JPS6261586A - アルコ−ルの生産方法 - Google Patents

アルコ−ルの生産方法

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JPS6261586A
JPS6261586A JP61208826A JP20882686A JPS6261586A JP S6261586 A JPS6261586 A JP S6261586A JP 61208826 A JP61208826 A JP 61208826A JP 20882686 A JP20882686 A JP 20882686A JP S6261586 A JPS6261586 A JP S6261586A
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juice
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    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • 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
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  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (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】 本発明は新Ｍ果汁が連続的に槽に注入され、醗酵果汁は
連続的に槽から流出し、流出果汁に含まれる大部分のＶ
Ｉ母は槽に再循環する、醗酵槽中の果汁の連続的微好気
性醗酵によるアルコールの生産方法に関する。
本明細書で「果汁」として引用されるＩＩＷＪ性糖の豊
富な培基培地の１１０酢による各種の既知アルコール生
産方法がある。これらの方法のうらあるものは高生産性
、なすわら設備の大きさに比し１時間当りの大量のアル
コールの生産を特徴とし、他のものは特に高収量、すな
わち醗酵性糖のアルコールへの高転換を特徴とする。他
のものは大規模の作業に適し、他のものは低エネルギー
消費又は比較釣部１１１１な設備の建造を特徴とする。
高生産性タイプの方法は減圧下の醗酵を含み、その不利
な点は工業技術的性質のもので、所要設備が複雑なこと
である。高収量方法は、例えば異るタイプの酵母が連続
的に使用される階段的に配ダ１され数醗酵槽を使用する
ものである。所要設備は再び比較的控えめな生産性に対
し複雑である。
一般的には、流出果汁に含まれる大部分の酵母の再循環
による連続醗酵は大部分の既知方法の基本を形成する。
その理由は生産性に有利な高濃度の酵母を果汁に使用で
きるからである。その場合解決すべき問題は例えば、果
汁のアルコール含量が高すぎる場合の醗酵の阻害、果汁
のアルコール含量が低すぎる場合の細菌学的危険、果汁
の粘度が高すぎる場合又は酸素移動レベルが低すぎる場
合の攪拌エネルギーの消費、Ｗｌ母の再生が貧弱な場合
の収量の減少又は酵母の活性レベルを維持するために大
量すぎる酸素が設備にされる場合の酵母の不必要量な生
産である。
既知方法のうち、少なくとも２ｍの連続醗酵槽を使用し
て行なわれる方法を特に挙げることができる。第一槽の
１ＩＢＷ！Ｉ條件は酵母の急速生育を促進するように調
整され、第二槽の醗酵條件はアルコールの急速生産を促
進するように調整され、そして第二槽から流出する果汁
に含まれる酵母は第一槽に再循環される。この既知方法
では、かなりの外部エネルギーが適当な酸素移動割合を
確保するために第一槽に必要であり、一方第二槽に優勢
な條件は第一槽に再循環することにより矯正できない不
可逆的呼吸問題の発現を促進する。呼吸問題により影響
