Details of the Researcher

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Naomi Kitakawa
Section
Graduate School of Engineering
Job title
Professor
Degree

  • 博士（工学）（東北大学）

Research History 6

  • 2017/05 - Present
    Tohoku University　Graduate School of Engineering

  • 2002/10 - 2017/04
    東北大学 准教授（工学研究科）　Associate professor

  • 2006/08 - 2007/03
    School of Chemical and Biomolecular Engineering, Cornell University　研究員

  • 1996/04 - 2002/09
    東北大学 助手（工学部）　Research Associate

  • 1994/05 - 1996/03
    東北大学 助手（反応化学研究所）　Research Associate

  • 1994/04 - 1994/05
    通商産業省工業技術院東北工業技術研究所 非常勤研究員　研究補助員

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Education 3

  • Tohoku University　Graduate School of Engineering　Department of Chemical Engineering

    1991/04 - 1994/03

  • Tohoku University　Graduate School of Engineering

    1989/04 - 1991/03

  • Tohoku University　Faculty of Engineering　Department of Chemical Engineering

    1985/04 - 1989/03

Committee Memberships 22

  • 公益社団法人化学工学会　理事

    2021/04 - Present

  • 日本学術会議　会員（第三部幹事）

    2020/10 - Present

  • 公益社団法人日本化学会　男女共同参画推進委員会委員長

    2018/03 - Present

  • 仙台市環境審議会　委員

    2012/04 - Present

  • 公益社団法人日本生物工学会北日本支部　役員

    2007/04 - Present

  • 公益社団法人化学工学会バイオ部会　幹事

    2005/04 - Present

  • 公益社団法人化学工学会東北支部　役員

    1996/04 - Present

  • 一般社団法人エネルギー・資源学会編集委員会　実行委員

    2014/11 - 2021/03

  • 日本学術会議　連携会員（第三部）

    2011/10 - 2020/09

  • 経済産業省産業構造審議会製造産業分科会バイオ小委員会　専門委員

    2013/11 - 2020/07

  • 宮城県環境影響評価技術審査会　委員

    2005/01 - 2019/12

  • 公益社団法人日本化学会　男女共同参画推進委員会委員

    2008/04 - 2018/02

  • 男女共同参画学協会連絡会　委員長

    2016/11 - 2017/10

  • 岩手県環境影響評価技術審査会　委員

    2004/09 - 2016/09

  • 公益社団法人化学工学会誌編集委員会　エディター

    2014/04 - 2016/03

  • 公益社団法人化学工学会　理事、男女共同参画委員会委員長

    2009/03 - 2013/02

  • 福島県都市計画審議会環境影響評価専門小委員会　委員

    2008/02 - 2012/09

  • 公益社団法人生物工学会　代議員

    2009/06 - 2011/05

  • 公益社団法人日本化学会　代議員

    2009/04 - 2010/10

  • 宮城県保健環境センター評価委員会　委員

    2005/08 - 2010/08

  • 公益社団法人生物工学会編集委員会　委員

    2008/04 - 2010/03

  • 化工誌編集委員会　委員

    2005/04 - 2007/03

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Professional Memberships 9

  • American Institute of Chemical Engineers

  • 日本生物工学会

  • エネルギー資源学会

  • 日本食品工学会

  • The American Oil Chemists' Society

  • 日本エネルギー学会

  • 日本油化学会

  • 日本化学会

  • 日本化学工学会

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Research Interests 4

  • enzymatic reaction kinetics

  • plant cell culture

  • biomenbrane oxidation

  • biomass energy production

Research Areas 5

  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Catalytic processes and resource chemistry /

  • Environmental science/Agricultural science / Environmental materials/recycling technology /

  • Environmental science/Agricultural science / Environmental load reduction/restoration technology /

  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Applied biofunctional and bioprocess engineering / Biochemical Engineering

  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Chemical reaction and process system engineering / Chemical Reaction Engineering

Awards 10

  1. 令和3年度化学技術分野の文部科学大臣表彰化学技術賞（研究部門）

    2021/04　文部科学省　持続可能な反応分離プロセスの構築とその実用化に関する研究

  2. The SCEJ Award for Outstanding Women’s Activity

    2021/03　The Society of Chemical Engineers, Japan

  3. The SCEJ Award for Outstanding Research Achievement Winner

    2020/03　The Society of Chemical Engineers, Japan　Reaction process engineering research for synthesis of poorly water-soluble esters

  4. The 17th (2017) Green and Sustainable Chemistry Award by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    2018/06　Japan Association for Chemical Innovation　Flow-type Reaction-separation System for Complete Utilization of Unused Oil and Converting to High-value Products

  5. Edwin N. Frankel Award for Best Paper of 2017

    2017/05/02　The American Oil Chemists' Society　The American Oil Chemists' Society(アメリカ油化学会)刊行の2016年の論文の内、Lipid Oxidation and Quality Divisionで最優秀と認められた論文１報に贈られる賞

  6. Edwin N. Frankel Award for Best Paper of 2012

    2013/04/30　The American Oil Chemists' Society　The American Oil Chemists' Society(アメリカ油化学会)刊行の2012年の論文の内、Lipid Oxidation and Quality Divisionで最優秀と認められた論文１報に贈られる賞

  7. Bioresource Technology Most Cited Articles 2007-2010,

    2011/04　Bioresource Technology

  8. Award for Best Paper for 2004 in Lipid Oxidation and Quality Division of the American Oil Chemists' Society

    2005/05/02　The American Oil Chemists' Society　American Oil Chemists' Society（アメリカ油化学会）刊行の論文の内、脂質酸化関連の最も優れた論文として選出

  9. O-CHA(tea) Pioneer Academic Research Grant

    2000/09/18　2001年国際O-CHA学術会議組織委員会　「お茶培養細胞によるカテキン生産システムの構築とお茶カテキンの抗酸化活性評価」

  10. Award for Best Paper of 1999 in Lipid Oxidation and Quality Division of the American Oil Chemists' Society

    2000/04/26　American Oil Chemists' Society　American Oil Chemists' Society（アメリカ油化学会）刊行の論文の内、脂質酸化関連の最も優れた論文として選出

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Papers 86

  1. Insight into the generation network of reactive oxygen species in H2O under nonthermal atmospheric-pressure plasma irradiation using a kinetic modeling approach

    Tsutomu Chida, Shota Sasaki, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshiro Kaneko, Atsushi Takahashi

    Chemical Engineering Journal　501　157640-157640　2024/12

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.cej.2024.157640 　

    ISSN： 1385-8947

  2. Application of nonthermal atmospheric-pressure plasma irradiation as a new method for noncatalytic liquid-phase selective oxidation of polyhydric alcohols

    Tsutomu Chida, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Shota Sasaki, Toshiro Kaneko, Atsushi Takahashi

    Plasma Processes and Polymers　21　(4)　2024/04

    DOI： 10.1002/ppap.202300163 　

    ISSN： 1612-8850

    eISSN： 1612-8869

  3. Kolbe Electrolysis for Recycling Non-Aqueous Fatty Acid Salts

    Kousuke Hiromori, Yoichi Konno, Keisuke Katagami, Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Journal of Chemical Engineering of Japan　57　(1)　2024/03/22

    Publisher: Informa UK Limited

    DOI： 10.1080/00219592.2024.2332621 　

    ISSN： 0021-9592

    eISSN： 1881-1299

  4. Highly Accurate Prediction of Edible Oil Oxidative Stability by Multivariate Analysis Incorporating Chemiluminescence Data Peer-reviewed

    Yuta Yoshida, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Atsushi Takahashi

    ACS Food Science & Technology　2023/10/26

    DOI： 10.1021/acsfoodscitech.3c00364 　

  5. Comprehensive Study on Kinetic Modeling of Liquid-Phase Selective Oxidation Using Au-Supported Catalysts for Efficient Production of Value-Added Chemicals from Glycerol

    Tsutomu Chida, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Naoki Mimura, Aritomo Yamaguchi, Atsushi Takahashi

    Industrial & Engineering Chemistry Research　62　(18)　6932-6942　2023/04/25

    Publisher: American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.iecr.3c00336 　

    ISSN： 0888-5885

    eISSN： 1520-5045

  6. Process design for efficient production from glycerol into high-value chemicals

    Tsutomu Chida, Aritomo Yamaguchi, Atsushi Takahashi, Kousuke Hiromori, Naoki Mimura, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Proceedings of 2022 AOCS Annual Meeting & Expo　2022/09/29

    Publisher: American Oil Chemists' Society (AOCS)

    DOI： 10.21748/wimj4199 　

    More details Close

    There is an urgent need to develop effective methods to use glycerol, a by-product of biodiesel production, by converting it into high-value chemicals. The by-product glycerol is contaminated with strong alkaline as a catalyst, and the environmental loads of the purification process to remove the contaminants has been a bottleneck to its utilization. As one way to solve this problem, it has been reported that glycerol can be converted to glyceric acid (GA), which is used as a pharmaceutical raw material, by partial oxidation of glycerol using an Au catalyst under alkaline condition. However, the GA yield is low because many side reactions proceed simultaneously. To construct a practical process for efficient GA production, it is necessary to both experimentally analyze the reaction mechanism and to develop a kinetic model that can quantitatively predict the reaction behavior under a wide range of conditions.The purpose of this study is to establish a methodology for process design of efficient production of GA from the by-product glycerol. In our previous study, the reaction mechanism including alkaline and the reactive oxygen species OOH, which is formed from O2 and H2O on Au catalyst, in GA formation was clarified and a kinetic model taken it into account was constructed. In present study, the model was additionally taken temperature dependency into account and enabled to predict GA yield in wide range of operating conditions. In order to design the catalysts, the relationship between GA yield and coverages of adsorbed species on active sites was investigated by the model simulation and it was revealed that the affinity between support and H2O greatly affects GA yield, suggesting that the support, which has strong interaction with H2O, increases the GA yield.

  7. Proposal of complete utilization system of soapstock by electrolysis Peer-reviewed

    Kousuke Hiromori, Keisuke Katagami, Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Journal of the American Oil Chemists' Society　99　(1)　103-103　2022/01

    Publisher: American Oil Chemists' Society (AOCS)

    DOI： 10.21748/sozh7797 　

    More details Close

    In deacidification during vegetable oil refinery, a large amount of soapstock, mainly sodium salt of fatty acid, are generated and wasted. We propose an innovative system for the complete utilization of soapstock by Kolbe electrolysis. In conventional Kolbe electrolysis, only water-soluble carboxylic acid with short alkyl chain such as acetic acid and butyric acid are decarboxylated and dimerized to produce hydrocarbons such as ethane and butane. Although fatty acid salts have long alkyl chains, they are soluble in water, and Kolbe electrolysis can be applied to them. Soapstock will be converted by electrolysis into long-chain hydrocarbons used as biofuels and, sodium hydroxide used in vegetable oil refinery. As a result of applying Kolbe electrolysis to an aqueous solution of caprylic acid sodium salt, the formation of hydrocarbons, tetradecane, and sodium hydroxide was observed. When the generated hydrocarbons were used for power generation, the generated energy was almost the same as the energy input in the electrolysis. This means that the soap stock can be reused without any external energy input. Therefore, it is suggested that this electrolysis system will be both carbon-negative and profitability.

