JPH09173704A - 微生物によるエマルジョン破壊 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エマルジョンを破壊する能力を有する新規な
微生物、及びそれを用いてのエマルジョン破壊法。 【解決手段】 水及び油を含んで成るエマルジョンと、
アルテロモナス（Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ）属に属し、
水と油を含んで成るエマルジョンを破壊することができ
る細菌の培養液、菌体又は培養上清とを混合し、これに
よって該エマルジョンを水層と、油層とに分離すること
を特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水と油を含んで成
るエマルジョンの微生物的破壊方法、及びそのための微
生物に関する。

【０００２】

【従来の技術】原油回収工程において、その回収率を向
上させ、そして流動性を上げるために界面活性剤を添加
してエマルジョンを形成せしめる。石油精製工程では原
油中のエマルジョンを破壊し、水分及びそれに含まれる
高濃度塩分を前もって除去する必要がある。また、原油
回収工程、原油運搬タンカー／貯蔵タンクの洗浄工程、
石油精製工程、あるいは石油製品の運搬等の取扱い工程
によって出るエマルジョンや、その他界面活性剤を介し
て水と油から構成されたエマルジョンは、工業排水及び
生活排水として環境汚染の原因となっており、このエマ
ルジョンは粘度が高くて取扱いが困難であり、また排水
として処理することも困難である。エマルジョン化した
排水を処理するにはまず、エマルジョンを破壊して水と
油分とに分離する必要がある。

【０００３】油相と水相とから成る２相系において化学
反応を効率的に行う場合、例えば乳化重合法等において
は、界面活性剤を加えてエマルジョンを形成することが
知られているが、反応後の界面活性剤の除去が大きな問
題となりその応用が限られたものになっている。さら
に、原油や石油製品からの脱硫、脱メタル、脱窒などを
バイオ技術の応用によって行おうとするバイオリファイ
ニング技術においては、利用する微生物が産生する界面
活性物質によってエマルジョンが形成され、これらの反
応の促進に役立つが、反応終了後の油水分離の際に大き
な問題となるなど、今までのところ有効な手段は知られ
ていない。そして、これら種々の場合に応じた種々の解
決手段が種々考案されている。

【０００４】従来知られているエマルジョンの破壊方法
は、無機又は有機性のエマルジョン破壊剤により処理す
る方法、及びエマルジョンを機械的に処理する方法であ
る。無機性のエマルジョン破壊剤を使用する方法とし
て、特開昭５４−１５６２６８号公報には塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム等の無機塩を使用する方法が記載され
ており、特開昭５０−１１６３６９号公報には、凝集剤
としてアルミニウム塩と鉄（III)塩との混合物を使用す
る方法が記載されており、特開昭４６−４９８９９号公
報には凝集剤として硫酸バンド、鉄塩等を使用する方法
が記載されており、また特開昭４６−３３１３１号公報
には硫酸第二鉄を使用する方法が記載されている。

【０００５】また、有機性物質を使用する方法として、
特開昭５４−１０５５７号公報にはポリオキシエチレン
アルキルフェニルエーテル系添加剤を使用してエマルジ
ョンを低粘度化した後、濾過によりエマルジョンを破壊
する方法が記載されている。他方、機械的処理方法とし
て、特開昭５３−９１４６２号公報には、エマルジョン
を、エマルジョンブレーク機能を有するフィルターによ
り濾過する方法が記載されている。しかしながら従来、
アルテロモナス属微生物を用いて水と油とから構成され
たエマルジョンを破壊する方法は知られていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、水と油
とから構成されたエマルジョンを破壊する方法として有
機又は無機のエマルジョン破壊剤（凝集剤）を使用する
方法、及び機械的処理方法が知られている。しかしなが
ら、エマルジョン破壊剤を使用する方法においては、処
理後の排水中に多量の無機塩又は有機物が残留すること
になり、これが環境汚染の原因となり、またその除去の
ために多大なコストがかかることになる。また、機械的
処理法においては、そのための装置が必要であり、この
ことが排液処理のコストを上昇せしめることになる。

【０００７】また、原油回収工程における収率向上のた
めのエマルジョン破壊のためには特に環境汚染の少ない
エマルジョン破壊剤が必要であり、バイオプロセスにお
けるエマルジョンの形成破壊の制御のためにはバイオプ
ロセシングに用いた生物に無害なエマルジョン破壊剤が
必要である。従って、本発明は、環境問題を生ずること
なく、また低コストで簡単な方法でエマルジョンを破壊
することができる方法、そのためのエマルジョン破壊
剤、及びエマルジョン破壊能を有する新規な微生物を提
供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、水及び油を含んで成るエマルジョンと、
アルテロモナス（Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ）属に属し、
水と油を含んで成るエマルジョンを破壊することができ
る細菌の菌体培養液、又は培養上清とを混合し、これに
よって該エマルジョンを水層と油層とに分離することを
特徴とする方法を提供する。

