JP2022011205A - Stirrer-free biological reactor using fine bubbles and ultra fine bubbles containing gases useful for culturing microorganisms or cells and biological reaction method using this biological reactor - Google Patents
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、微生物または細胞(以下、「微生物等」ともいう。)を培養して、微生物等に反応生成物を生成させ、または、微生物等を増殖する生物反応装置およびこの生物反応装置を用いた生物反応方法に関し、撹拌機を使用することなく、培養槽に収容された、培養液および微生物等を含有する生物培養液(以下、「生物培養液」ともいう。)を撹拌することを特徴とするものである。 The present invention uses a biological reaction device for culturing a microorganism or a cell (hereinafter, also referred to as "microorganism or the like") to cause the microorganism or the like to produce a reaction product, or a biological reaction device for multiplying the microorganism or the like, and the biological reaction device. The biological reaction method used is characterized in that the biological culture solution containing the culture solution and microorganisms (hereinafter, also referred to as “biological culture solution”) contained in the culture tank is stirred without using a stirrer. Is to be.
生物反応は、化学反応と異なり、反応自体は遅いが、多大なエネルギーや多くの化学物質を使用しないので、環境にとって温和で有意義な反応である。 Unlike chemical reactions, biological reactions are slow, but they do not use a lot of energy or many chemical substances, so they are mild and meaningful reactions for the environment.
しかし、生物反応は、一般的に反応が遅いという問題があった。すなわち、化学反応は、1時間以内の反応で十分な場合が多いのに対して、生物反応の場合は、数時間から長い場合は数日または特に長い場合数週間以上の反応時間を要する場合もある。このため、生物反応を効率的、経済的に行うことが求められている。 However, the biological reaction has a problem that the reaction is generally slow. That is, in many cases, a reaction within one hour is sufficient for a chemical reaction, whereas in the case of a biological reaction, it may take several hours to several days if it is long, or several weeks or more if it is particularly long. be. Therefore, it is required to carry out biological reactions efficiently and economically.
本発明者等は、特許文献1~4等において、酸素含有気体のマイクロナノバブルを用いて、微生物等の生物反応を効率的かつ経済的に行うことを提案している。 The present inventors propose in Patent Documents 1 to 4 and the like to efficiently and economically carry out biological reactions of microorganisms and the like by using micro-nano bubbles of oxygen-containing gas.
なお、本件の特許請求の範囲および明細書では、従来の「マイクロバブル」、「ナノバブル」を、それぞれ、「ファインバブル」、「ウルトラファインバブル」と称する。 In the claims and the specification of this case, the conventional "micro bubbles" and "nano bubbles" are referred to as "fine bubbles" and "ultra fine bubbles", respectively.
しかしながら、特許文献1~4の生物反応装置・生物反応方法では、撹拌機を使用して、培養槽に収容された生物培養液を撹拌することから、
a)ストレス・ダメージを受けて、微生物等の活性が低下したり、増殖が阻害されたりする、
b)生物反応前の培地滅菌が行いにくい箇所(撹拌機の回転軸のシール部、回転軸の軸受部、撹拌翼、バッフル・邪魔板等)が生じ、雑菌混入(コンタミネーション)を防止するのが難しい、
c)撹拌機の設置、運転、維持・管理等にコストを要する
等の問題が生じる。
However, in the biological reaction apparatus and biological reaction method of Patent Documents 1 to 4, the biological culture solution contained in the culture tank is agitated by using a stirrer.
a) Under stress and damage, the activity of microorganisms, etc. is reduced or the growth is inhibited.
b) There are places where it is difficult to sterilize the medium before the biological reaction (seal part of the rotating shaft of the stirrer, bearing part of the rotating shaft, stirring blade, baffle, obstruction plate, etc.) to prevent contamination. Is difficult,
c) Problems such as costly installation, operation, maintenance and management of the stirrer occur.
