JPH0510632Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、多孔質管の目詰まりを防止するよう
にした分離型反応器に関する。

〔従来技術〕

微生物の物質変換機能を利用して有用物質を生
産するのに、セラミツクなどの多孔質管を用いて
微生物の反応と生産物の分離を同時に連続して行
う分離型反応器がある。この多孔質管を用いた分
離型反応器は、反応器のあとに微生物と生産物
の分離機を設置する必要がない、温度やPHなど
の反応条件の制御が容易である。微生物が培養
液中に直接懸濁されているために高い反応速度を
維持することができる。反応器の殺菌汚染や微
生物の活性の劣化が起つてもその後の処理が容易
であるなど多くの利点をもつが、多孔質管が目詰
まりするという欠点がある。

従来の多孔質管分離型反応器は、第２図に示す
ように、反応容器１の内部にセラミツクなどの多
孔質管２を配置し、反応容器の外部の管路３を介
してポンプ４により、一方から培養液６を供給し
他方から排出して循環させながら、多孔質管２で
濾過した生産物を管内から連続的に抜き出すよう
に構成されている。そして、多孔質管の目詰まり
を回避するために、反応容器内への培養液の供給
口５は、多孔質管２の外表面に沿つた鉛直方向の
培養液の流れ（濾過される培養液の流れ方向と濾
過液の流れ方向が交わるので、以下この流れを
「クロスフロー」という。）が生じるように、多孔
質管２に対して斜めに設けられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の分離型反応器では、反応容器内
の培養液の液面６′まではクロスフローが生じる
が、液面から下では多孔質管の周囲に存在し、ほ
ぼ静止している培養液が抵抗となつてクロスフロ
ーの成分が弱くなる。特に培養液中の菌体濃度が
高い場合には、多孔質管の目詰まりが生じ易く、
結果として連続培養操作が困難となり、生産性を
低下させるという問題があつた。

また、培養液の濾過はもつぱら多孔質管の内部
の吸引力（負圧）のみに基づくので、濾過流束を
十分に大きくすることができないという問題があ
つた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上記の問題点を解決するために、従
来の分離型反応器の多孔質管の外周に外套管を挿
入し、この外套管と多孔質管との間の環状通路に
培養液を供給するようにしたものである。

〔作用〕

本考案では、培養液が外套案と多孔質管との間
の狭い環状通路を通つて反応容器内に供給される
ため、反応容器内の培養液の液面に関係なく多孔
質管の外周面の全域にわたつてクロスフローが生
じる。また、培養液の濾過は環状通路内の液圧
（加圧）と多孔質管の内部の吸引力（負圧）との
和に基づくため、濾過流束を大きく保つことがき
る。環状通路の径、培養液を圧送循環させるため
のポンプの流量を変えることにより、所定の液流
速、圧力差でクロスフローを行うことができ、比
較的高い濾過流束の範囲まで、一定の速度で濾過
を行うことができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、多孔質管の外周面の全域にわ
たつて所定の液流速で培養液をクロスフローする
ので、多孔質管の目詰まりを防止することがで
き、また、比較的高い濾過流速の範囲まで、一定
の速度で生産物を濾過できるので安定した連続培
養操作が容易となり、生産性を向上させることが
できる。

〔実施例〕

第１図は、本考案の分離型反応器の一実施例を
示す概略図である。図中、第２図と同じ構成は同
一符号で示す。ジヤケツト付ガラス容器から成る
反応容器１の内部にセラミツク製の多孔質管２を
配置し、さらに多孔質管の外周にガラスの外套管
７を挿入してある。多孔質管２は全長500mm、外
径19mm、孔径0.2μｍ、厚み20μｍ濾過膜と孔径20μ
ｍの支持体を有する非対称な構造の外膜式のもの
である。多孔質管２と外套管７との間の環状通路
８に、２つの供給口５，５′から培養液を供給す
るようになつている。第３図と第４図に、供給口
５，５′の構成の詳細を示す。供給口５，５′は、
フランジ９に取り付けられたホルダー１０の環状
通路１１に、その外周接線方向で180度位相を異
にした位置に設けてある。管路３を介しポンプ４
により供給口５，５′に圧入された培養液６は、
環状通路１１内で旋回して流れ、外套管７と多孔
質管２との間の狭い環状通路８に流入するので、
多孔質管２の外周面上を培養液が大きな液流速で
クロスフローしながら環状通路を通過する。その
ため、多孔質管の目詰まりが生じにくゝ安定して
連続培養操作を実施することができた。

すなわち、酵母（Saccharomyces cerevisiae）
を用いたアルコール発酵において、培養液量0.8
、酵母濃度75ｇ／、濾過流束1.4×10^-2m³／
m²・ｈ、培養液を圧送循環させるためのポンプの
流量1.8／min、（外套管が有る場合の環状部の
クロスフロー流速１ｍ／sec）の条件下で低速濾
過を行い以下の結果を得た。外套管が無い場合に
は、濾過流束を一定に保つために必要な多孔質管
の内部圧（負圧）は目詰まりの進行とともに低下
し、濾過開始後２〜３時間で−５cmHgから−25
cmHgまで低下した。一方、外套管を取り付けた
場合には、内部圧が−25cmHgまで低下するのに
要する時間は30〜36時間と大幅に伸び、多孔質管
の目詰まりの防止に外套管の設置が効果的である
ことが示された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の分離型反応器の一実施例を示
す概略図、第２図は従来の分離型反応器の概略
図、第３図は本考案の実施例に用いた培養液供給
口の詳細を示す断面図、第４図は第３図の４−４
矢視方向の断面図。 符号の説明、１……反応容器、２……多孔質
管、３……管路、４……ポンプ、５，５′……供
給口、６……培養液、７……外套管、８……環状
通路、１０……ホルダー、１１……環状通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 反応容器、この反応容器の内部に配置された
   多孔質管、及び前記の反応容器内の培養液を該
   容器外の管路を介して循環させるためのポンプ
   を備えた分離型反応器において、前記の多孔質
   管の外周に外套管を挿入し、この外套管と多孔
   質管との間の環状通路に培養液を供給するよう
   にしたことを特徴とする分離型反応器。 (2) 前記の環状通路への培養液の供給口が、該環
   状通路に連通する環状通路を有するホルダー
   に、該環状通路の横断面に対して接線方向に向
   かうよう、相対する２つの位置で取り付けられ
   た実用新案登録請求の範囲第(1)項に記載の分離
   型反応器。