JPS58170484A - アルコ−ル製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサトウキビ茎片を圧搾する ことなく、ｐＨ３，４以下の他ｐＨ下においで固定化菌
体により発酵させるこ とを特徴とするアルコール製造法に 関する。

従来、サトウキビ茎片を搾汁するこ と　によ　リ　え　られる搾汁、すなわ　ち　ケーンジ
ュースを生酔母菌を用い発酵さ せアルコールをうろことは知られて いる。しかしながらケーンジュース は糖濃度が５２０〜１６０ｇ４ｐＨが約４．５であり、
菌体増殖に必要な窒゛素源、 ミネラルなどの栄養物を豊富に含有 するゆえ、まさに横様の菌体の増殖に 好適な培地であるため雑菌の混入が おこりやすい欠点がある。最近これ ｆこ代わる方、去として予め乾燥したす１゛ウキビ茎を
充てん層に充てんし、 これと生酵母懸濁発酵そうとを連結 し、ホを加え、これを循環させ、サ　ドウキビ中の糖を
抽出し、この糖を生酵母 で発酵させ、発酵終了後残さのサトウ キ　　ビ　　片　　を　　し　　ば　　Ｑ　　１　　新
　　し　　い　　サ　　ト　　ウ　　キ　　ビ片を加え
て、同じような操作を行い、 ３、７　（ｗ／ｖ）％のアルコールがえられでい　る　
。　　（ドウ　ヵプルエララ等　、　ジャーナル　オプ
ファーメンテ−ジョンテクノロジー、第　６０　巻　第
　７７ペ一ジ１９８２年参照）。しかし、この方法 も生酔母菌が液と共にサトウキビ茎 に充てん層に同伴され、発酵糾し１２ 残とのサトウキビ片中の酵母菌は捨 てやれる。したがって余分の酵母菌 が必要となる欠点がある。もち論、 発酵そう出口にメンブレンを具！２ せ、サトウキビ充てん層への雁に同 伴する酵母菌の流出を防止すること は可能であるが、メンブレンの目づ まりや殺菌等面倒な操作が必要とな るなどの欠点がある。本発明者は先 に生体触媒としてアルギン酸アルミ ニウム・カルシウム包括固定化菌体、 アルギン酸アルミニウム包括固定化 菌体ならびにアルギン酸カルシウム 包括固定化菌体さらにはこれらの包 括固定化混合菌体を用いることｆこよ り１５〜３５°Ｃ，ｐＨ３，４以下において廃楯みつや
濃縮果汁を発酵させ、雑 菌の汚染なく高濃度のアルコールを ｉｔｓ　　　ａ　　　Ｉこ　　生　　産　　し　　う　
　ろ　　こ　　と　　を　　見　出　　し　　Ｔ二　　
。

