JPH04218373A - 担体包括固定化微生物の製造方法 - Google Patents
担体包括固定化微生物の製造方法Info
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- JPH04218373A JPH04218373A JP41224190A JP41224190A JPH04218373A JP H04218373 A JPH04218373 A JP H04218373A JP 41224190 A JP41224190 A JP 41224190A JP 41224190 A JP41224190 A JP 41224190A JP H04218373 A JPH04218373 A JP H04218373A
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Landscapes
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、生物学的水質浄化に
利用される担体包括固定化微生物の製造方法に関するも
のであり、生活排水、産業排水の浄化法として普及して
いる接触酸化処理、嫌気性ろ床消化処理及び回転円板処
理あるいは河川の接触材充填水路浄化処理など、担体表
面に形成された生物膜によって水の浄化を行う分野にお
いて有用である。
利用される担体包括固定化微生物の製造方法に関するも
のであり、生活排水、産業排水の浄化法として普及して
いる接触酸化処理、嫌気性ろ床消化処理及び回転円板処
理あるいは河川の接触材充填水路浄化処理など、担体表
面に形成された生物膜によって水の浄化を行う分野にお
いて有用である。
【０００２】
【従来の技術】このような浄化処理において一般的に使
用されている担体は、合成樹脂あるいは金属を目的に応
じて種々の形状に成形したものであり、浄化に寄与する
微生物を予め固定するなどの処理は行われず、自然に発
生する生物膜の浄化作用に依存している。
用されている担体は、合成樹脂あるいは金属を目的に応
じて種々の形状に成形したものであり、浄化に寄与する
微生物を予め固定するなどの処理は行われず、自然に発
生する生物膜の浄化作用に依存している。
【０００３】前記担体は、接触酸化処理あるいは接触材
充填水路浄化処理において、ＢＯＤ負荷が適性状態であ
れば、担体表面に自然に発生する生物膜によって十分な
浄化が営まれるけれども、処理能力が活性汚泥法などに
比べると明らかに劣る。
充填水路浄化処理において、ＢＯＤ負荷が適性状態であ
れば、担体表面に自然に発生する生物膜によって十分な
浄化が営まれるけれども、処理能力が活性汚泥法などに
比べると明らかに劣る。
【０００４】嫌気性ろ床消化処理において前記担体を用
いる場合は、生物膜の形成に長時間を要し、運転開始後
数週間から数ケ月の間、満足な処理が行われない難点が
あった。
いる場合は、生物膜の形成に長時間を要し、運転開始後
数週間から数ケ月の間、満足な処理が行われない難点が
あった。
【０００５】回転円板処理は、円柱状円板の球面上に生
物膜を自然発生させて水質の浄化を行っているが、前記
と同様に生物膜の形成に長時間を要し且つ処理能力が少
ない欠点を抱えている。
物膜を自然発生させて水質の浄化を行っているが、前記
と同様に生物膜の形成に長時間を要し且つ処理能力が少
ない欠点を抱えている。
【０００６】このような担体表面に形成された生物膜に
よって、水の浄化を行う方法の問題を解消する手段とし
て、予め担体上に微生物を包括固定したものを用いる方
法が提案されている。（特公昭６３−２９９９７号、特
開平１−２４７０８９号）
よって、水の浄化を行う方法の問題を解消する手段とし
て、予め担体上に微生物を包括固定したものを用いる方
法が提案されている。（特公昭６３−２９９９７号、特
開平１−２４７０８９号）
【０００７】これらの発明は、微生物を含むポリビニル
アルコール水溶液を付着させた担体を、飽和ホウ酸水溶
液などの固化剤と接触させることによって、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡと略称する）をゲル化し、微生物を
包括固定する方法に関するものである。
アルコール水溶液を付着させた担体を、飽和ホウ酸水溶
