JPH072110B2 - 連続滅菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は連続滅菌装置に関する。さらに詳しくは連続
培養に好適な連続滅菌装置に関する。

（ロ）従来の技術 液体培地を滅菌するには、所定の高温で所定時間保持す
ることが必要である。微生物等の発酵の場合、発酵槽に
供給する発酵用の液体培地を連続的に滅菌する方法とし
て、該培地供給槽から発酵槽までに配設される培地供給
管路を二重管構造とし、この管路の内側管路に培地を移
送し外側管路に蒸気を流すことにより、該管路を移送中
に培地を加熱処理に付して滅菌することが行われてい
る。このような場合例えば上記管路を移送される培地
を、少なくとも120℃、10分間保持することにより、連
続滅菌が達成されることとなる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記方法では加熱に時間を要し、また培
地の温度分布にムラが生じたりする。このことは特に培
地に糖類が入っていると高温に長時間保持されることに
よりカップリングを起こし、培地の劣化等を招くことに
なる。

この発明はかかる状況に鑑みなされたものであり、培地
を短時間で高温処理して連続滅菌しうる連続滅菌装置を
提供しようとするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、液体培地供給部から培養槽
もしくは培地一時貯蔵槽に液体培地を移送する流路上
に、蒸気加熱滅菌槽とそこで加熱された液体培地を短時
間保持する流路および所定温度まで熱交換的に冷却する
流路とを介設し、 前記滅菌槽には、供給量調節手段を具備した蒸気供給部
を連設すると共に、その槽内底部近傍に蒸気供給口を設
けてなる連続滅菌装置が提供される。

この発明は、液体培地を移送中に高圧蒸気と直接接触さ
せてこれを瞬時に所定温度に加熱し、かつ、この加熱状
態を所定時間保持して移送することにより該移送流路上
で直接かつ連続して滅菌処理できうるよう構成された装
置であることを特徴とする。

この発明の装置に用いられる液体培地供給部は、液体培
地貯留槽と該液体培地を流路に送液する送液ポンプとか
ら構成されたものが適している。上記送液ポンプとして
は、ペリスタポンプ、プランジャーポンプ等どんなポン
プでもよい。

この発明の装置に用いられる蒸気加熱滅菌槽は、液体培
地移送流路に接続可能な導入路および排出路とを有する
培地貯留部と、これに連設される蒸気供給部とから構成
される。該蒸気供給部は蒸気発生器と、該蒸気発生器か
ら供給量調節手段を介して上記培地貯留部に接続されさ
らに該貯留部内底部近傍に開口しうるよう配設される蒸
気導入管とから構成されたものが適している。上記供給
量調節手段には、通常の絞り弁等が用いられてもよい。
さらにこの供給量調節手段には、加熱された液体培地の
温度状態に応じて上記手段を作動しうる温度調節計が付
設されていてもよい。上記蒸気導入管には、通常発生蒸
気に含有される油等の不純物を除去しうるフィルタ等が
設けられることが好ましい。これらのことは後述する実
施例の記載が参照される。この上記加熱滅菌槽は断熱性
部材で構成されることが好ましい。上記蒸気導入管によ
り導入される蒸気の温度は、液体培地を少なくとも140
℃以上に加熱しうる程度の高温に設定される。

この発明の装置において、加熱された液体培地を短時間
保持する流路とは、前記蒸気加熱滅菌槽で加熱された液
体培地の温度を所定時間保持して移送しうる流路を意味
する。従って該流路は例えば前記蒸気加熱滅菌槽に接続
され、該槽から所定距離にわたって断熱部材で構成され
た管路等が挙げられる。上記所定距離は、加熱される液
体培地の温度が上記のごとき140℃程度である場合少な
くとも４秒間接続しうる距離が適しており、液体培地の
流量に応じて適宜設定される。また断熱的な構成として
は断熱部材で流路を構成すること等が挙げられる。該材
質としては、グラスウール、石綿等が挙げられ、グラス
ウールが好ましい。

この発明の装置に介設される冷却流路は、前記加熱保持
流路から移送される加熱液体培地を移送する流路と、こ
の流路と熱交換的に接設する冷却部とを有して構成され
るものが適しており、高温流体通過用の内部管路と、導
入管および排出管を有して上記内部管路外部に冷却水を
接触流動しうる冷却水通過用の外部管路との二重管構造
からなる通常の熱交換器が適している。上記冷却流路は
冷却効果の点から上記のごとき熱交換器を複数直列に配
管されて構成されていてもよい。

