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【特集】バイオマス発電の実際と今後

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木質バイオマス小規模発電
Small Scale Power Plant for Woody Biomass

　小規模の木質バイオマス発電がFITの買取価格が40 円/kWh と再生可能エネルギーの中でも群を抜いて高いことや必要な燃料の量が比較的少ないことから注目を浴びている。中でもガス化発電は高効率であることからその導入が盛んである。ただしその技術の大半が欧州からの輸入であること,熱電併給の熱利用が活かせていないことから事業性の妨げとなっており,その留意点について述べる。

【目次】
1　はじめに
1.1　2,000 kW未満の発電所のメリットとデメリット　　
1.2　BTG発電
1.3　ORC発電
1.4　熱分解ガス化発電(ガス化CHP)
1.5　汎用ガス化CHPの留意点
1.6　熱電併給は必須

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バイオマス熱電併給・熱供給の最新動向
Latest Trends in Biomass Cogeneration and Heat Supply

　「2050年にCO2排出量80%削減」達成には,日本のあらゆる企業や家庭が「CO2ゼロ」の実現に投資を行う必要がある。太陽光に比べバイオマス発電はコストが高止まりする短所がある一方で,工場での蒸気利用等の熱利用では他の再エネよりバイオマスが安価となる。民間企業や一般家庭から投資を呼び込む「バイオマス熱電併給・熱自給」のビジネス創出が胎動し始めた。

【目次】
1　はじめに
2　木質バイオマスの熱利用を伴う発電(熱電併給)・熱供給の現状　
2.1　他の再エネ発電と,木質バイオマス発電の将来動向　
2.2　木質バイオマスの熱利用の現況　
2.3　民間事業者にとっての「儲かる木質バイオマスの熱利用事業」の定義　
3　近年の特徴ある木質バイオマス熱電併給・熱利用の動向,導入事例について
4　結び

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バイオマスのメタン発酵技術の基礎と開発事例
Trends in Research & Development of Anaerobic Biological Treatment Technology for Biomass

　メタン発酵(嫌気性処理)は,酸素のない嫌気環境下で生育する嫌気性菌の代謝作用により,有機物をメタンガスや炭酸ガスに分解する方法である。現在,低炭素社会に向けた未利用資源の活用技術として,生ごみや食品加工残渣,汚泥などのバイオマス向けメタン発酵が普及し始めており,その基礎と研究開発動向を紹介した。

【目次】
1　はじめに
1.1　メタン発酵技術の歴史
1.2　バイオマス活用の推進,循環型社会の形成,法制度の施行状況
1.3　バイオマスメタン発酵の技術開発
2　メタン発酵技術の基礎
2.1　メタン発酵処理の特徴
2.2　有機物の嫌気分解経路
2.3　バイオガス発生
2.4　バイオマス活用に向けたメタン発酵処理技術　
3　食品廃棄物系メタン発酵技術の開発事例
3.1　システムフロー
3.2　食品製造残渣バイオガス化設備の運転結果
4　下水汚泥のメタン発酵技術の開発事例　
4.1　高濃度汚泥消化システム　
4.2　高濃度汚泥消化システムの評価(室内実験)
4.3　下水汚泥消化のバイオガス有効利用技術と課題
5　地域バイオマス利活用施設の事例
6　今後の展望

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メタン発酵発電事業の採算性と最適化および新技術
Profitability and Optimization of Methane Fermentation Power Generation Business and New Technology

