成果報告書詳細
管理番号20140000000052
タイトル平成22年度-平成25年度成果報告書 国際エネルギー消費効率化等技術普及協力事業 製糖工場におけるモラセスエタノール製造技術実証事業(インドネシア)
公開日2014/5/2
報告書年度2010 - 2013
委託先名月島機械株式会社 サッポロエンジニアリング株式会社
プロジェクト番号P93050
部署名新エネルギー部
和文要約 近年、地球規模の環境劣化が大きな社会問題となっている。本事業においては、不良環境においてもバイオマス生産性の高い樹木を創出することにより、バイオマスエネルギーの生産と地球環境の保全を同時に行うことを目指して研究開発に取り組んだ。自然界には、このような問題を解決する能力を持った樹木は知られていないため、遺伝子組換えの手法を用い、成育が早いため広く事業植林されているユーカリの改良を試みた。中でも、耐塩性が高いことが確認されているユーカリ・カマルドレンシスを対象樹木として選定し、耐塩性遺伝子の導入により野生型に比較してより耐塩性に優れた系統を作出・選定することにより、目標としたレベルで系統の選定を達成することができた。
 3種類の耐塩性遺伝子(マングリン、コリンオキシダーゼ(codA)、RNA結合タンパク質(RBP))を用いて組換えユーカリを作出した。培地での耐塩性、遺伝子の発現、目的物質の蓄積等により選定し、閉鎖系の栽培室において300 mMのNaCl水溶液を用いた短期間投与での耐塩性を確認した。さらに、不良環境のモデルとして塩害地を想定する手法を検討し、75 mMのNaCl水溶液でEC値を安定に保持しながら、より長期間のバイオマス生産性を調査した。その結果、野生型に比較して2割以上バイオマス生産性の高い系統を選定することができた。さらに、一部の系統において耐乾燥性も付与されていることを確認した。
 より高機能な組換え体を作出するために、まずGUS遺伝子を用いてプロモーターとターミネーターの検討を行った。基礎ベクターを導入した組換え体の分析により、HSPターミネーターを用いることで、従来のNosターミネーターに比較して発現の高い系統が得られる可能性を見出し、耐塩性遺伝子と組み合わせてユーカリへの導入を行った。その結果、codA遺伝子組換え体では目的物質であるグリシンベタインの高蓄積を確認した。またRBP組換え体ではノーザン分析により発現の高い系統を確認した。さらに、かずさDNA研究所に依頼して実施した次世代シークエンサーデータより、目的のRNAの発現強度はHSPターミネーターを用いた系統で高いことを確認した。
 また、本事業では耐塩性向上効果をもたらす、新しいタイプの耐塩性関連遺伝子の探索とその機能解析に関する研究を進めてきた。このうち、マングリンは既にシャペロン様の機能を有することが確認されている。本事業で着目したアイスプラント由来の葉緑体型RNA結合タンパク質はRNAシャペロンとして機能していることを確認した。また、本プロジェクトで新たに注目したイグサ由来のプロリンリッチタンパク質は細胞外でプロリン貯蔵物質として機能し、ストレス時に植物細胞内のプロリン含量を増大させる役割を担っているものと考えられた。
 さらに、前述の3種類の遺伝子組換えユーカリについて、特定網室における耐塩性特性評価試験および生物多様性影響評価試験を行った。その結果、いずれの耐塩性遺伝子組換えユーカリ系統においても、低中程度の塩存在下でのバイオマス生産量が非形質転換体と比較し、2割以上改善されることが確認された。また、本研究に用いたいずれの系統においても、遺伝子導入による生物多様性に対する負の影響の増大は認められなかった。
英文要約Title: Model Project for Ethanol Production from Molasses in a Sugar Factory (FY2010-FY2013) Final Report

In this project, a 100kL/day bioethanol plant was constructed within the sugar factory in Indonesia. The raw material is molasses which is produced from sugar factory. The bioethanol is utilized as vehicle alternative fuel after mix with gasoline and decreases fossil energy consumption. Although the revenues of sugar companies are depended on fluctuating sugar market, ethanol sale must be a good option for sugar factories to stabilize their own business by diversifying to a new energy industry. Introducing ethanol to sugar factories motivates the modernization of sugar factory and accelerates the bioethanol policy in Indonesia. The objective of this project is to disseminate bioethanol business as a model case.
Indonesia economic has been in a favorable growth after the Asian currency crisis. As for the sugar industry, the demand has been increasing by 3-4% annually along with population increasing. Indonesian government executed several countermeasures for increasing demand and those have been succeeded recently. Meanwhile the demand of fossil fuel has also been increasing with economy growth. The import fuel amount has been more than that of export since 2004. The alternative bio energy has begun to attract an attention. In this project, molasses is converted to ethanol with Japanese technology.
The technology was called “Repeated batch fermentation with flocculating yeast”. With this technology, both higher production efficiency and less contamination risk can be realized. This is a high advantage for sugar factories which have insufficient skills of fermentation operation and enables to produce ethanol stably.
The implementation of this project at Indonesia side is executed by PT. Perukebunan Nusantara X(hereinafter referred to as“PTPN X) which is state-owned agricultural based company located east Java. The project implementation site is Gempolkrep factory which has maximum cane crushing capacity of PTPN X. Tsukishima Kikai Co., Ltd.(hereinafter referred to as “TSK” ) and Sapporo Engineering Ltd.(hereinafter referred to as “SEG”) and PTPN X constructed molasses ethanol plant which capacity was 30,000kL /year. Raw material was supplied from Gempolkrep factory and other near sugar factories. TSK and SEG executed site survey for plant construction, design/fabrication/ procurement for process equipment, supervising for operation and dissemination activity. TSK and SEG confirmed the stable ethanol production with the flocculating yeast technology. Furthermore when the completion ceremony of the plant was held, the prospectivity of ethanol business appealed to the attendances such as ministry of industry, ministry of state-owned enterprise and many affiliate of sugar companies or oil companies. TSK and SEG confirmed a high possibility of dissemination ethanol business in Indonesia.
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