また、特許文献5および6では、撹拌機を使用しない微生物等の培養方法が提案されている。しかしながら、特許文献5では、菌体の流加培養(菌体の増殖に伴って培地の量を増加させる)という特殊な培養において、培養タンク本体内に設けるという特殊な構造を採用して、内筒内外の液の比重差を利用して自然循環流が行われる。また、特許文献6では、細胞の培養を、鉛直な一対の培養筒の下部を連結した反応槽という特殊な反応槽を用いて、両培養筒の下部に接続したガス吹込手段から交互にガスを吹き込んで培養液を撹拌するという特殊な方法で撹拌が行われる。このように、特許文献5および6に開示された撹拌手法は、培養槽内の構造が複雑となり、雑菌の混入防止が困難であることから、一般的な培養槽を用いる生物反応装置・生物反応方法では採用できないものである。
Further,
本発明者等は、次の事項を見いだし、本発明をなしたものである。
1)従来の生物反応装置・生物反応方法では、撹拌機は、i)培養槽に供給される気体の気泡を細かく剪断する目的、およびii)培養槽中の生物培養液を均一に混合する目的で用いられているが、特許文献1~4のような、酸素含有気体のファインバブル・ウルトラファインバブルを用いる生物反応装置・生物反応方法では、既に上記i)の目的は十分に達成されていることから、上記ii)の目的が達成できれば、撹拌機を使用する必要性が乏しいこと。
2)上記ii)の目的は、培養槽に還流される、上記ファインバブル・ウルトラファインバブルを含有させた生物培養液を、中心軸の培養槽側方向に対して0°~90°となる多方向に吐出するように設けられている複数の吐出口を備えたマルチノズルを用いて培養槽に向けて吐出することにより、経済的かつ効率的に達成できること。
3)上記ファインバブル・ウルトラファインバブルに含有させる気体として、特許文献1~4のような<好気性または通性嫌気性微生物等>の培養では酸素を含有する気体が用いられるが、これに限らず、<偏性嫌気性微生物等>の培養では、窒素を含有する気体を用いて、また、天然ガス由来の炭素ガス(炭酸ガス、メタンガス等)から有機物(アミノ酸、有機酸、タンパク質等)を生成する微生物<有機物合成微生物等>の培養では、炭酸ガス、メタンガス等の天然ガス由来の炭素ガスを用いて、同様に、撹拌機を使用することなく培養が行えること。
The present inventors have found the following matters and have made the present invention.
1) In the conventional biological reaction device / biological reaction method, the stirrer has the purpose of i) finely shearing the bubbles of the gas supplied to the culture tank, and ii) the purpose of uniformly mixing the biological culture solution in the culture tank. However, in the biological reaction apparatus / biological reaction method using fine bubbles / ultrafine bubbles of oxygen-containing gas as in Patent Documents 1 to 4, the purpose of i) above has already been sufficiently achieved. Therefore, if the purpose of ii) above can be achieved, there is little need to use a stirrer.
2) The purpose of ii) is to make the biological culture solution containing the fine bubbles / ultra fine bubbles refluxed into the culture tank 0 ° to 90 ° with respect to the culture tank side direction of the central axis. It can be achieved economically and efficiently by discharging toward the culture tank using a multi-nozzle equipped with a plurality of discharge ports provided so as to discharge in the direction.
3) As the gas contained in the fine bubble / ultra fine bubble, a gas containing oxygen is used in the culture of <aerobic or permeable anaerobic microorganisms, etc.> as in Patent Documents 1 to 4, but the gas is limited to this. However, in the culture of <obligate anaerobic microorganisms, etc.>, a gas containing nitrogen is used, and organic substances (amino acids, organic acids, proteins, etc.) are used from carbon gas (carbon dioxide gas, methane gas, etc.) derived from natural gas. In the cultivation of the generated microorganisms <organic synthetic microorganisms, etc.>, carbon gas derived from natural gas such as carbon dioxide gas and methane gas can be used, and similarly, the cultivation can be performed without using a stirrer.
