JPS59216591A - Production of butanol - Google Patents

Production of butanol

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JPS59216591A
JPS59216591A JP8917383A JP8917383A JPS59216591A JP S59216591 A JPS59216591 A JP S59216591A JP 8917383 A JP8917383 A JP 8917383A JP 8917383 A JP8917383 A JP 8917383A JP S59216591 A JPS59216591 A JP S59216591A
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JP
Japan
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fermentation
butanol
fermenter
extractant
contact
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JP8917383A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Hashimoto
橋本 葭人
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Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To recover efficiently and easily butanol, by extracting the butanol from a fermentation liquor with a higher alcohol based extracting agent in producing the butanol by the fermentation method. CONSTITUTION:Butanol is produced by the fermentation method. In the process, the fermentation is carried out while bringing an extracting agent containing a 10-14C alcohol into contact with a fermentation liquor by introducing the extracting agent from the bottom of a fermenter, and raising the extracting agent in a fermentation liquor, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフリノールの製造法に関し、詳しくは発酵法に
よるフリノールの製造法においテソノ生産性を高め、か
つ容易に回収することを可能としたブタノールの製造法
に関する。さらに詳しくは、発酵法によるブタノールの
製造に際して高級アルコール系の抽剤を用いることによ
って発酵液からブタノールを抽出することによりブタノ
ールの生産を効率よく行なえるようにしたブタノールの
製造法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing furinol, and more particularly to a method for producing butanol that increases the productivity of furinol by fermentation and enables easy recovery. More specifically, the present invention relates to a method for producing butanol in which butanol can be efficiently produced by extracting butanol from a fermentation liquid using a higher alcohol extractant during the production of butanol by fermentation.

従来、アセトン・ブタノール発酵として知られているよ
うに、炭水化物あるいは廃糖蜜を原料として嫌気的条件
下に回分発酵を行ない、アセトント共にブタノールを、
さらには少量のエタノール等を回収していた。この発酵
の特徴の1つは、ブタノール濃度が1.5 (W/V 
) %を越えると発酵が停止するため、ブタノールを高
濃度に含む培養液が得られないことである。また、発酵
速度が遅いこともブタノール発酵の問題点の1つである
Conventionally known as acetone-butanol fermentation, batch fermentation is carried out under anaerobic conditions using carbohydrates or blackstrap molasses as raw materials to produce acetone and butanol.
Furthermore, a small amount of ethanol was recovered. One of the characteristics of this fermentation is that the butanol concentration is 1.5 (W/V
%, fermentation will stop and a culture solution containing a high concentration of butanol cannot be obtained. Another problem with butanol fermentation is that the fermentation rate is slow.

発酵法によるブタノールの製造において、上記のような
ブタノールによる発酵阻害を除くだめに種々の提案がな
されている。たとえばヒマシ油や活性炭を発酵液に投入
する方法があるが、これらの方法は工業化に際して次の
ような問題が生じる。
In the production of butanol by fermentation methods, various proposals have been made to eliminate the fermentation inhibition caused by butanol as described above. For example, there is a method of adding castor oil or activated carbon to the fermentation liquid, but these methods pose the following problems when industrialized.

まず、ヒマシ油を投入した場合は、ヒマシ油が発酵液と
強固なエマルジョンを作り、分離や精製が困難であり、
しかも粘度が非常に高くなり伝熱性。
First, when castor oil is added, it forms a strong emulsion with the fermentation liquid, making it difficult to separate and purify.
Moreover, its viscosity is extremely high and it has good heat conductivity.

輸送性に離点がある。一方、活性炭を用いて吸着する場
合は、吸着後の脱着、再生、精製を必要とし操作が煩雑
である。
There is a difference in transportability. On the other hand, when activated carbon is used for adsorption, desorption, regeneration, and purification are required after adsorption, making the operation complicated.

一方、本出願人は発酵法によるエタノールの製造にあた
り抽剤を使用する、いわゆる抽出発酵について提案した
(特公昭58−3677号)。
On the other hand, the present applicant proposed so-called extractive fermentation in which an extractant is used in the production of ethanol by a fermentation method (Japanese Patent Publication No. 58-3677).