をうける酵母細胞は望まない二次代謝産物、例えばグリ
セロール又はコハク酸などを生産しながら第一槽で繁殖
を続ける。これらの理由のため、この既知方法は果汁に
単に比較的低濃度のｌＳ９母を使用して行なうことがで
きるだけで、一方凝集酵母の使用は何ら特別の利益と与
えない。
酸素の良好な移動を確保し、有利で均一な醗酵條件を創
造する意図を有し、一方最少の外部エネルギーのみを消
費する別の既知方法は、槽に遊離した二酸化炭素の作用
化に単独で操作するエアーリフトポンプを上部に設置し
た単一槽で閉鎖回路で行なわれる。酸素は帰り管の上部
に最小是で注入され、果汁が槽の底部に再注入される前
に果汁に完全に溶解し、果汁の高圧および高均一性は帰
り管の高さにより、および醗酵槽の上部の背圧バルブの
存在によりＷａ酵槽の全体の高さにわたって保証され、
使用酵母を凝集させ、除去果汁に含まれる酵母の分離は
Ｗａ酵槽の外側でデカンテーション容器で加圧下に行な
われ、デカンテーション容器の圧力およびまたは酵母の
再循環は帰り管の高さにより確保される。この既知方法
は大規模で高生産性および高収量により行なうことがで
きる。
しかし、呼吸システムの悪化又は不可逆的呼吸不足さえ
を示すＭ母１１１１１による果汁の豊富化は長期間に不
可避であり、これはこのような醗酵方法の実施期間を約
１〜２週に限定し、それを超えると収量および生産性は
共に、例えばグリセロール又はコハク酸のような二次代
謝産物の生産により特に減少する。
本発明の目的は長期安定性と連結した特に高収量を示す
連続醗酵によるアルコール生産方法を供することである
。特に本発明の目的は生産性又は収量に全く減少をもた
らさずに１〜２週よりかなり長期にわたって行ないつる
方法を供することである。
このために本発明方法は、槽の酵母の生育は果汁の同化
性リンＲ塩の濃度を限定することにより阻害され、槽の
酵母は新鮮酵母を槽に連続注入することにより再生され
ることに特徴がある。
果汁のリン酸塩濃度を限定することにより、驚くべきこ
とにアルコール生産に使用される酵母の生育を二次代謝
産物を生産することなく制限できることがわかった。こ
うして約５１重１％である理論最高量に近い収量、換言
すれば果汁に含まれる６１醇性糖のアルコールへの転換
率を１！？ることができる。本発明方法により、一般に
上記大部分の既知方法により得られる約４４〜４８％の
収量より高い約４９％又はそれ以上の収量を特に得るこ
とができる。さらに最小量の新鮮酵母の連続注入により
、さらに特に、横に含まれる酵母重量％のフラクション
に相当する新鮮酵母重傷の１１１１間毎の注入により、
槽の酵母を同時再生させることにより、実際上無期限に
、そしていずれにしても上記既知方法の大多数の最高可
能期間の特徴である１週又は２週よりかなり長期間収量
および生産性の双方を同じレベルに保持できることがわ
かった。
本発明方法の２つの必須特徴、すなわち果汁の同化性リ
ン酸塩の限定による酵母の生育阻害および新鮮酵母の連
続添加による酵母の再生、のこの組み合せは驚くべきこ
とに特に好収口および高い長期安定性の双方を供する。
本発明方法の別の利点は、これらの驚くべき結果を凝集
性酵母および非凝集性酵母の双方により得られることで
ある。
本発明方法の尚別の利点は、好ましい態様では酵母の活
性をＩｌｔ持するのに必要なだけの酸素量を使用して行
なうことができる。こうして例えばグリセロール又はコ
ハク酸のような望まない二次代謝産物の生産の危険なし
に、上記既知方法のＩＡ後に使用されるものに比してさ
え使用酸素量を減少することができる。
本発明方法実施に使用する出発材料は酵母に必須の栄養
物質の伯に好ましくは１００〜２００ｇ／ｉの醗ＷＩ＋
ｉ糖含出を有する果汁である。果汁の１！１醇性糖含急
が１００ｇ／ｊ！以下の場合、流出果汁の低アルコール
倉出は果汁からアルコールを分離する次の工程、例えば
