次】
1.はじめに
2.バクテリア細胞壁へのレアアースの吸着
3.バクテリア中のレアアースの結合サイト
4.DNA固定ろ紙の開発と応用
5.鉄還元菌によるマンガン団塊中のレアアースの同時溶出濃縮
6.おわりに

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微生物によるマンガン酸化物の形成を利用したレアメタルの回収法
Recovery of Rare Metals through Biogenic Manganese Oxide Formation Processes

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谷　幸則(静岡県立大学)
常　佳寧(静岡県立大学)
宮田直幸(秋田県立大学)

Mn2+イオンの微生物による酸化触媒作用によって形成する不溶性Mn酸化物(BMO)
は,様々な無機元素類の高い吸着親和性と吸着収容力を有し,低濃度で溶解している多種
類のレアメタルを高濃度に集積できる。本稿では,微生物によるマンガン酸化物の形成を
利用したレアメタルの回収法について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.微生物によるマンガン酸化物の形成とマンガンリサイクル
3.微生物が形成したマンガン酸化物を利用したレアメタルリサイクル
4.レアメタルの高効率な回収を可能にするBMOの化学構造的な特徴
5.“活性”BMOを利用した連続処理

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工業排水からのレアメタル(コバルト,ニッケル等)回収システム
Biological Recovery System of Rare Metals(Co, Ni etc.)from Industrial Wastewaters

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大橋晶良(広島大学)

マンガン酸化細菌が生成するMn酸化物はCo,Ni等のレアメタルの吸着性に優れてい
る。好気性の細菌を高濃度に保持できるDHS(Downflow Hanging Sponge)リアクター
を用い,硝化細菌あるいはメタン酸化細菌との共存を利用した新規のマンガン酸化細菌培
養方法で,工場排水等から高速にレアメタルを回収する生物学的排水処理システムを紹介
する。

【目次】
1.はじめに
2.バイオMnO2 の吸着性
3.マンガン酸化細菌の培養とMnO2 の生成
3.1　マンガン酸化細菌の培養
3.2　マンガン酸化細菌の硝化細菌との共存培養
3.3　DHS バイオリアクターの特徴
3.4　DHS バイオリアクターによるMnO2 の高速生成
3.5　バイオMnO2 のレアメタル吸着
3.6　メタン酸化細菌との共存によるMnO2 の生成
4.排水からのレアメタル回収システム
4.1　Mn・レアメタル同時回収システム
4.2　セパレートシステム
5.実用化に向けての酸化機構の解明
6.適用の拡大

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使用済み自動車触媒からの白金族金属のバイオ回収システム
Biotechnological Recycling System of Platinum Group Metals from Spent Automotive
Catalysts

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小西康裕(大阪府立大学)
登　操生((株)日高ファインテクノロジーズ)

使用済み自動車触媒からの白金族金属(白金,パラジウム,ロジウム)の低エネルギー・
低コスト型回収システムの構築をめざし,Shewanella属細菌によるバイオミネラリゼー
ションを導入した湿式リサイクルプロセスを提案する。新規バイオプロセスの特徴を従来
プロセスと比較・検討することにより,その実用化可能性について展望する。

【目次】
1.はじめに
2.使用済み自動車触媒からのPGM のバイオ湿式回収プロセス
3.ウォッシュコート粉体からのPGM 湿式回収試験
3.1　ウォッシュコート粉体の希硫酸溶液による浸出
3.2　浸出残渣の溶解とPGM バイオミネラリゼーション
4.PGM バイオ湿式回収システムの実用化可能性
4.1　従来プロセスとの比較
4.2　PGM 循環システムの構築
5.おわりに

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バイオカプセルによる工業廃水・電子基板等からのレアメタル・貴金属回収
Recovery of Rare and Precious Metals Using Bio-Capsules

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田川大輔(森下仁丹(株))

森下仁丹(株)のバイオカプセル技術を用いた金属イオン還元細菌(Shewanella algae)
を内包するレアメタル・貴金属回収カプセルは,工業廃水,電子基板等から,高効率,低
エネルギーでレアメタル・貴金属を回収可能である。本技術を用いることで,廃棄物を新
たな金属資源に変えるリサイクル事業を起こすビジネスチャンスを拓くものとして期待で
きる。

【目次】
1.はじめに
2.森下仁丹シームレスカプセルの製造方法
3.森下仁丹シームレスカプセルの機能と特性
4.生きた乾燥ビフィズス菌末のカプセル化
5.バイオカプセルの開発
6.レアメタル・貴金属回収カプセルの開発
6.1　レアメタル・貴金属回収カプセルによるレアメタル・貴金属の回収
6.2　電子基板等固体廃材からのレアメタル・貴金属の回収
7.微生物カプセルを導入した新規リサイクルプロセス
8.おわりに

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BIO R&D

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高効率バイオエタノール生産を実現する新規酵素製品
New Yield-Discovery Solutions for Biofuel Industry

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眞野弘範(ノボザイムズ ジャパン(株))

アメリカでは,年間約5,000 万kL のバイオエタノールが生産されている。トウモロコ
シのデンプン由来のエタノール生産は,税金の控除という補助がなくても採算が取れる産
業に成長してきているが,なお生産効率改善の余地は残されている。新しい酵素により,
さらなるエタノールの収率増,エネルギー削減等を実現するノボザイムズ社の取り組みを
紹介する。

【目次】
1.バイオエタノール業界の現状
2.バイオエタノール生産の一般的なプロセスと使用される酵素
3.バイオエタノール用の新規酵素製品開発
3.1　新規液化酵素(Avantec(R))
3.2　新規糖化酵素(Spirizyme(R) Achieve)
3.3　新規タンパク質分解酵素(Olexa(R))
4.まとめと今後の展望

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機能性食品市場
Market of Functional Foods

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特定保健用食品(トクホ)は制度開始から20 年が経過し,許可・承認はついに1,000
品目を突破した。市場規模は2007 年をピークに縮小を続けていたが,2012 年は炭酸飲
料トクホという新しいジャンルの登場により市場が活性化した。しかし一方で,トクホ認
可のハードルの高さから,新規用途でのトクホ開発は近年見られず,企業の開発意欲は低
迷している。現在,市場活性化に向けて食品の機能性表示制度緩和の議論が活発化してい
る。機能性食品市場全体においては,依然として美容・アンチエイジング向けが市場を牽
引しており,メタボリックシンドローム対策・生活習慣病予防向けの素材も堅調であった。

【目次】
1.業界動向
1.1　トクホ市場
1.2　食品の機能性評価モデル事業
1.3　食品の機能性表示制度
2.用途別開発動向
2.1　トクホの用途別開発動向
2.2　トクホ以外の用途別開発動向

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BIO PRODUCTS

γ-オリザノール(γ-Oryzanol)

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