JP5242236B2

JP5242236B2 - 脂肪酸類の製造方法

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Publication number: JP5242236B2
Application number: JP2008122454A
Authority: JP
Inventors: 恵悟花木; 良孝仙田; 淳斉藤; 利照小松
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: JP2009268414A

Description

本発明は、固定化酵素を充填した充填層を用いた脂肪酸類の製造方法に関する。

従来、化学プラント等における化学物質の製造においては、各種反応を行う際に触媒が利用されている。例えば、粒状に形成された触媒を円筒状の反応塔に充填しておき、この反応塔に原料油、反応液、ガス或いはこれらの混合物を通過させて触媒表面に接触させることにより反応を行う方法が行われている。また、油脂類の加水分解においては、代表的な方法として、酵素を水不溶性の担体へ吸着させた固定化酵素を固定床型反応塔に充填し、これに油相基質と水相基質を通液する方法が知られている。

固定床に油相基質と水相基質を流通させる方法としては、向流で流通させる方法（特許文献１、２参照）、及び並流で流通させる方法（特許文献３、４、５参照）があるが、前者は特殊な仕組みと運転方法が必要となるため、一般的には並流で流通させる方法が採られている。特許文献４では、油相と水相を分離する（以下「油水分離」と記載する）のための付帯設備を省略するため、反応液を基質供給槽に戻し、供給槽で油相と水相に分離する装置を提案しており、特許文献５では十分な酵素活性および酵素耐久性を確保するためにカラム充填条件と通液条件を規定している。
特開昭６１−８５１９５号公報特開平１−９８４９４号公報特開平４-３３５８８１号公報特開２０００−１６０１８８号公報特開２００３−２９１号公報

従来のカラム充填条件及び通液条件にて固定化酵素充填層に油相基質と水相基質を供給し反応させる方法では固定化酵素充填層からの出口反応液は乳化しており、油水分離して、油相を製品として取り出すことが困難であることが判明した。

従って、本発明の目的は、固定化酵素を充填した充填層に油相基質と水相基質を供給させて脂肪酸類を製造する方法において、出口反応液の油水分離を容易とすることにより、脂肪酸類を簡便に回収できる方法を提供することにある。

本発明者は、充填層に働くせん断力因子と固定化酵素充填層からの出口反応液の油水分離速度を評価した結果、せん断力因子が大きいカラム充填条件及び通液条件では、反応液の乳化粒子径が小さくなるため油相と水相に分離することが困難であることを見出した。そこで、せん断力因子を十分に小さくすることで、反応液の油水分離性を向上させることができることを見出した。

すなわち、本発明は、固定化酵素を充填した充填層に油相基質と水相基質を供給して反応させる脂肪酸類の製造方法であって、固定化酵素の表面における次式（１）
（数式） τw＝ε/(1-ε) ×dp× (ΔP/L) （１）
（式中右辺、ΔPは充填層の圧力損失[MPa]、Lは充填層厚み[m]、dpは充填した固定化酵素粒子の質量基準平均粒子径［m］、εは充填層の空隙率[-]を示す）
で表わされるせん断力因子（τw）が１×１０^-6MPa以上、1×１０^-4MPa未満となるような条件下で反応させる脂肪酸類の製造方法を提供するものである。

本発明の方法によれば、出口反応液が容易に油相と水相に分相するため、後工程である油水分離を効率化できる。

本発明においては、固定化酵素を充填した充填層に油相基質と水相基質を供給する。充填層（以下「酵素塔」ともいう）とは、固定化酵素をカラム等に充填し、固定化担体間の空隙及び固定化担体の細孔に反応液を流通させ得るようにしたものをいう。

本発明においては、油相基質と水相基質を同一方向に並流させる。この場合、２液相を予め混合して乳化状態として供給しても良く、分相したまま供給しても良い。供給する液を過度に乳化させると、粘度が著しく増加し、通液が困難となるため、供給する乳化液の油水分離時間は40分以下であることが好ましい。また、２液相を一定時間毎に交互に供給しても良い。酵素塔への各基質の供給は、塔頂から塔底へ下方流で行っても、塔底から塔頂へ上方流で行っても良い。

