JPH099981A - Separation of oil and water in microbial reaction of oily and aqueous two-phase system - Google Patents

Separation of oil and water in microbial reaction of oily and aqueous two-phase system

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JPH099981A
JPH099981A JP18326595A JP18326595A JPH099981A JP H099981 A JPH099981 A JP H099981A JP 18326595 A JP18326595 A JP 18326595A JP 18326595 A JP18326595 A JP 18326595A JP H099981 A JPH099981 A JP H099981A
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JP
Japan
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oil
water
reaction
phase
microbial
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JP18326595A
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Japanese (ja)
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Toshihito Kobayashi
俊仁 小林
Naohisa Kamimura
直久 上村
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SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Japan Petroleum Energy Center JPEC
Eneos Corp
Original Assignee
SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Petroleum Energy Center PEC
Mitsubishi Oil Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To efficiently recover a metabolite or a reactional product from an aqueous phase by filtering a microbial reactional solution comprising a microorganism, an oil and water through a ceramic filter module and separating a microbial cell/oil from water. CONSTITUTION: A microbial reactional solution of an oily and aqueous two-phase system in production, etc. of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid by culturing Sphingomonas pauclmobilis AK2M16 (FERM P-13996) is filtered through a ceramic filter module. Thereby, the aqueous phase can selectively be separated without containing a microbial or an oil in the separated aqueous phase. The reactional product can readily be recovered in high yield.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、油水二相系微生物反応
において、該反応液から選択的かつ連続的に油水を分離
する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for selectively and continuously separating oil / water from a reaction solution in an oil / water two-phase microbial reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在の石油精製プロセスは、工業的に極
めて完成度の高い、最も効率的なプロセスの一つとして
認識されているが、一方では高温・高圧のエネルギー負
荷に支えられているという背景がある。そして、それは
地球環境問題の引き金になっていることも事実である。
将来的には、より一層の環境負荷の少ないバイオテクノ
ロジー等を応用した石油精製プロセスが要求または期待
されるものと考えられる。
2. Description of the Related Art The present petroleum refining process is recognized as one of the most efficient and most industrially efficient processes, but on the other hand, it is supported by high temperature and high pressure energy loads. There is a background. And it is also a fact that it triggers global environmental problems.
In the future, it is considered that petroleum refining processes that apply biotechnology and the like with even less environmental impact will be required or expected.

【0003】従来の微生物反応は、専ら水系で行われて
おり、石油類や各種オイルを基質とした水に不溶性の物
質による反応には極めて不利であると考えられていた。
一方、近年では、有機溶媒耐性微生物が見出され、有機
溶媒等の油が介在した、油水二相系での微生物反応実用
例に関する研究が開始されている。また、このような反
応系で変換可能な微生物も報告されるようになった。し
かしながら、これらの研究は未だ開始されたばかりであ
るうえ、有機溶媒二相系における微生物主体の反応性に
関するものであり、微生物反応工程以後の具体的なプロ
セスに関する研究や報告は未だに少なく、特に、微生物
の油水二相系反応における油水分離工程については、合
理的な技術の不足から幾多の問題を抱えたままである。
もちろん、連続処理、工業化等に成功した例は、未だ発
表されていない。
The conventional microbial reaction is carried out exclusively in a water system, and it has been considered to be extremely disadvantageous for a reaction with a water-insoluble substance using petroleum or various oils as a substrate.
On the other hand, in recent years, organic solvent-resistant microorganisms have been found, and studies on practical examples of microbial reactions in an oil-water two-phase system in which an oil such as an organic solvent intervenes have been started. In addition, microorganisms that can be converted by such a reaction system have also been reported. However, these studies have only just begun and are related to the reactivity of microorganisms in the organic solvent two-phase system, and there are still few studies and reports on specific processes after the microbial reaction step. The oil-water separation process in the oil-water two-phase system reaction has many problems due to lack of rational technology.
Of course, examples of successful continuous processing, industrialization, etc. have not yet been announced.

