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高濃度油脂含有廃棄物の高温好気発酵処理過程における微生物相の遷移に関する研究

高浓度油脂废弃物高温好氧发酵处理过程中微生物群转变研究

基本信息

批准号：
12780414
负责人：
中野和典
金额：
$ 1.28万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780414/
关键词：
高温好気発酵廃棄物処理微生物相 PCR-DGGE 油脂好熱菌サプリメント

项目摘要

分子生態学的手法(PCR-DGGE法)を利用して、高温好気発酵による油脂分解過程における優占微生物種の変遷を把握し、適当な栄養源(サプリメント)の添加によって油脂分解速度が高速化される現象についてのメカニズムを微生物相の観点から明らかにすることを目的とし、以下の成果を得た。1.固体発酵系である高温好気発酵のサンプルからDNAを抽出する手法を検討した結果、Benzyl Chloride法が回収率および操作の簡便さの観点から最適であった。2.市販のサラダ油を用いて25日から70日に渡る長期連続油脂分解実験を繰り返し、連続処理系での油脂投入サイクルおよび油脂投入量の最適化を行った結果、最大で6.4kg-lipid/m^3dayの油脂消滅処理速度を達成することができた。3.最適化した油脂投入条件を実高濃度油脂性廃棄物の長期連続油脂分解実験(80日間)に適用したところ、4種類の実高濃度油脂性廃棄物に対してそれぞれ5.4〜7.9kg-lipid/m^3dayの油脂消滅処理速度を得ることができた。これはCOD換算では活性汚泥法の10倍以上の処理速度であった。さらに炭酸ガスへの転換率が80%以上であったことから、余剰汚泥の生成を最小限に抑えることができたことも確認された。4.初年度に確立したPCR-DGGE法を利用し、様々なサプリメント添加条件で行った連続処理系における微生物群の動態解析を行ったところ、サプリメント条件とDGGEで得られるDNAバンドパターン間に相関が見られた。最適化されたサプリメント条件で得られるバンドパターンの再現性が特に良いことから、油脂分解処理能が特定のバンドパターンを示す微生物群に依存していることが示唆された。また、適当なサプリメントによって特定の微生物群が優先的に誘導されることが油脂分解速度が高速化されるメカニズムとして浮き彫りになった。

Molecular ecology method (PCR-DGGE method) was used to optimize the transformation of microbial species in the process of oil decomposition under high temperature and good fermentation, and to increase the speed of oil decomposition by adding appropriate nutrients. 1. The solid state fermentation system is characterized by high temperature and good fermentation conditions, and the method for extracting DNA is discussed. The Benzyl Chloride method is optimized for recovery rate and simplicity of operation. 2. The results of optimization of oil input and oil input amount in the continuous treatment system show that the maximum oil elimination rate is 6.4kg-lipid/m^3 day. 3. Optimization of oil input conditions for long-term continuous oil decomposition (80 days) of high-concentration oily wastes, 4 types of high-concentration oily wastes, and oil elimination rate of 5.4 ~ 7.9 kg-lipid/m^3 days. COD conversion is more than 10 times the treatment speed of activated sludge method. The conversion rate of carbon dioxide is more than 80%, and the generation of residual sludge is minimum. 4. In the early years, PCR-DGGE method was established to analyze the dynamics of microbiota by adding conditions and DGGE. The optimum conditions for the decomposition of oils and fats are determined by the reproducibility of the oils and fats, and the dependence of the oil and fats on the microbial population. In addition, it is necessary to increase the speed of oil decomposition by inducing specific microbial groups.