JP2709490B2 - 固定化酵素用反応床 - Google Patents
固定化酵素用反応床Info
- Publication number
- JP2709490B2 JP2709490B2 JP63310861A JP31086188A JP2709490B2 JP 2709490 B2 JP2709490 B2 JP 2709490B2 JP 63310861 A JP63310861 A JP 63310861A JP 31086188 A JP31086188 A JP 31086188A JP 2709490 B2 JP2709490 B2 JP 2709490B2
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維状担体を熱接着性複合繊維を用いて成
形した固定化酵素用反応床に関する。
形した固定化酵素用反応床に関する。
酵素を化学反応に利用する場合、酵素をビーズ状担体
あるいは繊維状担体に固定化し、これを反応器内に充填
して反応床とし、こうして形成した反応床に基質溶液を
供給する方法が知られている。
あるいは繊維状担体に固定化し、これを反応器内に充填
して反応床とし、こうして形成した反応床に基質溶液を
供給する方法が知られている。
酵素をビーズ状あるいは繊維状の担体に固定化した固
定化酵素を、反応器内に単に充填した反応床では基質溶
液の通過抵抗により、反応床が圧縮されて目詰まりを起
こすとか、圧縮変形により空隙（液溜り・チャンネリン
グ）が生ずるという問題が発生し易かった。このような
課題の解決のため固定化酵素繊維からなる反応床を反応
器内に基質溶液の流れ方向に間隔をおいて分離・配置し
た反応器が提案されている（特開昭58−98084号公
報）。しかしこの方法によっても、圧縮変形は十分には
防止できない。またこれらは、反応器への充填・抜き出
し等の反応床の操作は容易ではなかった。
定化酵素を、反応器内に単に充填した反応床では基質溶
液の通過抵抗により、反応床が圧縮されて目詰まりを起
こすとか、圧縮変形により空隙（液溜り・チャンネリン
グ）が生ずるという問題が発生し易かった。このような
課題の解決のため固定化酵素繊維からなる反応床を反応
器内に基質溶液の流れ方向に間隔をおいて分離・配置し
た反応器が提案されている（特開昭58−98084号公
報）。しかしこの方法によっても、圧縮変形は十分には
防止できない。またこれらは、反応器への充填・抜き出
し等の反応床の操作は容易ではなかった。
本発明者たちは、固定化酵素を用いる反応床の上記の
課題の解決のため鋭意研究の結果、繊維状担体と熱接着
性複合繊維との混合物を、熱接着性複合繊維の接着温度
以上で熱処理して得られる成形体に酵素を固定化したも
のは、固定化酵素反応床として優れた特性を有するもの
であることを知り、本発明を完成するに至った。
課題の解決のため鋭意研究の結果、繊維状担体と熱接着
性複合繊維との混合物を、熱接着性複合繊維の接着温度
以上で熱処理して得られる成形体に酵素を固定化したも
のは、固定化酵素反応床として優れた特性を有するもの
であることを知り、本発明を完成するに至った。
本発明で用いる繊維状担体とは酵素固定化が可能な繊
維であって、固定化すべき酵素の種類に応じて適宜に選
ばれるが、例えばポリアミド、ポリビニルアルコール、
セルロース、酢酸セルロース、コラーゲン等の合成また
は天然重合体からなる繊維が例示できる。繊維状担体へ
の酵素の固定化方法は特に制限されず、従来知られてい
る物理吸着法、イオン結合法、包括法、共有結合法等が
適宜に用いられる。
維であって、固定化すべき酵素の種類に応じて適宜に選
ばれるが、例えばポリアミド、ポリビニルアルコール、
セルロース、酢酸セルロース、コラーゲン等の合成また
は天然重合体からなる繊維が例示できる。繊維状担体へ
の酵素の固定化方法は特に制限されず、従来知られてい
る物理吸着法、イオン結合法、包括法、共有結合法等が
適宜に用いられる。
本発明で用いる熱接着性複合繊維とは、融点が20℃以
上異なる低融点熱可塑性樹脂と高融点熱可塑性樹脂とか
らなり、低融点熱可塑性樹脂（接着成分）が繊維表面の
少なくとも１部を連続的に占めるように、並列型あるい
は鞘芯型に複合紡糸して得られる複合繊維である。この
ような熱接着性複合繊維の例として、ポリプロピレン／
ポリエチレン／ポリプロピレン／エチレン酢酸ビニル共
重合体、ポリエステル／低融点ポリエステル、ナイロン
66/ナイロン６等の組合せのものが示される。
上異なる低融点熱可塑性樹脂と高融点熱可塑性樹脂とか
