Ｐ１３００６
平成２７年度実施方針
電子・材料・ナノテクノロジー部
１．件名： （大項目） 非可食性植物由来化学品製造プロセス技術開発
２．根拠法
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構法第十五条第１項第一号ニ及び第三号
３．背景及び目的・目標
３．１ 研究開発の背景・目的
我が国の化学品の大半は石油由来の原料から製造されており、現状では石油消費量の約23％を原料として使用する等、化学産業は化石資源を大量に消費している。さらに、我が国の化学品の製造では、産業部門全体の約 13％、日本全体の約 5％の CO2 を排出している。
一方、世界的に石油消費量が拡大する中、輸入に頼る石油の価格上昇や枯渇リスク、CO2
排出量の増大に伴う温暖化問題に直面しており、化学品製造の革新的イノベーションの実現により、こうした課題を乗り越えていくことが急務となっている。将来的に石油資源の供給リスクを克服し、かつ、持続可能な低炭素社会を実現していくためには、非可食性バイオマスの利用等、様々な非石油由来原料への転換が必要である。
このような背景から、非石油由来原料として、非可食性バイオマスを活用した化学品製造
プロセス開発が世界的に活発化してきている。例えば、米国において、平成 12 年頃から木皮由来フェノールからの木材接着剤の開発等の非可食性バイオマス由来の化学品製造が検討されている。またヨーロッパにおいて、平成 20 年頃から木材の前処理技術の開発や、木質系バイオマス複合材の開発等の非可食性バイオマス由来の化学品製造が検討されている。
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下、「NEDO」という。
）では｢グリーン・サステイナブルケミカルプロセス基盤技術開発｣において平成 21 年度から平成
24 年度まで、非可食性バイオマスの利活用による化学品製造プロセスを開発した。このプ
ロジェクトにおいては、例えば、木質系バイオマスから抽出したリグニンを活用したリグニ
ン樹脂の開発等、非可食性バイオマスから得られるセルロース、ヘミセルロース、リグニン等を個別に活用する化学品製造プロセスの基盤技術開発を推進した。
国内においては、非可食性バイオマスからの化学品製造プロセス開発は、これまでに、基盤技術開発が進められているものの実用化に達しているものは少ない。
したがって、このような開発を促進し、早期の実用化を加速することは、石油枯渇等の原
1

料リスクを早期に低減するために重要である。
また、再生可能な原料である非可食性バイオマスを利用した省エネルギーな化学品製造
プロセスの実現は、二酸化炭素の排出量削減につながり、持続可能な低炭素社会を実現するために、重要である。
また、非可食性バイオマスのうち木質系バイオマスは、原料調達面で安定的に大量入手の可能性があるため、その活用は重要である。しかしながら、その実用化には、石油由来化学品に対してコスト競争力が必要であり、木質系バイオマスから得られるセルロース、ヘミセ
ルロース、リグニンの三成分を無駄なく有効活用できるプロセス等の開発が重要である。また、木質系バイオマスの利用においては前処理技術の難易度が高い等、多くの開発要素が残されている。
３．２ 研究開発目標
本プロジェクトでは非可食性バイオマスから化学品までの一貫製造プロセスを構築し、石油由来化学品と比較して、性能が同等以上かつコスト競争力のある化学品を開発するために以下を研究開発目標とする。また、非可食性バイオマスの特徴を生かしやすいポリアミドといった高性能プラスチック等の高付加価値品を主なターゲットとする。
[助成事業（助成率：２／３以内）]
研究開発項目①「非可食性バイオマスから化学品製造までの実用化技術の開発」
前処理技術が簡易で、早期実用化が期待できる、草本系バイオマス等の非可食性バイオマ
スから化学品までの一貫製造のための実用化技術の開発を助成事業により実施する。
【最終目標】
一貫製造するための実用化技術（低コスト化、スケールアップを実現するためのプロセス技術等）を開発する。
その知見を活用し、最終的に、非可食性バイオマスから最終化学品までのベンチスケール
での一貫製造プロセスを実証する。
開発した一貫製造プロセスの収率、性能、設備投資や生産性等の実験結果を踏まえ、一貫
製造プロセスが、代替する石油由来化学品と比較して、性能で同等以上かつコスト競争力があることを示す。
[委託事業]
研究開発項目②「木質系バイオマスから化学品までの一貫製造プロセスの開発」
実験室レベルでの前処理技術や有効成分を無駄なく活用するプロセスの要素技術開発、それらの要素技術を活用した一貫製造プロセスの構築、実験室レベルからベンチスケール
へのスケールアップ技術の開発等、実用化までに時間を要する木質系バイオマスから化学
2