そこで本発明者は、前述の如く問題点の多いブタノール
発酵についても抽出発酵の技術を導入することによって
問題点の解消を図るべく鋭意検討を重ねた。ところが、
良く知られているように、ブタノール発酵はエタノール
発酵と比較した場合、発酵菌が絶対嫌気性菌であること
、発酵生産物がブタノールのほかアセトン、エタノール
、水素など多岐にわたること、主生産物のブタノールは
水に溶解し難いこと等の相違点があるため、エタノール
発酵の場合の抽出発酵条件をそのまま適用することがで
きない。とりわけ、抽剤については主要発酵生産物に対
する分配係数、酸素の溶解速度。
Therefore, the inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the problems of butanol fermentation, which has many problems as described above, by introducing extractive fermentation technology. However,
As is well known, butanol fermentation differs from ethanol fermentation in that the fermenting bacteria are obligate anaerobic bacteria, that the fermentation products are diverse, including butanol, acetone, ethanol, and hydrogen, and that the main products are Since butanol has differences such as being difficult to dissolve in water, the extraction fermentation conditions for ethanol fermentation cannot be applied as is. Particularly, for extractants, the partition coefficient and oxygen dissolution rate for the main fermentation products.

水への溶解度、水分同伴量、融点等について慎重に検討
した上で選定し々ければならない。
The material must be selected after careful consideration of its solubility in water, amount of water entrainment, melting point, etc.

本発明者は、上記の実情に鑑み、発酵法によりブタノー
ルを生産するにあたり、抽出発酵条件、特に・抽剤の選
定について検討を重ねた。その結果、特定の高級アルコ
ールが抽剤として適していることを見出し、かかる知見
に基いて本発明を完成するに至ったのである。
In view of the above-mentioned circumstances, the present inventors have repeatedly studied the extraction fermentation conditions, particularly the selection of extractants, when producing butanol by the fermentation method. As a result, they discovered that a specific higher alcohol is suitable as an extraction agent, and based on this knowledge, they completed the present invention.

本発明は、発酵法によシブタノールを製造する方法にお
いて、炭素数10〜14のアルコールを含む油剤を発酵
液と接触させながら発酵を行なうことを特徴とするブタ
ノールの製造方法を提供するものである。
The present invention provides a method for producing sibutanol by a fermentation method, which is characterized in that fermentation is carried out while bringing an oil containing an alcohol having 10 to 14 carbon atoms into contact with a fermentation liquid. be.

発酵法によりブタノールの製造を行なうにあたり、既知
のブタノール生産菌を任意に使用できる。
In producing butanol by the fermentation method, any known butanol-producing bacteria can be used.

ブタノール生産菌としてはクロストリディウム属の微生
物が良く知られており、たとえばクロストリディウム・
アセトブチリカムなどを挙げることができる。発酵に用
いる培地についても特に制限はなく、ブタノール生産菌
が生育し、十分量のブタノールを蓄積しうるものであれ
ばよく、既知の培地を使用すればよい。また、培養の温
度+ PH+時間等の条件についても既知の条件を採用
すればよく、さらに発酵型式に関しても連続法2回分法
など各種の方法を採用することができる。さらに、ブタ
ノール生産菌を適当な手段により固定化した固定化菌体
を用いて発酵を行なうことも可能である。
Microorganisms of the genus Clostridium are well known as butanol-producing bacteria, such as Clostridium spp.
Examples include acetobutylicum. There are no particular limitations on the medium used for fermentation, as long as it allows butanol-producing bacteria to grow and accumulates a sufficient amount of butanol, and any known medium may be used. Further, known conditions such as culture temperature + PH + time may be used, and various fermentation methods such as a continuous method and a two-batch method may be used. Furthermore, it is also possible to perform fermentation using immobilized microbial cells in which butanol-producing microorganisms are immobilized by appropriate means.