【０００９】

【具体的な説明】本発明は、種々の由来の、例えば工場
又は家庭からの排液として出るエマルジョンに広く適用
することができる。例えば、食品工場エマルジョン排
水、ダストコントロール工場エマルジョン排水、切削油
や作動油のエマルジョン廃液等に適用することができ
る。さらには、石油掘削プロセスエマルジョン、原油運
搬タンカー／貯蔵タンク洗浄エマルジョン、従来の石油
精製プロセスエマルジョン（例えばデソルターエマルジ
ョン）からの石油分の効率的回収、石油バイオプロセシ
ングエマルジョン（例えば、バイオ脱硫プロセシングエ
マルジョン、バイオ脱メタルプロセシングエマルジョ
ン、バイオ化学変換プロセスエマルジョン等）からの石
油分／菌体／水分の分離と、それからの効率的回収のた
めに本発明を用いることができる。

【００１０】また、油水二相系における乳化重合等の化
学反応物と乳化剤の分離にも本発明を適用することがで
きる。エマルジョンは、水中油型（Ｏ／Ｗ型）エマルジ
ョン又は油中水型（Ｗ／Ｏ型）エマルジョンであり、こ
れらは通常界面活性剤を介して形成されている。本発明
は、このような種々のエマルジョンの破壊のために使用
することができる。なお、アルテロモナスによるケロシ
ンエマルジョン及びデソルターエマルジョンのブレーク
のメカニズムについては、アルテロモナスが菌体外に分
泌している、あるいは菌体表面に発現しているリパーゼ
により、エマルジョン中の界面活性剤が分解され、エマ
ルジョンブレークが起こると考えられる。

【００１１】本発明においては、アルテロモナス属に属
し、水と油とから形成されたエマルジョンを破壊するこ
とができる細菌の培養液、菌体又は培養上清であれば、
いずれも使用することができる。なお、本発明において
「培養液」とは、微生物を培養して得た液を意味し、
「菌体」とは培養液から液体を除去して得られる菌体を
意味し、そして「上清」とは培養液から菌体を除去した
後の液を意味する。本発明において使用する微生物は、
例えば次のようにして分離することができる。デソルタ
ーエマルジョンもしくはこれを模倣した合成エマルジョ
ン又はケロシンと界面活性剤（Ｔｗｅｅｎ及びＳｐａ
ｎ）とのエマルジョンを形成し、これに、目的とする細
菌が存在すると予想される分離源、例えば活性汚泥や保
存菌株や海水を加え、例えば室温にて数分間〜１日間静
置する。これによりエマルジョンを破壊することができ
る微生物を特定することができる。

【００１２】次に、こうして得られた微生物を、液体培
地中で振とう培養する。これにより、培養した微生物が
エマルジョンを破壊する能力を有していれば、エマルジ
ョンが消失又は減少して、水層と油層とが分離する。微
生物の分離については、実施例１において詳細に記載す
る。本発明によりエマルジョンを破壊するには、処理す
べきエマルジョンに本発明の細菌の培養液、菌体又は培
養上清を加えて混合すればよい。

【００１３】培養液、菌体又は培養上清を得るには、本
発明の微生物を、通常の炭素源及び窒素源を含有する培
地、好ましくは液体培地中で、好ましくは例えば通気及
び／又は撹拌、あるいは振とう等の常法に従って好気的
な条件下で培養するのが好ましい。菌体は培養液それ自
体の形で使用することもでき、また培養液から分離した
菌体のみを用いることもできる。また菌体を分離した培
養上清を用いることもできる。培養液から菌体を分離す
るには、濾過、遠心分離等、常用の菌体分離技術を用い
ることができる。

