農畜産物および食品廃棄物の嫌気性発酵処理における二相式ファーメンターの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08556041
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 試験
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 守田 和夫 鹿児島大学, 農学部, 助教授 (70210169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鬼丸 博章 本坊酒造(株), バイオ研究所, 所長 ; 林 恒生 豊国工業(株), 環境システム部, 室長 ; 田原迫 昭爾 元田電子工業(株), FA農業研究所, 所長 (70041613) ; 宮本 真吾 日本大学, 農獣医学部, 講師 (20174211) ; 御木 英昌 鹿児島大学, 水産学部, 教授 (40041727)
• Keywords: 二相式ファーメンター / 嫌気性発酵 / 高濃度有機物 / 農畜産廃棄物 / 食品廃棄物 / 廃水処理 / バイオガス / 発酵制御

Research Abstract

本研究は、農畜産業および食品工場から排出される高濃度有機廃液の効率的な廃水処理技術を確立するため、嫌気性発酵処理のための二相式ファーメンターを開発し、安定的かつ効率的な排水処理および発生バイオガスの有効利用を行うトータルシステムの構築を目的としている。まず、本年度は二相式ファーメンターの基本設計諸元を検討するため、焼酎廃液を基質とした回分培養実験およびケモスタット連続培養実験を行い、対数増殖期の発酵高速度に関与する希釈率、菌体濃度、基質濃度、菌体生産性の関係について求め、二相式ファーメンターの設計諸元に関する重要な知見を見出した。
1.酸発酵の場合、希釈率が0.068のとき菌体増殖速度は最大を示し、0.088で菌体流出が起こった。
2.メタン発酵の場合、希釈率が0.006のとき菌体増殖速度は最大を示し、0.0091で菌体流出が起こった。
3.酸発酵の最適滞留時間は14.36時間で少なくともそれ以上の滞留時間が酸発酵相には必要であった。
4.メタン発酵の最適滞留時間は6.9日で少なくともそれ以上の滞留日数がメタン発酵相には必要であった。
5.従来の一相式ファーメンターでは少なくとも16日の滞留日数が必要であるが、二相式ファーメンターでは約半分の7.5日で発酵処理が完了することが判明した。
6.ケモスタット連続培養での比増殖速度から見た酸生成槽、メタン生成槽の発酵容積比はほぼ1:9が妥当であることが判明した。
これらの知見を基に発酵容積200リットルの二相式ファーメンターを試作し、順養実験を行っている。