D 新規需要の獲得に向けた木質バイオマスの総合利用技術の開発

D 新規需要の獲得に向けた木質バイオマスの総合利用技術の開発

課題番号2013023158
研究機関名森林総合研究所
研究期間2011-2015
年度2013
研究問題(2) 林業の再生に対応した木材及び木質資源の利用促進技術の開発
大課題(2) 林業の再生に対応した木材及び木質資源の利用促進技術の開発
中課題D 新規需要の獲得に向けた木質バイオマスの総合利用技術の開発
大項目第1 国民に対して提供するサービスその他の業務の質の向上に関する目標を達成するためとるべき措置
中項目1 研究開発の推進
摘要<研究内容>
木質バイオマスの熱利用機器(薪ボイラー)を山村地域へ普及させた場合のCO2削減効果を明らかにする。ヤナギ超短伐期栽培技術にかか るコストとリスクを整理し、植栽コストを試算する。木質バイオマスに物理処理と酵素処理を併用することにより、ファイバー長800nm 以上のセルロースナノファイバーを高収率で製造するナノ化技術を開発する。セルロースとケイ素化合物を組み合わせて、新規な高性能複合フィルム素材を開発する。機能性リグニン製品の開発に向けて、誘導体化工程に掛かる薬剤コストを半減する技術を開発する。
<成果の概要と活用>
山村地域において、林地残材の収集運搬方法の違いや灯油ボイラーから薪ボイラーに転換した場合のCO2削減効果を定量的に明らかにし、 またバイオマス資源作物として期待されているヤナギの栽培可能適地の判別技術を開発し、超短伐期施業による栽培コストを試算した。これらの技術は木質バイオマスの地域での利活用に貢献できるものであり、利用システムの構築に向けて大きく前進した。成果をホームページ等で公表しており、下川町における実証化のためのデータとして活用されるなど地域でのバイオマス導入に向けた資料として活用されるものである。未利用木質バイオマスの利用技術において、高性能な繊維強化材料として期待できるファイバー長が800nm以上のセルロース ナノファイバーの製造技術を開発し、またセルロースをケイ素化合物との複合化によりフィルムの強度や柔軟性を任意に設計できる技術を開発した。また、リグニンからの高付加価値素材を開発するためにリグニンの品質開発技術を開発すると共に安価なPEGを使用することで 従来の薬剤コストを半減できる技術を開発した。林地残材をはじめとする未利用木質バイオマスの利活用に繋がる技術が進展しており、バイオマスの変換・総合利用技術の開発に向けて前進した。これらの技術は製品開発のシーズとなるものであり、学会等で成果を公表している。特に、リグニンへのPEGの反応技術が開発されたことは機能性リグニンからの製品製造コストの大幅な低減に寄与できる。
研究分担木口実
予算区分委託・その他プロ 技会・その他 林野庁交付金 林野庁・その他 文科省[科研費] 文科省・JST競争的資金 環境省競争的資金 その他
業績(1)Nanocomposite of silk fibroin nanofiber and montmorillonite: Fabrication and morphology(シルクフィブロインナノファイバーとモンモリロナイトからなるナノ複合化材料:調製法と構造)
(2)「放射性物質で汚染された植物バイオマス減容化総合処理システムの開発」
(3)Radical Trapping Mechanism of Mannitol in Fenton Reactions(フェントン反応におけるマンニトールのラジカル補足機構

(4)Effect of steaming on some properties of compressed oil palm trunk lumber (オイルパーム幹圧縮木材の性質に対する水蒸気処理 の効果)
(5)Measurement of some properties of binderless composites manufactured from oil palm trunks and Acacia mangium (オイルパーム幹とアカシアより製造したバインダーレス複合材料の性質の測定)
(6)シロアリ大顎の硬さ評価の試み
(7)Characterization of noncrystalline regions of cellulose derivatives using vapor-phase deuteration and generalized two-dimensional correlation infrared spectroscopy (気相重水素化および一般化二次元相関赤外法によるセルロース誘導体の非結晶領域のキャラクタリゼーション)


(8)Direct Production of Bio-levulinate by Acid Catalyzed Solvolysis of Cellulose and Papermaking Sludge
(セルロースと製紙スラッジからのバイオレブリネートの直接製造)

(9)Improvement of cellulolytic saccharification for lignocelluloses by using amphiphilic lignin derivatives(両親媒性リグニンを用いたリグノセルロースの酵素糖化の改良)
(10)リグニンから電気二重層キャパシタ用部材の調製
(11)スギ材から得られたソーダ・アントラキノンリグニンの化学特性

