アルギン酸のミクロゲル化およびカチオン化による一液型天然凝集剤の創出

海藻酸微凝胶化和阳离子化制备单组份天然絮凝剂

• 批准号: 20K12235
• 负责人: 榎 牧子
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tokyo University of Marine Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12235/
• 关键词: 天然凝集剤; アルギン酸; ミクロゲル; 海藻; バイオマス変換; 凝集剤; 水処理

2020年度に高い性能を示す一液型アルギン酸凝集剤の調製条件の傾向が特定されたことを受け、2021年度は「凝集性能発現のメカニズムの解明」を目的とした。具体的には原料アルギン酸の性状（分子量など）がアルギン酸ミクロゲル（一液型アルギン酸凝集剤）の凝集性能に及ぼす影響の解析である。まず、アルギン酸を豊富に含むホンダワラを原料として、塩酸処理（0～2.4 mol/L）および炭酸ナトリウム処理（0.01～2.0 mol/L）を施してアルギン酸系凝集剤を得、その分子量を測定した。その結果、得られるアルギン酸凝集剤の分子量が高い調製条件は、塩酸濃度が0.9 mol/L以下、炭酸ナトリウム濃度が0.075～1.000 mol/Lの範囲であった。また、アルギン酸凝集剤が比較的多く得られる条件は塩酸濃度が0.9～2.4 mol/L、炭酸ナトリウム濃度が0.075～1.000 mol/Lの範囲であった。このことから、アルギン酸の溶出を促すための塩酸処理と炭酸ナトリウム処理によってアルギン酸が分解して低分子量化すること、および、低分子量化の条件とアルギン酸溶出を促進する条件の間には相関がないことがわかった。次いでアルギン酸凝集剤の調製条件ごとに、得られるアルギン酸凝集剤の分子量と凝集性能とを比較した。その結果、試験で用いた条件の範囲においては、分子量が大きいほど、凝集性能が低いという結果が得られた。分子量が大きいほど分子の沈降速度は速いはずであるが、今回の結果は分子サイズによる沈降速度促進効果以外の因子がより強く凝集性能に影響していることを示唆した。目的のメカニズムを解明するためには、凝集性能と分子量との比較の範囲を広げるとともに、当初予定したMG比などのファクターの影響についても分析することが必要である。

为了响应2020财年表现出高性能的单组分海藻酸盐絮凝剂的制备条件趋势的确定，2021财年的目标是“阐明絮凝性能表达的机制”。具体来说，我们分析了原料海藻酸的性质（分子量等）对海藻酸盐微凝胶（单组份海藻酸盐絮凝剂）絮凝性能的影响。首先以富含海藻酸的马尾藻为原料，经盐酸(0-2.4 mol/L)和碳酸钠(0.01-2.0 mol/L)处理，得到海藻酸基絮凝剂，其分子结构为：测量了重量。其结果，得到的高分子量海藻酸凝聚剂的制备条件为：盐酸浓度为0.9mol/L以下、碳酸钠浓度为0.075～1.000mol/L。另外，能够得到较多量的藻酸盐絮凝剂的条件为盐酸浓度为0.9～2.4mol/L、碳酸钠浓度为0.075～1.000mol/L。这表明促进海藻酸洗脱的盐酸处理和碳酸钠处理使海藻酸分解并降低其分子量，并且降低分子量的条件和促进海藻酸洗脱的条件之间不存在相关性。发现了。接下来，对各藻酸凝集剂的制备条件下得到的藻酸凝集剂的分子量和凝集性能进行比较。结果，在测试所用条件范围内，分子量越大，聚集性能越低。分子量越大，分子的沉降速度越快，但目前的结果表明，除了分子大小对加速沉降速度的影响之外，其他因素对絮凝性能的影响也更大。为了阐明所需的机制，需要扩大聚集性能和分子量之间的比较范围，并分析原计划的MG比例等因素的影响。