液などの固化剤と接触させることによって、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡと略称する）をゲル化し、微生物を
包括固定する方法に関するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような方法によれ
ば、ゲル強度に優れた担体包括固定化微生物が得られる
けれども、ＰＶＡをゲル化させるため、微生物が付着し
た担体をホウ酸水溶液などの固化剤に長時間接触したり
、１００ ℃ないし２００ ℃の高い温度に曝すので、
包括固定化された微生物の生存数が低下する問題があっ
た。
ば、ゲル強度に優れた担体包括固定化微生物が得られる
けれども、ＰＶＡをゲル化させるため、微生物が付着し
た担体をホウ酸水溶液などの固化剤に長時間接触したり
、１００ ℃ないし２００ ℃の高い温度に曝すので、
包括固定化された微生物の生存数が低下する問題があっ
た。
【０００９】本発明は、このような事情に鑑み活性度の
高い担体包括固定化微生物を量産しうる方法を提供する
ものである。
高い担体包括固定化微生物を量産しうる方法を提供する
ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はＰＶ
Ａ水溶液に微生物または微生物群を均質に混合し、この
混合液に不織布を成形した担体を浸漬し、ＰＶＡ水溶液
及び微生物を付着させた担体を微生物が死滅しない温度
で乾燥することによって、所期の目的を達成したもので
ある。
Ａ水溶液に微生物または微生物群を均質に混合し、この
混合液に不織布を成形した担体を浸漬し、ＰＶＡ水溶液
及び微生物を付着させた担体を微生物が死滅しない温度
で乾燥することによって、所期の目的を達成したもので
ある。
【００１１】本発明方法の実施において使用されるＰＶ
Ａは、重合度が ５００ないし３０００のものが適して
おり、重合度がこれより低いものは担体包括固定化微生
物のゲル強度が悪くなり、また重合度が高過ぎると作業
性が阻害される。
Ａは、重合度が ５００ないし３０００のものが適して
おり、重合度がこれより低いものは担体包括固定化微生
物のゲル強度が悪くなり、また重合度が高過ぎると作業
性が阻害される。
【００１２】本発明における不織布の成形物からなる担
体は、水に不溶のＰＶＡ、ポリエステル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリオレフィンなどの合成繊維のほか、セルロース
系再生繊維、ガラス繊維、金属繊維等で造られたものが
使用可能である。
体は、水に不溶のＰＶＡ、ポリエステル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリオレフィンなどの合成繊維のほか、セルロース
系再生繊維、ガラス繊維、金属繊維等で造られたものが
使用可能である。
【００１３】担体を構成する不織布は、繊維間距離が平
均５０μｍないし１０００μｍのものが適しており、そ
の間隙はランダムなものが好適であるが規則的なもので
も差し支えない。網目の間隙が前記の範囲を逸脱すると
、担体に捕捉される微生物の量が極度に低減する。
均５０μｍないし１０００μｍのものが適しており、そ
の間隙はランダムなものが好適であるが規則的なもので
も差し支えない。網目の間隙が前記の範囲を逸脱すると
、担体に捕捉される微生物の量が極度に低減する。
【００１４】担体の厚みはその使用態様によって異なり
、嫌気性ろ床処理に使用される場合には ３００μｍ以
上として、嫌気的な環境を形成すべきである。
、嫌気性ろ床処理に使用される場合には ３００μｍ以
上として、嫌気的な環境を形成すべきである。
【００１５】これに対して接触酸化処理などの好気性処
理に使用される担体は、 ３００μｍ以上の厚さになる
とその深層部に溶存酸素が到達できなくなるので、この
場合は３００ μｍ以下にすべきである。
理に使用される担体は、 ３００μｍ以上の厚さになる
とその深層部に溶存酸素が到達できなくなるので、この
場合は３００ μｍ以下にすべきである。
【００１６】しかしながら、被処理水に含まれる窒素分
を除去することを目的とする場合は、担体の深層部に溶
存酸素が到達しない環境として、脱窒菌を繁殖させるこ
とが望ましいので、このような好気性と嫌気性の両処理
を同時に行う場合には、担体の厚みを ３００μｍ以上
にすることが望ましい。
を除去することを目的とする場合は、担体の深層部に溶