本発明で用いる固定化酵素は、固定化担体に酵素を吸着等により担持させたものである。固定化担体としては、セライト、ケイソウ土、カオリナイト、シリカゲル、モレキュラーシーブス、多孔質ガラス、活性炭、炭酸カルシウム、セラミックス等の無機担体、セラミックスパウダー、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、キトサン、イオン交換樹脂、疎水吸着樹脂、キレート樹脂、合成吸着樹脂等の有機高分子等が挙げられるが、特に保水力が高い点からイオン交換樹脂が好ましい。また、イオン交換樹脂の中でも、大きな表面積を有することにより酵素の吸着量を高くできるという点から、多孔質であることが好ましい。

固定化担体として用いる樹脂の細孔径は１０〜１５０ｎｍが好ましく、更に１０〜１００ｎｍが好ましい。材質としては、フェノールホルムアルデヒド系、ポリスチレン系、アクリルアミド系、ジビニルベンゼン系等が挙げられ、特にフェノールホルムアルデヒド系樹脂（例えば、Rohm and Hass社製Duolite A-568、細孔径１５〜２５ｎｍ）が酵素吸着性上の点から好ましい。細孔径の測定は、水銀圧入法、窒素吸着法等により行うことができる。

本発明の固定化酵素に使用する酵素は特に限定はされないが、生産性の向上効果が大きい点から、油脂類分解用酵素としてのリパーゼが好ましい。リパーゼは、動物由来、植物由来のものはもとより、微生物由来の市販リパーゼを使用することもできる。微生物由来リパーゼとしては、リゾプス（Rhizopus）属、アスペルギルス（Aspergillus）属、ムコール（Mucor）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、ジオトリケム（Geotrichum）属、ペニシリウム（Penicillium）属、キャンディダ（Candida）属等の起源のものが挙げられる。

酵素の固定化を行う温度は、酵素の特性によって決定することができるが、酵素の失活が起きない０〜60℃、特に５〜40℃が好ましい。また固定化時に使用する酵素溶液のｐＨは、酵素の変性が起きない範囲であればよく、温度同様酵素の特性によって決定することができるが、ｐＨ３〜９が好ましい。このｐＨを維持するためには緩衝液を使用するが、緩衝液としては、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、トリス塩酸緩衝液等が挙げられる。上記酵素溶液中の酵素濃度は、固定化効率の点から酵素の飽和溶解度以下で、かつ十分な濃度であることが好ましい。また酵素溶液は、必要に応じて不溶部を遠心分離で除去した上澄や、限外濾過等によって精製したものを使用することもできる。また用いる酵素質量はその酵素活性によっても異なるが、担体質量に対して５〜1000質量％、特に10〜500質量％が好ましい。

酵素を固定化する場合、担体と酵素を直接吸着してもよいが、高活性を発現するような吸着状態にするため、酵素吸着前に予め担体を脂溶性脂肪酸又はその誘導体で処理することが好ましい。脂溶性脂肪酸又はその誘導体と担体の接触法としては、水又は有機溶剤中にこれらを直接加えてもよいが、分散性を良くするため、有機溶剤に脂溶性脂肪酸又はその誘導体を一旦分散、溶解させた後、水に分散させた担体に加えてもよい。この有機溶剤としては、クロロホルム、ヘキサン、エタノール等が挙げられる。脂溶性脂肪酸又はその誘導体の使用質量は、担体質量に対して１〜500質量％、特に10〜200質量％が好ましい。接触温度は０〜100℃、特に20〜60℃が好ましく、接触時間は５分〜５時間程度が好ましい。この処理を終えた担体は、ろ過して回収するが、乾燥してもよい。乾燥温度は室温〜100℃が好ましく、減圧乾燥を行ってもよい。
予め担体を処理する脂溶性脂肪酸又はその誘導体のうち、脂溶性脂肪酸としては、炭素数４〜24、好ましくは炭素数８〜18の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の、水酸基を有していてもよい脂肪酸が挙げられる。具体的には、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、リノール酸、α−リノレン酸、リシノール酸、イソステアリン酸等が挙げられる。また前記脂溶性脂肪酸の誘導体としては、これらの脂溶性脂肪酸と一価若しくは多価アルコール又は糖類とのエステル、リン脂質、及びこれらのエステルにエチレンオキサイドを付加したもの等が挙げられる。具体的には、上記脂肪酸のメチルエステル、エチルエステル、モノグリセライド、ジグリセライド、それらのエチレンオキサイド付加体、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル等が挙げられる。これら脂溶性脂肪酸及びその誘導体はいずれも常温で液状であることが酵素を担体に固定化する工程上好ましい。これら脂溶性脂肪酸又はその誘導体としては、上記２種以上を併用してもよく、菜種脂肪酸、大豆脂肪酸等の天然由来の脂肪酸を用いることもできる。

