JPH0728719B2 - エステルの連続合成装置並にその連続合成法 - Google Patents
エステルの連続合成装置並にその連続合成法Info
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- JPH0728719B2 JPH0728719B2 JP3337502A JP33750291A JPH0728719B2 JP H0728719 B2 JPH0728719 B2 JP H0728719B2 JP 3337502 A JP3337502 A JP 3337502A JP 33750291 A JP33750291 A JP 33750291A JP H0728719 B2 JPH0728719 B2 JP H0728719B2
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Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定化リパーゼを用い
てアルコール、特にグリセリン、グリコール類、糖類な
どの多価アルコールと酸とのエステル化反応を段階的に
進行させてエステルの連続合成を行うに特に好ましく使
用し得る装置及び方法に関するもので、油化学工業、食
品工業、製薬工業などに利用される。
てアルコール、特にグリセリン、グリコール類、糖類な
どの多価アルコールと酸とのエステル化反応を段階的に
進行させてエステルの連続合成を行うに特に好ましく使
用し得る装置及び方法に関するもので、油化学工業、食
品工業、製薬工業などに利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、固定化リパーゼを用いてエステル
を連続的に合成する方法として、複数個の固定化リパー
ゼカラムに、水分を０〜０．０２％と低く抑えたオレイ
ック油脂とステアリン酸をメリーゴーランドのように通
過させてカカオバター脂用油脂を製造することが報告さ
れている。〔橋本征雄：油脂、４１（１０）６２（１９
８８）〕。又、固定床型連続反応を行う場合、固定床リ
アクターから排出される水分濃度の上昇した反応油を、
反応器外で脱水剤充填塔、減圧脱水槽、不活性ガス脱水
塔のいずれか１つ又は２つ以上を組合わせて用いて脱水
してリアクター入口に戻しリサイクルさせてエステルを
合成する方法は公知である。（特開昭６４−２５８
８）。
を連続的に合成する方法として、複数個の固定化リパー
ゼカラムに、水分を０〜０．０２％と低く抑えたオレイ
ック油脂とステアリン酸をメリーゴーランドのように通
過させてカカオバター脂用油脂を製造することが報告さ
れている。〔橋本征雄：油脂、４１（１０）６２（１９
８８）〕。又、固定床型連続反応を行う場合、固定床リ
アクターから排出される水分濃度の上昇した反応油を、
反応器外で脱水剤充填塔、減圧脱水槽、不活性ガス脱水
塔のいずれか１つ又は２つ以上を組合わせて用いて脱水
してリアクター入口に戻しリサイクルさせてエステルを
合成する方法は公知である。（特開昭６４−２５８
８）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の前者の合成
法では、水を生成しないエステル交換反応には有効であ
るが、反応と同時に水を生成するエステル合成には収率
が極めて悪い。上記従来の後者の合成法では、脱水はで
きるが、１つの固定床リアクターでエステル合成を行う
ため、即ち、１種類のリパーゼでエステル化反応を行う
必要があるため、その１つのリアクターに反応液を長時
間に亘り多数回リサイクルしなければならず、相当の時
間がかゝり、特に多段階反応を行う場合、生産性が悪い
ばかりでなく又リパーゼに相当の負担がかゝり、活性の
低下が早くおこるなどの不都合をもたらす。
法では、水を生成しないエステル交換反応には有効であ
るが、反応と同時に水を生成するエステル合成には収率
が極めて悪い。上記従来の後者の合成法では、脱水はで
きるが、１つの固定床リアクターでエステル合成を行う
ため、即ち、１種類のリパーゼでエステル化反応を行う
必要があるため、その１つのリアクターに反応液を長時
間に亘り多数回リサイクルしなければならず、相当の時
間がかゝり、特に多段階反応を行う場合、生産性が悪い
ばかりでなく又リパーゼに相当の負担がかゝり、活性の
低下が早くおこるなどの不都合をもたらす。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明は、上記
の従来の事情に鑑み、上記の不都合を解消すると共に、
固定化リパーゼの負担を軽減し得られ、且つ収率を向上
し得る生産性の高いエステルの連続合成装置を提供する
もので、固定化リパーゼを内蔵した固定床リアクターと
脱水槽とを循環用ポンプを介してループ状に連結して成
る反応系を少なくとも２段に配設すると共に、相隣る反
応系を転送用ポンプを介入した転送パイプにより接続
し、酸とアルコールの供給源を第１反応系に接続し、最
終の反応系に生産物の取出口を備えて成る。更に、本願
