JPH0655131B2 - 生化学反応方法 - Google Patents
生化学反応方法Info
- Publication number
- JPH0655131B2 JPH0655131B2 JP2205989A JP2205989A JPH0655131B2 JP H0655131 B2 JPH0655131 B2 JP H0655131B2 JP 2205989 A JP2205989 A JP 2205989A JP 2205989 A JP2205989 A JP 2205989A JP H0655131 B2 JPH0655131 B2 JP H0655131B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction
- reaction tank
- baffles
- cylindrical
- biochemical reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- C12M27/14—Rotation or movement of the cells support, e.g. rotated hollow fibers
-
- 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
- C12M27/22—Perforated plates, discs or walls
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Biotechnology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は多孔質構造を持った素材で成る筒状容器を内
面にバッフルを設けた生化学反応を行なう反応槽内で回
転させる生化学反応方法に関し、さらに詳しくは上記筒
状容器を液体相で空のまま又は内部に固定化生体触媒を
収容して回転撹拌させることを特徴とする生化学反応方
法に関する。（なおここにいう生化学反応とは、酵素反
応は勿論のこと、微生物や動，植物細胞など総べての培
養，発酵，反応をいう。） （従来の技術） 従来、一般的な培養，発酵，反応方法として羽根撹拌を
使用せる完全混合型反応器による方法がよく知られてお
り、また固定化生体触媒の培養，発酵，反応方法として
は、完全混合型反応器，エアリフト型反応器，カラム充
填型反応器，中空糸膜型反応器，回転円盤型反応器等に
よる方法がある。そしてエアリフト型など流動層型反応
器によるものでは流動による菌体への酸素・基質の供給
が促進され、物質移動は良好になるが反応率が低いとい
う欠点がある。また充填率を増すと流動性が悪くなる。
大体流動性が保てるのは充填率0.3以下とされている。
これに対してカラム充填型などの固定層型反応器による
場合は充填率が高く、反応率も高いが、物質移動が悪く
なるので増殖速度，生産速度ともに上がらないもので、
いずれも一長一短がある。
面にバッフルを設けた生化学反応を行なう反応槽内で回
転させる生化学反応方法に関し、さらに詳しくは上記筒
状容器を液体相で空のまま又は内部に固定化生体触媒を
収容して回転撹拌させることを特徴とする生化学反応方
法に関する。（なおここにいう生化学反応とは、酵素反
応は勿論のこと、微生物や動，植物細胞など総べての培
養，発酵，反応をいう。） （従来の技術） 従来、一般的な培養，発酵，反応方法として羽根撹拌を
使用せる完全混合型反応器による方法がよく知られてお
り、また固定化生体触媒の培養，発酵，反応方法として
は、完全混合型反応器，エアリフト型反応器，カラム充
填型反応器，中空糸膜型反応器，回転円盤型反応器等に
よる方法がある。そしてエアリフト型など流動層型反応
器によるものでは流動による菌体への酸素・基質の供給
が促進され、物質移動は良好になるが反応率が低いとい
う欠点がある。また充填率を増すと流動性が悪くなる。
大体流動性が保てるのは充填率0.3以下とされている。
これに対してカラム充填型などの固定層型反応器による
場合は充填率が高く、反応率も高いが、物質移動が悪く
なるので増殖速度，生産速度ともに上がらないもので、
いずれも一長一短がある。
（発明が解決しようとする問題点） 一般的に従来のジャーファメンターに代表される生化学
反応器では、基質や酸素などの物質移動が、反応の律速
になる場合が多く、また一般的に固定化生体触媒の培
養，発酵，反応において、固定化生体触媒が物理的な剪
断力などで崩壊し、その活性が低下することが知られて
いる。そして粘度が高い溶液中で固定化生体触媒を使用
する場合には、基質や酸素などの物質移動が困難で、か
つ固定化生体触媒と高粘性溶液との分離，回収が困難で
あるなどの問題があった。
反応器では、基質や酸素などの物質移動が、反応の律速