上記1)~3)の着想に基づいて成された本発明の生物反応装置およびこの生物反応装置を用いた生物反応方法は、撹拌機を使用することなく、生物培養液に、空気、酸素、窒素、二酸化炭素、天然ガス由来の炭素ガス、火力発電所から排出される炭酸ガス等の微生物等の培養に有用な気体(以下、「有用気体」ともいう。)を含有する気体のファインバブル・ウルトラファインバブル(以下、「微細気泡」ともいう。)を含有させた生物培養液を、マルチノズルを用いて、培養槽内の多方向に向けて吐出することを特徴とするものであり、これにより、微生物等の活性を低下させずに、上記a)~c)の問題が解決できると共に、マルチノズルを用いることにより、撹拌を経済的かつ効率的に行うことができる。 The biological reaction apparatus of the present invention and the biological reaction method using this biological reaction apparatus, which were made based on the ideas of 1) to 3) above, were prepared by adding air, oxygen, and the like to the biological culture solution without using a stirrer. Fine bubble of a gas containing a gas useful for culturing microorganisms such as nitrogen, carbon dioxide, carbon gas derived from natural gas, and carbon dioxide gas discharged from a thermal power plant (hereinafter, also referred to as "useful gas"). It is characterized in that a biological culture solution containing ultrafine bubbles (hereinafter, also referred to as "fine bubbles") is discharged in multiple directions in a culture tank using a multi-nozzle. As a result, the problems a) to c) can be solved without reducing the activity of microorganisms and the like, and by using the multi-nozzle, stirring can be performed economically and efficiently.
本発明の生物反応装置(以下、「本発明の生物反応装置」ともいう。)およびこの生物反応装置を用いた生物反応方法(以下、「本発明の生物反応方法」ともいい、総称して「本発明の生物反応装置・方法」ともいう。)の課題は、撹拌機を使用せずに培養槽に収容された生物培養液を十分に撹拌でき、微生物等の活性を維持できると共に、撹拌機を使用しないことにより、培養槽・生物反応装置の内部構造を簡素化でき、洗浄性の向上および雑菌汚染の防止を図ることができる、ひいては、撹拌を経済的かつ効率的に行うことのできる生物反応装置・生物反応方法を提供することにある。 The biological reaction apparatus of the present invention (hereinafter, also referred to as "biological reaction apparatus of the present invention") and the biological reaction method using this biological reaction apparatus (hereinafter, also referred to as "biological reaction method of the present invention", are collectively referred to as "biological reaction apparatus of the present invention". The subject of the biological reaction apparatus / method of the present invention is that the biological culture solution contained in the culture tank can be sufficiently stirred without using a stirrer, the activity of microorganisms and the like can be maintained, and the stirrer can be used. By not using, the internal structure of the culture tank / biological reaction device can be simplified, the cleanability can be improved and the contamination by various germs can be prevented, and the organisms that can be stirred economically and efficiently. The purpose is to provide a reaction device and a biological reaction method.
前記課題を解決するため、本発明の生物反応装置・方法では、培養槽から生物培養液を抜き出し、微細気泡を含有させて培養槽に還流する際に、有用気体を含有する気体の微細気泡を含有する生物培養液を、マルチノズルを用いて、培養槽内の多方向に向けて吐出することにより、撹拌機を使用することなく生物培養液の撹拌を行うことを特徴とするものである。具体的には、生物培養液を収容する培養槽、生物培養液を培養槽から抜き出す抜出管路、および抜出管路と培養槽との間に配され、生物培養液を培養槽に還流するマルチノズルを備える生物反応装置であって、上記マルチノズルは、生物培養液に、有用気体を含有する気体の微細気泡を含有させる微細気泡発生装置、および培養槽側の出口に設けられた複数の吐出口を備え、複数の吐出口から、微細気泡を含有させた生物培養液(以下、「微細気泡含有生物培養液」ともいう。)を、マルチノズルの中心軸の培養槽側方向に対して0°~90°となる多方向に吐出することを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, in the biological reaction apparatus / method of the present invention, when the biological culture solution is extracted from the culture tank, the fine bubbles are contained and the mixture is returned to the culture tank, the fine bubbles of the gas containing the useful gas are generated. It is characterized in that the biological culture solution is agitated without using a stirrer by discharging the contained biological culture solution in multiple directions in the culture tank using a multi-nozzle. Specifically, it is arranged in a culture tank for accommodating the biological culture solution, an extraction conduit for extracting the biological culture solution from the culture tank, and between the extraction conduit and the culture tank, and the biological culture solution is returned to the culture tank. The multi-nozzle is a biological reaction device provided with a multi-nozzle, the above-mentioned multi-nozzle is a fine bubble generator for containing fine bubbles of a gas containing a useful gas in a biological culture solution, and a plurality of devices provided at outlets on the culture tank side. A biological culture solution containing fine bubbles (hereinafter, also referred to as “fine bubble-containing biological culture solution”) is supplied from a plurality of discharge ports toward the culture tank side of the central axis of the multi-nozzle. It is characterized by discharging in multiple directions of 0 ° to 90 °.