固定化酵素の加水分解活性は20Ｕ／ｇ以上、更に100〜10000Ｕ／ｇ、特に500〜5000Ｕ／ｇの範囲であることが好ましい。ここで酵素の１Ｕは、40℃において、油脂類：水＝100：25（質量比）の混合液を攪拌混合しながら30分間加水分解をさせたとき、１分間に１μmolの遊離脂肪酸を生成する酵素の分解能を示す。油脂類の単位質量当りに付与した固定化酵素の加水分解活性（U/g-oil）と、ある加水分解率に到達するまでの所要時間は、略反比例の関係にある。

本発明における油相基質とは、主に植物油、動物油又はこれらを組み合わせた油脂類をいうが、油脂類とはトリアシルグリセロールの他、ジアシルグリセロール、モノアシルグリセロール、又は脂肪酸類を含んでいても良く、加水分解の結果得られる脂肪酸を含んでいても良い。油相基質の具体例としては、菜種油、大豆油、ヒマワリ油、パーム油及びアマニ油等の植物油、牛脂、豚脂及び魚油等の動物油等、又はこれらの組み合わせの油脂類が挙げられる。これら油脂類は、脱臭油の他、予め脱臭されていない未脱臭油脂を用いることができるが、これら油脂類の一部又は全部に未脱臭油脂を使用することが、トランス不飽和脂肪酸、共役不飽和脂肪酸を低減し、原料油脂由来の植物ステロール、植物ステロール脂肪酸エステル、トコフェロールを残存させることができる点から好ましい。

本発明における水相基質は水であるが、加水分解の結果得られるグリセリン等、その他の水溶性成分が混合されていても良い。

本発明の方法において製造される脂肪酸類は、前記油脂類を構成する脂肪酸が加水分解された結果得られるものを主成分とし、その他、トリアシルグリセロール、ジアシルグリセロール、モノアシルグリセロール等を含んでいても良い。製造された脂肪酸類中の脂肪酸含有量は６０〜９８質量％程度であることが好ましい。

本発明において使用する酵素塔は、その形状は使用するポンプの押し込み圧に耐えられるものであれば良い。また、酵素塔の周囲にジャケットを設け、酵素塔内に流通する反応液を酵素反応に適した温度に調整できるものであることが好ましい。酵素塔内の温度は、固定化酵素の活性をより有効に引き出すために、０〜60℃、更に20〜40℃とすることが好ましい。酵素塔の長さは、所望の分解率を得るのに必要な長さとすれば良いが、反応性、圧力損失等の点から0.01〜10ｍ、さらに0.1〜５ｍの範囲とすることが好ましい。

