JPS61104792A - 固定化菌体を用いる発酵方法 - Google Patents

固定化菌体を用いる発酵方法

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JPS61104792A
JPS61104792A JP22606184A JP22606184A JPS61104792A JP S61104792 A JPS61104792 A JP S61104792A JP 22606184 A JP22606184 A JP 22606184A JP 22606184 A JP22606184 A JP 22606184A JP S61104792 A JPS61104792 A JP S61104792A
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immobilized
activated carbon
fermentation
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gelling agent
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Hayamizu Ito
伊東 速水
Shuhei Tatsumi
巽 修平
Kozo Nagai
永易 弘三
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ゲル化剤中に溶存有機成分の吸着能力を有す
る粉末活性炭と有用微生物菌体を同時に均一に懸濁固定
化した固定化菌快を用いて発酵を行う方法に関するもの
である。
従来の技術 従来、特開昭59”85291号公報に示されるように
、酵素と活性炭などとゲル状担体とを混合して固定化製
剤を製造する方法が既に提案されている。
また特開昭59−IQ9173号公報に示されるように
、微細孔を有する物体の孔中にゲル化剤と生体触媒を注
入した後、ゲル化剤をゲル化させる固定化生体触媒の製
法が公知である。
発明が解決しようとする問題点 しかし特開昭59−85291号公報記載の方法は、酵
素に限定されており、また特開昭59−109173号
公報記載の方法は、微細孔内に生体触媒を注入した後、
固定化するもので、製造工程が2段になりその分だけ繁
雑になる。また上記の両公報には、再生工程、回収工程
については何ら記載されていない。
一般に反応槽内で1.微生物菌体により発酵を行わせる
場合、微生物菌体濃度を上昇させ、かつ反応にたずされ
る原料成分濃度を、微生物菌体近辺で適切な濃度に濃縮
することが、発酵を効率的に行うためにきわめて有効で
ある。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、ゲル状担体
と微生物菌体と粉末活性炭とを同時に均一に混合して固
定化菌体を製造し、この固定化菌体を用いて発酵させる
方法の提供を目的とするものである。
問題点を解決するための手段および作用第1の発明の方
法は、ゲル化剤中に溶存有機成分の吸着能力を有する粉
末活性炭と有用微生物菌体を同時に均一に懸濁固定化し
た固定化菌体と、発酵原料液とを接触させて発酵させる
ことを特徴としている。
また第2の発明の方法は、ゲル化剤中に溶存有機成分の
吸着能力を有する粉末活性炭と有用微生物菌体を同時に
均一に懸濁固定化した固定化菌体と、発酵原料液とを接
触させて発酵させた後、老旧化した固定化菌体を溶解し
、活性炭主体部とゲル化剤部とに分離し、ついで活性炭
主体部を再賦活し、再度分離ゲル化剤と混合して固定化
菌体を再生することを特徴としている。
さらに第3の発明の方法は、ゲル化剤中に溶存有機成分
の吸着能力を有する粉末活性炭と有用微生物菌体を同時
に均一に懸濁固定化した固定化菌体と、発酵原料液とを
接触させて発酵させた後、老旧化した固定化菌体を溶解
し、活性炭主体部とゲル化剤部とに分離し、ついで活性
炭主体部を再賦活し、再度分離ゲル化剤と混合して固定
化菌体を再生し、再生した固定化菌体を発酵処理液と接
触させた後、発酵槽へ返送することを特徴としている。
本発明において、ゲル化剤としてはアルギン酸塩、カラ
ジーナン、寒天、コンニャク、ローカストビーンゴム、
ペクチン、ゼラチン、ポリアクリルアミド、セルロース
アセテート、ポリビニルア/L<コールなどが用いられ
、固定化した固定化菌体および固定化酵素の球状、立方
体、砕石状などの種々の形状のものを使用することがで
