JP6232601B2 - 嫌気的消化プロセスに使用するためのポリ乳酸系樹脂及びその製造方法 - Google Patents
嫌気的消化プロセスに使用するためのポリ乳酸系樹脂及びその製造方法Info
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Description
ゲル浸透クロマトグラフィを用いて、以下に示す条件下で測定し、標準ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。
機種:商品名HLC8020GPC(東ソー(株)製)
溶媒:クロロホルム
サンプル溶解条件:60℃、2時間
温度:40℃
測定濃度:50mg/50mL
注入量:100μL
カラム:商品名TSKgelGMHHR−H(東ソー(株)製)2本
なお、標準ポリスチレン(東ソー(株)製)を用いてユニバーサルキャリブレーション法によりカラム溶出体積を校正した。
示差走査型熱量計(島津製作所社製、商品名DSC50)を用いて、融解エンタルピーと結晶化エンタルピーとを測定した。
機種:示差走査型熱量計(島津製作所社製、商品名DSC50)、熱分析ワークステーション(島津製作所社製、商品名TA−60WS)
移動相:窒素
流速:50mL/min
温度:0−200℃
試料3mgをアルミニウム製のパンに装填し、昇温速度10℃/分で測定を行なった。算出した融解エンタルピーと結晶化エンタルピーとを用い、下記(1)式に基づいて結晶化度を算出した。
なお、結晶化度は、ΔHccを結晶化エンタルピー、ΔHmを融解エンタルピー、ΔHm0を標準試料の結晶化度100%(結晶厚が無限大の結晶)のエンタルピーとして、下記の(1)式にて規定される。
結晶化度(%)=[(ΔHm+ΔHcc)/ΔHm0)]×100・・・(1)
ポリ乳酸の場合には、ΔHm0として135(J・g−1)が用いられる。本発明では、ポリ乳酸誘導体のΔHm0についても、ポリ乳酸と同じ135(J・g−1)を用いて、その結晶化度としている。
結晶化エンタルピーと融解エンタルピーとは、測定対象のポリ乳酸系樹脂のDSC分析によって求められる。
高速液体クロマトグラフィ(HPLC)を用いて、以下に示す条件下で測定し、遊離乳酸濃度を測定した。
機種:電気伝導度検出器 (島津製作所社製、商品名CDD−10A VP)、ポンプ(島津製作所社製、商品名LC−20AD)、オーブン(島津製作所社製、商品名CTO−10A VP)、ディガッサー(島津製作所社製、商品名DGU−12A)、オートサンプラー(島津製作所社製、商品名SIL−10A VP)、システムコントローラー(島津製作所社製、商品名SCL−10A VP)
移動相:5mM p-トルエンスルホン酸水溶液
反応液:5mM p-トルエンスルホン酸、100μM EDTA(2Na)、20mM Bis−Tris溶液
流速:0.8mL/min(移動相・反応液ともに)
温度:40℃
注入量:50μL
カラム:商品名SCR−102H(島津製作所社製)
ガスクロマトグラフを用いて、以下に示す条件下で測定し、バイオガス生成量を測定した。
機種:TCD検出器を搭載したガスクロマトグラフ(島津製作所社製、商品名GC−8APT)
移動相:ヘリウム
流速:30mL/min
カラム温度:200℃
インジェクション温度:40℃
ディテクター温度:200℃
注入量:0.5mL
カラム:6m×3mmφステンレスカラム
充填剤:SHINCARBON ST(信和化工株式会社製)
実施例1は、改質した低分子化ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量の変化が乳酸放出速度に及ぼす影響を試験したものである。
原料ポリ乳酸系樹脂は、重量平均分子量219000を有し、それをオートクレーブにて表1に示す条件で改質処理し、低分子量化を行った。
次に、各低分子量化されたポリ乳酸を唯一の基質として、略37℃若しくは略55℃嫌気性消化プロセスより採取した嫌気消化汚泥を用いて、嫌気条件下でバイオガス生成活性試験を行った。
実施例3は、改質した低分子化ポリ乳酸系樹脂の結晶化度の変化が加水分解速度とバイオガス生成速度とに及ぼす影響を試験したものである。
略55℃嫌気性消化汚泥によるバイオガス生成活性試験のデータを表4に示す。
なおそれぞれの傾きの範囲は、汎用の表計算ソフトを用いて求めた。
Claims (3)
- 37℃±5℃の嫌気的雰囲気下でバイオガスを発生させる嫌気的消化プロセスにおいて使用される微生物が消費する基質であって、
重量平均分子量6800〜16000の範囲内であるポリ乳酸系樹脂を含むことを特徴とする基質。 - 55℃±5℃の嫌気的雰囲気下でバイオガスを発生させる嫌気的消化プロセスにおいて使用される微生物が消費する基質であって、
重量平均分子量16000〜113000の範囲内であるポリ乳酸系樹脂を含むことを特徴とする基質。 - 請求項1又は2のいずれかに記載の基質であって、
前記ポリ乳酸系樹脂に、有機物を含む厨芥物、農業廃棄物、畜産廃棄物及び下水汚泥から選択された1又は複数を混合してなることを特徴とする基質。
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