JPS633596B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS633596B2 JPS633596B2 JP56108161A JP10816181A JPS633596B2 JP S633596 B2 JPS633596 B2 JP S633596B2 JP 56108161 A JP56108161 A JP 56108161A JP 10816181 A JP10816181 A JP 10816181A JP S633596 B2 JPS633596 B2 JP S633596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction tank
- concentration
- column
- alcohol
- ethanol
- 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
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固定化微生物を用いるアルコールの製
造法において固定化微生物を充填した反応槽から
溢流する液を第２反応槽に受けて発酵を継続せし
める方法に関する。
造法において固定化微生物を充填した反応槽から
溢流する液を第２反応槽に受けて発酵を継続せし
める方法に関する。
固定化酵母を用いるアルコール連続発酵におい
ては生成されるエタノール濃度が高いほど又残糖
濃度が低いほど固定化菌体の増殖が阻害され、そ
の活性が低下する。従来アルコール生成収率を60
〜80％程度を維持して長期間生産できることは知
られている（Linko，Y.，Linko，P.，バイオテ
クノロジーレターズ３(1)21〜26（1981））。
ては生成されるエタノール濃度が高いほど又残糖
濃度が低いほど固定化菌体の増殖が阻害され、そ
の活性が低下する。従来アルコール生成収率を60
〜80％程度を維持して長期間生産できることは知
られている（Linko，Y.，Linko，P.，バイオテ
クノロジーレターズ３(1)21〜26（1981））。
しかし80〜100％の収率でエタノール生産を試
みると高濃度の生成エタノールとそれに伴なう残
糖の濃度低下のため、固定化した菌体の生理的活
性が低下し、一部酵母が死滅し安定な連続運転が
困難である。他方、固定化反応槽から流出する醪
液中には一般に106〜108個／mlの濃度の生菌体が
常に存在し、従来の回分アルコール発酵の場合と
ほぼ同等の菌数が存在する。各種固定化方法を検
討してみると生菌体の流出量はその固定化菌体の
種類によつて差があるが流出する生菌体はいずれ
も充分なアルコール生産能を保持している。固定
化した菌体を用いたエタノールの連続生産を工業
的レベルで行うためには、高収率でかつ長期間の
運転が行えることが望まれる。本発明者らは上述
の反応槽より流出する醪液中に存在する遊離生菌
体を利用することにより、アルコールの収率を向
上せしめ且つ長期間固定化連続発酵が行えること
を見い出した。
みると高濃度の生成エタノールとそれに伴なう残
糖の濃度低下のため、固定化した菌体の生理的活
性が低下し、一部酵母が死滅し安定な連続運転が
困難である。他方、固定化反応槽から流出する醪
液中には一般に106〜108個／mlの濃度の生菌体が
常に存在し、従来の回分アルコール発酵の場合と
ほぼ同等の菌数が存在する。各種固定化方法を検
討してみると生菌体の流出量はその固定化菌体の
種類によつて差があるが流出する生菌体はいずれ
も充分なアルコール生産能を保持している。固定
化した菌体を用いたエタノールの連続生産を工業
的レベルで行うためには、高収率でかつ長期間の
運転が行えることが望まれる。本発明者らは上述
の反応槽より流出する醪液中に存在する遊離生菌
体を利用することにより、アルコールの収率を向
上せしめ且つ長期間固定化連続発酵が行えること
を見い出した。
本発明によれば固定化菌体含有反応槽（以下第
１反応槽という）につづいて第２反応槽を設けて
第１反応槽の溢流液を第２反応槽でアルコール濃
度が高くなる迄反応させることによつて対糖収率
を向上せしめることができる。
１反応槽という）につづいて第２反応槽を設けて
第１反応槽の溢流液を第２反応槽でアルコール濃
度が高くなる迄反応させることによつて対糖収率
を向上せしめることができる。
本発明方法においては単独反応槽による場合に
比較し第１反応槽のアルコール濃度を低く抑える
ことができるので固定化菌体の寿命を著しく長く
保つことができる。
比較し第１反応槽のアルコール濃度を低く抑える
ことができるので固定化菌体の寿命を著しく長く
保つことができる。
用いられる第２反応槽は完全混合槽型の反応器
が好ましく、特に酵母等の凝集性の高い菌体を用
いる場合は、更に撹拌を行うことにより反応速度
を高めることができる。また第２反応槽において
は撹拌に固定化反応槽中で生成した炭酸ガスを利
用することが好ましい。該第２反応槽中は高アル
コール濃度のため、雑菌による汚染は軽微であ
