JPH0249575A - 二重円筒型バイオリアクタ - Google Patents
二重円筒型バイオリアクタInfo
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- JPH0249575A JPH0249575A JP19939288A JP19939288A JPH0249575A JP H0249575 A JPH0249575 A JP H0249575A JP 19939288 A JP19939288 A JP 19939288A JP 19939288 A JP19939288 A JP 19939288A JP H0249575 A JPH0249575 A JP H0249575A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
- C12M25/16—Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
-
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- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/18—Flow directing inserts
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は二重円筒型バイオリアクタに関する。
（従来の技術）
細胞あるいは細胞に含まれる酵素、その他細胞内物質、
菌体等（以下生体触媒という）を触媒として予定の生成
物を得る反応器としてのバイオリアクタとして、一般に
充填槽型リアクタがプラグフロー型として多用されてい
る。
菌体等（以下生体触媒という）を触媒として予定の生成
物を得る反応器としてのバイオリアクタとして、一般に
充填槽型リアクタがプラグフロー型として多用されてい
る。
このプラグフロー型リアクタは、内部での反応が模擬的
に第３図に示すようになり、厳密にはその反応系により
複反応や代謝阻害等の拮抗を伴なうため複雑な場合も多
いが、基本的には次のＭｉｃｈａｅｌ ｉｓ−Ｍｅｎｔ
ｅｎの式％式％（） ［ による。ここでｒ＝反応速度、ｖＩＩｌａｘ＝最大反応
速度、〔Ｓ〕＝基質濃度、Ｋ＋ｎ＝定数である。
に第３図に示すようになり、厳密にはその反応系により
複反応や代謝阻害等の拮抗を伴なうため複雑な場合も多
いが、基本的には次のＭｉｃｈａｅｌ ｉｓ−Ｍｅｎｔ
ｅｎの式％式％（） ［ による。ここでｒ＝反応速度、ｖＩＩｌａｘ＝最大反応
速度、〔Ｓ〕＝基質濃度、Ｋ＋ｎ＝定数である。
しかしいずれの反応系においても、近似的には１：ｓ］
＝Ｓｏ （１ｅ ） として表わされる。ここでＳ。−初期基質濃度、ｔ＝待
時間Ａ＝定数である。
＝Ｓｏ （１ｅ ） として表わされる。ここでＳ。−初期基質濃度、ｔ＝待
時間Ａ＝定数である。
以上のように、槽の入口周辺および前段では反応量が大
きく、そのため発熱反応においては初期に発熱量が大き
く、したがって冷却負荷が大きい。
きく、そのため発熱反応においては初期に発熱量が大き
く、したがって冷却負荷が大きい。
またガス発生系では、前段のガス発生が多く、結果的に
後段のガスホールドアツプが大きくなり、効率の低下を
招くことがあり、さらに後段での担体の目詰りを起しや
すくなる。
後段のガスホールドアツプが大きくなり、効率の低下を
招くことがあり、さらに後段での担体の目詰りを起しや
すくなる。
この点を改善するものとして、第４図に示すように同型
の槽ａ、ａを多段に設置し、外槽ａ、 ａに担体す、
ｂを内装するとともに上部にガス抜き室ｃ、ｃを設け、
槽ａ、 ａの相互間の上部と下部とをパイプｄで接続
して送液ポンプｅの他に槽ａ。
の槽ａ、ａを多段に設置し、外槽ａ、 ａに担体す、
ｂを内装するとともに上部にガス抜き室ｃ、ｃを設け、
槽ａ、 ａの相互間の上部と下部とをパイプｄで接続
して送液ポンプｅの他に槽ａ。
８間のパイプｄ中に別のポンプｆを介在させ、外槽ａ、
ａにおいてガス抜きが行なわれるようにして後段でのガ
スホールドアツプが生じないようになされたものかある
。
ａにおいてガス抜きが行なわれるようにして後段でのガ
スホールドアツプが生じないようになされたものかある
。
（発明が解決しようとする課題）
しかるに上記の構造では、槽ａ、ａ間に別ポンプｆを有
するため、槽ａ、ａ間での液面制御のためのポンプｅ、
ｆの流量調整という困難な制御か必要となるという問題
があるうえ、複数の槽ａ。
するため、槽ａ、ａ間での液面制御のためのポンプｅ、
ｆの流量調整という困難な制御か必要となるという問題
があるうえ、複数の槽ａ。
ａを有するため不必要な伝熱面積を持つことになるなど
の問題がある。
の問題がある。
本発明はこれに鑑み、前段はと伝熱面積を大きくとるこ
とができ、かつ可能な限り前段でガス抜きを行なえ、し
かも構造が簡単で操作性のよいバイオリアクタを提供す
ることを目的としてなされたものである。
とができ、かつ可能な限り前段でガス抜きを行なえ、し
かも構造が簡単で操作性のよいバイオリアクタを提供す
ることを目的としてなされたものである。
（課題を解決するための手段）
上記従来技術が有する課題を解決するため、本発明は、
竪型円筒形のリアクタであって、外槽内に内筒を設立し
て外側通路と内側通路とを区分した内外２層構造とし、