きる。
実施例 第1図は本発明の方法の一例を示している。1は発酵槽
で、固定化菌体が充填されて、流動層、移動層または固
定層を形成している。固定化菌体は、アルギン酸ソーダ
水溶液に溶存有機成分の吸着能力を有する粉末活性炭と
有用微生物菌体を同時に均一に懸濁し、カルシウム塩と
アルミニウム塩で固定化したものである。発酵槽1に発
酵原料液が供給され、固定化菌体と接触して反応が行わ
れる。発生したガス状生成物は槽頂から抜き出される。
発酵槽1の底部から抜き出された使用済固定化菌体は、
加圧濾過M2に導入されて固形物と液とに分離される。
液は発酵槽1の上部から抜き出された処理済液とともに
排液処理工程へ送られる。液の一部または全部は溶解生
成物分離器6で処理されることもある。前記固形物はN
a1O03とともに溶解槽4に送られてゲル化剤が溶解
する。
ついで加圧淵過器5に送られて活性炭および菌体と、再
生ゲル化剤とに分離される。活性炭および菌体は賦活装
置乙に送られて賦活された後、脱灰機7で灰分が除去さ
れ、再生活性炭となって混合槽8へ送られる。この混合
槽8には、前記再生ゲル化剤および微生物菌体、必要に
応じて新活性炭および新ゲル化剤が供給されて混合し固
定化される。混合物はカルシウム塩または/およびアル
ミニウム塩とともに整形装置10で必要な形状、大きさ
に整形されて、再生−走化菌体として発酵樗1の上部へ
送られる。
つぎに発酵として、メタン発酵を行う場合について第2
図に基づいて説明する。11はメタン発酵槽で、アルギ
ン酸塩で固一定された固定化菌体が充填されている。メ
タン発酵槽1に廃水が供給され、固定化菌体と接触して
反応が行われ、生成ガスは槽頂から抜き出される。使用
済固定化菌体はNa、CO3とともに溶解槽4に送られ
てゲル化剤が溶解する。ついで加圧沖過器5に送られて
活性炭および菌体と、再生ゲル化剤とに分離される。活
性炭および菌体は賦活装置6に送られて賦活された後、
脱灰機7で灰分が除去され、再生活性炭となって混合槽
8へ送られる。この混合槽8には、前記再生ゲル化剤お
よび微生物菌体、必要に応じて新活性炭および新ゲル化
剤が供給されて混合し固定化される。混合物はカルシウ
ム塩または/およびアルミニウム塩とともに整形装置1
0で必要な形状、大きさに整形されて、再生固定化菌体
となる。この再生固定化菌体はメタン発酵槽1へ返送す
る前に、メタン発酵槽から排出されるメタン発酵処理液
と混合P!112にて接触し、処理液中の残存有機物を
吸着除去した後、固液分離器13で固液分離され、処理
水は系外へ排出され、固定化菌体はメタン発酵槽1へ返
送される。本例においては、メタン発酵処理液の残存有
機物を再生固定化菌体により吸着除去するため、メタン
発酵後処理液の水質が大幅によくなるという利点がある
つぎに試験例について説明する。
試験例1 アルギン酸ナトリウム1%水溶液に5%の活性炭(和光
純薬工業株式会社製、ダルフ(1−60)を懸濁させ、
2%0aO14水溶液で固定化した後、Al2(SO4
)3でイオン交換し、直径1〜2mの固定化物とした。
この固定化物およびCOD値1800 m97B。
の廃水(モラセス1 /300稀釈液)を攪拌槽に入れ
、120rpmで2時間攪拌した後、sAp紙を用いて
一過した。活性炭添加量と沖液COD値との関係は第3
図の如くであった。第3図から、活性炭単独の場合より
ゲル化剤−活性炭の方が、吸着処理後のCOD値が少な
くなっていることがわかる。またゲル化剤単独の場合お
よび上記の固定化物の場合について、担体混合量と吸着
処理後のCOD値との関係を求めた結果は、第4図に示
す如くであった。
試験例2 カラジ−チン+5%活性炭の固定化物、活性炭(武田薬
品工業株式会社製、白鷺AMWO36)およびCOD値
180キ/2の廃水(モラセス/3000稀釈液)を撹
拌槽に入れ、60〜80 rpmで2時間攪拌した後、
5Af5紙を用いて一過した。活性炭添加量と吸着処理
後のCOD値との関係は第3図の如くであった。また力
ラジーナン+5%活性炭の代りにアルギン酸カルシウム
アルミネート+5%活性炭について同様の試験を行った
。結果は第3図に示す如くであった。さらに活性炭単独
の場合について試験を行った結果、第3図に示す如くで
あった。
試験例6 アルギン酸カルシウムアルミネートで酵母(発研1号)
を゛固定化した固定化酵母を10vo1%混合と20 
vo1%混合した場合、およびアルギン酸カルシウムア
ルミネートで粉末活性炭と酵母(発研1号)を固定化し
