JPS5813393A - 固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法 - Google Patents
固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法Info
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- JPS5813393A JPS5813393A JP56108161A JP10816181A JPS5813393A JP S5813393 A JPS5813393 A JP S5813393A JP 56108161 A JP56108161 A JP 56108161A JP 10816181 A JP10816181 A JP 10816181A JP S5813393 A JPS5813393 A JP S5813393A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (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
【発明の詳細な説明】
本発明は固定化微生物を用いるアルコールの製造法にお
いて固定化微生物を充填した反応槽から溢流する液を第
２反応槽に受けて発酵を継続せしめる方法に関する。
いて固定化微生物を充填した反応槽から溢流する液を第
２反応槽に受けて発酵を継続せしめる方法に関する。
固定化酵母を用いるアルコール連続発酵においては生成
されるエタノール濃度が高いほど又残糊濃度が低いほど
固定化菌体の増殖が阻害され、その活性が低下する。従
来アルコール生成（１） 収率をｔｏ−ｔｏ４程度を維持して長期間生産できるこ
とは知られている（Ｌｉｎｋｏ 、 Ｙ、、 Ｌｉｎｋ
Ｏ。
されるエタノール濃度が高いほど又残糊濃度が低いほど
固定化菌体の増殖が阻害され、その活性が低下する。従
来アルコール生成（１） 収率をｔｏ−ｔｏ４程度を維持して長期間生産できるこ
とは知られている（Ｌｉｎｋｏ 、 Ｙ、、 Ｌｉｎｋ
Ｏ。
Ｐｌ、バイオテクノロジーレターズｊ （１１２１−，
２６（ｌりｔ／））。
２６（ｌりｔ／））。
しかし１０〜１ｏｏ４の収率でエタノール生産を試みる
と高濃度の生成エタノールとそれに伴なう残糊の濃度低
下のため、固定化した菌体の生理的活性が低下し、一部
酵母が死滅し安定な連続運転が困難である。他方、固定
化反応槽から流出する酸液中には一般にｉｏ’〜ｉｏ’
個／−の濃度の生菌体が常に存在し、従来の回分アルコ
ール発酵の場合とほぼ同等の菌数が存在する。
と高濃度の生成エタノールとそれに伴なう残糊の濃度低
下のため、固定化した菌体の生理的活性が低下し、一部
酵母が死滅し安定な連続運転が困難である。他方、固定
化反応槽から流出する酸液中には一般にｉｏ’〜ｉｏ’
個／−の濃度の生菌体が常に存在し、従来の回分アルコ
ール発酵の場合とほぼ同等の菌数が存在する。
各種固定化方法を検討してみると生菌体の流出量はその
固定化菌体の種類によって差があるが流出する生菌体は
いずれも充分なアルコール生産能を保持している。固定
化した菌体を用いたエタノールの連続生産を工業的レベ
ルで行うためには、高収率でかつ長期間の運転が行える
ことが望まれる。本発明者らは上述の反応槽より流出す
る酸液中に存在する遊離生菌体を利用す（λ） ることにより、アルコールの収率な向上せしめ且つ長期
間固定化連続発酵が行えることを見い出した。
固定化菌体の種類によって差があるが流出する生菌体は
いずれも充分なアルコール生産能を保持している。固定
化した菌体を用いたエタノールの連続生産を工業的レベ
ルで行うためには、高収率でかつ長期間の運転が行える
ことが望まれる。本発明者らは上述の反応槽より流出す
る酸液中に存在する遊離生菌体を利用す（λ） ることにより、アルコールの収率な向上せしめ且つ長期
間固定化連続発酵が行えることを見い出した。
本発明によれば固定化菌体含有反応槽（以下第１反応槽
という）につづいて第一反応槽を設けて第１反応槽の溢
流液を第２反応槽でアルコール濃度が高くなる迄反応さ
せることによって対糖収率を向上せしめることができる
。
という）につづいて第一反応槽を設けて第１反応槽の溢
流液を第２反応槽でアルコール濃度が高くなる迄反応さ