本稿では,「新エネルギー・産業技術総合開発機構」(NEDO)の支援を受けて開発したメタン発酵槽に関する新技術について紹介する。この技術は,真空装置とバイオマスの可溶化装置として機能する「蒸気エジェクター」を利用したメタン発酵促進技術で,この技術を利用した発電システムからの熱回収と消化率の効率化により,発電事業の採算性を従来システムと比較して飛躍的に改善する方法を解説する。
　
【目次】
1　はじめに
2　メタン発酵発電事業の事業性向上対策　
2.1　メタン発酵発電事業に適したバイオマスと発電事業の状況
2.2　メタン発酵発電事業における利益率向上のための方策と課題
3　蒸気エジェクター式加温装置によるメタン発酵の効率化技術
3.1　蒸気エジェクター式加温装置の原理と機能
3.2　蒸気エジェクター式加温装置の性能
4　蒸気エジェクター式加温装置を利用したメタン発酵発電システム
4.1　蒸気エジェクター加温装置を利用した高温メタン発酵システム
4.2　温水加温発電システムとの事業性(投資利益率)比較
5　おわりに　

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BIO R&D

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ポジトロン放出核種標識タンパク質の新規合成方法の開発
Development of New Methods for Protein Radiolabeling with Positron Emitting Radionuclides

　バイオ医薬品のようなタンパク質製剤が治療薬に出てきてから,タンパク質型のPETプローブへの期待も高まってきている。本稿では,筆者らが取り組んできた炭素11とフッ素18標識高比放射能標識アミノ酸と無細胞タンパク質合成試薬を用いた,新しいポジトロン放出核種標識タンパク質PETプローブの合成技術について解説する。


【目次】
1　はじめに
2　無細胞タンパク質合成試薬を用いたポジトロン放出核種標識タンパク質の合成
2.1　11C標識L-メチオニンを用いた11C標識タンパク質の合成
2.2　18F標識4-フルオロ-L-プロリンを用いた18F標識タンパク質の合成
2.3　部位特異的な18F標識タンパク質の合成
3　おわりに

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BIO R&D

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機械学習が道先案内するタンパク質の進化分子工学
Can Machine Learning Guide Directed Evolution of Functional Proteins ?

　タンパク質の設計とは「20種類のアミノ酸をどのように配列させるか」であるが,アミノ酸の配列が生み出す「場合の数(配列空間)」は膨大である。タンパク質のデータベースから骨格タンパク質を選定した場合,タンパク質の設計は「どこの残基」を「何のアミノ酸」に変えるかという単純なものになる。しかし,タンパク質の大規模な変異体ライブラリーの作製技術やスクリーニング操作が発展してきているにも関わらず,未だ開発時間も創出確実性も読めない中で開発を進めざるを得ない現状がある。本稿では,進化分子工学における変異体ライブラリーの作製に人工知能技術の一つである機械学習による機能予測を導入することで,目的変異体を含む確率が飛躍的に向上している小規模な変異体群(スマートホットライブラリー)を構築する手法を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　進化分子工学の課題:配列空間問題
3　配列空間の道先案内人としての機械学習
4　学習データの質と量
5　アミノ酸の記述子
6　ベイズ最適化に基づく機械学習
7　酵素への利用
8　まとめ

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BIO ENGINEERING

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細胞培養向けライブセルイメージング
Live Cell Imaging for Cell Culture

　ライブセルイメージングは基礎研究だけでなく,医療及び産業で利用される細胞品質管理や in vitro での創薬スクリーニングにおいても欠かせないツールとなっている。安定したライブセルイメージングを実現するための,細胞培養環境を維持する細胞培養観察装置と画像解析について述べる。

【目次】
1　培養細胞のライブセルイメージング
2　ライブセルイメージングを支える画像解析技術
3　接着細胞のコンフルエンシーの解析
4　ヒト多能性幹細胞コロニーの解析
5　神経細胞の解析
6　画像解析のための撮影条件設定


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BIO BUSINESS

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世界のバイオプラスチック市場

【目次】
1　世界市場
2　ブラジル
3　アジア
4　欧州
5　北アメリカ

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BIO BUSINESS

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特定保健用食品(トクホ)市場の動向

【目次】
1　はじめに
2　市場動向
3　用途別動向
4　販売チャネル別動向
5　将来動向
6　トクホ市場における食物繊維含有製品の動向