らなり、低融点熱可塑性樹脂（接着成分）が繊維表面の
少なくとも１部を連続的に占めるように、並列型あるい
は鞘芯型に複合紡糸して得られる複合繊維である。この
ような熱接着性複合繊維の例として、ポリプロピレン／
ポリエチレン／ポリプロピレン／エチレン酢酸ビニル共
重合体、ポリエステル／低融点ポリエステル、ナイロン
66/ナイロン６等の組合せのものが示される。
これら繊維状担体と熱接着性複合繊維の一方あるいは
両方が、捲縮を有するものであれば、得られる成形体は
より空隙率の大きなものとなる。また繊維径の太いもの
であれば、得られる成形体はより空隙率の大きなもの
で、より硬い成形体が得られる。両種の繊維の混合比
は、酵素の固定化が可能な繊維が80〜60重量％であり熱
接着性複合繊維が20〜40重量％であり、熱接着性複合繊
維含量が過少となると、成形体は外力により変形し易く
かつ、繊維の脱落が発生し易くなり、熱接着性複合繊維
含量が過多となると、単位体積当たりの酵素固定化量が
少なくなるのでいずれも好ましくない。また繊維の混合
方法としては短繊維の形でカード機等を用いて混綿する
方法、水中に分散させる方法、空気で分散させる方法あ
るいは長繊維の形で交絡させる方法など公知の方法でよ
い。
両方が、捲縮を有するものであれば、得られる成形体は
より空隙率の大きなものとなる。また繊維径の太いもの
であれば、得られる成形体はより空隙率の大きなもの
で、より硬い成形体が得られる。両種の繊維の混合比
は、酵素の固定化が可能な繊維が80〜60重量％であり熱
接着性複合繊維が20〜40重量％であり、熱接着性複合繊
維含量が過少となると、成形体は外力により変形し易く
かつ、繊維の脱落が発生し易くなり、熱接着性複合繊維
含量が過多となると、単位体積当たりの酵素固定化量が
少なくなるのでいずれも好ましくない。また繊維の混合
方法としては短繊維の形でカード機等を用いて混綿する
方法、水中に分散させる方法、空気で分散させる方法あ
るいは長繊維の形で交絡させる方法など公知の方法でよ
い。
酵素固定化繊維と熱接着性複合繊維との混合繊維を熱
処理して成形体とするには、混合繊維ウェブをサクショ
ンドライヤー、赤外線加熱炉あるいは熱カレンダーロー
ル等を通過させて不織布にする方法、混合繊維ウェブを
加熱しながら巻芯に巻取って円筒状に成形する方法（例
特公昭53−43709号公報）、繊維束を加熱冷却して棒状
に成形する方法（特公昭59−40938号公報）等公知の方
法によればよい。成形のための熱処理温度は熱接着性複
合繊維を構成する熱可撓性樹脂の２種の融点間の温度範
囲が好ましい。このような温度範囲であれば、熱接着性
複合繊維を構成する低融点の熱可撓性樹脂は、繊維形状
を保っている高融点熱可塑性樹脂の表面に連続して存在
し、この繊維と接触する繊維との間に点状の接着点を生
ずる。従って繊維状担体の表面を接着剤で被覆すること
が少ない。また、熱接着性複合繊維を構成する高融点成
分は繊維状を維持しているから、混合繊維は熱処理後も
繊維間隔の大きな成形体とすることができる。
処理して成形体とするには、混合繊維ウェブをサクショ
ンドライヤー、赤外線加熱炉あるいは熱カレンダーロー
ル等を通過させて不織布にする方法、混合繊維ウェブを
加熱しながら巻芯に巻取って円筒状に成形する方法（例
特公昭53−43709号公報）、繊維束を加熱冷却して棒状
に成形する方法（特公昭59−40938号公報）等公知の方
法によればよい。成形のための熱処理温度は熱接着性複
合繊維を構成する熱可撓性樹脂の２種の融点間の温度範
囲が好ましい。このような温度範囲であれば、熱接着性
複合繊維を構成する低融点の熱可撓性樹脂は、繊維形状
を保っている高融点熱可塑性樹脂の表面に連続して存在
し、この繊維と接触する繊維との間に点状の接着点を生
ずる。従って繊維状担体の表面を接着剤で被覆すること
が少ない。また、熱接着性複合繊維を構成する高融点成
分は繊維状を維持しているから、混合繊維は熱処理後も
繊維間隔の大きな成形体とすることができる。
繊維状担体と熱接着性複合繊維との混合繊維を熱処理
して得た成形体が、不織布状のものである場合には、こ
れを反応器内に敷き並べたりあるいはジグザグ状に張り
渡す、またまるめて詰めることにより通液抵坑の小さな
反応床として使用できる。該成形体が中空円筒状である
もの、また棒状成形品のようなものであれば、カートリ
ッジフィルターのような自立性の反応床とすることがで
きる。
して得た成形体が、不織布状のものである場合には、こ