  8. Process for continuous production of sugar esters of medium-chain fatty acid: Effect of residence time on productivity and scale-up design Peer-reviewed

    Tomone Sasayama, Kousuke Hiromori, Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Journal of Food Engineering　305　2021/09

    DOI： 10.1016/j.jfoodeng.2021.110608 　

    ISSN： 0260-8774

  9. Kinetic Model for Process Design of Efficient Production of High Value-chemicals from Glycerol

    Tsutomu Chida, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Naoki Mimura, Aritomo Yamaguchi, Kousuke Hiromori, Atsushi Takahashi

    Proceedings of the Virtual 2021 AOCS Annual Meeting & Expo　2021/05/03

    Publisher: American Oil Chemists’ Society (AOCS)

    DOI： 10.21748/am21.366 　

  10. Process optimization for continuous production of sustainable biodiesel from completely non-edible biomass, lignocellulosic hydrous ethanol and waste fatty acids Peer-reviewed

    Nahian Siddique, Masato Suzue, Makiko Kato, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Fuel　289　2021/04

    DOI： 10.1016/j.fuel.2020.119884 　

    ISSN： 0016-2361

  11. Controlling reaction selectivity for sugar fatty acid ester synthesis by using resins with different basicities Peer-reviewed

    Tomone Sasayama, Ayumu Kanezawa, Kousuke Hiromori, Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Food Chemistry　340　2021/03/15

    DOI： 10.1016/j.foodchem.2020.128100 　

    ISSN： 0308-8146

    eISSN： 1873-7072

  12. Green Process for Selective Ester Production Using Heterogeneous Resin Catalyst with Different Reaction Field Peer-reviewed

    Kousuke Hiromori, Kazuki Murakami, Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Journal of the American Oil Chemists' Society　98　(1)　111-111　2021/01

    DOI： 10.21748/am21.272 　

  13. Quantitative Evaluation of Oxidative Stability of Biomembrane Lipids in the Presence of Vitamin E Peer-reviewed

    Atsushi Takahashi, Ryota Takahashi, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    JAOCS, Journal of the American Oil Chemists' Society　2021

    DOI： 10.1002/aocs.12480 　

    ISSN： 0003-021X

  14. Production of methyl caffeate as an intermediate product to produce caffeic acid phenethyl ester by esterification using cation-exchange resin Peer-reviewed

    Rani Salsabila, Meka Saima Perdani, Naomi Shibasaki Kitakawa, Heri Hermansyah

    Energy Reports　6　528-533　2020/02

    DOI： 10.1016/j.egyr.2019.09.020 　

    eISSN： 2352-4847

  15. Efficient Conversion of Glycerol into High Value-Added Chemicals by Partial Oxidation Peer-reviewed

    Tsutomu Chida, Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Naoki Mimura, Aritomo Yamaguchi, Atsushi Takahashi

    JAOCS, Journal of the American Oil Chemists' Society　2020

    DOI： 10.1002/aocs.12440 　

    ISSN： 0003-021X

  16. Competitive adsorption model for process design of separation and recovery method in porous type anion-exchange resin Peer-reviewed

    Kousuke Hiromori, Kosei Kanuma, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Journal of Chemical Engineering of Japan　53　(9)　477-484　2020

    DOI： 10.1252/JCEJ.20WE066 　

    ISSN： 0021-9592

  17. Cleaner separation-purification process to efficiently produce high-purity natural lipophilic phenolic compounds from by-products of vegetable oil refining Peer-reviewed

    Kousuke Hiromori, Tomone Sasayama, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Journal of Cleaner Production　189　223-230　2018/07/10

    DOI： 10.1016/j.jclepro.2018.04.012 　

    ISSN： 0959-6526

  18. Process design for green and selective production of bio-based surfactant with heterogeneous resin catalyst Peer-reviewed

    Tomone Sasayama, Yuto Kamikanda, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Chemical Engineering Journal　334　2231-2237　2018/02/15

    Publisher: Elsevier B.V.

    DOI： 10.1016/j.cej.2017.11.132 　

    ISSN： 1385-8947

  19. Control of molecular weight distribution in synthesis of poly(2-hydroxyethyl methacrylate) using ultrasonic irradiation Peer-reviewed

    Masaki Kubo, Takayuki Kondo, Hideki Matsui, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    Ultrasonics Sonochemistry　40　736-741　2018/01

    DOI： 10.1016/j.ultsonch.2017.08.011 　

    ISSN： 1350-4177

    eISSN： 1873-2828

  20. A kinetic model for flavonoid production in tea cell culture Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Yasuhiro Iizuka, Atsushi Takahashi, Toshikuni Yonemoto

    Bioprocess and Biosystems Engineering　40　(2)　211-219　2017/02

    DOI： 10.1007/s00449-016-1688-4 　

    ISSN： 1615-7591

    eISSN： 1615-7605

  21. Novel simple process for tocopherols selective recovery from vegetable oils by adsorption and desorption with an anion-exchange resin Peer-reviewed

    Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto

    Food Chemistry　194　1-5　2016/08/04

    DOI： 10.1016/j.foodchem.2015.07.137 　

    ISSN： 0308-8146

    eISSN： 1873-7072

  22. Kinetic Analysis of Co-oxidation of Biomembrane Lipids Induced by Water-Soluble Radicals Peer-reviewed

    Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Takao Noda, Yuko Sukegawa, Yuya Kimura, Toshikuni Yonemoto

    JAOCS, Journal of the American Oil Chemists' Society　93　(6)　803-811　2016/06/01

    DOI： 10.1007/s11746-016-2821-x 　

    ISSN： 0003-021X

    eISSN： 1558-9331

  23. Pretreatment combining ultrasound and sodium percarbonate under mild conditions for efficient degradation of corn stover Peer-reviewed

    Kazunori Nakashima, Yuuki Ebi, Masaki Kubo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    Ultrasonics Sonochemistry　29　455-460　2016/03/01

    DOI： 10.1016/j.ultsonch.2015.10.017 　

    ISSN： 1350-4177

    eISSN： 1873-2828

  24. Hydrodynamic Cavitation Reactor for Efficient Pretreatment of Lignocellulosic Biomass Peer-reviewed

    Kazunori Nakashima, Yuuki Ebi, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Hitoshi Soyama, Toshikuni Yonemoto

    Industrial and Engineering Chemistry Research　55　(7)　1866-1871　2016/02/24

    DOI： 10.1021/acs.iecr.5b04375 　

    ISSN： 0888-5885

    eISSN： 1520-5045

  25. 3-6-2 Production of Fatty Acid Ester from Hydrous Ethanol and Waste Acid Oil using Cation-exchange Resin Catalyst

    KITAKAWA Naomi, SUZUE Masato, FUKUSHIMA Yasuhiro

    Proceedings of the Annual Conference of The Japan Institute of Energy　25　94-95　2016

    Publisher: The Japan Institute of Energy

    DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.25.0_94 　

    More details Close

    <p>The water content of ethanol used as the gasoline additive should be less than 0.5 wt% and the dewatering process requires a large energy input. Thus, the necessity of anhydrous ethanol as gasoline additive fades and new technology which can use hydrous ethanol is desired. In this research, biodiesel is produced in the form of fatty acid ethyl ester (FAEE) using hydrous ethanol by esterification of free fatty acid (FFA). The FAEE has higher cetane number and fuel economy and power than the traditional fatty acid methyl ester (FAME) and FAEE's low temperature fluidity is also improved. However, the conventional technologies for esterification of FFA never use hydrous ethanol because the water in the reaction solution must be completely removed to obtain a high conversion. We have reported that the catalytic activity of the ion-exchange resin is not inhibited by water. Thus, using the cation-exchange resin catalyst the batch and continuous esterification experiments with hydrous ethanol are performed. The maximum water content in hydrous ethanol to obtain high conversion is clarified.</p>

  26. Pilot-scale production of high quality biodiesel from vegetable oils with high free fatty acid content using ion-exchange resin catalysts Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Tomokatsu Oyanagi, Siqingaowa Borjigin, Kazunori Nakashima, Tadao Niwa, Ichiro Minami, Toshikuni Yonemoto

    Kagaku Kogaku Ronbunshu　42　(1)　30-36　2016

    DOI： 10.1252/kakoronbunshu.42.30 　

    ISSN： 0386-216X

    eISSN： 1349-9203

  27. Effect of support material on production of fructosyl-stevioside using immobilized β-fructofuranosidase Peer-reviewed

    Atsushi Takahashi, Fiorella Patricia Cardenas Toro, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    Bulletin of the Chemical Society of Japan　89　(1)　58-60　2016

    DOI： 10.1246/bcsj.20150320 　

    ISSN： 0009-2673

    eISSN： 1348-0634

  28. Development of novel process for efficiently separating and purifying tocotrienols Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kousuke Hiromori, Siqingaowa Borjigin, Takahumi Sekine, Yoshikazu Amano, Takehiko Takahashi, Toshiyuki Kimura, Toshikuni Yonemoto

    Japan Journal of Food Engineering　17　(1)　23-31　2016

    Publisher: Japan Society for Food Engineering

    DOI： 10.11301/jsfe.17.23 　

    ISSN： 1345-7942

  29. Effectiveness of adjustable-volume packed-bed reactor with an ion-exchange resin catalyst for continuous production Peer-reviewed

    Kota Yamazaki, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto

    Journal of Chemical Engineering of Japan　49　(7)　668-672　2016

    DOI： 10.1252/jcej.15we243 　

    ISSN： 0021-9592

  30. Conversion of Methyl Lactate to Acrylates over Modified NaY Zeolite Catalysts Peer-reviewed

    Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Tadahiro Fujitani

    BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN　88　(11)　1581-1583　2015/11

    DOI： 10.1246/bcsj.20150213 　

    ISSN： 0009-2673

    eISSN： 1348-0634

  31. 3-6-3 Clarification of the mechanism of irreversible esterification by the cation-exchange resin catalyst

    YAMAZAKI Kota, SUZUE Masato, SHIBASAKI-KITAKAWA Naomi, YONEMOTO Toshikuni

    Proceedings of the Annual Conference of The Japan Institute of Energy　24　108-109　2015

    Publisher: The Japan Institute of Energy

    DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.24.0_108 　

    More details Close

    Aiming at clarifying the mechanism of irreversible esterification by the cation-exchange resin catalyst, a kinetic model was constructed. In the model, the esterification proceeds by the following three steps: (1) distribution from the bulk liquid phase to the resin surface, (2) diffusion in the resin liquid phase, (3) adsorption and reaction on the resin solid phase. The model quantitatively describes the concentration profiles of each component under the various conditions. It is clarified that the molar ratio of methanol to free fatty acid becomes much higher than that in the bulk liquid phase because of the resin's strong affinity against methanol.

  32. Production of high quality biodiesel from waste acid oil obtained during edible oil refining using ion-exchange resin catalysts Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kousuke Hiromori, Toru Ihara, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto

    FUEL　139　11-17　2015/01

    DOI： 10.1016/j.fuel.2014.08.024 　

    ISSN： 0016-2361

    eISSN： 1873-7153

  33. Construction and degradation properties of fusion enzymes composed of bacterial expansin and endoglucanase

    Kazunori Nakashima, Koji Endo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    Food, Pharmaceutical and Bioengineering Division 2014 - Core Programming Area at the 2014 AIChE Annual Meeting　1　612-613　2014

    Publisher: AIChE

  34. 3-11-3 Pilot Plant Production of High Quality Biodiesel Using Ion-exchange Resin Catalysts

    Kitakawa Naomi, Oyanagi Tomokatsu, Siqingaowa Borjigin, Nakashima Kazunori, Yonemoto Toshikuni

    Proceedings of the Annual Conference of The Japan Institute of Energy　23　148-149　2014

    Publisher: The Japan Institute of Energy

    DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.23.0_148 　

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    This study was aimed at the pilot plant production of high quality biodiesel, which fully satisfies fuel specifications, from the cheaper non-edible oil with high free fatty acid content. Not only the fatty acid methyl ester (FAME), but also the fatty acid ethyl ester (FAEE), received much attention as more environmentally preferable biodiesel, was produced by the plant. Both biodiesel products were fully met the fuel standard specifications without any downstream purification processes except for removing alcohol. The calorific values of FAEE were higher than those of FAME and this meant that the fuel economy and horse power of FAEE will be improved.