(12)バクテリア由来ヒドロキシ桂皮酸類4-O-メチルトランスフェラーゼ遺伝子の探索
(13)加溶媒分解木粉を原料とした混練型WPCの物性評価
(14)Functional metabolic intermadiate (2-pyron-4,6-dicarboxylic acid) from lignin (リグニンからの機能性微生物代謝中間体2ピロン4,6ジカルボン酸)
(15)竹ソーダ・アントラキノン蒸解黒液からのヘミセルロース回収

(16)バイオマスのエネルギー利用−発電の可能性と熱利用について
(17)B級資源で地域を活性化 : 高知県仁淀川流域における木質バイオマスの地域利用

(18)トドマツの枝葉から生まれたユニークな空気浄化剤が登場

(19)農地と農地・林地生産物の利用の視点からの福島復興に関する私案
A Fukushima reconstruction idea from a view point of the usage of farm land and products from farm and forest land 

(20)セルラーゼ研究会第27回大会レポート
(21)林地残材を原料とした木製単層トレイの量産化に成功!
(22)北海道におけるエネルギー作物「ヤナギ」の生産の可能性
(23)Preparation of Novel Lignin-Based Cement Dispersants from Isolated Lignins(単離リグニンからの新規リグニンセメント分散剤の 調製)
(24)Chemical Composition of Desert Willow (Salix psammophila) Grown in the Kubuqi Desert, Inner Mongolia, China: Bark Extracts Associated with Environmental Adaptability.(内蒙古自治区、クブキ砂漠に生育するサリュウの化学組成、環境適応に関する抽出物)
(25)GIS環境情報を用いた下川町内におけるヤナギ栽培適地の抽出
(26)Influence of processing parameters on some properties of oil palm trunk binderless particleboard (オイルパーム幹バインダーレスパーティクルボードの性質に対する製造条件の影響)
(27)山村地域での薪ボイラー利用によるCO2削減効果の推算
(28)放射性物質を含む作物等の安全な減容・安定化技術の開発−木質系、草本系混合によるによる減容化効果

(29)ラット副腎褐色細胞腫PC12細胞を用いたスギ心材抽出物の神経細胞保護効果の評価(Ⅱ)

(30)パルプのナノファイバー化におけるヘミセルロースの影響

(31)バイオマス生産用ヤナギ類に発生するさび病被害の実態
(32)落葉・枝葉の減容化技術の開発

(33)Ⅱ−3.オーストリアにおける木質バイオマスのエネルギー利用
(34)リグニンの機能化で森林バイオマスの価値を向上
(35)第42回木材の化学加工シンポジウム「木質バイオマス利用最前線−ナノ技術から実大技術まで−」参加報告

(36)プラスチックや熱帯産木材の代替を目指した木材・プラスチック複合材の開発: 木材・プラスチック複合材の高機能化・高性能化−屋外利用で10 年以上の耐久性を持つ材料−
(37)バイオマス対応林業機械の開発
(38)2011年に北海道で発生した森林昆虫
(39)Improvement of Mechanical Properties of Softwood Lignin-Based Carbon Fibers(針葉樹リグニン炭素繊維の機械特性の改善)
(40)Search for useful chemical components from Malaysian biomass(マレーシア産バイオマスからの有用化学成分の探索)
(41)Analysis of broad leaf lignin of Japanese angiospermous trees by DFRC (derivatization followed by reductive cleavage) method(DFRC法による日本産広葉樹の葉のリグニンの分析)

(42)Regulated patterns of bacterial movements based on their secreted cellulose nanofibers interacting interfacially with ordered chitin templates. (配列したキチンテンプレートの表面構造との関係を利用したセルロースナノ繊維分泌によるバクテリアの運動制 御パターン)

(43)高知市における天然乾燥による薪の乾燥過程
(44)針葉樹アルカリ蒸解黒液粉末のPEG処理による炭素繊維原料用リグニン誘導体
(45)Effects of solvolysis treatment of wood on Physical and Mechanical Properties of Wood-Plastic Composites (WPCs)(木材の加溶媒分解処理が木材-プラスチック複合材料の機械物性に及ぼす効果)
(46)用材と端材を一体としたバイオマス収穫システムの検討
(47)リグニン生分解中間物PDCが形成する自己組織化材料」、
(48)放射性物質汚染バイオマスの嫌気消化によるエネルギー回収
(49)北秋田市木質バイオエタノール製造実証プラントの最終運転報告