本発明では、上記のように、有用気体を含有する気体の微細気泡を含有する生物培養液を、マルチノズルを用いて、培養槽内の多方向に向けて吐出することにより、撹拌機を使用せずに、培養槽に収容された生物培養液を十分に撹拌でき、微生物等の活性を維持することができる。 In the present invention, as described above, a stirrer is used by ejecting the biological culture solution containing the fine bubbles of the gas containing the useful gas in multiple directions in the culture tank using a multi-nozzle. Without doing so, the biological culture solution contained in the culture tank can be sufficiently stirred, and the activity of microorganisms and the like can be maintained.
さらに、本発明では、上記のように撹拌機を使用しないことにより、培養槽・生物反応装置の内部構造を簡素化でき、洗浄性の向上および雑菌汚染の防止を図ることができる、
そして、撹拌機を使用しないことにより、a)微生物等がストレス・ダメージを受け微生物等の活性が低下する、b)生物反応前の滅菌が行いにくい箇所(撹拌機の回転軸のシール部、回転軸の軸受部、撹拌翼、バッフル・邪魔板等)が生じ雑菌混入(コンタミネーション)を防止するのが難しい、c)撹拌機の設置、運転、維持・管理等にコストを要する等の従来の問題を解決することができる。
Further, in the present invention, by not using the stirrer as described above, the internal structure of the culture tank / biological reaction apparatus can be simplified, the detergency can be improved, and the contamination with various germs can be prevented.
By not using the stirrer, a) the microorganisms are stressed and damaged and the activity of the microorganisms is reduced, and b) the part where sterility is difficult to be performed before the biological reaction (the seal part of the rotating shaft of the stirrer, rotation). Shaft bearings, stirring blades, baffles, baffles, etc.) are generated and it is difficult to prevent contamination, c) Installation, operation, maintenance, management, etc. of the stirring machine are costly. You can solve the problem.
このように、撹拌機を使用せずマルチノズルを用いることにより、培養槽に収容された生物培養液の撹拌を、経済的かつ効率的に行うことができる。 As described above, by using the multi-nozzle without using the stirrer, the biological culture solution contained in the culture tank can be agitated economically and efficiently.
以下、本発明の実施形態を、添付の図面も参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
<本発明の生物反応装置・方法の一般的事項>
まず、本発明の生物反応装置・方法の一般的事項について説明する。
<General matters of the biological reaction apparatus / method of the present invention>
First, general matters of the biological reaction apparatus / method of the present invention will be described.
本発明の生物反応装置・方法は、<好気性または通性嫌気性微生物等>の培養に好適に用いることができる。具体的には、醸造、発酵等による食品、薬品、化学品等の製造、バイオマスを利用したバイオエタノールの製造等の微生物等による反応生成物の製造のみならず、微生物等の増殖にも適用できる。<好気性または通性嫌気性微生物等>を培養する場合には、有用気体として酸素を含有する気体が用いられる。 The biological reaction apparatus / method of the present invention can be suitably used for culturing <aerobic or facultative anaerobic microorganisms, etc.>. Specifically, it can be applied not only to the production of foods, chemicals, chemicals, etc. by brewing, fermentation, etc., the production of reaction products by microorganisms, such as the production of bioethanol using biomass, but also to the growth of microorganisms, etc. .. When culturing <aerobic or facultative anaerobic microorganisms, etc.>, a gas containing oxygen is used as a useful gas.
<好気性または通性嫌気性微生物等>を用いた生物反応は、培養槽に収容した微生物等を含有する培養液中において、培養液を栄養源として、微生物等に反応生成物を生成させたり、微生物等を増殖させるものである。 In the biological reaction using <aerobic or facultative anaerobic microorganisms, etc.>, the reaction products may be produced by the microorganisms, etc. using the culture solution as a nutrient source in the culture solution containing the microorganisms, etc. contained in the culture tank. , Microorganisms, etc. are propagated.