  35. A fusion enzyme consisting of bacterial expansin and endoglucanase for the degradation of highly crystalline cellulose Peer-reviewed

    Kazunori Nakashima, Koji Endo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    RSC ADVANCES　4　(83)　43815-43820　2014

    DOI： 10.1039/c4ra05891g 　

    ISSN： 2046-2069

  36. Production of human secreted alkaline phosphatase in suspension and immobilization cultures of tobacco NT1 cell Peer-reviewed

    Kazunori Nakashima, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Takuya Miyamoto, Masaki Kubo, Toshikuni Yonemoto, Michael L. Shuler

    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL　77　177-182　2013/08

    DOI： 10.1016/j.bej.2013.06.004 　

    ISSN： 1369-703X

  37. Simultaneous production of high quality biodiesel and glycerin from Jatropha oil using ion-exchange resins as catalysts and adsorbent Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Keiichi Kanagawa, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto

    BIORESOURCE TECHNOLOGY　142　732-736　2013/08

    DOI： 10.1016/j.biortech.2013.05.111 　

    ISSN： 0960-8524

    eISSN： 1873-2976

  38. Simultaneous reaction and purification process for continuous production of high quality biodiesel from acid oils

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toru Ihara, Toshikuni Yonemoto

    Sustainable Engineering Forum 2013 - Core Programming Area at the 2013 AIChE Annual Meeting: Global Challenges for Engineering a Sustainable Future　602-604　2013

    Publisher: AIChE

  39. Simultaneous reaction and purification process for continuous production of high quality biodiesel from acid oils

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toru Ihara, Toshikuni Yonemoto

    Environmental Division 2013 - Core Programming Area at the 2013 AIChE Annual Meeting: Global Challenges for Engineering a Sustainable Future　458-460　2013

    Publisher: AIChE

  40. Kinetic model for formation of DMPO-OH in water under ultrasonic irradiation using EPR spin trapping method Peer-reviewed

    Masaki Kubo, Kazuhiro Sekiguchi, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    RESEARCH ON CHEMICAL INTERMEDIATES　38　(9)　2191-2204　2012/11

    DOI： 10.1007/s11164-012-0536-7 　

    ISSN： 0922-6168

  41. A Kinetic Model Describing Antioxidation and Prooxidation of beta-Carotene in the Presence of alpha-Tocopherol and Ascorbic Acid Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Masahiko Murakami, Masaki Kubo, Toshikuni Yonemoto

    JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY　89　(5)　815-824　2012/05

    DOI： 10.1007/s11746-011-1980-z 　

    ISSN： 0003-021X

  42. A8 Control of molecular weight distribution in ultrasonic polymer synthesis

    Kubo Masaki, Kondo Takayuki, Kitakawa-Shibasaki Naomi, Yonemoto Toshikuni

    Proceedings of the Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry　21　15-16　2012

    Publisher: The Japan Society of Sonochemistry

    DOI： 10.20577/pamjss.21.0_15 　

    More details Close

    Poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) was synthesized using ultrasonic irradiation without chemical initiator. Effects of ultrasound intensity on time course of conversion to polymer, number average molecular weight, and polydispersity were investigated in order to synthesize the polymer with low molecular weight distribution (i.e., low polydispersity). According to the experimental results, a kinetic model for polymer synthesis under ultrasonic irradiation was constructed with considering both polymerization and polymer degradation. Poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) was also synthesized at low reaction temperature. The constructed model was applied to the low-temperature synthesis process.

  43. Biodiesel Production from Waste Cooking Oil Using Anion-Exchange Resin as Both Catalyst and Adsorbent Invited Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Takahiro Tsuji, Masaki Kubo, Toshikuni Yonemoto

    BIOENERGY RESEARCH　4　(4)　287-293　2011/12

    DOI： 10.1007/s12155-011-9148-0 　

    ISSN： 1939-1234

  44. High quality biodiesel fuel production from crude Jatropha oil without upstream and downstream processing

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Kei-Ichi Kanagawa, Kazunori Nakashima, Toshikuni Yonemoto

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings　2011

  45. Rigorous kinetic model considering positional specificity of lipase for enzymatic stepwise hydrolysis of triolein in biphasic oil-water system Peer-reviewed

    Heri Hermansyah, Anondho Wijanarko, Masaki Kubo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    BIOPROCESS AND BIOSYSTEMS ENGINEERING　33　(7)　787-796　2010/09

    DOI： 10.1007/s00449-009-0400-3 　

    ISSN： 1615-7591

  46. Simple Continuous Production Process of Biodiesel Fuel from Oil with High Content of Free Fatty Acid Using Ion-Exchange Resin Catalysts Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Takahiro Tsuji, Kouhei Chida, Masaki Kubo, Toshikuni Yonemoto

    ENERGY & FUELS　24　(6)　3634-3638　2010/06

    DOI： 10.1021/ef100109u 　

    ISSN： 0887-0624

    eISSN： 1520-5029

  47. Production of high quality biodiesel fuel from waste cooking oil using anion-exchange resin catalyst

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Takahiro Tsuji, Masaki Kubo, Toshikuni Yonemoto

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings　2010

  48. Controlling molecular weight of poly(2- hydroxyethyl methacrylate) with keeping low dispersity

    Masaki Kubo, Takayuki Kondo, Hideki Matsui, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings　2010

  49. Is Excess Methanol Addition Required To Drive Transesterification of Triglyceride toward Complete Conversion? Peer-reviewed

    Takahiro Tsuji, Masaki Kubo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    ENERGY & FUELS　23　(12)　6163-6167　2009/12

    DOI： 10.1021/ef900622d 　

    ISSN： 0887-0624

    eISSN： 1520-5029

  50. Catalytic Synthesis of Glycerol Monoacetate Using a Continuous Expanded Bed Column Reactor Packed with Cation-Exchange Resin Peer-reviewed

    Takuya Fukumura, Takuji Toda, Yuichiro Seki, Masaki Kubo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH　48　(4)　1816-1823　2009/02

    DOI： 10.1021/ie800625g 　

    ISSN： 0888-5885

  51. イオン交換樹脂触媒を利用したバイオディーゼル燃料製造技術の開発

    北川 尚美, 米本 年邦

    化学工学会 研究発表講演要旨集　2009　171-171　2009

    Publisher: 公益社団法人 化学工学会

    DOI： 10.11491/scej.2009f.0.171.0 　

  52. バイオディーゼル燃料生産におけるメタノール添加量低減の検討

    辻 崇裕, 久保 正樹, 北川 尚美, 米本 年邦

    化学工学会 研究発表講演要旨集　2009　808-808　2009

    Publisher: 公益社団法人 化学工学会

    DOI： 10.11491/scej.2009f.0.808.0 　

  53. Catalyst performance of the ion-exchange resin in the continuous production process of biodiesel fuel

    Takahiro Tsuji, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings　2008

  54. イオン交換樹脂を不均相固体触媒とした米糠原油からのバイオディーゼル燃料生産

    千田 光平, 北川 尚美, 米本 年邦

    化学工学会 研究発表講演要旨集　2008　198-198　2008

    Publisher: 公益社団法人 化学工学会

    DOI： 10.11491/scej.2008.0.198.0 　

  55. バイオディーゼル燃料の連続生産プロセスにおけるイオン交換樹脂の触媒性能

    辻 崇裕, 北川 尚美, 米本 年邦

    化学工学会 研究発表講演要旨集　2008　197-197　2008

    Publisher: 公益社団法人 化学工学会

    DOI： 10.11491/scej.2008.0.197.0 　

  56. Progressive Effect of Water on Prevention of beta-Carotene Oxidation in Biphasic Oil-Water System with Addition of an Antioxidant, alpha-Tocopherol Peer-reviewed

    Masahiko Murakami, Masahiko Noritsune, Abdalla A. Elbashir, Hideto Kato, Naofni Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　41　(6)　485-491　2008

    DOI： 10.1252/jcej.08we020 　

    ISSN： 0021-9592

  57. Biodiesel production using anionic ion-exchange resin as heterogeneous catalyst Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Hiroki Honda, Homare Kuribayashi, Takuji Toda, Takuya Fukumura, Toshikum Yonemoto

    BIORESOURCE TECHNOLOGY　98　(2)　416-421　2007/01

    DOI： 10.1016/j.biortech.2005.12.010 　

    ISSN： 0960-8524

  58. Mathematical model for stepwise hydrolysis of triolein using Candida rugosa lipase in biphasic oil-water system Peer-reviewed

    Heri Hermansyah, Masaki Kubo, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL　31　(2)　125-132　2006/09

    DOI： 10.1016/j.bej.2006.06.003 　

    ISSN： 1369-703X

  59. Evaluation of catalytic activity of anion-exchange resin for biodiesel fuel production

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Homare Kuribayashi, Toshikuni Yonemoto

    AIChE Annual Meeting, Conference Proceedings　2006

  60. バイオディーゼル燃料生産におけるイオン交換樹脂触媒の性能評価

    栗林 誉, 北川 尚美, 米本 年邦

    化学工学会 研究発表講演要旨集　2006　704-704　2006

    Publisher: 公益社団法人 化学工学会

    DOI： 10.11491/scej.2006f.0.704.0 　

  61. Kinetics of ultrasonic disinfection of Escherichia coli in the presence of titanium dioxide particles Peer-reviewed

    M Kubo, R Onodera, N Shibasaki-Kitakawa, K Tsumoto, T Yonemoto

    BIOTECHNOLOGY PROGRESS　21　(3)　897-901　2005/05

    DOI： 10.1021/bp049729s 　

    ISSN： 8756-7938

  62. Kinetics of ultrasonic degradation of phenol in the presence of TiO2 particles Peer-reviewed

    M Kubo, K Matsuoka, A Takahashi, N Shibasaki-Kitakawa, T Yonemoto

    ULTRASONICS SONOCHEMISTRY　12　(4)　263-269　2005/03

    DOI： 10.1016/j.ultsonch.2004.01.039 　

    ISSN： 1350-4177

  63. Combination of extractive solvent addition and immobilization culture for continuous production of scopoletin by tobacco cells Peer-reviewed

    Y Iizuka, R Kato, N Shibasaki-Kitakawa, T Yonemoto

    BIOTECHNOLOGY PROGRESS　21　(2)　603-607　2005/03

    DOI： 10.1021/bp0498645 　

    ISSN： 8756-7938

  64. チャ細胞培養によるフラボノイド生産に関する速度論モデル

    北川 尚美, 飯塚 泰弘, 米本 年邦

    化学工学会 研究発表講演要旨集　2005　335-335　2005

    Publisher: 公益社団法人 化学工学会

    DOI： 10.11491/scej.2005.0.335.0 　

  65. Oxidation kinetics of beta-carotene in oleic acid solvent with addition of an antioxidant, alpha-tocopherol Peer-reviewed

    N Shibasaki-Kitakawa, H Kato, A Takahashi, T Yonemoto

    JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY　81　(4)　389-394　2004/04

    DOI： 10.1007/s11746-004-0911-x 　

    ISSN： 0003-021X

  66. A rigorous kinetic model for beta-carotene oxidation in the presence of an antioxidant, alpha-tocopherol Peer-reviewed

    A Takahashi, N Shibasaki-Kitakawa, T Yonemoto

    JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY　80　(12)　1241-1247　2003/12

    DOI： 10.1007/s11746-003-0849-z 　

    ISSN： 0003-021X

  67. Copolymerization of carbon dioxide and ethyl vinyl ether at subcritical and supercritical conditions Peer-reviewed

    C Yokoyama, Y Kawase, N Shibasaki-Kitakawa, RL Smith

    JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE　89　(12)　3167-3174　2003/09

    DOI： 10.1002/app.12553 　

    ISSN： 0021-8995

  68. Improvement of catechin productivity in suspension cultures of tea callus cells Peer-reviewed

    N Shibasaki-Kitakawa, J Takeishi, T Yonemoto

    BIOTECHNOLOGY PROGRESS　19　(2)　655-658　2003/03

    DOI： 10.1021/bp025539a 　

    ISSN： 8756-7938

  69. Kinetic model for synthesis of fructosyl-stevioside using suspended beta-fructofuranosidase Peer-reviewed

    K Suzuki, T Fukumura, N Shibasaki-Kitakawa, T Yonemoto

    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL　10　(3)　207-215　2002/04

    DOI： 10.1016/S1369-703X(01)00183-8 　

    ISSN： 1369-703X

  70. A kinetic model for co-oxidation of beta-carotene with oleic acid Peer-reviewed

    A Takahashi, J Suzuki, N Shibashki-Kitakawa, T Yonemoto

    JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY　78　(12)　1203-1207　2001/12

    DOI： 10.1007/s11745-001-0414-9 　

    ISSN： 0003-021X

  71. Cultures of Nicotiana tabacum cells immobilized in calcium alginate gel beads coated with cell-free gel film Peer-reviewed

    N Shibasaki-Kitakawa, Y Iizuka, T Yonemoto

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　34　(11)　1431-1438　2001/11

    DOI： 10.1252/jcej.34.1431 　

    ISSN： 0021-9592

  72. Mathematical modeling of continuous separation process of proteins using partial recycling free-flow isoelectric focusing with feed supply and product withdrawal Peer-reviewed

    SH Kim, R Otani, W Shirai, N Shibasaki-Kitakawa, A Kitakawa, T Yonemoto

    KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU　27　(2)　174-180　2001/03

    DOI： 10.1252/kakoronbunshu.27.174 　

    ISSN： 0386-216X

  73. Intraparticle cell growth and cell leakage in cultures of Nicotiana tabacum cells immobilized in calcium alginate gel beads Peer-reviewed