【0004】油水二相系での微生物反応の有利な点とし
て、水に不溶性な原料(基質)の微生物反応を挙げるこ
とができる。この場合、固体状の基質も、原料として有
機溶媒に溶解でき、基質と培地の混合を容易にし、効率
的な反応系とすることができる。即ち、液体原料と同様
に、水に不溶性な原料を供給することができるため、適
用可能な原料の拡大、反応速度の向上、微生物汚染の防
止、発泡制御、原料の連続供給が可能となり、従来の原
料を固体で供給する方法と比べ、極めて有効な方法であ
り、石油系物質の有用性の高い微生物反応プロセスとし
て期待されるものである。
An advantage of the microbial reaction in the oil-water two-phase system is a microbial reaction of a water-insoluble raw material (substrate). In this case, a solid substrate can also be dissolved in an organic solvent as a raw material, facilitate mixing of the substrate and the medium, and make an efficient reaction system. That is, since it is possible to supply a water-insoluble raw material like the liquid raw material, it is possible to expand the applicable raw material, improve the reaction rate, prevent microbial contamination, control foaming, and continuously supply the raw material. It is an extremely effective method as compared with the method of supplying the raw material as a solid, and is expected as a highly useful microbial reaction process for petroleum-based substances.

【0005】しかしながら、油水二相系での微生物反応
を効率よく、大量に処理するためには、生成物の回収
や、基質・培地成分の供給、また代謝中間物質等の反応
阻害物質の除去を目的とした効率的な油水分離技術が必
要不可欠である。
However, in order to process the microbial reaction in the oil-water two-phase system efficiently and in a large amount, it is necessary to recover the product, supply the substrate / medium components, and remove the reaction inhibiting substances such as metabolic intermediates. A targeted efficient oil-water separation technology is essential.

【0006】通常、利用されている油水分離方法として
は、静置分離法があり、より効果的な方法として、遠心
分離法あるいは疎水性ろ紙によってろ過する方法があ
る。しかしながら、これらの方法は下記するように特に
工業的処理には不向きである。
[0006] Usually, the oil-water separation method used is a static separation method, and a more effective method is a centrifugation method or a method of filtering with a hydrophobic filter paper. However, these methods are not suitable for industrial treatment, as described below.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】一般に、油水二相系の
反応液は菌体が生産する界面活性剤の作用でエマルショ
ン化が顕著になるため、静置分離法では処理量に応じた
容量の容器が必要となり、しかも油水の分離には長時間
を要し、かつ菌体の分離においては全く不向きである。
もちろん、エマルション化の程度に係りなく、油水の分
離には大きな困難が伴うものである。
In general, the reaction solution of oil-water two-phase system is remarkably emulsified by the action of the surfactant produced by the bacterial cells. A container is required, and it takes a long time to separate oily water, and it is completely unsuitable for separating bacterial cells.
Of course, regardless of the degree of emulsification, separation of oily water is accompanied by great difficulty.

【0008】疎水性ろ紙によってろ過する方法では、ろ
過材の耐久性が低く、ろ紙の目詰まりによる分離性能の
低下等、効率面で多くの問題がありこれも不向きな方法
である。
The method of filtering with a hydrophobic filter paper has many problems in terms of efficiency such as low durability of the filter material and deterioration of separation performance due to clogging of the filter paper, which is also unsuitable.

【0009】遠心分離法では油水の分離ができるが、界
面には界面活性剤が析出し、そこにも菌体が存在してい
るため完全な菌体の分離は困難である。また、反応液か
ら反応中に、あるいは反応後に水相のみを抜き出し、新
しい栄養源を供給するような場合、すなわち反応生産物
や反応阻害物質を除きながら新鮮なエネルギー源を供給
するような、連続的な反応プロセスにおいては、遠心分
離法では反応プロセスが断続的となる上、操作も煩雑で
菌体の再懸濁作業も必要となり、多大な労力や時間を費
やす等、工程の簡素化や効率化の面で課題が残ってい
る。又、活性菌体の回収操作に伴う損失の面からも効率
的ではなく、連続的な大量処理には不向きな方法であ
る。
Although oily water can be separated by the centrifugal separation method, it is difficult to completely separate the microbial cells because a surfactant is deposited on the interface and the microbial cells are also present therein. In addition, when only the aqueous phase is extracted from the reaction solution during or after the reaction and a new nutrient source is supplied, that is, a fresh energy source is supplied while removing reaction products and reaction inhibitors, continuous In the conventional reaction process, the centrifugation process makes the reaction process intermittent, and the operation is complicated and resuspension work of the bacterial cells is required, which requires a great deal of labor and time, which simplifies the process and improves the efficiency. There are still issues to be solved. In addition, it is not efficient in terms of loss associated with the recovery operation of active cells, and is not suitable for continuous large-scale processing.