存酸素が到達しない環境として、脱窒菌を繁殖させるこ
とが望ましいので、このような好気性と嫌気性の両処理
を同時に行う場合には、担体の厚みを ３００μｍ以上
にすることが望ましい。
【００１７】本発明方法において用いられる担体は、球
状、シート状、棒状、チューブ状、円板状、波板状、ハ
ニカム状など用途に応じて適宜な形状及び適宜な大きさ
にすることができる。
状、シート状、棒状、チューブ状、円板状、波板状、ハ
ニカム状など用途に応じて適宜な形状及び適宜な大きさ
にすることができる。
【００１８】本発明の実施に適する微生物等については
、接触酸化処理、接触材充填水路浄化処理及び回転円板
処理など好気的な処理方式の場合には、例えば活性汚泥
から分離した微生物を単独若しくは組み合わせて用いも
のであり、また活性汚泥そのものを微生物群として使用
することができ、また好気性と嫌気性の両処理を同時に
行う場合には、これら好気性菌と硝化細菌及び脱窒菌を
併用すれば良い。
、接触酸化処理、接触材充填水路浄化処理及び回転円板
処理など好気的な処理方式の場合には、例えば活性汚泥
から分離した微生物を単独若しくは組み合わせて用いも
のであり、また活性汚泥そのものを微生物群として使用
することができ、また好気性と嫌気性の両処理を同時に
行う場合には、これら好気性菌と硝化細菌及び脱窒菌を
併用すれば良い。
【００１９】嫌気性ろ床消化処理などの嫌気的な処理方
式の場合には、主として通性嫌気性菌または絶対嫌気性
菌を採用すべきであり、例えばし尿または下水処理場な
どで用いられている嫌気的消化槽の汚泥から分離した微
生物を単独若しくは組み合わせて用いることができ、ま
た微生物群として消化槽の汚泥そのものを使用すること
も可能である。
式の場合には、主として通性嫌気性菌または絶対嫌気性
菌を採用すべきであり、例えばし尿または下水処理場な
どで用いられている嫌気的消化槽の汚泥から分離した微
生物を単独若しくは組み合わせて用いることができ、ま
た微生物群として消化槽の汚泥そのものを使用すること
も可能である。
【００２０】なお嫌気的な処理の場合、被処理水の水質
を向上させる一連の微生物の反応において、メタン醗酵
反応が律速となるので、特にメタン菌あるいはメタン菌
群の使用が望ましい。
を向上させる一連の微生物の反応において、メタン醗酵
反応が律速となるので、特にメタン菌あるいはメタン菌
群の使用が望ましい。
【００２１】包括固定化に使用される微生物の生菌体は
、通常の培養法によって得ることができる。この場合の
培地は微生物が増殖しうるものであれば、いずれを使用
してもよいが、被処理水の性状に応じて成分を調整した
培地を用いて、馴養によってその能力を増強させるべき
である。なお馴養による能力の増強は、生菌体を包括固
定化したのちも同様の方法によって行うことができる。
、通常の培養法によって得ることができる。この場合の
培地は微生物が増殖しうるものであれば、いずれを使用
してもよいが、被処理水の性状に応じて成分を調整した
培地を用いて、馴養によってその能力を増強させるべき
である。なお馴養による能力の増強は、生菌体を包括固
定化したのちも同様の方法によって行うことができる。
【００２２】本発明の担体包括固定化微生物の製法を具
体的に説明すると、採取された微生物あるいは微生物群
を濾過または遠心分離して１ないし２０重量％に濃縮し
、これに１０ないし４０重量％のＰＶＡ水溶液を、ＰＶ
Ａの濃度が５ないし２０重量％の割合となるように混合
し均質化して処理液を調整する。
体的に説明すると、採取された微生物あるいは微生物群
を濾過または遠心分離して１ないし２０重量％に濃縮し
、これに１０ないし４０重量％のＰＶＡ水溶液を、ＰＶ
Ａの濃度が５ないし２０重量％の割合となるように混合
し均質化して処理液を調整する。
【００２３】次いで不織布を成形した担体を前記処理液
に浸漬し、不織布の深層部まで混合液を浸透させたのち
これを取り出して、微生物を死滅させない２０℃ないし
８０℃、好ましくは３０℃ないし５０℃の温度で１２な
いし４８時間かけて送風乾燥する。
に浸漬し、不織布の深層部まで混合液を浸透させたのち
これを取り出して、微生物を死滅させない２０℃ないし
８０℃、好ましくは３０℃ないし５０℃の温度で１２な
いし４８時間かけて送風乾燥する。
【００２４】乾燥が進むに連れてＰＶＡが老成化し、担
体は硬さが増しＰＶＡの水に対する膨潤溶解性が低下す