    N Shibasaki-Kitakawa, Y Iizuka, T Yonemoto

    JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY　75　(11)　1008-1014　2000/11

    DOI： 10.1002/1097-4660(200011)75:11<1008::AID-JCTB297>3.0.CO;2-T 　

    ISSN： 0268-2575

  74. Kinetic analysis for oxidation of oleic acid Peer-reviewed

    A Takahashi, NS Kitakawa, T Yonemoto

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　33　(3)　481-488　2000/06

    DOI： 10.1252/jcej.33.481 　

    ISSN： 0021-9592

  75. Liquid phase amination of 1-bromobutane under high temperature and high pressure Peer-reviewed

    C Yokoyama, Y Mabuchi, N Shibasaki-Kitakawa, S Takahashi

    SEKIYU GAKKAISHI-JOURNAL OF THE JAPAN PETROLEUM INSTITUTE　43　(2)　127-134　2000/03

    DOI： 10.1627/jpi1958.43.127 　

    ISSN： 0582-4664

  76. Kinetic model for autoxidation of beta-carotene in organic solutions Peer-reviewed

    A Takahashi, N Shibasaki-Kitakawa, T Yonemoto

    JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY　76　(8)　897-903　1999/08

    DOI： 10.1007/s11746-999-0104-5 　

    ISSN： 0003-021X

  77. Viscosity of gaseous HFC-125 (pentafluoroethane) under high pressures Peer-reviewed

    M Takahashi, N Shibasaki-Kitakawa, C Yokoyama

    INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMOPHYSICS　20　(2)　445-453　1999/03

    DOI： 10.1023/A:1022648819511 　

    ISSN： 0195-928X

  78. Viscosity of gaseous HFC-143a (1,1,1-trifluoroethane) under high pressures Peer-reviewed

    M Takahashi, N Shibasaki-Kitakawa, C Yokoyama

    INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMOPHYSICS　20　(2)　435-443　1999/03

    DOI： 10.1023/A:1022696702673 　

    ISSN： 0195-928X

  79. Viscosity of gaseous HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane) under high pressures Peer-reviewed

    N Shibasaki-Kitakawa, M Takahashi, C Yokoyama

    INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMOPHYSICS　19　(5)　1285-1295　1998/09

    ISSN： 0195-928X

  80. Kinetic model for oligosaccharide hydrolysis using suspended and immobilized enzymes Peer-reviewed

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Benjamas Cheirsilpa, Ken-Ichiro Iwamura, Masanori Kushibiki, Akio Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    Biochemical Engineering Journal　1　(3)　201-209　1998

    Publisher: Elsevier

    DOI： 10.1016/S1369-703X(98)00003-5 　

    ISSN： 1369-703X

  81. Viscosity of gaseous nitrous oxide from 298.15 K to 398.15 K at pressures up to 25 MPa Peer-reviewed

    M Takahashi, N ShibasakiKitakawa, C Yokoyama, S Takahashi

    JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA　41　(6)　1495-1498　1996/11

    ISSN： 0021-9568

  82. GAS VISCOSITY OF DIFLUOROMETHANE FROM 298.15 TO 423.15 K AND UP TO 10 MPA Peer-reviewed

    M TAKAHASHI, N SHIBASAKIKITAKAWA, C YOKOYAMA, S TAKAHASHI

    JOURNAL OF CHEMICAL AND ENGINEERING DATA　40　(4)　900-902　1995/07

    DOI： 10.1021/je00020a036 　

    ISSN： 0021-9568

  83. Kinetic analysis for effect of initial substrate concentration on growth and secondary metabolite production in cultures of Nicotiana tabacum Peer-reviewed

    Namoi Shibasaki, Ryousuke Obika, Toshikuni Yonemoto, Teiriki Tadaki

    Journal of Chemical Technology &amp; Biotechnology　63　(3)　201-208　1995

    DOI： 10.1002/jctb.280630302 　

    ISSN： 1097-4660 0268-2575

  84. APPLICATION OF 5-STATE STRUCTURED MODELS FOR GROWTH AND SECONDARY METABOLITE PRODUCTION IN CULTURES OF NICOTIANA-TABACUM Peer-reviewed

    N SHIBASAKI, T YONEMOTO, T TADAKI

    JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY　58　(2)　151-157　1993

    ISSN： 0268-2575

  85. SUSPENSION-CULTURE OF NICOTIANA-TABACUM CELLS IN A ROTARY-DRUM BIOREACTOR Peer-reviewed

    N SHIBASAKI, K HIROSE, T YONEMOTO, T TADAKI

    JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY　53　(4)　359-363　1992

    ISSN： 0268-2575

  86. A Mass-balance-consistent Process Inventory Model for Ion-exchange Resin Catalyzed Biodiesel Production Peer-reviewed

    I-Ching Chen, Kousuke Hiromori, Makiko Kato, Hajime Ohno, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Yasuhiro Fukushima

    Journal of Chemical Engineering of Japan

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Misc. 15

  1. Clarification of key factors promoting selective oxidation of glycerol into glyceric acid on Au catalyst.

    Tsutomu Chida, Hiromori Kousuke, Shibasaki-Kitakawa Naomi, Mimura Naoki, Yamaguchi Aritomo, Takahashi Atsushi

    JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY　97　69-69　2020/09

    ISSN： 0003-021X

    eISSN： 1558-9331

  2. Separation Technology of Vitamin E from Rice Bran Oil

    Kousuke Hiromori, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Oleoscience　17　(6)　253-259　2017/06/01

    Publisher: Japan Oil Chemists' Society

    ISSN： 1345-8949

  3. 選択的なイオン交換による吸着を利用したビタミンＥ類の高純度化

    Kousuke Hiromori, Tomone Sasayama, Naomi Shibasaki-Kitakawa

    ビタミンE研究の進歩　17　63-68　2016/12/30

    Publisher: ビタミンE研究会

  4. 3P-023 Soluble expression of silicatein in Escherichia coli using Mistic protein from Bacillus subtilis

    Hasegawa Rin, Nakashima Kazunori, Shibasaki-Kitakawa Naomi, Yonemoto Toshikuni

    67　276-276　2015

    Publisher: 日本生物工学会

  5. 2P-047 Construction and Degradation Properties of Fusion Enzymes Composed of Bacterial Expansin and Endoglucanase

    Nakashima Kazunori, Endo Koji, Shibasaki-Kitakawa Naomi, Yonemoto Toshikuni

    66　118-118　2014

    Publisher: 日本生物工学会

  6. 脂肪酸100%の油をも原料利用可能な高品質バイオディーゼル連続製造プロセスの開発

    北川尚美, 中島一紀, 米本年邦

    ケミカルエンジニヤリング　59　(2)　112-118　2014

  7. 高品質バイオ燃料と高機能生理活性物質を同時製造可能な環境配慮型反応分離技術の開発

    北川 尚美

    化学工学　76　(4)　207-208　2012/04/05

  8. イオン交換樹脂触媒を用いた新規なバイオディーゼル燃料製造技術の開発

    北川尚美, 米本年邦

    化学工学　74　(4)　164-167　2010/04/01

  9. 東北大学大学院工学研究科化学工学専攻反応プロセス工学研究室

    米本 年邦, 北川 尚美, 久保 正樹

    化学工学 = Chemical engineering　73　(9)　445-445　2009/09/05

    ISSN： 0375-9253

  10. Technology for Biodiesel Fuel Production -The Present Status and Future Perspective-

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    Chemical Engoneering of Japan　70　(8)　399-402　2006/08

    Publisher: The Society of Chemical Engineers, Japan

    ISSN： 0375-9253

  11. 1E16-5 Enzymatic Degradation of Cellulose in Ionic Liquid

    MURAKAMI Masahiko, SHIBASAKI-KITAKAWA Naomi, YONEMOTO Toshikuni

    17　149-149　2005

    Publisher: 日本生物工学会

  12. Oxidation Kinetics of β-Carotene in Lipid Solvent with Addition of Antioxidant

    Naomi SHibasaki-Kitakawa, Atsushi Takahashi, Toshikuni Yonemoto

    FOODS & FOOD INGREDIENTS JOURNAL OF JAPAN　209　(2)　121-131　2004/02

  13. 2D15-4 Continuous astaxanthin production in two-stage cultures of Haematococcus pluvialis

    SHIBASAKI-KITAKAWA Naomi, MATSUURA Makiko, YOSHIZAWA Hiromi, YONEMOTO Toshikuni

    16　158-158　2004

    Publisher: 日本生物工学会

  14. Kinetic model for flavonoid production by tea cell culture considering expression of major enzyme in flavonoid biosynthesis

    Iizuka Yasuhiro, Kitakawa Naomi, Yonemoto Toshikuni

    15　181-181　2003

    Publisher: 日本生物工学会

  15. Engineering Application of Plant Cell Culture Technique

    Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    無機マテリアル　4　(266)　56-63　1997/01

    Publisher: The Society of Inorganic Materials, Japan

    DOI： 10.11451/mukimate1994.4.56 　

    ISSN： 1340-7899

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Books and Other Publications 3

  1. Feasible Processes for Continuous Biodiesel Production from Multi-Feedstocks

    Biofuels Production and Processing Technology　2017/10

  2. Energy Technology Roadmaps of Japan

    N.Shibasaki-Kitakawa

    Springer　2016

  3. Kinetic Analysis of β-Carotene Oxidation in a Lipid Solvent with or without an Antioxidant

    Atsushi Takahashi, Naomi Shibasaki-Kitakawa, Toshikuni Yonemoto

    2003/07

Presentations 25

  1. Continuous Production of Fatty Acid Ethyl Ester from Jatropha Oil Using Ion-exchange Resin Catalysts and Evaluation of Fuel Quality International-presentation

    N.Shibasaki-Kitakawa, T.Oyanagi, S.Borjigin, N.Nakashima, T.Yonemoto

    105th AOCS Annual Meeting & Expo　2014/05/04

  2. 女性技術者フォーラム

    バイオディーゼル燃料製造に関する実用化技術開発　2014/03/18

  3. Pilot plant productin of high quality biodiesel without downstream purification process International-presentation

    Asian Congress on Biotechnology (ACB2013)　2013/12/17

  4. Simultaneous Reaction and Purification Process for Continuous Production of High Quality Biodiesel From Acid Oils International-presentation

    T. Ihara, T. Yonemoto

    2013 AIChE Annual Meeting　2013/11/07

  5. 高品質バイオ燃料を連続製造可能な環境配慮型反応分離技術の開発

    INCHEM TOKYO 2013　2013/10/31

  6. 高品質バイオ燃料を連続製造可能な環境配慮型反応分離技術の開発

    化学工学会第45回秋季大会　2013/09/16

  7. 高品質バイオ燃料と高機能生理活性物質を同時製造可能な環境配慮型反応分離技術の開発

    第45回プロセス設計技術講演会・見学会　2013/07/04

  8. High Quality Biodiesel Production from Acid Oils Using Ion-exchange Resin as Catalysts and Adsorbent. International-presentation

    T.Yonemoto

    The 13th International Conference on QiR　2013/06/26

  9. A Kinetic Model Describing Antioxidation and Prooxidation of -Carotene in the Presence of -Tocopherol and Ascorbic Acid International-presentation

    T.Yonemoto

    104th AOCS Annual Meetings　2013/04/30

  10. A New Biodiesel Production Process Using Ion-exchange Resins as Catalysts and Adsorbents. International-presentation

    T.Yonemoto

    ACHEMA2012/International Powder and Nanotechnology Forum 2012　2012/06/19

  11. イオン交換樹脂触媒を用いた高品質バイオディーゼル燃料製造技術

    (財)京都高度技術研究所産学連携事業部第64回バイオマス利用研究会　2011/09/29

  12. イオン交換樹脂触媒を用いた高品質バイオディーゼル燃料製造技術

    NPO法人近畿バイオインダストリ振興会議第18回バイオマス研究会　2011/07/15

  13. Continuous Production of High Quality Biodiesel from Vegetable Oils with High Fatty Acid Content Using Ion-exchange Resin Catalysts International-presentation

