化学合成無機栄養菌による低pH域酸化反応の非定常状態での運転試験

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850139
• Research Institution: Tohoku Univ.
• Principal Investigator: 鴻巣 彬 東北大学, 工学部, 助教授 (20089791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 千弘 同和鉱業株式会社, 中央研究所, 研究員 ; 新堀 雄一 東北大学, 工学部, 助手 (90180562) ; 榎本 兵治 東北大学, 工学部, 教授 (80005412) ; 中澤 廣 岩手大学, 工学部, 助教授 (00113861)
• Keywords: 鉄酸化細菌 / 集積培養菌 / 硫酸第一鉄 / 酸化反応速度 / 回分運転試験 / 提案速度式 / 低pH領域 / 制御機構

Research Abstract

鉄酸化細菌(Thiobacillus ferrooxidans)による回分酸化反応の操業に関して、低PH域での試験を行なった。
(1)工学的指針として、新反応速度式を作成した。本反応速度式(a)のパラメ-タは、既知の基礎デ-タとの互換が可能な因子(factor)からなる関数である。
(2)大学の基礎研究のデ-タおよび同和鉱業(株)の工業試験のデ-タへ、本反応速度式を適用し、比較解析した。
(3)また、各条件による酸化実験から、種菌(inoculam)の初期Fe^<2+>-酸化活性(lron-oxidizing activity)の値を測定した。
なお、本反応速度式(a)は、低PH域における鉄酸化細菌(T.ferrooxidans)の制御を仮定し、数学モデルから導いた。
{(1+α)β}t=1n{(α+1-Rt)/(α-Rt)}(a)
記号
α:反応速度式のパラメ-タ、α=Xo/(Y・So)[-]
β:反応速度式のパラメ-タ、β=K・Y[h^<-1>]
K:反応速度定数[mol・cell^<-1>・h^<-1>]
Rt:時間tにおける制御関数(Rt=[Fe^<2+>]/([Fe^<3+>]+[Fe^<2+>]))
S:時間tにおける基質濃度(Substrate denSity)[mol・m^<-3>]
So:初期基質濃度[mol・m^<-3>]t:反応時間[h]
X:非制御状態のみなし菌体濃度[cell・m^<-3>]、(Rt=1のときに非制御状態)
Xo:非制御状態のみなし初期菌体濃度(cell density)[cell・m^<-3>]
X′o:実測の初期菌体濃度[cell・m^<-3>]
Y:増殖収率(cell yield)[cell・mol^<-1>]
Ac:Ac=1,Fe^<2+>100%のときのFe^<2+>酸化活性(oxidizing activity)[-]
Ao:Ao=Xo/X′o、t=0における種菌(inoculum)のFe^<2+>酸化活性[-]

Research Products

• [Publications] 鴻巣 彬: "鉄酸化菌の低PH域反応の評価法" 学術月報(日本学術振興会). (1991)
• [Publications] 鴻巣 彬・千田 佶: "Fe^<2+>-集積培養菌による酸化反応の速度式" 資源・素材学会分科研究会資料. M-5. 17-20 (1990)
• [Publications] 中澤 廣・佐藤 敏人: "バクテリアの硫黄酸化機能の利用について" 資源・素材学会分科研究会資料. M-5. 25-28 (1990)
• [Publications] 中澤 廣,小泉 政己,佐藤 敏人: "金川鉱山産銅ニッケル鉱石のバクテリアリ-チングについて" 資源・素材学会. (1992)
• [Publications] 鴻巣 彬,千田 佶,新堀 雄一,須藤 孝一: "Fe^<2+>-集積培養菌による回分酸化反応への提案速度式 -鉄酸化酵素の抑制を仮定した数式モデルによる試み-" 資源・素材学会.