著者一覧
飯塚尭介 東京大学大学院農学生命科学研究科 教授
佐野嘉拓 北海道大学大学院農学研究科 応用生命科学専攻 教授
鮫島正浩 東京大学大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 助教授
渡辺隆司 京都大学 木質科学研究所 バイオマス変換研究分野助教授
磯貝 明 東京大学大学院農学生命科学研究科 助教授
志水一允 (財)林業科学技術振興所 (北京在住)
町原 晃 日本製紙(株) 専務取締役 研究開発本部長
河村昌信 日本製紙(株) 化成品開発研究所 主任研究員
舩岡正光 三重大学 生物資源学部 教授
安田征市 名古屋大学大学院生命農学研究科 森林化学研究室教授
小野拡邦 東京大学大学院農学生命科学研究科 教授
浦木康光 北海道大学大学院農学研究科 応用生命科学専攻 助教授
谷田貝光克 東京大学大学院農学生命科学研究科 教授
大原誠資 森林総合研究所 木材化工部 成分利用研究室長
白石信夫 京都大学名誉教授
岡部敏弘 青森県工業試験場 漆工部 部長
廣瀬 孝 青森県工業試験場 漆工部
鈴木 勉 北見工業大学 工学部 化学システム工学科 教授
美濃輪智朗 資源環境技術総合研究所 主任研究官
佐野嘉拓 北海道大学大学院農学研究科 応用生命科学専攻 教授
鮫島正浩 東京大学大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 助教授
渡辺隆司 京都大学 木質科学研究所 バイオマス変換研究分野助教授
磯貝 明 東京大学大学院農学生命科学研究科 助教授
志水一允 (財)林業科学技術振興所 (北京在住)
町原 晃 日本製紙(株) 専務取締役 研究開発本部長
河村昌信 日本製紙(株) 化成品開発研究所 主任研究員
舩岡正光 三重大学 生物資源学部 教授
安田征市 名古屋大学大学院生命農学研究科 森林化学研究室教授
小野拡邦 東京大学大学院農学生命科学研究科 教授
浦木康光 北海道大学大学院農学研究科 応用生命科学専攻 助教授
谷田貝光克 東京大学大学院農学生命科学研究科 教授
大原誠資 森林総合研究所 木材化工部 成分利用研究室長
白石信夫 京都大学名誉教授
岡部敏弘 青森県工業試験場 漆工部 部長
廣瀬 孝 青森県工業試験場 漆工部
鈴木 勉 北見工業大学 工学部 化学システム工学科 教授
美濃輪智朗 資源環境技術総合研究所 主任研究官
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第1章 序論
1.1 はじめに
1.2 バイオマスの資源量
第2章 バイオマスの成分分離技術
2.1 はじめに
2.2 現行の化学パルプ製造法による成分分離
2.3 無機酸や酵素による木材糖化法による成分分離
2.4 有機溶媒を用いたソルベント法による成分分離
2.4.1ソルベント法に用いられる溶媒
2.4.2ソルベント法による分離プロセス
2.4.3リグニンの加溶媒分解による脱リグニン機構
2.4.4アルコールを用いたバイオマスのソルベント分離法
2.4.5フェノールまたはクレゾールによる成分分離
2.4.6有機酸による成分分離
2.4.7高沸点アルコール溶媒を用いたHBS法による成分分離
2.5 蒸煮・爆砕法による成分分離
第3章 セルロケミカルスの新展開
3.1 酸加水分解
3.1.1はじめに
3.1.2セルロースの酸加水分解機構
3.1.3酸加水分解における単糖の安定性
3.1.4濃酸処理とセルロースの酸加水分解
3.1.5酸加水分解プロセス(酸糖化プロセス)
(1) 濃酸法
(2) 希酸法
3.1.6最近の世界における酸糖化プロセス実用化の試み