蒸留を不必要に高価にする。果汁のａｔｉＷＪ性糖含ｌ
が２００’ｊ／１以上の場合、槽の果汁の高フルコール
含かは不当に醗酵を遅らせ、生産性を低下させる。醗酵
槽に含まれる東汁容給の０．１〜０．３倍に相当する新
鮮果汁容蟻は槽に１時間毎に注入されることが好ましい
。
このように規定した最小量より少ない新鮮果汁が１時間
毎に注入される場合、槽の高濃度のアルコールにより作
業は十分にできるが、テンポが遅すぎて生産性を低下す
る。このように規定した最大量より多い新鮮果汁が１時
間毎に注入される場合、槽の十分なアルコール濃度によ
り作業できない。
これは果汁からアルコールを分離する次の工程のコスト
に不必要に加算される。
使用酵母に関する限り、アルコール生産に対し特別の適
合性が既知の酵母から選択することができる。使用醗酵
タイプにより、沈澱に有利な凝集物の形成に対し特別の
適合性が既知の酵母、換言すれば凝集性酵母、又は凝集
物を形成する特別の傾向を有しない酵母、換言すれば非
凝集性酵母を選択することができる。凝集性酵母が使用
される場合有利にはデカンテーションにより、特に加圧
下のデカンテーションにより果汁から分離することがで
きる。加圧デカンテーションは果汁に含まれる二酸化炭
素を圧縮し、凝集物の浮揚を阻止する。非凝集性酵母が
使用される場合、例えば遠心分離又は線通により果汁か
ら分離することができる。
槽中の果汁は１（につき３０〜８０９の酵母乾燥！１Ｎ
ｍを含む。３Ｃ１ｚｌより少ない昂が使用される場合、
生産力は不必要に低減する。８０！Ｊ／（より多い飴が
使用される場合、槽内で粘度問題に遭遇するらしく、果
汁から酵母の分離中流出する。
槽内で酵母を再生するために、すなわち本発明方法で酵
母の活性を維持するために、醗酵槽に含まれる酵母の約
０．２〜０．５１憬％に相当する新鮮酵母重陽を槽中に
１時間毎に注入することが好ましい。これらの数字は約
８〜２０日の間に槽内の酵母の完全な更新に相当する。
槽内の酵母の生育を阻害するために、果汁の同化性リン
酸塩濃度は限定される。同化性リン酸塩の１３度は新鮮
な注入果汁で０．０１〜０．２ｇ／ｆの値に制限するこ
とが好ましい。０．０１９／ｆより少ない開では所望の
酵母活性が維持されない危険がある。０．２ｇ／ｌより
多いΦでは、所望の生育阻害効果が得られない危険があ
る。
本発明方法の好ましい態様では、同化性リン酸塩の濃度
は注入新鮮果汁に添加することにより、又は新鮮果汁に
含まれるリン酸塩より少なくとも３倍高いモル濃度で、
例えばｔａ酸アルミニウム又は塩化アルミニウムなどの
可溶性アルミニウム塩を槽中に直接注入することにより
制限される。次に大部分のリン酸塩はアルミニウム塩の
形で沈澱し、果汁のリン酸溶液濃度はシステムの平衡恒
数による非常に低い値を超えることばできない。たとえ
少量の溶解リン酸塩はこれらが酵母により消費されるに
つれて再生成されようとも、酵母は絶えず少量に対する
方法を見出すかなりの努力をしなければならず、こうし
て生育阻害効果が保証される。
本発明方法は連続操業に対し設計された実際上任意の既
知醗酵設備を使用して実施することができる。エアーリ
フトポンプを設置した加圧下の槽を含み、果汁は醗酵方
法により遊離した二酸化炭素の単独効果下に閉鎖回路内
で連続的に循環する設備で特に有効で行なうことができ
る。
本発明は数例および比較例により例示される。
例　　１ 使用醗酵ユニットは高さ５０ＣＩＩｌ、直径２０ｃｍの
１５１１１８醇槽、新鮮果汁、新鮮酵母およびガスを槽
に注入する要素醗酵果汁を流出させる要素および槽から
ガスを除去する要素、槽の外側のデカンテーション容器
および槽に一定レベルで酵母ｆｆ１ｆｆｌを保持するこ
とができる酵母の再循環システムを含む。
醗酵槽の果汁容量は１０１に保持する。９／１で次の組
成を有する新鮮果汁１．３５４！／時間を槽に注入する