る。たとえ雑菌が増加しても一時的に洗浄するこ
とによつて問題は解消される。
が好ましく、特に酵母等の凝集性の高い菌体を用
いる場合は、更に撹拌を行うことにより反応速度
を高めることができる。また第２反応槽において
は撹拌に固定化反応槽中で生成した炭酸ガスを利
用することが好ましい。該第２反応槽中は高アル
コール濃度のため、雑菌による汚染は軽微であ
る。たとえ雑菌が増加しても一時的に洗浄するこ
とによつて問題は解消される。
本発明方法を実施するに際しては一般に第１反
応槽の糖濃度を入口：15〜20％、出口：２〜５
％、出口アルコール濃度6.5〜９％で維持するこ
とが好ましい。
応槽の糖濃度を入口：15〜20％、出口：２〜５
％、出口アルコール濃度6.5〜９％で維持するこ
とが好ましい。
第２反応槽の糖濃度は通常1.5〜２％、アルコ
ール濃度は８〜11％に維持される。
ール濃度は８〜11％に維持される。
第２反応槽における菌の資化しうる糖の残つて
いる割合が小さい程アルコールの対糖収率を向上
せしめることができるが逆に滞留時間を長びかせ
ることになる。通常上記残糖で第２反応槽を維持
することを基準として滞留時間が定められる。
いる割合が小さい程アルコールの対糖収率を向上
せしめることができるが逆に滞留時間を長びかせ
ることになる。通常上記残糖で第２反応槽を維持
することを基準として滞留時間が定められる。
用いられる菌体の固定化法は特に限定されない
が、固定化増殖微生物を用いる連続発酵では固定
化の方法如何にかかわらず菌体もれが認められ
る。本発明方法による連続発酵の場合、反応槽か
ら流出する醪中に存在する遊離菌体濃度が高いほ
ど２次発酵に要する時間が短縮できる。従つて菌
体の固定化方法としては固定化素材として菌体を
適当に遊離するものを用いることが好ましい。
が、固定化増殖微生物を用いる連続発酵では固定
化の方法如何にかかわらず菌体もれが認められ
る。本発明方法による連続発酵の場合、反応槽か
ら流出する醪中に存在する遊離菌体濃度が高いほ
ど２次発酵に要する時間が短縮できる。従つて菌
体の固定化方法としては固定化素材として菌体を
適当に遊離するものを用いることが好ましい。
用いられる固定化素材としては、天然高分子系
の素材、例えばアルギン酸、ペクチン等から遊離
する菌濃度は合成系担体から遊離する菌濃度の10
倍程度の値を示すので好ましく用いられ、特にア
ルギン酸カルシウムゲルは遊離菌体濃度、ゲル強
度、操作性いづれの点においても極めて優れてい
る。
の素材、例えばアルギン酸、ペクチン等から遊離
する菌濃度は合成系担体から遊離する菌濃度の10
倍程度の値を示すので好ましく用いられ、特にア
ルギン酸カルシウムゲルは遊離菌体濃度、ゲル強
度、操作性いづれの点においても極めて優れてい
る。
本発明によれば第２反応槽より流出する菌体を
例えば遠心分離機で回収し、これを第２反応槽へ
返すことにより槽内の菌体濃度を高め、槽内の滞
留時間を短くすることができる。
例えば遠心分離機で回収し、これを第２反応槽へ
返すことにより槽内の菌体濃度を高め、槽内の滞
留時間を短くすることができる。
更に第２反応槽内を減圧にするか又は多量のガ
スを通気することにより、液体からアルコールの
一部又は大部分を除去することにより、第２反応
槽内でのアルコールによる阻害を減少せしめるこ
とができ、生産性の向上が期待できる。
スを通気することにより、液体からアルコールの
一部又は大部分を除去することにより、第２反応
槽内でのアルコールによる阻害を減少せしめるこ
とができ、生産性の向上が期待できる。
第２反応槽は必要に応じて並列に複数設けても
よく、又直列に複数設けることもできる。
よく、又直列に複数設けることもできる。
実施例 １
滅菌処理を行つた3.3％アルギン酸ナトリウム
水溶液９部にワイン酵母の培養液１部を加えて混
合した。この混合液を２％塩化カルシウム水溶液
にノズルから滴下し直径４mmの球状ゲルにした。
得られたゲルを容量３のカラム２本にそれぞれ
1.5ずつ充填した。150ｇ／の糖濃度になるよ
うに加水した廃糖蜜水溶液を１本のカラム（No.１
とする）には450ml／hr、他方のカラム（No.２と
する）には1200ml／hrの速度でそれぞれ連続的に
上昇通塔供給し、カラム温度内を30℃に保持し
た。両カラムは固定化した菌体の増殖に伴ないア
ルコール生産量が増加し５日目より定常状態に達
した。定常状態においてNo.１のカラム出口ではエ
タノール濃度は69ｇ／残糖濃度は16ｇ／であ
つた。又No.２のカラムでは同様にエタノール56
ｇ／、残糖濃度41ｇ／であつた。No.１のカラ
ムでは定常状態に達して６日目で活性が低下し10
日目には生成するアルコール濃度は46ｇ／まで
低下し、それに応じて残糖濃度は60ｇ／まで増
加した。他方No.２のカラムでは約２ケ月間の連続
運転後も活性の低下は全く認められず、順調にア
ルコールが生成された。
水溶液９部にワイン酵母の培養液１部を加えて混
合した。この混合液を２％塩化カルシウム水溶液
にノズルから滴下し直径４mmの球状ゲルにした。
