1995 Fiscal Year Annual Research Report
統合化した乳酸発酵トータルプロセスの開発と知識ベース自律分散制御システムの構築
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06555249
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
清水 和幸 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (00150318)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本多 芳彦 雪印乳業(株), 札幌研究所, 主査(研究員)
曽根 のぶ史 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (20049034)
鈴木 正康 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (70226554)
鈴木 高広 名古屋工業技術研究所, セラミックス応用部, 主任研究官
谷口 正之 新潟大学, 工学部, 教授 (00163634)
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| Keywords | 乳酸発酵 / トータルシステム / セラミックバイオリアクター / 集積型センサ / 抽出プロセス / イオン交換樹脂 / 最適化 / 濾過培養 |
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| Research Abstract |
本研究では,乳酸発酵トータルシステムを考え、バイオリアクターと分離プロセスの結合化を図ったシステムの効率化を中心に、関連の課題について検討した。
1)セラミック膜を内装した撹拌ろ過型バイオリアクターについて検討し、生菌数を高く維持しながら、乳酸菌(L.lacts IFO 2427)の高密度培養(183g/L)が達成できることを実験的に示した。
2)ろ過型バイオリアクターによる乳酸発酵と、アラミン336を抽出剤(オレイルアルコールを溶媒)として用いた抽出分離を組み合わせたシステムについて実験的検討を行った。抽出分離での至適pHと乳酸発酵での至適pHが異なるため、抽出槽での抽残液をリサイクルして培地の利用効率を図るためには、両プロセスのpHを同じ値にしてプロセス全体の最適化からこのpHの値が決定されなければならない。本研究では実験およびモデルによるシミュレーションによってこの点を検討した。また分離プロセスとしてイオン交換樹脂を用いたシステムについても検討し、統合化が可能であることを実験的に示した。
3)本学(九工大)マイクロ化総合技術センターの協力を得て、乳酸とグリコースをオンラインで同時測定できる集積型センターを開発した。FIA(フローインジェクションアナライザー)と組み合わせてオンライン使用が可能であることを示した。
4)オンライン最適化制御および自律分散制御システムについて検討した。
5)ビフィズス菌(B.Iongum)とプロピオン酸菌(P.freudenreichii)を用いた混合培養システムについて検討し、抗菌活性等について検討した。
6)Brevibacteriumの呼吸鎖とエネルギー獲得効率について検討した。
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[Publications] K.Shimzu,K.Furuya,M.Taniguchi: "Optimal Operation Derived by Green′s Theorem for the Cell-Recycle Filter Fermentation Focusing on the Efficient Use of the Medium" Biotechnology Progress. 10. 258-262 (1994)
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[Publications] K.Ye,S.Jin,K.Shimzu: "Performance Improvement of Lactic Acid Fermentation by Multistage Extractive Fermentation" J.Fermentation and Bioengineering. 81. 31-37 (1996)
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[Publications] K.Ye,S.Jin,K.Shimzu: "Cell Recycle and Broth Reuse Fermentation with Cross-Flow Filtration and Ion-Exchange Resin" J.Chem.Tech.Biotechnol.66. 1-4 (1996)
