JPS6135835B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6135835B2 JPS6135835B2 JP57011293A JP1129382A JPS6135835B2 JP S6135835 B2 JPS6135835 B2 JP S6135835B2 JP 57011293 A JP57011293 A JP 57011293A JP 1129382 A JP1129382 A JP 1129382A JP S6135835 B2 JPS6135835 B2 JP S6135835B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fermentation
- alcohol
- carrier
- yeast
- bacteria
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は混合培養によるアルコールの連続製造
法に関する。
法に関する。
近年石油代替エネルギーとして、石油化学によ
らずに得られる醗酵アルコールが脚光を浴びてい
る。これはさとうきびやこれから採つた糖蜜、さ
つまいも、じやがいも、とうもろこし等のセルロ
ース質ないしはでん粉質を原料とし、これらを菌
体の作用によつて醗酵させて製造する。この方法
では、アルコールの生産性は菌体濃度に依存する
と考えられている。そのため菌体濃度を高めるた
めに、菌体を循環させる方法や、酵母を多糖系物
質中に包括させるいわゆる固定化増殖菌体法等が
開発されつつある。しかし前者の場合、菌体を濃
縮分離するのに用いる遠心分離器が、培養液中に
存在する固形物によつて目詰まりないしはノズル
詰まりをきたし、菌体の循環が次第に困難にな
る。そのため遠心分離器を定期的に洗浄してやる
必要があり、作業がはなはだ面倒になる。また後
者の場合には、工業的規模で大量生産するには、
技術的に解決困難な問題が多い。
らずに得られる醗酵アルコールが脚光を浴びてい
る。これはさとうきびやこれから採つた糖蜜、さ
つまいも、じやがいも、とうもろこし等のセルロ
ース質ないしはでん粉質を原料とし、これらを菌
体の作用によつて醗酵させて製造する。この方法
では、アルコールの生産性は菌体濃度に依存する
と考えられている。そのため菌体濃度を高めるた
めに、菌体を循環させる方法や、酵母を多糖系物
質中に包括させるいわゆる固定化増殖菌体法等が
開発されつつある。しかし前者の場合、菌体を濃
縮分離するのに用いる遠心分離器が、培養液中に
存在する固形物によつて目詰まりないしはノズル
詰まりをきたし、菌体の循環が次第に困難にな
る。そのため遠心分離器を定期的に洗浄してやる
必要があり、作業がはなはだ面倒になる。また後
者の場合には、工業的規模で大量生産するには、
技術的に解決困難な問題が多い。
本発明者らは、このような実情に鑑み、醗酵槽
内の菌体濃度を高めるべく鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成するに至つた。
内の菌体濃度を高めるべく鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成するに至つた。
この発明によるアルコールの製造法は、反応液
から担体を分離する分離手段を備えた醗酵装置を
用い、担体に付着したアルコール醗酵能を有する
細菌と凝縮性酵母とを同醗酵装置で培養すること
を特徴とする混合培養によるアルコールの連続製
造法である。
から担体を分離する分離手段を備えた醗酵装置を
用い、担体に付着したアルコール醗酵能を有する
細菌と凝縮性酵母とを同醗酵装置で培養すること
を特徴とする混合培養によるアルコールの連続製
造法である。
分離手段を備えた醗酵装置の例としては、添付
図面に示すようなものが挙げられる。すなわち第
１図イに示す醗酵装置１は、撹拌機２を備えた醗
酵槽３の側部に担体沈降部４を設け、同部４に担
体を沈降分離させて同槽外への流出を防ぐように
したものである。また第１図ロに示す醗酵装置１
１は、撹拌機１２を備えた醗酵槽１３の外部に担
体沈降槽１４を設けて、醗酵槽１３から流出した
担体を沈降槽１４内に沈降分離させ、沈降した担
体を醗酵槽１３へ戻すようにしたものである。ま
た第１図ハに示す醗酵装置２１は、醗酵槽２３の
槽底部に撹拌翼２２を配置し、翼の上方に垂直に
円筒状の液循環部材２４を配置して、反応液を同
部材２４内を流下させて槽内を循環させ、液循環
部材２４の上方で、担体を反応液から分離するよ
うにしたものである。さらに第１図ニに示す醗酵
装置３１は、撹拌機３２を備えた醗酵槽３３内
に、担体を反応液から分離する略Ｙ字管状の固液
分離部材３４を配置し、大径分岐部から炭酸ガス
を排出し、小径分岐部から反応液を取出すように
したものである。そしてこれら醗酵装置１，１
１，２１，３１はいずれもPHおよび温度を至適値