(50)林地残材から開発した空気質改善剤
(51)実用化に一歩近づいたスギからのバイオエタノール製造技術
(52)木質ペレットの品質を製造現場において簡便に推定するための方法
(53)樹木精油によるスギ花粉アレルギー性への抑制効果について
(54)Phenolic extractives in the trunk of Toxicodendron vernicifluum: Chemical characteristics, contents and radial distribution(ウルシ樹幹内のフェノール成分:化学特性,含有量及び放射方向分布)
(55)混練型WPC の耐候性に及ぼす加溶媒分解木材の添加効果
(56)アルカリ蒸解処理黒液から回収したタケキシランのビフィズス菌増殖促進効果

(57)Measurement of some properties of binderless particleboards made from young and old oil palm trunks (若年および壮年のオイ ルパーム幹から製造したバインダーレスパーティクルボードの性質の測定)
(58)Current torrefaction study in Japan from large to small scale(日本におけるトレファクション研究−大規模から小規模まで)

(59)トレファクション(半炭化)による木質ペレットの高性能化

(60)Study on production of upgraded wood pellet by torrefaction Preliminary design of torrefaction process using Japanese woody biomass(トレファクション改質燃料の製造研究、国内木質バイオマスを用いたトレファクション工程の設計)
(61)低次加工木質バイオマスの天然乾燥速度の比較
(62)Preparation of butyl levulinate through the acid catalysed alcoholysis of cellulosic biomass using a single reaction process (一段の酸加溶媒分解プロセスによるセルロース系バイオマスからのレブリン酸ブチルの調製)

(63)バクテリア由来モノリグノール類変換酵素遺伝子の探索
(64)バクテリア由来コニフェリルアルデヒド二重結合還元酵素遺伝子の探索
(65)オイルパーム幹成分の持つ吸水特性発現機構の解明
(66)木材由来の添加物を用いて製造した混練型WPC の耐候性
(67)Fruiting-inducing activity of glycoconjugate analogs having sugar-lipid hybrid structure(糖-脂質ハイブリッド構造を有する複合糖質アナログによるキノコ子実体誘導活性)

(68)グルコシルセラミドならびにグリセロ糖脂質アナログによるヒラタケ子実体の分化誘導活性
(69)林地残材を原料とした細粒チップ製造の生産性
(70)ヤナギバイオマス生産の効果的な施肥技術の開発
(71)Sustainable utilisation of plants for a greener society - An integrated system for the utilisation of oil palm biomass.(緑多き社会作りに向けた植物の持続可能な利用〜オイルパームバイオマスの総合利用システム)
(72)ソーダ蒸解法を応用した木質バイオリファイナリー由来のリグニンから開発するコンクリート用化学混和剤
(73)木質バイオマスの利用−再生可能な資源−
(74)オーストリアにおける木質バイオマスのエネルギー利用
(75)漆液採取後のウルシ材を使った織布の染色
(76)木質バイオエタノール製造実証事業

(77)スギ林地残材の有効活用に向けて 木質バイオエタノール製造実証試験報告

(78)森林バイオマスの利用と森林土壌に与える影響
(79)Secondary cell wall characterization in a BY-2 inductive system.(タバコ BY-2 誘導系における二次細胞壁の特徴)
(80)Performance of softwood soda-anthraquinone lignin as water reducing chemical admixture in concrete
(コンクリート化学混和剤しての針葉樹ソーダアントラキノンリグニンの性能)

(81)T. reesei及び低胞子性A. tubingensisのカクテル酵素を用いたタケパルプからの同時糖化発酵によるエタノール生産
(82)切削前に被削材に水分を与えることによる丸鋸切削時に発生する浮遊粉塵の低減
(83)木材切削によって発生する粉塵
(84)香り成分による二酸化窒素の捕集・除去機構2 生成する粒子状物質の観察と生成挙動
(85)カワラタケによるグメリナ(Gmelina arborea)材抗菌成分の代謝
(86)精油抽出残渣の有効利用 II  トドマツ葉残渣の二酸化窒素除去活性 −
(87)アンモニア処理タンニンの重金属吸着能
(88)余剰バイオマス資源を用いた光学活性基幹化学品3-ヒドロキシ酪酸の生産

(89)ハロモナス菌を用いた木材糖化液からの3-ヒドロキシ酪酸の生産技術開発

(90)アカマツ松葉ヘミセルロースからのフィルム形成

(91)スギ材ソーダ蒸解黒液粉末のアルカリPEG処理で調製した改質リグニンの特性
(92)Study on the densification of biomass containing radioactive substances Densification characteristics of woody leaves and branches(放射性物質を含む作物等の安全な減容・安定化技術の開発−木質系枝葉の減容化効果)
(93)木質バイオマス燃料(薪、チップ、ペレット)を活用した地域のエネルギー循環