になる場合が多く、また一般的に固定化生体触媒の培
養，発酵，反応において、固定化生体触媒が物理的な剪
断力などで崩壊し、その活性が低下することが知られて
いる。そして粘度が高い溶液中で固定化生体触媒を使用
する場合には、基質や酸素などの物質移動が困難で、か
つ固定化生体触媒と高粘性溶液との分離，回収が困難で
あるなどの問題があった。
ここに言う固定化生体触媒は、増殖可能な細胞を含むも
のである。
のである。
（問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あって、生化学反応容器内の物質移動速度を速くするだ
けでなく、固定化生体触媒を劣化させることなく、高密
度に使用できる固定化生体触媒を使用した培養，発酵，
反応方法をも提供することにある。
あって、生化学反応容器内の物質移動速度を速くするだ
けでなく、固定化生体触媒を劣化させることなく、高密
度に使用できる固定化生体触媒を使用した培養，発酵，
反応方法をも提供することにある。
所謂この発明は、流体の流通移動良好な多孔質構造を持
った素材で形成した容器またはその容器に固定化生体触
媒を充填包括したものを液体中で回転し、液体を撹拌さ
せて培養，発酵，反応させることを特徴とする生化学反
応方法である。
った素材で形成した容器またはその容器に固定化生体触
媒を充填包括したものを液体中で回転し、液体を撹拌さ
せて培養，発酵，反応させることを特徴とする生化学反
応方法である。
さらに詳しくはこの発明は、多孔質構造を持った素材で
成る筒状容器または内部に固定化生体触媒が収容された
同筒状容器を回転軸に取付け、内面に軸方向の細長いバ
ッフルを設けた生化学的反応を行なう反応槽内で回転さ
せ、液体を撹拌させて培養，発酵，反応を行なうことを
特徴とする生化学反応方法である。
成る筒状容器または内部に固定化生体触媒が収容された
同筒状容器を回転軸に取付け、内面に軸方向の細長いバ
ッフルを設けた生化学的反応を行なう反応槽内で回転さ
せ、液体を撹拌させて培養，発酵，反応を行なうことを
特徴とする生化学反応方法である。
次にこの発明を図面に示す実施例装置について詳しく説
明する。
明する。
先ず１は、内面に軸方向の細長い４枚（数枚）のバッフ
ル７を（放射状に）設けた生化学的反応を行なうガラス
製円筒状の反応槽で、上部に流出，入口３，２を有す
る。そして該反応槽１内には外面上部中央部に設けられ
たモーター４の軸５が垂設されている。６は、例えばセ
ラミックス，ウレタンフォーム，ガラス，金属（ステン
レス鋼）などの材料でなる多孔質または綱目（ネット）
構造を持った流体移動の良好な第１，２図（実施例１）
及び第３図（実施例２）に示すような円筒状の筒状容器
であるが、ＥＧＳＴＲ（本発明の生化学反応容器を便宜
的にＥＧＳＴＡＲと呼ぶ）の回転軸方向の流体移動を良
くするために第４図に例示したドーナツ形の筒状容器６
にするか、あるいは図示してないが回転軸のまわりにウ
レタンフォームなどの多孔質構造を持ったスペーサーを
入れたり固定化生体触媒９をドーナツ状に配置するなど
してもよい。
ル７を（放射状に）設けた生化学的反応を行なうガラス
製円筒状の反応槽で、上部に流出，入口３，２を有す
る。そして該反応槽１内には外面上部中央部に設けられ
たモーター４の軸５が垂設されている。６は、例えばセ
ラミックス，ウレタンフォーム，ガラス，金属（ステン
レス鋼）などの材料でなる多孔質または綱目（ネット）
構造を持った流体移動の良好な第１，２図（実施例１）
及び第３図（実施例２）に示すような円筒状の筒状容器
であるが、ＥＧＳＴＲ（本発明の生化学反応容器を便宜
的にＥＧＳＴＡＲと呼ぶ）の回転軸方向の流体移動を良
くするために第４図に例示したドーナツ形の筒状容器６
にするか、あるいは図示してないが回転軸のまわりにウ
レタンフォームなどの多孔質構造を持ったスペーサーを
入れたり固定化生体触媒９をドーナツ状に配置するなど
してもよい。
（実施例１） 第１図に示すように多孔質構造をもった流通移動の良好
な素材で成る円筒状の筒状容器６を反応槽１内の液体相
で空のまま強制的に回転させることによって例えば酸素
移動容量係数を高くすることが可能となり、液体を撹拌
させて培養，発酵，反応が有効に行える。
な素材で成る円筒状の筒状容器６を反応槽１内の液体相
で空のまま強制的に回転させることによって例えば酸素
移動容量係数を高くすることが可能となり、液体を撹拌
させて培養，発酵，反応が有効に行える。
（実施例２） 第３図に示すように筒状容器６内に固定化生体触媒９を
収容して反応槽１内の液体相で強制的に回転させると、
液体流を矢印のように万偏なく円滑に流動させて撹拌
し、筒状容器６内の固定化生体触媒９を培養，発酵，反
応させる。
収容して反応槽１内の液体相で強制的に回転させると、
液体流を矢印のように万偏なく円滑に流動させて撹拌
し、筒状容器６内の固定化生体触媒９を培養，発酵，反
