JP2019047777A - 水素の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
kodakarensisにはセルロース系多糖類を分解する酵素は含まれていないと考えられていた。
上記の方法を実施するための水素の製造装置としては、図1に示すように、
・上述したような基質(木材、紙類及び不溶性食物繊維から選択される少なくとも一つ、及び/又はセルロース系多糖類)を添加した培養液を用いてThermococcus kodakarensis KOD1を培養する培養槽(1)と、
・その培養槽(1)を嫌気性雰囲気下に保持する任意手段としての不活性ガス供給手段(2)と、
・その培養槽(1)を所定の温度に保つ加熱手段(3)と、
・その培養槽(1)にて発生した水素を含むガスを導出するガス導出手段(4)
とを備えたものが好適に用いられる。
前記の培養を、嫌気性雰囲気下に、光照射することなく、元素硫黄の非存在下に、かつ温度60〜105℃で行うこと、を特徴とする。
前記の培養を、嫌気性雰囲気下に、光照射することなく、元素硫黄の非存在下に、かつ温度60〜105℃で行うこと、を特徴とする。
実施例では、図2にその概略を示すような水素製造装置(培養装置)を用いた。
人工海水塩を加えた培地(MA培地)を基本とする次の培地を調製した。マリンアートは、海水と同じ成分を含む塩類の混合物である。
・3%(w/v)マリンアートSF(千寿製薬株式会社製)
図2に示すように、メジューム瓶(8)(柴田科学株式会社製、017200−10002A、内容積1L)に、ねじ口瓶用キャップ(6)を取り付けたものを恒温槽(5)(エスペック株式会社製、PU4KP)に入れ、95℃に保った。ねじ口瓶用キャップ(6)には、シリコンチューブ(10)を取り付け、ガスパック(11)(GLサイエンス製、アルミ製)につないだ。
(準備)
上記基礎培地に示す培養液(7)を、図2の培養装置のメジューム瓶(8)に充填し、高温滅菌処理(95℃、8時間)を行った。
前培養は、内容積約100mlの密閉ガラス容器内に培地組成1aの培養液100mlを充填し、嫌気性超好熱菌 Thermococcus kodakarensis KOD1を波長660nmの吸光度(absorbance)がOD660=0.1になるように調整した本菌の懸濁水1mlを植菌し、85℃で、当初pH8の状態からpH4になるまで培養を行った(約4日間〜1週間)。
前記基礎培地の組成の培養液が900mL入ったメジューム瓶(8)に、枯葉・枯れ枝を粉砕した木材素材(9)20gを投入し、そこへKOD1を前培養した培養液100mlを全量植菌して、本培養を開始した。
本培養において、木材素材を段ボール片30gに置き換えた以外は、実施例1と同様にして、95℃で11日間培養を行ったところ、検知管で水素発生が確認できた。
〈培地の調製〉
人工海水塩を加えた培地(MA培地)を基本とする次の培地を調製した。
(基礎培地)
・マリンアートSF−1(大阪薬研株式会社製) 3.12g
・トリプトン(ナカライテスク株式会社製) 0.5g
・酵母エキス(ナカライテスク株式会社製) 0.5g
・残部 dH2O 合計100mL
前培養は、恒温恒湿器PL−3J(株式会社エスペック製)内85℃環境下で、前記培地組成を用いて、嫌気性超好熱菌 Thermococcus kodakarensis KOD1を波長660nmの吸光度(absorbance)がOD660=0.1になるように調整した本菌を植菌し、24時間培養し、その後、PL−3Jのプログラム運転を使用し4°C環境下で冷蔵保管した。約40時間後、本培養実験での植菌に用いるために、再びPL−3J内を85°C環境に変更し5時間程度培養を行った。
前記基礎培地の組成の培養液が500mL入ったメジューム瓶に、栄養源としてじゃがいもの皮を添加した。添加したじゃがいもの皮の量は、食物繊維量がおおよそ0.5gとなるよう14.2gである。
2 不活性ガス供給手段
3 加熱手段
4 ガス導出手段
5 恒温槽
6 ねじ口瓶用キャップ
7 培養液
8、12、13 メジューム瓶
9 木材素材
10 シリコンチューブ
11 ガスパック
14 ダイヤフラムポンプ
15 燃料電池
16 記録計(電圧測定)
Claims (5)
- 木材、紙類及び不溶性食物繊維から選択される少なくとも一つを添加した培養液を用いてThermococcus kodakarensisを培養することにより、菌体に水素を産生させること、および、
前記の培養を、嫌気性雰囲気下に、光照射することなく、元素硫黄の非存在下に、かつ温度60〜105℃で行うこと、
を特徴とする水素の製造方法。 - セルロース系多糖類を添加した培養液を用いてThermococcus kodakarensisを培養することにより、菌体に水素を産生させること、および、
前記の培養を、嫌気性雰囲気下に、光照射することなく、元素硫黄の非存在下に、かつ温度60〜105℃で行うこと、
を特徴とする水素の製造方法。 - Thermococcus kodakarensisが、Thermococcus
kodakarensis KOD1(寄託機関:独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター、受託番号:FERM P−15007号)であることを特徴とする、請求項1または2記載の水素の製造方法。 - 木材、紙類及び不溶性食物繊維から選択される少なくとも一つを添加した培養液を用いてThermococcus kodakarensisを培養する培養槽と、
前記培養槽を嫌気性雰囲気下に保持する雰囲気保持手段と、
前記培養槽を60〜105℃に保つ加熱手段と、
前記培養槽にて発生した水素が含まれるガスを導出するガス導出手段とを少なくとも備えていること、および、
前記の培養を、光照射することなく、元素硫黄の非存在下で行うこと、を特徴とする水素の製造装置。 - セルロース系多糖類を添加した培養液を用いてThermococcus kodakarensisを培養する培養槽と、
前記培養槽を嫌気性雰囲気下に保持する雰囲気保持手段と、
前記培養槽を60〜105℃に保つ加熱手段と、
前記培養槽にて発生した水素が含まれるガスを導出するガス導出手段とを少なくとも備えていること、および、
前記の培養を、光照射することなく、元素硫黄の非存在下で行うこと、を特徴とする水素の製造装置。
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Non-Patent Citations (1)
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間宮淳子 ほか, 日本農芸化学会大会講演要旨集, JPN6020008822, 5 March 2013 (2013-03-05), ISSN: 0004228774 * |
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