【0010】そこで本発明者らは、微生物反応液のエマ
ルション化が進行するような、石油類の油水二相系微生
物反応における油水分離技術を開発するため、上記課題
に鑑み、効率的な連続反応プロセスを構築する上で、好
適に利用し得る当該技術の確立を本発明の目的として新
たに設定した。
In view of the above problems, the present inventors have developed an oil-water separation technique in an oil-water two-phase microbial reaction of petroleum, in which emulsification of a microbial reaction liquid proceeds, and therefore, in view of the above problems, an efficient continuous reaction In establishing the process, the establishment of the technique that can be suitably used is newly set as the object of the present invention.

【0011】つまり、微生物、油分、水分からなる微生
物反応液において、油水分を分離するだけでもきわめて
困難なところ、上記したように本発明においては、微生
物も加えた三成分系の反応液において、微生物と油分、
及び、水分とに分離すること、しかも工業的に効率よく
分離することを本発明の目的として設定したのである
が、このような技術課題はそれ自体が従来存在せず、新
規なものである。ましてや、これら三成分が乳化してエ
マルション化した場合、これらの分離が更に困難なもの
となることはいうまでもない。本発明は、このような反
応液における菌体/油分と水分との工業的分離も本発明
の目的とするものである。
That is, it is extremely difficult to separate oil moisture from a microbial reaction liquid consisting of microorganisms, oil, and water. In the present invention, as described above, in the ternary reaction liquid containing microorganisms, Microorganisms and oil,
Further, the purpose of the present invention is to separate into water and industrially efficiently, but such a technical problem is novel since it does not exist in itself. Needless to say, when these three components are emulsified to form an emulsion, it becomes more difficult to separate them. The present invention is also an object of the present invention to industrially separate bacterial cells / oil and water in such a reaction solution.

【0012】本発明者らは、このような三成分系の反応
液から菌体/油分と水分とを分離するという実現がきわ
めて困難な技術課題を新規に設定しただけでなく、更に
この分離技術を応用して、分離した水分からは反応生成
物を回収し、基質や培養成分を追加供給し、及び/又
は、反応阻害物は除去して、しかる後に培養槽(反応
槽)に返してやり、他方、微生物及び油分も再度培養槽
(反応槽)へ返してやり、そこでまた培養ないし反応さ
せて、循環培養ないし循環反応させる技術を新たに確立
することも、目的として設定した。この技術によれば、
貴重な微生物、油分が再利用できるだけでなく、高価な
培地の使用も少なくてすみ、効率面のみならず経済面で
もすぐれており、特に工業処理ないし連続処理するうえ
で卓越しており、このような技術課題も従来未知の新規
なものである。
[0012] The present inventors not only newly set a technical problem that is extremely difficult to realize to separate cells / oil and water from such a three-component reaction solution, and further , The reaction product is recovered from the separated water, the substrate and the culture component are additionally supplied, and / or the reaction inhibitor is removed, and then returned to the culture tank (reaction tank), On the other hand, it was also set as an object to establish a technique of circulating culture or circulation reaction by returning microorganisms and oil to the culture tank (reaction tank) again, and culturing or reacting there again. According to this technology,
Not only can valuable microorganisms and oil components be reused, the use of expensive culture media can be reduced, which is excellent not only in terms of efficiency but also in economic terms. There are new technical issues that have not been known so far.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
ような従来未知の新規な技術課題でありしかも技術的意
義にすぐれた効果の高い技術課題を新たに設定し、これ
らの課題を一挙に解決するために鋭意研究を行った結
果、油水二相系微生物反応液から反応プロセスを中断す
ることなく、連続的に油水を分離する方法として、ろ過
法を採用することが適切であるとの結論に達し、さら
に、ろ過法における課題の一つであるろ過材について種
々検討を重ねたところ、油水二相系微生物反応液に対し
て、セラミックフィルターが効果的な機能を有すること
をはじめて見出した。即ち、セラミックフィルターには
エマルション化された油水二相系微生物反応液において
も、水相を選択的にろ過する機能があり、セラミックフ
ィルターモジュールを介在させることで、より効率的で
連続的な油水分離が可能となることを発見した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention newly set the above-mentioned new technical problems which have not been heretofore known and which are highly effective in terms of technical significance. As a result of earnest research to solve all at once, it is appropriate to adopt a filtration method as a method for continuously separating oil / water without interrupting the reaction process from the oil / water two-phase microbial reaction solution. As a result of further investigations on the filtering material, which is one of the problems in the filtration method, it was found for the first time that the ceramic filter has an effective function for the oil-water two-phase microbial reaction liquid. It was That is, the ceramic filter has a function of selectively filtering the water phase even in the emulsified oil-water two-phase microbial reaction liquid, and by interposing the ceramic filter module, more efficient and continuous oil-water separation can be achieved. I discovered that is possible.

