JPH054065B2 - - Google Patents
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- JPH054065B2 JPH054065B2 JP23752585A JP23752585A JPH054065B2 JP H054065 B2 JPH054065 B2 JP H054065B2 JP 23752585 A JP23752585 A JP 23752585A JP 23752585 A JP23752585 A JP 23752585A JP H054065 B2 JPH054065 B2 JP H054065B2
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Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は固定化生体触媒反応器及び固定化生体
触媒反応プロセスを利用するプロセスに関する。
詳しくは、樹脂等の担体に生体触媒を結合するこ
となく反復利用する遠心式バイオリアクター及び
これをを使用する固定化生体触媒反応プロセスに
関する。
触媒反応プロセスを利用するプロセスに関する。
詳しくは、樹脂等の担体に生体触媒を結合するこ
となく反復利用する遠心式バイオリアクター及び
これをを使用する固定化生体触媒反応プロセスに
関する。
（従来の技術）
固定化生体触媒反応器は、微生物細胞、動・植
物細胞の培養装置及び生物学的廃水処理装置と固
定化酵素・固定化細胞などの固定化生体触媒反応
器とを総称しているが、最近では狭義に固定化酵
素・固定化細胞などの固定化生体触媒反応器の意
に用いられることが多い。而して、固定化生体触
媒反応器には、(1)完全混合型反応器、(2)流動層型
反応器、(3)中空糸型反応器、(4)充填層反応器、(5)
回転円板型反応器などがあり、反応様式、酵素の
失活様式、基質、生成物の物理化学的性質などの
反応の特徴によつて、適当する反応器が選択して
使用される。而して、固定化生体触媒反応器は、
酵素を反復利用でき、生物触媒である酵素を樹脂
に固定し温和な条件で連続反応ができるので、省
エネルギーでクリーン生産が可能である等の利点
がある。しかしながら、従来の固定化生体触媒反
応器の技術は、酵素、細胞などの生体触媒を樹脂
に化学結合又は樹脂に包括して、カラムに充填
し、このカラムに原料（基質）を流し込み、反応
生成物を流出回収するものであるから、次のごと
き問題点がある。
物細胞の培養装置及び生物学的廃水処理装置と固
定化酵素・固定化細胞などの固定化生体触媒反応
器とを総称しているが、最近では狭義に固定化酵
素・固定化細胞などの固定化生体触媒反応器の意
に用いられることが多い。而して、固定化生体触
媒反応器には、(1)完全混合型反応器、(2)流動層型
反応器、(3)中空糸型反応器、(4)充填層反応器、(5)
回転円板型反応器などがあり、反応様式、酵素の
失活様式、基質、生成物の物理化学的性質などの
反応の特徴によつて、適当する反応器が選択して
使用される。而して、固定化生体触媒反応器は、
酵素を反復利用でき、生物触媒である酵素を樹脂
に固定し温和な条件で連続反応ができるので、省
エネルギーでクリーン生産が可能である等の利点
がある。しかしながら、従来の固定化生体触媒反
応器の技術は、酵素、細胞などの生体触媒を樹脂
に化学結合又は樹脂に包括して、カラムに充填
し、このカラムに原料（基質）を流し込み、反応
生成物を流出回収するものであるから、次のごと
き問題点がある。
(1) 酵素を樹脂に固定化する際の酵素の歩留りが
良くない。
良くない。
(2) 固定化酵素は時折交換しなければならない。
(3) 単一の酵素反応系には利用できるが、複数の
酵素が関与する反応や酵素と補酵素が関与する
反応には応用きない。
酵素が関与する反応や酵素と補酵素が関与する
反応には応用きない。
(4) 水溶液系での反応には利用できるが、原料、
生成物が有機溶剤にしか溶けない場合は反応効
率が著しく悪い。
生成物が有機溶剤にしか溶けない場合は反応効
率が著しく悪い。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的ひこのような欠点のない固定化生
体触媒反応器及びこれを使用するプロセスを提供
することである。
体触媒反応器及びこれを使用するプロセスを提供
することである。
（問題点を解決するための手段）
本願発明者は、鋭意研究の結果、生体触媒を樹