品までの一貫製造プロセス開発を、委託事業により実施する。
【平成２７年度末目標】
想定される木質系バイオマスから化学品までの一貫製造プロセス構築に向けた実験室レ
ベルの要素技術を開発する。
開発した要素技術から得られる化学品の収率、性能等の実験結果を踏まえ、想定される一貫製造プロセスが、代替する石油由来化学品と比較して、性能で同等以上かつコスト競争力があるとの見通しを得る。
【平成２９年度末目標】
コスト競争力の見通しが得られた要素技術を活用し、木質系バイオマスから最終化学品までの実験室レベルでの一貫製造プロセスを実証する。
開発した一貫製造プロセスから得られる化学品の収率、性能等の実験結果を踏まえ、一貫
製造プロセスが、代替する石油由来化学品と比較して、性能で同等以上かつコスト競争力があることを示す。
【最終目標】
平成２９年度までに開発した実験室レベルの一貫製造プロセスの知見を活用し、量産化に向けた技術を開発し、ベンチスケールで一貫製造プロセスを実証する。
開発した一貫製造プロセスから得られる化学品の収率、性能等に加えて、設備投資や生産性等の実験結果を踏まえ、一貫製造プロセスが、代替する石油由来化学品と比較して、性能で同等以上かつコスト競争力があることを示す。
４．実施内容及び進捗状況
平成２６年度から国立大学法人京都大学

工学研究科

教授

前

一廣氏をプロジェク

トリーダーとし、以下の研究開発を実施した。
４．１．１ 平成 25 年度（助成）事業内容
研究開発項目①「非可食性バイオマスから化学品製造までの実用化技術の開発」（１）植物イソプレノイド由来高機能バイオポリマーの開発
バイオトランスポリイソプレン製造法の基礎検討として、高純度化方法について検討し、スケールアップに必要な基礎的な知見の採取を開始した。
混練技術開発では、汎用樹脂や添加剤、フィラー等とのブレンド時の基礎データとなる混練時の挙動（トルク値、練り温度等）を検討し、剪断や熱による分解を極力抑えた混練条件の開発に着手した。
バイオトランスポリイソプレンの物理的特徴を活かし、種々の特性を測定し、他素材との位置づけを明確にする。またバイオトランスポリイソプレンと無機フィラーの複合材料に関する一連の複合化工程について、コンタミネーション対策や複合化の再現性の検討を開始した。
（実施体制： 日立造船株式会社、委託先： キャスコ株式会社、ウイスカ株式会社、共同
3

研究先： 国立大学法人大阪大学）（２）非可食性バイオマス由来フルフラール法ＴＨＦ製造技術開発
ベンチプラントによる林地残材からのフルフラールの製造を行うためのベンチスケール
設備の設計・製作を行うとともに、本設備設計・製作や、フルフラール製造プロセス改良のための基礎的なデータ収集を開始した。
粗フルフラールをケミカルグレードにする精製工程や脱 CO 反応条件の詳細部分について、シミュレーションやモデル試験を行い、プロセス上の残された課題を確定し、次年度に建設するベンチスケール設備の検討に着手した。また、粗フルフラールの精製について、触媒寿
命への影響を確認するとともに、大スケールでの粗フルフラールの精製条件の開発に着手した。後段のフラン水素化反応については、シュミレーションモデルの検証と触媒の耐性について検討を開始した。
（実施体制： 三菱化学株式会社、王子ホールディングス株式会社、委託先： 国立大学法人九州大学）
４．１．２ 平成 26 年度（助成）事業内容
研究開発項目①「非可食性バイオマスから化学品製造までの実用化技術の開発」（１） 植物イソプレノイド由来高機能バイオポリマーの開発
製造規模の拡大（スケールアップ）を行い、目標として 1 バッチ数 100g 以上スケールの生産体制を構築し、導入した装置の試運転と並行して、課題の抽出と解決を行った。
混練技術について、平成 25 年度に得られたデータを基に、各種物性試験で必要となる試
験板の成形加工条件を検討した。また、得られた試験板から分子量測定や各種物性測定を行い、加工条件の妥当性を検証した。
バイオトランスポリイソプレンの複合化あるいは化学変性により、競合素材と同等以上の物性を達成した。特に、耐衝撃特性に関して、優れた物性を得た。一方、バイオトランス
ポリイソプレンに無機フィラーを配合し、樹脂系複合材と同等以上の物性を有する複合材
料について、ラボスケールでの開発に着手した。
（実施体制：日立造船株式会社、委託先： キャスコ株式会社、ウイスカ株式会社、共同
研究先： 国立大学法人大阪大学）（２）非可食性バイオマス由来フルフラール法ＴＨＦ製造技術開発
平成 25 年度に設計・製作したベンチスケール設備を用いて林地残材からのフルフラールの製造と課題抽出を行った。具体的な検討項目としては、ベンチプラントで製造したフルフラールが、ラボレベルで製造したフルフラールと同様のスペックや収率が得られるかどうかや、ベンチプラントを用いた際の必要蒸気量や必要薬品量について調査した。また、設備改良やフルフラール製造プロセス改良のための基礎的なデータ収集を継続実施した。
4

