金沢大学自然科学研究科近年、人間活動からの環境への排出を限りなくゼロに近づけ、かつ生産活動を持続可能とするために業種を越えた産業ネットワークによる物質循環を実現しようとするゼロエミッションの試みが行われているが、木質系廃棄物の資源化はゼロエミッションネットワークの要となる場合が多い。また、木質系廃棄物を無駄なく完全に有用物質あるいは製品に変換する技術は排ガス、排水、固形残渣物を発生しないので、人体や環境に優しい(悪影響を与えない)技術、すなわちグリーンテクノロジーとして非常に期待される。本研究では水蒸気爆砕と種々の変換操作から成るグリーンテクノロジーを用いて廃材、おがくず、樹皮などの木質系廃棄物を無駄なく完全に有用製品化するための環境調和型変換プロセスを開発した。能登空港建設用地などから大量に発生する木質系廃棄物であるカラマツやスギ等のチップを原料として木質系廃棄物の総合的有効利用のための新規メタン発酵プロセスの構築を試みた。リグノセルロース系原料を基質とする場合、メタンの生成源は木材中のホロセルロース(セルロースやヘミセルロース)であり、リグニンはメタン発酵されない。それゆえ、メタンを効率よく得るためには、ホロセルロースを覆っているリグニンを除去する必要がある。そこで脱リグニンのための前処理方法として水蒸気爆砕(水のみの使用なので後処理不要)を用い、リグニン除去のための効果的爆砕条件を決定した。さらに、除去されたリグニンもオゾン分解(オゾンは酸素に自己分解するので後処理不要)によって低分子有機酸に分解することにより、木質廃棄物中の全構成成分を基質とする新規メタン発酵プロセスを開発した。また、リグニンから環境ホルモン活性を示さないエポキシ樹脂を合成し、その物理的・化学的特性や安全性を評価した。Woody biomass is renewable resources that can be converted into useful materials and energy. The amount of carbon contained in woody waste annually occurred and emitted into environment in Japan is about 30-40% of carbon consumed to produce a variety of petrochemicals from oil. The development of industrial technique for converting a raw material into useful materials and products completely without generating pollutants such as waste gas, wastewater, and solid waste materials is expected significantly for the global environmental protection on the base of zero emission. The holocellulose, i.e. cellulose and hemicellulose, in woody waste such as wood chips, baggase, bamboo, bark, and sweet sorghum are natural organic resources utilizable for the production of sugars. However, the holocellulose are with difficulty converted into sugars by direct biological means in a native state because a lignin network covers the holocellulose layers in the cell walls. Various different physical, chemical and biological pretreat-ments have been attempted to degrade the lignin in the biomass or to remove it from the holocellulose surface. In recent years, a steam explosion that consists of steam hydrolysis with a high temperature and pressure and a mechanical treatment of the hydrolyzed product with a sudden reduction of the pressure, has been attractive as an effective pretreatment for depolymelizing the lignin in woody biomass. In this work, the treatment and conversion system of plant biomass waste into useful materials was developed for zero emissions by using steam explosion and various conversion methods. This system was a significant conversion approach without generating pollutants, i.e. waste gas, wastewater, and solid waste materials. The conversion of woody wastes into useful materials was studied for the effective utilization of its components such as holocellulose, water-soluble material, methanol-soluble lignin, and Klason lignin. The holocellulose, water-soluble material, methanol-soluble lignin, and Klason lignin were converted into useful materials, i.e. lactic acid or antibacterial violet pigment and methane gas, monosaccharides and oligosaccharides, epoxy resin without an estrogenic activity, and activated carbon, respectively. The amounts of useful materials and products produced from each component were estimated, and the reduction of pollutants generated in their production process and waste treatment, and the detoxification of the lignin resin were confirmed.研究課題/領域番号:15360483, 研究期間(年度):2003 – 2004出典：「グリーンテクノロジーを用いた木質系廃棄物の総合的有効利用法の開発」研究成果報告書 課題番号15360483（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-15360483/153604832004kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作