の第２発明は、上記の本発明装置を利用し、高収率にエ
ステルの連続合成を行うことができるエステルの連続合
成法を提供するもので、上記の第１発明の装置によりエ
ステルの連続合成を行うに当たり、その夫々の段階の反
応系に用いる夫々の固定化リパーゼを適当に選択するこ
とを特徴とする。更に、本願の第３発明は、上記の本発
明装置を利用し、高収率にエステルの連続合成を行うこ
とができるエステルの連続合成法を提供するもので、上
記の第１発明の装置によりエステルの連続合成を行うに
当たり、夫々の反応系における反応条件を至適に調節す
ることを特徴とする。
の従来の事情に鑑み、上記の不都合を解消すると共に、
固定化リパーゼの負担を軽減し得られ、且つ収率を向上
し得る生産性の高いエステルの連続合成装置を提供する
もので、固定化リパーゼを内蔵した固定床リアクターと
脱水槽とを循環用ポンプを介してループ状に連結して成
る反応系を少なくとも２段に配設すると共に、相隣る反
応系を転送用ポンプを介入した転送パイプにより接続
し、酸とアルコールの供給源を第１反応系に接続し、最
終の反応系に生産物の取出口を備えて成る。更に、本願
の第２発明は、上記の本発明装置を利用し、高収率にエ
ステルの連続合成を行うことができるエステルの連続合
成法を提供するもので、上記の第１発明の装置によりエ
ステルの連続合成を行うに当たり、その夫々の段階の反
応系に用いる夫々の固定化リパーゼを適当に選択するこ
とを特徴とする。更に、本願の第３発明は、上記の本発
明装置を利用し、高収率にエステルの連続合成を行うこ
とができるエステルの連続合成法を提供するもので、上
記の第１発明の装置によりエステルの連続合成を行うに
当たり、夫々の反応系における反応条件を至適に調節す
ることを特徴とする。
【０００５】
【作用】本装置を用いエステルの連続合成を行うには、
アルコールと酸とを第１反応系に供給し、これらの基質
を循環用ポンプを駆動してループ状にリサイクルして固
定床リアクターとによるエステル化反応と脱水槽による
脱水処理とを繰り返し、かくして得られた反応液を転送
用ポンプにより次の段階の追加の反応系に転送し、該反
応系において、反応液につき循環用ポンプを駆動して、
前記と同様に固定床リアクターによるエステル化と脱水
槽による脱水処理を繰り返し行い、最終の反応液即ち、
生産物を第２反応系より或いはその後の反応系より該生
産物を取り出す。このように、各反応系においてエステ
ル合成反応により副生する水は、夫々の反応系で反応系
外に除去されるので、エステル合成を段階的に進行させ
ることができ、各反応系の反応液組成はほぼ一定となり
反応管理が容易になるばかりでなく、最終の反応系から
目的とするエステルを連続的に取得することができる。
かくして、本装置は、複数段に反応系を設けたので、一
定量の酸とアルコールからエステル合成するに当たり、
複数段の固定床リアクターで夫々エステル化を行うこと
が可能であり、各固定化リパーゼの負担量は軽減し、長
期に亘り良好な活性を維持することができる。更に又、
夫々の反応系の反応条件を最適状態に夫々設定すること
が可能となる。而して、第２発明のように、その夫々の
反応系の固定床リアクターに内蔵せしめる固定化リパー
ゼの種類を適宜選択して使用することにより、例えば、
多価アルコールと酸とのエステル合成に当たっては、夫
々の反応段階に適した特性を有するもの及び量を選択使
用し、或いは、第３発明のように、夫々の反応系におけ
る反応液の水分含有量、脱水処理条件、反応温度などの
反応条件を、夫々の固定床リアクターの固定化リパーゼ
に合せたものに夫々調節するときは、生産物、例えばト
リグリセリドを高収率に得ることができる。
アルコールと酸とを第１反応系に供給し、これらの基質
を循環用ポンプを駆動してループ状にリサイクルして固
定床リアクターとによるエステル化反応と脱水槽による
脱水処理とを繰り返し、かくして得られた反応液を転送
用ポンプにより次の段階の追加の反応系に転送し、該反
応系において、反応液につき循環用ポンプを駆動して、
前記と同様に固定床リアクターによるエステル化と脱水
槽による脱水処理を繰り返し行い、最終の反応液即ち、
生産物を第２反応系より或いはその後の反応系より該生
産物を取り出す。このように、各反応系においてエステ
ル合成反応により副生する水は、夫々の反応系で反応系
外に除去されるので、エステル合成を段階的に進行させ
ることができ、各反応系の反応液組成はほぼ一定となり
反応管理が容易になるばかりでなく、最終の反応系から
目的とするエステルを連続的に取得することができる。
かくして、本装置は、複数段に反応系を設けたので、一
定量の酸とアルコールからエステル合成するに当たり、
複数段の固定床リアクターで夫々エステル化を行うこと
が可能であり、各固定化リパーゼの負担量は軽減し、長
期に亘り良好な活性を維持することができる。更に又、
夫々の反応系の反応条件を最適状態に夫々設定すること
が可能となる。而して、第２発明のように、その夫々の
反応系の固定床リアクターに内蔵せしめる固定化リパー
ゼの種類を適宜選択して使用することにより、例えば、