<好気性または通性嫌気性微生物等>の培養液としては、糖類、窒素源が含有されたものを用いる。糖類としては、通常、マルトース、スクロース、グルコース、フルクトース、これらの混合物等の糖類、エタノール等が用いられ、培養液における糖類の濃度は、特に限定されないものの、0.1~10w/v%とするのが好ましい。また、窒素源としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウムまたはコーンスティープリカー、酵母エキス、肉エキス、ペプトン等が用いられ、0.1~10w/v%とするのが好ましい。さらに、培養液には糖類、窒素源以外にも、必要に応じて、ビタミン、無機塩類等を添加することが好ましい。 As the culture solution of <aerobic or facultative anaerobic microorganisms, etc.>, one containing saccharides and nitrogen sources is used. As the saccharide, maltose, sucrose, glucose, fructose, saccharides such as mixtures thereof, ethanol and the like are usually used, and the concentration of the saccharide in the culture solution is not particularly limited, but is 0.1 to 10 w / v%. Is preferable. As the nitrogen source, ammonium chloride, ammonium sulfate or corn steep liquor, yeast extract, meat extract, peptone and the like are used, and the nitrogen source is preferably 0.1 to 10 w / v%. Further, it is preferable to add vitamins, inorganic salts and the like to the culture broth, if necessary, in addition to the sugar and nitrogen sources.
<好気性または通性嫌気性微生物等>としては、醸造、発酵等の技術分野で従来用いられている、アスペルギルス菌等の麹菌、納豆菌、酢酸菌、酵母菌、乳酸菌等の好気性および通性嫌気性の微生物のほか、遺伝子組み換え技術で創り出される各種好気性および通性嫌気性の微生物を用いることができる。また、細胞としては、例えば、抗体医薬として使用される生理活性ペプチドまたは蛋白質を製造するための動物細胞、とりわけ遺伝子組換え動物細胞等が挙げられる。 <Aerobic or facultative anaerobic microorganisms, etc.> include aerobic and facultative bacteria such as aspergillus, natto, acetic acid, yeast, and lactic acid, which are conventionally used in technical fields such as brewing and fermentation. In addition to sexually anaerobic microorganisms, various aerobic and facultative anaerobic microorganisms created by gene recombination technology can be used. In addition, examples of the cells include animal cells for producing physiologically active peptides or proteins used as antibody drugs, particularly recombinant animal cells and the like.
さらに、本発明の生物反応装置・方法は、ビフィズス菌等の大気レベルの濃度の酸素に暴露することにより生育が阻害される<偏性嫌気性微生物等>の培養にも用いることができる。<偏性嫌気性微生物等>を培養する場合には、有用気体として窒素が用いられる。 Furthermore, the biological reaction apparatus / method of the present invention can also be used for culturing <obligately anaerobic microorganisms, etc.> whose growth is inhibited by exposure to oxygen having an atmospheric level concentration such as bifidobacteria. When culturing <obligately anaerobic microorganisms, etc.>, nitrogen is used as a useful gas.
さらに、本発明の生物反応装置・方法は、天然ガス由来の炭素ガス(炭酸ガス、メタンガス)、火力発電所から排出される炭酸ガス等から、アミノ酸、有機酸、タンパク質等の有機物を生成する<有機物合成微生物等>の培養にも用いることができる。<有機物合成微生物等>を培養する場合には、有用気体として、天然ガス由来の炭素ガス、火力発電所から排出される炭酸ガス等が用いられる。 Further, the biological reaction apparatus / method of the present invention produces organic substances such as amino acids, organic acids and proteins from carbon gas (carbon dioxide gas, methane gas) derived from natural gas, carbon dioxide gas discharged from a thermal power plant, etc. < It can also be used for culturing organic matter synthetic microorganisms and the like. When culturing <organic synthetic microorganisms, etc.>, carbon gas derived from natural gas, carbon dioxide gas discharged from a thermal power plant, or the like is used as a useful gas.
<本発明の生物反応装置・方法において用いられる微細気泡>
次に、本発明の生物反応装置・方法において用いられる微細気泡について説明する。
<Micro bubbles used in the biological reaction apparatus / method of the present invention>
Next, the fine bubbles used in the biological reaction apparatus / method of the present invention will be described.