脱 CO 工程について、ベンチスケール設備を設計、建設した。また、確立した連続精製法
でフルフラールの精製を行い、脱 CO 工程のベンチスケール実証に用いる高度精製フルフラールを準備した。得られた精製フルフラールについては、ラボスケール脱 CO 反応設備により、反応性を確認した。また、木質バイオマス由来のフルフラールについて、不純物の種類
や純度を草本系由来フルフラールと比較するとともに、上記の連続精製法を適用し、木質バ
イオマス由来フルフラールの脱 CO 反応への適用性を検証した。さらには、脱 CO 工程に用いる触媒について、新たな触媒を制作し、その反応性を評価した。
（実施体制： 三菱化学株式会社、王子ホールディングス株式会社、委託先： 国立大学
法人九州大学）４．２．１ 平成 25 年度（委託）事業内容
研究開発項目②木質系バイオマスから化学品までの一貫製造プロセスの開発（委託）（１）高機能リグノセルロースナノファイバーの一貫製造プロセスと部材化技術開発
原料・成分分離方法の検討では、クラフト蒸解による成分分離を中心に、成分分離・評価システムを構築するとともに、機械的・熱的損傷の少ないナノ解繊技術の開発を開始した。
リグノセルロースナノファイバー（以下、「リグノ CNF」という。
）変性技術の開発においては、バクテリアセルロースおよび木材由来の CNF をモデル物質として、種々の化学修
飾によるセルロース水酸基の保護（酸化防止）を試み、耐熱性の変化を明らかにし、耐熱性の向上に有望な化学修飾の開発に着手した。さらに得られたリグノ CNF について、リグニ
ンネットワークの開裂、切断を試み、成形体の熱可塑性、熱流動性について検討を開始した。
リグノ CNF・樹脂複合体製造プロセスの開発では、種々のリグノ CNF について、二軸混練機で PA6 および PP との複合化を行い、射出成形し、機械的性質を明らかにするとともに、二軸混練機により、種々の化学変性リグノパルプの混練解繊について着手した。
（実施体制： 国立大学法人京都大学、王子ホールディングス株式会社、日本製紙株式会社、
星光ＰＭＣ株式会社、京都市、再委託先： 国立大学法人東京大学）（２）木質バイオマスから各種化学品原料の一貫製造プロセスの開発
木質系バイオマスを前処理することで得られるリグニン、セルロース、ヘミセルロースの3 成分を無駄なく活用し、石油由来化学品に比べてコスト競争力のある各種化学品までの一貫製造プロセスの開発を目的として、以下のような前処理技術、及び、前処理技術から得られる 3 成分を利用する化学品製造プロセス構築のための要素技術の検討に着手した。
（前処理技術開発）
木質系バイオマスとしてスギ、ユーカリ由来のチップまたは木粉を原料にアルカリ蒸解、酸素アルカリ蒸解、水熱処理、マイクロ波加熱、水熱・メカノケミカル処理を利用した 3 成
分分離技術の開発に着手した。また成分分離プロセスの経済性を客観的に評価するために共通の木粉を調製し提供した。前処理で得られたリグニンを、リグニン活用技術を担当する
5

リグニングループ、セルロースを、セルロース活用技術を担当するセルロースグループ及び糖利用グループに提供し、望ましいサンプル性状についての情報交換を行った。
（リグニン活用技術開発）
木質バイオマスから分離されたリグニンを用いてフェノール系熱硬化性樹脂、エンプラ、
エポキシ樹脂、芳香族モノマーを開発するため、酸化分解、熱分解、マイクロ波分解等各種手法によるリグニンの低分子化、リグニンの分析・評価検討、リグニン樹脂変性反応、エポキシ樹脂への変換反応について技術調査や基礎検討に着手した。
（セルロース活用技術開発）
木質バイオマスから各種前処理により分離された固体セルロース、又は直接酸糖化法により得られるオリゴ糖や糖類を原料とするレブリン酸及びヒドロキシメチルフルフラール(HMF)の製造プロセス開発に着手した。更に、レブリン酸及び HMF を用いた化学変換（触媒)によるモノマー製造プロセス開発を開始した。また前処理グループからサンプル提供を受け、原料セルロース中の残存リグニン等の不純物の当該プロセスへの影響についても検討を開始した。
（糖活用技術開発）
３成分分離技術で得られる画分からの糖化プロセス構築に当たり、C6 糖についてラボス
ケールにて酵素糖化条件および膜処理条件の検討を開始した。C5 糖分について提供された針葉樹由来のヘミセルロース前処理液を用いて酵素糖化条件および膜処理条件の検討を開始した。
試薬グルコースとキシロースを原料としたデオキシシロイノソース（DOI）生産検討、発酵液からの DOI 精製検討、DOI サンプル調製に着手した。また好適な宿主大腸菌を選別するため DOI 感受性の解析に着手した。
3-ヒドロキシプロピオン酸(3-HP）生産に関わる遺伝子選抜に着手し、それらの機能活性評価ならびに代謝系の一次設計を開始した。
C6 糖類からイソソルビド（ISB）を製造、C5 糖類からブタンジオールを製造するルート
探索、触媒探索に着手した。
（実施体制： 日本製紙株式会社、独立行政法人森林総合研究所、独立行政法人産業技術総合研究所（バイオマスリファイナリー研究センター）、国立大学法人東京大学、住友ベーク
ライト株式会社、国立大学法人京都大学（工学研究科）、宇部興産株式会社、ユニチカ株式
会社、国立大学法人京都大学（生存圏研究所）、日本化学機械製造株式会社、日本化薬株式
会社、大陽日酸株式会社、東レ株式会社、旭硝子株式会社、三井化学株式会社、新潟バイオ
リサーチパーク株式会社、帝人株式会社、三菱化学株式会社、再委託先： 産業技術総合研究所（東北）、京都大学（化学研究所）、東京工業大学、産業技術総合研究所（つくば）、IHI
プラントエンジニアリング、DIC、新潟薬科大学、九州大学）
４．２．２ 平成 26 年度（委託）事業内容
6