【００１４】本発明において使用する菌体又は培養上清
はまた、乾燥物であってもよく、さらには菌体破砕物で
あってもよい。菌体の乾燥は、例えば噴霧乾燥、減圧乾
燥、凍結乾燥等常法に従って行うことができる。乾燥菌
体は貯蔵が容易であり、必要な時にそのまま使用するこ
とができるので便利である。使用する菌体量は、エマル
ジョンの由来、エマルジョン中の油分の種類や濃度等に
より異るが、エマルジョン中の油kg当り、生菌体を約３
０〜２５０mg、好ましくは１００〜２００mg使用する。
また、上清であれば３０ml〜２５０ml、好ましくは１０
０〜２００ml使用する。さらに、培養液であれば、１５
ml〜２５０ml、好ましくは５０ml〜１００mlを使用す
る。培養液の乾燥物、乾燥菌体、菌体破砕物又は上清の
乾燥物を使用する場合にも、前記培養液、生菌体又は上
清の量に相当する量の乾燥物や菌体破砕物を使用するこ
とが好ましい。

【００１５】エマルジョンの破壊は、処理すべきエマル
ジョンと培養液、菌体又は上清とを混合した後、静置し
て行う。エマルジョンの破壊は、好ましくは室温〜４０
℃にて、１分間〜１日間行うのが好ましい。この操作の
開始と共にエマルジョン分離が急速に進行し、１分間〜
１時間でエマルジョンの粘度が急激に低下し、こうして
水相と油との分離が始まり、最終的には油層と水層の２
層に分離する。

【００１６】こうして分離した水相は、通常の排液処理
方法により処理することができ、あるいはそのまま放流
するか、又は工程水として再利用することができる。他
方、分離した油は、分取、オイルセパレーター等の方法
により回収できる。

【００１７】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。実施例１ ．エマルジョン破壊能を有する微生物の選択 ２００ml容の培養フラスコ中５０mlのＭＢＩ培地（ペプ
トン５ｇ、ビースエキス３ｇ。酵母エキス１ｇ、人工海
水の素Ａ１ｇ、人工海水の素２０ml、蒸留水１Ｌ）に菌
体が存在すると予想される分離源、例えば土壌、活性汚
泥、海水、保存菌等を接種し、３０℃にて１５０rpm で
振とうしながら一晩培養し、得られた菌体又は培養上清
を実験に用いた。菌体の保存は１５％グリセロース中−
８０℃にて行った。

【００１８】スクリーニングのため２種類のケロシンエ
マルジョンを用いた。これらのエマルジョンは、２mlの
ケロシンと３mlの界面活性剤とを混合し、撹拌して調製
したものであり、一方のエマルジョンをＴ／Ｓエマルジ
ョンと称し、界面活性剤はＴｗｅｅｎ６０を０．０７２
％とＳｐａｎ６０を０．０２８％含有し、水中油型（Ｏ
／Ｗ型）エマルジョンであり、他方はＬ９２エマルジョ
ンと称し、界面活性剤はＰｌｕｒｏｎｉｃＬ９２を０．
１％含有し、水中油型（０／Ｗ型）エマルジョンであ
る。

【００１９】前記のようにして培養して得た培養液２０
０μｌを、上記のエマルジョン（５ml）を入れた試験管
に加え、よく撹拌した後室温にて静置し、エマルジョン
ブレームを観察した。エマルジョンブレークが生ずると
エマルジョン層が減少して水層とケロシン層が分離する
ので、エマルジョン層の高さを測定して、被験菌株のエ
マルジョンブレーク活性を決定した。この結果、Ｔ／Ｓ
ケロシンエマルジョンを効率よくブレークする菌株とし
てＭＢＩ＃５３５及びＭＢＩ＃１１２１を得た。上記の
菌株の菌学的性質は次の表１に示す通りであった。

【００２０】

【表１】

【００２１】前記２株を、上記の結果に基いて、Ｂｅｒ
ｇｅｙ’ｓ Ｍａｎｕａｌ ｏｆＳｙｓｔｅｍａｔｉｃ
Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙに従って分類したところ、
ＭＢＩ＃５３５株及びＭＢＩ＃１１２１株はアルテロモ
ナスｓｐ（Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）と命名さ
れた。なお、上記の菌株ＭＢＩ＃５３５（アルテロモナ
スｓｐ．）はＡｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ ｓｐ ＭＢＩ
５３５の名称のもとにＦＥＲＭ Ｐ−１５３２１とし
て；そしてＭＢＩ＃１１２１（アルテロモナスｓｐ．）
はＡｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ ｓｐ．ＭＢＩ １１２１の
名称のもとにＦＥＲＭ Ｐ−１５３２２として、それぞ
れ工業技術院生命工学工業技術研究所に平成７年１２月
４日に寄託されている。

