JPS6136917B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6136917B2 JPS6136917B2 JP57012052A JP1205282A JPS6136917B2 JP S6136917 B2 JPS6136917 B2 JP S6136917B2 JP 57012052 A JP57012052 A JP 57012052A JP 1205282 A JP1205282 A JP 1205282A JP S6136917 B2 JPS6136917 B2 JP S6136917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fermentation
- alcohol
- tank
- stage
- yeast
- 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】
本発明は醗酵によるアルコールの連続製造法に
関する。
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、流動層
型醗酵装置２基を直列に配し、前段で担体に付着
したアルコール醗酵能を有する細菌を培養すると
ともに、後段で凝集性酵母を培養することを特徴
とする醗酵によるアルコールの連続製造法であ
る。
型醗酵装置２基を直列に配し、前段で担体に付着
したアルコール醗酵能を有する細菌を培養すると
ともに、後段で凝集性酵母を培養することを特徴
とする醗酵によるアルコールの連続製造法であ
る。
前後２基の醗酵槽として流動層型のものを用い
る理由は、担体に付着した菌体を流動化させるた
めの動力が節減でき、また担体の摩耗が防止でき
るからである。
る理由は、担体に付着した菌体を流動化させるた
めの動力が節減でき、また担体の摩耗が防止でき
るからである。
前段において、菌体付着用の担体としては、粉
砕ヒル石、活性炭、ゼオライト等が、担体の流動
性の点から好ましく用いられる。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（Zymomonas mobilis）が、担体への優れ
た自然付着性を有する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、
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。前段で担体付着菌体を培養するこ
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。
砕ヒル石、活性炭、ゼオライト等が、担体の流動
性の点から好ましく用いられる。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（Zymomonas mobilis）が、担体への優れ
た自然付着性を有する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、
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。前段で担体付着菌体を培養するこ
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。
後段において、凝集性酵母は、凝集性およびア
ルコール醗酵農を有するものであればよく、とり
わけサツカロマイセス（Saccharomyces）属のも
のが好んで用いられる。後段で凝集性酵母を培養
することによつて、醗酵性糖のうち前段で醗酵さ
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。
ルコール醗酵農を有するものであればよく、とり
わけサツカロマイセス（Saccharomyces）属のも
のが好んで用いられる。後段で凝集性酵母を培養
することによつて、醗酵性糖のうち前段で醗酵さ
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さ
れる。
り構成されているので、つぎのような効果が奏さ
れる。
(1) 前段２基の醗酵槽としていずれも流動層型の
ものを用いるので、担体に付着した菌体を流動
化させるための動力が節減でき、また担体の摩
耗が防止できる。
ものを用いるので、担体に付着した菌体を流動
化させるための動力が節減でき、また担体の摩
耗が防止できる。
(2) 前段では、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。
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。
(3) 後段では凝集性酵母を培養するので、前段で
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
を大幅に向上させることができる。
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
を大幅に向上させることができる。
比較例 １
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/
、（NH4）2SO4：１ｇ/、KH2PO4：１ｇ/お
よびMgCl2・6H2O：0.5ｇ/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/
、（NH4）2SO4：１ｇ/、KH2PO4：１ｇ/お
よびMgCl2・6H2O：0.5ｇ/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１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/）、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/にすぎなかつた。
濃度の関係を第１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/）、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/にすぎなかつた。
比較例 ２
第４図に示すアルコール醗酵装置１基を用い
た。これらは実容積0.7のガラス製流動層型醗
酵槽１１を主体とし、温度制御およびPH制御でき
るように構成されている。そして醗酵原料はポン
プ１２によつて同槽１１の底部に供給され、反応
液はポンプ１３で同槽の頂部から底部に戻され、
槽頂の担体沈降部１４から流出するようになつて
いる。この醗酵装置において凝集性の協和醗酵社
製パン醗母を培養し、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0.0035/hで醗酵槽１１に連続供給
し、温度30℃およびPH５の醗酵条件下に連続醗酵
を行なつた。
た。これらは実容積0.7のガラス製流動層型醗
酵槽１１を主体とし、温度制御およびPH制御でき
るように構成されている。そして醗酵原料はポン
プ１２によつて同槽１１の底部に供給され、反応
液はポンプ１３で同槽の頂部から底部に戻され、
槽頂の担体沈降部１４から流出するようになつて
いる。この醗酵装置において凝集性の協和醗酵社
製パン醗母を培養し、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0.0035/hで醗酵槽１１に連続供給
し、温度30℃およびPH５の醗酵条件下に連続醗酵
を行なつた。
反応後の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58
ｇ/であつた。
分醗酵（比較例１）の場合とほぼ等しく、約58
ｇ/であつた。
実施例
第２図に示すアルコール連続醗酵装置を用い
た。これは、直列に配された実容積0.7の前後
２基のガラス製流動層型醗酵槽１，２からなり、
これら槽１，２は温度およびPHを至適値に制御で
きるように構成されている。そして醗酵原料はポ
ンプ３で前段槽１に供給されて、ポンプ４で同槽