（特許願昭和５６−０４３６３９号、特許願昭和５６−
１７４９４８号および特許願５７　　−　　０３３４４
０　　　号　参　照）　。　　サ　　ト　　ウ　　キ　
　ビ　　茎片ｋ　な　ま　のま　まの　も　の、ま　た
は　６０　Ｃ１１下で乾燥したものを用い、１５〜３５
°ＣＩ）８３．４以下特にｐＨ２，５〜２．８という低
ｐＨ下において上記アルギン酸ア ルミニウム・カルシウム、アルギン酸 アルミニウム、またはアルギン酸カ ルシウム包括固定化菌体、さらに １ｊこれらの包括混合菌体を生体触媒 とし、サトウキビ茎片のみ取換え、 生体触媒およびアルコール生産府とを 再び使用する半連続操作を繰返すこ とにより、生体触媒の劣化や雑菌混 入　の　危　険　を　伴　う　・こ　゛と　な　＜　　
、２０　　（ｖ／ｖ）％を越える高濃度のアルコール溶
層を 生産することができ、その上′これら の生体触媒からの漏えい菌体が少な く、また空気やｃＯ２かスなどの送入が不用という理炉
的ともいえる方法２ 見出することに成功した。もち輪生体 触媒のみを再使用する半連続操作に よるアルコール生産ざらには回分操 作によるアルコール生産も容易に竹 うことができる。生体触媒に使用す る発酵菌体の種類はアルコール発酵 するものであれ゛ば菌株はなんでもよ く　　た　　と　　え　ば　酵　母　で　は　サ　　ン
　　力　　口　　ミ　　セ　　スカーノ　　　ス　　バ
　−　ゲ　　ン　　シ　　ス　　型　　（Ｃａｒｌｓｂ
ｅｒｇｅｎｓｌｓ）　　、糖みつ発酵用であるフォルモ
センシ ス　　’４Ｍ　　　（ｆｏｒｍｏｓｅｎｓｌａ）　　、
　　ワ　　イ　　ン　　用　で　７５　　６　　　エリ
ブソイデオス型（ｅｌｌｌｐｓｏｌｄｅｕｓ）のＯＣ−
２、Ｗ−３やモンラツセ型（ｍｏｎｔｒａｃｈθｔ）、
シソサツリ　ス　’Ａ　（ｕｔｌｌｌｓ）な　ど、ま　
たバ　り　テ　リ　アではザイモ干ナス属（ｚｙｍｏｍ
ｏｎａｓ）のモービイリイ　ス　型（ｍｏｂｉｌｉｓ）
　　な　ど　も　使　用　で　き　る。　　ざ　らには
これらの菌株の混合物であって もよいことは本発明者の知見からも 明　リ　か　で　あ　る。（特願昭　５６−１７４９４
８号参照）。

ｐＨ３，４以■においては一般に／１クチリアよりも酵
母菌体の方が好ましｔ、′１゜固定化するアルコール発
酵菌体の培 養には特別な方法は必要でなく、た とえばＹＭ培地など一般に広く用いら レテいる合成培地ケーンジュース、 さとうきびからのｐＲｍみっ、温州み かん糖みつやりんご、みかん、パイ ナツプル果汁などの天然培地で培貧 し、集菌したものを使用すればよい。

生体触媒の製法としては生体触媒が 包括固定化菌体の場合には、固定化素 材ハアルギン酸塩、Ｋ−カラギーナン、寒天、コラーゲ
ンなどの天然高分子ま たはポリアクリルアミドなどの合成 高分子等いづれも使用できる。アルギ ン酸アルミニウム・カルシウム包括固 定化する場合を例にとると、集菌した 湿潤発酵菌体とアルギン酸ソーダ液 とまぜ、塩化カルシウム水溶液を用い てゲル化させ、アルギン酸カルシウ ム包括固定化菌体を作る。次にこのア ルギン酸カルシウム包括固定化菌体 をカリ明ばん溶液中にっけへイオン をＡ（ｌイオンにイオン交換だせアルギン酸アルミニウ
ム・カルシウム包括固 定化菌体を作る。他の天然高分子の場 合はこれと類似の方法で包括固π化 で　き　る。ま　た　ポ　リ　ア　り　リ　ル　ア　ミ
　ド　な　どの合成高分子による包括の場合は、モ ノマー中に湿潤菌体を懸濁させ、こ れに重合開始剤、促進剤を加え重合 さ　せ　る　こ　と　に　よ　リ　固　定　化　で　き
　る。こ　れらの生体触媒をグルタルアルデヒド やポリエチレンイミン水溶液で処理 することにより菌体の漏えいを少く す　る　こ　と　も　でき　る。ま　た生体触媒と　し
て無機または有機化合物担体に発酵 菌体を単に吸着させたものも使用で きるが上記包括固定化菌体の方が使 用しやすい。なお、担・体と　してはアルミナ、シ　リ
　カ、角せん石、セライ　ト、活性炭などの無Ｉ物質や
イオン交換樹脂また はイオン交換セ４しＯ−ズなどが用い られる。生体触媒は横積の形状をとる ことができるが１〜２ｍ径の粒状のものが生体触媒の製
法、およびアルコール 発酵の操作においても便利である。サ ト　ウ　キ　ビ　茎　は　な　ま　の　ま　ま、ま　た
　は　６０１Ｃ以下で乾燥した片状のものとすれば よく、ヲ〈に後者の場合は高濃度の アルコールをうろことができる。サト ウキビ茎片は横積の型にすることが で　き　る　が、ス　ラ　イ　サ　−　に　よ　リ　２
〜５ｒｒｔｒｌ　　は　げの輪切にするとエネルギーも
少なく、 簡便である。半連続操作の装置の例と １、　でハ、　上方に生体触媒を充てんした部分を、下
方にサトウキビ茎片を充て ん　したｇｔ＋分を設け、これらを連結し、生体触媒光
てん部の底部には生体触媒 が通過できない網または多孔板なら びに流体をも通過できない開閉可能 のシャッターを取付ける。生体触媒光 ′（ん部の構造は本発明者が考案した 上１′円すい型パイオリアククーは機 械的強度の弱いゲル状生体触媒であ る２ジ括固定化菌体粒子には有用であ る。サトウキビ茎片光てん部は上下円 すい型のみならず、通常の円筒型充て ｈ層でもよい。生体触媒光てん部の上に順　　と　　発
　６孝　　１こ　　よ　　リ　　発　生　す　　る　　
Ｃ０２か　　ス　　と　　２送出する出口を別別に設け
、液出口は ポンプ、パルプおよびサトウキビ充て ん部の底部とが連結され液を循環さ せる。最所ホを加え、１５〜３５Ｃ，ｐＨ２，５〜３．
４で液を循＋ｉ　２　せサト　ウ　キビ中の糖を抽出し
。