： 蔗糖　　　　　　　　　　１６５ 酵母エキス　　　　　　　　　１ に２ＳＯ４０，５ ＭｇＳＯ４・７Ｈｚ０　　　　０．５ （ＮＨ４）２Ｓｏ４　　　　０．５ Ｃａ　Ｃ１２・２Ｈ２００，Ｏ５ Ｍｎ　ＳＯａ　・７Ｈ２００，０１ ＦＣ８０４・７Ｈ２００，０１ Ｚｎ　　ＳＯａ　　・　７Ｈ２００，００５Ｈ３ＰＯ４
０，０５ 新鮮Ｍ母の３ｇ乾燥重吊を含む果汁１５０ｎｌ／時間も
槽に注入する。この新鮮酵母は酵母Ｓ　ａｃｃｈａｒｏ
ｍ　ｃｅｓ　　ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ　　ＣＢ　Ｓ　　
２９６１を好気条件で培養することにより蔗糖基準で５
０％収恐で得る。換言すれば、６ｇの蔗糖を使用し新鮮
酵母３ｇ乾燥重聞を生産する。
最後に、窒素と混合した２、４１７時間の空気を槽に注
入して１ｌｉｉｌ）９容器から１時間毎に全体で１８Ｏ
ｆの除去ガスを（ｑる。槽の果汁は３００ｒ　。
ｐ、＋＋＋、で回転する４個の９０１正方形の刃を有す
る２個のタービンにより攪拌する。槽の果汁のｐＨは硫
酸又はアンモニアの添加により４．７の恒値に保持する
。槽の果汁の温度は３３℃に保持ザる。
酵母の６５ｇ＃！乾燥ｆｆ１ｆｆｉを含む醗酵果汁の４
１／時間を槽から流出させる。流出果汁は５（のデンカ
チージョン容器に移動しここでは３バール圧が占める。
′ｍ厚酵母懸濁液の３β／時間を槽に再循環し、一方槽
に含まれる酵母重量は一定に保持する。１１につき７０
ｇのアルコール、１ｇより少ない蔗糖、および０．５９
より少ない酸量乾物を含む果汁１．５ｆｌ／時間を集め
る。
醗酵ユニットから出るガスに随伴する６、３ｇ／時間に
達する回収できるアルコール量、４９％の収量および１
時間につき１１ｇのアルコール生産性および１ｆ当りの
有効槽容積をこうして得る。
注入新鮮酵母と生産アルコール重量間の比は０．０３以
下である。
同−條件で１ケ月の醗酵ユニットの連続操業後、収量又
は生産性のいずれにも全く減少は認められない。
例　　２ 注入新鮮酵母は０．０５ｇ／ｎの代りに０．２９／１（
７）Ｈ３ＰＯ４を含み、そしてＨ３ＰＯ４よりも３倍高
いＡ１のモル濃度に相当するＡｆｚ（８０４）３　・１
８Ｈ２０（７）２．７　ｇ〜／時間ヲ槽に付加的に直接
注入することを除いて、手順は例１記載の通りである。
得た収量および生産性は例１と同じである。
比較例 １６５ｇの代りに１．ｉ！につき１３０３の蔗糖および
０．０５ｇの代りに０．８ｇのＨ３ＰＯ４を含む新鮮果
汁２．２５ｆ／時間を槽に注入し新鮮酵母は注入せず、
空気は４０ｍ１／時間の代りに９０ａ＋４！／Ｒ間の吊
で注入することを除いて、手順は例１記載と同じである
。
酵母の５０’ｌ／１乾燥重量ｌを含む醗酵果汁は４．７
５ｆ／時間で槽から流出する。流出果汁はデカントし、
濃厚酵母懸濁液は２．５１／時間で再循環するが、この
場合１３．８ｇ／時間の酵母乾燥重量はデカンテーショ
ン容器から除去する。
１（につき５５ｇのアルコールおよび１９より少ない蔗
糖および０．５ｇより少ないｗＩ母乾物を含む２．２５
４！／時間の果ン１を集める。
５９／時間に達する醗酵容器から出るガスに随伴する回
収できるアルコールｍ１４４％の収量および１時間につ
いておよび槽の１１有効容積について１３！７のアルコ
ールの生産性はこうして得られる。除去酵母の乾燥重量
と生産アルコール重量間の比は０．１１である。
醗酵果汁でより高いアルコール含量を得ることを所望け
る場合、新ｉ￥注入果汁の醗Ｍ性糖倉出および槽の果汁
の酵母含量を増加しなければならない。これはやがて、
収量および生産性の減少を生ずるｌ１１母の呼吸不足を
避けるために果汁の通気をかなり増加しなければならな
いので、不安定性問題が生ずることになる。
本明細１において、１新鮮Ｗｇ母」は好気ｌｌ８Ｍによ
って得たもので、完全な呼吸システム、換古すれば高呼