研究開発項目②「木質系バイオマスから化学品までの一貫製造プロセスの開発」
１）高機能リグノセルロースナノファイバーの一貫製造プロセスと部材化技術開発
原料・成分分離方法の検討では、平成 25 年度に構築した成分分離・評価システムを用い、様々な化学処理を針葉樹材および広葉樹材について行い、得られるリグノパルプの形態、物理的特性、化学構造を明らかにした。また同リグノパルプについてナノ解繊を行い、機械的・熱的損傷の少ないリグノパルプのナノ解繊法を見い出した。さらに並行して、分離ヘミセル
ロース、分離リグニンの構造解析を行った。
リグノＣＮＦ変性技術の開発においては、耐熱性に優れていると判断した数種類のリグ
ノパルプおよびリグノ CNF に平成 25 年度に見出した耐熱性の向上に有望な化学修飾を行い、耐熱性の向上に有望な原料、成分分離法および化学修飾の組み合わせを見い出した。また平成 25 年度に引き続き、リグノ CNF を化学修飾し、成形体の熱可塑性、熱流動性について検討を行った。
リグノ CNF・樹脂複合体製造プロセスの開発では、平成 25 年度に引き続き、種々のリグ
ノ CNF について、二軸混練機で PA6, POM および PP との複合化を行い、射出成形し、機械的性質を明らかにした。また二軸混練機により、種々の化学変性リグノパルプを混練解繊した。
さらに京都市産業技術研究所と連携して解繊性を促進する添加剤を見い出し、混練物を成形、評価した。
（実施体制： 国立大学法人京都大学、王子ホールディングス株式会社、日本製紙株式会
社、星光ＰＭＣ株式会社、地方独立行政法人京都市産業技術研究所、再委託先： 国立大学
法人東京大学）
２）木質バイオマスから各種化学品原料の一貫製造プロセスの開発
平成 25 年度に引き続き、以下のような前処理技術、及び、前処理技術から得られる 3 成分を利用する化学品製造プロセス構築のための要素技術の継続検討を行った。
（前処理技術開発）
平成 25 年度に引き続き、ヘミセル抽出前処理ソーダ蒸解、酸素アルカリ蒸解、アセトンを用いる水熱処理、高温高圧水処理、ギ酸を用いる直接糖化法、マイクロ波・酵素処理、水
熱・メカノケミカル・酵素処理による 3 成分分離技術の開発を継続検討した。
3 成分分離の最適条件に繋がる基礎データを取得し、セルロース、ヘミセルロース、リグ
ニンの収率およびコストについて目標達成の見通しを立てた。
評価結果を基に処理法の改良を図ると共に原料受け渡しのための分離・精製法を開発した。また、総合的に既存および新規成分分離プロセスの経済性評価を実施した。
（リグニン活用技術開発）
木質バイオマスから分離されたリグニンを活用し下記の開発に着手した。
フェノール類によるリグニンの変性・樹脂化条件を確立し、成形材料用樹脂として適用可
能なフェノール系熱硬化性樹脂の開発に着手した。
7

各種分解法で得られるモノマーから高付加価値ポリマーを創出しうるものを選定し、それらの分離・精製法を中心とした開発を実施するとともに、得られたモノマーからのポリマー合成検討を開始した。
エポキシ樹脂、芳香族モノマー開発のため、木質バイオマスからリグニンオリゴマーおよびリグニンモノマーを生産するマイクロ波反応の開発に着手した。また、低分子化リグニンのエポキシ化反応条件検討を行い、適切な低分子リグニンについて明らかにした。
（セルロース活用技術開発）
木質バイオマスから各種前処理法によって分離された固体セルロース、又は直接酸糖化法により得られるオリゴ糖や糖類を用いて、レブリン酸及びヒドロキシメチルフルフラー
ル(HMF)の効率的製造プロセスの開発を進めた。レブリン酸については、効率的な酸触媒プ
ロセスの構築と実用化に向けた課題を明らかにした。また得られたレブリン酸及び HMF を原料とする化学変換では、モノマー製造プロセスに使用する触媒改良、最適化された条件でのフロー系での実験検討を実施した。さらに HMF から誘導されるモノマーについては、重合評価等も進めた。一方、セルロース原料からレブリン酸及び HMF 経由によるモノマー製
造プロセスの経済性評価を開始した。
（糖活用技術開発）
目標性能達成（糖収率 80%、糖濃度 20wt%）に向けて C5 糖、C6 糖画分それぞれにプロセスの最適化を図った。針葉樹と広葉樹由来の糖組成が異なる事から、先行して進めている
針葉樹由来成分の糖化・膜処理条件検討に加え、広葉樹由来成分の糖化・膜処理条件検討に着手した。
木材チップ由来単糖を原料とし、遺伝子組換え技術による DOI 生産大腸菌の生産性向上を試みた。宿主大腸菌開発については、DOI 耐性株取得のためのスクリーニングを実施した。
3-HP 生産のための最適ゲノム構成株を作製し、それを宿主とした 3-HP 生産系を構築、一次設計株を評価するとともにさらに進んだ二次設計を行った。
イソソルビド合成について、固体触媒、および反応方式を開発ターゲットとして基礎探索を行った。
ジオール合成のキーステップとなる水素化、開環、脱水反応について、固体酸担持金属触媒を開発ターゲットとし、C5 糖類、
および脱水中間体からのジオール合成反応を検討した。
木質原料から分離されたヘミセルロース画分を出発材料として、安価なオリゴ糖を製造するプロセス技術開発に着手した。
（実施体制：日本製紙株式会社、独立行政法人森林総合研究所、独立行政法人産業技術総合研究所（バイオマスリファイナリー研究センター）、国立大学法人東京大学、住友ベークラ
イト株式会社、国立大学法人京都大学（工学研究科）、宇部興産株式会社、ユニチカ株式会
社、国立大学法人京都大学（生存圏研究所）、日本化学機械製造株式会社、日本化薬株式会
社、大陽日酸株式会社、東レ株式会社、旭硝子株式会社、三井化学株式会社、新潟バイオリ
8