れを反応器内に敷き並べたりあるいはジグザグ状に張り
渡す、またまるめて詰めることにより通液抵坑の小さな
反応床として使用できる。該成形体が中空円筒状である
もの、また棒状成形品のようなものであれば、カートリ
ッジフィルターのような自立性の反応床とすることがで
きる。
本発明の固定化酵素用反応床は繊維状担体が熱接着性
複合繊維により接着・固定化されているため通液抵抗に
耐え、変形が小さく、かつ、繊維の脱落がない。また、
繊維間の接着が、接触部における点接着であるので、繊
維状担体の表面は接着成分による被覆が極めて少なく、
有効に利用できると共に、繊維間の空隙も大きな反応床
が得られる。さらに、不織布状、円筒状あるいは棒状等
の安定な形状に成形されているので、反応器への充填や
抜き出しなどの作業が容易であり、反応床の損傷も小さ
い。
複合繊維により接着・固定化されているため通液抵抗に
耐え、変形が小さく、かつ、繊維の脱落がない。また、
繊維間の接着が、接触部における点接着であるので、繊
維状担体の表面は接着成分による被覆が極めて少なく、
有効に利用できると共に、繊維間の空隙も大きな反応床
が得られる。さらに、不織布状、円筒状あるいは棒状等
の安定な形状に成形されているので、反応器への充填や
抜き出しなどの作業が容易であり、反応床の損傷も小さ
い。
実施例１ 繊維状担体としてセルロース繊維（2d×51mm）70重量
％を用い、熱接着性複合繊維として鞘成分がポリエチレ
ンで芯成分がポリプロピレンである鞘芯型の複合繊維30
重量％を用いた混綿ウェブをサクションドライヤーで14
0℃１分間の熱処理し、目付け50g/m2の不織布を得た。
この不織布はMD方向強力で約1kg/5cm、CD方向強力で約
0.15kgであった。
％を用い、熱接着性複合繊維として鞘成分がポリエチレ
ンで芯成分がポリプロピレンである鞘芯型の複合繊維30
重量％を用いた混綿ウェブをサクションドライヤーで14
0℃１分間の熱処理し、目付け50g/m2の不織布を得た。
この不織布はMD方向強力で約1kg/5cm、CD方向強力で約
0.15kgであった。
実施例２ 繊維状担体として酢酸セルロース繊維（2d×64mm）60
重量％を用い、熱接着性複合繊維として鞘成分がポリエ
チレンで、芯成分がポリプロピレンである鞘芯型の複合
繊維40重量％を用いた日付け20g/m2、幅80cmのウェップ
を、水平に送りながら端から逐次、遠赤外ヒータにより
140〜150℃に加熱して、熱接着性複合繊維のポリエチレ
ンのみを溶かした状態で、1m当り4kgのステンレス鋼製
の巻き芯（30mmφ）に、巻き取り物の自重で加圧しなが
ら、48m分巻き取った後、自然冷却で５分間放置し、巻
き芯を抜き取り、切断して長さ250mm、内径30mm、重量2
40gの中空円筒状繊維成型体を得た。図１に示すような
ハウジングに得られた成形体を１本取り付け通水したと
ころ、通水量30L/mmで、圧力損失（ΔＰ）は0.15kg/cm2
であった。またこの時に変形や破壊等は起こらなかっ
た。
重量％を用い、熱接着性複合繊維として鞘成分がポリエ
チレンで、芯成分がポリプロピレンである鞘芯型の複合
繊維40重量％を用いた日付け20g/m2、幅80cmのウェップ
を、水平に送りながら端から逐次、遠赤外ヒータにより
140〜150℃に加熱して、熱接着性複合繊維のポリエチレ
ンのみを溶かした状態で、1m当り4kgのステンレス鋼製
の巻き芯（30mmφ）に、巻き取り物の自重で加圧しなが
ら、48m分巻き取った後、自然冷却で５分間放置し、巻
き芯を抜き取り、切断して長さ250mm、内径30mm、重量2
40gの中空円筒状繊維成型体を得た。図１に示すような
ハウジングに得られた成形体を１本取り付け通水したと
ころ、通水量30L/mmで、圧力損失（ΔＰ）は0.15kg/cm2
であった。またこの時に変形や破壊等は起こらなかっ
た。
実施例３ 繊維状担体として、ポリビニルアルコール繊維（2d×
51mm）70重量％と、低融点成分がEVA（酢ビ成分５％、m
p105℃）であり、高融点成分がポリプロピレン（mp165
℃）であり、低融点成分の繊維断面周率が70％である並
列型の熱接着性複合繊維（6d×51mm）30重量％とを、カ
ード機で開織し、9g/mゲレンのスライバーとした。この
スライバーを200℃に加熱された3kg/cm2の圧空が噴射す
る内径15mm、長さ30cmの繊維束導入筒（噴射室全長42c
m）の第２図に示したような成形機に導き、直径8mmの円
形口金より引き出し、60mmにカットした。この棒状成形
物の機械的変形圧力は、80g/cm2であった。