多価アルコールと酸とのエステル合成に当たっては、夫
々の反応段階に適した特性を有するもの及び量を選択使
用し、或いは、第３発明のように、夫々の反応系におけ
る反応液の水分含有量、脱水処理条件、反応温度などの
反応条件を、夫々の固定床リアクターの固定化リパーゼ
に合せたものに夫々調節するときは、生産物、例えばト
リグリセリドを高収率に得ることができる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明のエステル連続合成装置とその
連続合成法の実施例を添付図面に基いて説明する。
連続合成法の実施例を添付図面に基いて説明する。
【０００７】図１は、本発明実施の１例のエステル化連
続合成装置を示し、固定化リパーゼを内蔵した固定床リ
アクター１と脱水槽２とを循環用ポンプ３を介入した循
環用接続管３ａを介してループ状に連結して成る反応系
を少なくとも２個に配設し、相隣る反応系を転送用ポン
プ４を介入した転送用パイプ５により接続する。図示の
例では、２段の反応系Ａ，Ｂを設置した場合を示し、そ
の第１反応系Ａの流入口、図示の例では、該脱水槽２の
上端蓋板に設けた流入口６，７に、酸とアルコール供給
源として、例えば、酸と多価アルコールの供給源タンク
８，９を夫々の接続管１０，１１を介し接続し、最終の
反応系、即ち図示の例では、第２反応系Ｂに生産物の取
出口１２として該固定床１の下部に接読する管状取出口
１２を備えたものである。
続合成装置を示し、固定化リパーゼを内蔵した固定床リ
アクター１と脱水槽２とを循環用ポンプ３を介入した循
環用接続管３ａを介してループ状に連結して成る反応系
を少なくとも２個に配設し、相隣る反応系を転送用ポン
プ４を介入した転送用パイプ５により接続する。図示の
例では、２段の反応系Ａ，Ｂを設置した場合を示し、そ
の第１反応系Ａの流入口、図示の例では、該脱水槽２の
上端蓋板に設けた流入口６，７に、酸とアルコール供給
源として、例えば、酸と多価アルコールの供給源タンク
８，９を夫々の接続管１０，１１を介し接続し、最終の
反応系、即ち図示の例では、第２反応系Ｂに生産物の取
出口１２として該固定床１の下部に接読する管状取出口
１２を備えたものである。
【０００８】該装置には、その第１反応系Ａと第２反応
系Ｂとの中間に、その夫々の脱水槽２，２に共通の不活
性ガス乾燥塔１３を設け、その上端から導出したガス供
給管１４に循環用エアポンプ１５を介入すると共に、そ
の基部から左右に分岐したガス供給管１４ａ，１４ｂの
先端をその左右の脱水槽２，２の下部に接続し、且つそ
のガス供給管１４ａ，１４ｂにニードル式流量調節バル
ブ１５ａ，１５ｂを介入せしめ、夫々の脱水槽２，２へ
の不活性ガス供給量を夫々各別に調節し得るようにし
た。該不活性ガス乾燥塔１３の下端は、Ｎ２ガスボンベ
などから成る不活性ガス供給源１６に接続管１７を介し
て接続されている。尚、該接続管１７には、コールドラ
ップ作用をもつ不活性ガス集積容器１８を介入させ、左
右の脱水槽２，２から排出される不活性ガスを、夫々の
接続管１９，１９を介して該容器１８に集積せしめ、凝
固水の捕集を行い、再び該不活性ガス乾燥塔１３に戻
り、リサイクル使用できるようにした。２０は酸供給用
液送ポンプ、２１はアルコール供給用液送ポンプ、２２
は生産物取出用調節バルブ、２３は左右の各循環用接続
管１９に介入させた三方コックを示す。尚、転送用パイ
プ５には、その転送用ポンプ４の上流に調節用バルブ５
ａを介入させることが好ましい。
系Ｂとの中間に、その夫々の脱水槽２，２に共通の不活
性ガス乾燥塔１３を設け、その上端から導出したガス供
給管１４に循環用エアポンプ１５を介入すると共に、そ
の基部から左右に分岐したガス供給管１４ａ，１４ｂの
先端をその左右の脱水槽２，２の下部に接続し、且つそ
のガス供給管１４ａ，１４ｂにニードル式流量調節バル
ブ１５ａ，１５ｂを介入せしめ、夫々の脱水槽２，２へ
の不活性ガス供給量を夫々各別に調節し得るようにし
た。該不活性ガス乾燥塔１３の下端は、Ｎ２ガスボンベ
などから成る不活性ガス供給源１６に接続管１７を介し
て接続されている。尚、該接続管１７には、コールドラ
ップ作用をもつ不活性ガス集積容器１８を介入させ、左
右の脱水槽２，２から排出される不活性ガスを、夫々の
接続管１９，１９を介して該容器１８に集積せしめ、凝
固水の捕集を行い、再び該不活性ガス乾燥塔１３に戻
り、リサイクル使用できるようにした。２０は酸供給用
液送ポンプ、２１はアルコール供給用液送ポンプ、２２
は生産物取出用調節バルブ、２３は左右の各循環用接続
管１９に介入させた三方コックを示す。尚、転送用パイ
プ５には、その転送用ポンプ４の上流に調節用バルブ５
ａを介入させることが好ましい。
【０００９】このように構成した本発明のエステル連続
合成装置は、次のように作動させエステルの連続合成を
行う。即ち、供給源タンク８，９内の例えば酸及び多価
アルコールを夫々の液送ポンプ２０，２１を駆動し、エ
ステル合成に必要な化学量論量又はその近傍の配合割合
で第１反応系Ａに供給すると共に、該循環用ポンプ３と
