JPH03247267A - 好気性培養装置 - Google Patents
好気性培養装置Info
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- JPH03247267A JPH03247267A JP4641390A JP4641390A JPH03247267A JP H03247267 A JPH03247267 A JP H03247267A JP 4641390 A JP4641390 A JP 4641390A JP 4641390 A JP4641390 A JP 4641390A JP H03247267 A JPH03247267 A JP H03247267A
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Classifications
-
- 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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
- C12M27/06—Stirrer or mobile mixing elements with horizontal or inclined stirrer shaft or axis
-
- 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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/18—Flow directing inserts
- C12M27/20—Baffles; Ribs; Ribbons; Auger vanes
-
- 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/24—Recirculation of gas
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- Wood Science & Technology (AREA)
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、効率的な培養装置に関しており、より詳しく
は、水平軸撹拌羽根を有するいわゆる横型撹拌槽に酸素
富化気体を通気することによって穏やかな撹拌条件の下
で酸素利用率を高めかつ排気量を減少させる効果が得ら
れる、微生物あるいは動植物の細胞のための好気性培養
装置に関する。
は、水平軸撹拌羽根を有するいわゆる横型撹拌槽に酸素
富化気体を通気することによって穏やかな撹拌条件の下
で酸素利用率を高めかつ排気量を減少させる効果が得ら
れる、微生物あるいは動植物の細胞のための好気性培養
装置に関する。
従来、好気性培養装置において、酸素富化気体の利用は
、気液酸素移動推進力を増加させる点で好ましいもので
はあったが、酸素利用率をいかにして大きくするかの点
に問題があった。すなわち、気泡塔形式の装置において
は、液体中に吹き込まれた気体が上昇する間に液体と接
触するだけで上部から排出される。従って、この方法で
は、気泡を微細にすることで接触界面積を増すとともに
液中滞留時間を長くすることで酸素利用率の向上をはか
ってきたが、気体分散器における圧力損失が大きいこと
と、その酸素利用率の向上には限度があるという欠点が
ある。また、竪型の通気撹拌槽形式の装置においては、
酸素利用率を上げるには液中に設けた撹拌羽根のカによ
り反応器上部の気体を巻込むために強力な撹拌を行う必
要があり剪断力に弱い対象物に適さないという問題があ
る。
、気液酸素移動推進力を増加させる点で好ましいもので
はあったが、酸素利用率をいかにして大きくするかの点
に問題があった。すなわち、気泡塔形式の装置において
は、液体中に吹き込まれた気体が上昇する間に液体と接
触するだけで上部から排出される。従って、この方法で
は、気泡を微細にすることで接触界面積を増すとともに
液中滞留時間を長くすることで酸素利用率の向上をはか
ってきたが、気体分散器における圧力損失が大きいこと
と、その酸素利用率の向上には限度があるという欠点が
ある。また、竪型の通気撹拌槽形式の装置においては、
酸素利用率を上げるには液中に設けた撹拌羽根のカによ
り反応器上部の気体を巻込むために強力な撹拌を行う必
要があり剪断力に弱い対象物に適さないという問題があ
る。
本発明は、酸素利用率の著しく向上した好気性培養装置
を提供することをその課題とする。
を提供することをその課題とする。
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果
、気体の装置内における滞留時間を任意に設定できる利
点を持つ横型撹拌槽が利用できることを究明した。すな
わち横型撹拌槽では、液体の撹拌と気液の接触の両方を
水平軸撹拌羽根で行っているため、−度供給した気体を
所定の酸素利用率に達するまでの間装置内に滞留させて
おくことができ、また、液面を羽根が横切ることで気液
ム 接触を行うので気体を液中に巻込むための強力を撹拌力
が必要でなく酸素必要量に応じた撹拌を行うだけでよい
ことを見出だし、これらの知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
、気体の装置内における滞留時間を任意に設定できる利
点を持つ横型撹拌槽が利用できることを究明した。すな
わち横型撹拌槽では、液体の撹拌と気液の接触の両方を
水平軸撹拌羽根で行っているため、−度供給した気体を
所定の酸素利用率に達するまでの間装置内に滞留させて
おくことができ、また、液面を羽根が横切ることで気液
ム 接触を行うので気体を液中に巻込むための強力を撹拌力
が必要でなく酸素必要量に応じた撹拌を行うだけでよい