に制御できるように構成されている。
図面に示すようなものが挙げられる。すなわち第
１図イに示す醗酵装置１は、撹拌機２を備えた醗
酵槽３の側部に担体沈降部４を設け、同部４に担
体を沈降分離させて同槽外への流出を防ぐように
したものである。また第１図ロに示す醗酵装置１
１は、撹拌機１２を備えた醗酵槽１３の外部に担
体沈降槽１４を設けて、醗酵槽１３から流出した
担体を沈降槽１４内に沈降分離させ、沈降した担
体を醗酵槽１３へ戻すようにしたものである。ま
た第１図ハに示す醗酵装置２１は、醗酵槽２３の
槽底部に撹拌翼２２を配置し、翼の上方に垂直に
円筒状の液循環部材２４を配置して、反応液を同
部材２４内を流下させて槽内を循環させ、液循環
部材２４の上方で、担体を反応液から分離するよ
うにしたものである。さらに第１図ニに示す醗酵
装置３１は、撹拌機３２を備えた醗酵槽３３内
に、担体を反応液から分離する略Ｙ字管状の固液
分離部材３４を配置し、大径分岐部から炭酸ガス
を排出し、小径分岐部から反応液を取出すように
したものである。そしてこれら醗酵装置１，１
１，２１，３１はいずれもPHおよび温度を至適値
に制御できるように構成されている。
菌体付着用の担体は、耐摩耗性および流動性の
よい小径粒体であればよく、最適例としては粉砕
ヒル石が挙げられる。担体はセラミツク製やプラ
スチツク製のものであつてもよい。
よい小径粒体であればよく、最適例としては粉砕
ヒル石が挙げられる。担体はセラミツク製やプラ
スチツク製のものであつてもよい。
アルコール醗酵能を有する細菌としては、ザイ
モモナス・モービリス（Zymommnas mobilis）
が、担体への自然付着性がよいため好ましく用い
られる。この細菌はケーン（cane）・ジユースや
廃糖蜜中に含まれる醗酵性糖のうち、シユクロー
ス、グルコース、フラクトースを醗酵させて、ア
ルコールを生成する。アルコール醗酵能を有する
細菌は、担体への自然付着性のよいものであれば
よく、上記細菌に限定されない。醗酵槽内で担体
に付着した細菌を培養することにより、槽内の菌
体濃度を高めて、上記醗酵性糖からのアルコール
の生産性を向上させることができる。
モモナス・モービリス（Zymommnas mobilis）
が、担体への自然付着性がよいため好ましく用い
られる。この細菌はケーン（cane）・ジユースや
廃糖蜜中に含まれる醗酵性糖のうち、シユクロー
ス、グルコース、フラクトースを醗酵させて、ア
ルコールを生成する。アルコール醗酵能を有する
細菌は、担体への自然付着性のよいものであれば
よく、上記細菌に限定されない。醗酵槽内で担体
に付着した細菌を培養することにより、槽内の菌
体濃度を高めて、上記醗酵性糖からのアルコール
の生産性を向上させることができる。
凝集性酵母は、凝集性およびアルコール醗酵能
を有するものであればよい。そして同醗酵装置で
凝集性酵母を前記細菌とともに培養することによ
つて、醗酵性糖のうち前記細菌によつて醗酵され
なかつた未反応の醗酵性糖を醗酵させて、アルコ
ールを生成し、糖からのアルコール醗酵収率を向
上させることができる。
を有するものであればよい。そして同醗酵装置で
凝集性酵母を前記細菌とともに培養することによ
つて、醗酵性糖のうち前記細菌によつて醗酵され
なかつた未反応の醗酵性糖を醗酵させて、アルコ
ールを生成し、糖からのアルコール醗酵収率を向
上させることができる。
この発明によるアルコール製造法は以上のとお
り構成されているので、つぎのような効果が奏す
る。
り構成されているので、つぎのような効果が奏す
る。
(1) 菌体を付着するための担体を用いるので、菌
体の付着し得る固体表面積を大きくして、槽内
の菌体濃度を高めることができ、その結果アル
コールの生産性を大幅に向上させることができ
る。
体の付着し得る固体表面積を大きくして、槽内
の菌体濃度を高めることができ、その結果アル
コールの生産性を大幅に向上させることができ
る。
(2) 凝集性酵母を培養するので、担体付着細菌に
よつて醗酵されなかつた未反応の醗酵性糖を酵
母によつて醗酵させることができ、その結果醗
酵収率を大幅に向上さることができる。
よつて醗酵されなかつた未反応の醗酵性糖を酵
母によつて醗酵させることができ、その結果醗
酵収率を大幅に向上さることができる。
(3) 担体への付着性のよい菌体および凝集性の酵
母を用いるので、微生物の平均終端速度が大き
くなり、そのためこれらを簡単な分離手段で反
応液から分離するこができ、設備費の点で大き
な利点が得られる。
母を用いるので、微生物の平均終端速度が大き
くなり、そのためこれらを簡単な分離手段で反
応液から分離するこができ、設備費の点で大き
な利点が得られる。
比較例
静置培養用の醗酵槽を用い、微生物としてサツ
カロマイセス・ホルモセンシス（Saccharomyces
formosensis）IFO寄託第0216号（以下、微生物
Ａと称する）を用い、醗酵原料として滅菌済の５
倍希釈ケーン廃糖蜜培地（酵母エキス：３ｇ／