応させる。
そして筒状容器６内の固定化生体触媒９は物理的な剪断
力などで崩壊劣化することなく、その他の原因がなけれ
ば長時間の連続運転に供することができる。当然、酸素
移動容量係数も高い。
力などで崩壊劣化することなく、その他の原因がなけれ
ば長時間の連続運転に供することができる。当然、酸素
移動容量係数も高い。
（実施例３） 実施例１の筒状容器６を市販のジャーファメンターにセ
ットし、亜硫酸ソーダ法で酸素移動容量係数を他の方法
と比較測定したところ、１ｖｖｍの通気量で次のような
結果を得た。
ットし、亜硫酸ソーダ法で酸素移動容量係数を他の方法
と比較測定したところ、１ｖｖｍの通気量で次のような
結果を得た。
ＥＧＳＴＡＲ（７００ｒｐｍ） １．２００ｈ-1 プロペラ撹拌型（同上） ２００ｈ-1 エアーリフト型 ４０ｈ-1 （実施例４） 市販アルギン酸２ｇ，水100ｇ，市販パン酵母20ｇの割
合で混合し、通常通り塩化カルシウム溶液中に適下して
パン酵母を包括固定化したアルギン酸カルシウムゲルを
作る。
合で混合し、通常通り塩化カルシウム溶液中に適下して
パン酵母を包括固定化したアルギン酸カルシウムゲルを
作る。
また市販のスポンジ（１〜３mm径）で実施例１のような
筒状容器を作り、その中にパン酵母を包括固定化したア
ルギン酸カルシウムゲル（４〜５mm径）一杯充填した。
筒状容器を作り、その中にパン酵母を包括固定化したア
ルギン酸カルシウムゲル（４〜５mm径）一杯充填した。
そしてこのアルギン酸カルシウムゲルを包括固定した筒
状容器を第３図のように市販のミニジャーファメンター
にセットし、撹拌及び回転によるゲルの崩壊とパン酵母
の漏洩を、分光光度計で測定した。なお同時に完全混合
型（ＣＳＴＲ）とエアリフト型（ＡＡＣＲ）の装置に、
同じ割合で上記ゲルを入れ、実験に供した。その結果、
第５図の図表からも明らかなように本発明のもの（便宜
的にＥＧＳＴＲＡＲと呼ぶ反応器）は非常に有利である
ことがわかった。
状容器を第３図のように市販のミニジャーファメンター
にセットし、撹拌及び回転によるゲルの崩壊とパン酵母
の漏洩を、分光光度計で測定した。なお同時に完全混合
型（ＣＳＴＲ）とエアリフト型（ＡＡＣＲ）の装置に、
同じ割合で上記ゲルを入れ、実験に供した。その結果、
第５図の図表からも明らかなように本発明のもの（便宜
的にＥＧＳＴＲＡＲと呼ぶ反応器）は非常に有利である
ことがわかった。
なおまた実施例２の場合において、第３図に示すように
回転軸５にプロペラ８を取付けると、矢印の液体流の流
動作用が助勢される。
回転軸５にプロペラ８を取付けると、矢印の液体流の流
動作用が助勢される。
（発明の効果） この発明は、例えば酸素移動容量係数を高くすることが
可能となり、液体相の物質移動を従来法より極端に良く
することができる卓抜した効果がある。さらにこの発明
では反応槽内面に軸方向の細長いバッフルを設けたか
ら、これにより凝集防止と共に軸方向の液体流動混合を
促進させることができ反応処理を助勢できる優れた効果
がある。かつ固定化生体触媒をさらに包括固定化し、液
体中で強制的に回転撹拌操作できるようにしたため、従
来からの問題であった固定化生体触媒の強度の悪さと培
養，発酵，反応槽内での物質移動の悪さとを解消するこ
とができる。また従来から使用されている装置が若干の
改良でそのままこの発明方法に使用でき産業的にも有益
である。
可能となり、液体相の物質移動を従来法より極端に良く
することができる卓抜した効果がある。さらにこの発明
では反応槽内面に軸方向の細長いバッフルを設けたか
ら、これにより凝集防止と共に軸方向の液体流動混合を
促進させることができ反応処理を助勢できる優れた効果
がある。かつ固定化生体触媒をさらに包括固定化し、液
体中で強制的に回転撹拌操作できるようにしたため、従
来からの問題であった固定化生体触媒の強度の悪さと培
養，発酵，反応槽内での物質移動の悪さとを解消するこ
とができる。また従来から使用されている装置が若干の
改良でそのままこの発明方法に使用でき産業的にも有益
である。
第１図はこの発明の実施例１装置の縦断面図、第２図は
同横断面図、第３図は同実施例２装置の縦断面図、第４
図は筒状容器の別の実施例の一部欠截した斜視図、第５
図はこの発明と従来法とを比較した光学的透過度の図表
である。 １…反応層、２…気体等の流入口、（通気は通常のスパ
ージャーを使用可能）３…流出口、４…モーター、５…
軸、６…筒状容器、７…バッフル、８…プロペラ、９…
固定化生体触媒、
同横断面図、第３図は同実施例２装置の縦断面図、第４
図は筒状容器の別の実施例の一部欠截した斜視図、第５
図はこの発明と従来法とを比較した光学的透過度の図表
である。 １…反応層、２…気体等の流入口、（通気は通常のスパ
ージャーを使用可能）３…流出口、４…モーター、５…
軸、６…筒状容器、７…バッフル、８…プロペラ、９…