次に、本発明では炭素数10〜14の高級アルコールを
含む抽剤を用いてブタノール発酵を行なう。抽剤は発酵
液と接触させて生成したブタノールを抽出するために用
いられる。しだがって、抽剤は発酵液からの抽出能力が
大きいこと、すなわち主要発酵生産物であるブタノール
の分配係数が大きいことが要求されるほか、酸素の溶解
速度が遅いこと、水への溶解度が低いこと、ブタノール
生産菌に対する毒性がないかあるいは低いこと、液状で
あること、常圧下での沸点がブタノールより高いこと等
の性質を有するものであることが必要である。このよう
な条件を満足する抽剤について検討した結果、本発明者
は各種の物質の中から炭素数lO〜14のアルコールが
適当であることを、見出しだ。炭素数10〜14のアル
コールは、ブタノールに対して一般に5以上の高い分配
係数を有している。分配係数は、抽出相中のブタノール
濃度/抽残相中のブタノール濃度で表わされ、通常、分
配係数が5以上であることが望ましい。分配係数が5以
下の場合、抽剤からブタノールを分離する際にブタノー
ル濃度が低いため、分離処理量が極めて多くなり蒸留分
離における熱量が増大するので工業性に乏しい。さらに
、抽剤を循環使用する場合、発酵液中のブタノール濃度
を一定に保持するためには、循環量が多くなり、装置等
も大型化しなければならず、上記分離の必要熱量の増大
に加え、さらに工業性が損なわれる。またブタノール生
産菌(クロストリディウム・アセトブチリカムIAM−
19013)に対する毒性は、下記第1表に示した如く
僅少または皆無である。しかも、この高級アルコールは
グルコースを溶解せず、発酵液との分離が良好であり、
ブタノールやアセトン、エタノールなどとも共沸物を作
らないという性質を有している。また、これらアルコー
ルの水への溶解度を第2図に、水分同伴量を第3図に示
す。
Next, in the present invention, butanol fermentation is performed using an extractant containing a higher alcohol having 10 to 14 carbon atoms. The extractant is used to extract the butanol produced by contact with the fermentation liquor. Therefore, the extractant is required to have a high extraction capacity from the fermentation liquor, that is, a high partition coefficient for butanol, the main fermentation product, as well as a slow dissolution rate of oxygen and a high solubility in water. It needs to have properties such as low toxicity, no or low toxicity to butanol-producing bacteria, liquid, and a boiling point higher than that of butanol under normal pressure. As a result of studying extractants that satisfy these conditions, the present inventor found that among various substances, alcohols having 10 to 14 carbon atoms are suitable. Alcohols having 10 to 14 carbon atoms generally have a high partition coefficient of 5 or more with respect to butanol. The distribution coefficient is expressed as the concentration of butanol in the extraction phase/the concentration of butanol in the raffinate phase, and it is usually desirable that the distribution coefficient is 5 or more. When the partition coefficient is 5 or less, the butanol concentration is low when separating butanol from the extractant, so the amount of separation is extremely large and the amount of heat in distillation separation increases, resulting in poor industrial efficiency. Furthermore, when reusing extractants, in order to maintain a constant butanol concentration in the fermentation liquid, the amount of circulation increases and the equipment must be larger, which not only increases the amount of heat required for the separation described above. , further impairing industrial efficiency. In addition, butanol-producing bacteria (Clostridium acetobutylicum IAM-
19013), there is little or no toxicity as shown in Table 1 below. Moreover, this higher alcohol does not dissolve glucose and is easily separated from the fermentation liquid.
It has the property of not forming azeotropes with butanol, acetone, ethanol, etc. Further, the solubility of these alcohols in water is shown in FIG. 2, and the amount of water entrainment is shown in FIG.

デカノール         多少有 ウンデカノール       僅少 ドデカノール        無 トリデカノール        無 テトラデカノール       無 炭素数9以下のアルコールは水への溶解度が約0.05
重量%以上と高いため、抽剤ロスが大きく、その上炭素
数8以下のものはブタノール生産菌に対する毒性が強く
なる傾向がある。また、高級アルコールにあっては、炭
素数の増加に伴ない一般に常温で固体化する傾向がある
が、炭素数14以下のものは発酵温度で液体であるから
使用に差支えない。なお、本発明に使用する高級アルコ
ールには直鎖状アルコールのほが分岐状アルコール(1
so−、tert−など)も使用に差支えない限り包含
される。
Decanol Some undecanol Very little dodecanol No tridecanol No tetradecanol Alcohols with carbon atoms of 9 or less have a solubility in water of approximately 0.05
Since it is high (more than % by weight), extraction agent loss is large, and in addition, those having less than 8 carbon atoms tend to be highly toxic to butanol-producing bacteria. Furthermore, higher alcohols generally tend to solidify at room temperature as the number of carbon atoms increases, but those with 14 or fewer carbon atoms can be used as they are liquid at fermentation temperatures. The higher alcohols used in the present invention include linear alcohols, branched alcohols (1
so-, tert-, etc.) are also included as long as there is no problem with their use.

炭素数10〜14のアルコールの中では炭素数11〜1
3のものが好捷しく、特にトリデカノールは好ましいも
のである。本発明において、炭素数10〜14のアルコ
ールは単独で抽剤として用いてもよく、2種以上を組合
せて使用してもよい。
Among alcohols with 10 to 14 carbon atoms, those with 11 to 1 carbon atoms
No. 3 is preferable, and tridecanol is particularly preferable. In the present invention, alcohols having 10 to 14 carbon atoms may be used alone as extractants, or two or more types may be used in combination.

さらには、アルコール以外の物質と組合せて用いること
もできる。たとえばベンゼンなどの芳香族化合物もしく
はその誘導体と組合せて用いることにより水との分離を
容易に行なうことができる。
Furthermore, it can also be used in combination with substances other than alcohol. For example, by using it in combination with an aromatic compound such as benzene or a derivative thereof, separation from water can be easily performed.