固定化酵素を充填した充填層に反応液を送液して加水分解する際の反応液の流れは、充填層の隙間の複雑な通路を細かい平行な管の集まりと見なした円管内流れとして理論化されている（白井隆、「流動層」科学技術社発行、53頁、1982年；亀井三郎、「化学機械の理論と計算(第２版)」産業図書（株）発行、513頁、1975年）。
具体的には、流体の通過する断面積を流体の接する管壁の長さ（浸辺長）で除した動水半径R_h[m]は、充填粒子の体積基準の比表面積をSv[m²/m³]、充填層の空隙率をε[-]とした次式（２）、
（数式）R_h＝ε/(S_v×(1-ε))＝D_eq/4 （２）
で表わされる。ここで、D_eqは相当円管径[m]で、R_hの４倍に相当する。また、空隙率ε[-]は、粒子の真比重をρ₀[kg/m³]、充填嵩比重をρ₁[kg/m³]としたとき、ε＝(ρ₀-ρ₁)/ρ₀で算出される。
充填粒子の体積基準の比表面積S_vは、粒子の代表径として質量基準平均粒子径をdp[m]、粒子の形状係数をφ[-]とした次式（３）、
（数式）S_v＝φ/dp （３）
で表わされる（亀井三郎、前出、395頁）。
質量基準平均粒子径dpは粒子群を篩分けにより分離し、篩下と篩上の目の開きの平均として算出される粒子径をdpi[m]、粒子径dpiの質量分率をwi[-]とした次式（４）
（数式）dp＝1/Σ(wi/dpi) （４）
で算出される(化学工学便覧第５版、丸善(株)発行、242頁、1988年)
φは粒子の形状によって変化する因子であり、球の場合で６となるが、例えば、数種の岩石の形状係数は10μmから1000μmの範囲で６から24と測定される（亀井三郎、前出、396頁）。
円管内に非圧縮性流体が層流で流れている時の管内壁に働くせん断力τ[MPa]は、円管内流れの圧力損失をΔP′[MPa]、円管の長さをL′[m]、円管の直径をD[m]とすると、次式（５）
（数式）τ＝(ΔP′/L′)×(D/4) （５）
で表わされる（R、Byron Bird等、「TRASPORT PHENOMENA」、JOHN WILEY＆SONS、42〜47頁、1960年）。
ここで、充填層の隙間の通路を円管と見なした相当円管径D_eqを円管の直径Dと、円管の長さL′を充填層の厚みLと、円管内流れの圧力損失ΔP′を充填層にかかる圧力損失ΔPと見なし、式（５）に式（２）、（３）を代入すると次式（６）が得られる。
（数式）τ＝(1/φ)×(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) （６）
式（６）は充填層の隙間の通路を円管と見なしたときの管内壁に働くせん断力であり、充填粒子の表面に働くせん断力を意味する。
出口反応液の油水分離を容易とすることにより、脂肪酸類を簡便に回収できるという目的を達成できる条件を検討したところ、
(数式) τw＝ε/(1-ε) ×dp× (ΔP/L) （１）
と定義し、この値を一定の範囲とすることで、上記目的が達成できることを見出した。

本発明においては、固定化酵素の表面における前記式（１）で表わされるせん断力因子が、１×１０^-6MPa以上、1×１０^-4MPa未満となる条件下で反応液が送液される。当該条件とすることで、出口反応液は容易に分相し、後工程である油水分離を効率化することができる。当該せん断力因子は、反応性を維持し、油水分離性を向上させる点から、更に２×１０^-5〜９．８×１０^-5MPa、特に５×１０^-5〜９．７×１０^-5MPaとなる条件とすることが好ましい。

式（１）で表わされるせん断力因子は、反応液を充填層に送液する際の充填層にかかる充填層厚みあたりの圧力損失、固定化酵素の質量基準平均粒子径、充填層の空隙率を変化させて調整される。また、充填層にかかる充填層厚みあたりの圧力損失は充填層への通液線速度、固定化酵素の平均粒子径、空隙率等を変化させて調整される。従って、これらの条件を適宜変更すれば、当業者は容易にせん断力因子を調節することができる。

充填層厚みは、所望の分解率を得るのに必要な長さとすれば良いが、反応性、酵素塔の耐圧性の点から０．０１〜１０ｍ、更に０．１〜５ｍが好ましい。

充填層の圧力損失は、液の流動性の点、酵素塔の耐圧性の点から０．０１〜１０MPa、更に０．０５〜２MPaが好ましい。

本発明において、充填層厚みあたりの圧力損失は、０．０１〜０．６MPa/m、更に０．０５〜０．２５MPa/m、特に０．１〜０．１５MPa/mとすることが、反応性を維持し、油水分離性を向上させる点から好ましい。