(94)第8回バイオマス科学会議に参加して

(95)林地残材、こつこつ集めれば立派な副収入に!
(96)薪ボイラーが地域にもたらす経済効果
(97)機能性リグニン材料の可能性
(98)植物の香り成分による空気質の改善
(99)口臭への対応と口臭症治療
(100)木質バイオマスの利用 −木質バイオマスの収集・運搬、エタノール化および木質ペレットの高性能化−

(101)Estimation of the Ratio of Vascular Bundles to Parenchyma Tissue in Oil Palm Trunks using NIR Spectroscopy(近赤外分光分析 法を用いたオイルパーム幹の維管束と柔細胞の割合の推定)
(102)Direct preparation of butyl levulinate by a single solvoysis process of cellulose (セルロースの簡便な加溶媒分解によるレブリン酸ブチルの直接調製)
(103)ウルシ材の織布への染色特性
(104)Efficient secretion of (R)-3-hydroxybutyric acid from Halomonas sp. KM-1 cultured with saccharified Japanese cedar under microaerobic conditions. (糖化したスギからのハロモナス菌KM-1株の微好気条件による3-ヒドロキシ酪酸の効果的な分泌生産)

(105)植物系除染廃棄物の安定・減容化技術
(106)木質バイオマス発電事業の動向と燃料集荷の課題
(107)木質ペレットの耐水性評価方法の開発
(108)ソーダ・アントラキノン蒸解黒液から回収されたスギリグニンの化学特性

(109)樹木精油によるスギ花粉アレルギー性への抑制効果の調査
(110)スギ材乾燥廃液を利用した環境浄化資材の開発(1)合板用単板乾燥廃液由来樹脂成分の二酸化窒素除去活性について
(111)ジアリールプロパン型リグニン由来化合物代謝系遺伝子の単離と機能解析
(112)ソーダ・アントラキノン蒸解スギのオンサイト培養酵素を使った酵素糖化

(113)Trichoderma reesei培養液によるセルロース分解におけるアスコルビン酸添加効果の検討
(114)木質バイオマスエネルギー技術開発動向〜ドイツの事例などから〜

(115)豊富な森林資源と林地残材の収集 −農林家の新たな副業−

(116)リグニンの高度マテリアル利用システムの開発
(117)林地残材「枝葉」を利用した生理活性資材の開発

(118)林地残材を原料とした木製単層トレイの量産化に成功!
(119)優良木質建材認証「塗装木質建材−耐候性塗装木質建材」について
(120)Fundamental Study on the Production of “Hyper Wood Pellet”―Effect of Torrefaction Condition on Grinding and Pelletizing Properties(高カロリー木質ペレット「ハイパー木質ペレット」製造の基礎研究−トレファクション条件が粉砕、ペレット化に及ぼす影響)
(121)Chemical Composition of Desert Willow (Salix psammophila) Grown in the Kubuqi Desert, Inner Mongolia, China: Bark Extracts Associated with Environmental Adaptability(中国内モンゴルクブチ砂漠で成長した沙柳の化学成分:環境適応性に関わる樹皮抽出成分)

(122)Improvement of enzymatic saccharification of unbleached cedar pulp with amphipathic lignin derivatives
(両親媒性リグニン誘導体による未漂白パルプの酵素糖化の改善)

(123)Laser Confocal Scanning Microscopy and Transmission Electron Microscopy to Visualize the Site of Callose Fiber Elongation on a Single Conifer Protoplast Selected With a Micromanipulator(マクロマニピュレーターで選別された針葉樹の単プロトプラストにおいてみられるカロースファイバーのレーザー共焦点顕微鏡および透過電子顕微鏡観察)

(124)ヤナギ挿しつけ1年目の台切りの有無が萌芽2年目のバイオマス量に与える影響
(125)Utilisation of empty fruit bunches (EFB) and glycerol for the development of lignocellulose-based composites(リグノセルロ ースをベースにした複合材料原料としてのオイルパーム空果房とグリセリンの活用)
(126)Properties of steam treated binderless particleboard made from oil palm trunks (オイルパーム幹から製造しスチーム処理を施したバインダーレスパーティクルボードの性質)
(127)限界自治体における山村定住問題
(128)Conversion of PEG-lignin to functional materials(PEG-リグニン重合物の機能性材料性材料への変換)
(129)アルコキシシランのゾル-ゲル反応を利用して調製したセルロース/シリカハイブリッドフィルムの特性解析