脂等の担体に結合することなく、遠心力によつて
反応管に保持することによつてこれらの問題点が
解決できることを発見し、本発明の固定化生体触
媒反応器及びこれを使用するプロセスを発明する
に至つた。
脂等の担体に結合することなく、遠心力によつて
反応管に保持することによつてこれらの問題点が
解決できることを発見し、本発明の固定化生体触
媒反応器及びこれを使用するプロセスを発明する
に至つた。
即ち、本発明の固定化生体触媒反応器は、上下
両端にそれぞれ回転送液ジヨイント２，３を有す
る回転軸１の周辺に沿つて複数個のカラムカート
リツジ７から成る多段反応管４を放射状に設置し
た円筒形の遠心ローター５から成り、回転軸上端
の回転送液ジヨイント２は任意の一つのカラムカ
ートリツジ６に接続チユウブ７で連結し、該カラ
ムカートリツジは隣接するカラムカートリツジに
順次連結し、最後のカラムカートリツジは回転軸
の下端の回転送液ジヨイント３に連結し、該上端
及び下端回転送液ジヨイントはそれぞれ二相液の
いずれか一方の溶液タンク８及び送液ポンプ９に
連結された装置から成る生体触媒を遠心力で保持
したことを特徴とする固定化生体触媒反応器であ
つて、これを使用するプロセスにおいては、一方
の液相に生体触媒溶液（水溶液）、他方の液相に
原料基質溶液（有機溶液）の如く２相に分離する
液体を使用し、生体触媒溶液をローター反応管内
に遠心力で保持して生体触媒を固定化し、原料基
質溶液を生体触媒溶液中に連続的に送り込んで通
過させる。原料基質溶液は生体触媒溶液中を細か
く分散し高速で通過して効率の良く反応が行われ
る。反応生成物は有機溶媒相から回収される。或
いは、原料基質溶液と生体触媒とを互いに反対方
向から連続的に送液して反応管内で混合させ、遠
心力で分離し、有機溶媒から反応生成物を回収
し、生体触媒溶液から水溶性副生成物を限外ろ過
膜で除去し、生体触媒をリサイクルして反復使用
する。なお、副生成物が生体触媒溶液中に蓄積す
ると反応速度が低下する。
両端にそれぞれ回転送液ジヨイント２，３を有す
る回転軸１の周辺に沿つて複数個のカラムカート
リツジ７から成る多段反応管４を放射状に設置し
た円筒形の遠心ローター５から成り、回転軸上端
の回転送液ジヨイント２は任意の一つのカラムカ
ートリツジ６に接続チユウブ７で連結し、該カラ
ムカートリツジは隣接するカラムカートリツジに
順次連結し、最後のカラムカートリツジは回転軸
の下端の回転送液ジヨイント３に連結し、該上端
及び下端回転送液ジヨイントはそれぞれ二相液の
いずれか一方の溶液タンク８及び送液ポンプ９に
連結された装置から成る生体触媒を遠心力で保持
したことを特徴とする固定化生体触媒反応器であ
つて、これを使用するプロセスにおいては、一方
の液相に生体触媒溶液（水溶液）、他方の液相に
原料基質溶液（有機溶液）の如く２相に分離する
液体を使用し、生体触媒溶液をローター反応管内
に遠心力で保持して生体触媒を固定化し、原料基
質溶液を生体触媒溶液中に連続的に送り込んで通
過させる。原料基質溶液は生体触媒溶液中を細か
く分散し高速で通過して効率の良く反応が行われ
る。反応生成物は有機溶媒相から回収される。或
いは、原料基質溶液と生体触媒とを互いに反対方
向から連続的に送液して反応管内で混合させ、遠
心力で分離し、有機溶媒から反応生成物を回収
し、生体触媒溶液から水溶性副生成物を限外ろ過
膜で除去し、生体触媒をリサイクルして反復使用
する。なお、副生成物が生体触媒溶液中に蓄積す
ると反応速度が低下する。
（作用）
従つて、本発明の固定化生体触媒反応器を使用
するプロセスは、生体触媒水溶液を樹脂固定化の
ごとき操作を加えることなしに100％そのまま利
用できること、複合酵素反応系にも応用可能であ
ること、有機溶媒／水間の反応にも使用できるこ
となどの利点を有する。本発明の固定化生体触媒
反応器の適用対象としては、リパーゼによる油脂
の加水分解・エステル交換、プロテアーゼ、ペプ
チターゼによるペプチドの合成、コレステロール
エステローゼによるステロイドの変換があり、反
応液としては、水／ヘキサン、クロロホルム、酢
酸エチル、炭化水素、塩素化炭化水素、エステル
系溶剤の水−有機溶媒系、水／ポリエチレングリ
コール、デキストランの水性二相系である。
するプロセスは、生体触媒水溶液を樹脂固定化の
ごとき操作を加えることなしに100％そのまま利
用できること、複合酵素反応系にも応用可能であ
ること、有機溶媒／水間の反応にも使用できるこ
となどの利点を有する。本発明の固定化生体触媒
反応器の適用対象としては、リパーゼによる油脂
