マイクロ波アシスト熱分解

リグノセルロース系バイオリファイナリーとその最新開発は、経済、環境、政治の各分野で非常に重要な意味をもっている。バイオマスの活性化と利用には、生化学的アプローチ（発酵）と熱化学的アプローチ（バイオマス熱分解によるバイオオイルやバイオチャー）の2つがあります。現在、バイオマス変換の規模を拡大するために、かなりの努力が払われています。

生物化学的な方法とは別に、熱化学的な方法の拡張性は、すでに数千年前（ローマ帝国時代）からバイオ炭とバイオオイルの生産によって証明されている。 19世紀半ばには、蓄積された知識によって、木炭はあらゆる種類の冶金に対応でき、タールは造船のあらゆる需要に対応できる規模になった。例えば、1863年、フィンランドからのタールの輸出量は2800万リットル（17万バレル）に達し、一方、アメリカでは年間100万トン近いバイオチャールが生産されていた。

20世紀初頭の世界的な競争激化の中で、安価な原料炭や原油が、従来の炭やタールに代わって利用されてきた。しかし、原油の枯渇、地球温暖化、生態系への影響などの問題から、熱化学法は技術革新を迫られ、グローバル経済の中で新たなニッチを見出す必要に迫られている。

この戦略の成功は、酸素を含む化学物質の生産に基づくものである可能性がある。高度に官能化されているため、これらの化合物は多段階の変換を必要とせず、大規模な産業にとって商業的に魅力的である。 重要なのは、現在の産業がリグノセルロース系廃棄物を大量に生産していることである。紙パルプ産業だけが、紙1トンあたり40～50kgの乾燥スラッジを生産し、その後、セルロースポリマーを主成分とする都市ごみ（MSW）を発生させている。EUでは、MSWの問題はその複雑な性格から、非常に高い政治的関心を集めている。米国では、毎年2,100万トン以上の紙および板紙の廃棄物が埋立地に運ばれています。

しかし、一度生成した酸素含有成分をその場で分離することは、バイオリファイナリーにとって課題である。最も単純なバイオマス成分であるセルロースの熱分解でも、バイオオイルには100種類以上の化合物が含まれており、その大半は高沸点で熱に不安定な化学物質である。このような化合物は蒸留では分離できない。一方、セルロースの熱分解で得られる有価物を効率よく分離することは、経済的・環境的な問題を解決する上で、世界的に重要な課題となっている。