外側通路の下部に液入口を、内側通路の下部に液出口を
それぞれ設け、前記外槽の外周に冷却ジャケットを付設
するとともに外槽内上方に内外側通路の上面が開放する
ガス抜き室を形成し、前記外側通路および内側通路内に
生体触媒の付着担体を装填した構成を特徴とするもので
ある。
竪型円筒形のリアクタであって、外槽内に内筒を設立し
て外側通路と内側通路とを区分した内外２層構造とし、
外側通路の下部に液入口を、内側通路の下部に液出口を
それぞれ設け、前記外槽の外周に冷却ジャケットを付設
するとともに外槽内上方に内外側通路の上面が開放する
ガス抜き室を形成し、前記外側通路および内側通路内に
生体触媒の付着担体を装填した構成を特徴とするもので
ある。
（作 用）
液入口から流入する液は、外側通路内の担体（前段反応
部）を通って流れるが、その間に外槽外面の冷却ジャケ
ットにより反応熱が十分に冷却される。外側通路を通っ
て上昇しきった液は内筒の上端から溢水して内側通路へ
流れ込むが、その際にガス抜き室に面するのでこ＼で気
液の分離が行なわれ、液体のみが内側通路へ入り、内側
通路を流下する間に後段の反応が進められ、反応を終了
した液は液出口から排出される。
部）を通って流れるが、その間に外槽外面の冷却ジャケ
ットにより反応熱が十分に冷却される。外側通路を通っ
て上昇しきった液は内筒の上端から溢水して内側通路へ
流れ込むが、その際にガス抜き室に面するのでこ＼で気
液の分離が行なわれ、液体のみが内側通路へ入り、内側
通路を流下する間に後段の反応が進められ、反応を終了
した液は液出口から排出される。
（実施例）
以下、本発明を第１図および第２図に示す実施例を参照
して説明する。
して説明する。
図示の実施例は、嫌気醗酵用リアクタとした場合の一例
を縦断面図で示すもので、外槽１と、この外槽１内に設
立される内筒２とを有している。
を縦断面図で示すもので、外槽１と、この外槽１内に設
立される内筒２とを有している。
外槽１は、密閉型の竪型円筒形状を有し、中間の胴部Ｉ
Ａと、その下部を封止する逆円錐形断面を有する底部Ｉ
Ｂと、胴部ＩＡの上部を封止する蓋ＩＣとからなってお
り、これらはその接合部のフランジをボルト結合して密
閉構造とされている。
Ａと、その下部を封止する逆円錐形断面を有する底部Ｉ
Ｂと、胴部ＩＡの上部を封止する蓋ＩＣとからなってお
り、これらはその接合部のフランジをボルト結合して密
閉構造とされている。
内筒２は前記底部１Ｂ上に設立され、この内筒２により
外槽１の内周面との間の外側通路３と、内筒２内の内側
通路４に区画されている。この内筒２の上端は蓋ＩＣの
下面に対し所要の間隔を有する高さ位置に延びており、
この内筒２の上端縁は鋸歯状に形成されていて堰５を構
成している。
外槽１の内周面との間の外側通路３と、内筒２内の内側
通路４に区画されている。この内筒２の上端は蓋ＩＣの
下面に対し所要の間隔を有する高さ位置に延びており、
この内筒２の上端縁は鋸歯状に形成されていて堰５を構
成している。
外槽１の胴部ＩＡと底部ＩＢとの接合面間、および内筒
２の同位置には、パンチングメタル、メツシュ材等の多
孔板６が固設され、この多孔板６上に生体触媒を付着さ
せる担体７，７が装填されている。
２の同位置には、パンチングメタル、メツシュ材等の多
孔板６が固設され、この多孔板６上に生体触媒を付着さ
せる担体７，７が装填されている。
外槽１の胴部ＩＡの外周には冷却ジャケット８が形成さ
れており、その下方部には冷媒人口９が、同上方部には
冷媒出口１０が設けられ、この冷媒出口１０は前記外側
通路３内の温度を検出してこれをコントロールする温度
制御手段１１により冷媒流星を調整する弁装置１２が設
けられている。
れており、その下方部には冷媒人口９が、同上方部には
冷媒出口１０が設けられ、この冷媒出口１０は前記外側
通路３内の温度を検出してこれをコントロールする温度
制御手段１１により冷媒流星を調整する弁装置１２が設
けられている。
また外槽１の底部ＩＢには、外側通路３への液入口１３
．１３と、内側通路４からの液出口１４かそれぞれ設け
られている。
．１３と、内側通路４からの液出口１４かそれぞれ設け
られている。
外槽１の上方内部はガス抜き室１５とされ、蓋ＩＣの頂
部にガス抜き口１６か設けられ、これにガス抜き管１７
が接続されており、その途中にはガス抜き坦を調整して
外槽１内の圧力を調整するための弁１８が介装されてい
る。
部にガス抜き口１６か設けられ、これにガス抜き管１７
が接続されており、その途中にはガス抜き坦を調整して
外槽１内の圧力を調整するための弁１８が介装されてい
る。
次に上記実施例の作用を説明する。
液入口１３から流入する液は外側通路３に入り、その内
部の担体７を通って流れる間に反応か進み、その反応に
より発生する熱は外槽１の外周の冷却ジャケット８によ
る熱交換によって十分に冷却される。
部の担体７を通って流れる間に反応か進み、その反応に
より発生する熱は外槽１の外周の冷却ジャケット８によ
る熱交換によって十分に冷却される。
外側通路３を上昇しきった液は、内筒２の上端の堰５か
ら内側通路４内へオーバーフローし、その際にガス抜き
室１５内の空間にさらされるのでこ＼で気液が分離され
、液体のみが内側通路４へ流入する。内側通路４内を流
下する間に後段の反応が進み、反応を終了した液は液出
口１４から排出される。
ら内側通路４内へオーバーフローし、その際にガス抜き
