JPH0685710B2 - 二相系固定化酵素リアクター - Google Patents

二相系固定化酵素リアクター

Info

Publication number
JPH0685710B2
JPH0685710B2 JP9345391A JP9345391A JPH0685710B2 JP H0685710 B2 JPH0685710 B2 JP H0685710B2 JP 9345391 A JP9345391 A JP 9345391A JP 9345391 A JP9345391 A JP 9345391A JP H0685710 B2 JPH0685710 B2 JP H0685710B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
specific gravity
immobilized enzyme
tank
stationary
discharge pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP9345391A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06181739A (ja
Inventor
佳次 小杉
勝 白木
Original Assignee
工業技術院長
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 工業技術院長 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP9345391A priority Critical patent/JPH0685710B2/ja
Publication of JPH06181739A publication Critical patent/JPH06181739A/ja
Publication of JPH0685710B2 publication Critical patent/JPH0685710B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/18Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/34Internal compartments or partitions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/04Filters; Permeable or porous membranes or plates, e.g. dialysis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固定化酵素を用いて二
相を形成する反応物質を反応させるためのバイオリアク
ターに関するものであり、油化学工業、医薬品工業、食
品工業等に広く応用されるものである。
【0002】
【従来の技術】固定化酵素を用いた二相系バイオリアク
ターとして、本発明者らが先に開発した上端及び下端に
静置槽を有し、中間部に1個以上の撹拌槽を有するとと
もに、それら各槽を固定化酵素を通過させない微小透孔
を有する通液性の仕切り板で仕切り、且つ該撹拌槽には
固定化酵素を収容させ、さらに該上端の静置槽にはその
下部に高比重基質供給管及びその上部に低比重生産物排
出管を配設し、該下端の静置槽にはその下部に高比重生
産物排出管及びその上部に低比重基質供給管を配設した
ことを特徴とする二相系バイオリアクターを用いて低比
重基質供給管にパルス発生機を連結させパルス撹拌させ
ながら反応させることを開示した(小杉、白木、国枝、
村瀬、特願平2−49797号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前発明の二
相系バイオリアクターにおいては、上端及び下端の静置
槽中へ基質を供給しているため、静置槽と撹拌槽を仕切
る仕切り板により基質が生産物中に跳ね返され、基質が
生産物中に巻き込まれることと、低比重基質供給管より
高比重生産物排出管の間の油水分離が悪いという問題が
残っていたが、本発明はこれらの問題を解決した二相系
固定化酵素リアクターを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来法の諸欠
点を改良すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成し
たものである。即ち本発明によれば、上端及び下端に静
置槽を有し、中間部に2個以上の撹拌槽を有するととも
に、それら各槽を固定化酵素を通過させない微小透孔を
有する通液性の仕切り板で仕切り、かつ該撹拌槽には固
定化酵素を収容させ、さらに該上端の静置槽の上端部に
は低比重生産物排出管、該上端の撹拌槽には高比重基質
供給管、該下端の撹拌槽には低比重基質供給管、該下端
の静置槽の下端部には高比重生産物排出管を配設し、下
端の静置槽の下部にパルス発生機を連結させたことを特
徴とする二相系バイオリアクターが提供される。
【0005】以下、本発明の好ましい二相系固定化酵素
