e.畜産廃棄物・食品廃棄物等の有機性資源の循環的利用のためのシステム整備技術の開発

e.畜産廃棄物・食品廃棄物等の有機性資源の循環的利用のためのシステム整備技術の開発

課題番号2009013960
研究機関名農業・食品産業技術総合研究機構
研究期間2006-2010
年度2009
大課題A バイオマスの地域循環システムの構築
中課題e.畜産廃棄物・食品廃棄物等の有機性資源の循環的利用のためのシステム整備技術の開発
小課題e.畜産廃棄物・食品廃棄物等の有機性資源の循環的利用のためのシステム整備技術の開発
大項目試験及び研究並びに調査に係る研究の推進方向
中項目エ 美しい国土・豊かな環境と潤いのある国民生活の実現に資する研究
摘要農村地域における有機性資源の循環利用を推進するため、1)地域性やバイオマス変換技術の導入可能性に基づき設定したシナリオについて、都市近郊農畜産業地域のバイオマス利活用におけるエネルギー収支、経済性、温室効果ガス排出量を現状と比較し、導入効果を評価する手法を開発した。2)メタン発酵プラントにおける安定運転を実現するため、千葉県北東部に設置された実用規模のバイオマス多段階利用実証プラントにおける4年間の運転期間中に発生したトラブルから得た教訓をリストにとりまとめた。3)消化液とメタンガスを生産・利用するメタン発酵システムについて、物質エネルギー収支の解析及び4年半の現地運用に基づき、生成物を近隣農地等で利用することにより、地産地消型のシステム運用ができることを実証した。 メタン発酵消化液等の環境保全的な活用技術を開発するため、1)黒ボク土畑におけるメタン発酵消化液由来窒素の動態を解明し、消化液は硫安とほぼ同等の速効性肥料として利用できることを明らかにした。また、消化液由来窒素は、硫安由来窒素と同様の溶脱特性を示すことから、消化液を化学肥料の代替として利用した場合でも地下水の硝酸性窒素汚染を助長するおそれは少ないことを明らかにした。2)農地への糖蜜由来のエタノール蒸留残さ液の施用試験(トマト、ハツカダイコン)を行い、化学肥料として施用しているカリ成分の1/3は残さ液で代替可能であることを明らかにした。 バイオマスの利活用が環境や経済に及ぼす影響・効果を解明するため、1)メタン発酵消化液の全量を液肥として畑地で利用する場合、メタン発酵システム(原料投入量5t/日)における温室効果ガス排出量は、バイオガスをコジェネレーションに利用した場合の排出量とほぼ同等となること、排出量をさらに削減するためには消化液の利用範囲を近傍ほ場へ広げることが有効であることを明らかにした。2)バイオガスの利活用が地域の経済及び環境へ及ぼす影響を総合的に評価するための地域産業連関モデルのプロトタイプを作成した。本プロトタイプを用い、石油価格の高騰が地域経済に及ぼすインパクトは、バイオガス発電業を導入することにより最大0.4%程度緩和されるものと試算した。 食品加工残さ等を利用した生分解性素材を開発するため、1)成形材料としての利用が困難であったオカラ発酵物について、新たな酵素を用いて乾燥重量当たり約75%以上を可溶化し、液体部は微生物培地等として、固形分残さは成形材料としてそれぞれ利用する手法を開発した。2)でん粉滓の発酵処理における異臭の発生及びたんぱく質増加速度の低下の原因は雑菌汚染であることを見出すとともに、乳酸菌により雑菌生育を抑制するための条件を明らかにした。3)でん粉滓について、ペレット作製に用いる二軸エクストルーダーへの供給条件を検討し、でん粉滓をそのまま供給すると回転数を上げるに伴い供給速度の差が大きくなるが、発酵処理した粉末を用いるとフィーダー内での搬送性が良く、供給が容易になることを示唆した。また、発酵処理したでん粉滓を用いて乾燥ペレットを作成するコストは171円/kg、射出成型機で小型育苗ポット(27個/kg)の成形処理まで行う際のコストは201円/kgと試算した。
研究分担(独)農業・食品産業技術総合研究機構,農工研,資源循環システム研究チーム
(独)農業・食品産業技術総合研究機構,農工研,事業評価研究室
(独)農業・食品産業技術総合研究機構,農工研,土地資源研究室
(独)農業・食品産業技術総合研究機構,農工研,水田汎用化システム研究チーム
(独)農業・食品産業技術総合研究機構,食総研,食品工学研究領域,製造工学ユニット
(独)農業・食品産業技術総合研究機構,食総研,食品素材科学研究領域,糖質素材ユニット
(独)農業・食品産業技術総合研究機構,食総研,微生物利用研究領域,糸状菌ユニット
協力分担関係東京大学
農事組合法人和郷園
亜熱帯バイオマス利用研究センター
千葉県農業総合研究センター
農事組合法人和郷園
沖縄県農業研究センター
琉球大学
予算区分技会交付金研究 委託・環境研究[バイオマスプロ]
業績(1)地域バイオマスによる土壌炭素貯留に向けた技術開発の展望
(2)資源の地産地消に資するメタン発酵システムの実証
(3)変換バイオマスの農地施用がサトウキビ生育に与える影響について
(4)メタン発酵プラントのトラブル記録と長期運転データの解析-山田バイオマスプラントを事例として-
(5)Development of a Pilot-scale Biomass Refinery System for Suburban Agricultural and Livestock Industrial Areas
(6)山田バイオマスプラントの運転とバイオマス利活用
(7)メタン発酵硝化液を液肥として施用した場合の畑地における窒素肥料効果と温室効果ガスの発生特性
(8)メタン発酵消化液の液肥利用に伴う温室効果ガス排出量-山田バイオマスプラントを事例として-
(9)Effects of biomass resource use in Asian countries: Asian inter-regional Input-Output analysis
(10)メタン発酵消化液の輸送・散布の計画支援モデルの構築とモデルケースの試算
(11)ベトナムの経済成長が東アジア経済に及ぼす影響:アジア国際地域間産業連関分析の適用
(12)バイオマス総合利活用評価モデルの開発、小特集「地域バイオマスの利活用」
(13)バイオ燃料生産のための資源作物生産特性の評価、小特集「地域バイオマスの利活用」
(14)エネルギー収支・経済性・環境負荷からみたバイオマス利活用シナリオの評価
(15)地域バイオマスの持続的利活用システム
(16)バイオマス利活用による温室効果ガス排出量の削減可能性
(17)宮古島の活性化を支援するバイオマス研究の展開
(18)農地還元に向けてのミル破砕適用によるメタン発酵消化液の改質
(19)メタン発酵消化液の施用が畑地土壌からの温室効果ガス発生と窒素溶脱に及ぼす影響
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030093672
収録データベース研究課題データベース

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