JPS5955189A - アルコ−ルの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルコールめ製造法ｖ：、藺し、とくに□ア院
コール生産能を有す不敬売物を固定化して一カる固定化
微生物（以下１６１定化醇母という）を含有する拒１反
応槽に、１上藺微生物の培養に適する培地を連続的また
は間けつ的に供給することによって、アルコール発酵を
行なう工程からなるアルコールの製造法に関する。この
種の方法は公知であって・通常６’Ｏ−’８０％のアル
コール生産収率で安定に操業することができる。

しかし、生産収率・をたとえばＢｏ−ｘｏｏ％に高め□
る・と、生成されるアルコール濃度の上昇と共に、“た
とえば固定化酵母の活性が低下し、増殖が阻止され、時
には二部の酵母が死滅することもあるので、アルコール
生産収率の安定な上昇には限度がある。すなわち、従来
の回□分法ではζたと：えば廃糖蜜を原料とすると、ア
ルコ−を生産濃度１３−□１４俤程度で安定した生産を
維持できるのに対して、公知の固定化酵母を用いる方法
では、安定した生産を維持できるアルコニル・濃度の上
限は約１’４％程度であるといわ五ている。この場合、
固定化酵母から離れて、もろみ液中に流出する生菌数は
約１０６−１０’個／　ｍｌで、この数は、回分法のも
ろみ液中に見出され不生菌・数とほぼ同等である。

木発明者は、この流出する生菌に注目して、さきに、第
】反応槽から溢流するもろみ液を第♀・そ反応槽に嚢け
、第２反応槽にセい乏：：発酵を竺い続せ′□肩める羨
とｉ徴とするア・・・−ルの製造□法を開示した（特願
祁１１”６’　１．、−”’１０　ｓ　１６１号）。：
□″□、　　　。

仁の方法によって１．：従来の回分法に要求され牟種発
酵の工程を省略しでて□１高濃度のアルコールを充分な
生産率で生産することができる。

本発明は上記の方法をさら、、に改良することを。

目的としたもの・で、あって、１．第１反応槽の固定化
酵母から流出するもろみ液中に糖を加えることによって
、第１反応槽内お仔る後発酵の生産能率をきらに改良す
ることかできるという痛覚に基いて□いる。′：：□： 本発明の方法は、第１反応槽の固定化酵母か吐出−ｔ　
ｍ　？′’６尿液晶”’２’ｉ晶、送いに、。

ろみ液に糖を添加した後、二次発酵を行なうことを特徴
としている。

本発明の方法により、高濃度のアルコールを良好な生産
収率で安定的に生産することができる。従来の回分法と
同等のアルコール濃度を公：′知□の固定化酵母を用い
る方法で得ることは困難であ今・カ、″−１本発明の方
法により、回分法の場合１・Ｉｌ、’、’、”：ｌ’Ｌ
、。

に劣らない高濃度のアルコールを良好な収率で・・°□
四　　１ 、、、畔続的または藺け”：＞７に製造すること□がＩ
る。

、本発明を次に詳しく説明する。

本発明の方法に用いられる固定化酵母は、酵母などのア
ルコール生産菌を、公知のゲル化材、科で固定化した後
１、適当な容器に入れたものであればよく、とくに限定
する必要はない。固定化酵母に適当な培地を連続的また
は間けつ的に供給すると、ゲル担体内で酵母が増殖し、
アルコール発酵が咎なおれ暮。しかし、１固定化酵母を
用い、るアノシコール発軒ｉ定イヒの方□法および使用
材料にかかわらず、担体か９の度、詰−れが認められる
。担体からの菌体もれは、たとえば担体の素材の特性に
も関係があり、堅い担体よりも緩い担体のほうが菌体も
れは大きいので、本発明の二次発酵を行なうためには、
菌体の遊離しゃすい担体を選ぶことが有利である。実用
的な担体の例は、アルギン酸塩、カラ、ギーナン、ペク
チン等で、とくにアルギン酸カルシウムがす、ぐれてい
る。。

本発明の方法は、第１反応、檜のみでアルコール発酵を
行なう・も、のではな・いので、全知の回分法のように
第１反応槽内酵世が外滅する鷹で発酵を行なう必要はな
い。厚対に、本発明の方法では、第１反応槽内の＃！世
、、を適当に増殖させ、これを第２反応槽に供給す、、
ることか重、号で坐る。

このために、第、１反応槽の糖濃度を、たとえば入口講
５−２０％、出口２．、−．５膚、出−アルコール濃度
６．９−９％となる：よ：う□に調整する。これによっ
て、、出口の菌体濃度をた。とえば１０８−１０９個／
ｍｌとすることができる。そ・の他の条件は通常のアル
コール発酵の条件と同、様である。