１内を循環させられ、ついで反応液はポンプ５で
前段槽１から後段槽２に送られ、ポンプ６で同槽
２内を循還させられるようになつている。
た。これは、直列に配された実容積0.7の前後
２基のガラス製流動層型醗酵槽１，２からなり、
これら槽１，２は温度およびPHを至適値に制御で
きるように構成されている。そして醗酵原料はポ
ンプ３で前段槽１に供給されて、ポンプ４で同槽
１内を循環させられ、ついで反応液はポンプ５で
前段槽１から後段槽２に送られ、ポンプ６で同槽
２内を循還させられるようになつている。
グルコース 100 ｇ/
酵母エキス ３ ｇ/
KH2PO4 １ ｇ/
（NH4）2SO4 １ ｇ/
MgCl2・6H2O 0.5ｇ/
消泡剤（東芝シリコン社製） 0.3ｇ/
からなる培地を前段槽１に400ml、後段槽２に600
mlそれぞれ充填し、さらに前段槽に加熱処理した
粉砕ヒル石（60〜80メツシユ）を５wt/vol%にな
るように加え、上記培地を加熱滅菌処理した。つ
いで上記培地を用いて培養したザイモモナス・モ
ービリスATCC寄託第10988号の培養液100mlを前
段槽１に加え、また上記と同様にして培養したサ
ツカロマイナス属のビール酵母IFO寄託第2018号
の培養液100mlを後段槽２に加えた。両槽１，２
ともPHを4.5に温度を30℃にそれぞれ制御して、
約８時間、上記微生物の培養を行なつて、これら
の微生物を育生した。
mlそれぞれ充填し、さらに前段槽に加熱処理した
粉砕ヒル石（60〜80メツシユ）を５wt/vol%にな
るように加え、上記培地を加熱滅菌処理した。つ
いで上記培地を用いて培養したザイモモナス・モ
ービリスATCC寄託第10988号の培養液100mlを前
段槽１に加え、また上記と同様にして培養したサ
ツカロマイナス属のビール酵母IFO寄託第2018号
の培養液100mlを後段槽２に加えた。両槽１，２
ともPHを4.5に温度を30℃にそれぞれ制御して、
約８時間、上記微生物の培養を行なつて、これら
の微生物を育生した。
ついで、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/、
（NH4）2SO4：１ｇ/、KH2PO4：１ｇ/および
MgCl2・6H2O：0.5ｇ/を含む）を、流量0.07
/hで前段槽１に連続供給して、上記醗酵条件
下に連続醗酵を行なつた。前後両槽１，２の各出
口における反応液中のエタノール濃度は、それぞ
れ45ｇ/および64ｇ/であつた。
ン廃糖蜜培地（酵母エキス：３ｇ/、
（NH4）2SO4：１ｇ/、KH2PO4：１ｇ/および
MgCl2・6H2O：0.5ｇ/を含む）を、流量0.07
/hで前段槽１に連続供給して、上記醗酵条件
下に連続醗酵を行なつた。前後両槽１，２の各出
口における反応液中のエタノール濃度は、それぞ
れ45ｇ/および64ｇ/であつた。
つぎに原料供給流量を0.07/hから0.14/h、
0.21/hおよび0.28/hに順次上げて、各流量に
おけるエタノール濃度を測定した。原料希釈率
（＝原料供給流量／醗酵槽全実容積）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て向
上し、希釈率0.2h-1（流量0.28/h）ではアルコ
ール生産性は約13ｇ/・hという高い値となつ
た。また後段槽２から流出する反応液のエタノー
ル濃度はほとんど変化しなかつた。
0.21/hおよび0.28/hに順次上げて、各流量に
おけるエタノール濃度を測定した。原料希釈率
（＝原料供給流量／醗酵槽全実容積）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て向
上し、希釈率0.2h-1（流量0.28/h）ではアルコ
ール生産性は約13ｇ/・hという高い値となつ
た。また後段槽２から流出する反応液のエタノー
ル濃度はほとんど変化しなかつた。
以上の如く、前後２基の流動層型醗酵槽を用
い、前段槽で担体に付着したアルコール醗酵能を
有する細菌を培養するとともに、後段槽で凝集性
酵母を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基本的な連続培養
法では、エタノールの生産性は２〜３ｇ/・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。
い、前段槽で担体に付着したアルコール醗酵能を
有する細菌を培養するとともに、後段槽で凝集性
酵母を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基本的な連続培養
法では、エタノールの生産性は２〜３ｇ/・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２図は実施例で用いた醗酵装置の概略図、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、第４図は比較例２で用い
た醗酵装置の概略図である。 １，２……流動層型醗酵槽。
培養時間とエタノール濃度の関係を示すグラフ、
第２図は実施例で用いた醗酵装置の概略図、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、第４図は比較例２で用い
た醗酵装置の概略図である。 １，２……流動層型醗酵槽。
Claims (1)
- １ 流動層型醗酵装置２基を直列に配し、前段で
担体に付着したアルコール醗酵能を有する細菌を
培養するとともに、後段で凝集性酵母を培養する
ことを特徴とする醗酵によるアルコールの連続製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012052A JPS58129986A (ja) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | 醗酵によるアルコ−ルの連続製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012052A JPS58129986A (ja) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | 醗酵によるアルコ−ルの連続製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129986A JPS58129986A (ja) | 1983-08-03 |
| JPS6136917B2 true JPS6136917B2 (ja) | 1986-08-21 |
Family
ID=11794825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57012052A Granted JPS58129986A (ja) | 1982-01-27 | 1982-01-27 | 醗酵によるアルコ−ルの連続製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129986A (ja) |
Families Citing this family (2)
| 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 |
| EP1041153B1 (en) * | 1997-12-22 | 2003-09-24 | Quinta dos Ingleses, Agro-Industria, Lda. | Cheese whey treatment and valorisation process with continuous ethanolic fermentation |
-
1982
- 1982-01-27 JP JP57012052A patent/JPS58129986A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58129986A (ja) | 1983-08-03 |
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