JPS59106287A - アルコ−ル発酵装置 - Google Patents
アルコ−ル発酵装置Info
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- JPS59106287A JPS59106287A JP57213422A JP21342282A JPS59106287A JP S59106287 A JPS59106287 A JP S59106287A JP 57213422 A JP57213422 A JP 57213422A JP 21342282 A JP21342282 A JP 21342282A JP S59106287 A JPS59106287 A JP S59106287A
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- JP
- Japan
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- carbon dioxide
- vessel
- liquid
- inner cylinder
- dioxide gas
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
- C12M29/08—Air lift
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/18—Flow directing inserts
- C12M27/24—Draft tube
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/24—Recirculation of gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
- C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
- C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (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】
本発明はアルコール発酵装置に関し、さらに詳しくは、
アルコール発酵酵母を含む培養液を炭酸ガスの存在下に
循環してアルコール発酵させる装置に関する。
アルコール発酵酵母を含む培養液を炭酸ガスの存在下に
循環してアルコール発酵させる装置に関する。
従来、アルコール発酵装置としては、回分式の。
ものがほとんどであり、この場合は攪拌設備のある単一
槽の場合が多い。また連続式としては、攪拌機を有する
発酵槽内でアルコール発酵させた後、生成したアルコー
ルを含む培養液を分離機に供給し、ここで酵母を含む液
とアルコールを分離した後、発酵槽に戻す連続発酵装置
や、分離機を設ける代りに、酵母を固体に固定化し、そ
の固体を固定層あるいは流動層としたりアクタ−を用い
て、アルコール発酵を行なうものが知られている。
槽の場合が多い。また連続式としては、攪拌機を有する
発酵槽内でアルコール発酵させた後、生成したアルコー
ルを含む培養液を分離機に供給し、ここで酵母を含む液
とアルコールを分離した後、発酵槽に戻す連続発酵装置
や、分離機を設ける代りに、酵母を固体に固定化し、そ
の固体を固定層あるいは流動層としたりアクタ−を用い
て、アルコール発酵を行なうものが知られている。
このような従来装置において、酵母を含む液を機械的に
攪拌する方法では均一に酵母を分散させ難く、また酵母
を損傷し易いという欠点があり、固定化酵母を用いる方
法では酵母の活性が次第に低下するという欠点がある。
攪拌する方法では均一に酵母を分散させ難く、また酵母
を損傷し易いという欠点があり、固定化酵母を用いる方
法では酵母の活性が次第に低下するという欠点がある。
本発明者らは、いも類の無蒸煮酵素仕込みのアルコール
発酵装置について検討したところ、次のような条件が望
ましいことが分った。
発酵装置について検討したところ、次のような条件が望
ましいことが分った。
（１）酵母の健全な生育を行なうには、気相雰囲気に微
量の酸素を存在させた方がよいこと。ただし、この場合
酸素数が多すぎると増殖が盛んになり望ましくない。
量の酸素を存在させた方がよいこと。ただし、この場合
酸素数が多すぎると増殖が盛んになり望ましくない。
（２）気相の炭酸ガス（Ｃｏｗ）分圧を高く維持するこ
と。このＣｏｔの効果については明確ではないが、酵素
の代謝を改善し、副反応を低下させたＤ、ｐ■低下によ
り雑菌の増殖を防止するなどが考えられている。
と。このＣｏｔの効果については明確ではないが、酵素
の代謝を改善し、副反応を低下させたＤ、ｐ■低下によ