リアクターの1つの実施例について、図1により説明す
る。図中、1は低比重生産物排出管、2は上端の静置
槽、3は高比重基質供給管、4は撹拌槽、5は仕切り
板、6はパルス発生機、7は低比重基質供給管、8は下
端の静置槽、9は高比重生産物排出管、10はエマルジ
ョン破壊装置、11はパルス発生機につながれた分岐
管、12は定量ポンプにつながれた分岐管を示す。2
0,21,23は多孔質板又は金網であり、必要に応じ
て付設される。上端の静置槽2と下端の静置槽8は望ま
しくは円錐状のものが用いられる。その理由は微細なエ
マルジョンが発生しても、低比重生産物排出管1、ある
いは高比重生産物排出管9に達するまでに器壁にあたっ
てエマルジョン粒子の破壊が起こり、二相分離をしやす
くするためである。エマルジョン破壊装置10を設ける
と、二相分離が良くなるとともに、生産物中に基質が巻
き込まれることを防止できる。エマルジョン破壊装置
は、従来良く知られている構造のものを用いることがで
き、例えば、単にステンレススチールふるい板などでも
良いが、望ましくは、それら静置槽にガラスビーズ等を
充填して、エマルジョンを破壊し二相分離する過程をで
きるだけ長くする。上端の静置槽の上部には低比重生物
排出管1、下端の静置槽の下部には高比重生産物排出管
9が設けられている。静置槽の温度は外套管等により一
定の温度に設定できるようになっていることが望まし
い。
【0006】該二相系固定化酵素リアクターの中間部に
設ける2個以上の撹拌槽は、固定化酵素を存在させた反
応槽である。この撹拌はパルス流によって行われ、角度
付きパドル羽根等を特に付設しなくても油水分離は完全
に達成できる。上端の撹拌層には、高比重基質供給管
3、下端の撹拌槽には、低比重基質供給管7が設けられ
る。これらの撹拌槽も所定の温度に設定できるようにす
る。また静置槽2,8と撹拌槽4、高比重基質供給管3
と撹拌槽4、低比重基質供給管7と撹拌槽4、あるいは
撹拌槽4の間をそれぞれ仕切る仕切り板5は通液性のも
ので、固定化酵素が通過できにくい網目構造を持つステ
ンレススチールのふるい板等の多孔板を用いることが望
ましい。エマルジョン粒子の破壊を完全にするために、
ふるい板を重層したり、ガラスビーズなどを重層したふ
るい板を用いても良い。本発明の二相系固定化酵素リア
クターに用いる反応液の撹拌には、パルス発生機が用い
られる。パルス発生機は脈流送液ポンプをそのまま用い
ても良いし、送液ポンプの他にリアクター内の仕切り板
に垂直の往復運動を反復させるポンプを別に取り付けて
もよい。パルス発生機はリアクターの最下端部に取り付
けるのが良い。通常は下端の静置槽の下部に位置する高
比重生産物排出管に付設される。パルス撹拌はポンプに
より短時間には往復運動させるだけなので、簡単に行え
る。周期及び振幅はいずれの値も取りうるがあまりゆる
やかであると固定化酵素表面の反応物質の移動速度が遅
くなるため、外部拡散抵抗が生じたり、油水分離が悪く
なったりする。
【0007】二相系固定化酵素リアクターにおける低比
重基質は、固定化酵素反応の基質となるもので、高度不
飽和脂肪酸含有油脂、例えば、鰯油、肝油、きり油等;
ヒドロキシ酸含有油脂、例えば、ひまし油等;石鹸原料
等として注目されている廃油や、その他各種のエステ
ル、グリセライド等であることができ、通常水に溶けに
くい物質で、その比重は水の比重より軽い。ヘキサン等
の非極性溶媒を添加した場合は、それも低比重基質とし
て扱われる。また高比重基質としては、水、グリセリン
等の水溶性物質またはその水溶液が用いられる。二相系
固定化酵素リアクターに使用される酵素は、加水分解、
アシル結合の合成、あるいは交換機能を持つリパーゼ等
を固定化した酵素であることができる。油脂の加水分解
には、シュウドモナス属のリパーゼを陰イオン交換樹脂
に固定化した固定化リパーゼを用いると、反応物質が流
動性を持つ50〜60℃においても長期間安定であり、
前記に示した各種の油脂の分解性も良く、ω−3高度不
飽和脂肪酸を濃縮するための選択分解も行うので、望ま
しい酵素である。二相系固定化酵素リアクターの運転例
としては、実施例1に示すごとく低比重基質供給管7よ
りω−3高度不飽和脂肪酸含有油脂を送液ポンプにて供
給し、高比重基質供給管3より水を送液ポンプにて供給
し、高比重生産物排出管9より送液ポンプにてグリセリ
ンを含んだ水を水の供給量にぼほ等しい量回収すると、
低比重生産物排出管1より供給油脂量とほぼ等しい量の
脂肪酸及びグリセリドがパルス流を伴いながら回収され
る。本発明に使用されるリアクター内に存在する酸素
は、窒素、アルゴン等の不活性ガスで置換し、反応は大
気中の酸素に反応物質が触れない条件にて実施される。
酸素に触れると過酸化物価が急激に上昇するので注意を
要する。アルゴンは高価であるが、比重が重いので置換
処理には便利な気体である。本発明に使用される反応温
度は二重結合の移動等を防ぐためには低い方が良いが、
酵素反応の効率性から30〜60℃が選ばれる。望まし
くは、40〜60℃である。
【0008】本発明の二相系固定化酵素リアクターにお
いては、反応基質を撹拌槽に供給するので、生産物中に
