JPH048799Y2 - - Google Patents
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- JPH048799Y2 JPH048799Y2 JP1985045498U JP4549885U JPH048799Y2 JP H048799 Y2 JPH048799 Y2 JP H048799Y2 JP 1985045498 U JP1985045498 U JP 1985045498U JP 4549885 U JP4549885 U JP 4549885U JP H048799 Y2 JPH048799 Y2 JP H048799Y2
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- JP
- Japan
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- culture
- porous material
- tank
- culture solution
- stirring
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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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
- C12M27/08—Stirrer or mobile mixing elements with different stirrer shapes in one 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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/02—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of foam
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Biomedical Technology (AREA)
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- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は攪拌槽型培養装置、特に、攪拌羽根に
多孔性物質を固定することにより培養液中に遊離
する微生物細胞を多孔性物質内に取込みそこで細
胞を培養する培養装置に関する。
多孔性物質を固定することにより培養液中に遊離
する微生物細胞を多孔性物質内に取込みそこで細
胞を培養する培養装置に関する。
（従来の技術）
かびなどの糸状菌や放線菌をはじめとする各種
微生物を培養槽内で液体培養すると、微生物の種
類により、微生物細胞はペレツト増殖あるいはパ
ルピー増殖の形態で増殖する。ペレツト増殖と
は、微生物の菌糸同士が培養中にからまり、粒状
の細胞のかたまりを形成して増殖する増殖形態を
いう。ペレツト増殖は、例えば、ペニシリンの生
産過程において観察される。パルピー増殖とは、
微生物細胞が培養液中に均一に分布した状態で増
殖する増殖形態をいい、例えば、ストレプトマイ
シンの生産過程において観察される。ペレツト増
殖を起こすと、細胞の増殖率が極めて低い。パル
ピー増殖を起こすと、増殖した微生物細胞は培養
液中に均一に混合した状態で存在するので、培養
液の粘度が極めて高くなる。そのため、培養液の
攪拌に大きな動力が必要となる。ペレツト増殖お
よびパルピー増殖のいずれの場合も培養液中に微
生物細胞が混合された状態で存在するため、培養
液からの代謝産物の分離・抽出が困難である。培
養液のモニタリングも厄介かつ時間を要するもの
となる。
微生物を培養槽内で液体培養すると、微生物の種
類により、微生物細胞はペレツト増殖あるいはパ
ルピー増殖の形態で増殖する。ペレツト増殖と
は、微生物の菌糸同士が培養中にからまり、粒状
の細胞のかたまりを形成して増殖する増殖形態を
いう。ペレツト増殖は、例えば、ペニシリンの生
産過程において観察される。パルピー増殖とは、
微生物細胞が培養液中に均一に分布した状態で増
殖する増殖形態をいい、例えば、ストレプトマイ
シンの生産過程において観察される。ペレツト増
殖を起こすと、細胞の増殖率が極めて低い。パル
ピー増殖を起こすと、増殖した微生物細胞は培養
液中に均一に混合した状態で存在するので、培養
液の粘度が極めて高くなる。そのため、培養液の
攪拌に大きな動力が必要となる。ペレツト増殖お
よびパルピー増殖のいずれの場合も培養液中に微
生物細胞が混合された状態で存在するため、培養