転送用ポンプ４、第２反応系Ｂの循環用ポンプ３を駆動
して供給された酸及び多価アルコールの基質で反応系Ａ
及びＢを満たした後、転送用ポンプ４を止め、この状態
で反応系Ａ，Ｂの夫々の循環用ポンプ３，３を駆動して
夫々の反応系の基質をループ状に連結された該固定床リ
アクター１と該脱水槽２を通し循環させて該リアクター
１内の固定化リパーゼによりエステル化反応を行わせる
一方、三方弁２３，２３を一旦、図示の循環用接属管１
９，１９を外気に連通するように切換えて、不活性ガス
供給源１６からの不活性ガスを、該不活性ガス集積容器
１８を介し不活性ガス乾燥塔１３、ガス供給管１４ａ，
１４ｂ、脱水塔２，２を通して該三方弁２３，２３から
反応系Ａ，Ｂ外に排出させ、該系Ａ，Ｂ内の空気を該不
活性ガスと置換させた後、該三方弁２３，２３を図示の
ように切換えて、その後は不活性乾燥ガスを循環用接続
管１９，１９内を循環させるようにして、その夫々の脱
水槽２，２内に、該不活性ガス乾燥塔１３から乾燥不活
性ガスを連続的に吹き込み、夫々の脱水槽２，２内の反
応液と接触させてバブリング脱水処理を行い、エステル
化を進行させ、夫々の第１，第２反応系Ａ，Ｂ内のほぼ
滞留時間に相当する時間、バッチ法でエステル合成を行
った後、該酸及びアルコール原料を一定速度で該第１反
応系に供給すると共に、転送用ポンプ４を駆動して該第
１反応系の反応液を、該基質の供給量に見合つた転送量
で該第２反応系に転送すると同時に、該生産物取出用調
節バルブ２２を開いて、第２反応系Ｂ内の反応液、即ち
エステル生産物を前記の転送量に見合う量取出すように
し、以後は、本発明に従い第１反応系と第２反応系に夫
々設定した定常状態でエステル化が段階的に進行して目
的とするエステルの連続合成が得られるようにした。
合成装置は、次のように作動させエステルの連続合成を
行う。即ち、供給源タンク８，９内の例えば酸及び多価
アルコールを夫々の液送ポンプ２０，２１を駆動し、エ
ステル合成に必要な化学量論量又はその近傍の配合割合
で第１反応系Ａに供給すると共に、該循環用ポンプ３と
転送用ポンプ４、第２反応系Ｂの循環用ポンプ３を駆動
して供給された酸及び多価アルコールの基質で反応系Ａ
及びＢを満たした後、転送用ポンプ４を止め、この状態
で反応系Ａ，Ｂの夫々の循環用ポンプ３，３を駆動して
夫々の反応系の基質をループ状に連結された該固定床リ
アクター１と該脱水槽２を通し循環させて該リアクター
１内の固定化リパーゼによりエステル化反応を行わせる
一方、三方弁２３，２３を一旦、図示の循環用接属管１
９，１９を外気に連通するように切換えて、不活性ガス
供給源１６からの不活性ガスを、該不活性ガス集積容器
１８を介し不活性ガス乾燥塔１３、ガス供給管１４ａ，
１４ｂ、脱水塔２，２を通して該三方弁２３，２３から
反応系Ａ，Ｂ外に排出させ、該系Ａ，Ｂ内の空気を該不
活性ガスと置換させた後、該三方弁２３，２３を図示の
ように切換えて、その後は不活性乾燥ガスを循環用接続
管１９，１９内を循環させるようにして、その夫々の脱
水槽２，２内に、該不活性ガス乾燥塔１３から乾燥不活
性ガスを連続的に吹き込み、夫々の脱水槽２，２内の反
応液と接触させてバブリング脱水処理を行い、エステル
化を進行させ、夫々の第１，第２反応系Ａ，Ｂ内のほぼ
滞留時間に相当する時間、バッチ法でエステル合成を行
った後、該酸及びアルコール原料を一定速度で該第１反
応系に供給すると共に、転送用ポンプ４を駆動して該第
１反応系の反応液を、該基質の供給量に見合つた転送量
で該第２反応系に転送すると同時に、該生産物取出用調
節バルブ２２を開いて、第２反応系Ｂ内の反応液、即ち
エステル生産物を前記の転送量に見合う量取出すように
し、以後は、本発明に従い第１反応系と第２反応系に夫
々設定した定常状態でエステル化が段階的に進行して目
的とするエステルの連続合成が得られるようにした。
【００１０】図示の実施例は、２段の反応系Ａ，Ｂを通
してエステル合成、例えばトリグリセリドの合成を完了
するようにしたが、勿論、３段又はそれ以上の反応系を
配設して、順次、エステル化反応を段階的に進行させ、
その第１反応系には所定の供給速度で酸及び多価アルコ
ールの供給を行いつゝ最終の反応系からは所定の流出速
度でエステル生産物を取り出すようにエステルの連絖合
成を行うことができることは勿論である。
してエステル合成、例えばトリグリセリドの合成を完了
するようにしたが、勿論、３段又はそれ以上の反応系を
配設して、順次、エステル化反応を段階的に進行させ、
その第１反応系には所定の供給速度で酸及び多価アルコ
ールの供給を行いつゝ最終の反応系からは所定の流出速
度でエステル生産物を取り出すようにエステルの連絖合
成を行うことができることは勿論である。
【００１１】従って、本発明の上記装置は、上記構成の
反応系を複数段に具備しているので、従来１つの固定化
リパーゼを内蔵した固定床リアクターによりエステルの
合成を行っていたものに比し、一定量の酸・アルコール
のエステル合成を行う場合に、夫々の固定化リパーゼに
分担させることができ、各固定化リパーゼに対する負担
処理量を軽減することができ、生産物中に、反応にあず