基質が巻き込まれることが改善され、しかも浮遊状態に
ある固定化酵素を含む反応槽にリアクター最下部9より
パルス流を送り、唯一解放状態の低比重生産物排出管1
よりパルス流を伴って低比重生産物を得ることができる
ので、リアクター全体にパルス流撹拌を行き渡らせるこ
とができる。この二相系固定化リパーゼリアクターによ
り高度不飽和脂肪酸含有油脂を連続分解することによ
り、油状生産物と水溶性産物とを連続分別採取すること
ができる。
【0009】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
【0010】実施例1 図1に示すような反応器を用意した。この場合、仕切り
板5及びエマルジョン破壊装置10は75ミクロンの編
目を持つステンレススチールの仕切り板である。図面に
は示していないが反応槽は外套管により囲まれていて温
度が一定に保たれるようになっている。上端と下端に円
錐状の静置槽2,8を設け、上端の静置槽2の上端部に
低比重生産物排出管1がある。中間の6個の撹拌槽のう
ち上端の撹拌槽には高比重基質供給管3があり、下端の
撹拌槽には低比重基質供給管7がある。各槽の直径は5
0mm、高さは26〜30mmで、上下の静置槽まで含
めた反応器内の体積は421mlであった。6個の撹拌
槽に加えた固定化酵素量は、合計で64.4gであっ
た。固定化酵素は洛東化成社が生産しているエンチロン
PFである。この酵素はシュウドモナス フルオレセン
ス バイオタイプIにより生産されたリパーゼを陰イオ
ン交換樹脂に固定化したものである。高比重生産物排出
管9には120度の方向に三方に分かれた分岐管を有す
る継ぎ手がその分岐管の1つを介してつないであり、残
りの一方の分岐管11はパルス発生機6につながれ、残
りの他方の分岐管12には送液ポンプが接続されてい
る。パルス発生機6は1分間に15回ずつ脈流が流れる
ようになっている。1回の脈流の大きさは約15mlで
ある。高比重生産物排出管9を閉じて高比重基質供給管
より水、低比重基質供給管より鰯油を両者が約1:1に
なるようにリアクター内に基質を満たし、送液ポンプは
止めたままパルス発生機のみを一晩動かすと二相分離が
達成される。なお基質は窒素ガスで飽和にしたのち窒素
ガス加圧下の容器に保存する。パルス発生機を作動しな
がら低比重基質供給管7より鰯油を5ml/時間、高比
重基質供給管3より水を2.5ml/時間で供給し、高
比重生産物排出管9より120〜190mg/mlのグ
リセリンを含む高比重生産物を1〜3ml/時間で回収
してやると、低比重生産物が3〜5ml/時間で回収さ
れた。低比重生産物は窒素で容器中の大気を置換した−
18℃の容器に保存した。各運転時間の低比重生産物の
加水分解率及び過酸化物価を表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】表1から本発明の二相系固定化酵素リアク
ターを用いることにより、鰯油を81%で加水分解し、
過酸化物価が10〜20の分解産物が連続的に得ること
ができる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、固定化酵素を用いる反
応を効率的に実施することができる。本発明で用いる二
相系反応は、油脂分解等油化学工業に広く実施されてい
る反応である。しかも常温常圧で反応でき、高度不飽和
脂肪酸及びグリセリンの変性も少なく、人と環境にとっ
て望ましいプロセスとして大いに利用されるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二相系固定化酵素リアクターの説明断
面図である。
【符号の説明】 1 低比重生産物排出管 2 上端の静置槽 3 高比重基質供給管 4 撹拌槽 5 仕切り板 6 パルス発生機 7 低比重基質供給管 8 下端の静置槽 9 高比重生産物排出管 10 エマルジョン破壊装置 11 パルス発生機につながれた分岐管 12 定量ポンプにつながれた分岐管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上端及び下端に静置槽を有し、中間部に
    2個以上の撹拌槽を有するとともに、それら各槽を固定
    化酵素を通過させない微小透孔を有する通液性の仕切り
    板で仕切り、かつ該撹拌槽には固定化酵素を収容させ、
    さらに該上端の静置槽の上端部には低比重生産物排出
    管、該上端の撹拌槽には高比重基質供給管、該下端の撹
    拌槽には低比重基質供給管、該下端の静置槽の下端部に
    は高比重生産物排出管を配設し、下端の静置槽の下部に
    パルス発生機を連結させたことを特徴とする二相系固定
    化酵素リアクター。
JP9345391A 1991-03-29 1991-03-29 二相系固定化酵素リアクター Expired - Lifetime JPH0685710B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9345391A JPH0685710B2 (ja) 1991-03-29 1991-03-29 二相系固定化酵素リアクター