51mm）70重量％と、低融点成分がEVA（酢ビ成分５％、m
p105℃）であり、高融点成分がポリプロピレン（mp165
℃）であり、低融点成分の繊維断面周率が70％である並
列型の熱接着性複合繊維（6d×51mm）30重量％とを、カ
ード機で開織し、9g/mゲレンのスライバーとした。この
スライバーを200℃に加熱された3kg/cm2の圧空が噴射す
る内径15mm、長さ30cmの繊維束導入筒（噴射室全長42c
m）の第２図に示したような成形機に導き、直径8mmの円
形口金より引き出し、60mmにカットした。この棒状成形
物の機械的変形圧力は、80g/cm2であった。
第１図は通液抵抗測定装置の概念図、第２図は棒状繊維
成形体製造装置の概念図。
成形体製造装置の概念図。
Claims (1)
- 【請求項１】酵素の固定化が可能な繊維80〜60重量％
と、融点が20℃以上異なる低融点熱可塑性樹脂と高融点
熱可塑性樹脂とからなり、低融点熱可塑性樹脂（接着成
分）が繊維表面の少なくとも一部を連続的に占めるよう
に、並列型又は鞘芯型に複合紡糸して得られる熱接着性
複合繊維20〜40重量％とからなり、各繊維の接点が熱接
着性複合繊維の接着成分で熱接着されることにより形態
が安定化されたことを特徴とする固定化酵素用反応床。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310861A JP2709490B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 固定化酵素用反応床 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310861A JP2709490B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 固定化酵素用反応床 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156879A JPH02156879A (ja) | 1990-06-15 |
| JP2709490B2 true JP2709490B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=18010273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310861A Expired - Fee Related JP2709490B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 固定化酵素用反応床 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709490B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1110555C (zh) * | 1996-11-21 | 2003-06-04 | 三菱化学产资株式会社 | 微生物附着用载体以及其制造方法 |
| JP3885110B2 (ja) * | 1996-11-21 | 2007-02-21 | 三菱化学産資株式会社 | 微生物付着用担体及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61149085A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-07 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | 微生物担持体 |
| JPH01247091A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Kuraray Co Ltd | 微生物固定化用基材 |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63310861A patent/JP2709490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02156879A (ja) | 1990-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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