陽イオン交換樹脂を用いた羊毛由来タンパク質からのアミノ酸製造における反応装置の検討
羊毛の約 94 % がタンパク質であることに着目し，加水分解して利用価値の高いアミノ酸を製造する検討を行った。しかし，羊毛は化学繊維と混紡されていることが多く，分離工程が必要となる。また，従来法では高濃度の塩酸を使用するため環境負荷が高い。そこで，加圧熱水処理により羊毛のみを水溶性タンパク質に転換し，H形強酸性陽イオン交換樹脂 (以下，陽イオン交換樹脂) を用いて加水分解を行う2段階反応を試みた。本報告では，羊毛の過分解を抑制した加圧熱水処理実験と陽イオン交換樹脂を用いた加水分解実験を行い，2段階加水分解装置の概念設計について検討した。その結果，加圧熱水処理により得られた水溶性成分を随時排出し...
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| Published in | Journal of the Japan Society of Material Cycles and Waste Management Vol. 29; pp. 1 - 7 |
|---|---|
| Main Authors | , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
Tokyo
一般社団法人 廃棄物資源循環学会
2018
Japan Science and Technology Agency |
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1883-5856 1883-5899 |
| DOI | 10.3985/jjsmcwm.29.1 |
Cover
| Abstract | 羊毛の約 94 % がタンパク質であることに着目し，加水分解して利用価値の高いアミノ酸を製造する検討を行った。しかし，羊毛は化学繊維と混紡されていることが多く，分離工程が必要となる。また，従来法では高濃度の塩酸を使用するため環境負荷が高い。そこで，加圧熱水処理により羊毛のみを水溶性タンパク質に転換し，H形強酸性陽イオン交換樹脂 (以下，陽イオン交換樹脂) を用いて加水分解を行う2段階反応を試みた。本報告では，羊毛の過分解を抑制した加圧熱水処理実験と陽イオン交換樹脂を用いた加水分解実験を行い，2段階加水分解装置の概念設計について検討した。その結果，加圧熱水処理により得られた水溶性成分を随時排出し，酸点密度の高い陽イオン交換樹脂を高密度で充填して加水分解することが有効であることが示唆された。 |
|---|---|
| AbstractList | Wool textile waste is composed mainly of protein that can be hydrolyzed to generate amino acids. For the purpose of recycling, wool waste is subjected to pressurized hot water treatment to convert the protein to water-soluble protein, followed by hydrolysis of the water-soluble protein using cation exchange resins as catalysts. However, the wool proteins often undergo excessive decomposition during the pressurized hot water treatment. The present study examined methods for suppressing the excessive decomposition and optimizing conditions for hydrolysis of the water-soluble proteins. The results indicate that the excessive decomposition can be suppressed by shortening the retention time using a semi-flow reactor. In addition, a high ion-exchange capacity and an increase in the resin density in the reaction vessel effectively promoted hydrolysis. 羊毛の約 94 % がタンパク質であることに着目し，加水分解して利用価値の高いアミノ酸を製造する検討を行った。しかし，羊毛は化学繊維と混紡されていることが多く，分離工程が必要となる。また，従来法では高濃度の塩酸を使用するため環境負荷が高い。そこで，加圧熱水処理により羊毛のみを水溶性タンパク質に転換し，H形強酸性陽イオン交換樹脂 (以下，陽イオン交換樹脂) を用いて加水分解を行う2段階反応を試みた。本報告では，羊毛の過分解を抑制した加圧熱水処理実験と陽イオン交換樹脂を用いた加水分解実験を行い，2段階加水分解装置の概念設計について検討した。その結果，加圧熱水処理により得られた水溶性成分を随時排出し，酸点密度の高い陽イオン交換樹脂を高密度で充填して加水分解することが有効であることが示唆された。 |
| Author | 角田, 雄亮 伊藤, 拓哉 杉元, 耕平 |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: 角田, 雄亮 organization: 日本大学 理工学部物質応用化学科 – sequence: 1 fullname: 伊藤, 拓哉 organization: 成蹊大学 理工学部物質生命理工学科 – sequence: 1 fullname: 杉元, 耕平 organization: 日本大学大学院 理工学研究科物質応用化学専攻 |
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| Copyright | 2018 一般社団法人 廃棄物資源循環学会 Copyright Japan Science and Technology Agency 2018 |
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| DOI | 10.3985/jjsmcwm.29.1 |
| DatabaseName | Environment Abstracts Environmental Sciences and Pollution Management Environment Abstracts |
| DatabaseTitle | Environment Abstracts Environmental Sciences and Pollution Management |
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| Discipline | Engineering |
| EISSN | 1883-5899 |
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| PublicationTitle | Journal of the Japan Society of Material Cycles and Waste Management |
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| PublicationYear | 2018 |
| Publisher | 一般社団法人 廃棄物資源循環学会 Japan Science and Technology Agency |
