JPS63188382A - 嫌気性脂肪酸分解菌等の培養装置 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は浸ｒｙ１気化法（パーベーパレーション法）を
用いたメタン発酵装置等に使用される嫌気性脂肪酸分解
菌等の培養装置に関するものである。

３０発明の概要 本発明はメタン発酵等において嫌気性脂肪酸分解菌を培
養する場合に水素共存下では純粋培養ができないことに
着目し、ガス分解膜で培養液槽（発酵槽）内を２分し、
浸透気化法により嫌気性脂肪酸分解１等の培養時に生ず
る有害物質である水素を効率よく分解し、培養液種外に
取り来り、培養液槽内の嫌気性脂肪酸分解菌の大葉Ｎ養
ができるようにしたものである。

Ｏ１従来の技術 従来よりメタン発酵の培養装置では、メタン発酵の分解
作用を２段階に分けて行なわれている。

第１段階は液化と呼ばれる投入有機物の低分子化及び脂
肪酸生成段階で、第２段階はガス化と呼ばれるもので、
脂肪酸、ＣＯ，、Ｈ２からのメタン生成反応段階である
。このうちメタン生成反応段階においては、脂肪酸（特
にギ酸、酢酸）がメタン菌の基質になる。またかかる培
養装置では、高負荷（有機物）をかけると、発酵液中に
おいて、中間生成物である脂肪酸濃度が上昇する現象が
見られ、いったん脂肪酸濃度が異常に高くなり、発酵液
が酸性になると、メタンガス発生速度が低下し、前記脂
肪酸の構成比率が高くなる。

Ｄ５発明が解決しようとする問題点 かかるメタン発酵の培養装置においては、液相中の気体
を脱気して有害な水素を取除くことが考えられ、その方
法として一般的には減圧法が考えられるが、この方法に
よると、大量の水蒸気が発生したりしてポンプの作動を
円滑に行なうことができないとか、基質（例えば酢酸）
の粘度上昇に伴ない異常な発泡が生じたり、また突沸に
より液相内の菌体が装置の外に飛び出してしまう等の点
で不都合がある。また、メタン発酵が起こるような絶対
嫌気状態では、メタン菌と共生している嫌気性脂肪酸分
解菌が前記高級脂肪酸を分解し、低分子化し、その結果
メタン菌の基質（酢酸）になるので、このときの高級脂
肪酸分解反応がメタン発酵に与える影響を軽視できなく
なる。しかし、従来嫌気性脂肪酸分解菌はあまり注目さ
れたことがなく、純粋培養は困難視され、その培養方法
も確立されていなかった。従って、嫌気性脂肪酸分解菌
の大量培養ができなかった。

そこで、本発明はこの嫌気性脂肪酸分解菌等の純粋培養
が困難な理由が嫌気性脂肪酸分解菌等の培養時に発生す
る水素であることを追求した。即ち、嫌気性脂肪酸分解
菌の反応は、例えばプロピオン酸に例をとると、 ＯＲ，ＯＴ（，０−ＱＯＨ＋　２Ｈ，Ｏ−一→ａＨ８０
００）（＋　ｃｏ、　＋３１’ｌ。

の反応式により行なわれるものと推定され、この反応は
熱力学的に不利な反応で、生成物である水素が系外に除
去されないと反応が進まない。換言すれば、水素共存下
では純粋培養ができないことをつきとめた。

すなわち、本発明は嫌気性脂肪酸分解菌等・、ｉ培養時
に生成する水素を効率良く除外し、大量培養ができる嫌
気性脂肪酸分解菌等の培誉装置を提供することを目的と
したものである。

Ｅ８問題点を解決するための手段 上記問題点ｅ［決するための手段として本発明は、培養
液槽内をガス分離膜で液相と気相に分離して、前記液相
内に培養液を供給し、その培養液の一部を液循環ポンプ
で循環させるようにすると共に、前記気相内を真空ポン
プで負圧にし、前記液相内で嫌気性脂肪酸分解菌の培養
時に発生する水素を前記ガス分離膜で分離し、前記液相
外に除去したことを特徴とする。

７０作用 本培養装置では、真空ポンプを起動させて培養液相中の
培養進行阻止ガス（Ｈｙガス）を液相より侵透膜により
侵透させ、気相より取り出され、嫌気性脂肪酸分解菌等
を大量に培養される。