せることによって対糖収率を向上せしめることができる
。
本発明方法においては単独反応槽による場合に比較し第
１反応槽のアルコール＃度を低く抑えることができるの
で固定化菌体の寿命を著しく長く保つことができる。
１反応槽のアルコール＃度を低く抑えることができるの
で固定化菌体の寿命を著しく長く保つことができる。
用いられる第２反応槽は完全混合槽型の反応器が好まし
く、特に酵母等の凝集性の高い菌体を用いる場合は、更
に攪拌を行うことにより反応速度を高めることができる
。また第２反応槽においては攪拌に固定化反応槽中で生
成した炭酸ガスを利用することが好ましい。該第−反応
槽中は高アルコール濃度のため、雑菌による汚染は軽微
である。たとえ雑菌が増加しても一時（３） 的に洗浄することによって問題は解消される。
く、特に酵母等の凝集性の高い菌体を用いる場合は、更
に攪拌を行うことにより反応速度を高めることができる
。また第２反応槽においては攪拌に固定化反応槽中で生
成した炭酸ガスを利用することが好ましい。該第−反応
槽中は高アルコール濃度のため、雑菌による汚染は軽微
である。たとえ雑菌が増加しても一時（３） 的に洗浄することによって問題は解消される。
本発明方法を実施するに際しては一般に第１反応槽の糖
ｐ度を入口：１ｚ−２ｏａｌｙ、出口：λ〜ｚ ％ ＋
出口アルコール濃度ｔｊ〜り係で維持することが好ま
しい。
ｐ度を入口：１ｚ−２ｏａｌｙ、出口：λ〜ｚ ％ ＋
出口アルコール濃度ｔｊ〜り係で維持することが好ま
しい。
第２反応槽の糖濃度は通常／、 ｊ −，２係、アルコ
ール濃度はｒ〜／／優に維持される。
ール濃度はｒ〜／／優に維持される。
第２反応槽における菌の資化しうる糖の残っている割合
が小さい程アルコールの対糖収率を向上せしめることが
できるが逆に滞留時間を長びかせることになる。通常上
記残糊で第２反応槽を維持することを基準として滞留時
間が定められる。
が小さい程アルコールの対糖収率を向上せしめることが
できるが逆に滞留時間を長びかせることになる。通常上
記残糊で第２反応槽を維持することを基準として滞留時
間が定められる。
用いられる菌体の固定化法は特に限定されガいが、固定
化増殖微生物を用いる連続発酵では固定化の方法如何に
かかわらず菌体もれが認め：１゜ られる。本発明方法による連続発酵の場合、反応槽から
流出する酸中に存在する遊離菌体濃度が高いほど２次発
酵に要する時間が短縮できる。
化増殖微生物を用いる連続発酵では固定化の方法如何に
かかわらず菌体もれが認め：１゜ られる。本発明方法による連続発酵の場合、反応槽から
流出する酸中に存在する遊離菌体濃度が高いほど２次発
酵に要する時間が短縮できる。
従って菌体の固定化方法としては固定化素材と（ゲ）
して菌体を適尚に遊離するものを用いることが好ましい
。
。
用いられる固定化素材としては、天然高分子系の素材、
例えばアルギン酸、ペクチン等から遊離する菌濃度は合
成系担体から遊離する菌濃度のｉｏ倍程度の値を示すの
で好ましく用いられ、特にアルギン酸カルシウムゲルは
遊離菌体濃度、ゲル強度、操作性いづれの点においても
極めて優れている。
例えばアルギン酸、ペクチン等から遊離する菌濃度は合
成系担体から遊離する菌濃度のｉｏ倍程度の値を示すの
で好ましく用いられ、特にアルギン酸カルシウムゲルは
遊離菌体濃度、ゲル強度、操作性いづれの点においても
極めて優れている。
本発明によれば第２反応槽より流出する菌体な例えば遠
心分離機で回収し、これを第２反応槽へ返すことによシ
槽内の菌体濃度を高め、槽内の滞留時間を短くすること
ができる。
心分離機で回収し、これを第２反応槽へ返すことによシ
槽内の菌体濃度を高め、槽内の滞留時間を短くすること
ができる。
更に第２反応槽内を減圧にするか又は多量のガスを通気
することにより、液体からアルコールの一部又は大部分
を除去することにより、第２反応槽内でのアルコールに
よる阻害を減少せしめることができ、生産性の向上が期
待できる。
することにより、液体からアルコールの一部又は大部分
を除去することにより、第２反応槽内でのアルコールに
よる阻害を減少せしめることができ、生産性の向上が期
待できる。
第２反応槽は必要に応じて並列に複数設けてもよく、又
直列に複数設けることもできる。
直列に複数設けることもできる。
（り
実施例１
滅菌処理を行った３３係アルギン酸ナトリウム水溶液２