室１５内の空間にさらされるのでこ＼で気液が分離され
、液体のみが内側通路４へ流入する。内側通路４内を流
下する間に後段の反応が進み、反応を終了した液は液出
口１４から排出される。
ガス抜き室１５において分離された気体は、ガス抜き口
１６からガス抜き管１７、弁１８を通って排出される。
１６からガス抜き管１７、弁１８を通って排出される。
第２図は、外槽１の外周に設けられた冷却ジャケット８
だけでは伝熱面積が不足し、内側通路４内の反応熱が高
くなるような場合に対処するための実施例で、内筒２を
２重構造としてその内部を冷却ジャケット８′に形成し
、この冷却ジャケット８′へも冷媒を給排するようにし
たものである。
だけでは伝熱面積が不足し、内側通路４内の反応熱が高
くなるような場合に対処するための実施例で、内筒２を
２重構造としてその内部を冷却ジャケット８′に形成し
、この冷却ジャケット８′へも冷媒を給排するようにし
たものである。
他の構成は第１図と同様であるから、第１図と同符号を
付して説明は省略する。
付して説明は省略する。
また内側通路４での液の液面保持の調節が難かしい場合
には、内筒２の周囲に小径の貫孔を設けて内、外側通路
３，４を連通させ、オーバーフロー線まで満液の状態を
維持しやすいようにすることもできる。
には、内筒２の周囲に小径の貫孔を設けて内、外側通路
３，４を連通させ、オーバーフロー線まで満液の状態を
維持しやすいようにすることもできる。
さらに好気醗酵用リアクタとするには、多孔板６の下部
に送気管を導入し、担体７，７に向けて送気するように
すればよい。
に送気管を導入し、担体７，７に向けて送気するように
すればよい。
以上説明したように本発明によれば、反応の前段の外側
通路における伝熱面積を大きくとることかできるので、
反応熱の除去が効果的に行なえ、かつ外側通路から内側
通路へオーバーフローさせて移行させるので、外槽と内
筒との面積比を選択することにより外側と内側との流量
バランスを容易にとることができ、従来のように難かし
い流量制御が不要となって操作が極めて簡単になるなど
の種々の効果が得られる。
通路における伝熱面積を大きくとることかできるので、
反応熱の除去が効果的に行なえ、かつ外側通路から内側
通路へオーバーフローさせて移行させるので、外槽と内
筒との面積比を選択することにより外側と内側との流量
バランスを容易にとることができ、従来のように難かし
い流量制御が不要となって操作が極めて簡単になるなど
の種々の効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は同
変形例を示す略示縦断面図、第３図はリアクタにおける
特性線図、第４図は従来技術の説明図である。 １・・・外槽、２・・・内筒、３・・・外側通路、４・
・・内側通路、５・・堰、６・・・多孔板、７・・・担
体、８．８′・・・冷却ジャケット、１３・・・液入口
、１４・・・液出口、１５・・・ガス抜き室。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第２図 手 続 補 正 書 平成 年 月ユ／ 日
変形例を示す略示縦断面図、第３図はリアクタにおける
特性線図、第４図は従来技術の説明図である。 １・・・外槽、２・・・内筒、３・・・外側通路、４・
・・内側通路、５・・堰、６・・・多孔板、７・・・担
体、８．８′・・・冷却ジャケット、１３・・・液入口
、１４・・・液出口、１５・・・ガス抜き室。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第２図 手 続 補 正 書 平成 年 月ユ／ 日
Claims (1)
- 竪型円筒形のリアクタであって、外槽内に内筒を設立し
て外側通路と内側通路とを区分した内外２層構造とし、
外側通路の下部に液入口を、内側通路の下部に液出口を
それぞれ設け、前記外槽の外周に冷却ジャケットを付設
するとともに外槽内上方に内外側通路の上面が開放する
ガス抜き室を形成し、前記外側通路および内側通路内に
生体触媒の付着担体を装填してなる二重円筒型バイオリ
アクタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19939288A JPH0249575A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 二重円筒型バイオリアクタ |
| EP89908876A EP0381776B1 (en) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Double-cylinder type bio-reactor |
| DE68914434T DE68914434T2 (de) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Doppelzylinder bioreaktor. |