(130)セルロース系バイオマス由来の有用化合物と機能性リグニン材料の開発
(131)バイオマスの価値を向上させるリグニンの高度マテリアル利用システムの開発

(132)オルガノソルブリグニンを原料とする電気二重層キャパシタ用電極の調製
(133)Analysis of transgenic Arabidopsis thaliana with pinoresinol reductase gene derived from a soil bacterium, Sphingobium sp. SYK-6(土壌バクテリア由来のピノレジノール・レダクターゼ遺伝子を導入したシロイヌナズナの分析)
(134)スギを用いたハロモナス菌による3-ヒドロキシ酪酸の分泌生産

(135)Efficient secretion of (R)-3-hydroxybutyric acid from Halomonas sp. KM-1 cultured with saccharified Japanese cedar under microaerobic conditions. (糖化したスギからのハロモナス菌KM-1株の微好気条件による3-ヒドロキシ酪酸の効果的な分泌生産)

(136)ソーダ・アントラキノン蒸解スギを炭素源とした酵素生産培養の検討
(137)アルカリ蒸解処理により得られるタケキシランのビフィズス菌増殖促進効果
(138)Micro-fibrillation of Bamboo pulp by mechanical processing in the presence of endoglucanase(エンドグルカナーゼ存在下での機械処理時によるタケのミクロフィブリル化)

(139)バイオマス作物としてヤナギ年間1株当たり乾物収量0.5kgを得るために
(140)酸性サルファイトパルプの酵素糖化におけるパルプの膨潤度と残留リグニンの影響
(141)微生物機能を利用したリグニンからの有用物質変換技術と利用技術開発
(142)リグニンからの炭素繊維の製造
(143)林地残材から開発した空気浄化剤
(144)食品の香り研究の新展開 
(145)第43回木材の化学加工研究会シンポジウム「木材の化学加工におけるイノベーシ
ョン」開催報告

(146)Improvement of Mechanical Properties of Softwood Lignin-Based Carbon Fibers
(針葉樹リグニン由来の炭素繊維の機械特性の改善)

(147)アシル化リグニンおよびリグニンの熱可塑性コンポジット
(148)下川町ヤナギ植栽地における獣害の発生実態-ヤナギ生育期の自動撮影装置によるエゾシカ撮影頻度と食害の傾向について-

(149)Utilisation of empty fruit bunches (EFB) for the production of various types of pulp(多様なパルプ製造に向けたオイルパーム 空果房の有効利用)
(150)Effect of various pre-treatments on enhancing the selectivity of oxygen delignification upon chemical pulps produced from tropical lignocellulosic resources(熱帯産リグノセルロース資源から調製した化学パルプの酸素脱リグニンの選択性促進に対する前処 理の影響)
(151)Influence of chemical components of oil palm on properties of binderless particleboard (バインダーレスパーティクルボードの性質に対するオイルパーム含有化学成分の影響)
(152)Electrospun lignin fibers and their application(リグニンの電解紡糸とその応用)
(153)Melt-electrospinning of PEG-lignin to prepare electrode for electric double layer capacitor(電気二重層キャパシタ電極調製のためのPEGリグニンの電解溶融紡糸)
(154)Sphingobium sp. SYK-6株のdehydrodiconiferyl alcohol代謝系に関わる側鎖酸化酵素遺伝子の単離と解析
(155)Production of Novel Platform Chemicals from Aromatic Wood Biomass by Microbial Fermentation (微生物発酵による芳香族木質バイオマスから新規プラットフォームケミカルスの生産)
(156)放射性物質で汚染された植物バイオマスの減容化総合処理システムの開発
(157)Quantification of polyolefin in wood plastic composites (WPCs) by means of differential scanning calorimetry and infrared spectroscopy(DSCとIRを用いた木材-プラスチック複合材料中のポリオレフィンの定量分析)
(158)混練型磁性WPCを用いたウッドデッキ一体型無線LAN電波吸収体の断面設計
(159)ナノファイバー化したパルプにおけるヘミセルロースの影響

(160)樹皮タンニンの近赤外分光分析法を用いた迅速分析

(161)副産リグニンからのコンクリート用化学混和剤の開発
(162)水資源をかん養する森林 −地域の小水力発電−
(163)マテリアル利用のためのリグニン製造と利用技術

(164)未利用林地残材を原料とする空気浄化剤の開発
(165)酵素分解を利用するセルロースナノファイバーの生成について

(166)木質バイオマスの総合利用システム −収集から利用までの一気通貫−
(167)栽培適地(GIS情報)
(168)生物被害−虫害:ヤナギを加害する昆虫−
(169)オイルパームのバイオマスをいかに利用すべきか
(170)アブラヤシの木質バイオマス利用について
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030203478
収録データベース研究課題データベース

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