部にワイン酵母の培養液１部を加えて混合した。この混
合液を２優塩化カルシウム水溶液にノズルから滴下し直
径≠關の球状ゲルにした。得られたゲルを容量３１のカ
ラム２本にそれぞれ／、 ｊ ｌずつ充填した。／ ｔ
Ｏｆ／１の糖濃度になるように加水した廃糖蜜水溶液
を１本のカラム（、％／とする）にはＭ ｊ Ｏｙｄ／
ｈｒ。
部にワイン酵母の培養液１部を加えて混合した。この混
合液を２優塩化カルシウム水溶液にノズルから滴下し直
径≠關の球状ゲルにした。得られたゲルを容量３１のカ
ラム２本にそれぞれ／、 ｊ ｌずつ充填した。／ ｔ
Ｏｆ／１の糖濃度になるように加水した廃糖蜜水溶液
を１本のカラム（、％／とする）にはＭ ｊ Ｏｙｄ／
ｈｒ。
他方のカラム（／１６−２とする）には／ Ｊ ００
ｍｌ／ｂｒの速度でそれぞれ連続的に上昇通塔供給し、
カラム温度内を３０℃に保持した。両力ラムは固ラム出
口ではエタノール濃度はｔりｆ／ ｊ残糊濃度はｉ ｔ
ｙ／ｌ であった。又腐−のカラムでは同様にエタノ
ールｊ−Ａｆ／１％残糖濃度残糊ｆ／ノ であった。Ａ
／のカラムでは定常状態に達して６日目で活性が低下し
ｉｏ日目には生成するアルコール濃度は４ＡＡ ｔ／ｌ
まで低下し、（６） それに応じて残糊濃度けＡｏｙ／ｌ まで増加した。
ｍｌ／ｂｒの速度でそれぞれ連続的に上昇通塔供給し、
カラム温度内を３０℃に保持した。両力ラムは固ラム出
口ではエタノール濃度はｔりｆ／ ｊ残糊濃度はｉ ｔ
ｙ／ｌ であった。又腐−のカラムでは同様にエタノ
ールｊ−Ａｆ／１％残糖濃度残糊ｆ／ノ であった。Ａ
／のカラムでは定常状態に達して６日目で活性が低下し
ｉｏ日目には生成するアルコール濃度は４ＡＡ ｔ／ｌ
まで低下し、（６） それに応じて残糊濃度けＡｏｙ／ｌ まで増加した。
他方腐λのカラムでは約コケ月間の連続運転後も活性の
低下は全く認められず、順１？Ｊにアルコールが生成さ
れた。
低下は全く認められず、順１？Ｊにアルコールが生成さ
れた。
前記Ａ６．２のカラムより流出する酢液（アルコール濃
度ｒ ｔ ｅｌｌ ）の−・部を容積−１λｌの第２反
応槽にｊ ００ ｍｌ／ ｈｒの速度で連続的に供給し
た。該槽の液容量を、２１となるよう液面を維持した。
度ｒ ｔ ｅｌｌ ）の−・部を容積−１λｌの第２反
応槽にｊ ００ ｍｌ／ ｈｒの速度で連続的に供給し
た。該槽の液容量を、２１となるよう液面を維持した。
該検出口のエタノールは定常状態で６．２り／ｌ が安
定して得られた。
定して得られた。
実施例コ
実施例１においてＡ、２０カラムより流出した醪を供給
した第２反応槽に第１反応榊で発生した炭酸ガスを通気
し、第２反応槽から定常状態でｔ９ｔ／ｌのエタノール
が安定に得られた。
した第２反応槽に第１反応榊で発生した炭酸ガスを通気
し、第２反応槽から定常状態でｔ９ｔ／ｌのエタノール
が安定に得られた。
実施例３
実施例コの第２反応検出口に容ｆｌｌの沈降槽を設け、
該沈降槽上部より最終酸液を溢流させ、沈降菌体を第λ
反応槽ＫＭす運転を行った。
該沈降槽上部より最終酸液を溢流させ、沈降菌体を第λ
反応槽ＫＭす運転を行った。
第２反応槽の菌濃度はｉｏｙ乾菌体／／に増大（７）
し、酸中に７．２９／ｌのエタノールが安定して得られ
た。
た。
実施例１
天然高分子であるアルギン酸ナトリウム及びペクチンを
用い、又、合成系素材として酢酸酪酸セルロース、多孔
性ポリスチレンを用いて、固定化菌体を調製し、１ｏｏ
ｙＯカラムに各々ｊＯｒｄを充填した。培地としては／
ｊ Ｏｆ／１１の糖濃度の糖蜜溶液を用い定常状態で
エタノールが≠！〜ｊ Ｏｅｌｌになったカラム出口で
の生菌体濃度を測定したところアルギン酸カラム！ｘ１
０’ｃθ］ν危、ペクチンカラムグＸ ／ Ｏ’ｃｅル
血酢酸酪酸セルロースカラム７Ｘ１０’ｃθ１υ会。
用い、又、合成系素材として酢酸酪酸セルロース、多孔
性ポリスチレンを用いて、固定化菌体を調製し、１ｏｏ
ｙＯカラムに各々ｊＯｒｄを充填した。培地としては／
ｊ Ｏｆ／１１の糖濃度の糖蜜溶液を用い定常状態で
エタノールが≠！〜ｊ Ｏｅｌｌになったカラム出口で
の生菌体濃度を測定したところアルギン酸カラム！ｘ１
０’ｃθ］ν危、ペクチンカラムグＸ ／ Ｏ’ｃｅル
血酢酸酪酸セルロースカラム７Ｘ１０’ｃθ１υ会。
ポリスチレンカラム３×７０６ｃｅｌ珈であった。
次にアルギン酸カラム及び酢酸酪酸セルロースカラムの