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9345391A JPH0685710B2 (ja) 1991-03-29 1991-03-29 二相系固定化酵素リアクター

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06181739A JPH06181739A (ja) 1994-07-05
JPH0685710B2 true JPH0685710B2 (ja) 1994-11-02

Family

ID=14082747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9345391A Expired - Lifetime JPH0685710B2 (ja) 1991-03-29 1991-03-29 二相系固定化酵素リアクター

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0685710B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006042827A (ja) * 2005-10-14 2006-02-16 Saga Prefecture バイオリアクター

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06181739A (ja) 1994-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103357199B (zh) 脱气方法
JPH0198494A (ja) バイオリアクター
KR20160102007A (ko) 미생물 세포로부터의 미생물 오일의 수득 방법
KR20160102008A (ko) 미생물 세포로부터의 미생물 오일의 수득 방법
KR20160100382A (ko) 미생물 세포로부터의 미생물 오일의 수득 방법
KR20160100383A (ko) 미생물 세포로부터의 미생물 오일의 수득 방법
JPH0116143B2 (ja)
JP2516860B2 (ja) 濃縮された高度不飽和脂肪酸含有油脂の製造方法
Seymour et al. Sonochemical reactions at 640 kHz using an efficient reactor. Oxidation of potassium iodide
JP3439675B2 (ja) 油脂の加水分解方法
JPH0685710B2 (ja) 二相系固定化酵素リアクター
JP6990174B2 (ja) 高度不飽和脂肪酸含有組成物の製造方法
WO1998033508A1 (en) Calcareous material
JP6518022B1 (ja) 高度不飽和脂肪酸含有組成物の製造方法
US2232544A (en) Process for the manufacture of soap and recovery of the glycerin and other volatile unsaponifiable matters
CN1174688C (zh) 含有海藻碘浓缩液的海藻碘盐
JPH0659211B2 (ja) 二相系バイオリアクター
US1457793A (en) And paul w
US4957627A (en) Process for liquid-solid contact
EP0058074A1 (en) Liquid-liquid contacting process
CN105384635B (zh) 一种从鱼油中分离纯化Omega‑3脂肪酸乙酯的方法
JPH06245756A (ja) ループ式二相系固定化酵素リアクター及びそれを用いた反応方法
JPH0320398A (ja) 脱酸方法
JPH01207258A (ja) 脱酸方法
JPH04126798A (ja) 遊離脂肪酸を含むグリセリドからの遊離脂肪酸の分離方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term