| PCT/JP1989/000787 WO1990001539A1 (fr) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Bioreacteur a double cylindre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19939288A JPH0249575A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 二重円筒型バイオリアクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249575A true JPH0249575A (ja) | 1990-02-19 |
| JPH0242471B2 JPH0242471B2 (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=16407016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19939288A Granted JPH0249575A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 二重円筒型バイオリアクタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0381776B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0249575A (ja) |
| DE (1) | DE68914434T2 (ja) |
| WO (1) | WO1990001539A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8551762B2 (en) * | 2009-07-07 | 2013-10-08 | Nch Corporation | System and apparatus for feeding, solubilizing, growing and discharging a biological material |
| CN101955294B (zh) * | 2009-12-01 | 2013-06-05 | 南京大学 | 一体化生物反应器及其应用和处理高浓度有机废水的方法 |
| CN102732416A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-10-17 | 石药集团中润制药(内蒙古)有限公司 | 一种气升式环流反应器及利用其进行青霉素发酵的方法 |
| DE102019007167A1 (de) * | 2019-10-15 | 2021-04-15 | Hochschule Kaiserslautern | Emerser Bioreaktor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515718A (en) * | 1978-07-17 | 1980-02-04 | Nippon Kagaku Kikai Seizo Kk | Tank for aerobic fermentation |
| JPS6067099U (ja) * | 1983-10-15 | 1985-05-13 | 柴田科学器械工業株式会社 | 撹拌装置 |
| JPH032160Y2 (ja) * | 1984-10-26 | 1991-01-22 | ||
| JPS61150498U (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-17 | ||
| JPS6265385A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-24 | Res Dev Corp Of Japan | ３種の相異なる機能部位含有化合物の単分子膜からなる光電変換用分子素子 |
| JPH0627116Y2 (ja) * | 1990-04-20 | 1994-07-27 | 貞則 國近 | 調理物撹拌装置 |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP19939288A patent/JPH0249575A/ja active Granted
-
1989
- 1989-08-01 EP EP89908876A patent/EP0381776B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-01 WO PCT/JP1989/000787 patent/WO1990001539A1/ja not_active Ceased
- 1989-08-01 DE DE68914434T patent/DE68914434T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0381776B1 (en) | 1994-04-06 |
| DE68914434D1 (de) | 1994-05-11 |
| EP0381776A1 (en) | 1990-08-16 |
| JPH0242471B2 (ja) | 1990-09-21 |
| EP0381776A4 (en) | 1990-09-26 |
| DE68914434T2 (de) | 1994-10-06 |
| WO1990001539A1 (fr) | 1990-02-22 |
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