ことを見出だし、これらの知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
すなわち、本発明によれば、好気性培養装置において、
密閉構造の横型反応槽内に水平軸の回りを回転する撹拌
羽根を配設したことを特徴とする好気性培養装置が提供
される。
密閉構造の横型反応槽内に水平軸の回りを回転する撹拌
羽根を配設したことを特徴とする好気性培養装置が提供
される。
（実施例）
次に本発明の装置及びそれを用いた培養方法を図面によ
り説明する。
り説明する。
軸２を配設し、その水平軸２に回転撹拌羽根３を配設し
た構造を有する。反応槽１の内壁面には邪魔板５が設け
である。この邪魔板５は、反応液が撹拌羽根と一緒に回
るのを防いで撹拌効果を高める。
た構造を有する。反応槽１の内壁面には邪魔板５が設け
である。この邪魔板５は、反応液が撹拌羽根と一緒に回
るのを防いで撹拌効果を高める。
反応槽１は、箱型や円筒型のものであればよく、全体は
密閉構造（気密構造）に形成されている。４は酸素含有
ガス導入管、１７は気液分離器、７は培養液導入管、１
０はｐ）ｌｙＡ節剤溶剤溶液導入管る。また１６は酸素
計、１３はｐＨ計である。
密閉構造（気密構造）に形成されている。４は酸素含有
ガス導入管、１７は気液分離器、７は培養液導入管、１
０はｐ）ｌｙＡ節剤溶剤溶液導入管る。また１６は酸素
計、１３はｐＨ計である。
本発明の装置において、その反応槽の横方向の長さしと
直径りとの比Ｌ／Ｄは、撹拌羽根が１段の場合、ｙ赴 １〜２で、２段が上の場合は、１段につきＬ／Ｄの比を
１ずつ加えるのが好ましい。また、酸素含有ガス導入管
は、横型反応槽中央部より一方の側の位置に、ガス排出
管はその反応槽の中央部よりその反対側の位置にそれぞ
れ配設するのが好ましい。
直径りとの比Ｌ／Ｄは、撹拌羽根が１段の場合、ｙ赴 １〜２で、２段が上の場合は、１段につきＬ／Ｄの比を
１ずつ加えるのが好ましい。また、酸素含有ガス導入管
は、横型反応槽中央部より一方の側の位置に、ガス排出
管はその反応槽の中央部よりその反対側の位置にそれぞ
れ配設するのが好ましい。
この装置を用いて好気培養を行うには、酸素ガスポンへ
２０から電磁バルブ２２を介して酸素含有ガス導入管４
より酸素含有ガスを反応槽］内に導入するとともに、培
養液容器９内の培養液をポンプ８を介して培養液導入管
１４から反応槽１内に導入し、さらに、撹拌羽根３を水
平軸２を介して回転させる。
２０から電磁バルブ２２を介して酸素含有ガス導入管４
より酸素含有ガスを反応槽］内に導入するとともに、培
養液容器９内の培養液をポンプ８を介して培養液導入管
１４から反応槽１内に導入し、さらに、撹拌羽根３を水
平軸２を介して回転させる。
反応槽内の培養液のｐ）Ｉは、ｐ）！計１３により検知
され、ｐＨｔＡ節剤導節管導入管１０要量のｐＨ調節剤
溶液が反応槽内に導入される。ｐ）Ｉ調節剤溶液として
は、通常、アンモニア水が用いられる。
され、ｐＨｔＡ節剤導節管導入管１０要量のｐＨ調節剤
溶液が反応槽内に導入される。ｐ）Ｉ調節剤溶液として
は、通常、アンモニア水が用いられる。
酸素を含む培養排ガスは、ガス排出管６を介して反応槽
外へ排出され、気液分離器１７に導入され、ここで排ガ
ス中に含まれる液体がガスから分離され、排出管６を介
して反応槽内に返還される。
外へ排出され、気液分離器１７に導入され、ここで排ガ
ス中に含まれる液体がガスから分離され、排出管６を介
して反応槽内に返還される。
方、液体の分離された排ガスは、配管１８を通って系外
へ放出される。この排ガス中の酸素濃度は、酸素計１６
によって検知され、これに基づいて電磁バルブ２２の開
閉が行われ、反応槽内のガス中の酸素濃度は所要範囲に
保持される。
へ放出される。この排ガス中の酸素濃度は、酸素計１６
によって検知され、これに基づいて電磁バルブ２２の開
閉が行われ、反応槽内のガス中の酸素濃度は所要範囲に
保持される。
第１図に示した装置系を用いてパン酵母の指数的流加培
養を行った。この場合、使用した横型反応槽は内径が１
９ｃｍ、長さが３８ｃｍの管状体で、その内部には、水
平回転軸に配設した４枚タービン羽根と壁面に邪魔板が
設けである。初期仕込み液量率ヲ０．６として、通気に
はボンベからの純酸素を使い、排気中の酸素濃度が１５
％前後になるように供給量を調節した。毎分１５０〜２
２０回の撹拌回転数で２ｇＯ□／Ｑｌ−＋ｒの酸素要求
量に対応して充分な液中の溶存酸素を維持することがで
きた。この場合、培養中の呼吸商を約１とすると給気と
排気の体積は等しいと見なせるので酸素利用率は約８５
％という高い値になる。パン酵母の培養では進行ととも
に培養液に発泡現象が見られるようになり、これによっ
て気液接触界面積が増加するので、酸素要求量が培養液
添加に応じて指数的に増加するのに比べて撹拌強度の増
加の程度は小さいものとなった。必要最少銀の酸素を供
給することから通気量は通常の培養装置において１〜５
ｖｖ＋ｏであるのに対し、本装置例では酸素要求が最大
の場合においても０．０２ｖｖｍであり、約２桁小さい
値であった。発泡性の培養の場合、排気に培養液が泡沫
状で含まれるので気液分離が必要であるが１通気量が極
めて少ないために気液分離装置への負荷が小さくなり小
型の分離装置で容易に分離が可能になる効果も得られた
。
養を行った。この場合、使用した横型反応槽は内径が１
９ｃｍ、長さが３８ｃｍの管状体で、その内部には、水
平回転軸に配設した４枚タービン羽根と壁面に邪魔板が
設けである。初期仕込み液量率ヲ０．６として、通気に
はボンベからの純酸素を使い、排気中の酸素濃度が１５
％前後になるように供給量を調節した。毎分１５０〜２
２０回の撹拌回転数で２ｇＯ□／Ｑｌ−＋ｒの酸素要求
量に対応して充分な液中の溶存酸素を維持することがで
きた。この場合、培養中の呼吸商を約１とすると給気と