生体触媒によりアルコール発酵を行 わせる。発酵終了後パルプを閉じ次に ポンプとシャッターを閉じ、サトウキ ビ充てん層を新しい充てん層に取換 え、残　ど　の　サ　ト　ウ　キ　ビ　片　を　搾　汁
　し、残　さのサトウキビ片に随伴するアルコー ル府と共に生体触媒光てん部に入れ、 シャッターを開き、ポンプを始紡させ る。Ｔ）８２．５〜２．８においで操作すれば雑菌汚染
の心配なく、繰返し半連続操作で きる。−回７時間という操作時間で この半連続操作を７回繰返えすこと に　よ　リ、乾　燥　サ　ト　ウ　キ　ビ　茎　片　よ
　リ　実　に１６、３　（ｗ／ｙ）％すなわち２０．７
　（ｖ／ｖ）％という面濃度のアルコール、８液をえた
。このアルコール、８府の容積は最初加え た水の容積にほぼ等しかった。生成ア ルコール、８濠を再び用いない場合に は上記シャッターは不用で、発酵終 了疲、毎回アルコールホＩ容府と残どのサ　　１・　　
ウ　　キ　　ビ　茎　片　　と　　を　装　置　よ　　
リ　　抜　き　取り、♀打　し　く　ア　ル　ミ　ニ　
ウ　ム　塩　水　Ｉ容　府　と　新しいサトウキビ茎片
を装置に入れ、再 び発酵を行えばよい。最初加えた水は サトウキビ茎片に対し１０倍以下の 方がアルコール濃度の高いものがえ しれる。生体触媒の中でアルギン酸ア ルミニウムまたはアルミニウム・カル シウム包括固定化菌体は半連続操作 で１００回以上アルコール発酵の活性 但下なく、また特にｐＨ３以下では雑菌汚染の恐れなし
に再使用できた。以下 実施例を挙げ本１発、明を説明する。

実施例　１ ＹＭ培地で振とう培養し遠心器で集菌 した湿潤ワイン酵母ＱＣ−２１６ｇと湿潤パン酵母１４
ｇとの混合菌体と４５ｇの１．５　（ｗ／ｖ）％のアル
ギン酸ソーダ水濱順とを混合したスラリーをノズルを通 し　１６　（ｗ／ｗ）％のＣａＣｌ２水溶ｎ　ｌ：　ａ
下し、ケル化すせ１〜１．５ｎｖｎ径のアルギン酸カル
シウム包括固定化混合菌体粒子をつくる。