り雑菌の増殖を防止するなどが考えられている。
（３）攪拌を強力にしないこと。ある程度の攪拌は発酵
槽内の液を均一化し、酵母と基質との接触をよくシ、ま
た酵母の凝集沈降を防止する上で必要であるが、強力な
攪拌、特に機械的な攪拌は酵母を損傷するので望ましく
ない。
槽内の液を均一化し、酵母と基質との接触をよくシ、ま
た酵母の凝集沈降を防止する上で必要であるが、強力な
攪拌、特に機械的な攪拌は酵母を損傷するので望ましく
ない。
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消すると共に
、上述のアルコール発酵に好ましい条件を十分満足する
ことができるアルコール発酵装置を提供することにある
。
、上述のアルコール発酵に好ましい条件を十分満足する
ことができるアルコール発酵装置を提供することにある
。
本発明は、アルコール発酵用酵母を含む基質を収容する
竪形容器と、該竪形容器内に同心状に設けられた内筒と
、前記竪形容器と前記内筒との間に形成され、その上下
部が竪形容器の上下部にそれぞれ開口する環状流路と該
環状流路の底部に設けられた炭酸ガス吹込手段と、竪形
容器の上部から炭酸ガスを抜き出し、加圧した後、前記
環状流路に送入する炭酸ガス循環手段とを含むことを特
徴とする。
竪形容器と、該竪形容器内に同心状に設けられた内筒と
、前記竪形容器と前記内筒との間に形成され、その上下
部が竪形容器の上下部にそれぞれ開口する環状流路と該
環状流路の底部に設けられた炭酸ガス吹込手段と、竪形
容器の上部から炭酸ガスを抜き出し、加圧した後、前記
環状流路に送入する炭酸ガス循環手段とを含むことを特
徴とする。
本発明において、前記竪形容器内には、空気を送入する
ことが好ましい。
ことが好ましい。
以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示すアルコール発酵装置
の説明図である。この装置は、アルコール発酵用酵母を
含む基質を供給する配管２０を有する竪形容器１と、該
竪形容器１内に同心状に設けられた内筒４と、前記容器
１と該内筒４との間に形成された環状流路１２と、該環
状流路１２の底部５に設けられた炭酸ガス（排ガス）吹
込みノズル１１と、該竪形容器１の頂部から配管８を介
して排出する炭酸ガス（排ガス）をポンプ９で加圧した
後、吹込みノズル１１により前記環状流路１２の底部に
送入する炭酸ガス循環手段と、前記容器１の上部に設け
られた空気供給配管７とから主として構成される。
の説明図である。この装置は、アルコール発酵用酵母を
含む基質を供給する配管２０を有する竪形容器１と、該
竪形容器１内に同心状に設けられた内筒４と、前記容器
１と該内筒４との間に形成された環状流路１２と、該環
状流路１２の底部５に設けられた炭酸ガス（排ガス）吹
込みノズル１１と、該竪形容器１の頂部から配管８を介
して排出する炭酸ガス（排ガス）をポンプ９で加圧した
後、吹込みノズル１１により前記環状流路１２の底部に
送入する炭酸ガス循環手段と、前記容器１の上部に設け
られた空気供給配管７とから主として構成される。
上記竪形容器１は、その下部に液排出管２１および排出
弁２２を有するコニカル状の底部２を有し、またその上
部にテーパー状の段差を介して連結された径大のガス溜
め部３を有し、前記空気供給配管７およびガス排出管８
はこのガス留め部３に接続されている。また竪形容器１
の前記環状流路部分の外側には、温度調節用の媒体が流
通するジャケット１３が設けられ、熱媒体が配管１４、
ポンプ１６および温度調節装置１５を介して循環するよ
うになっている。この竪形容器１内に設けられる内筒４
は、その下部および上部がそれぞれ容器１のコニカル状
底部およびガス溜め部３に開口し、それぞれ逆へ字状端
部を形成し、底部ではその外側圧環状流路との連通部が
形成され、上部では後述するように環状流路の液が内筒
４内に流入する溢流部６を形成する。また竪形容器１底
部（コニカル部）に垂直に設けられる炭酸ガス供給管１
１は環状ヘッダを介して主配管１０に接続され、この配
管１０には分岐管１８が設けられ、アルコール発酵によ
シ生成したガス吐に相当する排ガス（炭酸ガス）が弁１
８Ａを介して外部に排出できるようになっている。
弁２２を有するコニカル状の底部２を有し、またその上
部にテーパー状の段差を介して連結された径大のガス溜
め部３を有し、前記空気供給配管７およびガス排出管８
はこのガス留め部３に接続されている。また竪形容器１
の前記環状流路部分の外側には、温度調節用の媒体が流
通するジャケット１３が設けられ、熱媒体が配管１４、
ポンプ１６および温度調節装置１５を介して循環するよ
うになっている。この竪形容器１内に設けられる内筒４
は、その下部および上部がそれぞれ容器１のコニカル状
底部およびガス溜め部３に開口し、それぞれ逆へ字状端