得られたゲルを容量３のカラム２本にそれぞれ
1.5ずつ充填した。150ｇ／の糖濃度になるよ
うに加水した廃糖蜜水溶液を１本のカラム（No.１
とする）には450ml／hr、他方のカラム（No.２と
する）には1200ml／hrの速度でそれぞれ連続的に
上昇通塔供給し、カラム温度内を30℃に保持し
た。両カラムは固定化した菌体の増殖に伴ないア
ルコール生産量が増加し５日目より定常状態に達
した。定常状態においてNo.１のカラム出口ではエ
タノール濃度は69ｇ／残糖濃度は16ｇ／であ
つた。又No.２のカラムでは同様にエタノール56
ｇ／、残糖濃度41ｇ／であつた。No.１のカラ
ムでは定常状態に達して６日目で活性が低下し10
日目には生成するアルコール濃度は46ｇ／まで
低下し、それに応じて残糖濃度は60ｇ／まで増
加した。他方No.２のカラムでは約２ケ月間の連続
運転後も活性の低下は全く認められず、順調にア
ルコールが生成された。
前記No.２のカラムより流出する醪液（アルコー
ル濃度56ｇ／）の一部を容積22の第２反応槽
に200ml／hrの速度で連続的に供給した。該槽の
液容量を２となるよう液面を維持した。該槽出
口のエタノールは定常状態で62ｇ／が安定して
得られた。
ル濃度56ｇ／）の一部を容積22の第２反応槽
に200ml／hrの速度で連続的に供給した。該槽の
液容量を２となるよう液面を維持した。該槽出
口のエタノールは定常状態で62ｇ／が安定して
得られた。
実施例 ２
実施例１においてNo.２のカラムより流出した醪
を供給した第２反応槽に第１反応槽で発生した炭
酸ガスを通気し、第２反応槽から定常状態で69
ｇ／のエタノールが安定に得られた。
を供給した第２反応槽に第１反応槽で発生した炭
酸ガスを通気し、第２反応槽から定常状態で69
ｇ／のエタノールが安定に得られた。
実施例 ３
実施例２の第２反応槽出口に容量１の沈降槽
を設け、該沈降槽上部より最終醪液を溢流させ、
沈降菌体を第２反応槽に戻す運転を行つた。第２
反応槽の菌濃度は10ｇ乾菌体／に増大し、醪中
に72ｇ／のエタノールが安定して得られた。
を設け、該沈降槽上部より最終醪液を溢流させ、
沈降菌体を第２反応槽に戻す運転を行つた。第２
反応槽の菌濃度は10ｇ乾菌体／に増大し、醪中
に72ｇ／のエタノールが安定して得られた。
実施例 ４
天然高分子であるアルギン酸ナトリウム及びペ
クチンを用い、又、合成系素材として酢酸酪酸セ
ルロース、多孔性ポリステレンを用いて、固定化
菌体を調製し、100mlのカラムに各々50mlを充填
した。培地としては150ｇ／の糖濃度の糖蜜溶
液を用い定常状態でエタノールが45〜50ｇ／に
なつたカラム出口での生菌体濃度を測定したとこ
ろアルギン酸カラム５×107cell／ml、ペクチン
カラム４×107cell／ml酢酸酪酸セルロースカラ
ム６×106cell／ml、ポリスチレンカラム３×
106cell／mlであつた。次にアルギン酸カラム及
び酢酸酪酸セルロースカラムの流出液20ml／hrを
それぞれ30℃に保温した200mlの容器に受け２次
発酵を行つた。アルギン酸カラムの流出液は２次
発酵により13ｇ／のエタノールが生成され、酢
酸酪酸セルロースでは同様に５ｇ／のエタノー
ル生成が認められた。
クチンを用い、又、合成系素材として酢酸酪酸セ
ルロース、多孔性ポリステレンを用いて、固定化
菌体を調製し、100mlのカラムに各々50mlを充填
した。培地としては150ｇ／の糖濃度の糖蜜溶
液を用い定常状態でエタノールが45〜50ｇ／に
なつたカラム出口での生菌体濃度を測定したとこ
ろアルギン酸カラム５×107cell／ml、ペクチン
カラム４×107cell／ml酢酸酪酸セルロースカラ
ム６×106cell／ml、ポリスチレンカラム３×
106cell／mlであつた。次にアルギン酸カラム及
び酢酸酪酸セルロースカラムの流出液20ml／hrを
それぞれ30℃に保温した200mlの容器に受け２次
発酵を行つた。アルギン酸カラムの流出液は２次
発酵により13ｇ／のエタノールが生成され、酢
酸酪酸セルロースでは同様に５ｇ／のエタノー
ル生成が認められた。
実施例 ５
実施例１において糖濃度150ｇ／の代わりに
糖濃度が200ｇ／の糖蜜溶液を用い、さらに硫
酸アンモニウム0.5ｇ／、リン酸水素カリウム
0.2ｇ／及び酵母エキス0.1ｇ／を加えた培地
を用いて同様の実験を行つた。培地のカラムへの
通塔速度が150ml／hrの場合は定常状態で88ｇ／
のエタノールが得られたが定常状態に達してか
ら10日目より活性の低下がみられ、20日後でエタ
ノール濃度は60ｇ／まで低下した。通塔速度を
450ml／hrとした場合は定常状態でのエタノール
濃度は65ｇ／であつたがカラムの活性は安定で
２ケ月以上安定運転を行うことができた。通塔速
度を450ml／hrとした場合の醪を容積22の第２
反応槽に100ml／hrの速度で供給した。該滞留槽
は30℃に撹拌保持した。第２反応槽出口のアルコ
ールは86〜90ｇ／が安定して長期間得られた。
