JPS63286A - 微生物担持体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、さまざまな微生物を利用して、水の浄化や有
用物質の生成などを行うバイオリアクターにおいて、微
生物を固定させる担持体に関するものである。

〔従来の技術〕

生物の体内では、複雑な化学反応が行われているが、微
生物の体内での化学反応プロセスを利用して、水の浄化
や有用物質の生成等を行うバイオリアクターが近年開発
されてきた。このバイオリアクターにおいて、微生物を
着床させて固定する担持体を用いるが、この担持体とし
て、ポリウレタンフォームやプラスチックネットなどの
有機系材料からなっているものを用いると微生物とのな
じみが悪く、着床率が低いものであった。そのため、無
機系材料である活性炭や数μｍ〜数十μｍの比較的小さ
なボアを有する多孔質セラミックなどを微生物担持体と
して使用していた。活性炭は非常に小さなボアを有して
おり、表面に微生物を吸着させるものであり、多孔質セ
ラミックは微生物と同じ程度の大きさのボアを有してお
り、該ボア中に微生物を着床させるものであった。

〔従来技術の問題点〕

ところが、このような従来の活性炭や多孔質セラミック
よりなる微生物担持体の場合、比較的小さなボアしかも
たないため、微生物が表面のみに着床し、内部に入りこ
むことができなかった。そのためいずれの場合も、微生
物の着床率が低く、バイオリアクターの微生物担持体と
して用いた場合、反応効率の悪いものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記に鑑みて、本発明は平均径が１〜３ｗｍ０比較的大
きな１次ボアと、平均径が１０〜１５０μｌの２次ボア
を有したセラミック体よりなる微生物担持体を形成した
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明に係る実施例を説明する。

第１図（ａ）　（ｂ）に示すように微生物担持体ＩＯは
、比較的大きな１次ポア１１を有した三次元網状構造を
しており、さらにその表面に小さな２次ボア１２を備え
たものである。この２次ボア１２は微生物よりもやや大
きく、着床しやすいものであり、また１次ボア１１を通
って微生物が、微生物担持体１０の内部にまで入りこみ
着床するため、多くの微生物を着床させることができる
。この微生物担持体ｌＯには、例えばバクテリアを着床
させて水の浄化に使用することができる。

このような微生物担持体１０はアルミナ、シリカなどさ
まざまなセラミック材により形成することができるが、
例えばアルミナより形成する場合の製法は次の通りであ
る。まず粒径２０μｍ以下のアルミナ粉末、水およびウ
レタン系で２液性の発泡剤を全体の５〜１５ｚ混合し、
所定の形状に成形する。これを焼成すれば発泡剤の作用
により気泡が発生し、この気泡部分がボアとなるが、こ
のようにすればさまざまな大きさの気泡が発生し、大き
な気泡の回りに小さな気泡が付着するような形になるた
め、第１図（ａ）　（ｂ）に示したような微生物担持体
１０を形成することができる。また焼成前の成形時には
、任意形状にできるため、微生物担持体１０は直方体、
円柱状、球状等、使用するバイオリアクターに応じてさ
まざまな形状とすることができる。

次に本発明に係る微生物担持体１０を第１表に示すよう
なアルミナ発泡体により試作し、従来の活性炭、多孔質
アルミナよりなる微生物担持体と共に微生物の着床テス
トを行った。テスト方法は第２図に示すように、直径１
００ｍｒｎの円筒状の流動カラムにに微生物担持体１０
を充填し、下部より微生物を含む増殖培地を流通させ、
流通後の乾燥重量の増加分により微生物担持体１０への
微生物の着床量を調べた。微生物担持体１０の厚みは約
４０ｍｍ、増殖培地の流動速度は０．００４〜０．００
８ｍ／秒とし、微生物として、主にズーグレア（Ｚｏｏ
ｇｌｅａ）などのバクテリアを含む増殖培地を用いた。

結果は第１表の通りであった。

第１表より、細孔平均径３０人と非常に小さなボアのみ
しかない活性炭は微生物着床量が単位質量光たり２００
．５ｍｇ／ｇ　、単位かさ体積当たり５４．１ｍｇ／ｍ
ｌと低く、また細孔平均径４０μｍと小さなボアしかな
い多孔質アルミナも微生物着床量が単位質量光たり１２
０．３ｍｇ／ｇ単位かさ体積当たり２６４．７ｍｇ／ｍ
ｌと低かった。それに対して、本発明実施例のアルミナ
発泡体は細孔平均径２＋ｎｍの大きな１次ボアと細孔平
均径４８μｍの小さな２次ボアを有しており、微生物着
床量が単位質量光たり７３０．２ｍｇ／ｇ　、単位かさ
体積あたり５１１．１ｍｇ／ｍｌといずれも高く、微生
物担持体として優れていることがわかる。