液からの代謝産物の分離・抽出が困難である。培
養液のモニタリングも厄介かつ時間を要するもの
となる。
このようなペレツト増殖もしくはパルピー増殖
の欠点を解消するために、微生物の代謝を受けな
い多孔性物質を培養液中に分散させて微生物を培
養する方法が本考案者らにより提案されている
（特願昭59−71515号）。この方法によれば、培養
される微生物はこの多孔性物質、例えばポリウレ
タン発泡体、の細孔内で増殖する。多孔性物質内
面は空気との接触面積が大きいため多孔性物質の
細孔内に存在する微生物に充分な空気が供給さ
れ、増殖が極めて速い。そのうえ、培養液中にほ
とんど菌体が存在しないため、微生物細胞はペレ
ツト増殖もしくはパルピー増殖を行わない。それ
ゆえ、培養液の攪拌に格別大きな動力を必要とし
ない。しかし、この培養方法を通常の攪拌槽型培
養装置で用いると菌体細胞や多孔性物質が攪拌羽
根や槽内壁の邪魔板などで静止されるため、培養
液の均一攪拌がなされ得ない。また、DO（溶存
酸素濃度）センサーに菌体細胞が付着し、そのた
めに、培養液のPHモニターやDOモニターが正確
になされ得ない。したがつて、正確なPH制御や
DOの制御がなされ得ないという問題がある。
の欠点を解消するために、微生物の代謝を受けな
い多孔性物質を培養液中に分散させて微生物を培
養する方法が本考案者らにより提案されている
（特願昭59−71515号）。この方法によれば、培養
される微生物はこの多孔性物質、例えばポリウレ
タン発泡体、の細孔内で増殖する。多孔性物質内
面は空気との接触面積が大きいため多孔性物質の
細孔内に存在する微生物に充分な空気が供給さ
れ、増殖が極めて速い。そのうえ、培養液中にほ
とんど菌体が存在しないため、微生物細胞はペレ
ツト増殖もしくはパルピー増殖を行わない。それ
ゆえ、培養液の攪拌に格別大きな動力を必要とし
ない。しかし、この培養方法を通常の攪拌槽型培
養装置で用いると菌体細胞や多孔性物質が攪拌羽
根や槽内壁の邪魔板などで静止されるため、培養
液の均一攪拌がなされ得ない。また、DO（溶存
酸素濃度）センサーに菌体細胞が付着し、そのた
めに、培養液のPHモニターやDOモニターが正確
になされ得ない。したがつて、正確なPH制御や
DOの制御がなされ得ないという問題がある。
（考案が解決しようとする問題点）
本考案は上記従来の問題点を解決するものであ
り、その目的とするところは、菌体細胞の槽内壁
や各種センサーへの付着を極小とし培養液を均一
に攪拌しうる攪拌槽型培養装置を提供することに
ある。本考案の他の目的は、菌体細胞の培養液中
におけるペレツト増殖・パルピー増殖を抑制する
ことにより、培養液粘度を低レベルに維持しそれ
により培養液の均一攪拌を可能にする攪拌槽型培
養装置を提供することにある。
り、その目的とするところは、菌体細胞の槽内壁
や各種センサーへの付着を極小とし培養液を均一
に攪拌しうる攪拌槽型培養装置を提供することに
ある。本考案の他の目的は、菌体細胞の培養液中
におけるペレツト増殖・パルピー増殖を抑制する
ことにより、培養液粘度を低レベルに維持しそれ
により培養液の均一攪拌を可能にする攪拌槽型培
養装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本考案の攪拌槽型培養装置は、攪拌羽根の少な
くとも一部に多孔性物質を固定し、そのことによ
り上記目的が達成される。
くとも一部に多孔性物質を固定し、そのことによ
り上記目的が達成される。
本考案に用いられる培養装置自体および攪拌羽
根自体は、いずれも、通常の微生物の液体培養に
用いられる装置および羽根であり、格別である必
要はない。この羽根に固定されるべき多孔性物質
には、例えば、合成樹脂発泡体が利用されうる。
合成樹脂発泡体としては、例えば、ポレビニルア
ルコールやポリウレタンなどを発泡した発泡体が
用いられる。特に、ポリオキシエチレン構造を有
するポリウレタンの発泡体は優れた親水性と水保
持力とを有するため好適に利用される。
根自体は、いずれも、通常の微生物の液体培養に
用いられる装置および羽根であり、格別である必
要はない。この羽根に固定されるべき多孔性物質
には、例えば、合成樹脂発泡体が利用されうる。
合成樹脂発泡体としては、例えば、ポレビニルア
ルコールやポリウレタンなどを発泡した発泡体が
用いられる。特に、ポリオキシエチレン構造を有
するポリウレタンの発泡体は優れた親水性と水保
持力とを有するため好適に利用される。
このようなポリウレタンはポリオキシエチレン
構造を有するポリオールとポリイソシアネートと
を反応させて得られる。ポリオキシエチレン構造
を有するポリオールとしては、例えば、ポリエチ
レングリコール；ポリエチレングリコールとポリ
プロピレングリコールとの混合物；酸化エチレン