本発明の生物反応装置・方法において用いられる「ファインバブル・ウルトラファインバブル」(微細気泡)とは、「ファインバブル」および/または「ウルトラファインバブル」を意味する。「通常の気泡」は水中を急速に上昇して表面で破裂して消えるのに対し、「ファインバブル」といわれる直径50μm以下の微小気泡は、水中で縮小していって消滅し、この際に、フリーラジカルと共に、直径100nm以下の極微小気泡である「ウルトラファインバブル」を発生し、この「ウルトラファインバブル」は比較的長時間水中に残存する。 The "fine bubble / ultra fine bubble" (fine bubble) used in the biological reaction apparatus / method of the present invention means "fine bubble" and / or "ultra fine bubble". While "ordinary bubbles" rapidly rise in water and burst at the surface and disappear, "fine bubbles", which are micro bubbles with a diameter of 50 μm or less, shrink and disappear in water, and at this time, they disappear. Along with free radicals, "ultra fine bubbles", which are ultrafine bubbles having a diameter of 100 nm or less, are generated, and these "ultra fine bubbles" remain in water for a relatively long time.
本発明においては、個数平均直径が100μm以下の気泡を「ファインバブル」といい、個数平均直径が1μm以下の気泡を「ウルトラファインバブル」という。「ファインバブル・ウルトラファインバブル」(微細気泡)の気泡径を測定する方法としては、画像解析法、レーザー回折散乱法、電気的検知帯法、共振式質量測定法、光ファイバープローブ法等が一般に用いられ、ナノバブルの気泡径を測定する方法としては、動的光散乱法、ブラウン運動トラッキング法、電気的検知帯法、共振式質量測定法等が一般に用いられている。 In the present invention, bubbles having a number average diameter of 100 μm or less are referred to as “fine bubbles”, and bubbles having a number average diameter of 1 μm or less are referred to as “ultra fine bubbles”. Image analysis method, laser diffraction scattering method, electrical detection band method, resonance type mass measurement method, optical fiber probe method, etc. are generally used as methods for measuring the bubble diameter of "fine bubbles / ultra fine bubbles". As a method for measuring the bubble diameter of nanobubbles, a dynamic light scattering method, a brown motion tracking method, an electrical detection band method, a resonance type mass measurement method and the like are generally used.
<本発明の生物反応装置の特徴>
まず、従来用いられている、酸素含有気体の微細気泡を含有させて微生物等を培養する生物反応装置について説明する。
<Characteristics of the biological reaction apparatus of the present invention>
First, a conventionally used biological reaction device for culturing microorganisms and the like containing fine bubbles of an oxygen-containing gas will be described.
[図12]に示すように、従来の生物反応装置では、培養槽ポンプ101により培養槽102から生物培養液103を抜き出し、酸素含有気体aが供給される微細気泡発生装置104により酸素含有気体aの微細気泡を含有させて、培養槽102に還流すると共に、撹拌機105により培養槽102中の生物培養液103を撹拌している。また、培養槽ポンプ101と微細気泡発生装置104との間にろ過器(図示せず)を配置して、培養槽102から抜き出した生物培養液103から分離したろ過液を、微細気泡発生装置104に供給することも行われている。
As shown in FIG. 12, in the conventional biological reaction device, the
本発明の生物反応装置は、[図1]に示すように、生物培養液1を収容する培養槽2、培養槽ポンプ3等により生物培養液1を培養槽2から抜き出す抜出管路4、および抜出管路4と培養槽2との間に配され、生物培養液1を培養槽2に還流するマルチノズル5を備える生物反応装置であり、
マルチノズル5は、生物培養液1に、有用気体を含有する気体Aの微細気泡を含有させる微細気泡発生装置5-1、および培養槽2側の出口に設けられた複数の吐出口5-2を備えており、