る。さらに乾燥が進むとＰＶＡ組織の結晶化、結晶の緻
密化が起こり、微生物あるいは微生物群は担体に包括固
定化される。なお、製造過程において吸着した夾雑物あ
るいは結晶化に至らない一部のＰＶＡは、水洗して除去
することが望ましい。
体は硬さが増しＰＶＡの水に対する膨潤溶解性が低下す
る。さらに乾燥が進むとＰＶＡ組織の結晶化、結晶の緻
密化が起こり、微生物あるいは微生物群は担体に包括固
定化される。なお、製造過程において吸着した夾雑物あ
るいは結晶化に至らない一部のＰＶＡは、水洗して除去
することが望ましい。
【００２５】
【作用】本発明方法によれば、ＰＶＡ水溶液に微生物ま
たは微生物群を均質に混合した処理液に、不織布を成形
した担体を浸漬しこれを微生物が死滅しない温度で乾燥
しているので、担体上に多量の微生物が付着し且つ処理
後も生存し、汚水に対する浄化能力が飛躍的に高まる。
たは微生物群を均質に混合した処理液に、不織布を成形
した担体を浸漬しこれを微生物が死滅しない温度で乾燥
しているので、担体上に多量の微生物が付着し且つ処理
後も生存し、汚水に対する浄化能力が飛躍的に高まる。
【００２６】本発明方法によって製造された不織布の成
形物からなる担体に包括固定化された微生物は、処理槽
内で長時間安定に存在するため有用微生物を長期にわた
って槽内に供給することができる。またその使用に際し
て処理槽内において存在する優れた性質を持つ微生物が
担体に保持されることにより、その浄化能力がさらに高
揚する。
形物からなる担体に包括固定化された微生物は、処理槽
内で長時間安定に存在するため有用微生物を長期にわた
って槽内に供給することができる。またその使用に際し
て処理槽内において存在する優れた性質を持つ微生物が
担体に保持されることにより、その浄化能力がさらに高
揚する。
【００２７】
【実施例】例１
下水処理場の活性汚泥処理槽において採取した余剰活性
汚泥を遠心分離して、平均７重量％の濃厚活性汚泥を３
０ｔ得た。前記濃厚活性汚泥にポリビニールアルコール
（商品名「ＰＶＡ−ＨＣ」、クラレ製、ケン化度 １０
０％の１６重量％水溶液３０ｔを混合し均質化した。
汚泥を遠心分離して、平均７重量％の濃厚活性汚泥を３
０ｔ得た。前記濃厚活性汚泥にポリビニールアルコール
（商品名「ＰＶＡ−ＨＣ」、クラレ製、ケン化度 １０
０％の１６重量％水溶液３０ｔを混合し均質化した。
【００２８】他方ポリプロピレン製不織布（繊維間距離
平均 １５０μｍ、厚さ平均１２００μｍ ）を波板状
（縦３ｍ、横５ｍ）に成形し、これをハニカム状に組み
立てた担体（縦３ｍ、横５ｍ、高さ３ｍ）を造り、これ
を前記混合処理液に室温で２時間浸漬した。
平均 １５０μｍ、厚さ平均１２００μｍ ）を波板状
（縦３ｍ、横５ｍ）に成形し、これをハニカム状に組み
立てた担体（縦３ｍ、横５ｍ、高さ３ｍ）を造り、これ
を前記混合処理液に室温で２時間浸漬した。
【００２９】混合処理液から取り出した担体には ７．
５ｔの処理液が付着しており、これを送風式乾燥室に移
して、約４５℃の温度で４８時間乾燥したのち水洗を行
った。 このようにして得られた担体包括固定化微生物を、接触
材を取り除いた接触酸化合併処理型浄化槽（接触酸化槽
の容積５０ｍ３） に設置し、生活排水の処理を行った
。
５ｔの処理液が付着しており、これを送風式乾燥室に移
して、約４５℃の温度で４８時間乾燥したのち水洗を行
った。 このようにして得られた担体包括固定化微生物を、接触
材を取り除いた接触酸化合併処理型浄化槽（接触酸化槽
の容積５０ｍ３） に設置し、生活排水の処理を行った
。
【００３０】この試験の結果は表１に示したとおりであ
り、この浄化槽は設計ＢＯＤに対して約２倍のＢＯＤが
過負荷されていたが、試験を開始して２日目から良好な
放流水が得られ、放流水に含まれる窒素分は試験前の４
分の１以下に低下した。
り、この浄化槽は設計ＢＯＤに対して約２倍のＢＯＤが
過負荷されていたが、試験を開始して２日目から良好な
放流水が得られ、放流水に含まれる窒素分は試験前の４
分の１以下に低下した。
【００３１】
【表１】
【００３２】例２
し尿処理場の嫌気性消化槽において採取した消化槽汚泥
を濾過濃縮し、２０重量％の濃厚消化槽汚泥を ０．５
ｔ得た。前記濃厚消化槽汚泥をケン化度９８．５％、平
均重合度が ２，０００のポリビニールアルコールを１
８重量％含む水溶液 １．５ｔと混合し均質化した。
を濾過濃縮し、２０重量％の濃厚消化槽汚泥を ０．５