ｌ、（NH4）2SO4：１ｇ／ｌ、KH2PO4：１ｇ／ｌ
およびMgCl2・6H2O：0.5ｇ／ｌを含む）を用
い、醗酵温度30℃における回分醗酵を行ない、醗
酵特性を経時的に調べた。
カロマイセス・ホルモセンシス（Saccharomyces
formosensis）IFO寄託第0216号（以下、微生物
Ａと称する）を用い、醗酵原料として滅菌済の５
倍希釈ケーン廃糖蜜培地（酵母エキス：３ｇ／
ｌ、（NH4）2SO4：１ｇ／ｌ、KH2PO4：１ｇ／ｌ
およびMgCl2・6H2O：0.5ｇ／ｌを含む）を用
い、醗酵温度30℃における回分醗酵を行ない、醗
酵特性を経時的に調べた。
上記微生物の代わりに、協和醗酵社製パン酵母
（以下、微生物Ｂと称する）、ザイモモナス・モー
ビリスIFO寄託第13756号（以下、微生物Ｃと称
する）およびザイモモナス・モービリスATCC寄
託第10988号（以下、微生物Ｄと称する）を用い
て、それぞれの上記操作を繰返した。
（以下、微生物Ｂと称する）、ザイモモナス・モー
ビリスIFO寄託第13756号（以下、微生物Ｃと称
する）およびザイモモナス・モービリスATCC寄
託第10988号（以下、微生物Ｄと称する）を用い
て、それぞれの上記操作を繰返した。
各微生物について、静置培養時間とエタノール
濃度の関係を第２図に示す。同図からわかるよう
に、アルコール醗酵能については微生物Ａが最も
すぐれ（２日目で約55ｇ／ｌ）、つぎが微生物Ｂ
であり、微生物ＣおよびＤでは４日目においても
アルコール濃度は約40ｇ／ｌにすぎなかつた。
濃度の関係を第２図に示す。同図からわかるよう
に、アルコール醗酵能については微生物Ａが最も
すぐれ（２日目で約55ｇ／ｌ）、つぎが微生物Ｂ
であり、微生物ＣおよびＤでは４日目においても
アルコール濃度は約40ｇ／ｌにすぎなかつた。
比較例 ２
第１図ニに示す実容積1.2の醗酵装置３１に
おいて凝集性の協和醗酵社製パン酵母を培養し、
醗酵原料として比較例１で用いたのと同じ滅菌済
の５倍希釈ケーン廃糖蜜培地を、流量0.06／ｈ
で連続供給し、温度30℃およびPH５の醗酵条件下
に連続醗酵を行なつた。反応液をマイクロチユー
ブポンプによつて連続的に引抜いた。流出反応液
中のエタノール濃度は、回分醗酵（比較例１）の
場合とほぼ等しく、約57ｇ／ｌであつた。
おいて凝集性の協和醗酵社製パン酵母を培養し、
醗酵原料として比較例１で用いたのと同じ滅菌済
の５倍希釈ケーン廃糖蜜培地を、流量0.06／ｈ
で連続供給し、温度30℃およびPH５の醗酵条件下
に連続醗酵を行なつた。反応液をマイクロチユー
ブポンプによつて連続的に引抜いた。流出反応液
中のエタノール濃度は、回分醗酵（比較例１）の
場合とほぼ等しく、約57ｇ／ｌであつた。
実施例
第１図ニに示す醗酵装置３１を用い、醗酵槽１
にザイモモナス・モービリスATCCを寄託第
10988号と凝集性の協和醗酵社製パン酵母とも培
養し、同槽に粉砕ヒル石（60〜80メツシユ）を培
地に対して5wt／vol％になるように加えた。つい
で、醗酵原料として比較例１で用いたのと同じ滅
菌済の５倍希釈ケーン廃糖蜜培地を原料希釈率
（＝原料供給流量／醗酵槽全実容積）＝0.05h-1で
醗酵槽１に連続供給して、PH５で温度30℃の醗酵
条件下に連続醗酵を行なつた。流出反応液中のエ
タノール濃度は63ｇ／ｌであつた。
にザイモモナス・モービリスATCCを寄託第
10988号と凝集性の協和醗酵社製パン酵母とも培
養し、同槽に粉砕ヒル石（60〜80メツシユ）を培
地に対して5wt／vol％になるように加えた。つい
で、醗酵原料として比較例１で用いたのと同じ滅
菌済の５倍希釈ケーン廃糖蜜培地を原料希釈率
（＝原料供給流量／醗酵槽全実容積）＝0.05h-1で
醗酵槽１に連続供給して、PH５で温度30℃の醗酵
条件下に連続醗酵を行なつた。流出反応液中のエ
タノール濃度は63ｇ／ｌであつた。
つぎに希釈率を0.05h-1から0.1h-1、0.15h-1お
よび0.25h-1に段階的に上げて、各流量における
エタノール濃度を測定した。原料希釈率とアルコ
ール生産性の関係を第３図に示す。同図からわか
るように、アルコール生産性は希釈率に比例し、
希釈率0.25h-1ではアルコール生産性は約16ｇ／
ｌ・ｈという高い値となつた。また流出反応液の
エタノール濃度はほとんど変化しなかつた。
よび0.25h-1に段階的に上げて、各流量における
エタノール濃度を測定した。原料希釈率とアルコ
ール生産性の関係を第３図に示す。同図からわか
るように、アルコール生産性は希釈率に比例し、
希釈率0.25h-1ではアルコール生産性は約16ｇ／
ｌ・ｈという高い値となつた。また流出反応液の
エタノール濃度はほとんど変化しなかつた。
以下の如く、反応液から担体を分離する分離手
段を備えた醗酵装置を用い、ザイモモナス・モビ
リスと凝集性酵母を混合培養することにより、高
い醗酵収率と高いアルコール生産性を得ることが