排気の体積は等しいと見なせるので酸素利用率は約８５
％という高い値になる。パン酵母の培養では進行ととも
に培養液に発泡現象が見られるようになり、これによっ
て気液接触界面積が増加するので、酸素要求量が培養液
添加に応じて指数的に増加するのに比べて撹拌強度の増
加の程度は小さいものとなった。必要最少銀の酸素を供
給することから通気量は通常の培養装置において１〜５
ｖｖ＋ｏであるのに対し、本装置例では酸素要求が最大
の場合においても０．０２ｖｖｍであり、約２桁小さい
値であった。発泡性の培養の場合、排気に培養液が泡沫
状で含まれるので気液分離が必要であるが１通気量が極
めて少ないために気液分離装置への負荷が小さくなり小
型の分離装置で容易に分離が可能になる効果も得られた
。
本発明の好気性培養装置は、全体的には横型の密閉構造
のもので、培養液の撹拌は、水平軸に配設した撹拌羽根
によって行われる。すなわち、培養液の撹拌と気液接触
の両方を水平軸撹拌羽根で行うため、槽内に供給した酸
素ガスを所定の酸素利用率に達するまでの間反応槽内に
滞留させることが可能になり、酸素利用率を著しく向上
させることができる。しかも、本発明の場合、回転羽根
は液面を横切るように回転し、これによって気液接触が
行われるので、気体を液中に巻込むための強力な撹拌力
は必要とされず、酸素必要量に応した撹拌を行えばよい
。
のもので、培養液の撹拌は、水平軸に配設した撹拌羽根
によって行われる。すなわち、培養液の撹拌と気液接触
の両方を水平軸撹拌羽根で行うため、槽内に供給した酸
素ガスを所定の酸素利用率に達するまでの間反応槽内に
滞留させることが可能になり、酸素利用率を著しく向上
させることができる。しかも、本発明の場合、回転羽根
は液面を横切るように回転し、これによって気液接触が
行われるので、気体を液中に巻込むための強力な撹拌力
は必要とされず、酸素必要量に応した撹拌を行えばよい
。
本発明の好気培養装置は、酸素富化気体を通気すること
により、一般の好気性微生物及び動植物細胞の培養に有
利に適用されるものである。
により、一般の好気性微生物及び動植物細胞の培養に有
利に適用されるものである。
第１図は本発明の培養装置を含む装置系の説明図を示す
。 １・・反応槽、２・水平軸、３・撹拌羽根、４ 邪魔板
、１７・・・気液骨ｍ管、２０・・酸素ボンへ。
。 １・・反応槽、２・水平軸、３・撹拌羽根、４ 邪魔板
、１７・・・気液骨ｍ管、２０・・酸素ボンへ。
Claims (1)
- （１）好気性培養装置において、密閉構造の横型反応槽
内に水平軸の回りを回転する撹拌羽根を配設したことを
特徴とする好気性培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4641390A JPH03247267A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 好気性培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4641390A JPH03247267A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 好気性培養装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03247267A true JPH03247267A (ja) | 1991-11-05 |
Family
ID=12746467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4641390A Pending JPH03247267A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 好気性培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03247267A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020129342A1 (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 積水化学工業株式会社 | 有機物質生成システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5346912A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-27 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Preparation of acetyl halides |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP4641390A patent/JPH03247267A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5346912A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-27 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Preparation of acetyl halides |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020129342A1 (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 積水化学工業株式会社 | 有機物質生成システム |
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