3.2 酸素加水分解
3.2.1はじめに
3.2.2セルラーゼによるセルロース分子鎖の認識と加水分解
3.2.3セルラーゼによるセルロースミクロフィブイルの認識と分解
3.2.4セルラーゼの分類,分子構造とその機能
3.2.5セルラーゼによるセルロース繊維加水分解とその応用
3.3 発酵生産物
3.3.1セロオリゴ糖およびその誘導体
(1) セロオリゴ糖の消化性
(2) セロオリゴ糖の短鎖脂肪酸発酵能
(3) セロオリゴ糖の脂質代謝への影響
(4) Streptococcus mutans のセロビオース発酵性
(5) セロオリゴ糖の微生物に対する生理機能
(6) セロオリゴ糖の誘導体化
3.3.2グルコースの発酵生産物
(1) 酸化還元反応によるグルコースの変換
(2) グルコースの異性化反応
(3) グルコースの酵素的エステル化反応
3.3.3セルロース資源のメタン発酵
3.3.4セルロース資源のエタノール発酵
(1) エタノール発酵技術
(2) エタノール発酵の今後
3.4 機能性セルロース誘導体
3.4.1はじめに
3.4.2セルロースに対する化学反応の種類
3.4.3エステル化およびカルバメート化
(1) 酢酸セルロース
(2) 新しいエステル化法とエステル類
(3) セルロースエステル類の分析
3.4.4エーテル化
(1) カルボキシメチルセルロース(CMC)
(2) 新しいエーテル化法とエーテル類
(3) セルロースエーテル類の分析
3.4.5グラフト化
3.4.6酸化
3.4.7おわりに
第4章 ヘミセルロースの利用技術
4.1 はじめに
4.2 木材ヘミセルロース
4.2.1木材ヘミセルロースの種類
4.2.2木材のヘミセルロースの化学構造
(1) キシラン
(2) グルコマンナン
(3) ガラクタン
(4) アラビノガラクタン
(5) リグニン・炭水化物複合体
(lignin-carbohydrate complex)
4.3 木材ヘミセルロースの抽出方法
4.4 木材ヘミセルロースからのオリゴ糖の製造方法
4.4.1広葉樹キシランからのオリゴ糖
(1) 広葉樹キシランから酸加水分解によって得られるオリゴ糖
(2) 広葉樹キシランから酸素加水分解によって得られるオリゴ糖
(3) 蒸煮によるオリゴ糖の製造
4.4.2針葉樹からのオリゴ糖
(1) 針葉樹キシランからのオリゴ糖
(2) 針葉樹グルコマンナンからのオリゴ糖
4.5 木材ヘミセルロースの利用技術
4.5.1生理活性物質としての利用の可能性
(1) ヘミセルロースの抗腫瘍活性
(2) 食物繊維(DF)としての生物活性
(3) アラビノガラクタンの生理活性
(4) オリゴ糖の食品としての機能
(5) キシロオリゴ糖の特性
4.6 おわりに
第5章 リグニンの利用技術
5.1 リグニン利用の現状
5.1.1はじめに
5.1.2北米,西欧,日本のリグニン製品利用状況
5.1.3日本のリグニン製品利用状況の変遷
5.1.4高付加価値用途
(1) コンクリート減水剤
(2) 染料分散剤
5.1.5新技術,新用途
(1) 鉛蓄電池の負極添加剤
(2) 生分解性材料
5.1.6技術的課題
5.2 低分子化
5.2.1はじめに
5.2.2リグニン構造制御のキーポイント
5.2.3構造選択的低分子化
(1) 相分離系変換システム
(2) 核交換反応
5.2.4構造非選択的低分子化
(1) オゾン酸化
5.3 高分子リグニンの機能性化
5.3.1はじめに
5.3.2グラフト共重合物
5.3.3凝集剤
5.3.4イオン交換樹脂
5.3.5界面活性剤
5.4 リグニンの樹脂化
5.4.1はじめに