と酸化プロピレンとの共重合体であるポリエチレ
ングリコール−ポリプロピレングリコールなどが
挙げられる。塩基性ポリオールも使用可能であ
る。ここでいう塩基性ポリオールとは、エチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、メチルアミ
ン、ブチルアミン、ピペラジン、エチノールアミ
ン、プロパノールアミン、Ｎ−メチルジエタノー
ルアミンなどのアミン類に酸化エチレンポリオキ
シエチレン状に付加させて得られる。上記ポリオ
キシエチレン構造を有ポリオールとしては、分子
量約400〜1000のポリエチレングリコールが好適
に用いられる。ポリプロピレン成分がポリエチレ
ングリコールに添加されるときには、その含量が
約80重量部を下まわることが好ましい。過剰であ
ると得られる発泡体の親水性が低下する。
構造を有するポリオールとポリイソシアネートと
を反応させて得られる。ポリオキシエチレン構造
を有するポリオールとしては、例えば、ポリエチ
レングリコール；ポリエチレングリコールとポリ
プロピレングリコールとの混合物；酸化エチレン
と酸化プロピレンとの共重合体であるポリエチレ
ングリコール−ポリプロピレングリコールなどが
挙げられる。塩基性ポリオールも使用可能であ
る。ここでいう塩基性ポリオールとは、エチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、メチルアミ
ン、ブチルアミン、ピペラジン、エチノールアミ
ン、プロパノールアミン、Ｎ−メチルジエタノー
ルアミンなどのアミン類に酸化エチレンポリオキ
シエチレン状に付加させて得られる。上記ポリオ
キシエチレン構造を有ポリオールとしては、分子
量約400〜1000のポリエチレングリコールが好適
に用いられる。ポリプロピレン成分がポリエチレ
ングリコールに添加されるときには、その含量が
約80重量部を下まわることが好ましい。過剰であ
ると得られる発泡体の親水性が低下する。
上記ポリイソシアネートとしては、例えば、芳
香族系、脂肪族系、ポリエーテル系など種々のポ
リイソシアネートが用いられる。例えば、トリレ
ンジイソシアネート、ジフエニルメタンジイソシ
アネート、ジフエニルジイソシアネート、ナフタ
レンジイソシアネート、キシレンジイソシアネー
ト、ブタンジイソシアネート、トリフエニルメタ
ン−４・4′・4″−トリイソシアネートなどが挙げ
られる。
香族系、脂肪族系、ポリエーテル系など種々のポ
リイソシアネートが用いられる。例えば、トリレ
ンジイソシアネート、ジフエニルメタンジイソシ
アネート、ジフエニルジイソシアネート、ナフタ
レンジイソシアネート、キシレンジイソシアネー
ト、ブタンジイソシアネート、トリフエニルメタ
ン−４・4′・4″−トリイソシアネートなどが挙げ
られる。
ポリオキシエチレン構造をもたないポリオール
も単独で、あるいは上記ポリオキシエチレン構造
を有するポリオールと混合して用いられうる。こ
のようなポリオールとしては、例えば、グリセリ
ン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、１・２・６−ヘキサントリオール、ペンタ
エリスリトール、ソルビトール、サツカロース、
α−メチルグルコシドが挙げられる。ポリオール
として、セルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロースなどの天然高分
子やその誘導体も利用されうる。
も単独で、あるいは上記ポリオキシエチレン構造
を有するポリオールと混合して用いられうる。こ
のようなポリオールとしては、例えば、グリセリ
ン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、１・２・６−ヘキサントリオール、ペンタ
エリスリトール、ソルビトール、サツカロース、
α−メチルグルコシドが挙げられる。ポリオール
として、セルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロースなどの天然高分
子やその誘導体も利用されうる。
ポリオールとポリイソシアネートとの反応時
に、反応系にコラーゲン、アルブミン、ゼラチン
などのペプタイドを共存させると、分子内にペプ
タイドマトリツクスが形成されたポリウレタンが
得られる。ペプタイドは生物親和性物質であるの
で分子内にペプタイドマトリツクスが形成された
ポリウレタンの発泡体を多孔性物質として用いる
と微生物と多孔性物質との親和性が高くなり、微
生物の増殖がより速やかになる。
に、反応系にコラーゲン、アルブミン、ゼラチン
などのペプタイドを共存させると、分子内にペプ
タイドマトリツクスが形成されたポリウレタンが
得られる。ペプタイドは生物親和性物質であるの
