難分解有機性廃棄物を原料とする水素生成ミクロフローラのデザイン

以持久性有机废物为原料的产氢微生物区系设计

• 批准号: 20658058
• 负责人: 東城 清秀
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20658058/
• 关键词: 水素発酵; ミクロフローラ; 菌叢解析; 有機性廃棄物; 優占化; 稲わら; セルロース; 糖化; 微生物ストレス; メタン発酵消化液; PCR; Clostridium属細菌; 水素発酵; ミクロフローラ; 菌叢解析; 有機性廃棄物; 優占化; 稲わら; セルロース; 糖化; 微生物ストレス; メタン発酵消化液; PCR; Clostridium属細菌

本研究では優良なミクロフローラを簡便に優占化する手法を開発し、難分解性の有機性廃棄物を原料とした安定的な水素発酵を可能とする細菌群を作出し、その菌叢制御法について検討することを目的とした。難分解有機性廃棄物として稲わら(水稲品種:リーフスクー)をモデル原料にして、実験を進めた。ミクロフローラ源として、メタン発酵消化液、牛糞堆肥(東京農工大学附属FSセンター)、下水汚泥(府中市)を供試して、それぞれに熱ストレス(105℃、2時間)を与え、水素生細菌群を優占化したミクロフローラを作出した。原料として供試した稲わらは粉砕して使用するため、粉砕機による粉砕の程度を粗粉砕(平均粒径2mm)と微粉砕(平均粒径80μm)の2段階に変えて、粉砕前処理が水素発酵に及ぼす影響を検討した。ミクロフローラの水素生成能の評価および難分解有機性廃棄物の粉砕前処理の効果をバッチ型水素発酵試験で行い、水素生成量および有機酸生成量を測定して、評価した。実験の結果、供試したミクロフローラ源の中では下水汚泥に熱ストレスをかけて作出したミクロフローラが安定した水素生成能を示すことが判明した。また、粗粉砕と微粉砕の粉砕前処理の効果は微粉砕の方が水素発生までのタイムラグが短く、積算水素生成量も約15%多くなった。また、有機酸分析からpH低下は酢酸の蓄積による影響と考えられ、安定発酵のためには酢酸を効果的に分離する手法の開発が必要であることが分かった。PCRによる菌叢解析の結果、作出したミクロフローラで菌叢の違いが明確にはならなかったことから、今後は定量的な菌叢解析を進める必要性が認められた。

这项研究旨在开发一种简单的方法来主导优异的微生物，并创建一组细菌，该细菌允许使用难以降低的有机废物作为原材料进行稳定的氢发酵，并研究一种控制菌群的方法。该实验是使用稻草（稻草：叶SCOO）作为模型原材料进行的，作为难以分泌有机废物的模型。作为微生物的来源，测试了甲烷发酵的消化液，牛粪堆肥（东京农业技术大学FS中心）和污水污泥（Fuchu City），每种污泥（Fuchu City），每种都遭受热应激（105°C，2小时），将其应用于生产氢化菌群的产生氢化菌群的生产。由于用作原料测试的稻草用于研磨，因此研磨机的研磨程度更改为两个阶段：粗研磨（平均粒径为2mm）和细研磨（平均粒径为80μm），以及污染前处理对氢发酵的影响。在批处理型氢发酵试验中进行了微生物的氢生产能力以及未调节有机废物的预处理的影响，并测量并评估了氢的生产量和有机酸的生产量。实验表明，在测试的菌群中，通过将热应力施加到污水污泥中产生的菌群具有稳定的氢生产能力。此外，在时间滞后之前，粗粉和细粉末治疗的影响较短，直到氢生成为止，累积的氢产量量也高约15％。此外，有机酸分析表明，pH下降是乙酸积累的作用，并且已经发现，有效分离乙酸的方法的发展对于稳定的发酵是必要的。通过PCR分析，尚不清楚产生的微生物菌群植物群的差异，并且人们认识到，将来需要定量的植物群分析。