この場合、抽剤比率は通常50チ以上とする。また、発
酵液に対する抽剤の比は連続式2回分式とも通常は0.
1〜2、好ましくは0.25〜1.0である。
In this case, the extractant ratio is usually 50 or more. In addition, the ratio of extractant to fermentation liquid is usually 0.
1-2, preferably 0.25-1.0.

前述した如く、本発明では上記抽剤を発酵液と接触させ
ながらブタノール発酵を行なうが、両者の接触は各種の
態様で行なうことができる。両者の接触は発酵槽内で行
なう場合と発酵槽外で行なう場合に大別するととができ
る。抽剤と発酵液を発酵槽内で接触させる方法としては
、たとえば発酵槽内の上部に抽剤の層を発酵液の上層と
して形成せしめる方法がある。この方法によれば、第5
図にみられるように、抽剤層が酸素と発酵液に対する抵
抗となる。この場合、抽剤を補給したり、発酵槽外で発
酵液と分離、回収した抽剤を再使用する際に、該抽剤を
発酵槽下部より導入して発酵液中を上昇させることによ
って接触効率を高めることができる。また、単に上層の
抽剤を抜き出し、発酵槽下部へ循環してもよい。
As described above, in the present invention, butanol fermentation is carried out while bringing the extraction agent into contact with the fermentation liquid, but the contact between the two can be carried out in various ways. Contact between the two can be roughly divided into cases where it is carried out within the fermenter and cases where it is carried out outside the fermenter. As a method for bringing the extraction agent and the fermentation liquid into contact within the fermentation tank, there is a method in which, for example, a layer of extraction agent is formed as an upper layer of the fermentation liquid in the upper part of the fermentation tank. According to this method, the fifth
As seen in the figure, the extraction layer provides resistance to oxygen and fermentation liquid. In this case, when replenishing the extractant or reusing the extract that has been separated from the fermentation liquor and collected outside the fermenter, the extractant is introduced from the bottom of the fermenter and allowed to rise in the fermentation liquor. Efficiency can be increased. Alternatively, the extractant in the upper layer may be simply extracted and circulated to the lower part of the fermenter.

抽剤と発酵液の接触を発酵槽外で行なう方法についても
各種の方法が考えられ、たとえば槽、塔。
Various methods can be considered for bringing the extraction agent into contact with the fermentation liquid outside the fermenter, such as a tank or a tower.

配管等の抽出装置で両者を接触せしめる方法がある。こ
の場合、抽出装置は配管等により発酵槽との間に循環系
を形成し、抽剤や発酵液の一部もしくは全部を発酵液に
戻すようにすることができる。
There is a method of bringing the two into contact using an extraction device such as piping. In this case, a circulation system can be formed between the extraction device and the fermentation tank using piping or the like, and part or all of the extraction agent and fermentation liquid can be returned to the fermentation liquid.

抽剤を循環再使用するにあたり、熱媒として用いること
により発酵液の温度制御を行々いブタノール発酵をより
効果的にすることができる。すなわち、発酵液を直接加
熱(あるいは冷却)する場合には、ブタノール生産菌が
その熱により死滅するおそれもある。これに対し抽剤を
予じめ加熱(あるいは冷却)シ、発酵液と接触させる場
合には菌の死滅を防止すると共に、油剤によって間接的
に発酵液の温度制御をすることもできる。また、この間
接的な温度制御の方が、制御も容易で多少の変動におい
ても許容性を持たせることができ、装置的にも簡便であ
り工業的価値も大きい。さらに、蒸留によシ抽剤を分離
する場合には、蒸留の際の熱量を利用することもできる
When circulating and reusing the extraction agent, by using it as a heating medium, the temperature of the fermentation liquor can be controlled and the butanol fermentation can be made more effective. That is, when the fermentation liquid is directly heated (or cooled), the butanol-producing bacteria may be killed by the heat. On the other hand, when the extraction agent is heated (or cooled) in advance and brought into contact with the fermentation liquid, killing of bacteria can be prevented, and the temperature of the fermentation liquid can also be indirectly controlled using an oil agent. In addition, this indirect temperature control is easier to control, can tolerate some fluctuations, is simpler in terms of equipment, and has great industrial value. Furthermore, when separating the extractant by distillation, the amount of heat during distillation can also be utilized.