    Toshikuni Yonemoto

    The 12th The International Conference on QiR　2011/07/04

  14. 食品系でのbeta-カロテンの酸化・抗酸化反応メカニズムの解明

    米本 年邦

    有用天然資源の応用開発シンポジウム　2010/01

  15. 米糠残渣油からのトコトリエノール高効率回収とバイオ燃料製造を同時達成可能な新規な反応・分離技術の開発

    飯島記念食品科学振興財団第22回学術講演会　2009/11

  16. イオン交換樹脂触媒を利用したバイオディーゼル燃料製造技術の開発

    米本 年邦

    化学工学会第41回秋季大会　2009/09

  17. イオン交換樹脂を固体触媒とした高品質バイオディーゼル燃料合成法の開発

    米本年邦

    （社）自動車技術会 次世代燃料・潤滑油委員会　2009/03

  18. イオン交換樹脂を新規固体触媒としたバイオディーゼル燃料連続合成法の開発

    平成20年度化学系学協会東北大会　2008/10

  19. イオン交換樹脂を不均相固体触媒とする新規バイオディーゼル燃料合成法

    米本 年邦

    松戸テクノプラザ定例会　2008/01

  20. 天然抗酸化剤の酸化反応機構の解明－抗酸化剤の効果的な使用法の提言－

    米本 年邦

    化学工学会東北支部第29回プロセス設計技術講演会・見学会　2008/01

  21. イオン交換樹脂を不均相触媒とした新規バイオディーゼル製造法

    寺子屋せんだい　2007/05/28

  22. Continuous Synthesis of Biodiesel Fuel Using Cationic and Anionic Ion-Exchange Resins as Heterogeneous Catalyst International-presentation

    Toshikuni Yonemoto

    The 3rd International Symposium on Sustainable Energy System in Kyoto　2006/08/30

  23. バイオディーゼル燃料の生産―現状とイオン交換樹脂を不均相触媒として用いる新規プロセスの提案―

    米本 年邦

    ヤンマー株式会社講演会　2006/07/12

  24. Oxidation Kinetics of β–Carotene in Oleic Acid Solvent with Addition of an Antioxidant, α–Tocopherol International-presentation

    T.Yonemoto

    96th AOCS Annual Meeting & Expo　2005/05

  25. Development of Catechin Production Process by Means of Tea Cell Culture International-presentation

    2001 International Conference on O-CHA(tea) Culture and Science　2001/10

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Industrial Property Rights 18

  1. ビタミンＥ類の選択的な分離方法

    北川尚美, 廣森浩祐, 鹿沼光誠, 笹山知嶺

    Property Type: Patent

  2. 脂肪酸エステル連続製造用の陰イオン交換樹脂触媒の再生処理法

    北川尚美, 米本年邦

    Property Type: Patent

  3. 油からのビタミンE類の選択的な連続回収方法

    北川尚美, 米本年邦, 廣森浩祐

    Property Type: Patent

  4. 脂肪酸エステルの製造方法及びバイオディーゼル燃料

    北川, 米本, 井原, 高柳

    特許第5927949号

    Property Type: Patent

  5. エステルの交換反応生成物およびその製造方法

    Property Type: Patent

  6. 脂肪酸エステル製造方法および脂肪酸エステルの製造装置

    Property Type: Patent

  7. 脂肪酸エステルの製造方法

    株)東北テクノアーチ, 三菱化学

    Property Type: Patent

  8. 脂肪酸エステルの製造方法および脂肪酸エステル製造装置

    株)東北テクノアーチ, 三菱化学

    Property Type: Patent

  9. 油脂からのトコトリエノールとバイオディーゼル燃料の同時生産方法

    米本, 北川, 千田, 宮澤, 仲川, 木村

    特許第5700188号

    Property Type: Patent

  10. 細胞培養によるJatropha油の製造方法

    Property Type: Patent

  11. 脂肪酸エステルの製造方法

    株)東北テクノアーチ, 三菱化学

    Property Type: Patent

  12. 強塩基性陰イオン交換樹脂の再生方法

    米本, 北川, 三菱化学, 高柳

    Property Type: Patent

  13. 強塩基性陰イオン交換樹脂の 再生方法

    株)東北テクノアーチ, 三菱化学

    Property Type: Patent

  14. グリセリンの製造方法およびグリセリンの製造装置

    北川尚美, 米本年邦, 中川芳一

    Property Type: Patent

  15. 脂肪酸エステルの製造方法、脂肪酸エステルの製造装置、および触媒

    株)東北テクノアーチ, 三菱化学

    Property Type: Patent

  16. 脂肪酸エステルの製造方法

    北川尚美, 米本年邦, 栗林誉, 高柳弘昭

    Property Type: Patent

  17. イオン交換樹脂触媒の再生方法

    米本年邦, 北川尚美, 本田浩紀, 栗林誉

    Property Type: Patent

  18. 脂肪酸エステルの製造方法

    米本年邦, 北川尚美, 戸田拓児

    特許第4198663号

    Property Type: Patent

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Research Projects 14

  1. 反応平衡制約からの解放を実現する触媒粒子内の反応分離機能制御

    北川 尚美

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 基盤研究(A)

    Category: 基盤研究(A)

    Institution: 東北大学

    2023/04/01 - 2026/03/31

  2. Generation of novel functional materials by using hydrodynamic cavitation with particles

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2020/04/01 - 2023/03/31

  3. Establishment of a design method for biomass-derived latent heat storage material having a holding temperature suitable for local environment

    Naomi Shibasaki-Kitakawa

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Institution: Tohoku University

    2019/04/01 - 2022/03/31

    More details Close

    One energy-saving technology is a heat storage sheet for building materials in which latent heat storage materials are microencapsulated and dispersed. Olefins derived from fossil resources are mainly used, but there is a desire to switch to biomass-derived products. Ester of oil and alcohol (FE) has a wide range of melting points depending on the fatty acid composition, which may allow the holding temperature to be set freely, but it is difficult to synthesize and its thermal properties are not clear. In this study, FEs with various carbon chain lengths were synthesized and their thermal properties were measured, and those suitable for heat storage materials were clarified. In addition, we established a method for estimating the melting point in a two-component system. We also established a method for accurately estimating the melting point and latent heat of FEs with unknown crystal structures, and realized the design of FEs with melting points in the desired temperature range.

  4. A novel reaction and separation technology for simultaneous production of bioactive compounds and biofuels from oil biomass

    YONEMOTO Toshikuni, KITAKAWA Naomi, NAKASHIMA Kazunori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Institution: Tohoku University

    2012/04/01 - 2015/03/31

    More details Close

    Oil biomass contains triglyceride, its hydrolysate (free fatty acid, FFA) and lipid-soluble bioactive compounds such as vitamin E (tocopherol and tocotrienol) and phytosterol. However, no industrial technology to efficiently recover bioactive compounds with lower thermal stability has been established. We have proposed a novel reaction and separation technology at 50 ℃ and atmospheric pressure using ion-exchange resins as catalysts and adsorbents. The technology enables the complete conversions of both triglyceride and FFA to biodiesel and selective recovery of vitamin E from oils. Especially, tocotrienol has succeeded to be recovered at the highest ratio, more than 60 %. The solubility of phytosterol in biodiesel becomes lower than that in oils, so that phytosterol has been crystallized at room temperature and easily recovered. Therefore, this novel technology to simultaneously produce vitamin E, phyrosterol and biodiesel from biomass gives profitability to the enterprise.

  5. 恒久的にエステル交換触媒活性を発現する新規なアルコキシド型陰イオン交換樹脂の創製

    北川 尚美

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    Category: 基盤研究(B)

    Institution: 東北大学

    2010 - 2012

    More details Close

    本研究では、恒久的にエステル交換触媒活性を発現する新規なアルコキシド型陰イオン交換樹脂を作製し、その触媒特性や反応メカニズムを明らかにした上で、連続合成システムを構築することを目指す。研究期間は3年であり、初年度となる本年度は、触媒活性に及ぼす樹脂性状の影響を検討した。イオン交換樹脂には、分子サイズの大きなトリグリセリド(分子量900程度)の内部拡散のしやすさを考え、多孔性の強塩基性樹脂の中で最も架橋度と粒径が小さい三菱化学株式会社製Diaion PA306S(架橋度3%,粒径0.15-0.25mm)を用いた。樹脂は工場出荷時に置換基Cl型、水膨潤状態であるため、まず、置換基を効率よくアルコキシド型にする調製法の検討を行った。そして、樹脂を充填したカラムに脱水メタノールを通液することで水を除去した後、1.0mol/dm^3のNaOMe溶液を通液することによって置換基の70%程度をメトキシド型に変換できることが分かった。また、メトキシド型樹脂を用いた場合でも、OH型樹脂と同様に高いエステル交換活性を発現すること、反応系内に水が存在すると樹脂のメトキシド基とOH基とのイオン交換が生じるため、OH基型樹脂で問題となっている触媒活性消失反応が低頻度であるものの起こること、が分かった。さらに、PA306S樹脂と同じ組成を持ち、形状が粒子状ではなく繊維状(繊維径15μm程度)であるイオン交換繊維を触媒として、同様のエステル交換実験を行った。そして、イオン交換樹脂を繊維状にすることによって、扱い易さを保持しつつより小さな直径を達成でき、分子サイズの大きな反応物の触媒内拡散距離が短くなるため、エステル交換活性が著しく増大することが分かった。

  6. Research for tocotrienol recovery and biodiesel production from waste rice bran oil

    YONEMOTO Toshikuni, SHIBASAKI Kitakawa naomi, KUBO Masaki, NAMASHIMA Kazunori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2009 - 2011

    More details Close

    The purpose of this research is to construct a novel reaction and separation process for producing bioactive compounds, tocotrienol (vitamin E), and renewable energy, high quality biodiesel, from waste oils discharged in the vegetable oil refining process. The process consists of the esterification of free fatty acid using cation-exchange resin catalyst, the adsorption of tocotrienol on the anion-exchange resin, the desorption of tocotrienol from the resin and the transesterification of triglyceride using anion-exchange resin catalyst. The optimal conditions for continuous operation in each step were investigated and elucidated.

  7. Long-term prevention of oxidation of bioactive material using three-dimensional regeneration reaction of antioxidant with catechin

    YONEMOTO Toshikuni, KITAKAWA Naomi, KUBO Masaki

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2004 - 2006

    More details Close

    In this research, a high-speed regeneration cycle of antioxidants was designed by combining an amphiphilic catechin with a lipophilic vitamin E and a hydrophilic vitamin C for the purpose of long-term prevention of f3-carotene oxidation in the food system. In the presence of vitamin E and C, the following things were clarified: 1) the carotene oxidation was prevented as long as vitamin E existed in the system, 2) vitamin C was related to two contrastive reactions consuming and regenerating vitamin E, 3) the prevention period of carotene oxidation significantly increased under specific conditions. Conventionally the regeneration reaction of vitamin E by vitamin C was considered to contribute the increase of the prevention period. However, oxygen in the system was clarified to be almost consumed by the oxidation of vitamin C itself and consequently the carotene oxidation was prevented. The novel kinetic model considering the reaction mechanisms of carotene, vitamin E and C well described the contrastive effects progressing or preventing the carotene oxidation according to the amounts of vitamin C and oxygen in the system. On the other hand, the following things were clarified in the presence of catechin: 1) catechin was related to two contrastive reactions consuming carotene and preventing the carotene oxidation and 2) the structure of catechin was controlled which reaction preferentially occurred.