サーチパーク株式会社、帝人株式会社、三菱化学株式会社―再委託： 独立行政法人産業技術総合研究所（東北）、国立大学法人京都大学（化学研究所）、国立大学法人東京工業大学、
独立行政法人産業技術総合研究所（つくば）、株式会社 IHI プラントエンジニアリング、DIC
株式会社、学校法人新潟科学技術学園新潟薬科大学、国立大学法人九州大学、独立行政法人
産業技術総合研究所（バイオマスリファイナリー研究センター）
その他、研究開発の状況等を勘案し、上記研究開発項目に関する技術動向・コスト構造等の情報収集・分析を行った。
（実施体制：みずほ情報総研株式会社）
４．３ 実績推移
平成 25 年度

平成 26 年度

委託

助成

委託

助成

一般会計（百万円）

４８３

６９

－

－

需給会計（百万円）

－

－

８６９

３３５

特許出願件数（件）

０

－

９

－

論文発表数（報）

１

－

１

－

フォーラム等（件）

０

０

７

１

実績額推移

５．事業内容国立大学法人京都大学

工学研究科

教授

前

一廣氏をプロジェクトリーダーとし、以下の研究開発を実施する。実施体制については、別紙を参照のこと。
５．１ 平成 27 年度（助成）事業内容
研究開発項目① 「非可食性バイオマスから化学品製造までの実用化技術の開発」（１）植物イソプレノイド由来高機能バイオポリマーの開発
平成 26 年度に導入したラボスケール装置を用い、不純物の多い粗原料からの精製プロセ
スデータを取得し、課題の抽出と解決を行う。
昨年度までに得られた複合材をベースとして、混練および成形加工技術の改良を行い、成形した試験板の物性向上を図る。
市場導入へ向けて、各々の商品に求める特性を見極め、既存の競合素材との差別化を図る
べく、製造技術の改良に取り組む。
（実施体制：日立造船株式会社、委託先： キャスコ株式会社、ウイスカ株式会社、共同
研究先： 国立大学法人大阪大学）（２）非可食性バイオマス由来フルフラール法ＴＨＦ製造技術開発
9

昨年度に引き続き、平成 25 年度に設計・製作したベンチスケール設備を用いて林地残材
からのフルフラールの製造と課題抽出を行う。一方、フルフラール製造後の残渣の利活用について、熱回収や化学品原料としての利用を検討する。具体的には、残渣の化学組成分析や構造解析を行うとともに、発熱量測定を実施する。
脱 CO 工程に関しては、平成 26 年度に制作したベンチスケール設備において開発した触媒の反応成績を確認するとともに、実機条件での触媒寿命、プロセス安定性について、長期試験を行う。また、得られたフランを現有する水素化反応設備に適用してフラン水素化反応を行い、反応成績や副生物挙動、および製品物性を検証する。再委託先では、フルフラール
やフランの反応性と反応ネットワーク解明を行い、副生物の低減方法について検討する。
実証試験の進捗にあわせて、一貫収率と製品スペックの確認、連続運転における課題検討などを行い、製造コストを試算する。
（実施体制： 三菱化学株式会社、王子ホールディングス株式会社、委託先： 国立大学
法人九州大学）５．２ 平成 27 年度（委託）事業内容
研究開発項目②「木質系バイオマスから化学品までの一貫製造プロセスの開発」
１）高機能リグノセルロースナノファイバーの一貫製造プロセスと部材化技術開発
成分分離方法、ナノ解繊技術の検討では、昨年度までに明らかになった耐熱性向上に有望な成分分離方法・ナノ解繊方法について、原料・成分分離条件・解繊条件の最適化を進める。
リグノＣＮＦ変性技術の開発においては、耐熱性の向上に有望な原料、成分分離方法および化学修飾の組み合わせの最適化を行う。熱流動性向上技術に関しては、リグニンネットワ
ークの開裂、切断とリグニンおよびヘミセルロースの化学修飾の複合について、引き続き検討を行う。
リグノ CNF・樹脂複合体製造プロセスの開発では、昨年度に引き続き、種々のリグノパ
ルプ、リグノＣＮＦについて、二軸混練機や固相せん断押出機で PA6、PP などとの複合化を行い、射出成形し、機械的性質を明らかにする。並行して、射出成形体に高圧不活性ガスを含浸して微細発泡させ軽量化を図る方法について検討する。開発した解繊リグノパルプ
について、３次元成形法を開発する。
想定される実生産設備での一貫製造プロセスの確立に向けて、ミニパイロットプラントを建設し、プロセスの最適化と経済性の検討を行う。またリグノセルロースナノファイバーおよび樹脂複合体の計測ならびに評価技術の開発に着手する。
（実施体制： 国立大学法人京都大学、王子ホールディングス株式会社、日本製紙株式会
社、星光ＰＭＣ株式会社、地方独立行政法人京都市産業技術研究所、再委託先： 国立大学
法人東京大学、国立研究開発法人産業技術総合研究所）
２）木質バイオマスから各種化学品原料の一貫製造プロセスの開発
10