固定化酵素の質量基準平均粒子径は、１００〜６０００μｍ、更に２００〜４０００μｍ、特に２５０〜２０００μｍとすることが、反応性を維持し、油水分離性を向上させる点から好ましい。なお、本発明における酵素を担持させた固定化酵素の平均粒子径は、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置LS 13 320（ベックマン・コールター（株）製）により測定した値をいう。

充填層の空隙率は、０．３〜０．７、更に０．４〜０．６５、特に０．４５〜０．６とすることが、油水分離性の向上と、安定な充填層を形成する点から好ましい。

反応液の通液線速度は、好ましくは１〜400ｍｍ／分、更に５〜200ｍｍ／分であるのが好ましい。この通液線速度（mm／分）は、１分間当りの送液量（mm³／分）（又は送液速度（10^-3mL／分）ともいう）を充填層断面積（ｍｍ²）で除した商で表わされる値をいう。通液線速度を上げることによる充填層の圧力損失の増大に伴い、通液が困難となり、耐圧性の高い酵素充填塔が必要となる他に、固定化酵素が塔内圧力増加により破砕される場合が生じることもあるため、通液線速度は400mm／分以下とすることが好ましい。また、生産性の点から通液線速度は１mm／分以上とすることが好ましい。固定化酵素の発現活性は、通液線速度により変化するため、最適な通液線速度を選定して反応条件を決定することで、所望の生産能力、製造コストに見合った反応を行うことができる。

酵素塔内の反応液の滞留時間は、加水分解反応の平衡状態を回避し、固定化酵素の活性をより有効に引き出し、生産性を向上させる点から30秒〜120分、更に１分〜80分とすることが好ましい。滞留時間（分）とは、充填層の厚み（mm）に空隙率を乗じ、これを通液線速度（mm／分）で除した値で表わされる。

酵素塔出口の反応液の油水分離性は、後述のように、乳化状態にある一定高さの反応液が油相と水相に分離するまでに要する時間で評価することができる。油水分離時間は１５分以下であることが好ましく、更には０．５〜１０分であることが好ましい。

本発明においては、反応性、生産性等の兼ね合いから、酵素塔を通過した反応液をそのまま反応終了物としても良く、また、反応液を一旦油水分離し、油相を分取した後に新しい水を加えて上記と同様の方法で再度同一の酵素塔へ供給し、所望の反応率が得られるまで繰り返し通過させても良い。また、反応液を一旦油水分離し、油相を分取した後に新しい水を加えて上記と同様の方法で再度、別の酵素塔へ供給して連続反応を行っても良い。また、複数の酵素塔を用いて反応液の油水分離を行いながら、油相を次の酵素塔へ、水相を前の酵素塔へ供給する事により、より分解率の高い油相を新鮮な水相と反応させる擬似向流法で行っても良い。