次にこのアルミナ発泡体よりなる微生物担持体の１次ボ
アおよび２次ボアの平均径をさまざまに変化させたもの
を試作し、同様の微生物着床テストを行った結果、第２
表の通りであった。

第２表 ◎・・・単位かさ体積当たりの微生物着床量（ｍｇ／ｍ
ｌ）　　　５００以上 Ｏ・・・　　　　　　〃３００〜４００Δ・・・　　　
　　　〃１００〜３００×・・・　　　　　　　〃１０
０以下 第２表より、２次ボアの平均径が１０μｍより小さいも
のや１５０μＩより大きいものは、いずれも微生物が着
床しにくいため、単位かさ体積当たりの微生物着床量が
３００ｍｇ／ｍｌ以下と低かった。また、１次ボアの平
均径が１ｆｆｌＩ１１より小さいものは微生物が内部に
入りこみに＜＜、一方１次ボアが３１より大きいものば
かさ比重が小さくなるため、いずれも単位かさ体積あた
りの微生物着床量が３００ｍｇ／ｍｌ以下と低かった。

即ち、１次ボアの平均径が１〜３ｍｍ　、２次ボアの平
均径が１０〜１５０μｍのものが微生物着床量３０ｍｇ
／ｍ１以上と高く、微生物担持体として優れていること
がわかる。なかでも、第２表より１次ボアの平均径が１
〜３ｍｍで２次ボアの平均径が１０〜７０μｍのものが
微生物着床量５００ｍｇ／ｍ１以上と特に優れた結果を
示した。

以上の実施例では２次ボアの平均径について述べてきた
が、２次ボア全体の径の分布は、第３図に示す通りであ
る。第３図中、Ａは平均径４８μｍ、Ｂは平均径１３７
　μｍの２次ボアの径の分布を示している。

さらに、このようなアルミナ発泡体の気孔率をさまざま
に変化させたものを試作し、前記と同様のテストを行っ
た結果、気孔率が３ｏｚより小さいものは微生物の着床
が少なく、−ガス孔率が７０χより大きいものばかさ比
重が小さくなるため、いず札も単位かさ体積当たりの微
生物着床量が低かった。即ち、気孔率３０〜７０χのも
のが微生物担持体として優れており、なかでも気孔率５
０〜７０％のものが特に優れていた。

以上の実験例で示した微生物担持体は、バクテリアを着
床させ、水の浄化を行うバイオリアクターに用いるもの
であるが、前記のように１次ボア、２次ボア、気孔率な
どを定めておけば、微生物着床量だけでなく、抗折強度
も大きくすることができる。また、着床させる微生物の
種類を変えれば、有用物質の生成など、さまざまな用途
のバイオリアクターに使用することも可能である。

さらに、上記実施例では、アルミナ発泡体よりなる微生
物担持体のみを示したが、コージライトなど他のセラミ
ックよりなるものでも同様の結果であった。

〔発明の効果〕

叙上のように、本発明によれば平均径が１〜３ｍｍの１
次ボアと、平均径が１０〜１５０μｍの２次ポアを有し
たセラミック体で微生物担持体を形成したことにより、
微生物が１次ボアを通過して内部まで入りこみ、２次ボ
アに着床するため、微生物の着床量を多（することがで
き、バイオリアクターに用いた場合、高い反応効率を得
ることができるなど、優れた微生物担持体を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る微生物担持体を示す斜視図
、第１図（ｂ）は同図（ａ）中のＡ部の拡大図である。 第２図は微生物担持体への微生物の着床量を調べるため
のテスト装置を示す断面図である。 第３図は本発明に係る微生物担持体の２次ボア径の分布
を示すグラフである。 １０：微生物担持体 １１：１次ボア １２：２次ボア 出願人　京　セ　ラ　株　式　会　社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平均径が１〜３ｍｍの１次ボアと、平均径が１０〜１５
   ０μｍの２次ボアを有したセラミック体よりなる微生物
   担持体。