で分子内にペプタイドマトリツクスが形成された
ポリウレタンの発泡体を多孔性物質として用いる
と微生物と多孔性物質との親和性が高くなり、微
生物の増殖がより速やかになる。
発泡体としては、半連続発泡体、連続発泡体の
いずれもが利用されうる。培地液と空気とが接触
する気液面が広いほどよいため連続発泡体を用い
ることが好ましい。
いずれもが利用されうる。培地液と空気とが接触
する気液面が広いほどよいため連続発泡体を用い
ることが好ましい。
多孔性物質の平均細孔径は10μｍ〜10μｍ、好
ましくは100μｍ〜３mmである。細孔径が小さす
ぎると微生物が多孔性物質内へ侵入しにくくなり
大きすぎると多孔性物質の内部表面積が小さくな
る。
ましくは100μｍ〜３mmである。細孔径が小さす
ぎると微生物が多孔性物質内へ侵入しにくくなり
大きすぎると多孔性物質の内部表面積が小さくな
る。
（実施例）
以下に本考案を実施例について述べる。
本考案の攪拌槽型培養装置は、第１図および第
２図に示すように、培養槽１と回転軸２０のまわ
りに設けられた攪拌羽根２とを有する。培養槽１
には邪魔板３、泡切り４、通気管５、PHセンサー
６、温度セサンー７、DOセンサー８などが適宜
設けられている。
２図に示すように、培養槽１と回転軸２０のまわ
りに設けられた攪拌羽根２とを有する。培養槽１
には邪魔板３、泡切り４、通気管５、PHセンサー
６、温度セサンー７、DOセンサー８などが適宜
設けられている。
上記攪拌羽根２を構成する翼２１の形状・構造
は格別ではなく、培養槽１内の培養液を均一に攪
拌しうるものであればよい。翼２１は、例えば、
培養槽１の下方部と中央部において回転軸２０の
まわりに複数枚配置されている。この翼２１に
は、合成樹脂発泡体でなる多孔性物質２２が翼２
１のそれぞれを包み込むように固定されている。
多孔性物質２２の固定には接着剤もしくは適当な
固定手段が用いられる。
は格別ではなく、培養槽１内の培養液を均一に攪
拌しうるものであればよい。翼２１は、例えば、
培養槽１の下方部と中央部において回転軸２０の
まわりに複数枚配置されている。この翼２１に
は、合成樹脂発泡体でなる多孔性物質２２が翼２
１のそれぞれを包み込むように固定されている。
多孔性物質２２の固定には接着剤もしくは適当な
固定手段が用いられる。
攪拌羽根２としては、例えば、第３図に示すよ
うに、第１図の翼２１のそれぞれの先端にのみ多
孔性物質２２を固定しても同様の効果を達成しう
る。第４図に示すように、翼２１を回転軸２０に
対し一方向にのみ配置し、これに多孔性物質２２
を固定して単一羽根の形状に構成することも可能
である。これら翼２１に固定される多孔性物質２
２は、いずれも、その先端が邪魔板３、各種セン
サー６，７および８などに接するよう配置されて
いる。微生物細胞は培養を通じて効果的に多孔性
物質２２に取り込まれ、これら邪魔板３や各種セ
ンサー６，７および８などに付着することがな
い。多孔性物質２２内に取り込まれた細胞はそこ
で増殖する。細胞が培養液中に存在しそこで増殖
することがないため、培養液の粘度の上昇がほと
んどなく、したがつて、培養液は均一に攪拌され
る。各種センサーは、そこに細胞が停滞しないた
め、常時清潔に保持される。その結果、PHモニタ
ーやDOモニターが正確に行われ得、培養条件を
培養期間を通じて所定の最適条件に維持すること
が可能となる。それが細胞の多孔性物質２２内で
の増殖をより効率のよいものにする。
うに、第１図の翼２１のそれぞれの先端にのみ多
孔性物質２２を固定しても同様の効果を達成しう
る。第４図に示すように、翼２１を回転軸２０に
対し一方向にのみ配置し、これに多孔性物質２２
を固定して単一羽根の形状に構成することも可能
である。これら翼２１に固定される多孔性物質２
２は、いずれも、その先端が邪魔板３、各種セン
サー６，７および８などに接するよう配置されて
いる。微生物細胞は培養を通じて効果的に多孔性
物質２２に取り込まれ、これら邪魔板３や各種セ
ンサー６，７および８などに付着することがな
い。多孔性物質２２内に取り込まれた細胞はそこ
で増殖する。細胞が培養液中に存在しそこで増殖
することがないため、培養液の粘度の上昇がほと
んどなく、したがつて、培養液は均一に攪拌され
る。各種センサーは、そこに細胞が停滞しないた
め、常時清潔に保持される。その結果、PHモニタ
ーやDOモニターが正確に行われ得、培養条件を
培養期間を通じて所定の最適条件に維持すること
が可能となる。それが細胞の多孔性物質２２内で
の増殖をより効率のよいものにする。
この装置はペレツト増殖やパルピー増殖の形態
をとるカビや放線菌などの培養に特に有用である
が、他の微生物の培養のみならず植物細胞の培養
にも適用可能であることはいうまでもない。
をとるカビや放線菌などの培養に特に有用である