からない酸やアルコールが混入することを防止できて有
利である。更に、本発明の上記装置は、反応系を複数段
に設けてあるので、その夫々の反応系に、必ずしも同じ
種類の固定化リパーゼを用いることなく、夫々のエステ
ル化特性を有する異種或いは異量の固定化リパーゼを選
択して夫々の各段の反応に適した夫々の固定床リアクタ
ーを構成でき、この場合、その夫々の反応条件も又種々
のものが選択できるため、迅速且つ高能率にエステルの
連続合成が得られる。
反応系を複数段に具備しているので、従来１つの固定化
リパーゼを内蔵した固定床リアクターによりエステルの
合成を行っていたものに比し、一定量の酸・アルコール
のエステル合成を行う場合に、夫々の固定化リパーゼに
分担させることができ、各固定化リパーゼに対する負担
処理量を軽減することができ、生産物中に、反応にあず
からない酸やアルコールが混入することを防止できて有
利である。更に、本発明の上記装置は、反応系を複数段
に設けてあるので、その夫々の反応系に、必ずしも同じ
種類の固定化リパーゼを用いることなく、夫々のエステ
ル化特性を有する異種或いは異量の固定化リパーゼを選
択して夫々の各段の反応に適した夫々の固定床リアクタ
ーを構成でき、この場合、その夫々の反応条件も又種々
のものが選択できるため、迅速且つ高能率にエステルの
連続合成が得られる。
【００１２】次に、上記の装置の構成を有効に利用した
本発明のエステルの連続合成法につき詳述する。即ち、
第２発明の合成法に従い、夫々の反応系に適したリパー
ゼを使用することである。即ち、例えば、前記の第１反
応系の固定床リアクター１としては、反応液の水分含有
量が１００ｐｐｍ以下で活性を維持できるリパーゼ、例
えば１，３グリセリドに特異性を有するムコール属のリ
パーゼを弱塩基性陰イオン交換樹脂に固定化したものを
使用し、第２反応系の固定床リアクター１としては、
１，３特異性を有しないキャンディダ属のリパーゼをア
クリル樹脂に固定化したものを使用することである。こ
れにより、第１反応系でジグリセリドを主成分とする反
応液が得られ、第２反応系でトリグリセリドを高濃度に
含む生産物を効率良く生産できる。
本発明のエステルの連続合成法につき詳述する。即ち、
第２発明の合成法に従い、夫々の反応系に適したリパー
ゼを使用することである。即ち、例えば、前記の第１反
応系の固定床リアクター１としては、反応液の水分含有
量が１００ｐｐｍ以下で活性を維持できるリパーゼ、例
えば１，３グリセリドに特異性を有するムコール属のリ
パーゼを弱塩基性陰イオン交換樹脂に固定化したものを
使用し、第２反応系の固定床リアクター１としては、
１，３特異性を有しないキャンディダ属のリパーゼをア
クリル樹脂に固定化したものを使用することである。こ
れにより、第１反応系でジグリセリドを主成分とする反
応液が得られ、第２反応系でトリグリセリドを高濃度に
含む生産物を効率良く生産できる。
【００１３】又、第３発明の合成法に従い、第１反応系
の反応条件と第２反応系の反応条件を変える方法であ
る。即ち、例えば、ムコール属のリパーゼを用いてトリ
グリセリド合成を行う場合、第１反応系の反応液の水分
濃度を１００〜１０００ｐｐｍ、好ましくは１５０〜３
００ｐｐｍに定常維持し、最後の反応系、即ち、図示の
例では第２反応系の反応液の水分濃度を１００ｐｐｍ以
下に定常維持することにより、効率良く連続的にトリグ
リセリドのエステル合成ができる。更に他の夫々の反応
系の反応条件を夫々設定する例として、第１反応系のム
コール属のリパーゼを内蔵した固定床リアクター１を６
０℃の温度で使用し、最終の反応系である第２反応系に
キャンディダ属のリパーゼを内蔵した固定床リアクター
１を７０℃の温度で使用することにより、夫々の酵素の
至適温度を保つので、効率良く且つ高収率トリグリセリ
ド生産物を得ることができる。
の反応条件と第２反応系の反応条件を変える方法であ
る。即ち、例えば、ムコール属のリパーゼを用いてトリ
グリセリド合成を行う場合、第１反応系の反応液の水分
濃度を１００〜１０００ｐｐｍ、好ましくは１５０〜３
００ｐｐｍに定常維持し、最後の反応系、即ち、図示の
例では第２反応系の反応液の水分濃度を１００ｐｐｍ以
下に定常維持することにより、効率良く連続的にトリグ
リセリドのエステル合成ができる。更に他の夫々の反応
系の反応条件を夫々設定する例として、第１反応系のム
コール属のリパーゼを内蔵した固定床リアクター１を６
０℃の温度で使用し、最終の反応系である第２反応系に
キャンディダ属のリパーゼを内蔵した固定床リアクター
１を７０℃の温度で使用することにより、夫々の酵素の
至適温度を保つので、効率良く且つ高収率トリグリセリ
ド生産物を得ることができる。
【００１４】図１の装置において、該不活性ガス乾燥塔
１３からの左右のガス供給管１４ａ，１４ｂに介在させ
た夫々の調節弁１５ａ，１５ｂの開度を異にさせ、夫々
の左右の脱水槽２，２への不活性ガスの吹込み量をその
夫々の反応系エステル合成に最適となるように調節する
ことにより、夫々の反応系の反応液の水分濃度を変える