本発明における反応液の油水分離操作は、特に限定されないが、自然沈降型、遠心分離型等の油水分離器等を用いて行うことができる。

＜油水分離時間の測定＞
酵素塔出口の反応液を内径２０ｍｍの容器に高さ３０ｍｍ採取し、その乳化液が油相と水相に分相するのに要する時間を油水分離時間とした。分相は目視にて確認した。
＜実施例１＞
ＤｕｏｌｉｔｅＡ−５６８（ＲｏｈｍａｎｄＨａｓｓ社製、粒径分布１００〜１０００μｍ）１質量部をＮ／１０のＮａＯＨ溶液１０質量部中で１時間攪拌した。ろ過した後１０質量部のイオン交換水で洗浄し５００ｍＭの酢酸緩衝液（ｐＨ７）１０質量部でｐＨの平衡化を行なった。その後５０ｍＭの酢酸緩衝液（ｐＨ７）１０質量部で２時間ずつ２回ｐＨの平衡化を行なった。この後ろ過を行ない、担体を回収した後、エタノール５質量部でエタノール置換を３０分行なった。ろ過した後、大豆脂肪酸を１質量部含むエタノール５質量部を加え３０分間、大豆脂肪酸を担体に吸着させた。ろ過によって担体を回収した後、５０ｍＭの酢酸緩衝液（ｐＨ７）５質量部で３０分ずつ４回洗浄し、エタノールを除去し、ろ過して担体を回収した。その後市販のリパーゼ（リパーゼＡＹ「アマノ」３０Ｇ、天野エンザイム（株））０．３９質量部を５０ｍＭの酢酸緩衝液（ｐＨ７）１８質量部に溶解した酵素液と５時間接触させ、固定化を行った。ろ過し、固定化酵素を回収して５０ｍＭの酢酸緩衝液（ｐＨ７）５質量部で洗浄を行うことにより、固定化していない酵素やタンパクを除去した。その後実際に分解を行う菜種油を４質量部加え１２時間攪拌した。以上の操作はいずれも２０℃で行った。その後ろ過して油脂と分離し、固定化酵素とした。その結果、２７００Ｕ／ｇ（乾燥質量）の加水分解活性（発現すべき活性）を示す固定化リパーゼが得られた。固定化酵素の質量基準の平均粒子径は４５１μｍであった。

ジャケット付きステンレス製カラム（内径２２．９ｍｍ）に、前記固定化リパーゼ０．１６２ｋｇ（乾燥質量）を充填し（充填層厚み１３７５ｍｍ、空隙率０．５３１）、ジャケットにて３５℃に保温した。カラム上部より菜種分解油（酸価１８６．１）と蒸留水を質量比１０：６で混合した液（油水分離時間１０分未満）を０．４９４Ｌ／Ｈｒで送液し、加水分解反応を行った。送液時の圧力損失は０．２００ＭＰa、出口反応液乳化粒子径（面積基準平均径）は２５８．４μｍ、出口液分解率は９５．６％、せん断力因子は７．４３×１０^-5ＭＰaであった。結果を表１および図１に示す。なお、表中分解率は、次の方法で求めた酸価をケン化価で除することにより算出した。酸価は、ＡｍｅｒｉｃａｎＯｉｌＣｈｅｍｉｓｔｓ．ＳｏｃｉｅｔｙＯｆｆｉｃｉａｌＭｅｔｈｏｄＣａ５ａ−４０に記載の方法により、またケン化価はＡｍｅｒｉｃａｎＯｉｌＣｈｅｍｉｓｔｓ．ＳｏｃｉｅｔｙＯｆｆｉｃｉａｌＭｅｔｈｏｄＣｄ３ａ−９４に記載の方法により測定した。

＜実施例２＞
菜種分解油（酸価１６０．９）と１．５％グリセリン水を送液した以外は実施例１と同様な手順で加水分解反応を行った。送液時の圧力損失は０．２６０ＭＰa、出口反応液乳化粒子径（面積基準平均径）は２５０．０μｍ、出口液分解率は９３．３％、せん断力因子は９．６６×１０^-5ＭＰaであった。結果を表１および図１に示す。

＜比較例１＞
ジャケット付きステンレス製カラム（内径２２．９ｍｍ）に、実施例１と同様な手順で調整した固定化リパーゼ０．０３４ｋｇ（乾燥質量）を充填し（充填層厚み３０７ｍｍ、空隙率０．５６１）、ジャケットにて３５℃に保温した。カラム上部より菜種油と蒸留水を質量比１０：６で混合した液（油水分離時間１０分未満）を０．２４７Ｌ／Ｈｒで送液し、加水分解反応を行った。送液時の圧力損失は０．０９１ＭＰa、出口反応液乳化粒子径（面積基準平均径）は６２．１μｍ、出口液分解率は６１．３％、せん断力因子は１．７１×１０^-4ＭＰaであった。結果を表１および図１に示す。