【0014】また、セラミックフィルターを用いること
によって、菌体/油相を水相と効率的に分離できるだけ
でなく、分離した菌体は機能の低下や変化を受けておら
ず、続けて培養、反応に利用できることも確認した。ま
た、分離した水相に必要な培地成分や基質を添加して培
養槽ないし反応槽に戻してやることも可能であって、連
続培養も可能であることも更に確認した。本発明は、こ
れらの有用新知見を発見し、更に検討した結果、遂に完
成されたものである。
Further, by using the ceramic filter, not only the bacterial cells / oil phase can be efficiently separated from the aqueous phase, but also the separated bacterial cells have not been deteriorated or changed in function, so that they can be continuously cultured and reacted. Also confirmed that it can be used for. Further, it was further confirmed that it is possible to add necessary medium components and substrates to the separated aqueous phase and return them to the culture tank or the reaction tank, and continuous culture is also possible. The present invention was finally completed as a result of discovering these useful new findings and further examining them.

【0015】油水二相系微生物反応においては、このよ
うな連続的油水分離技術を伴う石油系バイオプロセスは
これまで例がなかったものである。さらに、該技術を流
出油や廃油の処理に応用して環境浄化や、オイルシェー
ルやタールサンド等の石油代替燃料の前処理にも応用す
ることが可能であり、バイオテクノロジーと石油産業の
接合化に大きな貢献をもたらす技術となりえる。
In the oil-water two-phase microbial reaction, there has never been a petroleum bioprocess involving such a continuous oil-water separation technique. Furthermore, it is possible to apply this technology to the treatment of spilled oil and waste oil, and to apply it to environmental purification and pretreatment of oil alternative fuels such as oil shale and tar sand. It can be a technology that makes a great contribution to

【0016】以下、本発明に付き詳述する。本発明の油
水分離方法は、油水二相系微生物反応において、セラミ
ックフィルターモジュールを介してろ過することで、た
とえエマルション状態であっても該反応液から菌体/油
相と水相を効率的に分離することができる。
The present invention will be described in detail below. The oil-water separation method of the present invention efficiently filters cells / oil phase and water phase from the reaction solution by filtering through a ceramic filter module in an oil-water two-phase microbial reaction even in an emulsion state. Can be separated.

【0017】石油系バイオプロセスにおいて、有機溶媒
を有し、非常にデリケートな微生物を含有する複雑な油
水二相系反応液をセラミックフィルターモジュールを介
して、油/菌体相と水相とを分離し、菌体を損うことな
く各相を選択的且つ連続的に分離する方法は未だ報告例
がない。ましてや、エマルション化された反応液におけ
る各相の分離についても報告例はなく、また、この連続
分離処理を利用して連続培養を行い、効率的に物質の生
産を行うことなど全く報告例が認められない。
In a petroleum bioprocess, a complex oil-water two-phase reaction liquid containing an organic solvent and containing extremely delicate microorganisms is separated through a ceramic filter module into an oil / bacteria phase and an aqueous phase. However, there has not been reported a method for selectively and continuously separating each phase without damaging the bacterial cells. Furthermore, there are no reports of separation of each phase in the emulsified reaction solution, and there are no reports of efficient production of substances by continuous culture using this continuous separation treatment. I can't.