本発明の方法におりては単独反応槽による場合に比較１
．７第１反応憚のアルレフール拳度を低く抑えることが
できるので、固定化菌体の寿命を著しズ長く保つことが
で、き、る。

第２反応槽では最終仕込糖濃度が１９＝３０チ、もろみ
アルコール濃度として１ｌ−１ｓｑ６が可能であり、こ
れに必要な糖液と第１槽もろみ液とを一定時間第２反応
槽に受けた後、通常１２−７２時間程度の後発酵全行な
う。後発酵の条件は通常のアルコール発酵の条件ととく
に変わつ、たことけないが、第２反応槽に供給され、る
生菌一度をアきる限り増加させることが望まれる。この
ために１．本発明により、第１反応槽・の下地から、固
定化酵母と接触するもろみ液に通気することが提案され
る。通気量は反応塔の１．装置要素（担体形状、装、置
の高さなど）に依存するが、液深３ｍの槽に対してＯ，
ＯＯＯＩＶＶＭ（Ｖｏｌ−ａｉｒ　／　Ｖｏｌ一槽２分
）好捷しくは０．０１ＶＶＭ以上通気することで、通気
量に応じて高　。

い生菌体景を得今ことができる。通気量の増大により好
気条件の運転として１．ＯＶＶＭ程度の増気ち問題とは
ならない。これにより、流出もろみ中Ｑ生菌濃度を１０
８−１０９個／ｄまで増加でき、回分法に比し２−５倍
の生菌体敞が得られ、発酵時間の短縮が可能となった。

・・□第２仮応槽では、たとえば、・もろみ液・と糖液
との混合液上回分・、式、に：発酵させることもでき秦
し、または混合液を・〒定時間□発酵１さ・せた後に、
連・続的・にもうみ液を取・シ・：出すこともできる□
。第２、反応・槽は、完全混゛合・槽′型の反応器が好
まし：く、・とくに・酵母等の凝集性の高い菌体を用い
ゐ場合速度 は、さらに攪拌を行な、′う・ごどによシ反応・を高め
△ ることかできる。・ばた第１１２反応槽、に・・おいて
は、攪拌に固定化反応槽中で生成した炭・酸ガスを利用
することが好ましい６．第２・反応槽中は高アルコール
濃度のため、雑菌に・よ、る汚１染は軽微であ：る。　
　　　　　、　　・、　・ 第２反応、槽よシ流出す・る・：菌体をたとえば遠心分
・離機で回収し、これ全館・２反応槽、へ返すことによ
、り槽内の菌体濃度を高、め、槽内の滞留時間を短くす
ることができる。さらに第２反応槽内を減圧にするかま
たは←片つナ宍中通気する・ことによシ、液体からアル
コールの一部またけ大部分を除、去するこ、と（よシ：
、第２反応槽内でのアルコ−〃による阻害を減少させる
ことができ、生産性の向上が期待できる。

本発明は単に・固定化連続発酵と回分発酵を接続しただ
けの効果を期待す、ｂものではない。固定化連続発酵槽
から流出するもろみ中の菌体濃度を通、、気により増加
・でき、従来の回分法あるいは固定化連続法では発酵速
度が極端に遅いかまたは不可能であった１、　４−１８
　ｖ／ｖ　　％またはそれ以上のもろみを取得できる。

たとえ□ば実施例１にあるように、第１反応槽での糖液
滞留時間２．．５時間？おば、び第２反応槽回分発酵４
８時間で１４．６’ｖ／ｖ％のアルコールもろみを得る
ことができる。これを達成するのに固定化反応槽のみを
用いる場合には、反応柳中の酵母死滅が防止できず、直
ちにアルコール濃度の低下と同時に残糖の増加を招く。

反応槽を多段あるいはさらに、糖液を段階的に逐次添加
する固定化法でも達成できない。回分単独法では、９６
時間で１　ａ、ｏ　ｖ／ｖチが得られるにすぎない。

以上のように本発明は、第１反応槽で酵母をよく増殖さ
せること、第２反応槽では酵母が死滅するような条件ま
でアルコール生産に用いることを合理的に結合し、両者
の有利点を巧与に引出す新しいアルコール発酵法である
。

本発明の力法（Ｃより、固定化反応槽の酵母量は増殖ｆ
）’−Ｊｉ！、好なだめ、高い濃度のアルコールを良好
な生産収率で、長期の安定運転が可能である。

実施例 滅菌処理を行なった３、３チアルギン酸ナトリウム水溶
液９部（１にワイン酵母の培養液１部を加えて混合した
。この混合ｒ反を２％塩化カルシウム水溶液にノズルか
ら滴下し直径４律の球状ゲルにした。有られたゲルをぞ
４１．ｉ’ｉ・３１のカラム２本にそれぞれ１．５ｅず
つ充填した。：ｔｓｑＪ／！の糖濃度になるように加水
した廃糖蜜水溶液を１本のカラム（／Ｉ６１とする）に
ｘ、２１１／時で上昇通塔した。６１カラムのもろみを
第２反応槽に導き、併行して０．３１１７時で６０　ｗ
／ｖ　ｅＩ６糖濃度糖蜜を加えた。第２反応槽の容量は
８０１であり、小型の攪拌機により２ｒｐｍ　　で攪拌
を行なった。２４時間後に糖液およびＡ１カラムもろみ
の受入を止め、その後４８時間攪拌を行なった。もろみ
を分析したところアルコール濃度１４゜６％であり、使
用糖に対する収率は理論値の９４係と良好であった。