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| References | 5) 製造産業局繊維課：繊維製品3Rシステム検討会報告書，p.10 (2011 6) （一社）日本繊維機 械学会繊維リサイクル技術研究会：回収分別分科会循環型社会と繊維――衣料品リサイクルの現在，過去，未来，p.58 (2012 1) （独）中小企業基盤整備機構：「繊維製品3R関連調査事業」報告書，p.56 (2010 8) A. Masuda and N. Dohmae : Automated Protein Hydrolysis Elivering Sample to a Solid Acid Catalyst for Amino Acid, Analysis Analytical Chemistry, Vol.82, No.21, pp.8939-8945 (2010 3) S. Nakamori : Systematic Survey of the Technical Development of Fermentative Production of Amino Acids, National Museum of Nature and Science Survey Report on the Systematization of Technology, Vol.11, pp.1-38 (2008 4) 近畿経済産業局：廃天然繊維製品等のカスケーティング活用に係る3R，システム調査事業報告書，p.3 (2007), http://www.meti.go.jp/policy/recycle/main/data/research/h18fy/180403-87_cjc/180403-87_a.pdf ( 閲覧日2017年4月5日 11) T. Kawakita : Application of Ion Exchange Resin for Recovery of Amino Acid Form Amino Acid Fermentation Broth(1), Determination of Optimal Operation Condition in Adsorption Process, Journal of Ion Exchange, Vol.9, No.2, pp.81-92 (1998 9) N. S.-Kitakawa, H. Honda, H. Kuribayashi, T. Toda, T. Fukumura and T. Yonemoto : Biodiesel Production using Anionic Ion-exchange Resin as Heterogeneous Catalyst, Bioresource Technology, pp.416-421 (2007 7) 伊能正浩：シリーズ “アミノ酸” No.13 毛髪とアミノ酸，Ajico News, No.204, p.23 (2002 2) T. Kimura : Current Status and Issues concerning Consumption, Disposal and Circulation of Clothing, Material Cycles and Waste Management Research, pp.140-147 (2010 10) H. Teshima, T. Sumi and N. Morita : Effects of Diffusion and Adsorption of Reactant in Resin Phase on the Rate of Hydrolysis of Esters Catalyzed by Cation Exchange Resins, NIPPON KAGAKU KAISHI, No.4, pp.711-716 (1972 |
| References_xml | – reference: 6) （一社）日本繊維機 械学会繊維リサイクル技術研究会：回収分別分科会循環型社会と繊維――衣料品リサイクルの現在，過去，未来，p.58 (2012) – reference: 5) 製造産業局繊維課：繊維製品3Rシステム検討会報告書，p.10 (2011) – reference: 7) 伊能正浩：シリーズ “アミノ酸” No.13 毛髪とアミノ酸，Ajico News, No.204, p.23 (2002) – reference: 2) T. Kimura : Current Status and Issues concerning Consumption, Disposal and Circulation of Clothing, Material Cycles and Waste Management Research, pp.140-147 (2010) – reference: 10) H. Teshima, T. Sumi and N. Morita : Effects of Diffusion and Adsorption of Reactant in Resin Phase on the Rate of Hydrolysis of Esters Catalyzed by Cation Exchange Resins, NIPPON KAGAKU KAISHI, No.4, pp.711-716 (1972) – reference: 11) T. Kawakita : Application of Ion Exchange Resin for Recovery of Amino Acid Form Amino Acid Fermentation Broth(1), Determination of Optimal Operation Condition in Adsorption Process, Journal of Ion Exchange, Vol.9, No.2, pp.81-92 (1998) – reference: 4) 近畿経済産業局：廃天然繊維製品等のカスケーティング活用に係る3R，システム調査事業報告書，p.3 (2007), http://www.meti.go.jp/policy/recycle/main/data/research/h18fy/180403-87_cjc/180403-87_a.pdf ( 閲覧日2017年4月5日) – reference: 3) S. Nakamori : Systematic Survey of the Technical Development of Fermentative Production of Amino Acids, National Museum of Nature and Science Survey Report on the Systematization of Technology, Vol.11, pp.1-38 (2008) – reference: 8) A. Masuda and N. Dohmae : Automated Protein Hydrolysis Elivering Sample to a Solid Acid Catalyst for Amino Acid, Analysis Analytical Chemistry, Vol.82, No.21, pp.8939-8945 (2010) – reference: 1) （独）中小企業基盤整備機構：「繊維製品3R関連調査事業」報告書，p.56 (2010) – reference: 9) N. S.-Kitakawa, H. Honda, H. Kuribayashi, T. Toda, T. Fukumura and T. Yonemoto : Biodiesel Production using Anionic Ion-exchange Resin as Heterogeneous Catalyst, Bioresource Technology, pp.416-421 (2007) |
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| SubjectTerms | Acid production Amino acids Catalysts Cation exchange Cation exchanging Decomposition Hot water Hydrolysis Polymers Proteins Resins Retention time Textile industry wastes Water chemistry Water treatment Wool アミノ酸 タンパク質 加水分解 羊毛 陽イオン交換樹脂 |
| Title | 陽イオン交換樹脂を用いた羊毛由来タンパク質からのアミノ酸製造における反応装置の検討 |
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