微生物菌体触媒による廃油からの環境調和型バイオディーゼル燃料生産プロセスの開発

利用微生物细胞催化剂开发废油环保生物柴油燃料生产工艺

• 批准号: 02J09449
• 负责人: 海江田 優
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J09449/
• 关键词: Rhizopus oryzae; リパーゼ; バイオディーゼル; メタノリシス; Aspergillus; Rhizopus

固定化菌体触媒の大量調整を行うため、糸状菌Rhizopus oryzaeのエアリフト型バイオリアクターによる微生物保持粒子への固定化培養を行った。その結果、フラスコ培養と比較して、半分以下の培養時間で同程度の固定化菌体重量(約7mg/BSP)とメタノリシス活性を持つ固定化菌体が得られた。通気攪拌が糸状菌の増殖に好影響を与え、増殖と連動してリパーゼの生産量も増大したためと考えられる。また、エアリフト培養菌体はバッチ反応における繰り返し利用に対しても、フラスコ培養菌体より高い耐性を示した。これは培養時間の短縮により細胞膜の不飽和化が抑制され、その結果メタノールやメチルエステルのようなリパーゼ失活を引き起こす物質の透過性が下がったためと示唆された。Packed bed reactorでは反応混合液であるトリグリセリドと水が分離しうまくいかなかったため、バッチ反応での繰り返し反応を検討した。繰り返し初期は80%以上のメチルエステル含有率を達成したが、20回以上の繰り返しにより60%程度に減少した。反応液を分析したところ、繰り返し回数が増加するほど、2-モノグリセリドの蓄積が顕著となることが明らかとなった。しかし、2-モノグリセリドは1-モノグリセリドに熱エネルギーによって異性化することが知られている。この異性化速度は繰り返し回数には影響されないはずであるから、リパーゼがその異性化を触媒し、徐々にその触媒能が減少していったと考えられる。その結果、2-モノグリセリドが蓄積し、メチルエステル含有率の減少の一因になったと推察された。さらに高いメチルエステル含有率を得るため、過剰量のメタノールを添加した二段階反応を検討した。この場合、15回以上に渡り80%以上のメチルエステル含有率を達成した繰り返し反応が可能であり、バイオディーゼル燃料生産に極めて有効であると期待される。

Immobilized bacteria catalyst の large line adjustment を う た め, si the fungus Rhizopus oryzae の エ ア リ フ ト type バ イ オ リ ア ク タ ー に よ る microbes maintain particle へ の immobilized culture line を っ た. そ の results, フ ラ ス コ cultivate と compare し て, half the following の incubation time で の immobilized bacteria with degree the weight (about 7 mg/BSP) と メ タ ノ リ シ ス active が を hold つ immobilized bacteria ら れ た. Tong 気 mixing が si form bacteria に good influence を の raised colonization and え, raised colonization と correlation し て リ パ ー ゼ の production も raised large し た た め と exam え ら れ る. ま た, エ ア リ フ ト cultivate bacteria は バ ッ チ anti 応 に お け る Qiao り return し using に し seaborne て も, フ ラ ス コ cultivate bacteria よ り high い patience を shown し た. こ れ は incubation time の shortening に よ り の cell membrane unsaturated chemical が inhibit さ れ, そ の results メ タ ノ ー ル や メ チ ル エ ス テ ル の よ う な リ パ ー ゼ deactivation を lead き up こ す material の permeability under が が っ た た め と in stopping さ れ た. The Packed bed reactor で は anti 応 mixture で あ る ト リ グ リ セ リ ド と water separation が し う ま く い か な か っ た た め, バ ッ チ anti 応 で の Qiao り return し anti 応 を beg し 検 た. Qiao り early return し は 80% の メ チ ル エ ス テ ル を containing rate reach し た が, back to more than 20 の Qiao り return し に よ り に reduce 60% degree し た. 応 solution を analysis し た と こ ろ, Qiao り return し back several が raised plus す る ほ ど, 2 - モ ノ グ リ セ リ ド の accumulation が 顕 the と な る こ と が Ming ら か と な っ た. し か し, 2 - モ ノ グ リ セ リ ド は 1 - モ ノ グ リ セ リ ド に hot エ ネ ル ギ ー に よ っ て subjects す る こ と が know ら れ て い る. こ の heterosexual rate は Qiao り return し back several に は influence さ れ な い は ず で あ る か ら, リ パ ー ゼ が そ の heterosexual を catalyst し, xu 々 に そ の catalyst can reduce し が て い っ た と exam え ら れ る. The そ そ result, 2-モノグリセリドが accumulates モノグリセリドが, メチ エステ エステ the <s:1> content rate <e:1> decreases <s:1> due to になったと inference された. さ ら に high い メ チ ル エ ス テ ル を must contain rate る た め, turning amount の メ タ ノ ー ル を add し た two Duan Jie anti 応 を beg し 検 た. こ の occasions, more than 80% more than 15 に cross a り の メ チ ル エ ス テ ル を containing rate reached し た Qiao り return し anti 応 が may で あ り, バ イ オ デ ィ ー ゼ ル fuel production に extremely め て have sharper で あ る と expect さ れ る.

项目成果

Kazuhiro Ban et al.: "Repeated use of whole-cell bilcatalysts immobilized within biomass support particles for biodiesel fuel production"Journal of Molecular Catalysis B : Enzymatic. 17. 157-165 (2002)

Kazuhiro Ban 等人：“重复使用固定在生物质载体颗粒内的全细胞双催化剂用于生物柴油燃料生产”分子催化杂志 B：酶学。