吸活竹を右する酵母であると理解される。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）新鮮果汁は連続的に槽に注入し、醗酵果汁は連続
    的に槽から流出させ、流出果汁に含まれる大部分の酵母
    は槽に再循環する、醗酵槽の果汁の連続的微好気醗酵に
    よるアルコール生産方法において、果汁の同化可能なリ
    ン酸塩濃度を限定することにより槽の酵母の生育を阻害
    させ、槽に新鮮酵母を連続注入することにより槽の酵母
    を再生することを特徴とする、上記方法。
  2. （２）醗酵槽に含まれる果汁容量の０．１〜０．３倍に
    相当する新鮮果汁容量を１時間毎に槽に注入し、果汁の
    醗酵可能糖含量は１００〜２００ｇ／ｌである、特許請
    求の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）槽の酵母重量の０．２〜０．５％に相当する新鮮
    酵母重量を１時間毎に槽に注入し、槽の果汁は１ｌにつ
    き３０〜８０ｇ乾燥重量の酵母を含む、特許請求の範囲
    第１項記載の方法。
  4. （４）同化可能なリン酸塩濃度は新鮮注入果汁中０．０
    １〜０．２ｇ／ｌの値に限定する、特許請求の範囲第１
    項記載の方法。
  5. （５）同化可能なリン酸塩濃度は新鮮果汁に含まれるリ
    ン酸塩濃度より少なくとも３倍高いモル濃度の可溶性ア
    ルミニウム塩を新鮮注入果汁に添加することにより限定
    する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  6. （６）使用酵母は凝集性酵母であり、デカンテーシヨン
    により果汁から分離する、特許請求の範囲第１項記載の
    方法。
  7. （７）使用酵母は非凝集性酵母であり、遠心分離により
    果汁から分離する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
JP61208826A 1985-09-05 1986-09-04 アルコ−ルの生産方法 Granted JPS6261586A (ja)

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CH3831/85-0 1985-09-05
CH3831/85A CH665653A5 (fr) 1985-09-05 1985-09-05 Procede de production d'alcool par fermentation.

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Publication Number Publication Date
JPS6261586A true JPS6261586A (ja) 1987-03-18
JPH051715B2 JPH051715B2 (ja) 1993-01-08

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US (1) US4743451A (ja)
EP (1) EP0217076B1 (ja)
JP (1) JPS6261586A (ja)
AT (1) ATE59858T1 (ja)
AU (1) AU585049B2 (ja)
CA (1) CA1267616A (ja)
CH (1) CH665653A5 (ja)
DE (1) DE3676770D1 (ja)
DK (1) DK158362C (ja)
ES (1) ES2000232A6 (ja)
IE (1) IE59075B1 (ja)
IN (1) IN167845B (ja)
PH (1) PH23090A (ja)
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