5.4.2リグニンのブレンドによる樹脂化(接着剤化)
5.4.3リグニン自体の高分子化
5.4.4リグニンの化学変性による高分子化
(1) ヒドロキシメチル化
(2) フェノール化
(3) ヒドロキシアルキル化によるリグニンベースポリエーテルポリオール
(4) カプロラクトン誘導体化によるリグニンベースポリエステルポリオール
(5) エポキシ化
(6) リグニン系ポリウレタン樹脂
(7) リグニンのグラフト化
5.4.5おわりに
5.5 リグニンの炭素繊維化
5.5.1はじめに
5.5.2リグニン系CFの歴史
5.5.3リグニン系CF製造の一般的工程
(1) 原料の調製と紡糸
(2) 不融不溶化
(3) 炭素化
5.5.4リグニン系CFの利用
(1) リグニン系CF強化コンクリート
(2) リグニン系活性炭素材料の今後の展開
5.5.5リグニン系炭素材料の今後の展開
第6章 抽出成分の利用技術
6.1 テンペル類の利用
6.1.1はじめに
6.1.2精油
(1) 主な樹木精油
(2) 国産樹種精油生産の実状
(3) 精油生産技術の開発
(4) 精油の利用
6.1.3樹脂
6.1.4テルペン類の生物活性
6.1.5おわりに
6.2 タンニン類の利用
6.2.1はじめに
6.2.2タンニンの分類
6.2.3分布,含有量
6.2.4化学特性
6.2.5タンニンの機能
(1) タンパク質吸着能
(2) 抗酸化作用
(3) 抗ウィルス作用
(4) シロアリに対する抗蟻性
(5) 抗菌性
(6) 抗う蝕作用
(7) 化粧品の美白作用
(8) VOC吸着性
6.2.6タンニンの利用開発
(1) 接着性
(2) 重金属吸着性
(3) 木材防腐性
(4) ポリウレタン
(5) 液状炭化物
(6) プラスチック様成形物
第7章 木材のプラスチック化
7.1 はじめに
7.2 プラスチック化木材
7.2.1木材の持つ本来の熱可塑性
7.2.2木材をプラスチック材料に変える
7.2.3プラスチック化木材の熱流動性について
7.2.4化学修飾木材の熱流動性を高める
7.2.5プラスチック化木材の利用
7.2.6プラスチック化木材の生分解性
7.3 セルロースを利用した生分解性プラスチック
7.4 液化木材
7.4.1はじめに
7.4.2化学修飾木材の溶液化
7.4.3無処理木材の液化
7.4.4木材の液化機構
7.4.4-(1) リグニンの液化機構
7.4.4-(2) セルロースの液化機構
7.4.5液化木材の利用
7.5 バイオプラスチック関連製品の安全性
第8章 ウッドセラミックス
8.1 はじめに
8.2 ウッドセラミックスとは
8.3 環境材料としての位置づけ
8.4 古紙を用いたウッドセラミックス
8.4.1はじめに
8.4.2実験方法
(1) 供試材料
(2) 実験装置
(3) 解繊条件
(4) 繊維長と未解繊率の測定
(5) 混合条件
(6) 成型条件
(7) 曲げ試験
(8) 含浸条件
(9) 焼成試験
(10)体積抵抗率の測定
8.4.3結果および考察
(1) 繊維長と未解繊率
(2) 古紙ボードの強度試験
(3) 体積固有抵抗率の比較
8.4.4結論
8.5 食品乾燥用遠赤外線ヒーター
8.5.1はじめに
8.5.2実験方法
(1) 供試材料
(2) 動作,乾燥試験
8.5.3結果および考察
8.6住宅用遠赤外線ヒーターの検討
8.6.1はじめに
8.6.2実験方法
(1) 供試材料
(2) 遠赤外線放射率の測定
(3) 表面温度分布の観測
8.6.3結果および考察
8.6.4まとめ
8.7 新しいウッドセラミックスの開発
8.7.1はじめに
8.7.2実験
(1) 供試材料
(2) 含浸用液化物の調製
