泡沫層存在下での低環境負荷型界面活性剤の高効率・低コスト生産システム

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18510085
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Niigata Institute of Technology
• Principal Investigator: 竹園 恵 新潟工科大学, 工学部, 准教授 (20288252)
• Keywords: 消泡装置 / バイオサーファクタント / 低環境負荷型材料 / 機械的消泡 / 泡沫分離 / 酸素供給

Research Abstract

1.消泡装置を備えた微生物反応器の操作特性について
非培養系のモデル発泡液としてTriton X-100 (0.04g/L)水溶液を用いて、微生物反応器の攪拌軸上に取り付けられている消泡翼(下付6枚羽根タービン)の消泡性能を評価した。消泡翼のサイズが大きいほど、低い攪拌回転数で泡を制御することができた。通気量1vvmの場合、微生物反応器の内径の3/4倍サイズの消泡翼では、泡を抑えるために700rpmの回転を必要とした。攪拌翼として棒状インペラーを用いることにより、従来のタービン翼の500rpmの攪拌動力と同程度の動力で回転数を1000rpmに高めることができ、消泡翼で泡を制御できた。消泡翼で機械的に泡を制御した場合、酸素移動容量係数の値は、消泡剤を加えて泡を制御した場合に比べ、約5倍増加した。これは、攪拌翼として棒状インペラーを用いて消泡翼の機械的消泡効果を高めることにより、酸素供給能の高い培養操作が期待できることを示している。
2.バイオサーファクタント生産の最適条件について
Bacillus subtilis NT1によるサーファクチン(リポペプチド型バイオサーファクタント)の生産に及ぼす環境因子の影響を調べた。振盪フラスコ培養において、バイオサーファクタント生産が良好となる培地組成を見出した。その培地を用いて、温度30℃、振盪速度128rpmで培養した場合、202mg/Lの最大サーファクチン量を得た。
3.培養液からのバイオサーファクタントの泡沫分離性能について
泡沫塔を用いてBacillus subtilis NT1の培養終了後の液からサーファクチンの泡沫分離を行った。通気量を100mL/minの時、サーファクチンの回収率は98%であった。これは、泡沫層が存在する培養系(機械的泡制御系)では、液中で生産されたサーファクチンが泡沫層に濃縮することを示している。