【0018】油水二相系微生物反応液から選択的に水相
を分離する場合、遠心分離法を採用したのではスケール
アップが困難であるが、セラミックフィルターモジュー
ルを採用した方法では、複数のフィルターを組み合わせ
ることで、容易にスケールアップすることが可能とな
る。また、強度的にも一般のろ過材に比べ強固で耐久性
に優れ、耐薬品性や耐熱性の面でも優れており、工業面
において優れている。
When selectively separating the aqueous phase from the oil-water two-phase microbial reaction solution, it is difficult to scale up by using the centrifugal separation method, but in the method using the ceramic filter module, a plurality of filters are used. By combining them, it becomes possible to easily scale up. Further, in terms of strength, it is stronger and more durable than general filter media, and is superior in terms of chemical resistance and heat resistance, and is superior in terms of industry.

【0019】本発明の分離方法において、油水二相系反
応に供する微生物は、基質変換能を有しかつ該二相系で
生育もしくは反応可能な微生物であればよい。
In the separation method of the present invention, the microorganism to be subjected to the oil-water two-phase reaction may be any microorganism having a substrate converting ability and capable of growing or reacting in the two-phase system.

【0020】ここで、本発明で称する油水二相系とは、
培地および/または緩衝液からなる水相と、基質を含有
する有機溶媒とが、一定の割合で含まれる反応系であ
る。
The oil-water two-phase system referred to in the present invention is as follows.
It is a reaction system in which an aqueous phase composed of a medium and / or a buffer solution and an organic solvent containing a substrate are contained at a constant ratio.

【0021】油水二相系で用いる水相成分に関しては、
特に制限するものではないが、増殖菌体反応法において
は、通常、微生物の培養に用いられる無機塩や有機物か
らなる成分が使用可能で、休止菌体反応法においては、
緩衝液が用いられ燐酸緩衝液が好適に使用し得る。又、
油相に関しては、反応に供する微生物にもよるが、水相
と二相を形成し得、微生物が生育もしくは反応可能であ
ればその種類に特に制限はなく、脂肪族炭化水素類、脂
環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ケト
ン類、及びそれらの誘導体の内1種もしくは2種以上の
混合物や、原油を含む種々の石油系混合物も使用するこ
とができる。
Regarding the aqueous phase component used in the oil-water two-phase system,
In the microbial cell reaction method, which is not particularly limited, components composed of inorganic salts and organic substances that are usually used for culturing microorganisms can be used, and in the resting microbial cell reaction method,
A buffer solution is used, and a phosphate buffer solution is preferably used. or,
Regarding the oil phase, depending on the microorganism to be subjected to the reaction, it is possible to form a two-phase with the aqueous phase, and the type is not particularly limited as long as the microorganism can grow or react, and aliphatic hydrocarbons, alicyclic It is also possible to use a mixture of one or more of hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, ethers, ketones, and derivatives thereof, and various petroleum-based mixtures including crude oil.

【0022】上記記載で構成される油水二相系で、微生
物により反応させ、その反応液をポンプ等で抜き出した
後、セラミックフィルターモジュールを介してろ過する
ことにより、油水二相系微生物反応液中の水相を選択的
に分離して、水溶性の反応生産物を回収することができ
る。分離された水相は、菌体が完全に除去されているの
で清浄な状態となっている。
In the oil-water two-phase microbial reaction liquid, the oil-water two-phase microbial reaction liquid is obtained by reacting with the microorganism in the oil-water two-phase system, extracting the reaction liquid with a pump or the like, and then filtering through a ceramic filter module. The aqueous phase can be selectively separated to recover the water-soluble reaction product. The separated aqueous phase is in a clean state because the bacterial cells have been completely removed.