(3) 含浸および製炭
(4) 寸法,重量変化の測定
(5) 圧縮試験
(6) 体積固有抵抗率の測定
(7) 表面観察
8.7.3結果および考察
(1) 含浸法
(2) 炭化後の収縮率,残炭率
(3) 圧縮強度
(4) 体積固有抵抗率
8.8 ウッドセラミックスの今後の展開
第9章 エネルギー資源としての木材
9.1 はじめに
9.2 直接燃焼-発電
9.2.1燃焼過程
9.2.2燃焼の課題
9.2.3燃焼炉と排熱回収技術
9.3 常法熱分解
9.3.1熱分解過程
9.3.2熱分解プロセス
9.3.3生成物の性状と用途
9.4 急速熱分解
9.4.1急速加熱による熱分解過程
9.4.2急速熱分解プロセス
9.4.3熱分解油の性状と用途
9.4.4熱分解油の改質処理
9.5 ガス化
9.5.1ガス化過程
9.5.2ガス化プロセス
9.5.3生成ガスの利用と用途
9.6 高圧プロセス
9.6.1高温高圧熱水中の分解過程
9.6.2高圧接触液化(油化)プロセス
9.6.3高圧ガス化(低温ガス化,超臨界水ガス化)プロセス
9.7 その他
9.7.1自然式炭化,解繊木材の低温炭化,マイクロ波による急速炭化
9.7.2 RDF
9.7.3バイオブリケット
1.1 はじめに
1.2 バイオマスの資源量
第2章 バイオマスの成分分離技術
2.1 はじめに
2.2 現行の化学パルプ製造法による成分分離
2.3 無機酸や酵素による木材糖化法による成分分離
2.4 有機溶媒を用いたソルベント法による成分分離
2.4.1ソルベント法に用いられる溶媒
2.4.2ソルベント法による分離プロセス
2.4.3リグニンの加溶媒分解による脱リグニン機構
2.4.4アルコールを用いたバイオマスのソルベント分離法
2.4.5フェノールまたはクレゾールによる成分分離
2.4.6有機酸による成分分離
2.4.7高沸点アルコール溶媒を用いたHBS法による成分分離
2.5 蒸煮・爆砕法による成分分離
第3章 セルロケミカルスの新展開
3.1 酸加水分解
3.1.1はじめに
3.1.2セルロースの酸加水分解機構
3.1.3酸加水分解における単糖の安定性
3.1.4濃酸処理とセルロースの酸加水分解
3.1.5酸加水分解プロセス(酸糖化プロセス)
(1) 濃酸法
(2) 希酸法
3.1.6最近の世界における酸糖化プロセス実用化の試み
3.2 酸素加水分解
3.2.1はじめに
3.2.2セルラーゼによるセルロース分子鎖の認識と加水分解
3.2.3セルラーゼによるセルロースミクロフィブイルの認識と分解
3.2.4セルラーゼの分類,分子構造とその機能
3.2.5セルラーゼによるセルロース繊維加水分解とその応用
3.3 発酵生産物
3.3.1セロオリゴ糖およびその誘導体
(1) セロオリゴ糖の消化性
(2) セロオリゴ糖の短鎖脂肪酸発酵能
(3) セロオリゴ糖の脂質代謝への影響
(4) Streptococcus mutans のセロビオース発酵性
(5) セロオリゴ糖の微生物に対する生理機能
(6) セロオリゴ糖の誘導体化
3.3.2グルコースの発酵生産物
(1) 酸化還元反応によるグルコースの変換
(2) グルコースの異性化反応
(3) グルコースの酵素的エステル化反応
3.3.3セルロース資源のメタン発酵
3.3.4セルロース資源のエタノール発酵
(1) エタノール発酵技術
(2) エタノール発酵の今後
3.4 機能性セルロース誘導体
3.4.1はじめに
3.4.2セルロースに対する化学反応の種類
3.4.3エステル化およびカルバメート化
(1) 酢酸セルロース
(2) 新しいエステル化法とエステル類
(3) セルロースエステル類の分析
3.4.4エーテル化