平成 26 年度に引き続き、以下のような前処理技術、及び、前処理技術から得られる 3 成分を利用する化学品製造プロセス構築のための要素技術の検討を継続する。
上記 3 成分を川下の化学品製造プロセスの原料として評価を進め、これらの評価結果および川下技術との整合性、トータルコストを踏まえた点で実用化に適した前処理技術を絞り込む。また、上記 3 成分を利用する化学品製造プロセス技術については、代替する石油由来化学品と比較して、性能で同等以上かつコスト競争力があるとの見通しがあるものに、開発候補を絞り込む。化学品製造プロセス技術の開発候補の絞り込みに当たっては、できるだけ共通な条件（原料、製造関連費）で実用化可能性（製造コスト、対抗品との競争力、市場
規模、成長性など）を評価し、技術開発の進捗状況等の技術面での評価、及び、コスト試算
等の実用化面での評価を総合的に勘案する。
（前処理技術開発）
平成 26 年度に引き続き、ヘミセル抽出前処理ソーダ蒸解、酸素アルカリ蒸解、アセトンを用いる水熱処理、高温高圧水処理、ギ酸を用いる直接糖化法、マイクロ波・酵素処理、水
熱・メカノケミカル・酵素処理による 3 成分分離技術の検討を継続する。これらの前処理技
術により得られるセルロース、ヘミセルロース、リグニンの 3 成分を川下の化学品製造プ
ロセス原料として評価を進めるとともに、3 成分分離の最適条件を見出し、各成分の製造コ
ストや利用適正から実用性を判断する。前処理技術の絞り込みに当たっては、原料、設備規
模（設備費）、ユーティリティー価格を統一して試算し、客観的なデータを基礎に行う。
また、リグニン由来芳香族モノマーであるバニリンの超臨界抽出技術の開発を行う。
（リグニン活用技術開発）
平成 26 年度に引き続き、前処理技術から得られるリグニンを活用し、以下の化学品までの一貫製造プロセスのための要素技術の検討を継続する。
フェノール系熱硬化性樹脂合成法の開発では、樹脂合成に適した最適な低分子化リグニ
ンの品質スペックを決定し、リグニン樹脂の製法プロセスのスケールアップ検討を行い、数kg スケールの樹脂合成反応条件を確立する。これら検討で最適化されたリグニン樹脂を用いてリグニン成形材料を作製し、成形材料としての材料特性を検証する。
芳香族樹脂の開発では、平成 26 年度に引き続き、ターゲット物質が高収率で得られる分
解技術・精製技術の開発を行う。また、必要に応じてターゲット物質をさらに変換しターゲ
ットモノマーを合成する技術開発を行う。これらの検討より得られたモノマーの重合・ポリマー物性評価を実施し、事業化のための高付加価値ポリマーを創出しうるものを選定し、技術開発方向性を確定、ラボスケールでの技術開発を完了させる。
エポキシ樹脂、芳香族モノマーの開発では、3 成分分離した全てのリグニンをさらにマイクロ波で低分子化して、原料として最適な 3 成分分離法と分解条件の組み合わせを判定する。
また、低分子リグニンから高機能エポキシ樹脂を高収率で得る製造プロセスを実験室レベルで確立するとともに、マイクロ波で低分子化した多様なリグニン分解物のうち、目的と11