流出液２ ？＋ＩＩｌ／ ｈｒをそれぞれ３０℃に：′
１′１１：。
流出液２ ？＋ＩＩｌ／ ｈｒをそれぞれ３０℃に：′
１′１１：。
保温した一〇〇−の容器に受け２次発酵を行った。アル
ギン酸カラムの流出液は２次発酵によ１ ／ Ｊ ｅｌ
ｌのエタノールが生成され、酢酸酪酸セルロースでは同
様にｊｙ／ｌのエタノール（ｒ） 生成が認められた。
ギン酸カラムの流出液は２次発酵によ１ ／ Ｊ ｅｌ
ｌのエタノールが生成され、酢酸酪酸セルロースでは同
様にｊｙ／ｌのエタノール（ｒ） 生成が認められた。
実施例よ
実施例／にνいて糖濃度ｔＳＯφの代わシに糖濃度が−
００ｅｌｌの糖蜜溶液を用い、さらに硫酸アンモニウム
ｏ、 ｚ ｅｌｌ 、 リン酸７に：素カリウム０．
．２ ｆ／／ｌ 及び酵母、：ｃキ、Ｘ Ｏ，／ ｅ
ｌｌを加えた培地を用いて同様の実験を行った。培地の
カラムへの通塔速度が７！θＲ１／）１ｒの場合は定常
状態でｒざｆＡのエタノールが得られたが定常状態に達
してからｉｏ日目より活性の低下がみられ、２０日後で
エタノール濃度はＡ Ｏｅｌｌまで低下した。通塔速度
を弘ｊＯＲ１／ｈｒとした場合性定常状態でのエタノー
ル濃度はｊ ｊ ｆ／１であったがカラムの活性は安定
で一ケ月以上安定運転を行うことができた。通塔速度を
≠１０ｍ１／ｋｉｒとした場合の醪を容積λ３．２１の
第一反応槽に／ ００ ｍｌ、へｒの速度で供給した。
００ｅｌｌの糖蜜溶液を用い、さらに硫酸アンモニウム
ｏ、 ｚ ｅｌｌ 、 リン酸７に：素カリウム０．
．２ ｆ／／ｌ 及び酵母、：ｃキ、Ｘ Ｏ，／ ｅ
ｌｌを加えた培地を用いて同様の実験を行った。培地の
カラムへの通塔速度が７！θＲ１／）１ｒの場合は定常
状態でｒざｆＡのエタノールが得られたが定常状態に達
してからｉｏ日目より活性の低下がみられ、２０日後で
エタノール濃度はＡ Ｏｅｌｌまで低下した。通塔速度
を弘ｊＯＲ１／ｈｒとした場合性定常状態でのエタノー
ル濃度はｊ ｊ ｆ／１であったがカラムの活性は安定
で一ケ月以上安定運転を行うことができた。通塔速度を
≠１０ｍ１／ｋｉｒとした場合の醪を容積λ３．２１の
第一反応槽に／ ００ ｍｌ、へｒの速度で供給した。
該滞留槽は３０℃に攪拌保持した。第一２反応槽出口の
アルコールはｆｆＪ〜りｏ ｙ、々が安定して長期間得
られた。
アルコールはｆｆＪ〜りｏ ｙ、々が安定して長期間得
られた。
（り）
４８５
Claims (1)
- アルコール生産能を有する微生物を固定化した固定化微
生物を充填した反応槽を用いるアルコールの連続生産方
法において、該反応槽よシ溢流する醪液を第２反応槽に
受け、第４反応槽において発酵を継続せしめることを特
徴とするアルコールの製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108161A JPS5813393A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法 |
| CA000407101A CA1191098A (en) | 1981-07-13 | 1982-07-12 | Process for manufacturing alcohol by fermentation |
| AU85956/82A AU547698B2 (en) | 1981-07-13 | 1982-07-13 | Immobilization of micro organism and fermentation in single vessel |
| GB08220313A GB2104914B (en) | 1981-07-13 | 1982-07-13 | Process for manufacturing alcohol by fermentation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108161A JPS5813393A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5813393A true JPS5813393A (ja) | 1983-01-25 |
| JPS633596B2 JPS633596B2 (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=14477503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56108161A Granted JPS5813393A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5813393A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195284A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | Kibun Kk | 微生物の固定化物及びその製法 |
| WO2014156998A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 旭硝子株式会社 | 化成品の製造方法および製造装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55165796A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-24 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Preparation of high concentration ethanol using fixed yeast |
| JPS5629517A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-24 | Tokitaka Mori | Nutrient |
| JPS5648887A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-02 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Preparation of highly concentrated ethanol using fixed bacterium |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP56108161A patent/JPS5813393A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55165796A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-24 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Preparation of high concentration ethanol using fixed yeast |
| JPS5629517A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-24 | Tokitaka Mori | Nutrient |
| JPS5648887A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-02 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Preparation of highly concentrated ethanol using fixed bacterium |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195284A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | Kibun Kk | 微生物の固定化物及びその製法 |
| WO2014156998A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 旭硝子株式会社 | 化成品の製造方法および製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS633596B2 (ja) | 1988-01-25 |
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