  8. 生理活性物質の長期酸化防止を可能とする抗酸化剤高速再生サイクルの設計

    北川 尚美

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 若手研究(A)

    Category: 若手研究(A)

    Institution: 東北大学

    2002 - 2004

    More details Close

    本研究は、脂溶性抗酸化剤ビタミンEと水溶性抗酸化剤ビタミンCの共存系にさらに両親媒性抗酸化剤カテキンを複合させた新規な酸化防止法を確立することを目的としている。これまでに、界面積既知の油水二相系においてビタミンEとC共存下で生理活性物質β-カロチンの酸化実験を行い、酸化防止期間が最大となる抗酸化剤添加条件を実験的に明らかにした。また、各抗酸化剤単独存在下におけるカロチンの酸化モデルを構築した。本年度は、これらの酸化モデルを組み合わせ、さらに、ビタミンEとCの間で生じる反応を考慮することによって、両抗酸化剤共存下でのカロチン酸化モデルを構築した。昨年度までの研究により、両抗酸化剤共存下では、ビタミンC初濃度が低い場合にはビタミンE消費が促進されてカロチン酸化の抑制期間が短くなるが、ビタミンC初濃度が高くなると逆にビタミンE消費が抑制されて酸化抑制期間が飛躍的に長くなるという実験結果を得ている。そこで、ビタミンE消費を促進する反応として、水相でのビタミンC自身の酸化によって生じた極性の高い連鎖成長ラジカルが油水界面でビタミンEを消費する反応を、ビタミンE消費を抑制する反応として、ビタミンCがラジカル化したビタミンEに水素を供与し再生する反応を、それぞれ考慮した。また、再生反応は油相に溶解したビタミンCとビタミンEの間で生じるとした。これらの反応および物質移動を考慮した酸化モデルは、前述したビタミンC初濃度に応じてカロチンの酸化が促進されたり抑制されたりという、相反する現象を良好に表現した。また、このモデルを用いてカロチン酸化に及ぼすビタミンE初濃度や油水界面積の影響を検討することにより、酸化抑制期間を増大させるための適切な条件を明らかにした。

  9. Perfect prevention of oxidation of material with biological activity using regeneration reaction of lipid soluble antioxidant with catechin

    YONEMOTO Toshikuni, KUBO Masaki, KITAKAWA Naomi

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2001 - 2002

    More details Close

    The purpose of this research is to evaluate the antioxidant activity of catechin and to construct a novel method for preventing the oxidation of desired materials with biological activity in the actual food system using a regeneration reaction of lipid soluble antioxidant with catechin. In 2002, the oxidation experiments of β-carotene, an active oxygen quencher, were performed in an inert n-decane solvent with addition of epigallocatechin gallate (EGCG) or epicatechin gallate (ECG). In both cases, the induction period, in which the β-carotene concentration decreased slightly, was observed and the oxidation was suppressed. The induction period became longer with increasing the ECG concentration, whereas the period had a maximum at a certain EGCG concentration. EGCG containing pirogallol group is known to oxidize itself to produce activated oxygen. Therefore, EGCG was considered to have a progressive activity of the oxidation as well as the antioxidant activity. β-Carotene is commonly dissolved in the oil in water emulsion when used as a food additive. Catechin haying amphiphilic property is more easily dissolved in the water phase. The reaction of β-Carotene and lipid-soluble antioxidant, α-tocopherol, with catechin occurs on the oil-water interface. In 2003, the oxidation experiments in the presence of α-tocopherol were performed in the biphasic oil-water system having a definite interfacial area. In the biphasic system, the time for which α-tocopherol remained was longer than that in the single phase of n-decane. Since the β-carotene oxidation was suppressed during a-tocopherol remained in the oil phase, the existence of water phase was effective for the suppression of β-carotene oxidation. α-Tochopherol was consumed by its oxidation as well as the antioxidative protection of β-carotene. The peroxyl radical of α-tocopherol concerned with the chain oxidation was easy to dissolve in the water. This phenomenon seemed to contribute the restrain of α-tocopherol consumption, resulting in the suppression of β-carotene oxidation. A kinetic model was constructed by considering the transfer of the α-tocopherol peroxyl radical into the water phase in addition to the oxidation and antioxidation mechanisms of β-carotene. The model quantitatively described the oxidation behavior of β-carotene in the biphasic system over a wide range of the initial α-tocopherol concentrations.

  10. 二重層ゲルに包括した固定化植物細胞によるターゲティング物質連続生産プロセスの構築

    米本 年邦, 北川 尚美

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 特定領域研究(A)

    Category: 特定領域研究(A)

    Institution: 東北大学

    2000 - 2000

    More details Close

    本研究では、従来法により細胞を固定化したアルギン酸カルシウムゲルの周囲を細胞を含まない同ゲルの薄層でコーティングするという二重層ゲルに包括固定化した植物細胞のリアクター培養において、特定の代謝産物をターゲティングとした抽出溶媒を添加することにより、代謝産物の高効率連続生産を可能とするプロセスを構築することを目的とする。今年度は、二重層ゲルに包括したタバコ細胞の固定化培養をフラスコおよびリアクタースケールで行い、フェノール類生産における本固定化法の有効性を検討すると共に、ニンジン細胞の懸濁培養系においてβ-カロチン生産に及ぼす抽出溶媒添加の影響を検討した。 タバコ細胞のフラスコスケールの固定化培養では、ゲル内の細胞増殖を抑制せずに培地中への細胞漏出を防ぐための適切なコーティング層厚さが存在することを示した。また、本固定化法によって、二次代謝物の一つであるフェノール類の総生産量、および細胞外生産量が共に著しく増加することを明らかにした。さらに、ドラフトチューブ付エアーリフト型リアクターを用いた固定化培養では、固定化により細胞が流体剪断力から保護されているため増殖を良好に維持できること、フェノールの総生産量および細胞外生産量がフラスコの場合と同様に大きく増加することを示した。一方、ニンジン細胞のフラスコスケールの懸濁培養では、抽出溶媒としてn-ヘキサデカンを添加することにより、細胞増殖およびβ-カロチン生産が共に促進されることを示した。また、この培養では、培地中に多くのカロチンがエマルションの形で放出されており、このカロチン粒子数は培養の経過に伴い増加していることが分かった。さらに、抽出溶媒と共に細胞壁透過促進剤であるジメチルスルホキシドを添加することにより、細胞外カロチン生産量を著しく増加させることができた。 以上の結果から、二重層ゲルに包括固定化した植物細胞を用いて抽出溶媒添加培養を行うことは、代謝産物の効率的な生産に極めて有効であると考えられる。

  11. Development of Continuous Synthesis Process of Nanosize Titania Particles for Dye-Sensitized Solar Cell

    YONEMOTO Toshikuni, KUBO Masaki, SHIBASAKI-KITAKAWA Naomi

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    1999 - 2000

    More details Close

    The purpose of this study is to construct the continuous synthesis process of monodispersed nanosize titania (TiO_2) particles in which mean particle size is under 50 nm and geometric standard deviation is under 1.2. To synthesis the nanosize TiO_2 particles, there are a build-up and a breakdown method. In this study, alkoxide method was used as a build-up method, and peptization was used as a breakdown method. First, alkoxide method, the synthesis method of TiO_2 particles by hydrolysis and condensation reaction of tetraethyl orthotitanate (TEOT), was examined. The condition to prepare the nanosize particles was examined by using a batch reactor. The ethanol solution of TEOT and hydroxypropyl cellulose (HPC), a polymer dispersant, was mixed with the water-ethanol solution to progress the reaction. At 0.025 mol/dm^3 of TEOT, 0.025 mol/dm^3 of water, and 2.5 g/dm^3 of HPC, the particle with 38 nm of mean particle size and 1.19 of geometric standard deviation was obtained. Based on the result of the batch experiment, the continuous synthesis was carried out using a slug flow tubular reactor system we have proposed. In this system, a packed bed for the nucleation of particles is connected in series with a slug flow aging tube. Mean particle size and geometric standard deviation of the particles obtained by the continuous system were almost same as that of the batch reactor. The peptization in which large particle was divided by the dissolution of the particle surface was carried out by using the batch reactor. The particle obtained by the alkoxide method was peptized using nitric acid. The optimum value exists for the nitric acid concentration, and the particle with 32 nm was obtained, which was smaller than the particle obtained by the alkoxide method. The geometric standard deviation was 1.22.

  12. 擬生体膜構造を有するリポソーム中に包括されたβ-カロチンの酸化反応機構の解明

    北川 尚美

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 奨励研究(A)

    Category: 奨励研究(A)

    Institution: 東北大学

    1999 - 2000

    More details Close

    本研究では、食品添加物用途のβ-カロチンの酸化防止法として、脂質相と内部水相が重なり合った擬生体膜構造を有するリポソームによる包括法に注目し、リポソーム内でのカロチンの酸化機構、ならびにビタミンEやCなどの脂溶性・水溶性抗酸化剤を共に内包した場合の酸化防止機構の解明を目的とする。昨年度は、カロチンを内包したリポソーム懸濁液を作成し種々の条件下で酸化実験を行い、内包カロチンの酸化防止には不飽和度の低いホスファチジルコリン(PC)を用いてリポソームを作成すること、ビタミンEとCを共に内包させることが有効であることを示した。 本年度は、リポソームの油-水界面で起こる反応に着目し、不活性なn-デカンとTris-HCl緩衝液からなる二相系においてカロチンの酸化実験を行い、種々の条件でビタミンEやCを添加した場合のカロチンの酸化挙動を検討した。その結果、油相中のビタミンEが存在している間はカロチン酸化の進行が抑制されること、水相中のビタミンCにはカロチン酸化を抑制する働きがないことが分かった。また、ビタミンEとCの共存下では、ビタミンCがEの再生反応を行うことにより間接的にカロチン酸化を抑制していること、ビタミンCがEの消費反応も行っていることを明らかにした。さらに、ビタミンC濃度が低い場合にはEの消費反応が優先的に起こるため、カロチンの酸化抑制期間が短くなること、これに対して、ビタミンC濃度が高い場合には再生反応が優先的に起こるため、系内のビタミンEが長期間一定濃度で保持され、カロチン酸化の進行が長期に渡って抑制されることを示した。 以上の結果から、ビタミンEと高濃度のビタミンCを共に添加することは、リポソーム内包カロチンの酸化防止に極めて効果的であると考えられる。

  13. 能動輸送模型リアクターによる微水系酵素反応システムの開発

    米本 年邦, 中嶋 光敏, 北川 尚美, 川勝 孝博

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    Category: 基盤研究(B)

    Institution: 東北大学

    1997 - 1998

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    本研究の目的は、能動輸送膜分離法と微水系酵素反応の要素技術を組み合わせることにより、高級脂肪酸を選択的に連続生産する微水系酵素反応膜型リアクターを開発することである。 まず、能動輸送膜分離法に関する研究として、自作した酢酸セルロース膜を用いた膜分離装置を作成し、この装置を用いてヘキサン溶媒中における高級脂肪酸の膜分離特性の検討を行った。高級脂肪酸にはミリスチシ酸、デカン酸およびオレイン酸を用いた。分離実験結果の解析により、オレイン酸は保持液側に濃縮され、デカン酸およびミリスチン酸は透過液側に濃縮されることが分かった。また膜の阻止率は、使用した脂肪酸では分子量の順に小さく、透過係数はオレイン酸、ヘキサン、ミリスチン酸、デカン酸の順に大きくなった。以上の研究により、酢酸セルロース膜を用いたヘキサン溶媒中での高級脂肪酸の分離では能動輸送現象が起こる可能性があることを見出した。 一方、微水系酵素反応に蘭する研究として、Oil-Water二相系においてリパーゼを用いた油脂のヘキサン溶媒中での加水分解実験を行い、加水分解速度に及ぼす諸因子の影響を検討した。基質である油脂にはトリオレインを、酵素にはトリオレインの3つのエステル結合部位をすべて切断するcandida rugosa sipaeを用い、加水分解によるオレイン酸の生成を試みた。この実験結果から、本加水分解反応では反応初期ではトリオレインからジオレインヘの反応が優先的に起こっているが、反応中期および後期ではジオレインからモノオレインヘの反応およびモノオレインからグリセリンヘの反応が逐次的に起こっていることが分かった。また、基質濃度が低い条件では、ジオレインヘの反応がより優先的に起こることも分かった。 今後、これらの各要素技術に関する詳細な研究から得られた知見を組み合わせることにより、能動輸送膜型リアクターの構築が可能となると考えられる。

  14. 超臨界状態における二酸化炭素をモノマー成分とした共重合反応に関する研究

    北川 尚美

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業 奨励研究(A)

    Category: 奨励研究(A)