する芳香族モノマーを少なくとも一つ抽出できる抽出法を見出す。
（セルロース活用技術開発）
平成 26 年度に引き続き、前処理技術から得られる固体セルロース、又は直接酸糖化法により得られるオリゴ糖や糖類を用いて、レブリン酸及びヒドロキシメチルフルフラール(HMF)の効率的製造プロセスの開発の検討を継続する。
レブリン酸については、平成 26 年度に構築した酸触媒プロセスによる生産性向上とプロセス評価を行う。また、得られたレブリン酸を原料とする化学変換では、ターゲット物質の収率とその性能等に着目した高効率製造プロセスの開発を行う。
また、ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)については、平成 26 年度に検討したモノマ
ー製造プロセスに使用する改良触媒、最適化されたフロー系プロセスをベースに原料モノ
マーの合成条件最適化・逐次反応に向けた条件検討や原料モノマーの高純度化を行い、重合評価（重合性、融点）を行う。
スペシャリティーポリマー用モノマー合成法の開発では、平成 26 年度より引き続き、C6化合物からモノマー合成のプロセス開発を実施して、HMF からの効率的な変換プロセスを検討する。
（糖活用技術開発）
平成 26 年度に引き続き、前処理技術から得られるセルロース、ヘミセルロースから低コ
スト C5・C6 糖の製造プロセスの要素技術の開発を行い、各工程の収率等からコスト評価を行う。また、糖利用技術として、以下の化学品までの一貫製造プロセスのための要素技術を開発する。
C5・C6 糖化プロセス開発では、平成 26 年度で実施したケース毎の最適プロセスごとのコスト試算（設備償却費など）を概算し、ベンチ実証で得られた糖液の発酵性能（発酵収率など）の評価を行い、目標性能達成（糖収率 80%、糖濃度 20wt%）する上で最適な運転ケースの絞り込みを行う。また、絞り込んだ運転ケースでベンチ運転を複数回行い、運転の安定性の確認と糖液の定期的な提供を実施する。
デオキシシロイノソース(DOI)からの機能性化学品の開発では、平成 26 年度に最適化した DOI 精製法により、大スケール(発酵液 10L)での DOI 精製を実施し、ブラッシュアップ
を重ねることで、DOI 回収率の目標を達成し、目標コストの目処をつける。また、DOI 発
酵生産効率を上昇させるために培養条件設定の改良を行う等し、平成 25 年度の 2 倍量の発酵生産を達成し、その供給行程をルーチンワークのレベルまで最適化する。
木材チップ由来単糖を原料とした遺伝子組換え技術による DOI 生産大腸菌の生産性向上
については、大腸菌の遺伝子レベルの改良、糖化工程における不純物の低減、培養方法の改良等を行い、目標の生産性を達成する。宿主大腸菌開発については、平成 26 年度に取得した DOI 耐性変異株について、その株の性質を調べ、DOI 生産に利用可能な DOI 耐性株であるかどうかについて評価する。
3-ヒドロキシプロピオン酸（3HP）生産株の構築では、実験室スケールでの生産性をプロ
12

ジェクト内にて供給予定の木質由来糖液を用いて検討し、平成 26 年度で得られた二次設計株を評価するとともに、生産性向上を目指す。
糖類からのジオール製造法の技術開発では、イソソルビド合成について、ベンチスケールでの実験や外部試作を可能とするために、触媒、反応方式を決定し、反応条件を選定する。
ジオール合成のキーステップとなる水素化、開環、脱水反応について、C5 糖類からのターゲット化合物の高モル収率を得るため、反応ルート、反応方式、条件、触媒系を確立する。
得られた反応成績をベースにコスト試算を実施して、精製法、連続反応化、およびベンチス
ケールでの検討が可能な状況にする。
オリゴ糖製造技術開発では、平成 26 年度に選定した耐熱化酵素の候補を複数作成し、比較検証を実施することで、耐熱化が 20℃向上した変異型酵素の選定を実施する。また、酵
素生産のスケールアップ(5L~20L)を実施し、オリゴ糖ベンチ製造用の酵素として供給するとともに、酵素性能の評価を実施する。
（実施体制：日本製紙株式会社、国立研究開発法人森林総合研究所、国立研究開発法人産業
技術総合研究所（中国）、国立大学法人東京大学、住友ベークライト株式会社、国立大学法人京都大学（工学研究科）、宇部興産株式会社、ユニチカ株式会社、国立大学法人京都大学（生存圏研究所）、日本化学機械製造株式会社、日本化薬株式会社、大陽日酸株式会社、東レ株式会社、旭硝子株式会社、三井化学株式会社、新潟バイオリサーチパーク株式会社、学校法人新潟科学技術学園新潟薬科大学、帝人株式会社、三菱化学株式会社―再委託： 国立
研究開発法人産業技術総合研究所（東北）、国立大学法人京都大学（化学研究所）、国立大学
法人東京工業大学、国立研究開発法人産業技術総合研究所（つくば）、株式会社 IHI プラン
トエンジニアリング、DIC 株式会社、国立大学法人九州大学、国立研究開発法人産業技術総合研究所（中国）、学校法人関西大学、国立大学法人東北大学）
その他、研究開発の状況等を勘案し、上記研究開発項目に関する技術動向・コスト構造等の情報収集・分析を行う。
５．３ 平成２７年度事業規模（予定）需給勘定 1,319 百万円（助成、委託）※事業規模については、変動があり得る。
６. その他重要事項（１）評価
NEDO は、（１）事業の位置付け・必要性、（２）研究開発マネジメント、（３）研究開発
成果、（４）実用化・事業化に向けての見通し及び取り組みの 4 つの評価項目について、外部有識者による研究開発の中間評価及び事後評価を実施する。
中間評価は、研究開発項目②を評価の対象とし、平成 27 年度及び平成 29 年度に実施す13