抽剤と発酵液の接触は発酵初期段階から発酵終期段階に
わたって連続的に行々つてもよく、あるいは非連続的に
行なってもよいが、好ましくは発酵初期段階から連続的
に接触させ、一定の濃度になった時点で蒸留塔などの発
酵生産物回収装置への抽剤層の供給を開始し、その後、
連続的に接触、回収、抽剤循環を行なう。なお、発酵生
産物回収装置により回収した生産物は通常、蒸留等によ
り目的とするブタノールを分離、精製する。
Contact between the extraction agent and the fermentation liquid may be carried out continuously from the initial stage of fermentation to the final stage of fermentation, or may be carried out discontinuously, but it is preferable to contact the extracting agent continuously from the early stage of fermentation to maintain a constant level. When the concentration is reached, the supply of the extractant layer to a fermentation product recovery device such as a distillation column is started, and then,
Continuous contact, recovery, and extraction agent circulation. Note that the product recovered by the fermentation product recovery device is usually subjected to distillation or the like to separate and purify the target butanol.

本発明によれば、特定の抽剤を発酵液と接触させて発酵
を行なうだめ、発酵液中のブタノール。
According to the present invention, the fermentation is carried out by bringing a specific extraction agent into contact with the fermentation liquor, and the butanol in the fermentation liquor.

アセトンなどの発酵生産物は抽出され、発酵液中のブタ
ノールやアセトンの濃度を低く保つことができる。その
結果、ブタノールによる菌への発酵阻害を弱め、発酵速
度を早くすることができる。
Fermentation products such as acetone are extracted, allowing the concentration of butanol and acetone in the fermentation liquor to be kept low. As a result, the inhibition of fermentation by butanol on bacteria can be weakened and the fermentation rate can be increased.

したがって、ブタノール等の発酵生産性は著しく向上し
、かつ発酵槽の槽動率を高めることができる。また、本
発明に用いる抽剤はブタノールやアセトンなどとの沸点
差が大きく、これらと共沸化金物を作らないので、フラ
ッシングあるいは簡単な蒸留によって両者を分離するこ
とができる。しかも、抽出物中におけるブタノール濃度
は発酵液に較べはるかに高濃度となっているため、分離
、精製を極めて経済的に行なうことが可能である。
Therefore, the productivity of fermentation of butanol and the like is significantly improved, and the flow rate of the fermenter can be increased. Furthermore, the extractant used in the present invention has a large boiling point difference with butanol, acetone, etc., and does not form an azeotrope with these, so the two can be separated by flushing or simple distillation. Moreover, since the butanol concentration in the extract is much higher than that in the fermentation liquid, separation and purification can be carried out extremely economically.

さらに、抽剤を循環使用する場合、適当な温度に冷却し
て用いることにより発酵液の温度制御を行なり熱媒とし
て使用でき、発酵効率を向上させることができる。なお
、発酵槽から抽剤に同伴する菌体は抽出物との分離前に
濾過まだは沈降などの    ′手段によって分離し、
発酵槽に返送することかできるが、返送を必要としない
場合は、抽出物と分離後に一過、沈降などの手段を適用
して分離すればよい。
Furthermore, when the extraction agent is used in circulation, by cooling it to an appropriate temperature and using it, the temperature of the fermentation liquid can be controlled and used as a heating medium, thereby improving fermentation efficiency. In addition, the bacterial cells accompanying the extract from the fermenter are separated by means such as filtration or sedimentation before being separated from the extract.
It can be returned to the fermenter, but if return is not required, it may be separated from the extract by means such as passing through or sedimentation.

上記の如く、本発明は数多くの利点かあシ、発酵法によ
るブタノール生産を効率よく行なうことができる。なお
、ブタノールとともにアセトンやエタノールが生産され
るときは、これらも本発明により分離、精製することが
可能である。
As described above, the present invention has many advantages and can efficiently produce butanol by fermentation. Note that when acetone and ethanol are produced together with butanol, these can also be separated and purified according to the present invention.

次に、本発明を実施例によシ詳しく説明する。Next, the present invention will be explained in detail using examples.

実施例1 第2表に示した組成の培地に150 ′?/lのグルコ
ースを加えた培地をPH6,5に調整した後、その1t
を2を容発酵槽に投入し、殺菌を行なった。
Example 1 150'? After adjusting the medium to pH 6.5 to which 1 t/l of glucose was added,
2 was put into a fermenter and sterilized.

冷却後、種菌を25m/!投入した。なお、種菌として
は予め50 f//lのグルコースを含む第2表の組成
の培地にクロストリディウム會アセトブチリカムIAM
−19013を37°Cで24時間培養したものを植え
継いだものを使用した。
After cooling, spread the inoculum at 25m/! I put it in. In addition, as an inoculum, Clostridium acetobutylicum IAM was prepared in advance in a medium containing 50 f//l of glucose and having the composition shown in Table 2.
-19013 was cultured at 37°C for 24 hours and then subplanted.