    Institution: 東北大学

    1995 - 1995

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    超臨界状態の二酸化炭素を直接モノマー成分として、比較的簡単な化合物であるエチルビニルエーテルとの共重合反応を数百cm^3スケールの高圧反応器を用いて行った。その結果、比較的弱いルイス酸触媒Al(acac)_3の存在下で、これまで報告された他の二酸化炭素を用いた共重合反応の生成物よりもかなり二酸化炭素導入率の高い共重合体を得ることができた。また、NMRの分析結果から、共重合体中への二酸化炭素の導入形式はケト基とエーテル基の組み合わせであることが分かり、これより、本共重合の反応経路も以前報告された経路に基づきβ-ラクトンを中間体として起こっていると考えられる。 また、生成した共重合体の収量や二酸化炭素導入率に及ぼす反応時間、温度、圧力などの種々の操作因子の影響を検討したところ、収量は温度や圧力に対して極大値が存在し、二酸化炭素導入率は温度を低くし、圧力を高くすることにより50%近く(ほぼ交互共重合)まで増加させることが可能であることが分かった。収量に極大値が存在するのは、この反応で超臨界状態の二酸化炭素が反応物と溶媒の2つの役割を同時に果たしているため、両者にとっての最適条件が異なっていることが原因であると考えられる。さらに、この共重合反応は触媒を用いない場合でも収量が半分程度まで減少するものの進行し、また、反応器の内壁も若干ではあるが触媒の役割を果たしていることが分かった。 以上の内容は、化学工学会第28回秋季大会('95 9/27〜29)、第5回東北大学反応化学研究所研究発表会('96 11/6,7)、第7回女性科学者フォーラム女性科学者シンポジウム('96 1/27)で既に発表しており、また、(財)大阪科学技術センター機関紙「the OSTEC」'96 4月号にも掲載予定である。

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Social Activities 41

  1. 仙台青陵中等教育学校「H28年度理科実験講座」

    2016/08/02 - 2016/08/03

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    「大学発の最先端技術を用いたバイオ燃料の合成実験」

  2. 「女子中高生夏の学校2009」

    2009/08/13 - 2009/08/15

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    科学技術振興機構平成21年度女子高生の理系進路選択支援事業として、（独）国立女性教育会館主催、男女共同参画学強会連絡会が協力して行われている活動であり、講師の一人として、実験およびポスターによる説明を行った。

  3. 「バイオディーゼル燃料製造装置実証開始セレモニー」

    2016/12 -

  4. 「バイオ燃料生産システム/地産地消に対応/エプシロン/東北大/種子島で本格実証」

    2016/11/01 -

  5. 「エプシロンと東北大など、種子島で地域密着型バイオ燃料生産システムの実証を開始」

    2016/10/31 -

  6. 「バイオ燃料製造を実証/東北大など/種子島に新装置」

    2016/10/31 -

  7. 「深層断面/女性研究者の「女性賞」は有効か―学協会、支援のあり方探る」

    2016/10/28 -

  8. 仙台青陵中等教育学校「理科講座」

    2016/07/09 -

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    「大学発の最先端技術を用いたバイオ燃料の製造技術とその実用化」

  9. 仙台育英学園高校「サイエンス・コ・ラボ」（理科共同実験講座）

    2016/07/02 -

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    「大学発の最先端技術を用いたバイオ燃料の合成実験（講義と実験）」

  10. 講演と実験 自然と共生するスマートエコアイランド種子島シンポジウム

    2016/03/06 -

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    「廃食用油を利用したバイオディーゼル燃料の製造」に関する講演と実験

  11. 「東北大、バイオマスの前処理に泡の圧潰衝撃力活用で超音波よりも処理効率20倍以上を実証」

    2016/02/16 -

  12. 出前講義 鹿児島県立種子島高校

    2016/01/29 -

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    「種子島におけるバイオディーゼル製造のための最新技術導入の取り組み」

  13. 山形南高校「大学出張講義」

    2015/09/16 -

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    東北大学紹介と大学発の最新バイオマス有効利用技術に関する講義

  14. 仙台育英高校「サイエンス・コ・ラボ」

    2015/06/27 -

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    「天然ビタミンEの分離回収実験」

  15. 高崎女子高校「大学模擬授業」

    2014/11/20 -

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    群馬県立高崎女子高校理系進学希望の2年生を対象に東北大学の理系学部・学科ガイダンスとバイオ燃料に関する研究紹介

  16. 宮城県総合教育センター「平成26年度高等学校理科研修会」講師

    2014/09/12 -

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    高等学校の理科担当教諭を対象とした研修会で「化学反応の工学とその先端技術」として講話を行い、研究室見学および実習を行った。

  17. 仙台育英高校「サイエンス・コ・ラボ」

    2014/06/28 -

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    「天然ビタミンEの回収」というテーマのもとに仙台育英学園高校2年生・秀光中等教育校5年生生徒に実験・講義

  18. 東北大学サイエンスカフェ

    2014/01/31 -

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    「環境にやさしいバイオ燃料を環境にやさしく作ることができる画期的な製造技術」について実験も含め講演

  19. 盛岡第一高校「平成25年度キャリアアップ講演会」

    2013/12/04 -

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    岩手県立盛岡第一高等学校開催の「キャリアアップ講演会（東北大学研究)」の講師。2年生を対象に大学の紹介、学部の紹介、専門分野についての入門講座等を行った。

  20. 長野工業高等専門学校「研究室訪問」

    2013/11/08 -

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    国立長野工業高等専門学校5年生が研究室を訪問。研究室見学、研究室紹介、実験装置の説明など。

  21. 高崎女子高校「大学模擬授業」

    2013/11/07 -

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    群馬県立高崎女子高校理系進学希望の2年生を対象に東北大学の理系学部・学科ガイダンスとバイオ燃料に関する研究紹介

  22. 石巻高校「大学模擬講義」

    2013/10/22 -

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    宮城県立石巻高校1，2年生を対象に東北大学の理系学部・学科ガイダンスとバイオ燃料に関する研究紹介

  23. 仙台二華中学校「スタディーツアー」

    2013/07/11 -

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    仙台市立仙台二華中学校3年生5名が研究室を訪問。研究室見学、研究室紹介、実験装置の説明など。

  24. 仙台育英高校「サイエンス・コ・ラボ」

    2013/06/29 -

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    「バイオ燃料の利点と問題点を考えよう」というテーマのもとに仙台育英学園高校2年生・秀光中等教育校5年生生徒に「バイオディーゼル燃料の製造」について実験・講義

  25. 日本大学大学院工学研究科特別講義

    2013/06/19 -

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    日本大学大学院工学研究科の特別講義の講師として、「環境に優しいバイオ燃料を環境に優しく製造するための化学工学に基づく研究開発」を講義

  26. 宇都宮女子高校「大学模擬授業」

    2013/05/23 -

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    栃木県立宇都宮女子高校理系進学希望の2年生を対象に東北大学の理系学部・学科ガイダンスとバイオ燃料に関する研究紹介

  27. 青森高校「総合学習特別講演会」

    2013/01/24 -

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    青森県立青森高校1年生を対象に東北大学の理系学部・学科ガイダンスとバイオ燃料に関する研究紹介

  28. サイエンス・パートナーシップ・プロジェクト報告会

    2013/01/11 -

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    宮城県工業高校生, 生徒発表に対する講評・指導助言

  29. 宮城県仙台第二高校「一日大学」

    2012/12/06 -

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    宮城県立仙台第二高校1年生を対象とした大学ガイダンス。化学系進学希望の生徒対象にバイオディーゼル製造技術についての講義

  30. みやぎクラフトマン21高大連携授業

    2012/12/04 -

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    宮城県工業高校化学工業科2年生を対象に植物油を原料とし従来の触媒と新規の触媒を用いてバイオディーゼルを作る講義および実験

  31. 会津高校「研究室訪問」

    2012/11/28 -

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    東北大学化学・バイオ系福島県立会津高校2年生を対象に研究室見学、研究室紹介、実験装置の説明など。

  32. 福島東高校「研究室訪問」

    2012/11/07 -

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    東北大学化学・バイオ系に進学希望の福島県立福島東高校2年生を対象に研究室見学、研究室紹介、実験装置の説明など。

  33. 仙台育英学園サイエンス・コ・ラボ(理科共同実験講座)

    2012/09/08 -

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    仙台育英学園高校2年生・秀光中等教育校5年生生徒に「バイオディーゼル燃料の製造」について実験・講義

  34. みやぎクラフトマン21高大連携授業

    2011/12/06 -

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    宮城県工業高校化学工業科2年生を対象にバイオディーゼル燃料の特徴や製造方法についての講義および実験

  35. 出前講座

    2010/11/16 -

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    学校法人松韻学園福島高等学校にて普通科2,3学年理系生徒に「環境に優しいエネルギー～廃食油から作るバイオディーゼル燃料～」を講義

  36. 女子中高生夏の学校2010

    2010/08/13 -

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    実験・実習の担当とポスターによる研究紹介

  37. 東北大サイエンスカフェ

    2010/05/28 -

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    バイオディーゼル燃料は、動物や植物の油とアルコールから作ることができるディーゼルエンジン用のエネルギーです。石油から作るディーゼル燃料（軽油）とは違い、排気ガスがとてもクリーンでいやな匂いもせず、家庭で使用した後の食用油を原料として作ることもできるため、環境に優しいエネルギーと言われています。この燃料の特徴や作り方について解説しました。

  38. （財）東北産業活性化センター出前講座「IVICTユニバーサイエンス」

    2009/06/25 -

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    山形県率山形西高等学校にて「バイオテクノロジーを使ったものづくり」という出前講座を行った。

  39. “A new catalytic system for producing biodiesel fuel”

    2005/12 -

  40. 「バイオディーゼル燃料, イオン交換樹脂で安価製造, 東北大グリセリン商品化も」

    2005/10/24 -

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    東北大学大学院工学研究科化学工学専攻の研究グループ（米本年邦教授、北川尚美助教授ら）は、一般的な水処理に利用されているイオン交換樹脂を固体触媒として油脂とアルコールとのエステル交換反応（50℃、大気圧下）を行い、再生可能な軽油代替燃料であるバイオディーゼル油を製造することに世界で初めて成功した。現在、バイオディーゼル油の製造には均相アルカリ触媒が用いられているが、①アルカリが混入した副生成物が生じるためその処理が必要、②アルカリとのケン化反応を生じるため原料の酸価を低くする処理が必要、などが製造コスト高や環境負荷の点で大きな問題となっている。本技術は、触媒の生成物への混入がなく、ケン化反応も生じないという特徴を有するためこれまでの問題点を一挙に解決可能とするもので、低コスト化を実現できかつ廃棄物ゼロエミッションの環境調和型製造技術として注目されている。

  41. 「バイオディーゼル燃料の新製法開発/触媒にイオン交換樹脂/東北大－三菱化学/副生物の高純度利用」

    2005/10/17 -

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Media Coverage 8

  1. 鹿児島県西之表市広報誌

    鹿児島県西之表市

    2015/10/01

    Type: Other

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    高品質のバイオディーゼル製造を実証研究する関係者等が来庁

  2. 凛として生きる「理系女性の挑戦」

    日刊工業新聞

    2015/08/11

    Type: Newspaper, magazine

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    バイオディーゼル製造技術、社会で役立つ技術を提供

  3. 仙台放送ニュースアプリ「東北大コラム」

    仙台放送

    2015/07/24

    Type: Other

  4. 科学の泉

    河北新報

    2013/09/17

    Type: Newspaper, magazine

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    コラム「科学の泉」連載6回 バイオマスエネルギーについて、その利点やこれからの展望について分かりやすく解説。

  5. 蛍雪時代

    2013/06/01

    Type: Newspaper, magazine

  6. 粗油で100%反応生産、バイオディーゼル、東北大が装置、酸・アルカリの個体触媒使用、せっけん副生成解消

    日刊工業新聞

    2013/03/05

    Type: Newspaper, magazine

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    東北大学大学院工学研究科の北川尚美准教授は軽油代替燃料として期待されているバイオディーゼルを、低品質原料の粗油でも反応率100%で連続生産できる装置を完成させた。酸とアルカリの個体触媒を使うことでせっけんの副生成を無くしており、パイロットプランの全自動装置で連続生産を確立した。食用油製造工場で燃焼処分している脂肪酸を原料に、輸送用バイオディーゼル燃料の品質規格を満たすものが低コストで生産できる。

  7. 東北大サイエンスカフェから

    河北新報

    2010/06/15

    Type: Newspaper, magazine

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    東北大のサイエンスカフェが５月２８日、「環境に優しいエネルギー〜廃食油から作るバイオディーゼル燃料」をテーマに、仙台市青葉区のせんだいメディアテークで開かれた。大学院工学研究科の北川尚美准教授がバイオ燃料の特長やさまざまな製造方法を解説した。