の加水分解・エステル交換、プロテアーゼ、ペプ
チターゼによるペプチドの合成、コレステロール
エステローゼによるステロイドの変換があり、反
応液としては、水／ヘキサン、クロロホルム、酢
酸エチル、炭化水素、塩素化炭化水素、エステル
系溶剤の水−有機溶媒系、水／ポリエチレングリ
コール、デキストランの水性二相系である。
（実施例）
次に、実施例によつて本発明を具体的に説明す
る。しかし本発明はこの実施例によつて限定され
るものではない。
る。しかし本発明はこの実施例によつて限定され
るものではない。
実施例
リパーゼによる次の反応について説明する。油
脂リパーゼモノグリセリド＋遊離脂肪酸＋グリセ
リン 油脂（オリーブ油）50ｇをｎ−ヘキサン
500mlに溶解しＡ液とした。
脂リパーゼモノグリセリド＋遊離脂肪酸＋グリセ
リン 油脂（オリーブ油）50ｇをｎ−ヘキサン
500mlに溶解しＡ液とした。
リパーゼ50mg（18000ユニツト）をリン酸緩衝
液（PH8.5）500mlに溶解しＢ液とした。
液（PH8.5）500mlに溶解しＢ液とした。
Ａ液とＢ液を互いに反対方向に遠心式固定化生
体触媒反応器の反応管に、回転数1200rpm、送液
速度20ml／分、反応温度35℃の条件で連続送液し
Ｂ液より限外ろ過器でグリセリン15ｇを回収し
た。グリセリンを除去したＢ液は固定化生体触媒
反応器にリサイクルした。
体触媒反応器の反応管に、回転数1200rpm、送液
速度20ml／分、反応温度35℃の条件で連続送液し
Ｂ液より限外ろ過器でグリセリン15ｇを回収し
た。グリセリンを除去したＢ液は固定化生体触媒
反応器にリサイクルした。
Ａ液は固定化生体触媒反応器にリサイクルし
た。２時間後、Ａ液よりモノグリセリド22ｇ、脂
肪酸10ｇが回収された。
た。２時間後、Ａ液よりモノグリセリド22ｇ、脂
肪酸10ｇが回収された。
第１図は本発明の固定化生体触媒反応器の一具
体例の概要説明図である。第２図は本発明の固定
化生体触媒反応器における遠心ローターの断面説
明図である。 図において、１……回転軸、２……上端送液回
転ジヨイント、３……下端送液回転ジヨイント、
４……反応管、５……遠心ローター、６……カラ
ムカートリツジ、７……接続チユウブ、８……溶
液タンク、９……送液ポンプ。
体例の概要説明図である。第２図は本発明の固定
化生体触媒反応器における遠心ローターの断面説
明図である。 図において、１……回転軸、２……上端送液回
転ジヨイント、３……下端送液回転ジヨイント、
４……反応管、５……遠心ローター、６……カラ
ムカートリツジ、７……接続チユウブ、８……溶
液タンク、９……送液ポンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上下両端にそれぞれ回転送液ジヨイントを有
する回転軸の周辺に沿つて複数個のカラムカート
リツジから成る多段反応管を放射状に設置した円
筒形の遠心ローターから成り、回転軸上端の回転
送液ジヨイントは任意の一つのカラムカートリツ
ジに接続チユウブで連結し、該カラムカートリツ
ジは隣接するカラムカートリツジに順次連結し、
最後のカラムカートリツジは回転軸の下端の回転
送液ジヨイントに連結し、該上端及び下端回転送
液ジヨイントは二相液のいずれか一方の溶液タン
ク及び送液ポンプに連結された装置から成る生体
触媒を遠心力で保持したことを特徴とする固定化
生体触媒反応器。 ２ 上下両端にそれぞれ回転送液ジヨイントを有
する回転軸の周辺に沿つて複数個のカラムカート
リツジから成る多段反応管を放射状に設置した円
筒形の遠心ローターから成り、回転軸上端の回転
送液ジヨイントは任意の一つのカラムカートリツ
ジに接続チユウブで連結し、該カラムカートリツ
ジは隣接するカラムカートリツジに順次連結し、
最後のカラムカートリツジは回転軸の下端の回転
送液ジヨイントに連結し、該上端及び下端回転送
液ジヨイントは二相液のいずれか一方の溶液タン
ク及び送液ポンプに連結された装置から成る生体
触媒を遠心力で保持したことを特徴とするバイリ
レアクターにおいて、互いに均一には混合しない
二相液の一方の液相に生体触媒を溶解し、他方の
液相に基質を溶解し、生体触媒溶液は該遠心ロー
ターに設置された多段反応管に遠心力で保持し、
基質溶液を生体触媒溶液中を連続通過させ、流出
する基質溶液より反応生成物を回収することから
成る固定化生体触媒反応プロセス。 ３ 生体触媒と基質溶液とを互いに反対方向に連
続送液し、遠心ローターに設置された多段反応管
内で混合分離し、流出する酵素溶液から反応副生