種菌を投入後、発酵槽の窒素パージを30分間行ない、
次いで抽剤1−1)デカノールを500 all投入し
た。しかる後、1100rpで攪拌しながら378Cで
66時間嫌気発酵を行なった。
After adding the starter, purge the fermenter with nitrogen for 30 minutes.
Next, 500 all of extractant 1-1) decanol was added. Thereafter, anaerobic fermentation was performed at 378C for 66 hours while stirring at 1100 rpm.

発酵開始後15時間目から発酵槽内上部の抽剤層を約5
0 me/hrの割合で発酵槽の底部に循環させ、発酵
液中の発酵生産物たるノルベントの吸収を助けた。発酵
終了後の発酵液中および油相中のツルベン11度を第3
表に、油相を120℃でフラッシュした蒸気組成を第4
表に示す。
From 15 hours after the start of fermentation, the extract layer at the top of the fermenter is
It was circulated to the bottom of the fermenter at a rate of 0 me/hr to help absorb norbento, a fermentation product, in the fermentation liquid. After the completion of fermentation, 11 degrees of turben in the fermentation liquor and oil phase was added to the third
The table shows the vapor composition of the oil phase flashed at 120°C.
Shown in the table.

KH2PO40,8 に2HPO40,8 gSO42 MnS()+ HzOO,01 FeSO4・7H200,0! NaC21,0 システイン             0.5アスパラ
ギン           2イーストエキス    
      5第  3  表(単位 グ/l) アセトン     8.0      5.3ブタノー
ル    5.6      41.6エタノール  
  3.1      1.3アセトン       
 8 ブタノール       66 エタノール        2 水              24 実施例2 第3図に示しだ装置とフローシートによりクロストリデ
ィウム・アセトブチリカムJAM−19013を用いて
アセトン・ブタノールの連続発酵を行なった。30 f
/lのグルコースを含む第2表の培地をPH5,5に調
整した後、そのltを培地貯槽Aより2L容発酵槽Cに
投入し、常法により殺菌を行ない、冷却したのち実施例
1と同様の種菌を25all投入した。
KH2PO40,8 to 2HPO40,8 gSO42 MnS() + HzOO,01 FeSO4・7H200,0! NaC21.0 Cysteine 0.5 Asparagine 2 Yeast Extract
5Table 3 (Unit: g/l) Acetone 8.0 5.3 Butanol 5.6 41.6 Ethanol
3.1 1.3 Acetone
8 Butanol 66 Ethanol 2 Water 24 Example 2 Continuous fermentation of acetone-butanol was carried out using Clostridium acetobutylicum JAM-19013 using the apparatus and flow sheet shown in FIG. 30 f
After adjusting the pH of the medium shown in Table 2 containing /l of glucose to 5.5, the medium was poured into a 2L fermenter C from the medium storage tank A, sterilized by a conventional method, and cooled. 25 all of the same inoculum were injected.

種菌投入後、発酵槽の窒素パージを30分間行ない、次
いで予め殺菌したトリデカノールを500m1抽剤貯槽
Bより投入した。抽剤を投入後、1100rpで攪拌し
ながら37℃で30時間回分発酵を行なっだのち90 
f/lのグルコースを含む第2表に示しだ組成の培地を
培地貯槽Aより20 me/hrの流量で連続的に発酵
槽Cに供給した。
After the inoculum was added, the fermenter was purged with nitrogen for 30 minutes, and then pre-sterilized tridecanol was added from the 500 ml extract storage tank B. After adding the extractant, batch fermentation was carried out at 37℃ for 30 hours while stirring at 1100 rpm, and then 90
A medium having the composition shown in Table 2 containing f/l glucose was continuously supplied from medium storage tank A to fermenter C at a flow rate of 20 me/hr.

一方、殺菌した抽剤トリデカノールを抽剤貯槽Bより1
0 me/ hrの流量で連続的に発酵槽Cの下部に供
給した。まだ、アルカリ貯槽りの20%NaOHと酸貯
槽Eの0.1MHIJにより発酵液のPHを6.0に保
ち9日間運転した。
On the other hand, 1 liter of sterilized extractant tridecanol was added from extractant storage tank B.
It was continuously fed into the lower part of fermenter C at a flow rate of 0 me/hr. The pH of the fermentation liquid was still maintained at 6.0 with 20% NaOH in the alkaline storage tank and 0.1 MHIJ in the acid storage tank E, and the operation was continued for 9 days.