  8. 「てれまさむねTODAY」

    NHK仙台

    2005/10/17

    Type: TV or radio program

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Other 15

  1. 安全・安心なバイオマス由来界面活性剤の高効率製造プロセスの開発

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    糖と脂肪酸からなるバイオマス由来の界面活性剤（シュガーエステル）は、優れた界面活性作用を持ち、生物分解可能で安全性が高い。しかし、現状では製造コストが高く、用途が高価な食品に限定されている。本課題では、食と競合しない新原料として、製糖工程で副生する未利用糖と、食用油製造工程で副生する非可食油から合成した脂肪酸エチルを用い、これらを安価な樹脂触媒充填塔に通液することで、石鹸の副生なしに目的製品の連続製造を目指す。操作条件が温和で反応速度が大きく、触媒や石鹸の除去が不要のためプロセスも簡便となる。原料に脂肪酸メチルを用いないため、毒性メタノールも副生せず、安全性と経済性を著しく向上できる。

  2. 非可食性バイオマスから高機能化学品・材料を製造するバリューチェーン構築のための生産システムの開発／地域バイオマスからの化成品マルチ生産システム開発

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    バイオマスを集積する地域において農林工が連携する新複合産業を創出するべく、原料の種類と質の多様性および地域産業の制約に耐える革新的な化成品生産共通基盤技術の開発を目指し、安全性、ロバスト性、熱効率、操作性に優れ、かつバイオマスの全構成成分を化成品に誘導するプロセス技術、化成品の総付加価値を最大化する反応技術、これらを支える化成品生産のマス・カスタマイゼーションに基づくサプライチェーン最適化技術の可能性を検討する。

  3. 地域密着型バイオ燃料生産のための分散型燃料生産装置と集中型樹脂触媒再生設備の開発

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    申請テーマ全体では、1)小規模燃料製造装置の設計と最適化、2）集中型樹脂再生設備の設計と最適化、3)経済性を考慮した再生条件の緩和、4)経済性や事業性の課題抽出、を継続的に実施し、小規模燃料製造装置に関しては、装置製造のコスト削減とコンパクト化、製造可能な燃料の最大量の決定とその性能安定性の検証を行う。また、集中型樹脂再生設備に関しては、再生条件の緩和によるランニングコストの削減と設備の操作性の改善、再生液のリサイクル可能な回数や樹脂の継続利用可能期間などの検証を行い、可能な限り長期のデータを収集する。そして、採算性のある燃料製造事業と樹脂再生事業を成立させる小規模分散型製造装置と集中型樹脂再生設備の仕様を明らかにし、株式会社エプシロンとしての装置販売事業を開始する。

  4. 新バイオ液体燃料製造プロセスの開発とその持続的社会実装支援システムの構築

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    本研究では、輸送や貯蔵が可能なバイオ液体燃料普及のブレークスルーを目指し、バイオエタノールの主なコスト要因である濃縮・脱水工程を省いた新たな利用法を提案すると同時に、今後も継続的な利用が見込める軽油代替燃料をより発熱量が高く低温流動性も良好なエチルエステルの形で製造する技術を確立する。そして、新燃料エチルエステルの高品質性を自動車会社の協力下でエンジン試験や走行試験によって実証し、規格化のためのデータを蓄積する。また、製造プロセスのLCAを実施することで経済・環境合理性を明らかにし、高品質化と経済性向上、温室効果ガス排出の低減を同時に達成できる多段循環型のバイオ液体燃料製造プロセスであることを立証する。さらに、地域性や原料の種類、バイオエタノールの含水率に応じて変化する省エネ効果と、エチルエステル化による負荷と利点についても検討し、本プロセスの有効性を定量的に示すことで社会実装を目指す。

  5. スーパービタミンEトコトリエノールの環境配慮型分離

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    米ぬか由来の油には多くの健康機能物質が含まれており、中でも、スーパービタミンEと呼ばれるトコトリエノールは、食用油製造工程で排出する廃棄油中に濃縮されている。申請企業では、分子蒸留による分画とクロマト分離による回収を試みているが、熱分解し易いトコトリエノールの回収率は低く(35%)、事業化に至っていない。東北大北川らはイオン交換樹脂を触媒・吸着剤とする独自の反応分離技術を開発しており、この方法を用いれば分子蒸留を行わずに高回収率で連続分離を達成できる。本研究開発では、東北大の独自技術と申請企業のクロマト分離を組み合わせてトコトリエノール製造（回収率≥80%、純度≥95%）を行い、その品質評価とコスト試算に取り組む。また、トコトリエノールの機能性や市場性に関する徹底調査を行い、これらの結果に基づき、事業化の可能性を見極める。

  6. 高品質バイオ燃料と高機能生理活性物質を同時製造可能な環境配慮型反応分離技術の開発

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    １．研究の背景 食用油製造工程で多量に排出する脂肪酸油などの残渣油（年間世界生産量：米糠212万トン、パーム1200万トン）は、製造工場で集中的、安定的に排出するため回収不要な新規な廃棄物系バイオマス原料と捉えることができる。この油には、環境調和型軽油代替燃料バイオディーゼルの原料となる遊離脂肪酸や油脂、健康保持の薬理活性を有するスーパービタミンＥや植物ステロールなどが含まれている。しかし、現行技術ではこれらの有効成分を利用することができず、大半が焼却廃棄されている。 ２．研究の目標 当研究者は、化学品製造プロセスの構築を行う反応プロセス工学の専門を活かし、廃棄物油を原料として高品質バイオ燃料と健康機能物質を同時製造する技術を開発する。原料の前処理や生成物の精製処理を付随させないことで余分なエネルギー消費や廃棄物排出を防ぎ、徹底的な環境配慮型技術とする。 ３．研究の特色 本技術は、耐久性が高く継続的に利用できるイオン交換樹脂粒子に触媒と分離剤の2つの機能を発現させることで、原料中の油成分（遊離脂肪酸と油脂）の燃料化と不純物成分（色素や副生物）の除去分離を同時に達成する。そのため、前処理や精製処理を必要としない。この粒子は油に低濃度で含まれるスーパービタミンEを選択的に吸着する機能も併せ持つため、唯一の同時製造可能な技術となる。 ４．将来的に期待される効果や応用分野 本技術は、バイオ燃料製造のみに着目しても、現行法の原料油の利用制限や製品燃料への不純物混入などの問題点を全て解消できるため、国内を始め世界中の燃料製造法が本技術に置き換わり、CO2排出量削減と循環型社会推進に著しく貢献する。また、現在高価で利用が困難な健康機能物質を安価に同時製造でき、国民の健康増進にも貢献する。

  7. 食用油製造工程で排出する遊離脂肪酸残渣油を原料とした高品質バイオディーゼル燃料の連続製造技術の開発

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    本研究では、食用油の製造工程で排出される遊離脂肪酸残渣油を未利用の廃棄物系バイオマス原料と捉え、申請者らの独自技術であるイオン交換樹脂法を用いて高品質のバイオディーゼル燃料（BDF）に連続変換する技術を開発し、燃料品質と製造コストを評価する。この残渣油は、国産米ぬか油の場合、年間3万トン（総生産量の約30%）排出されるものの、半分程度が利用されずに焼却されているのが現状である。現行の均相塩基触媒を用いた製造法では、遊離脂肪酸と触媒が反応し品質低下の原因となる石ケンを生成するため原料として利用できない。本法では、残渣油の主成分である遊離脂肪酸を陽イオン交換樹脂触媒によるエステル化でBDFに変換、僅かに存在する油脂（トリグリセリド）を陰イオン交換樹脂触媒によるエステル交換でBDFに変換と同時に、ビタミンEなどの高付加価値物質を樹脂への吸着により選択的に回収することで、経済性の向上を図る。

  8. イオン交換樹脂触媒を利用したBDF製造法のビジネス化課題探索

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    本事業の目的は、環境負荷大の現行BDF製造法の代替となる新規なイオン交換樹脂法の実用化を目指し、現時点で最も負荷の大きな樹脂再生コスト削減のために考案したBDF製造と樹脂再生を分離する方式（オフサイト方式）のフィージビリティスタディーに取り組み、実際にどの程度コストが削減できる可能性があるか、新たに解決すべき課題は何か、を明らかにし、ビジネス化の可能性を評価することである。

  9. イオン交換樹脂法によるBDF連続製造技術の実用化研究

  10. 米糠残渣油からのトコトリエノール高効率回収とバイオ燃料製造を同時達成可能な新規な反応・分離技術の開発

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    本研究では，米糠残渣油から活性劣化なしでトコトリエノールを回収すると共に，残りの成分をBDFとして利用可能な高品質の脂肪酸エステルに変換する新規な反応・分離技術の開発を目的とし，1)陽イオン交換樹脂による遊離脂肪酸のエステル化(50℃)，2)陰イオン交換樹脂によるビタミンE類の吸着（10℃）・脱離（50℃），3)陰イオン交換樹脂によるトリグリセリドのエステル交換(50℃)を段階的に行った。その結果，平均回収率78%でトコトリエノールを回収できること，遊離脂肪酸とトリグリセリドを共に高品質なBDFに変換できることを明らかにした。

  11. 植物細胞による組み換えタンパク質生産において新規なグリコシル化機構を付与するハイブリッド酵素の開発

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    植物細胞培養による組み換えタンパク質生産における1)分泌タンパク質の生産性が低い、2)生産されたタンパク質にヒトのアレルゲンとなる糖が付加する、という問題の解決を目指し、タバコ細胞によるモデルタンパク質生産系で種々の検討を行った。その結果、アルギン酸カルシウムコーティングビーズによる固定化培養を行うことで、分泌タンパク質の変性や分解を防ぐことに成功し、細胞あたりの生産性を懸濁培養系の約33倍まで向上させた。また、アレルゲンとなる糖の付加を抑制するための新規なハイブリッド酵素を作成し、目的タンパク質を生産する形質転換細胞に導入したところ、増殖能の阻害なしにハイブリッド酵素を発現させることに成功した。

  12. イオン交換樹脂を不均相固体触媒としたバイオディーゼル燃料製造技術の確立

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    バイオディーゼル燃料（脂肪酸エステル）は、動植物の油脂（トリグリセリド）とアルコールとのエステル交換反応によって合成される。この燃料は、従来の石油系ディーゼル燃料（軽油）に比べ、生物分解され易い、潤滑性が高い、排ガスがクリーン、など多くの利点を有する。また、環境汚染の一因となる廃食用油からも合成できるという特長を有する。現製造プロセスでは、エステル交換反応推進のために均相アルカリ触媒が用いられており、反応終了後に生成物と触媒との分離が必要であること、副反応であるケン化が生じて収率が低下すること、が大きな問題となっている。申請者らは、生成物との分離が不要な新規な不均相固体触媒としてイオン交換樹脂を提案しており、既にケン化反応を生ずることなく高いエステル交換活性を発現することを明らかにしている。イオン交換樹脂は比較的安価で活性が安定であり、樹脂骨格が破損しない限り長期間の繰り返しあるいは連続利用が可能と考える。しかし、主に水溶液系で用いられている樹脂を油溶液系で用いた場合の知見は僅少である。本研究では、バイオディーゼル燃料製造に適したイオン交換樹脂の選定と反応機構の解明、ならびに触媒活性の安定性や活性維持に必要となる再生処理方法の検討を行うことにより、イオン交換樹脂を触媒とした製造技術の確立を目的とする。

  13. イオン交換樹脂を不均相触媒としたバイオディーゼル燃料の高効率生産技術の確立

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    本研究では、分離プロセスの不要な新規プロセスとして、イオン交換樹脂を不均相固体触媒とした製造法を提案する。そして、この樹脂を用いた効率的な連続生産技術を確立し、バイオディーゼル燃料の低コスト化を計ると共に、農業廃棄物を利用したエタノール生産技術との組み合わせに取り組み、より環境調和型の生産技術の開発を目指す。

  14. イオン交換樹脂を不均相触媒とした廃食用油からのバイオディーゼル燃料の高効率連続生産プロセスの構築

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    イオン交換樹脂を不均相触媒とした廃食用油からのバイオディーゼル燃料の高効率連続生産プロセスの構築

  15. お茶培養細胞によるカテキン生産システムの構築とお茶カテキンの抗酸化活性の評価

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    本研究は、カテキン生産性を高めるための光照射などの培養条件の最適化、細胞内に蓄積されたカテキンの選択的な回収法の確立、お茶細胞大量培養用の光バイオリアクターの開発を行うことにより、お茶培養細胞による効率的なカテキン生産システムを構築する。そして、このシステムで生産されたお茶カテキンの抗酸化活性の評価ならびに抗酸化機構の解明を行う。

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