上記の残りのカラム１本については、同様に１５０Ｊｉ
’／ｌの糖濃度の廃糖蜜水溶液を１゜２１／時で上昇通
塔１．た。同様に０−３　ｌ／　ｍｉｎの通気を行なっ
た。１００時間後、充分酵母増殖が進行したのち、糖濃
度を２４０　ｇ／ｌに増加した。同時に通塔速度はｏ、
ａｌ／時に低下した。

生成もろみ中のアルコール濃度は１１．Ｏｖ／ｖ％であ
シ、残糖濃度が５．０　５．５ｗ／ｖ％と高くなった。

さらに通塔速度を０，１１１時まで低下すると、アルコ
ール濃度はｌ　２．Ｏｖ／ｖｆｏが得られた。そのまま
通塔を続けたところ、もろみのアルコール濃度は７日後
には１０．０チに低下し、さらに通塔速度を低下しても
アルコール濃度は向上しなかった。

対照としてさらに回分法の発酵を行なった。

上記と同様にワイン酵母２号株を用いて８汁種培養液１
０〜を調製した。この培養液を５００ｄ発酵管中の１５
９６糖濃度粘蜜および０．１チ硫安を含む培地２００ｍ
１に・加え、２４時間後さらに６０　ｗ／ｖ％糖液５０
−を加えた。その後２４時間ごとに発６ｙ　ｇ中のも□
ろみのアルコール分析を行なつ／ζ。アルコール濃度は
反応開始後９６時間で最大値１３．０％を得ブこ。この
ときの収率は理論値の９０優にとどまった。

実験例を比較すると本発明に係る方法によって最も高一
度のアルコールを収率よく得られた。

実施例２ １．０％Ｎａ　型カッパカラギーナン〔三菱アセテート
（抹）、・ソアギーナＭ　Ｖ−１０１１〕およびローカ
ストビーンガムし三菱アセテート（株）。

ソアローカストーＡ　−２００，）、　ｏ、ｓ％を含む
水溶液ｌｌを加熱殺菌し、冷却後、醸造協会ワイン酵母
２号の・酵母培養液０．０５−を加えてよく混合する。

・混合液を別途殺菌したＫＯｊ１２％水溶液２１入シの
固定化檀兼発醇槽にノズルを通して滴下し、ビーズ状ゲ
ルを形成した。工時間・静置後、１．’　６　ｙ／ｖ％
糖含有糖蜜およびｏ、１１／分の空気を発酵、槽・下部
より供給し、溢流もろみ中の残糖が著しぐ増加しないよ
う・に、徐々に糖、液供給量を増加・した。６日・後か
らは糖蜜を０゜８１！／時で供給、し、９６５Ｖ／ｖ％
のもろみが連続して□ 得られた。ごの□もろみを容量２５１２の第２発酵槽に
導き、・６０・□・ｗ／ｖ％糖含有糖蜜をｏ、２１，７
時の割合で加え、２４時間後にもろみおよび糖液の供給
を止めた。第２発酵槽をその甘ま保持し４８時間後に・
もろみを分析したところ、１５．ＯＶ／Ｖ％のエタノー
ルを認めた。

、第１槽も・ろみ如糖液を混合し発酵を継続することで
、従来・の何分法に比して高いアルコールを含有するも
ろみが得ら・れ、後発酵槽を２基以上用い、後発□酵を
くりかえすことで、半連続的に高濃度アル・コールもろ
みが３ケ月間安定して得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （′１）　　アル占−ル牟産能を有する薇生物を固定化
   □　してなる同定化微生物を含着→−る第１反応槽：′
   ・に、上記微生物の電波に通す不培址廃供給す１′　る
   と唐により発酵を行なう工程からなるアル：′石・−ル
   め製造法に診いそ□；餉１反応・槽内の固定化微生物か
   ら流出子石編ろみ液を鴎２反応・□　槽に送入し：ζも
   呂み液弛糖を添加□し売後、後□発酵を行なうことを特
   徴とずネアル弓−ルの□　製造法。　□　　　：：′□
   　　　　・□（２）釦、１反ＪＬ、槽に下蔀から通気を
   行なう特許悄″１求の・わ、囲第１瑣記載の方法。１　
   ・′・　ｉ′