JPS6246239B2

JPS6246239B2 -

Info

Publication number: JPS6246239B2
Application number: JP12760581A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nukina; Shunji Namikawa; Toshiichi Tomioka; Takehiko Yamamoto; Susumu Ooi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-08-13
Filing date: 1981-08-13
Publication date: 1987-10-01
Also published as: JPS5840196A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高濃度のメタン発酵用のスラツヂの製
造法に関する。メタン発酵は第一次石油シヨツク以来微生物を
用いてエネルギーを生産する一手段として注目さ
れ、農林、水産、蓄産廃棄物、都市生活廃棄物や
工場廃水等を原料として実施されている。一般に
使用するメタン発酵菌は自然界から採取したもの
を原料に応じて馴養したのち用いる。馴養スラツ
ジのメタン発酵能力はさまざまで、種々の条件に
よつて変化しやすい。そのため通常、装置内で沈
降濃縮したものをポンプ等で発酵槽に輸送する。
メタン発酵はそれに先立つて他微生物による高分
子有機化合物の低分子化、揮発生有機酸の生成蓄
積が行われ、そこに生じた有機酸からの脱水素、
脱炭酸をへて、水素と二酸化炭素からメタンが合
成される過程を辿つている。メタン発酵を高能率
で行わせるためには、前段階の酸生成過程に役立
つ微生物群と、後段階のメタン生成を行うメタン
菌群を精選し適度の菌数に整える必要がある。従来用いられてきた濃縮スラツジには、培養原
料のＣ／Ｎ比が不適当なためにメタン菌の好まな
い有機酸を多量に生成したり、メタン生成能が低
かつたり、また濃縮スラツジが粘調なため取得困
難なものがまま見受けられた。本発明者は、これらの点に注目して研究した結
果、本発明に至つたもので、メタン菌を短期間で
生育させ、かつ酸生成菌とメタン菌の生育バラン
ス調整が必要なことを認めこの調整方法に関して
工夫を重ねた結果、ベントナイトと磨砂をある比
率で混合したもの或は同質無機物である川底沈泥
を添加して嫌気的培養を行つて菌を増殖せしめる
方法が上述菌群の調整を極めて有効に達成できる
ことを確認した。培養液には主炭素源としてセル
ロースやヘミセルロースを、主窒素源としてはポ
リペプトン、酵母エスキ等を用いる。更に好まし
くは菌の生育を強化促進するための物質を微量添
加すれば菌の生育は大巾に促進され本発明を完成
するにいたつた。ヘミセルロース質としては大豆
種皮（大豆油製造工程で排出される農産廃棄物）
を用い、それを酵素で軽度に分解して可溶化し、
それにセルロースや微量のグルコースを混合す
る。窒素源としてポリペプトン、酵母エキス、ト
リプチカーゼ等を加え、また生育促進物質として
微量のグルタミン、アスパラギンとイノシトール
を添加して培地とする。これに上記、ベントナイ
トと磨砂（１：９の混合比率）混合物や、川底沈
泥等を培養液１に500ｇを加え、嫌気条件下で
メタン発酵菌を温度、PHを最適条件に保ち乍ら迅
速に生育させて、メタン菌数のおおいい沈滓を調
製し、メタンスラツヂとして提供するものであ
る。本発明におけるメタン発酵菌の培養方法につい
て詳述する。培養液に添加するヘミセルロース質
は大豆種皮（大豆油製造工程で排出される農産廃
棄物）75ｇを１の水道水に懸濁して125℃、15
分間高圧殺菌し、放冷したのち、酵素セルラーゼ
（セルロシンAC、上田化学株式会社製、或種黒カ
ビ生産）を0.1〜１％（対重量比）添加し、PH3.5
〜4.0附近、温度25〜50℃で酵素を作用させ、低