複数の吐出口5-2が、微細気泡含有生物培養液を、マルチノズル5の中心軸Bの前方方向に対して0°~90°となる多方向に吐出するように設けられていることを特徴とするものである。
As shown in [FIG. 1], the biological reaction apparatus of the present invention has a
The multi-nozzle 5 includes a fine bubble generator 5-1 for containing fine bubbles of gas A containing a useful gas in the biological culture solution 1, and a plurality of discharge ports 5-2 provided at outlets on the
The plurality of discharge ports 5-2 are provided so as to discharge the microbubble-containing biological culture solution in multiple directions of 0 ° to 90 ° with respect to the front direction of the central axis B of the
[図1]に示す本発明の生物反応装置・方法の第1実施形態では、培養槽2の底部にマルチノズル5が設けられているが、[図2]に示す本発明の生物反応装置・方法の第2実施形態のように、培養槽2の側面部にマルチノズル5を設けることもできる。
In the first embodiment of the biological reaction device / method of the present invention shown in [FIG. 1], the multi-nozzle 5 is provided at the bottom of the
このように、有用気体を含有する気体Aの微細気泡含有生物培養液を、培養槽2に還流する際に、マルチノズル5の中心軸Bの前方方向に対して0°~90°となる多方向に吐出することにより、撹拌機を使用することなく、微生物等の活性が維持できる生物反応装置および生物反応方法を提供することができる。そして、撹拌機を使用しないことにより、a)微生物等がストレス・ダメージを受け微生物等の活性が低下する、b)生物反応前の滅菌が行いにくい箇所(撹拌機の回転軸のシール部、回転軸の軸受部、撹拌翼、バッフル・邪魔板等)が生じ雑菌混入(コンタミネーション)を防止するのが難しい、c)撹拌機の設置、運転、維持・管理等にコストを要する等の従来の問題を解決することができる。さらに、培養槽内面にバッフル・邪魔板等の部材を設ける必要がないことから、培養槽内面にテフロン加工(テフロン:登録商標)を施し、汚れの付着防止、雑菌混入(コンタミネーション)のリスク低減を図ることができる。
As described above, when the fine bubble-containing biological culture solution of the gas A containing the useful gas is returned to the
本発明の生物反応装置では、抜出管路4とマルチノズル5との間に、培養槽2から抜き出した生物培養液1を、ろ過液とろ過液を除いた生物培養液とに分離するろ過器を配置し、このろ過液を、マルチノズル5に供給することができる。このように、微生物等を除いたろ過液に有用気体を含有する気体Aの微細気泡を含有させ、マルチノズル5の吐出口5-2から吐出することにより、微生物等が受けるストレス・ダメージを低減することができる。ろ過液を除いた生物培養液は、回収されるか、または、別の管路を通じて培養槽2に還流される。
In the biological reaction apparatus of the present invention, a filtration that separates the biological culture solution 1 extracted from the
<本発明の生物反応装置において用いられるマルチノズル>
次に、本発明の生物反応装置において用いられるマルチノズルの好適な態様について、[図3]~[図5]を用いて説明する。
<Multi-nozzle used in the biological reaction apparatus of the present invention>
Next, a preferred embodiment of the multi-nozzle used in the biological reaction apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
好適なマルチノズル5としては、[図3]に示すように、
1)抜出管路4に接続された下端部5-3、
2)培養槽2に接続された上端部5-4、
3)下端部5-3に供給された生物培養液1を分流し、上端部5-4側に搬送する、ノズルの中心軸Bに沿って設けられた複数の搬送管路5-5、
4)各搬送管路5-5に接続された、複数の吐出管路5-6、および
5)各吐出管路5-6の培養槽2側の出口に設けられた、複数の吐出口5-2
を備えており、複数の吐出口5-2が、微細気泡含有生物培養液を、中心軸Bの培養槽2側方向に対して0°~90°となる多方向に吐出するように設けられていることを特徴とする。
As a
1) Lower end 5-3 connected to the extraction pipe 4,
2) Upper end 5-4 connected to the
3) A plurality of transport pipelines 5-5 provided along the central axis B of the nozzle, which divide the biological culture solution 1 supplied to the lower end portion 5-3 and transport it to the upper end portion 5-4 side.
