JP2010539894A5 - - Google Patents

Description

バイオリアクターにおける加圧は様々な方法で得ることができる。第１の態様によれば、少なくとも一個のチャンバーにおいて、チャンバー内の圧力がバイオリアクターの外部の圧力より大きいように加圧が保持される。第２の態様によれば、バイオリアクターが、隣接するチャンバーの複数の列を含み、バイオリアクターの外部の圧力より大きいが少なくとも一つのチャンバー内の圧力より小さい圧力下で媒体を受容するための空間が、チャンバーの隣接する列の間に与えられるので、加圧が保持される。

図１に示す第２の好ましい態様によれば、隣接するチャンバー１０の複数の列２５が、ハウジング２の内部６に設けられる。図示する態様において、列はリアクターの横方向に延びるが、列は、リアクターの縦方向または他のいずれかの方向に延びることも可能である。チャンバーの列はハウジングに接続される。そのために、第１ホイルは第１上縁２３を有し、第２ホイルは第２上縁２４を有する。第１および第２上縁２３、２４は、好ましくは連続的接続によって、ハウジングの上壁４に接続される。第１シートは第１下縁２６を有し、第２シートは第２下縁２７を有する。第１および第２下縁２６、２７は、連続的接続によってハウジングの下壁５に接続される。必要であれば、チャンバーの第１列３１の第１壁２１は、ハウジングの第１側壁を形成することが可能であり、従って、図２に示すように、ハウジング２の第１側壁９に一体化させることが可能であり、チャンバーの最終列３２の第２壁２２は、ハウジングの第２側壁１９を形成することが可能であり、従って、ハウジングの側壁に一体化させることが可能である。このことによって、第１および第２側壁９、１９はハウジング２の対向する側に位置する。この態様によって材料の節約がもたらされる。図２に示すように、チャンバー１０、２０の隣接する列の間に空間３０が設けられる。

図８は、ハウジング出口がバイオリアクターの下方に位置する、本発明のバイオリアクターの詳細を示す。図８に示すように、バイオリアクターは多数の隣接するチャンバーを含む。各チャンバーは、対向する第１および第２チャンバー壁１１、１２を含む。第１チャンバー壁１１は、好ましくは第１プラスチックホイルから作製され、第２チャンバー壁１２は、好ましくは第２プラスチックホイルから作製される。第１および第２プラスチックホイルは、局所的に互いに接続される。接続部は途切れており、それによって、異なるチャンバー間の多くの材料交換が可能となる。図８に示すバイオリアクターは、各チャンバーに少なくとも部分的に接続されたハウジング壁を更に含む（図示せず）。図８に示すバイオリアクターは、少なくとも一つのチャンバーにおける所定のレベルを超える処理された材料の受容および排出のために設けられるオーバーフロー・チャンバーを更に含む。オーバーフロー・チャンバーは、少なくとも一つのチャンバーを通る材料の流れの方向に対して並行して延在し、ハウジングの側壁および所定のレベルまで延在する分離壁を含む。分離壁は、ハウジングに隣接する少なくとも一つのチャンバーの側壁または別個の壁であり得る。オーバーフロー・チャンバーは、少なくとも一つのチャンバーのチャンバー出口として機能する。処理された材料が、オーバーフロー・チャンバーのチャンバー壁の上側によって規定されるレベルに達する場合、処理された材料は、少なくとも一つのチャンバーから、通常バイオリアクターのハウジング壁の底部に設けられるハウジング出口へと排出される。オーバーフロー・チャンバーは、ガス等の他の種類の材料の出口として機能してもよい。ハウジング出口をバイオリアクターの底部側に設けることは、製造がより容易であるという利点を有する。もう一つの利点は、バイオリアクターを光バイオリアクターとして用いる場合、斜光の一部分が吸収されることによりハウジングおよびチャンバー出口がバイオリアクターの効率に悪影響を与えることがないことである。