【００２２】実施例２．エマルジョンブレーク ＭＢＩ＃５３５株及びＭＢＩ＃１１２１株のエマルジョ
ンブレーク活性を次のようにして試験した。実施例１に
記載した２種類のケロシンエマルジョンを調製し、各株
の３０℃にて１日〜２日間の培養液（菌体及び液を含
む）２００μｌを各々のエマルジョンに加えた。タイム
コースを追いエマルジョンの高さを測定した。この結果
から同等の培養液量を加えた場合、ＭＢＩ＃５３５及び
ＭＢＩ＃１１２１はＴ／Ｓエマルジョンに強い活性を示
し、Ｌ９２エマルジョンに対するブレーク活性はＴ／Ｓ
エマルジョンに比べ弱いが活性を示した。結果を図１及
び図２に示す。

【００２３】ブレーク活性を、エマルジョンの高さの半
減した時間（ｔ（１／２））からあらわした場合、Ｔ／
Ｓエマルジョンにブレーク活性の最も強い＃５３５株で
は、５０ppm の培養液でｔ（１／２）は約５分、＃１１
２１株でも約１０分と短時間であった。このことからこ
れら菌株は少量の菌体でかつ短時間のうちにエマルジョ
ンをブレークする強い活性を有することが明らかとなっ
た。この結果から、ＭＢＩ＃５３５株及びＭＢＩ＃１１
２１株はＴ／Ｓエマルジョンのために有効であることが
わかった。この結果を次の表２に示す。なお、コントロ
ール（ブレーク活性陰性株）としてＩＧＴＳ８株を用い
た。

【００２４】

【表２】 つぎに、ＭＢＩ＃５３５の培養液量を変えたときのエマ
ルジョンブレーク活性を測定した。結果を図３に示す。
８００μｌまで調べた結果からは量を増加するに伴い各
株ともにブレーク活性は増大する。

【００２５】実施例３．アルテロモナス属のエマルジョ
ンブレーク活性 アルテロモナスＭＢＩ＃５３５株と、アルテロモナス属
に属する他の菌株４種（ATCCより入手) とを、エマルジ
ョンブレーク活性について試験した。試験方法は実施例
２に記載した方法により、図４に示す結果を得た。すな
わち、試験したアルテロモナス属のすべての株は、ＭＢ
Ｉ＃５３５株より弱いながらも、エマルジョンブレーク
活性を有していた。

【００２６】実施例４．原油デソルターエマルジョンの
エマルジョンブレーク 原油５μｌに原油と等量のトッパー凝縮水を混合した原
油精製工程の油中水型（Ｗ／Ｏ型）モデルデソルターエ
マルジョンに前記菌株の３０℃にて１日〜２日間の培養
液を２００μｌ加え４０℃で加温し水層と油層の分離を
５日間まで観察した。ＭＢＩ＃５３５及びＭＢＩ＃１１
２１いずれの菌株を加えた場合でも、エマルジョンブレ
ークが起こり、原油層と水層の２層に分離した。比較と
してエマルジョンブレーカーであるＮａｌｃｏ５５３７
Ｊ １０ppm を用いた。ＭＢＩ＃５３５及びＭＢＩ＃１
１２１ではＮａｌｃｏ５５３７Ｊ １０ppm よりも高い
効果が認められた。一方、何も加えないコントロールで
は分離は起きないか、起きても長時間（数時間以上）を
要した。この結果を表３に示す。

【００２７】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のエマルジョンブレーク株のＴ
／Ｓエマルジョンに対するエマルジョンブレーク活性を
経時的に示すグラフである。

【図２】図２は、本発明のエマルジョンブレーク株のＬ
９２エマルジョンに対するエマルジョンブレーク活性を
経時的に示すグラフである。

【図３】図３は、本発明のエマルジョンブレーク株ＭＢ
Ｉ＃５３５株の添加量とエマルジョンブレーク効果との
関係を示すグラフである。

【図４】図４は、アルテロモナス属に属する菌株のエマ
ルジョンブレーク活性を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水及び油を含んで成るエマルジョンと、
   アルテロモナス（Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ）属に属し、
   水と油を含んで成るエマルジョンを破壊することができ
   る細菌の培養液、菌体又は上清とを混合し、これによっ
   て該エマルジョンを水層と油層とに分離することを特徴
   とする方法。
2. 【請求項２】 アルテロモナス属に属し、水及び油を含
   んで成るエマルジョンを破壊することができる細菌の菌
   体又は培養上清を含んで成るエマルジョン破壊剤。
3. 【請求項３】 水及び油を含んで成るエマルジョンを破
   壊することができる、アルテロモナス属微生物。