(1) カルボキシメチルセルロース(CMC)
(2) 新しいエーテル化法とエーテル類
(3) セルロースエーテル類の分析
3.4.5グラフト化
3.4.6酸化
3.4.7おわりに
第4章 ヘミセルロースの利用技術
4.1 はじめに
4.2 木材ヘミセルロース
4.2.1木材ヘミセルロースの種類
4.2.2木材のヘミセルロースの化学構造
(1) キシラン
(2) グルコマンナン
(3) ガラクタン
(4) アラビノガラクタン
(5) リグニン・炭水化物複合体
(lignin-carbohydrate complex)
4.3 木材ヘミセルロースの抽出方法
4.4 木材ヘミセルロースからのオリゴ糖の製造方法
4.4.1広葉樹キシランからのオリゴ糖
(1) 広葉樹キシランから酸加水分解によって得られるオリゴ糖
(2) 広葉樹キシランから酸素加水分解によって得られるオリゴ糖
(3) 蒸煮によるオリゴ糖の製造
4.4.2針葉樹からのオリゴ糖
(1) 針葉樹キシランからのオリゴ糖
(2) 針葉樹グルコマンナンからのオリゴ糖
4.5 木材ヘミセルロースの利用技術
4.5.1生理活性物質としての利用の可能性
(1) ヘミセルロースの抗腫瘍活性
(2) 食物繊維(DF)としての生物活性
(3) アラビノガラクタンの生理活性
(4) オリゴ糖の食品としての機能
(5) キシロオリゴ糖の特性
4.6 おわりに
第5章 リグニンの利用技術
5.1 リグニン利用の現状
5.1.1はじめに
5.1.2北米,西欧,日本のリグニン製品利用状況
5.1.3日本のリグニン製品利用状況の変遷
5.1.4高付加価値用途
(1) コンクリート減水剤
(2) 染料分散剤
5.1.5新技術,新用途
(1) 鉛蓄電池の負極添加剤
(2) 生分解性材料
5.1.6技術的課題
5.2 低分子化
5.2.1はじめに
5.2.2リグニン構造制御のキーポイント
5.2.3構造選択的低分子化
(1) 相分離系変換システム
(2) 核交換反応
5.2.4構造非選択的低分子化
(1) オゾン酸化
5.3 高分子リグニンの機能性化
5.3.1はじめに
5.3.2グラフト共重合物
5.3.3凝集剤
5.3.4イオン交換樹脂
5.3.5界面活性剤
5.4 リグニンの樹脂化
5.4.1はじめに
5.4.2リグニンのブレンドによる樹脂化(接着剤化)
5.4.3リグニン自体の高分子化
5.4.4リグニンの化学変性による高分子化
(1) ヒドロキシメチル化
(2) フェノール化
(3) ヒドロキシアルキル化によるリグニンベースポリエーテルポリオール
(4) カプロラクトン誘導体化によるリグニンベースポリエステルポリオール
(5) エポキシ化
(6) リグニン系ポリウレタン樹脂
(7) リグニンのグラフト化
5.4.5おわりに
5.5 リグニンの炭素繊維化
5.5.1はじめに
5.5.2リグニン系CFの歴史
5.5.3リグニン系CF製造の一般的工程
(1) 原料の調製と紡糸
(2) 不融不溶化
(3) 炭素化
5.5.4リグニン系CFの利用
(1) リグニン系CF強化コンクリート
(2) リグニン系活性炭素材料の今後の展開
5.5.5リグニン系炭素材料の今後の展開
第6章 抽出成分の利用技術
6.1 テンペル類の利用
6.1.1はじめに
6.1.2精油
(1) 主な樹木精油
(2) 国産樹種精油生産の実状
(3) 精油生産技術の開発
(4) 精油の利用
6.1.3樹脂
6.1.4テルペン類の生物活性
6.1.5おわりに
6.2 タンニン類の利用
6.2.1はじめに
6.2.2タンニンの分類
6.2.3分布,含有量
6.2.4化学特性
6.2.5タンニンの機能