た固定化酵母をI Q vo1%混合と2Qvo1%混
合した場合の4条件下のアルコール発酵試験を行った。
培地生残糖濃度および培地中エタノール濃度の経時変化
は第6図に示す妬くであった。なお酵母初期混入量は0
.6wt%、活性炭(武田薬品工業株式会社製、白鷺A
)混入量5wt%、グルコース濃度は15wt%であっ
た。
発明の効果 本発明の固定化菌体を用いる発酵方法は上記pように構
成されているので、つぎのような効果を有している。
(1)発酵の原料となり得る溶解有機物を、菌体近傍に
強力に吸着濃縮することができ、効率的に反応させるこ
とができる。したがって都市下水のメタン発酵など、従
来方法では困難な低l農度有機物含有原料に対しても高
効率発酵が実施できる。
(2)通常の固定化菌体に比べ、粉末活性炭を混入した
固定化菌体は機械的強度が高い。また本発明における固
定化菌体は、ゲル化剤と微生物菌体と粉末活性炭とを同
時に混合して製造されるので、製、造工程がきわめて簡
単になるという利点がある。
(3)微生物反応にとって有害となり得る反応生成物は
、活性炭で吸着されることにより、微生。
物の活性が劣化し難くなる。
(4)第2の発明および第6の発明においては、活性炭
および固定化剤の回収再生が比較的簡単に実施でき、新
活性炭、新ゲル化剤の補給が小量でよい。また固定化物
中に吸着された反応生成物も回収できる。このように比
較的高価なゲル化剤および粉末活性炭を回収再利用でき
るため、発酵槽内に安価な再生固定化菌体を必要に応じ
供給でき、発酵槽内の固定化物菌体の活性を高く維持す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の固定化菌体を用いる発酵方法の一例を
示す70−シート、第2図は他の例を示すフローシート
、第6図〜第3図は固定化活性炭の吸着能力を示すグラ
フ、第6図は活性炭含有固定化担体によるアルコール発
酵試験結果を示すグラフである。 1・・・発酵槽、2・・・加圧諷過器、6・・・f8解
生成物分離器、4・・・溶解槽、5・・・加圧濾過器、
6・・・賦活装置、7・・・脱灰機、8・・・混合槽、
10・・・整形装置、11・・・メタン発酵槽、12・
・・混合槽、16・・・固液分離器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ゲル化剤中に溶存有機成分の吸着能力を有する粉末
    活性炭と有用微生物菌体を同時に均一に懸濁固定化した
    固定化菌体と、発酵原料液とを接触させて発酵させるこ
    とを特徴とする固定化菌体を用いる発酵方法。 2 ゲル化剤中に溶存有機成分の吸着能力を有する粉末
    活性炭と有用微生物菌体を同時に均一に懸濁固定化した
    固定化菌体と、発酵原料液とを接触させて発酵させた後
    、老旧化した固定化菌体を溶解し、活性炭主体部とゲル
    化剤部とに分離し、ついで活性炭主体部を再賦活し、再
    度分離ゲル化剤と混合して固定化菌体を再生することを
    特徴とする固定化菌体を用いる発酵方法。 3 ゲル化剤中に溶存有機成分の吸着能力を有する粉末
    活性炭と有用微生物菌体を同時に均一に懸濁固定化した
    固定化菌体と、発酵原料液とを接触させて発酵させた後
    、老旧化した固定化菌体を溶解し、活性炭主体部とゲル
    化剤部とに分離し、ついで活性炭主体部を再賦活し、再
    度分離ゲル化剤と混合して固定化菌体を再生し、再生し
    た固定化菌体を発酵処理液と接触させた後、発酵槽へ返
    送することを特徴とする固定化菌体を用いる発酵方法。 4 発酵原料液が廃水であり、メタンを生成させる特許
    請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の固定化菌
    体を用いる発酵方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916789A (en) * 1992-04-29 1999-06-29 Genencor International, Inc. Immobilized enzyme
JP2008187941A (ja) * 2007-02-02 2008-08-21 Asahi Breweries Ltd 菌が定着した活性炭の製造方法及び菌体定着装置

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