が、他の微生物の培養のみならず植物細胞の培養
にも適用可能であることはいうまでもない。
（考案の効果）
攪拌羽根の少なくとも一部に、培養液中にすべ
てが位置するように配置される多孔性物質が固定
されているので、培養液の培養中に繁殖した微生
物をこの多孔性物質内へ取り込むことができ、培
養液中で微生物が増殖するのを抑えることがで
き、従つて、培養液の粘度の上昇を抑えることが
できると共に、培養槽内に配設された各種センサ
ーに微生物が付着するのを防止して各種制御を正
確に行うことができるといつた利点がある。
てが位置するように配置される多孔性物質が固定
されているので、培養液の培養中に繁殖した微生
物をこの多孔性物質内へ取り込むことができ、培
養液中で微生物が増殖するのを抑えることがで
き、従つて、培養液の粘度の上昇を抑えることが
できると共に、培養槽内に配設された各種センサ
ーに微生物が付着するのを防止して各種制御を正
確に行うことができるといつた利点がある。
第１図および第２図はそれぞれ本考案の攪拌槽
型培養装置の一実施例を示す断面正面図および断
面平面図、第３図および第４図はそれぞれ他の実
施例を示す斜視図である。 １……培養槽、２……攪拌装置、３……邪魔
板、４……泡切り、５……通気管、６……PHセン
サー、７……温度センサー、８……DOセンサ
ー、２０……回転軸、２１……翼、２２……多孔
性物質。
型培養装置の一実施例を示す断面正面図および断
面平面図、第３図および第４図はそれぞれ他の実
施例を示す斜視図である。 １……培養槽、２……攪拌装置、３……邪魔
板、４……泡切り、５……通気管、６……PHセン
サー、７……温度センサー、８……DOセンサ
ー、２０……回転軸、２１……翼、２２……多孔
性物質。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 培養槽と、該培養槽内に配設される攪拌羽根
と、該培養槽内に入れられた培養液に酸素を供
給する通気管とを具備してなる攪拌槽型培養装
置であつて、該攪拌羽根の少なくとも一部に、
微生物細胞を内部に取り込むことができる多孔
性物質が、該攪拌羽根が回転する間常に培養液
中に位置するように固定されている攪拌槽型培
養装置。 ２ 前記多孔性物質がポリビニルアルコールを発
泡させた発泡体もしくはポリウレタンを発泡さ
せた発泡体である実用新案登録請求の範囲第１
項に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985045498U JPH048799Y2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985045498U JPH048799Y2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61160698U JPS61160698U (ja) | 1986-10-04 |
| JPH048799Y2 true JPH048799Y2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=30559053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985045498U Expired JPH048799Y2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048799Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2017272892A1 (en) * | 2016-06-03 | 2019-01-24 | Lonza Limited | Single use bioreactor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5644033A (en) * | 1979-09-18 | 1981-04-23 | Inoue Japax Res Inc | Oxygen supplying and enriching device |
| JPS5736735U (ja) * | 1980-08-12 | 1982-02-26 |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP1985045498U patent/JPH048799Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61160698U (ja) | 1986-10-04 |
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