(1) タンパク質吸着能
(2) 抗酸化作用
(3) 抗ウィルス作用
(4) シロアリに対する抗蟻性
(5) 抗菌性
(6) 抗う蝕作用
(7) 化粧品の美白作用
(8) VOC吸着性
6.2.6タンニンの利用開発
(1) 接着性
(2) 重金属吸着性
(3) 木材防腐性
(4) ポリウレタン
(5) 液状炭化物
(6) プラスチック様成形物
第7章 木材のプラスチック化
7.1 はじめに
7.2 プラスチック化木材
7.2.1木材の持つ本来の熱可塑性
7.2.2木材をプラスチック材料に変える
7.2.3プラスチック化木材の熱流動性について
7.2.4化学修飾木材の熱流動性を高める
7.2.5プラスチック化木材の利用
7.2.6プラスチック化木材の生分解性
7.3 セルロースを利用した生分解性プラスチック
7.4 液化木材
7.4.1はじめに
7.4.2化学修飾木材の溶液化
7.4.3無処理木材の液化
7.4.4木材の液化機構
7.4.4-(1) リグニンの液化機構
7.4.4-(2) セルロースの液化機構
7.4.5液化木材の利用
7.5 バイオプラスチック関連製品の安全性
第8章 ウッドセラミックス
8.1 はじめに
8.2 ウッドセラミックスとは
8.3 環境材料としての位置づけ
8.4 古紙を用いたウッドセラミックス
8.4.1はじめに
8.4.2実験方法
(1) 供試材料
(2) 実験装置
(3) 解繊条件
(4) 繊維長と未解繊率の測定
(5) 混合条件
(6) 成型条件
(7) 曲げ試験
(8) 含浸条件
(9) 焼成試験
(10)体積抵抗率の測定
8.4.3結果および考察
(1) 繊維長と未解繊率
(2) 古紙ボードの強度試験
(3) 体積固有抵抗率の比較
8.4.4結論
8.5 食品乾燥用遠赤外線ヒーター
8.5.1はじめに
8.5.2実験方法
(1) 供試材料
(2) 動作,乾燥試験
8.5.3結果および考察
8.6住宅用遠赤外線ヒーターの検討
8.6.1はじめに
8.6.2実験方法
(1) 供試材料
(2) 遠赤外線放射率の測定
(3) 表面温度分布の観測
8.6.3結果および考察
8.6.4まとめ
8.7 新しいウッドセラミックスの開発
8.7.1はじめに
8.7.2実験
(1) 供試材料
(2) 含浸用液化物の調製
(3) 含浸および製炭
(4) 寸法,重量変化の測定
(5) 圧縮試験
(6) 体積固有抵抗率の測定
(7) 表面観察
8.7.3結果および考察
(1) 含浸法
(2) 炭化後の収縮率,残炭率
(3) 圧縮強度
(4) 体積固有抵抗率
8.8 ウッドセラミックスの今後の展開
第9章 エネルギー資源としての木材
9.1 はじめに
9.2 直接燃焼-発電
9.2.1燃焼過程
9.2.2燃焼の課題
9.2.3燃焼炉と排熱回収技術
9.3 常法熱分解
9.3.1熱分解過程
9.3.2熱分解プロセス
9.3.3生成物の性状と用途
9.4 急速熱分解
9.4.1急速加熱による熱分解過程
9.4.2急速熱分解プロセス
9.4.3熱分解油の性状と用途
9.4.4熱分解油の改質処理
9.5 ガス化
9.5.1ガス化過程
9.5.2ガス化プロセス
9.5.3生成ガスの利用と用途
9.6 高圧プロセス
9.6.1高温高圧熱水中の分解過程
9.6.2高圧接触液化(油化)プロセス
9.6.3高圧ガス化(低温ガス化,超臨界水ガス化)プロセス
9.7 その他
9.7.1自然式炭化,解繊木材の低温炭化,マイクロ波による急速炭化
9.7.2 RDF
9.7.3バイオブリケット
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