成果報告書詳細
管理番号20150000000052
タイトル平成23年度-平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(バイオマス) 「マイクロ波を応用した藻類燃料の革新的抽出技術の開発」
公開日2015/4/17
報告書年度2011 - 2012
委託先名マイクロ波化学株式会社 国立大学法人大阪大学 株式会社デンソー
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約件名:平成23年度-平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(バイオマス) マイクロ波を応用した藻類燃料の革新的抽出技術の開発

本研究開発では,化石燃料に替わる新エネルギーとして近年注目を集める藻類由来のバイオ燃料において,マイクロ波を用いた効率的な独自抽出技術の確率に取り組んだ。開発着手において,将来の産業化を見据え,(1) 高効率抽出技術の確立(時間、温度、触媒),(2) 簡易プロセス・安価装置,(3) 低コスト・低エネルギー化を念頭に,含水状態での藻類の抽出,抽出・分離後の抽出油分の比重分離を開発のコンセプトとした。これを申請者らのキー技術である”マイクロ波固体触媒法”と”マイクロ波連続処理システム”を用いて,前処理から抽出、後処理を含めた全体システムの構築をおこなった。藻類は,DENSO社が生産体制確立したpseudochoricystisを使用した。実験の結果,マイクロ波と超音波の複合処理により,藻類抽出の効率向上が確認出来た。ラボテストの結果を反映させた試作機の製作では,抽出容量 50Lの連続式抽出装置の開発に成功した。藻類の連続的な抽出実験をするため,前処理に濃度調整のためのMWキルン,後処理に回収油脂の沈降分離を促すバブルによる浮上分離装置を設計した。この試作機における藻類脂質の回収率は,藻体濃度約1.6 %の被処理水に対し,藻類中に含まれる脂質の回収率は約44%であった。また,後処理の浮上分離により藻体の連続回収が可能となった。また,藻類バイオ燃料におけるビジネスモデルは,現状とサプライチェーンの分析、事業モデルと事業戦略、コストと普及モデルに分けて論じた。事業的にはインフラ整備的な側面があるため、基本的には提携戦略を核としてコストをかけずに開発・事業化を推進した。また、40,000種類を超えるという微細藻類については、どの種が事業化に際して中心を占めるか判らないため、技術のプラットフォーム化・標準化を図ることでレバレッジを効かせた事業を展開したい。また、製造コスト的には燃料事業が立ち上がるまでに、化粧品・栄養補助食品・飼料・化成品など、バイオリファイナリー的に多種多様な製品の事業化が求められる。今後は、選択加熱というマイクロ波技術の特色を生かした、多様なアプリケーションへと展開できる技術開発が必要となるであろう。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program / New Energy Venture Business Innovation Program (Biomass) / Development of a novel extraction process of algal oil based on microwave chemistry (FY2011-FY2012) Final Report

In this project, we developed a novel extraction process of algal oil, which is recently considered as one the most effective raw material of alternative fuels, based on microwave chemistry. With future industrialization in scope, our research and development strategy was to establish (1) highly efficient extraction process (time, temperature, catalyst), (2) a simple process / inexpensive equipment and (3) extraction of algae under the existence of water and gravitiy separation of extracted oil with low-cost, low-energy process in mind. We developed a total extraction system, from pre-treatment to post treatment, utilizing microwave platform technology which includes "Solid catalys system” and “Continuous microwave processing system". As for the Algae, Denso provided pseudochoricystis via their production facility. We confirmed increased efficiency under hybrid extraction process utilizing microwave and ultrasonic. We developed a 50L continuous extraction test plant reflecting the experimental lab results. For the continuous algae extraction experiment, we used MW kiln for density adjustment as a pretreatment and designed an oil recovery system employing bubble to enhance sedimentation. By utizing this test plant, the recovery rate of lipids contained in the algae was about 44% from aqueous solution with 1.6% of algal concentration. Furthermore, oil recovery system utilizing sedimentation allowed continous operation of the extraction plant. We discussed followings in the algae extraction business section, Current situation of algae business and supply chain, Business model and strategy, and Cost analysis with focus on expansion. Since Algae business is basically infrastructure investment, alliance is key for business and research development. There are more than 40,000 algae species and is still unclear which specie is going to prevail. In order to cope with such situation, we will promote standardization of the microwave platform technology and leverage our core strength. Cost wise, we are still several years away from commercialization of algae fuel, hence we shall initially focus on other application such as, cosmetics, nutritional supplements, and animal feeds. Research and development focusing on selective heating of microwave shall be conducted to extract and produce various applications from Algae.
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