| 研究概要 |
アルギン酸カルシウムゲル包括固定化酵母によるエタノール発酵と浸透気化法によるエタノールの濃縮分離を複合した分離型バイオリアクターによる高濃度エタノールの生産を試みた。
1.浸透気化膜として用いたシリコンゴムチューブのエタノール選択透過性能について検討した結果、通常発酵で得られる80g/L以下のエタノールが、膜を浸透気化することによって5〜6倍に濃縮されることがわかった。
2.シリコンゴムチューブを支持体として、その外表面に固定化酵母膜を密着固定した「反応・分離膜」を装填した分離型バイオリアクターによるエタノールの連続生産を試みた結果、350g/Lのエタノールを連続的に生産できること、浸透気化分離を複合しない場合に比較してエタノール生産性(単位時間,単位酵母あたりの生産量)は、20〜30%増大することがわかった。
3.発酵で生産される全エタノールのうち分離膜を通して得られる、すなわち高濃度エタノールとして得られる割合は、固定化酵母膜中のエタノール濃度には依存せず、平均滞留時間すなわち浸透気化時間が長いほど大きいことがわかった。
4.浸透気化して得られるエタノール濃度を最大にする最適滞留時間が存在することがわかった。
5.基質および生成物(エタノール)は反応器内に均一に分布していたことより、本反応器が完全混合槽型反応器として取り扱えることを示し、エタノールによる拮抗阻害を仮定した動力学的検討を行なった。その結果、本リアクターによるエタノール生産性の増大が発酵を阻害するエタノールの連続分離によるものとして実験データを説明できることがわかった。
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