（ホ）作用 この発明によれば、液体培地供給部から上記加熱滅菌槽
に導入された液体培地は、該槽内でここに供給される高
圧蒸気と直接接触して瞬時に所定の高温に撹拌・加熱さ
れる。この加熱された液体培地は上記槽から流出されて
も所定の短時間その温度が保持されて移送され、次いで
熱交換的に冷却する流路を移送されるにしたがい所定の
温度に冷却された後、培養槽もしくは培地一時貯蔵槽に
移送される。

以下実施例によりこの発明を詳細に説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（ヘ）実施例 第１図はこの発明の連続滅菌装置の一例の構成説明図で
ある。該図において、連続滅菌装置（１）は、培地タン
ク（２）、送液ポンプ（３）、洗浄用ポンプ（３′）、
培地とスチームとを直接ミキシングするためのスチーム
ミキサ（４）、培地を一定の高温に保持するためのホー
ルディングヘッダ（５）、高温の培地を低温に冷却する
第一熱交換器（６）、この熱交換器（６）で冷却された
培地をさらに所定温度に冷却する第二熱交換器（７）、
上記ホールディングヘッダ（５）に入る培地の温度を調
節するための温度調節計（８）および連続滅菌装置
（１）内洗浄用の洗浄液供給タンク（９）とから主とし
て構成されている。

スチームミキサ（４）は、培地導入管および排出管を有
する培地貯留部と該貯留部内底部に開口するスチーム導
入管を備えて構成されている。上記スチーム導入管に
は、フィルタ部（41）および温度調節用電磁弁（42）を
この順に介して図示しないスチーム発生器に接続される
スチーム供給管（ａ）が接続されている。

ホールディングヘッダ（５）は、上記スチームミキサ
（４）の培地排出路に接続される流路部（51）を有して
第一熱交換器（６）に接続される管路体で構成されい
る。このホールディングヘッダ（５）は内径50mmのステ
ンレスからできており、上記流路部（51）はほぼ140mm
の長さに設定されている。250l/hrのときこのホールデ
ィングヘッダ（５）の上記スチームミキサ（４）との接
続部および上記流路部（51）後段には、温度検出部（5
2）および（53）が設定されている。

第一熱交換器（６）および第二熱交換器（７）はいずれ
も、高温流体通過用の内部管路と、導入管および排出管
を有し上記内部管路外部に冷却水を接触流動しうる冷却
水用管路との通常の二重管構造に構成されているものが
使用されている。また第一熱交換器（６）は、25℃の冷
却水を接触流動したとき内部管路に250〜300l/hrの流量
で導入される高温流体の温度が140℃であれば、これを8
0℃に冷却して内部管路から排出しうる熱交換容量を有
するように設計されている。一方第二熱交換器（７）
は、25℃の冷却水を接触流動したとき、内部管路に250
〜300l/hrの流量で導入される高温流体の温度が80℃で
あれば、これを40℃に冷却して内部管路から排出しうる
熱交換容量を有するように構成されている。

温度調節計（８）は、ホールディングヘッダ（５）の温
度検出部（52）（53）と、スチーム供給管（ａ）に設定
された温度調節用電磁弁（42）とに電気接続されてお
り、上記温度検出部（52）（53）から出力される信号に
基づいて温度調節用電磁弁（42）を作動し、スチームミ
キサ（４）内に導入されるスチーム量を調節して加熱さ
れる培地の温度を調節しうるよう構成されている。

上記スチームミキサ（４）、ホールディングヘッダ
（５）、第一熱交換器（６）、第二熱交換器（７）はこ
の順に管路接続されて滅菌培地供給路（ｂ）が構成され
ている。なおこの滅菌培地供給路（ｂ）は、上記第二熱
交換器（７）からはさらに図示しない発酵槽に延設され
ている。

一方、培地供給路（ｃ）は、培地タンク（２）および送
液ポンプ（３）をこの順に経て第一熱交換器（６）の冷
却水用管路の導入管に管路接続される管路（c₁）と、該
冷却水用管路の排出管から前記スチームミキサ（４）の
培地導入路に接続される管路（c₂）とから構成されてい
る。

なお、図中（９）は洗浄タンク、（ｄ）（ｆ）は純水供
給路（v₁）（v₃）（v₄）（v₅）は電磁弁である。また洗
浄用ポンプ（３′）は滅菌処理操作時は停止されてお
り、この停止状態で流路が開状態に保持されて培地供給
管路（ｃ）が開放されている。また滅菌処理操作後の洗
浄時はこのポンプ（３′）の作動により培地供給管路
（ｃ）に洗浄液（純水）が送液される。