固定化生体触媒、
Claims (3)
- 【請求項１】多孔質構造を持った素材で成る筒状容器を
回転軸に取付け、内面に軸方向の細長いバッフルを設け
た生化学的反応を行なう反応槽内で回転させ、液体を撹
拌させて培養、，発酵，反応を行なうことを特徴とする
生化学反応方法。 - 【請求項２】筒状容器内に固定化生体触媒が収容されて
いる請求項１記載の生化学反応方法。 - 【請求項３】筒状容器がドーナツ形容器である請求項２
記載の生化学反応方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205989A JPH0655131B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 生化学反応方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205989A JPH0655131B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 生化学反応方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02203780A JPH02203780A (ja) | 1990-08-13 |
| JPH0655131B2 true JPH0655131B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=12072339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2205989A Expired - Lifetime JPH0655131B2 (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 生化学反応方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655131B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11192076B2 (en) | 2017-03-06 | 2021-12-07 | Spinchem Ab | Flow-promoting device, a reactor arrangement and the use of such flow-promoting device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL101792A (en) * | 1992-05-05 | 1996-08-04 | Interpharm Lab Ltd | Bioreactor and basket therefor |
| JP3639007B2 (ja) * | 1995-08-22 | 2005-04-13 | 京都水研株式会社 | 攪拌槽型のバイオリアクタ |
| SE537934C2 (sv) | 2013-10-25 | 2015-11-24 | Nordic Chemquest Ab | Reaktorkonstruktion |
| CN109694825A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-04-30 | 湖南省肿瘤医院 | 一种培养3d细胞环的模具 |
| KR102096500B1 (ko) * | 2019-12-17 | 2020-04-02 | 주식회사 이뮤니스바이오 | 도넛형 세포 배양 백 및 이를 포함하는 세포 배양 시스템 |
| CN111454827A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-07-28 | 南京工业大学 | 一种微生物普适固定化发酵装置及其应用 |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2205989A patent/JPH0655131B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11192076B2 (en) | 2017-03-06 | 2021-12-07 | Spinchem Ab | Flow-promoting device, a reactor arrangement and the use of such flow-promoting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02203780A (ja) | 1990-08-13 |
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