アルコール発酵・生産プロセスにおせる膜分離法の応用

• 研究課題/領域番号: 09044141
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究分野: 反応・分離工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 国眼 孝雄 東京農工大学, 工学部, 教授 (00015108)
• 研究分担者: KOES nandar. UPT, EPG,BPPT(インドネシア), チーフ ; AGUS Eko T. UPT, EPG,BPPT(インドネシア), チーフ ; SUPRIY anto UPT, EPG,BPPT(インドネシア), チーフ ; 本多 太次郎 東京農工大学, 工学部, 助手 (20092497) ; 東 福次 東京農工大学, 工学部, 教授 (30101330) ; KOESNANDAR UPTーEPG, BPPT, Chief ; DJUMAALI UPTーEPG, BPPT, Director ; 今井 正道 東京農工大学, 工学部, 助手 (80193655)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 1997年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: アルコール発酵 / モラシス / 膜分離技術 / 廃液 / 精密ろ過 / パーベーパレーション / 沈降 / カッサバ / 限外ろ過 / パ-ベ-パレーション / サイクロデキストリン

研究概要

共同研究者のUPT-EPGのアルコール発酵プラント(100kl/d)はJICAの援助によって、9年前主に協和発酵(株)が設計納入したものである。当初は良質のカサバを原料として発酵されていたが、カサバが高価になり、現在では比較的安価な廃糖蜜(molasses)が原料として用いられている。しかしmolassesはカサバと異なり、アッシュや無機塩などの発酵不可な成分を多分に含み、発酵の生産性を落とすばかりか、多くの老廃物も出す。molassesを原料としたエタノール生産による廃液はアルコールの生産量の9倍にも達し、この廃液が公害の源になっている。
本研究は膜分離法を用いることで、長時間発酵効率を高度に維持しながら、廃液の少ない発酵システムの構築について研究した。その結果、生成物阻害を軽減するため、pervaporation(PV)法で、またashによる不純物阻害を軽減するため、精密ろ過(MF)と沈降法を用いて、発酵システムを構築したところ、500時間酵母を交換することなく高生産性を維持し、廃液を従来の1/3に減らすことが出来た。
このことを1999年3月7日に農工大学で開催した"The 3dt The Role of Bioresource-Based Industry on The National Development"のSymposiumで報告した。このsymposiumにはBrotodiningratインドネシア大使とインドネシア本国からIrawadi副大臣が、また西脇本大学工学部長の出席のもと、インドネシア留学生に大きなインパクトを与えた。

研究成果

• [文献書誌] T.Kokugan,A.Yudiarto et al.: "“Measurement of Temperature Dependence of Cyclodextrin Binding Constant using Ultrafiltration"" J.Chem.Eng.Japan. 31. 640-643 (1998)
• [文献書誌] Kaseno and T.Kokugan:"“Reducing Product Inhibitiion in Alcohol Fementation by Membrane Separation"" 化工第63年会要旨集、. B. 209-209 (1998)
• [文献書誌] E.Devi,T.Kokugan et al: "“Separation of the Structural Isomers by Ultrfiltration using Modified Cyclodextrin"" 化工第63年会講演要旨集、. B. 108-108 (1998)
• [文献書誌] 国眼孝雄,Kaseno:"「疎水性多孔質膜による低濃度アルコール水溶液のパーベーパレーション分離特性」" 化工第63年会要旨集、. B. 213-213 (1998)
• [文献書誌] 国眼孝雄: "「疎水性多孔質膜による低濃度エタノール水溶液のPV分離・濃縮メカニズム」" ケミカル・エンジニアリング、. 98. 51-57 (1998)
• [文献書誌] Kaseno,T.Kokugan: "“Effect of product removal by a pervaporation on ethanol fermentation"" J.Fermentation and Bioengineering,. 86. 488-493 (1998)
• [文献書誌] T. kokuganetal.,: "The effect of molasses pretreatment by ceramic microfiltration membrance on ethanol fermentation" J. Fermentation and Bioengineering,. 83・6. 577-582 (1997)
• [文献書誌] T. Kokugan et al.,: "A consideration of pervaporation by porous hydrophobic membranes for dilute ethanol solution" J. Chem. Eng. Japan. 31・1. 43-46 (1998)
• [文献書誌] T. Kokugan et al.,: "Temperature dependence of binding constant for cyclodextrin by ultrafiltration method" J. Chem. Eng. Japan,. (発売予定).
• [文献書誌] Kaseno, T. Koguan: "The effect of product removal by pervaporation on ethanol fermentation" J. Fermentation and Bioengineering,. (発売予定).