る。事後評価は、研究開発項目①及び②を対象とし、研究開発項目①については平成 29 年度に、研究開発項目②については、平成 32 年度に実施する。
なお、中間評価等の結果を踏まえ必要に応じプロジェクトの加速・縮小・中止、及び助成事業への移行等の見直しを迅速に行う。評価の時期については、当該研究開発に係る技術動
向、政策動向や当該研究開発の進捗状況に応じて、前倒しする等、適宜見直すものとする。
（２）運営・管理研究開発全体の管理・執行に責任を有する NEDO は、経済産業省及び研究開発実施者と密接な関係を維持しつつ、本事業の目的及び目標に照らして適切な運営管理を実施する。具
体的には、必要に応じて設置されるプロジェクト推進委員会等における外部有識者の意見を運営管理に反映させる他、随時、プロジェクトの進捗について報告を受けること等により進捗の確認及び管理を行うものとする。また、必要に応じて、ユーザーとの連携を促す等、成果の早期達成が可能になるよう努める。成果の早期達成が可能と認められた研究開発については、期間内であっても研究を完了させ、実用化へ向けた実質的な研究成果の確保と普及に努める。NEDO は、「革新的触媒による化学品製造プロセス技術開発プロジェクト」の下で実施する経済産業省の事業と、進捗状況や課題・成果等について必要に応じて情報共有等を行うなど、連携について検討するものとする。
（３）複数年度契約の実施
委託事業
平成２５～２７年度の複数年度契約を行う。
助成事業
平成２５～２８年度の複数年度交付を行う。
（４）知財マネジメントにかかる運用「NEDO プロジェクトにおける知財マネジメント基本方針」に従ってプロジェクトを実施する（研究開発項目②のみ）。
７．実施方針の改定履歴（１）平成２７年２月、制定（２）平成２７年３月、委託先及び再委託先追加に伴う改訂（３）平成２７年６月、開発成果促進制度適用による事業規模の変更および法人名称変更に伴う改訂（４）平成２７年１２月、開発成果促進制度適用による事業規模の変更及び再委託先追加に伴う改訂（別紙）事業実施体制の全体図
14

研究開発項目①非可食性バイオマスから化学品製造までの実用化技術の開発（助成）(1) 植物イソプレノイド由来高機能バイオポリマーの開発
プロジェクト・リーダー(PL)京都大学 教授 前 一廣
サブ・プロジェクト・リーダー(SPL)
バイオインダストリー協会 つくば研究室長 小林 良則

NEDO
助成
日立造船株式会社
共同研

委託

キャスコ株式会社

ウイスカ株式会社

国立大学法人大阪大学(2) 非可食性バイオマス由来フルフラール法ＴＨＦ製造技術開発
プロジェクト・リーダー(PL)京都大学 教授 前 一廣
サブ・プロジェクト・リーダー(SPL)
バイオインダストリー協会 つくば研究室長 小林 良則

NEDO
助成

王子ホールディングス株

連携

三菱化学株式会社

式会社
委託
国立大学法人九州大学

15

研究開発項目②木質系バイオマスから化学品までの一貫製造プロセスの開発（委託）(1) 高機能リグノセルロースナノファイバーの一貫製造プロセスと部材化技術開発

プロジェクト・リーダー(PL)京都大学 教授 前 一廣
サブ・プロジェクト・リーダー(SPL)
バイオインダストリー協会 つくば研究室長 小林 良則

NEDO

委託

連携

集中研（京都大学：生存研）

地方独立行政法人
京都市産業技術研究所

王子ホールディングス株式会社

日本製紙株式会社

星光ＰＭＣ株式会社

再委託
国立大学法人京都大学

再委託

国立大学法人東京大学
国立研究開発法人
産業技術総合研究所

16

(2) 木質バイオマスから各種化学品原料の一貫製造プロセスの開発

NEDO
プロジェクト・リーダー(PL)京都大学 教授

委託

前 一廣

サブ・プロジェクト・リーダー(SPL)
日本製紙 主席研究員 種田 英孝
サブ・プロジェクト・リーダー(SPL)
ﾊﾞｲｵｲﾝﾀﾞｽﾄﾘｰ協会 つくば研究室長 小林 良則

前処理 G

リグニン G

セルロース G

糖利用 G

連携幹事
日本製紙

主：日本化薬宇部興産

東レ

副：住友ベークライト
森林総合研究所

日本化学機械製造

京都大学(工学研究科)

三井化学

東京大学

京都大学(生存圏研究

ユニチカ

新潟 BRP

産業技術総合研究所

所)

日本製紙

新潟薬科大学

(中国)

大陽日酸

旭硝子

住友ベークライト

帝人

三菱化学

日本化学機械製造

日本製紙

京都大学(生存圏研究

東京大学

所)
宇部興産
京都大学(工学研究科)

再委託

再委託

再委託

再委託

産業技術総合研究所

産業技術総合研究所

産業技術総合研究所

IHI ﾌﾟﾗﾝﾄｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ、

(東北)、

(東北)、

(つくば)、

DIC、

関西大学、

京都大学(化学研究

産業技術総合研究所

九州大学、

東北大学

所)、

(東北)、

産業技術総合研究所

東京工業大学

東京工業大学(つくば)、
東京工業大学、
産業技術総合研究所(中国)

17