【0023】また、反応液を循環させることで、連続的
に反応させながらろ過させ、代謝中間物質等の水溶性阻
害物を除去し、かつ新しいエネルギー源や不足したエネ
ルギー源を連続的に供給することができる。さらに目詰
まりにより、ろ過能力が低下した場合でも、逆洗によっ
て容易にろ過能力を回復させることができる。
By circulating the reaction solution, filtration is performed while continuously reacting to remove water-soluble inhibitors such as metabolic intermediates and to continuously supply a new energy source or insufficient energy source. be able to. Further, even when the filtration capacity is lowered due to clogging, the filtration capacity can be easily recovered by backwashing.

【0024】本発明で用いるセラミックフィルターモジ
ュールは、無機多孔質の支持体の上に、微細な多孔質の
薄膜を複層した構造で、用いる微生物や油相を透過せ
ず、水相のみを選択的に透過する孔径を有し、蒸気によ
る殺菌、薬品洗浄に耐える材質のもの、例えば、アルミ
ナセラミック、ジルコニアセラミックを好適に用いるこ
とができる。市販品も充分使用に耐えうるものである。
The ceramic filter module used in the present invention has a structure in which a fine porous thin film is laminated on an inorganic porous support, does not permeate the microorganisms and oil phase used, and selects only the aqueous phase. It is possible to preferably use a material that has a pore size that allows transparent permeation and that is resistant to sterilization by steam and chemical cleaning, such as alumina ceramics and zirconia ceramics. Commercially available products can be used well.

【0025】従って本発明によれば、油水二相系微生物
反応において、該反応液をセラミックフィルターモジュ
ールを介してろ過することで、たとえエマルション化さ
れた反応液であっても、これらから水相を選択的に分離
することができるため、様々な油水二相系微生物反応プ
ロセスに利用でき、効率的な連続反応プロセスを可能と
するものである。したがって、油水の分離はもとより、
連続培養にも本発明は有利に利用することができる。
Therefore, according to the present invention, in an oil-water two-phase microbial reaction, by filtering the reaction solution through a ceramic filter module, even if the reaction solution is emulsified, the aqueous phase is removed from them. Since it can be selectively separated, it can be utilized in various oil-water two-phase microbial reaction processes and enables an efficient continuous reaction process. Therefore, not only the separation of oil and water,
The present invention can be advantageously used for continuous culture.

【0026】例えば、デカリン等の有機溶媒へ2,6−
ジメチルナフタレンを1%程度溶解した液と培地との等
量混合物にスフィンゴモナス属菌(例えば、Sphin
gomonas paucimobilis FERM
P−13632、同13996等)を接種し、30
℃、300rpmで所定期間(例えば3〜5日間)培養
する。培養後、培養液をセラミックフィルターモジュー
ルで処理する。その結果、菌体/油相と水相が速やかに
且つシャープに分離する。分離した水相には菌体や油分
の混入がないため、きわめて容易に反応生成物である
2,6−ナフタレンジカルボン酸を高収率で回収するこ
とができる。
For example, to an organic solvent such as decalin 2,6-
Sphingomonas spp (for example, Sphingomonas spp.
gomonas paucimobilis FERM
P-13632, 13996, etc.)
Culturing is carried out at 300 ° C. for a predetermined period (for example, 3 to 5 days). After culturing, the culture solution is treated with a ceramic filter module. As a result, the bacterial cell / oil phase and the aqueous phase are rapidly and sharply separated. Since the separated aqueous phase is free from bacterial cells and oil, the reaction product 2,6-naphthalenedicarboxylic acid can be recovered very easily in a high yield.

【0027】菌体/油相は、もとの培養槽に返し、ま
た、分離した水相は、必要あれば培地成分を追加、補充
して調整した後、再度培養槽に返してやる。このように
して、連続培養が効率的且つ経済的に実施できる。
The cell / oil phase is returned to the original culture tank, and the separated aqueous phase is added to and supplemented with medium components, if necessary, and then returned to the culture tank. In this way, continuous culture can be carried out efficiently and economically.