ことができる。
１３からの左右のガス供給管１４ａ，１４ｂに介在させ
た夫々の調節弁１５ａ，１５ｂの開度を異にさせ、夫々
の左右の脱水槽２，２への不活性ガスの吹込み量をその
夫々の反応系エステル合成に最適となるように調節する
ことにより、夫々の反応系の反応液の水分濃度を変える
ことができる。
【００１５】尚、酸とアルコールの供給速度は、回分処
理時に、本エステルの連続合成装置内における固定化リ
パーゼがエステルを合成するための時間をほぼ滞留時間
にすることを基本とする。尚、酸或いはアルコールが不
安定な場合、反応中に失われる量を換算し、その量だけ
余分に供給するようにすれば、収率が向上する。
理時に、本エステルの連続合成装置内における固定化リ
パーゼがエステルを合成するための時間をほぼ滞留時間
にすることを基本とする。尚、酸或いはアルコールが不
安定な場合、反応中に失われる量を換算し、その量だけ
余分に供給するようにすれば、収率が向上する。
【００１６】次に、更に詳細な実施例を説明する。図１
に示す本装置を、３５℃の恒温室に設置し、アルコール
供給源タンク８にはグリセリンを用意し、酸供給源タン
ク９には精製米ぬか油とオレイン酸を１；１に混合した
モデル高酸価油を用意した。第１反応系Ａの固定化リパ
ーゼ固定床リアクター１は、カラムに、ムコール属のリ
パーゼを陰イオン交換樹脂に固定化したリポザイムＩＭ
６０ １．２５ｇを充填したものを使用し、これを６０
℃に維持した。第２反応系Ｂ、こゝでは最終の反応系Ｂ
の固定化リパーゼ固定床リアクター１は、カラムに、キ
ャンディダ属のリパーゼを陰イオン交換樹脂に固定化し
たもの５．００ｇを使用し、これを６０℃に維持した。
第１反応系Ａの脱水槽２は直径２０ｍｍ、高さ２５０ｍ
ｍで約２５ｃｃ、６０℃の第１反応液に該不活性ガス乾
燥塔１３からのＮ２ガスを吹き込みバブリング脱水し
た。第２反応系Ｂの脱水槽２は、直径３５ｍｍ、高さ２
５０ｍｍで約１００ｃｃ、６０℃の第２反応液に、該不
活性ガス乾燥塔１３からのＮ２ガスを吹き込みバブリン
グ脱水した。この場合、ガス流量調節バルブ１５ｂの開
度を該バルブ１５ａの開度に比し大きくし、第２反応系
の脱水槽２への吹込み量を大きくした。該不活性ガス乾
燥塔１３は、約２５０ｇのモレキュラーシーブ５Ａを充
填したもので、これによりＮ２ガスを乾燥するようにし
た。グリセリンは、液送ポンプ２０で０．２２８ｇ／時
間の割合で、モデル高酸価油は、液送ポンプ１１で４．
２ｇ／時間の割合で夫々第１反応系Ａに供給した。第１
反応系Ａの循環ポンプ３は、６ｍｌ／分で第１反応液を
循環する一方、転送ポンプ４は４．２２ｇ／時間で該第
１反応系Ａよりの反応液を第２反応系Ｂに転送した。該
第２反応系Ｂの流出口１２から生産物回収用バルブ２２
を開き、４．２２ｇ／時間でエステル生産物、即ち、ト
リグリセリド生産物を連続的に取得した。作動中、点線
示の不活性ガス循環系全体は、Ｎ２ガスの陽圧下に維持
した。上記の試験の結果、第１反応系において、反応液
の水分含有量１５０〜２００ｐｐｍとしたときに、２Ｆ
Ａ（脂肪酸）＋Ｇ（グリセリン）→ＤＧ（ジグリセリ
ド）の主反応が急速に進み、ジグリセリドが２５〜３０
％生成され、その反応液は、第２反応系において、反応
系の水分含有量１５０ｐｐｍ以下とするとき、ＤＧ＋Ｆ
Ａ→ＴＧ（トリグリセリド）の主反応が促進され、定常
状態が保たれていることが認められた。かくして、第１
反応系Ａと第２反応系Ｂにおいて夫々の段階に適した固
定化リパーゼを使用すると共に、夫々の反応系に適した
上記の水分含有量を維持することにより、夫々の反応系
の組成を一定に保つことができ、トリグリセリドを高収
率に連続製造することができた。その結果は、トリグリ
セリド８０％近傍乃至それ以上を含む生産物を連続的に
得ることができた。
に示す本装置を、３５℃の恒温室に設置し、アルコール
供給源タンク８にはグリセリンを用意し、酸供給源タン
ク９には精製米ぬか油とオレイン酸を１；１に混合した
モデル高酸価油を用意した。第１反応系Ａの固定化リパ
ーゼ固定床リアクター１は、カラムに、ムコール属のリ
パーゼを陰イオン交換樹脂に固定化したリポザイムＩＭ
６０ １．２５ｇを充填したものを使用し、これを６０
℃に維持した。第２反応系Ｂ、こゝでは最終の反応系Ｂ
の固定化リパーゼ固定床リアクター１は、カラムに、キ
ャンディダ属のリパーゼを陰イオン交換樹脂に固定化し
たもの５．００ｇを使用し、これを６０℃に維持した。
第１反応系Ａの脱水槽２は直径２０ｍｍ、高さ２５０ｍ
ｍで約２５ｃｃ、６０℃の第１反応液に該不活性ガス乾
燥塔１３からのＮ２ガスを吹き込みバブリング脱水し
た。第２反応系Ｂの脱水槽２は、直径３５ｍｍ、高さ２
５０ｍｍで約１００ｃｃ、６０℃の第２反応液に、該不
活性ガス乾燥塔１３からのＮ２ガスを吹き込みバブリン
グ脱水した。この場合、ガス流量調節バルブ１５ｂの開
度を該バルブ１５ａの開度に比し大きくし、第２反応系
の脱水槽２への吹込み量を大きくした。該不活性ガス乾
燥塔１３は、約２５０ｇのモレキュラーシーブ５Ａを充
填したもので、これによりＮ２ガスを乾燥するようにし