発酵期間中、発酵槽Cでは発酵液の上部に抽剤層を形成
させ、気相中の微量の酸素が発酵液に溶解するのを防止
した。発酵槽Cを出だ発酵液と抽     □剤の2相
は各々発酵液受槽Fと抽剤受槽Gに送入[7た。油相は
120°Cでフラッシュさせて発酵生産物を回収した。
During the fermentation period, an extractant layer was formed in the upper part of the fermentation liquid in fermenter C to prevent trace amounts of oxygen in the gas phase from dissolving into the fermentation liquid. The two phases of fermentation liquor and extractant leaving fermenter C are sent to fermentation liquor receiving tank F and extracting agent receiving tank G [7]. The oil phase was flashed at 120°C to recover the fermentation product.

発酵液中および油相中のノルベントe度を第5表に、フ
ラッシュにより回収した生産物の蒸気組成を第6表に示
す。
Table 5 shows the degree of norbento in the fermentation liquor and oil phase, and Table 6 shows the vapor composition of the product recovered by flashing.

アセトン      53 ブタノール     3       23エタノール
     1.7        0.8ソルベント 
    蒸気組成帳) アセトン         7 ブタノール       56 エタノール        2 水             35 実施例3 第4図に示した装置とフローシートによりクロストリデ
ィウム・アセトブチリカムIAM−19013ヲ用イて
アセトン・ブタノールの連続発酵を行なった。グルコー
ス30グ/lを含む第2表に示した組成の培地に抽剤ト
リデカノニルを飽和させ、その500m/!を発酵槽C
に投入し、殺菌後37°Cで30時間回分発酵を行なっ
た。次いで、45fl/lのグルコースを含む第2表の
組成の培地に抽剤トリデカノールを飽和させたものを培
地貯槽Aから10 ml/hrの流量で連続的に発酵槽
Cに供給した。
Acetone 53 Butanol 3 23 Ethanol 1.7 0.8 Solvent
Steam composition book) Acetone 7 Butanol 56 Ethanol 2 Water 35 Example 3 Continuous fermentation of acetone and butanol was carried out using Clostridium acetobutylicum IAM-19013 using the apparatus and flow sheet shown in FIG. A medium having the composition shown in Table 2 containing 30 g/l of glucose was saturated with the extractant tridecanonyl, and 500 m/l of the extract was saturated. Fermenter C
After sterilization, batch fermentation was carried out at 37°C for 30 hours. Next, a medium having the composition shown in Table 2 containing 45 fl/l of glucose and saturated with extractant tridecanol was continuously supplied from medium storage tank A to fermenter C at a flow rate of 10 ml/hr.

発酵槽Cでは37°C,pH6,0の条件で9日間発酵
を行なった。PH調整はアルカリ貯槽Gの20係NaO
Hと酸貯槽HのO,]、 M HIJにより行なった。
Fermentation was carried out in fermenter C for 9 days at 37°C and pH 6.0. PH adjustment is done with NaO 20 in alkaline storage tank G.
H and O of the acid storage tank H, ], M HIJ was used.

発酵槽Cを出た発酵液は高さ60cmの金銅充填物を充
填した7crIL径の抽出塔りに送り、抽剤貯槽Bから
送られてきた予め殺菌した油剤トリデカノール20ae
/f1rと接触させた。発酵生産物たるソルベントを抽
出された発酵液は発酵液貯槽Eに送った。また、発酵生
産物を抽出した油相は抽出液貯槽Fに送り、次いで12
0°Cでフラッシュして発酵生産物を回収した。発酵液
中および油相中のソルベント濃度を第7表に、フラッシ
ュにより回収第  7  表(単位: f/l) アセトン      2.4       1.8ブタ
ノール     0.1      40エタノール 
    0.1       0.06アセトン   
      3.1 フリノール       70,4 エタノール         0.1 水              26.4実施例4 150 ’i/lのグルコースを加えた第2表に示した
培地を用いて抽剤をドデカノールとして実施例1と同様
に嫌気条件下で回分発酵を68時間行なった。発酵終了
後の発酵液中および油相中のンルベン)M1度を第9表
に、フラッシュにより回収した生産物の蒸気組成を第1
0表に示す。
The fermented liquid from fermentation tank C is sent to an extraction tower with a diameter of 7crIL filled with a 60cm high gold-copper packing, and the pre-sterilized oil tridecanol 20ae sent from extractant storage tank B is sent to
/f1r. The fermentation liquor from which the solvent, which is a fermentation product, was extracted was sent to fermentation liquor storage tank E. In addition, the oil phase from which the fermentation products have been extracted is sent to the extract liquid storage tank F, and then 12
The fermentation product was collected by flashing at 0°C. Table 7 shows the solvent concentrations in the fermentation broth and oil phase, and the solvent concentrations recovered by flashing Table 7 (Unit: f/l) Acetone 2.4 1.8 Butanol 0.1 40 Ethanol
0.1 0.06 acetone
3.1 Furinol 70.4 Ethanol 0.1 Water 26.4 Example 4 Anaerobic treatment was carried out in the same manner as in Example 1 using the medium shown in Table 2 to which 150 i/l glucose was added and using dodecanol as the extractant. Batch fermentation was carried out for 68 hours under these conditions. Table 9 shows the M1 degrees in the fermentation liquor and oil phase after the completion of fermentation, and the vapor composition of the product recovered by flashing is shown in Table 1.
Shown in Table 0.