【0028】本菌を培養する場合の培地成分としては、
炭素源及び変換基質として2,6−ジメチルナフタレン
を含有すること以外は、本菌の生育が良好であれば他の
培地成分は特に制限されない。すなわち、生育基質とし
て、窒素源では、例えばアンモニア、塩化アンモニウ
ム、燐酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモ
ニウム、酢酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナ
トリウム、尿素等を、無機塩類としては、例えばカリウ
ム、ナトリウム、鉄、マグネシウム、マンガン、銅、カ
ルシウム、コバルト等の各塩類等が使用できる。又、炭
素源としては、2,6−ジメチルナフタレン以外に、サ
リチル酸、2−メチルナフタレン、アントラセン、グル
コース、フラクトース、デンプン等を補助基質として添
加することも可能である。
The medium components for culturing the bacterium include:
Except for containing 2,6-dimethylnaphthalene as a carbon source and a conversion substrate, other medium components are not particularly limited as long as the bacterium grows well. That is, as a growth substrate, in a nitrogen source, for example, ammonia, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium acetate, ammonium nitrate, sodium nitrate, urea, etc., and as inorganic salts, for example, potassium, sodium, iron, magnesium, Salts such as manganese, copper, calcium, and cobalt can be used. In addition to 2,6-dimethylnaphthalene, salicylic acid, 2-methylnaphthalene, anthracene, glucose, fructose, starch and the like can be added as a carbon source as an auxiliary substrate.

【0029】2,6−ジメチルナフタレンを溶解する溶
媒としては、例えば、ヘプタン、n−オクタン、イソオ
クタン、シクロオクタン、ノナン、デカン、ドデカン、
テトラリン、デカリン、ヘキシルエーテル、等が使用で
きるが、数日間の培養で揮発減少せず、又、雑菌の繁殖
を抑制する意味から微生物毒性が強すぎず、また弱すぎ
ないもので、かつ、2,6−ジメチルナフタレンを溶解
し資化されないものであれば、上記以外の溶媒も使用す
ることができる。そして、これらの内のいづれか1種、
又は2種以上を任意に混合し使用しても良い。
As the solvent for dissolving 2,6-dimethylnaphthalene, for example, heptane, n-octane, isooctane, cyclooctane, nonane, decane, dodecane,
Tetralin, decalin, hexyl ether, etc. can be used, but they do not decrease in volatilization in a few days of culture, and their microbial toxicity is neither too strong nor too weak in order to suppress the growth of various bacteria, and 2 Solvents other than the above can also be used as long as they do not assimilate and dissolve 6,6-dimethylnaphthalene. And any one of these,
Alternatively, two or more kinds may be arbitrarily mixed and used.

【0030】[0030]

【実施例】以下に、油水二相系資化性微生物を一例とし
て用い、実施例を示すが、本発明は下記の実施例のみに
限定されるものではない。
[Examples] Examples will be shown below using an oil-water two-phase assimilating microorganism as an example, but the present invention is not limited to the following examples.

【0031】[0031]