この粒子を取出し、５〜７ｇ４ＬのＡ　Ｑ２　（８０４
）　３・１６〜１８Ｈ２０と単糖として２０ｇ／／ＩＬ
を含むみかん果汁中に入れｓ（１ｃで二畳夜放置するこ
とにより径０．９〜１．４ｍ径のアルギン酸アルミニウ
ム・カルシウム包括固定化混合菌体粒子かえられた。こ
の 粒子５４ｇを内容積３００ｍ１の一段上下円すい型バイ
オリアクターに充てんし、 また６０°Ｃで乾燥しｔ二厚み３ｍｍに輪切とした水分
１０％、固形分９０％、固形分中のａ　６０％を含有す
るサトウキビ茎片６０ｇを内容積３００ｍ１の管形リア
クターに光てんし、両者のりアクタ−を連結する。

これにＩｇ／ｉＡ桑２　（ＳＯ４）３を含有し硫酸など
の　酸　を　加　え、　Ｔ）８２．５　〜２．８　と　
し　た　水溶汲５１　ｏｍｔを添加し３０′Ｃで毎７時
間切にサトウキビ茎片穴てん層を取換 ると共に古いサトウキビ茎片を搾汁 し、この搾汁アルコール順を再び 使用し、木の添加は最初のみおこ なった。その結果、次表に示すように。

サトウキビ茎片の取換え回数が増え るに従いアルコール濃度が上がり、 ７回目には１６．３　（ｗ／ｖ）％のアルコールｌ容　
府　　と　　な　　っ　た。

１２．３ ２５．６ ３９．２ ４　　　　　１０．７ ５　　　　　１２．５ ６　　　　　１３．９ ７　　　　　１６．３　　　　５００ こ　の　１６．３　（ｗ／ｖ）％　の　アル　コ　−　
ル　濱　濠　を抜き、次に新しく　１　ｇ／ＬのＡｔ２
（ｓｏ４）　３−１６〜１８Ｈ２０を含む、酸でｐＨ２
，５〜２．８とした水溶液を加え、上記と同様の半連続 操作を行い１６．５　（ｗ／ｖ）％のアルコール水　、
容　ａ　５０５ｍ１ｌか　え　ら　れ　た。

実施例　２ 湿潤混合菌体のかわりに湿潤パン酵 ｄを用い、実施例１と同じ方法でアル モ　　ン　　サ　　ン　　ア　　ル　　ミ　　ニ　　ウ
　　ム・　　カ　　ル　　シ　　ウ　　ムυ括固定化菌
体村子を作った。この粒 子６０ｇを内容積３００ｍＬの二段上下円すい型バイオ
リアクターに充てんし、 文士すＩ・ウキビ茎を厚さ１〜２ｍｍに輪切としたホ分
７７．５％、固形分２２．５％、固形分中の＠４０％を
含有するサトウ キビ茎片２１０ｇを内容積３００ｍｐ管形リアクターに
充てんし、両方のりアクタ −を連結した。実施例１と同様な操作 を　お　こ　な　い　次　の　結　果　を　え　た。

１　　　　　　　　　　　　２．５ ２　　　　　　　　　　　　３．５ ３　　　　　　　　　　　　４．１ ４　　　　　　　　　　　　４．６ ５　　　　　　　　　　　５．０ ６　　　　　　　　　　　　５．３ ７　　　　　　　　　　　　５、　６　　　　　　　　
４８０手続補正書（自発） 昭和５８年１月１８日 ３　補止する者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　〒５６５　　豊中市新干里南町３丁目１８８
６号電話　（０６）　　８３２　０３１３ ５　補正の内容 （１）　　明細書第１ページ９行目の圧搾を搾汁に、　
下から４行目搾汁を圧搾と訂正。

（２）　　明細書第１５ページ（実施例１）および第１
７ページ（実施例２）の　表の第３列「アルコール溶液
容積（ｍ）」を［アルコール溶液容積（ｍ（２）Ｊと訂
正。

（３）　　明細書第１７ページ、最後の行の次の行に［
特許出願人　有限会社　ニス、ワイ　アソシエイツ代表
取締役　福　島　康　子」 を追加する。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 サ　　ト　　ウ　　キ　　ビ　茎　片　を　搾　ン十　
   す　　る　　こ　　と　　な　　くｐＨ，３−４以下の
   低ｐＨ下においで固定化菌体により発酵させることを特
   徴と するアルコール製造法。