上記連続滅菌装置（１）において、滅菌処理操作時のと
きまず洗浄用ポンプ（３′）を流路開状態に設定し、ス
チーム供給管（ａ）のフィルタ部（41）を通過するスチ
ーム温度を145℃に、また温度調節計（８）により、ホ
ールディングヘッダ（５）内を通過する培地の温度が14
0℃に保持されるように調節しておく。

以上のごとく構成された連続滅菌装置（１）において、
例えばグルコース10％、ポリペプトン１％、イースト抽
出液１％を含有する液体培地を、25℃に保持して培地タ
ンク（２）に用意し、送液ポンプ（３）の送液量を250
〜300l/hrに調節する。この条件で送液ポンプ（３）に
より上記液体培地を送液すれば、培地供給用管路（c₁）
を移送される培地は、第一熱交換器（６）を経て培地供
給用管路（c₂）をさらに移送され、スチームミキサ
（４）内に導入され。このスチームミキサ（４）内の培
地には145℃に調節されたスチームが直接バブリング導
入され、これにより該培地は瞬時に140℃程度に加熱さ
れる。この140℃程度に加熱された高温培地は、スチー
ムミキサ（４）からホールディングヘッダ（５）に移送
される。該ホールディングヘッダ（５）内を移送される
間、高温培地は外部と断熱され上記高温状態が所定時間
（この場合約４秒程度）保持され、これにより滅菌処理
が施された後第一熱交換器（６）内に導入される。な
お、上記ホールディングヘッダ（５）内を移送される培
地は２つの温度検出器（52）（53）によりその高温状態
が監視されており、いずれかの検出器により検出される
温度が所定温度（この場合140℃程度）より低い場合、
この信号が温度調節計（８）に出力され、該温度調節計
（８）はスチーム供給管（ａ）の温度調節用電磁弁（4
2）を作動して、上記温度検出器により検出される温度
が所定温度になるよう、スチームミキサ（４）に導入さ
れるスチーム量を調節する。

上記第一熱交換器（６）に導入された高温（140℃程
度）培地は、冷却水（この場合は25℃の培地）と熱交換
され、所定温度（この場合80℃）に冷却されて該熱交換
器から排出される。該熱交換器（６）から排出された培
地はさらに第二熱交換器（７）に導入されて所定温度
（この場合40℃）に冷却され、発酵槽に供給される。

以上の操作により、発酵槽に供給される培地は、移送中
連続して滅菌処理されることとなる。またこの滅菌処理
が短時間になされるので、培地成分の糖類のカップリン
グ等を生じさせないで連続滅菌することができる。

上記培地の供給が終了すれば、電磁弁（v₁1）（v₃）（v
₄（V₅）を切換作動し、かつ、洗浄用ポンプ（３′）を
作動して培地供給路（ｃ）内、滅菌培地供給路（ｂ）内
に洗浄水を供給してこれらを洗浄し、さらに純水を純水
供給管（ｄ）（ｆ）により供給して次の滅菌処理に備え
る。

（ト）発明の効果 この発明によれば、培地を短時間で高温処理して連続滅
菌できる。培地が瞬時にしかも均一に加熱されるので、
カップリング等による培地の劣化が防止できる。直接的
な加熱方法のため加熱手段が小規模にでき、コストを低
くすることができる。また熱効率が良いのでランニング
コストが小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の連続滅菌装置の一例の構成説明図で
ある。 （２）……培地タンク、（３）……送液ポンプ、（４）
……スチームミキサ、（５）……ホールディングヘッ
ダ、（６）……第一熱交換器、（７）……第二熱交換
器、（８）……温度調節計、（９）……洗浄タンク、
（41）……フィルタ部、（42）……温度調節用電磁弁、
（51）……流路部、（52）（53）……温度検出部、
（ａ）……スチーム供給管、（ｂ）……滅菌培地供給
路、（ｃ）……培地供給路、（c₁）（c₂）……培地供給
用管路、（ｄ）（ｆ）……純水供給路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体培地供給部から培養槽もしくは培地一
   時貯蔵槽に液体培地を移送する流路上に、蒸気加熱滅菌
   槽とそこで加熱された液体培地を短時間保持する流路お
   よび所定温度まで熱交換的に冷却する流路とを介設し、 前記滅菌槽には、供給量調節手段を具備した蒸気供給部
   を連設すると共に、その槽内底部近傍に蒸気供給口を設
   けてなる連続滅菌装置。