【実施例1】菌株Sphingomonas pauc
imobilis AK2M16(FERM P−13
996)を下記表1に示したKF培地により増殖培養
し、培養液が光学密度(OD660)でおよそ20とな
った時、この培養液1リットルとデカリン1リットル
を、3リットル容量のミニジャーファーメンターに導入
し、セラミックフィルターモジュール(ハウジング:S
US304、エレメント:アルミナ(0.2μm外膜
式、22φ×300mm)、内柱:テフロン、シール
部:シリコンOリング及びテフロンシールテープ)を用
いて、クロスフロー式によりろ過を行った。抜き出し用
には、ペリスタリックポンプを用い、ろ過条件は、膜面
流速:0.5〜1.0m/秒(1,000ml/分)、
温度30℃、ミニジャーファーメンターの通気量及び攪
拌速度は、1.6リットル/分および400rpmの条
件でろ過を行い、更にろ過開始後1.8時間後、および
4.5時間後に、それぞれ120ml及び200mlの
水を用いて、セラミックフィルターモジュールを逆洗し
た。
Example 1 Strain Sphingomonas pauc
immobilis AK2M16 (FERM P-13
996) was proliferated and cultured in the KF medium shown in Table 1 below, and when the culture solution reached an optical density (OD660) of about 20, 1 liter of this culture solution and 1 liter of decalin were added to a mini jar of 3 liter capacity. Introduced to mentor, ceramic filter module (housing: S
US304, Element: Alumina (0.2 μm outer membrane type, 22φ × 300 mm), Inner column: Teflon, Seal part: Silicon O-ring and Teflon seal tape) were used to perform filtration by a cross flow method. A peristaltic pump was used for extraction, and filtration conditions were: membrane surface flow rate: 0.5 to 1.0 m / sec (1,000 ml / min),
The temperature was 30 ° C., the aeration rate and stirring speed of the mini jar fermenter were 1.6 l / min and 400 rpm, and filtration was carried out at a rate of 120 ml after 1.8 hours and 4.5 hours after the start of filtration. And the ceramic filter module was backwashed with 200 ml of water.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】得られた結果を下記表2に示すが、ろ液は
清浄な水相であり、有機溶媒であるデカリン及び菌体は
完全に除去されていた。又、表2に示したようにセラミ
ックフィルターモジュールを逆洗することで、低下した
ろ過流速を回復させることができた。
The obtained results are shown in Table 2 below. The filtrate was a clean aqueous phase, and the organic solvent decalin and the bacterial cells were completely removed. Also, as shown in Table 2, by backwashing the ceramic filter module, the lowered filtration flow rate could be recovered.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、油水二相系微生物反応
液において、セラミックフィルターモジュールを介して
ろ過することにより、該反応液から水相を選択的に分離
して、代謝産物もしくは反応生産物を効率良く回収でき
る。さらに反応液中の阻害物質の除去や培地成分の連続
供給もでき、有機溶媒介在型微生物反応等の油水二相系
微生物反応における効率的な連続反応プロセスを構築す
ることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an oil-water two-phase microbial reaction solution is filtered through a ceramic filter module to selectively separate the aqueous phase from the reaction solution, thereby producing a metabolite or a reaction product. Items can be collected efficiently. Further, it is possible to remove the inhibitory substances in the reaction solution and continuously supply the medium components, so that an efficient continuous reaction process in an oil-water two-phase microbial reaction such as an organic solvent-mediated microbial reaction can be constructed.

【0036】また本発明によれば、貴重な微生物、有機
溶媒をくり返し使用することができ、培地成分も廃棄す
ることなく再使用できるので、経済的にもすぐれてお
り、工業的処理として本発明は卓越している。
Further, according to the present invention, since valuable microorganisms and organic solvents can be repeatedly used and the medium components can be reused without discarding them, it is economically superior and the present invention is an industrial treatment. Is outstanding.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:01) (C12N 1/20 C12R 1:01) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location C12R 1:01) (C12N 1/20 C12R 1:01)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 油水二相系微生物反応において、該反応
液をセラミックフィルターモジュールを介してろ過し、
該反応液より代謝産物もしくは反応生産物を含む水相を
選択的に分離させることを特徴とする油水分離方法。
1. In an oil-water two-phase microbial reaction, the reaction solution is filtered through a ceramic filter module,
A method for separating oil and water, comprising selectively separating an aqueous phase containing a metabolite or a reaction product from the reaction solution.
【請求項2】 該分離処理を連続的に行うことを特徴と
する請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the separation treatment is continuously performed.
【請求項3】 該水相を分離した後、代謝産物もしくは
反応生産物を回収することを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein a metabolite or a reaction product is recovered after separating the aqueous phase.
【請求項4】 分離した水相に必要な成分を添加、補充
し、及び/又は、不要成分を除去した後、これを該反応
に循環再使用することを特徴とする請求項1〜請求項3
のいずれか1項に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein necessary components are added to the separated aqueous phase, supplemented, and / or unnecessary components are removed, and then this is recycled to the reaction. Three
The method according to any one of claims 1 to 4.
【請求項5】 該水相を分離した後の油/菌体相は、そ
のままもしくは必要な成分を添加、補充した後、これを
該反応に循環再使用することを特徴とする請求項1〜請
求項4のいずれか1項に記載の方法。
5. The oil / bacterial body phase after separating the aqueous phase is reused for the reaction as it is or after adding and supplementing necessary components. The method according to claim 4.
【請求項6】 該反応がエマルション化された油水二相
系微生物反応であることを特徴とする請求項1〜請求項
5のいずれか1項に記載の方法。
6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the reaction is an emulsified oil-water two-phase microbial reaction.
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