第  9  表(単位:r/l) アセトン      0.89       0.7プ
タノール     6.0       53エタノー
ル     0.34       0.2アセトン 
        8 ブタノール        65 エタノール         2 水               25
Table 9 (Unit: r/l) Acetone 0.89 0.7 Butanol 6.0 53 Ethanol 0.34 0.2 Acetone
8 Butanol 65 Ethanol 2 Water 25

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は高級アルコールの水への溶解度を示すグラフ、
第2図は高級アルコールの水分同伴量を示すグラフであ
る。第3図および第4図は本発明の実施例に用いた装置
とフローシートを示す。第5図は発酵槽の気相中に空気
を吹き込んだ場合の抽剤層の有無による発酵液へ、の溶
解酸素濃度を示すグラフである。 第1図 @、@”ylレフ−1しのポ11ヤ隙 第2図 貨り9陵丁1しつ−2しの茨siに4
Figure 1 is a graph showing the solubility of higher alcohols in water.
FIG. 2 is a graph showing the amount of water entrained in higher alcohols. FIGS. 3 and 4 show the apparatus and flow sheet used in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the dissolved oxygen concentration in the fermentation liquor with and without an extraction layer when air is blown into the gas phase of the fermenter. Figure 1 @, @”yl ref - 1 Shino Po 11 Ya Gap 2nd Figure Currency 9 Ryocho 1 Shitsu - 2 Shino Thorn Si 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)2発酵法によりブタノールを製造する方法において
、炭素数10〜14のアルコールを含む抽剤を発酵液と
接触させながら発酵を行なうことを特徴トするブタノー
ルの製造法。 2)、抽剤と発酵液の接触を、発酵槽内で行なう特許請
求の範囲第1項記載の製造法。 3)、抽剤と発酵液の接触を、発酵槽内の上部に抽剤の
層を形成せしめて行なう特許請求の範囲第1項まだは第
2項記載の製造法。 4)、油剤と発酵液の接触を、抽剤を発酵槽下部より導
入して発酵液中を上昇させることにより行なう特許請求
の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の製造法。 5)0発酵槽下部より導入する抽剤が、抽剤の層から抜
き出しだものであって、その−1まあるいはブタノール
を分離したものである特許請求の範囲第4項記載の製造
法。 6)、抽剤と発酵液の接触を1発酵槽外の抽出装置で行
なう特許請求の範囲第1項記載の製造法。 7)、抽剤と発酵液の接触を発酵槽外の抽出装置で行な
った後、抽剤を分離した発酵槽に戻す特許請求の範囲第
6項記載の製造法。 8)1分離された抽剤を回収し、循環使用する特許請求
の範囲第7項記載の製造法。 9)、循環使用する抽剤を熱媒上して用いることにより
発酵液の温度制御を行なう特許請求の範囲第5項または
第8項記載の製造法。
[Scope of Claims] 1) A method for producing butanol by a two-fermentation method, which comprises carrying out fermentation while bringing an extractant containing an alcohol having 10 to 14 carbon atoms into contact with a fermentation liquid. 2) The production method according to claim 1, wherein the contact between the extraction agent and the fermentation liquid is carried out in a fermenter. 3) The production method according to claim 1 or 2, wherein the extraction agent and the fermentation liquid are brought into contact by forming a layer of extraction agent in the upper part of the fermenter. 4) The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact between the oil agent and the fermentation liquid is carried out by introducing the extraction agent from the lower part of the fermentation tank and raising it in the fermentation liquid. 5) The production method according to claim 4, wherein the extractant introduced from the lower part of the fermenter is one extracted from the extractant layer, from which -1 or butanol has been separated. 6) The production method according to claim 1, wherein the extraction agent and the fermentation liquid are brought into contact with each other in an extraction device outside the fermenter. 7) The production method according to claim 6, wherein the extracting agent and the fermentation liquid are brought into contact with each other in an extraction device outside the fermenter, and then the extracting agent is returned to the fermenter from which it was separated. 8) The manufacturing method according to claim 7, wherein the separated extractant is recovered and recycled. 9) The production method according to claim 5 or 8, wherein the temperature of the fermentation liquor is controlled by using a recirculating extraction agent as a heating medium.
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