チャンバーおよびハウジング入口のもう一つの好ましい態様を図７に示す。図７に示すバイオリアクターは、隣接するチャンバーの平行に延びる多数の列を含む。隣接するチャンバーの一の列は、プラスチック材料の第１および第２シートを、少なくとも一つのチャンバーの高さ方向に少なくとも部分的に接続することによって形成される。第１および第２シートは、それらの高さ部分に沿って互いに接続されるのみであり、それによって上側配管が形成される。バイオリアクターは、バイオリアクターのハウジング内部に一体化された供給配管を含み、その供給配管は、隣接するチャンバーの各列の真下に延在するように、バイオリアクターの下方においてヘアピン状に曲がっている。供給配管は多数の開口部を含み、その開口部によって、供給配管が処理すべき材料をバイオリアクターの各チャンバーに供給することが可能となる。好ましくは、供給配管は、チャンバーとの各交点において開口部を含む。これによって、隣接するチャンバー間の接続部が連続的である又は中断させることが可能となる。供給配管は、好ましくは可とう性シート材料から作製される。図７に示すハウジング入口は、図５に示すものと同じであるが、当業者が適切であると考える他のいずれの形状も有し得る。各チャンバー入口がバイオリアクターと一体に作製されるので、また、各チャンバー入口がハウジング入口に接続されるので、バイオリアクターを組み立てる際に各チャンバー入口を個別に供給配管に接続する必要はない。

本発明のバイオリアクターは自立し、このことは、バイオリアクター又はバイオリアクターの一部を支持構造物に接続させる又は吊り下げることを必要とすることなく、バイオリアクターを組み立て得ることを意味する。この自立特性には、バイオリアクター１、特にハウジング２が閉じた体積部分を形成すること、並びにバイオリアクターにおいてリアクター圧力がバイオリアクターの外部の外圧より大きいことが含まれる。これは、多数の異なる方法で達成し得る。バイオリアクターにおける加圧は、例としては、例えばチャンバー１０、２０における流体（または液体）またはガスに過圧をもたらすことにより、チャンバー１０、２０に過圧を与えることによって得ることが可能である。加圧は、図２、５および７に示すシステムによって得ることも可能であり、そのシステムにおいて、チャンバー間の空間３０が加圧下にて媒体で満たされる。媒体は、例えばガスもしくは流体（または液体）、または第１および第２流体（第２流体は第１流体の上にある）、または下側流体相および上側ガス相であり得る。この場合、図５および７に示すように、ハウジングは、媒体を圧力下で供給するための入口３７も含むだろう。チャンバー内の密度が周囲の媒体の密度より小さい場合、少なくとも一つのチャンバーをその底部側でハウジング壁に接続させるので十分である。チャンバーの底部側に供給される気泡は、少なくとも一つのチャンバーに十分な構造をもたらすだろう。チャンバー間に供給される媒体を調節してよく、例えばバイオリアクターの効率を改善するのに用いてよい。チャンバーの異なる列の間の媒体の調節は、例えば、チャンバーの外部で藻類が成長する危険性を減らすため、またはバイオリアクター内の温度を制御するために用いてよい。媒体が液体である場合、媒体は温度緩衝剤として機能し、バイオリアクター内の温度をある程度調節する。

Claims (2)

1. 複数のチャンバー（１０、２０）を含むバイオリアクター（１）であって、複数のチャンバーの各々が、チャンバー壁（１１、１２、１５、２１、２２）を含み、かつバイオマスを収容するために設けられ、複数のチャンバーの各々が、処理すべき材料をチャンバー（１０、２０）に供給するためのチャンバー入口（１３、１７）、および処理された材料をチャンバー（１０、２０）から排出するためのチャンバー出口（１４、１８）を更に含み、複数のチャンバー（１０、２０）が、プラスチック材料の少なくとも１枚の可とう性フィルムを含む材料から作製されたバイオリアクター（１）において、
   ・ バイオリアクターが、複数のチャンバー（１０、２０）を含む閉じた体積部分を形成すること、
   ・ バイオリアクターが、ハウジング壁（３、４、５、９、１９）を有する閉じたハウジング（２）を含み、複数のチャンバー（１０、２０）の少なくとも一部は、ハウジング壁（３、４、５、９、１９）に接続され且つ一体化されること、
   ・ ハウジング壁が可とう性プラスチック材料から作製されること、
   ・ ハウジングが、材料をチャンバー入口（１３、１７）に供給するために複数のチャンバー入口に接続されるハウジング入口（７）、および処理された材料をチャンバー出口（１４、１８）から排出するために複数のチャンバー出口に接続されるハウジング出口（８）を含むこと、
   ・ バイオリアクターにおいて、バイオリアクターが自立するように、バイオリアクターの外部の外圧より大きいリアクター圧力が保持されること
   を特徴とする、バイオリアクター（１）。
2. バイオリアクターが、チャンバーの直立した縁に沿って互いに接続された、隣接するチャンバーの少なくとも一つの列（２５、３１、３２）を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバイオリアクター。