パイナップル不可食部を有効利用したい！５週間で挑んだバイオエタノール製造とエンジン始動の記録

学科ブログ

2026.02.28 バイオテクノロジー科

パイナップル不可食部を有効利用したい！５週間で挑んだバイオエタノール製造とエンジン始動の記録

こんにちは、バイオテクノロジー科です。

2025年度の卒業研究で、パイナップルからバイオエタノールの製造をおこなったメンバーがいます。彼女たちの挑戦は、わずか５週間という短期間で「製造プロセスの確立」から「評価」までを完遂することでした。限られた時間の中で、いかにして「廃棄物」を「燃料」へと変えたのか。その試行錯誤と、技術的な検証プロセスにスポットを当てて報告します。

少し長くなりますが、写真だけでもぜひ追いかけてみてください。バイオと自動車、二つの専門性が重なって生み出された熱量が、少しでも伝われば幸いです。

■捨てられる「芯や皮」を資源に

私たちが食べているパイナップルの約50〜55％は、芯や果皮などの「不可食部」として廃棄されています。その量は世界で年間約2,800万トンにものぼるとか。そんな膨大な「ゴミ」に含まれるセルロースに着目し、食糧と競合しない次世代燃料への変換に挑みました。

■研究のスタートは「法的手続き」から

本研究を進めるにあたり、まず取り組んだのが法的なハードルのクリアです。

・酒税法への対応：製造したエタノールが飲用転用されないよう、クエン酸と塩を添加する「不可飲処置」を徹底。
・製造許可の申請：産業経済局へ「教育目的のバイオエタノール製造許可申請」を行い、正式な認可を得てプロジェクトを始動させました。

技術開発だけでなく、こうした公的なルールを正しく理解し、手続きを踏むプロセスも、バイオ技術者として欠かせない重要な学びとなりました。

■バイオエタノール製造の第一歩

まずは市販のパイナップルを用い、以下の工程を確立することからスタートしました。

前処理：カット・80℃での熱乾燥・粉砕機による粉末化。
糖化・発酵：セルラーゼ（酵素）でセルロースを糖へ分解し、ワイン酵母でアルコールを生成。
蒸留：沸点の差を利用したアルコールの濃縮。

【写真は蒸留の様子】

当初の試作では培養に4日間をかけました。しかし、得られたのは乾燥粉末10gから、わずか9.9％のアルコールがたった15mL。
ここから目標の「95％アルコールを100mL以上」製造するには、計算上……

• パイナップルが15個（1個あたり乾燥粉末100g）
• 培養フラスコが140本
• 期間は2ヶ月もかかるという絶望的な結果に。

卒業研究の期限はあと4週間。このままでは間に合わない！「実用化」に向けた、徹底した条件検討が始まりました。

■4週間で製造するための最適化：データが導いた「最短ルート」

大量生産を目前に、彼女たちは3つの実験を行い、プロセスの最短化に挑みました。「経験則」ではなく「データ」で不可能を可能に変える、バイオ科の真骨頂です。

1.発酵方法：糖化と発酵を同時に行う「並行複発酵」を採用。効率を落とさず工程を一つ短縮！

2.部位別検証：葉・果皮・芯、どの部位からも発酵を確認。「混合粉末」によるフル活用を決定し、選別の手間をカット！

3. 時間の最短化：1〜4日の培養を比較した結果、アルコール濃度に大きな差がないことを発見。「発酵には数日かかる」という常識を捨て、「1日（オーバーナイト）発酵」を確立しました。

「2ヶ月かかる」はずの計算を、知略によって「4週間」へと引き寄せることができました。

■大量培養と4段階蒸留

最適化した「1日並行複発酵」のプロセスを使い、いよいよ大量生産を開始しました。

・毎日10本、計70本のフラスコを稼働
一度にすべてを行うのではなく、毎日10本ずつ、計70本の三角フラスコを稼働させました。インキュベーターの限られたスペースを最大限に活用し、1ヶ月間、止まることなく発酵を回し続ける粘り強い作業です。

・限界に挑んだ「4段階蒸留」
こうして得られた醸造液を、純度を高めるために繰り返し蒸留します。
1次蒸留： 17.5％（2000mL）
2次蒸留： 40.2％（800mL）
3次蒸留： 77.6％（320mL）
4次蒸留： 86.0％（160mL）達成！
単蒸留では水とアルコールの共沸点（約95.6%）の壁がありますが、時間と設備の限界まで挑み、ついに濃度86％の精鋭燃料160mLを手にしました。

【比重計でアルコール濃度を測定している様子】

■エンジン検討：理論を実機で証明する

精製した160mLのバイオエタノールを携え、姉妹校の東京工科自動車大学校（世田谷校）1級自動車エンジニア科へ。自動車のプロを目指す学生たちの協力のもと、燃焼試験に挑みました。

1.始動試験
ガソリンによる初爆（きっかけ）ののち、86%バイオエタノールへと切り替え。エンジンが力強く回り続けた瞬間、大きな歓声が上がりました。学生たちのこれまでの努力が、確かな「動力」へと変わった瞬間です。

2.安定性試験
単独燃料ではアイドリングが不安定という課題も直面しました。ここで「不純物のせいか？」と疑い、特級エタノールを用いた対照実験を実施。その結果、不安定さの原因は不純物ではなく、残りの14%に含まれる「水分」にあることを突き止めました。

3.実用化試験
単独での安定駆動には98%以上の純度が必要ですが、ガソリンと混合する「E33（エタノール33%混合）」であれば、86%の純度でも安定してエンジンを駆動できることを証明。バイオ燃料の実用的な着地点を見出すことができました。

■小さな一歩、価値ある成長
この５週間のプロジェクトは、法的手続きの確認から始まり、科学的根拠に基づくプロセス開発、そして他分野のプロとの協働まで、生きた学びの連続でした。

捨てられる「芯や皮」を資源に → 試行錯誤のバイオ燃料化 → 社会を動かすクリーンな力へ

当初は「2ヶ月はかかる」と思われた膨大な作業も、データに基づいた知略と、毎日コツコツと積み上げたフラスコワークによって、5週間という限られた時間の中で完遂することができました。

目標の95%には届きませんでしたが、「自ら課題を見つけ、データを基に解決する」という経験を得た学生たちの顔は、自信に満ち溢れています。この研究が、社会のエネルギーを考えるひとつのきっかけになれば幸いです。

謝辞
本プロジェクトを行うにあたり、多大なるご協力をいただいた東京工科自動車大学校世田谷校の皆様に深く感謝申し上げます。
特に、実験を全面的にバックアップしてくださった多根先生、高橋先生。そして、専門的な視点から共に熱い議論を交わし、燃焼試験を支えてくれた1級自動車エンジニア科の大島さん、尾島さん、津久井さん、田口さん。
分野の垣根を越えた交流は、バイオ科の学生たちにとって何よりの刺激となり、大きな成長に繋がりました。この場を借りて、厚く御礼申し上げます。