芝浦工業大学は、工学部応用化学科教授の山下光雄氏が紙おむつの新たな廃棄プロセスを開発したと発表した。紙おむつの吸収剤をセルロース系の素材に置き換え、微生物による生分解を可能にした(図1)。これにより、紙おむつの構成材のうち7割を下水処理でき、焼却処理に比べて二酸化炭素(CO2)の排出を抑えられる。

図1:紙おむつの生分解プロセス
図1:紙おむつの生分解プロセス
微生物によりセルロース系吸収剤を生分解し、紙おむつの構成材のうち7割を下水処理できるようにする。(出所:芝浦工業大学)
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* 芝浦工業大学のニュースリリース:https://www.shibaura-it.ac.jp/news/nid00001557.html

 研究では、市販の紙おむつで使われている石油由来の吸収剤を、生分解性セルロース系素材の吸収剤に置き換えた。具体的には、カルボキシメチルセルロース(CMC)に架橋剤としてエチレングリコールジグリシジルエーテル(EGDE)を加えて合成したものを採用している。このセルロース系吸収剤は1g当たりの吸水量が最大260gで、石油系の同210gより多いと確認できた。

 分解に使う微生物のセルロモナスジェリダは、セルロースを分解する酵素の合成能力を持つ。水分を含んだセルロース系吸収剤50gにセルロモナスジェリダを添加すると、生分解されて12時間後には1.5gになった(図2)。

図2:微生物による生分解
図2:微生物による生分解
水分を含んだセルロース系吸収剤50gが、12時間後には1.5gに減った。(出所:芝浦工業大学)
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 溶液化した吸収剤は下水処理が可能。紙おむつの構成材のうち7割を占める吸収剤と吸収した水分を排水として処理すれば、焼却処理にかかる負荷を抑えられる。従来、使用済みの紙おむつは焼却処理する場合が多いが、生ゴミと同程度の水分を含むため、エネルギー効率が下がってCO2の排出量が増えたり、焼却炉が劣化したりする原因になっていた。吸収剤をセルロース系に変更して生分解させ、吸収剤以外の3割のみを焼却すれば、こうした課題を解決できる。

 今後の研究では、残りの3割である表面材や防水材などのプラスチック系部材についても、生分解の実現を目指す。現在は非生分解性とされるプラスチックを分解できる微生物を獲得する、または、それらの部材を生分解可能な素材に置き換える方法を検討する。