成物を限外ろ過により除去し、酵素溶液を反復リ
サイクル使用し、基質溶液から反応生成物を回収
する第１項に記載の固定化生体触媒反応プロセ
ス。 ４ 該生体触媒は酵素である第２項又は第３項の
固定化生体触媒反応プロセス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23752585A JPS62100279A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 固定化生体触媒反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23752585A JPS62100279A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 固定化生体触媒反応器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100279A JPS62100279A (ja) | 1987-05-09 |
| JPH054065B2 true JPH054065B2 (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=17016617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23752585A Granted JPS62100279A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 固定化生体触媒反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62100279A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622819A (en) * | 1995-03-28 | 1997-04-22 | Kinetic Biosystems, Inc. | Centrifugal fermentation process |
| US6133019A (en) * | 1995-03-28 | 2000-10-17 | Kinetic Biosystems, Inc. | Centrifugal fermentation process |
| US6660509B1 (en) | 1995-03-28 | 2003-12-09 | Kinetic Biosystems, Inc. | Methods and devices for remediation and fermentation |
| US6916652B2 (en) | 1995-03-28 | 2005-07-12 | Kinetic Biosystems, Inc. | Biocatalyst chamber encapsulation system for bioremediation and fermentation |
| US6214617B1 (en) | 1995-03-28 | 2001-04-10 | Kinetic Biosystems, Inc. | Centrifugal fermentation process |
| NL1002569C2 (nl) | 1996-03-11 | 1997-09-12 | Univ Delft Tech | Werkwijze voor het uitvoeren van een behandeling in aanwezigheid van een centrifugale kracht en inrichting daarvoor. |
| WO1999033950A2 (en) * | 1997-12-31 | 1999-07-08 | Kinetic Biosystems, Inc. | Centrifugal fermentation process |
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-
1985
- 1985-10-25 JP JP23752585A patent/JPS62100279A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62100279A (ja) | 1987-05-09 |
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