部を形成し、底部ではその外側圧環状流路との連通部が
形成され、上部では後述するように環状流路の液が内筒
４内に流入する溢流部６を形成する。また竪形容器１底
部（コニカル部）に垂直に設けられる炭酸ガス供給管１
１は環状ヘッダを介して主配管１０に接続され、この配
管１０には分岐管１８が設けられ、アルコール発酵によ
シ生成したガス吐に相当する排ガス（炭酸ガス）が弁１
８Ａを介して外部に排出できるようになっている。
上記装置を用いてアルコール発酵を行なうＫは、アルコ
ール発酵用の酵母菌を含む基質を所定レベルまで竪形容
器１内に供給したのち、該容器を密閉する。ポンプ９を
作動させてノズル１１から排ガス（炭酸ガス）を供給し
、エアリフト作用により液レベルを上げ、その上端の溢
流部６から内筒４内に液を溢流させ、基質を環状流路１
２内に流通させる。次いで内筒４内だ液を下降させ、そ
の下端開口部から矢印に示すように連通部（還状流路底
部）５を流通させ、再び環状通路１０内に液を循環させ
る。ポンプ９の圧力は、環状流路内に液を押し上げる程
度であればよく、通常、１〜４ｋｇ／ ｄｉ Ｇ程度で
あシ、そのときの液流量は５〜２ＯＮぜ／ぜ（基質体積
）・ｈ程度である。上記アルコール発酵における液温は
例えば５〜４５℃程度になるように保温ジャケット１３
に熱媒体を循環させる。また必要に応じて空気が配管７
からガス溜め部３内に供給される。このようにして所定
時間、アルコール発酵を行なった後、生成したアルコー
ルを含む液は竪形容器１底部の配管２１および弁２２を
介して系外に排出され、常法により酵母を分離した後、
高濃度のアルコールが回収される。分離した酵母は再び
完−の容器１に戻して再使用することができる。
ール発酵用の酵母菌を含む基質を所定レベルまで竪形容
器１内に供給したのち、該容器を密閉する。ポンプ９を
作動させてノズル１１から排ガス（炭酸ガス）を供給し
、エアリフト作用により液レベルを上げ、その上端の溢
流部６から内筒４内に液を溢流させ、基質を環状流路１
２内に流通させる。次いで内筒４内だ液を下降させ、そ
の下端開口部から矢印に示すように連通部（還状流路底
部）５を流通させ、再び環状通路１０内に液を循環させ
る。ポンプ９の圧力は、環状流路内に液を押し上げる程
度であればよく、通常、１〜４ｋｇ／ ｄｉ Ｇ程度で
あシ、そのときの液流量は５〜２ＯＮぜ／ぜ（基質体積
）・ｈ程度である。上記アルコール発酵における液温は
例えば５〜４５℃程度になるように保温ジャケット１３
に熱媒体を循環させる。また必要に応じて空気が配管７
からガス溜め部３内に供給される。このようにして所定
時間、アルコール発酵を行なった後、生成したアルコー
ルを含む液は竪形容器１底部の配管２１および弁２２を
介して系外に排出され、常法により酵母を分離した後、
高濃度のアルコールが回収される。分離した酵母は再び
完−の容器１に戻して再使用することができる。
本発明によれば、容器を２重・Ｕ構造とし、２重管の間
の環状通路に排ガス（炭酸ガス）を循環させてエアリフ
トを形成することにより、基質の槽内循環による緩慢な
混合が達成され、またエアリフト作用により上層に生成
した気泡は液の流入に伴なって内筒内に吸い込まれるの
で、容易に消泡することができる。また排ガスの循環に
よる混合作用に事よυ層内の酵母の凝集が防止されると
ともに、炭酸ガスの分圧が上がるので酵母の代謝が改善
され、副反応を少なくすることができる。さらに循環排
ガス中に少量の空気を混合することにより酵素による酵
母活性を持続することができる。
の環状通路に排ガス（炭酸ガス）を循環させてエアリフ
トを形成することにより、基質の槽内循環による緩慢な
混合が達成され、またエアリフト作用により上層に生成
した気泡は液の流入に伴なって内筒内に吸い込まれるの
で、容易に消泡することができる。また排ガスの循環に
よる混合作用に事よυ層内の酵母の凝集が防止されると
ともに、炭酸ガスの分圧が上がるので酵母の代謝が改善
され、副反応を少なくすることができる。さらに循環排
ガス中に少量の空気を混合することにより酵素による酵
母活性を持続することができる。
以上、本発明によれば、特別な攪拌手段または複雑な装
置を要することなく、生成した排ガスの循環により適度
の攪拌を達成し、高い酵母活性を維持しつつ、簡単な装
置で効率のよいアルコール発酵を行なうことができる。
置を要することなく、生成した排ガスの循環により適度
の攪拌を達成し、高い酵母活性を維持しつつ、簡単な装
置で効率のよいアルコール発酵を行なうことができる。
なお、本発明装置法回分式および連続式のいずれにも適
用することができる。
用することができる。
第１図は、本発明のアルコール発酵装置の一実施例を示
す説明図である。なお、図中、１は竪形容器、４は内筒
、５は連通部、６は溢流部、７は空気供給管、８は炭酸