＜比較例２＞
菜種油と蒸留水を混合した液を０．４９４Ｌ／Ｈｒで送液した以外は比較例１と同様の手順で加水分解反応を行った。送液時の圧力損失は０．１００ＭＰa、出口反応液乳化粒子径（面積基準平均径）は６２．７μｍ、出口液分解率は５４．２％、せん断因子は１．８８×１０^-4ＭＰaであった。結果を表１および図１に示す。

＜比較例３＞
ジャケット付きステンレス製カラム（内径２２．９ｍｍ）に、実施例１と同様な手順で調整した固定化リパーゼ０．１６５ｋｇ（乾燥質量）を充填し（充填層厚み１５００ｍｍ、空隙率０．５６３）、ジャケットにて３５℃に保温した。カラム上部より菜種油と７％グリセリン水を質量比１０：６で混合した液（油水分離時間１０分未満）を０．４９４Ｌ／Ｈｒで送液し、加水分解反応を行った。送液時の圧力損失は０．６５０ＭＰa、出口反応液乳化粒子径（面積基準平均径）は６６．０μｍ、出口液分解率は８５．７％、せん断力因子は２．５２×１０^-4ＭＰaであった。結果を表２および図１に示す。

＜比較例４＞
ジャケット付きステンレス製カラム（内径２２．９ｍｍ）に、実施例１と同様な手順で調整した固定化リパーゼ０．０７４ｋｇ（乾燥質量）を充填し（充填層厚み６６５ｍｍ、空隙率０．５５９）、ジャケットにて３５℃に保温した。カラム上部より菜種油と蒸留水を質量比１０：６で混合した液（油水分離時間１０分未満）を０．４９４Ｌ／Ｈｒで送液し、加水分解反応を行った。送液時の圧力損失は０．３２０ＭＰa、出口反応液乳化粒子径（面積基準平均径）は７２．３μｍ、出口液分解率は５８．２％、せん断力因子は２．７５×１０^-4ＭＰaであった。結果を表２および図１に示す。

＜比較例５＞
ＤｕｏｌｉｔｅＡ−５６８を粉砕して分級した樹脂を用いて実施例１と同様にして固定化酵素を作製した。固定化酵素の加水分解活性（発現すべき活性）は2643U/gであり、質量基準平均粒子径は311μmであった。
ジャケット付きステンレス製カラム（内径６００ｍｍ）に、前記固定化リパーゼ９１．６ｋｇ（乾燥質量）を充填し（充填層厚み１２００ｍｍ、空隙率０．５５７）、ジャケットにて３５℃に保温した。カラム上部より菜種分解油（酸価１６５．０）と２．５％グリセリン水を質量比１０：６で混合した液（油水分離時間１０分未満）を３３９Ｌ／Ｈｒで送液し、加水分解反応を行った。送液時の圧力損失は０．６００ＭＰa、出口反応液乳化粒子径（面積基準平均径）は１３４．９μｍ、出口液分解率は９２．５％、せん断力因子は１．９６×１０^-4ＭＰaであった。結果を表２および図１に示す。

図１は、せん断力因子と油水分離時間との関係を示したものである。

Claims

固定化酵素を充填した充填層に油相基質と水相基質を供給して反応させる脂肪酸類の製造方法であって、固定化酵素の表面における次式（１）
（数式） τw＝ε/(1-ε) ×dp× (ΔP/L) （１）
（式中右辺、ΔPは充填層の圧力損失[MPa]、Lは充填層厚み[m]、dpは充填した固定化酵素粒子の質量基準平均粒子径［m］、εは充填層の空隙率[-]を示す。）
で表わされるせん断力因子（τw）が１×１０^-6MPa以上〜１×１０^-4MPa未満となるような送液条件下で反応させる脂肪酸類の製造方法。
前記油相基質が植物油、動物油又はこれらを組み合わせた油脂類であり、前記固定化酵素が固定化リパーゼである請求項１記載の脂肪酸類の製造方法。
固定化酵素を充填した充填層を通過した反応液を、油相と水相に分離する操作を行う請求項１又は２記載の脂肪酸類の製造方法。