Ｇ、実施例 次に、本発明の一実施例をメタンガス発酵に適用した場
合について説明する。第１図はメタンガス発酵装貨の説
明図で、この図において符号１は嫌気性脂肪酸分解菌の
培養装置、２は培養液槽で、この培養液槽２はガス分離
膜３によって液相２　ａ　ｂ気相２　ｂ　＊　２　Ｃに
分離構成されている。このガス分離膜３はＨ２及びＣＯ
，を浸透する高分子膜（例えば、ポリイミド系膜）で、
形成されている。また液相２ａには、液供給ドレイン４
からＣｏ、、Ｈ，を宮令 むメタンガス発酵液（共沸混何物より成る発酵物等を含
む）を供給すると共に、基質投入口５より基質である種
菌液と液相２ａの発酵液との混合液を液循環ポンプ６を
介して供給するようになっている。尚、種菌液はガス分
離膜３との接触効率を高める働きをするものである。

また、本実施例の培養装置では、真空ポンプ７が水凝縮
器８を経て各気相２　ｂ＋　２　ｃの気体排出用のドレ
イン９〜１１に接続されている。従って、本装置では、
真空ポンプ７を作動させることによって、気相２ｂに透
過した水素ガス及び二酸化炭素ガスがドレイン９，１１
から水凝縮器８に導かれ、この水凝縮器８において水を
ドレイン１２より排出した後、真空ポンプ８を経て本装
置の外に水素（Ｈり及び二酸化炭素（ｃｏｔ）＊排出す
るようになっている。また、本実施例では、気相２ｂ中
の水蒸気のうち余分となる水分がドレイン１３から排出
されるようにしである。

次に、本実施例の作用について説明する。

先ず、発酵液を液供給ドレイン４より培養液槽２の液相
に供給してメタンガスと消化液とを分離し、メタンガス
は図示を省略したメタンガス供出口より取出し、消化液
は培養液槽２外に排出する。

次に、図示しないポンプ起動制御手段によって液循環ポ
ンプ６及び真空ポンプ７を起動させた後、この真空ポン
プ７によって液相２ａ中の発酵液をガス分離膜３に浸透
させる。詳しくは、真空ポンプ７を起動させることによ
って、培養液槽２内の気相２　ｂ　ｓ　２　Ｃを除圧状
態にし、液相２ａ中の発酵液のうち溶存したＨ２及びＣ
Ｏ，をガス分離膜３で浸透させ、気相２ｂに導く。また
本実施例では、真空ポンプ７の起動により、液相２ａ中
の溶存Ｈ２及びＣＯ，が前記ガス分膜３を通って前記気
相２ｂに導かれる。このようにして、気相２ｂに導かれ
た溶存Ｈ１及びＣＯ，は、ドレイン９．１１を迫り、水
凝縮器８でドレインｔ２から排出され、また残りのガス
が真空ポンプ７を経て本装置の外に取出される。従って
、本実施例の培養装置によれば、液相２ａ中から溶存Ｈ
７を取り除くことができるので、嫌気性脂肪酸分解菌の
分解反応を進行させることができる。これ故に本実施例
の装置では、嫌気性脂肪酸分解菌以外の分解反応生成過
程において水素を生成するものであっても純粋培養をす
ることができるので、本装置を用いることにより汎用性
をもたせることができる。

尚、上記説明においてはメタン発酵装置における培養に
ついて説明したが、メタン発酵装置に限定されることな
く、一般の脂肪酸分解菌の培養として利用できることは
勿論である。

Ｈ１発明の効果 上記のように、本発明によれば、培養液槽内にガス分離
膜を設け、真空ポンプによってガス分離膜を通る溶存Ｈ
！等を装置外に取り出すことができるので、嫌気性脂肪
酸分解菌等のように分解反応生成過程において水素を生
成するものにおいても純粋培養をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。 ２・・・培養液槽、２ａ・・・液相、２１）、２Ｑ・・
・気相、３・・・ガス分離膜、６・・・液循環ポンプ、
７・・・真空ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 培養液槽内をガス分離膜で液相と気相に分離して、前記
   液相内に培養液を供給し、その培養液の一部を液循環ポ
   ンプで循環させるようにすると共に、前記気相内を真空
   ポンプで負圧にし、前記液相内で嫌気性脂肪酸分解菌の
   培養時に発生する水素を前記ガス分離膜で分離し、前記
   液相外に除去したことを特徴とした嫌気性脂肪酸分解菌
   等の培養装置。