糖濃度が200ｇ／の糖蜜溶液を用い、さらに硫
酸アンモニウム0.5ｇ／、リン酸水素カリウム
0.2ｇ／及び酵母エキス0.1ｇ／を加えた培地
を用いて同様の実験を行つた。培地のカラムへの
通塔速度が150ml／hrの場合は定常状態で88ｇ／
のエタノールが得られたが定常状態に達してか
ら10日目より活性の低下がみられ、20日後でエタ
ノール濃度は60ｇ／まで低下した。通塔速度を
450ml／hrとした場合は定常状態でのエタノール
濃度は65ｇ／であつたがカラムの活性は安定で
２ケ月以上安定運転を行うことができた。通塔速
度を450ml／hrとした場合の醪を容積22の第２
反応槽に100ml／hrの速度で供給した。該滞留槽
は30℃に撹拌保持した。第２反応槽出口のアルコ
ールは86〜90ｇ／が安定して長期間得られた。
Claims (1)
- １ アルコール生産能を有する微生物を固定化し
た固定化微生物を充填した反応槽を用いるアルコ
ールの連続生産方法において、該反応槽より溢流
する醪液を第２反応槽に受け、第２反応槽におい
て発酵を継続せしめることを特徴とするアルコー
ルの製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108161A JPS5813393A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法 |
| CA000407101A CA1191098A (en) | 1981-07-13 | 1982-07-12 | Process for manufacturing alcohol by fermentation |
| GB08220313A GB2104914B (en) | 1981-07-13 | 1982-07-13 | Process for manufacturing alcohol by fermentation |
| AU85956/82A AU547698B2 (en) | 1981-07-13 | 1982-07-13 | Immobilization of micro organism and fermentation in single vessel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108161A JPS5813393A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5813393A JPS5813393A (ja) | 1983-01-25 |
| JPS633596B2 true JPS633596B2 (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=14477503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56108161A Granted JPS5813393A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | 固定化微生物を用いるアルコ−ルの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5813393A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62195284A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | Kibun Kk | 微生物の固定化物及びその製法 |
| WO2014156998A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 旭硝子株式会社 | 化成品の製造方法および製造装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013675B2 (ja) * | 1979-09-28 | 1985-04-09 | 田辺製薬株式会社 | 固定化細菌を用いる高濃度エタノ−ルの製法 |
| JPS5913193B2 (ja) * | 1979-06-13 | 1984-03-28 | 田辺製薬株式会社 | 固定化酵母を用いる高濃度エタノ−ルの製法 |
| JPS5629517A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-24 | Tokitaka Mori | Nutrient |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP56108161A patent/JPS5813393A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5813393A (ja) | 1983-01-25 |
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