ガス排出管、９は循環ポンプ、１１は炭酸ガス吹込みノ
ズル、１２は環状流路、１３は保温ジャケット、２０は
基質供給管、２１は液排出管である。 代理人 弁理士 川 北 武 長
す説明図である。なお、図中、１は竪形容器、４は内筒
、５は連通部、６は溢流部、７は空気供給管、８は炭酸
ガス排出管、９は循環ポンプ、１１は炭酸ガス吹込みノ
ズル、１２は環状流路、１３は保温ジャケット、２０は
基質供給管、２１は液排出管である。 代理人 弁理士 川 北 武 長
Claims (1)
- （１）アルコール発酵用酵母を含む基質を収容する竪形
容器と、該竪形容器内に同心状に設けられた内筒と、前
記竪形容器と前記内筒との間に形成され、その上下部が
竪形容器の上下部にそれぞれ開口する環状流路と、該環
状流路の底部に設けられた炭酸ガス吹込手段と、竪形容
器の上部から排ガスである炭酸ガスを抜き出し、加圧し
た後、前記環状流路の底部に送入する炭酸ガス循環手段
とを含むことを特徴とするアルコール発酵装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記竪形容器内
に空気供給手段を設けたことを特徴とするアルコール発
酵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57213422A JPS59106287A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | アルコ−ル発酵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57213422A JPS59106287A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | アルコ−ル発酵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59106287A true JPS59106287A (ja) | 1984-06-19 |
| JPH0339668B2 JPH0339668B2 (ja) | 1991-06-14 |
Family
ID=16638957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57213422A Granted JPS59106287A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | アルコ−ル発酵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59106287A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07255459A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Norin Suisansyo Nogyo Kenkyu Center Shocho | 培養装置 |
| JP2008539770A (ja) * | 2005-05-20 | 2008-11-20 | 清華大学 | エアリフト型ループリアクター |
| WO2017175833A1 (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 中越パルプ工業株式会社 | バイオマス資源からエタノールを製造する装置及びバイオマス資源からエタノールを生産する方法 |
-
1982
- 1982-12-07 JP JP57213422A patent/JPS59106287A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07255459A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Norin Suisansyo Nogyo Kenkyu Center Shocho | 培養装置 |
| JP2008539770A (ja) * | 2005-05-20 | 2008-11-20 | 清華大学 | エアリフト型ループリアクター |
| WO2017175833A1 (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 中越パルプ工業株式会社 | バイオマス資源からエタノールを製造する装置及びバイオマス資源からエタノールを生産する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0339668B2 (ja) | 1991-06-14 |
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