できた。これに対し、菌体付着用担体を用いない
従来の連続培養法では、エタノールの生産性は２
〜３ｇ／ｌ・ｈであると報告されている。このよ
うに、本発明によれば、アルコール醗酵収率を高
く維持し、生産性を大幅に向上させることができ
る。
段を備えた醗酵装置を用い、ザイモモナス・モビ
リスと凝集性酵母を混合培養することにより、高
い醗酵収率と高いアルコール生産性を得ることが
できた。これに対し、菌体付着用担体を用いない
従来の連続培養法では、エタノールの生産性は２
〜３ｇ／ｌ・ｈであると報告されている。このよ
うに、本発明によれば、アルコール醗酵収率を高
く維持し、生産性を大幅に向上させることができ
る。
第１図はイ，ロ，ハ，ニはいずれも醗酵装置の
概略図、第２図は回分醗酵による各種微生物につ
いての培養時間とエタノール濃度の関係を示すグ
ラフ、第３図は実施例における原料希釈率とアル
コール生産性の関係を示すグラフである。 １，１１，２１，３１……醗酵装置、２，１
２，３２……撹拌機、２２……撹拌翼、３，１
３，２３，３３……醗酵槽、４……沈降部、１４
……沈降槽、２４……液循環部材、３４……固液
分離部材。
概略図、第２図は回分醗酵による各種微生物につ
いての培養時間とエタノール濃度の関係を示すグ
ラフ、第３図は実施例における原料希釈率とアル
コール生産性の関係を示すグラフである。 １，１１，２１，３１……醗酵装置、２，１
２，３２……撹拌機、２２……撹拌翼、３，１
３，２３，３３……醗酵槽、４……沈降部、１４
……沈降槽、２４……液循環部材、３４……固液
分離部材。
Claims (1)
- １ 反応液から担体を分離する分離手段を備えた
醗酵装置を用い、担体に付着したアルコール醗酵
能を有する細菌と凝縮性酵母とを同醗酵装置で培
養することを特徴とする混合培養によるアルコー
ルの連続製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57011293A JPS58129982A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 混合培養によるアルコ−ルの連続製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57011293A JPS58129982A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 混合培養によるアルコ−ルの連続製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129982A JPS58129982A (ja) | 1983-08-03 |
| JPS6135835B2 true JPS6135835B2 (ja) | 1986-08-15 |
Family
ID=11773943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57011293A Granted JPS58129982A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 混合培養によるアルコ−ルの連続製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020184489A1 (ja) | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 日立金属株式会社 | マグネシウムクラッド材、電子機器用筐体および移動体用部品 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988000616A1 (en) * | 1986-07-17 | 1988-01-28 | University Of Queensland | Conversion of fermentable carbohydrates to ethanol using mixed cultures of zymomonas mobilis and yeast |
-
1982
- 1982-01-26 JP JP57011293A patent/JPS58129982A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020184489A1 (ja) | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 日立金属株式会社 | マグネシウムクラッド材、電子機器用筐体および移動体用部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58129982A (ja) | 1983-08-03 |
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