ｔ得た。前記濃厚消化槽汚泥をケン化度９８．５％、平
均重合度が ２，０００のポリビニールアルコールを１
８重量％含む水溶液 １．５ｔと混合し均質化した。
【００３３】他方フッ素樹脂製不織布（繊維間距離平均
２１０μｍ 、厚さ平均 ４００μｍ ）を板状（縦
５０ｃｍ、横８０ｃｍ）に成形し、これをハニカム状に
組み立てた担体（縦５０ｃｍ、横８０ｃｍ、高さ６０ｃ
ｍ）を造り、これを前記混合処理液に室温で２時間浸漬
した。
２１０μｍ 、厚さ平均 ４００μｍ ）を板状（縦
５０ｃｍ、横８０ｃｍ）に成形し、これをハニカム状に
組み立てた担体（縦５０ｃｍ、横８０ｃｍ、高さ６０ｃ
ｍ）を造り、これを前記混合処理液に室温で２時間浸漬
した。
【００３４】混合処理液から取り出した担体には２４０
Ｋｇの処理液が付着しており、これを送風式乾燥室に
移して、約４０℃の温度で７２時間乾燥したのち水洗を
行った。 このようにして得られた担体包括固定化微生物を、嫌気
性ろ床接触曝気式浄化槽（５人槽） の嫌気性ろ床槽第
１室と第２室に設置し、冬季を主とする期間（１１月１
日より開始）に試験を実施した。なお、比較のため担体
包括固定化微生物を用いない同様の浄化槽による試験を
並行して行った。
Ｋｇの処理液が付着しており、これを送風式乾燥室に
移して、約４０℃の温度で７２時間乾燥したのち水洗を
行った。 このようにして得られた担体包括固定化微生物を、嫌気
性ろ床接触曝気式浄化槽（５人槽） の嫌気性ろ床槽第
１室と第２室に設置し、冬季を主とする期間（１１月１
日より開始）に試験を実施した。なお、比較のため担体
包括固定化微生物を用いない同様の浄化槽による試験を
並行して行った。
【００３５】この試験の結果は表２に示したとおりであ
り、担体包括固定化微生物を設置した浄化槽は、冬季に
もかかわらず約１ケ月でＢＯＤ値２０ｍｇ／ｌをクリア
することができ、早期うちに良好な処理を開始すること
ができたが、これに対して比較対照の浄化槽は、５ケ月
を経過したのちもＢＯＤ値が２０ｍｇ／ｌ以下に下がら
なかった。
り、担体包括固定化微生物を設置した浄化槽は、冬季に
もかかわらず約１ケ月でＢＯＤ値２０ｍｇ／ｌをクリア
することができ、早期うちに良好な処理を開始すること
ができたが、これに対して比較対照の浄化槽は、５ケ月
を経過したのちもＢＯＤ値が２０ｍｇ／ｌ以下に下がら
なかった。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば担体に多量の微生物を固
定化しうるので、この方法によって得られた担体包括固
定化微生物は、速効性に富み且つ消化能力が優れている
ので、新設あるいは過負荷状態の処理施設において、特
に顕著な効果を発揮することが可能である。
定化しうるので、この方法によって得られた担体包括固
定化微生物は、速効性に富み且つ消化能力が優れている
ので、新設あるいは過負荷状態の処理施設において、特
に顕著な効果を発揮することが可能である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリビニルアルコール水溶液に微生物
または微生物群を均質に混合する工程、前記混合液に不
織布を成形した担体を浸漬する工程及び前記処理が行わ
れた担体を微生物が死滅しない温度で乾燥する工程から
なる担体包括固定化微生物の製造方法。 - 【請求項２】 担体として、化学繊維からなり且つ繊
維間距離が平均５０μｍないし１０００μｍの不織布の
成形物を用いる請求項１に記載の担体包括固定化微生物
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41224190A JPH04218373A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 担体包括固定化微生物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41224190A JPH04218373A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 担体包括固定化微生物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218373A true JPH04218373A (ja) | 1992-08-07 |