分子ヘミセルロースを含む溶液を得る。この溶液
にセルロース粉末（紙粉末、東洋科学産業製
品、１％対重量）、グルコース（0.3％対重量）を
加え、窒素源としてポリペプトン（第五栄養株式
会社製、0.05％対重量）、酵母エキス（DIFCO
製、0.05％対重量）とトリプチカーゼ（BBL製、
0.05％対重量）をそれぞれ添加し、また生育促進
物質として、Ｌ−グルタミン（和光純薬工業株式
会社製、0.005％対重量）、Ｌ−アスパラギン（和
光純薬工業株式会社製、0.005％対重量）、イノシ
トール（キシダ化学株式会社製、0.005％対重
量）とＬ−システイン塩酸塩（和光純薬工業株式
会社製、0.005％対重量）を添加する。また生育
に不可欠なビタミンB₁，B₂は各0.0005％とビタミ
ンB₆は0.001％、ビタミンＫは0.004％（各ビタミ
ン共、和光純薬工業株式会社製）を添加する（ビ
タミンB₁＝塩酸チアミン、ビタミンB₂＝リボフ
ラビン、ビタミンB₆＝塩酸ピリドキシン、ビタ
ミンＫ＝ビタミンK₁）。本発明において、倍養液に添加する各種有機化
合物をまとめて示すと、下記１〜４となる。１ヘミセルロース可溶化液（大豆種皮から取
得）、セルロース粉末、グルコース２酵母エキス、トリプチカーゼ、ポリペプトン３Ｌ−グルタミン、Ｌ−アスパラギン、イノシ
トール、Ｌ−システイン塩酸塩４ビタミンB₁，B₂，B₆，Ｋ１の主たる炭素源供給物の培養液中濃度につい
ては、ヘミセルロース可溶化液は上記記載の濃度
にて酵素反応ののち作製されたものを、使用にあ
たつては７乃至10部に稀尺して用いる。ヘミセル
ロース可溶化液に由来する培養液中の全糖分量は
0.02％（対重量）でよい。２，３，４はそれぞれ酸生成菌およびメタン菌
に対して発育強化の効果を示すもので、大量に加
えれば異常に酸生成菌の生育を増大するため、最
終的にはメタン菌の含有割合を低下させる効果を
もたらす。添加は0.05乃至0.3％程度を上限とす
る。酸生成菌およびメタン菌を包括する無機物質で
あるベントナイトと磨砂の混合割合は１：９又は
２：８で、培養液への添加割合は20乃至50％（対
容量）が好ましい。無機物質としては沈泥（川底
の青粘土）や時には凝灰質砂（火山灰由来）でも
よい。しかし、培養液へ混合した場合のPHは6.0
乃至7.0に保つ必要がある。なおベントナイトは
ロツトにより、やや酸性を示すことがあり、この
場合には中和して用いる。以上詳述した粘土またはベントナイトと磨き砂
の混合物を含む培養液を嫌気状態とし、この場合
大型注射筒内にとじこめるか、又は簡便には大型
容器中に入れて静置することにより行なわれる、
37℃に保温したものに種菌を接種して、３日乃至
４目間生育させればその際の発生ガスを採取して
分析し、メタン生成を確認すると同時に、その沈
滓中のメタン菌数を平板稀釈嫌気培養法（嫌気ガ
スパツク使用、置換気体は80％N₂、10％H₂、10
％CO₂（対容量）を含む）により生育を確認し、
蛍光（メタン菌の固有フラビンF₄₂₀由来）検出に
より、その菌数が計測できる。ベントナイトと磨砂（１：９混合）混合物や沈
泥または凝灰質砂10ｇと培養液10ml、殺菌水10ml
を加えて嫌気的にメタン発酵菌を生育させる。接
種メタン発酵菌（酸生成菌とメタン菌）数は５×
10⁶mlとして、37℃、４日間培養した場合の菌数
例を第１表に示した。

【表】メタン発酵菌生育ののち、自然放置して沈滓を
取り出し上部培養液と分離し、この上清中と、沈
滓部へのメタン発酵菌の存在、分布を調べた結果
が第２表で、大部分のメタン発酵菌は沈滓に包括
されている。

【表】このように本発明によれば、メタン発酵菌を粘
土またはベントナイトと磨き砂の混合物、沈泥又
は凝灰質砂で抱括してスラツヂ化したことによ
り、高濃度のメタン発酵用スラツヂを得ることが
できた。

Claims

【特許請求の範囲】

メタン発酵菌をベントナイトと磨砂の混合物、
沈泥又は凝灰質砂で抱括してスラツヂ化したメタ
ン発酵用スラツヂの製造法。