た。グリセリンは、液送ポンプ２０で０．２２８ｇ／時
間の割合で、モデル高酸価油は、液送ポンプ１１で４．
２ｇ／時間の割合で夫々第１反応系Ａに供給した。第１
反応系Ａの循環ポンプ３は、６ｍｌ／分で第１反応液を
循環する一方、転送ポンプ４は４．２２ｇ／時間で該第
１反応系Ａよりの反応液を第２反応系Ｂに転送した。該
第２反応系Ｂの流出口１２から生産物回収用バルブ２２
を開き、４．２２ｇ／時間でエステル生産物、即ち、ト
リグリセリド生産物を連続的に取得した。作動中、点線
示の不活性ガス循環系全体は、Ｎ２ガスの陽圧下に維持
した。上記の試験の結果、第１反応系において、反応液
の水分含有量１５０〜２００ｐｐｍとしたときに、２Ｆ
Ａ（脂肪酸）＋Ｇ（グリセリン）→ＤＧ（ジグリセリ
ド）の主反応が急速に進み、ジグリセリドが２５〜３０
％生成され、その反応液は、第２反応系において、反応
系の水分含有量１５０ｐｐｍ以下とするとき、ＤＧ＋Ｆ
Ａ→ＴＧ（トリグリセリド）の主反応が促進され、定常
状態が保たれていることが認められた。かくして、第１
反応系Ａと第２反応系Ｂにおいて夫々の段階に適した固
定化リパーゼを使用すると共に、夫々の反応系に適した
上記の水分含有量を維持することにより、夫々の反応系
の組成を一定に保つことができ、トリグリセリドを高収
率に連続製造することができた。その結果は、トリグリ
セリド８０％近傍乃至それ以上を含む生産物を連続的に
得ることができた。
【００１７】図２は、本発明の他の実施例の装置を示
す。この場合は、先の実施例と相異する点は、第１反応
系Ａと第２反応系Ｂには、夫々独立した不活性ガス乾燥
塔１３を具備し且つ各一対の乾燥塔１３を用意し、その
いずれか一方を使用している間に、その他方を２００〜
３５０℃に加熱して再生ができるようにし、連続運転を
可能としたこと、夫々のガス供給管１４，１４に不活性
ガス流量計２４，２４を介入させたこと、第２反応系の
循環ポンプ３とは別個に生産物回収用のポンプ２５を設
けたことであり、第１並に第２反応系Ａ，Ｂのリアクタ
ー１、脱水槽２の大きさを同一にしたことである。２６
は、開閉弁を示す。実施例と同じ構成部材には同じ参照
番号を付した。
す。この場合は、先の実施例と相異する点は、第１反応
系Ａと第２反応系Ｂには、夫々独立した不活性ガス乾燥
塔１３を具備し且つ各一対の乾燥塔１３を用意し、その
いずれか一方を使用している間に、その他方を２００〜
３５０℃に加熱して再生ができるようにし、連続運転を
可能としたこと、夫々のガス供給管１４，１４に不活性
ガス流量計２４，２４を介入させたこと、第２反応系の
循環ポンプ３とは別個に生産物回収用のポンプ２５を設
けたことであり、第１並に第２反応系Ａ，Ｂのリアクタ
ー１、脱水槽２の大きさを同一にしたことである。２６
は、開閉弁を示す。実施例と同じ構成部材には同じ参照
番号を付した。
【００１８】この装置を用いて第１反応系Ａと第２反応
系Ｂの夫々の固定床リアクター２，２に内蔵する固定化
リパーゼ及びその夫々の反応系Ａ，Ｂの夫々を最適の条
件下に保つように、乾燥ガス吹込み量、リアクターの温
度、供給量、循環速度、転送量などを適当に撰択して運
転する。
系Ｂの夫々の固定床リアクター２，２に内蔵する固定化
リパーゼ及びその夫々の反応系Ａ，Ｂの夫々を最適の条
件下に保つように、乾燥ガス吹込み量、リアクターの温
度、供給量、循環速度、転送量などを適当に撰択して運
転する。
【００１９】
【発明の効果】このように本発明によるときは、固定化
リパーゼを内蔵した固定床リアクターと脱水槽とを循環
用ポンプを介してルーブ状に連続して成る反応系を複数
段を配設すると共に相隣る反応系を転送用ポンプを介入
した転送パイプにより接続し、酸とアルコールの供給源
を該第１反応系に接続し、最終の反応系に生産物の取出
口を備えたエステルの連続合成装置を構成したので、各
段階における各固定化リパーゼのエステル合成の負担を
軽減でき、その使用寿命を延長でき、長期に亘り良好な
エステルの連続合成がなし得られるばかりでなく、夫々
の反応系に所望の固定化リパーゼを選択使用でき、或い
は、夫々の反応系における反応条件を適当に設定できる
便利をもたらす。
リパーゼを内蔵した固定床リアクターと脱水槽とを循環
用ポンプを介してルーブ状に連続して成る反応系を複数
段を配設すると共に相隣る反応系を転送用ポンプを介入
した転送パイプにより接続し、酸とアルコールの供給源
を該第１反応系に接続し、最終の反応系に生産物の取出
口を備えたエステルの連続合成装置を構成したので、各
段階における各固定化リパーゼのエステル合成の負担を
軽減でき、その使用寿命を延長でき、長期に亘り良好な
エステルの連続合成がなし得られるばかりでなく、夫々
の反応系に所望の固定化リパーゼを選択使用でき、或い
は、夫々の反応系における反応条件を適当に設定できる
便利をもたらす。
【００２０】而して、該装置の夫々の反応系に最適の固
定化リパーゼを使用し或いは最適の反応条件を設定する
ときは、目的とするエステルを高収率に合成できる効果
をもたらす。
定化リパーゼを使用し或いは最適の反応条件を設定する