Family
ID=18521105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41224190A Pending JPH04218373A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 担体包括固定化微生物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04218373A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002018563A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Council Of Scientific And Industrial Research | Method for the preparation of stable and reusable biosensing granules |
| US7252981B1 (en) | 2000-08-31 | 2007-08-07 | Council Of Scientific And Industrial Research | Method for the preparation of stable and reusable biosensing granules |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198088A (en) * | 1981-04-07 | 1982-12-04 | Nippon Oil Co Ltd | Immobilization of living microbial cell |
| JPS60180587A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-14 | Toyo Jozo Co Ltd | Ｐｖａゲルによる多孔性固定化酵素含有物の製造法 |
| JPH01228471A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-12 | Kuraray Co Ltd | 微生物膜用基材およびその製造法 |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP41224190A patent/JPH04218373A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198088A (en) * | 1981-04-07 | 1982-12-04 | Nippon Oil Co Ltd | Immobilization of living microbial cell |
| JPS60180587A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-14 | Toyo Jozo Co Ltd | Ｐｖａゲルによる多孔性固定化酵素含有物の製造法 |
| JPH01228471A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-12 | Kuraray Co Ltd | 微生物膜用基材およびその製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002018563A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Council Of Scientific And Industrial Research | Method for the preparation of stable and reusable biosensing granules |
| US7252981B1 (en) | 2000-08-31 | 2007-08-07 | Council Of Scientific And Industrial Research | Method for the preparation of stable and reusable biosensing granules |
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