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チーズ加工廃液を利用した嫌気性シーケンシングバッチリアクターからの揮発性脂肪酸生産の総合的な検討
A comprehensive study of volatile fatty acids production from batch reactor to anaerobic sequencing batch reactor by using cheese processing wastewater.
PMID: 32428848 DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123529.
抄録
揮発性脂肪酸（VFA）は、廃液からの資源回収により、乳業におけるクローズドループ生産の可能性を秘めている。本研究では、チーズ産業廃液を用いたアルカリpH下での揮発性脂肪酸生産のバッチ式反応器から嫌気性シーケンシングバッチ式反応器（ASBR）への移行について、種子スラッジ構造、微生物多様性、反応器タイプの観点から評価を行った。バッチ反応器からASBRへの移行により、最大VFA生産量（g COD/g SCOD）は2つの反応器で同程度（バッチ：0.97、ASBR：0.94）であったが、支配的な酸の種類が異なる（バッチ：乳酸49％、ASBR：プロピオン酸80％）ことが示された。酪酸はGracilibacteraceaeとDesulfovibrionaceae、プロピオン酸はDesulfovibrionaceaeとSynergistaceae、乳酸はPseudomonadaceaeとRhodocyclaceaeとの間に有意な相関が認められた。高い揮発性脂肪酸生産効率は、長期の反応器運転により達成され、産業廃棄物ストリームからバイオリファイナリーへの移行を可能にする。
Volatile fatty acids (VFAs) has great potential for closed-loop production in dairy industries via resource recovery from waste-streams. In the current study, the transition of VFA production from batch reactor to anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) by using cheese industry wastewater under alkali pH was evaluated with respect to seed sludge structure, microbial diversity and reactor type. The transition from the batch reactor to the ASBR demonstrated that the maximum VFA production yield (g COD/g SCOD) was comparable in two reactors (batch: 0.97; ASBR: 0.94), whereas, the dominant acid type was different (batch: 49% lactic acid; ASBR: 80% propionic acid). There was a significant correlation between the productions of butyric acid with Gracilibacteraceae and Desulfovibrionaceae; propionic acid with Desulfovibrionaceae and Synergistaceae; lactic acid with Pseudomonadaceae and Rhodocyclaceae. The high VFA production efficiency can be achieved by long term reactor operation, which enables the shift from industrial waste-streams to biorefineries.
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