ときは、目的とするエステルを高収率に合成できる効果
をもたらす。
【図１】本発明の実施の１例のエステルの連続合成装置
の全体図である。
の全体図である。
【図２】本発明の変形例のエステルの連続合成装置の全
体図である。
体図である。
Ａ 第１反応系 Ｂ 追加の反応
系、第２反応系 １ 固定床リアクター ２ 脱水槽 ３ 循環用ポンプ ３ａ ループ状
接続管 ４ 転送用ポンプ ５ 転送用接続
管 ６，７ 流入口 ８ アルコール
供給源 ９ 酸供給源 １２ 流出口 １３ 不活性ガス乾燥塔 １４，１４
ａ，１４ｂ ガス供給管 １６ 不活性ガス供給源 １９ 循環用
接続管
系、第２反応系 １ 固定床リアクター ２ 脱水槽 ３ 循環用ポンプ ３ａ ループ状
接続管 ４ 転送用ポンプ ５ 転送用接続
管 ６，７ 流入口 ８ アルコール
供給源 ９ 酸供給源 １２ 流出口 １３ 不活性ガス乾燥塔 １４，１４
ａ，１４ｂ ガス供給管 １６ 不活性ガス供給源 １９ 循環用
接続管
フロントページの続き (72)発明者 東 直輝 千葉県船橋市日の出２丁目17番１号 ボー ソー油脂株式会社内 審査官 加藤 浩 (56)参考文献 特開 平４−335881（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−142485（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 固定化リパーゼを内蔵した固定床リアク
ターと脱水槽とを循環用ポンプを介してループ状に連結
して成る反応系を少なくとも２段に配設すると共に、相
隣る反応系を転送用ポンプを介入した転送用パイプによ
り接続し、酸とアルコールの供給源を第１反応系に接続
し、最終の反応系に生産物の取出口を備えて成るエステ
ルの連続合成装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置によりエステルの連
続合成を行うに当たり、その夫々の段階の反応系に用い
る夫々の固定化リパーゼを適当に選択することを特徴と
するエステルの連続合成装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のエステルの連続合成装置
によりエステルの連続合成を行うに当たり、夫々の反応
系における反応条件を至適に調節することを特徴とする
エステルの連続合成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337502A JPH0728719B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | エステルの連続合成装置並にその連続合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337502A JPH0728719B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | エステルの連続合成装置並にその連続合成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328962A JPH05328962A (ja) | 1993-12-14 |
| JPH0728719B2 true JPH0728719B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=18309261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337502A Expired - Lifetime JPH0728719B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | エステルの連続合成装置並にその連続合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728719B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7473539B2 (en) * | 2004-09-20 | 2009-01-06 | Sunho Biodiesel Corporation | Methods for producing alkyl esters |
| JPWO2008069251A1 (ja) * | 2006-12-05 | 2010-03-25 | 学校法人長崎総合科学大学 | バイオマスからの液体燃料製造装置および製造方法 |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3337502A patent/JPH0728719B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05328962A (ja) | 1993-12-14 |
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