4) A plurality of discharge pipes 5-6 connected to each transport pipe 5-5, and 5) a plurality of
The plurality of discharge ports 5-2 are provided so as to discharge the fine bubble-containing biological culture solution in multiple directions of 0 ° to 90 ° with respect to the
マルチノズル5の複数の吐出口5-2は、上記のように、通常は、微細気泡含有生物培養液を、中心軸Bの培養槽2側方向に対して0°~90°となる多方向に吐出するように設けられるが、複数の吐出口5-2が培養槽2の壁面より内側に突出して設置される場合には、微細気泡含有生物培養液を、中心軸Bの培養槽2側方向に対して90°を超え180°未満となる方向に吐出することもできる。このように、微細気泡含有生物培養液を中心軸Bの培養槽2側方向に対して90°を超え180°未満となる方向に吐出すると、培養槽2の内壁面に微細気泡含有生物培養液が衝突する、微細気泡の浮上を抑制する等の作用が生じることから、培養槽2に収容された生物培養液1を適切に撹拌するための設計を行う際の選択肢を増やすことができる。
As described above, the plurality of discharge ports 5-2 of the multi-nozzle 5 are usually multi-directional in which the microbubble-containing biological culture solution is 0 ° to 90 ° with respect to the
[図4]は、図3のX-X’断面を示す断面模式図であるが、このように、複数の搬送管路5-5は、マルチノズルの中心軸Bに沿って設けられる。また、[図5]は、[図3]の左端面を示す外観模式図であるが、このように、複数の吐出口5-2は、マルチノズルの中心軸Bに対して対称的に、上端部5-4の周囲に沿って配置されるのが好ましい。 [FIG. 4] is a schematic cross-sectional view showing the XX'cross section of FIG. 3. As described above, the plurality of transport pipelines 5-5 are provided along the central axis B of the multi-nozzle. Further, [FIG. 5] is an external schematic view showing the left end surface of [FIG. 3]. As described above, the plurality of discharge ports 5-2 are symmetrical with respect to the central axis B of the multi-nozzle. It is preferably arranged along the periphery of the upper end portion 5-4.
[図3]には、微細気泡発生装置5-1を図示していないが、微細気泡発生装置5-1の設置の態様としては、
a)下端部5-3と搬送管路5-5の間に、1つの微細気泡発生装置5-1を設ける態様、
b)各吐出管路5-6に、それぞれ微細気泡発生装置5-1を設ける態様、または
c)各搬送管路5-5に、それぞれ微細気泡発生装置5-1を設ける態様
を採用することができる。
[FIG. 3] does not show the fine bubble generator 5-1. However, as an aspect of installing the fine bubble generator 5-1
a) A mode in which one fine bubble generator 5-1 is provided between the lower end portion 5-3 and the transport line 5-5.
b) A mode in which a fine bubble generator 5-1 is provided in each discharge pipe line 5-6, or a mode in which a fine bubble generator 5-1 is provided in each transport pipe line 5-5 is adopted. Can be done.
上記a)の態様は、設置、維持等のコストの観点から好ましく、上記b)およびc)の態様は、各吐出口5-2から吐出される生物培養液1の微細気泡量を個別に調整できる観点から好ましい。 The aspect of a) above is preferable from the viewpoint of cost of installation, maintenance, etc., and the aspects of b) and c) above individually adjust the amount of fine bubbles of the biological culture solution 1 discharged from each discharge port 5-2. It is preferable from the viewpoint of being able to do it.
<微細気泡含有生物培養液の吐出>
本発明の生物反応装置のマルチノズルでは、複数の吐出口は、微細気泡含有生物培養液を、マルチノズルの中心軸の前方方向に対して0°~90°となる多方向に吐出するように設けられている。これにより、複数の吐出口から吐出される微細気泡含有生物培養液により、撹拌機を使用することなく、培養槽に収容された生物培養液が十分に撹拌でき、微生物等の活性を維持することができる。
<Discharge of biological culture solution containing fine bubbles>
In the multi-nozzle of the biological reaction device of the present invention, the plurality of discharge ports discharge the fine bubble-containing biological culture solution in multiple directions of 0 ° to 90 ° with respect to the front direction of the central axis of the multi-nozzle. It is provided. As a result, the biological culture solution contained in the culture tank can be sufficiently stirred by the fine bubble-containing biological culture solution discharged from the plurality of discharge ports without using a stirrer, and the activity of microorganisms and the like can be maintained. Can be done.
微細気泡含有生物培養液を、マルチノズルの中心軸Bの前方方向に対して0°~90°となる多方向に吐出するために、接続された一対の搬送管路5-5および吐出管路5-6の位置関係を次のように設定することができる。 A pair of transport pipes 5-5 and discharge pipes connected in order to discharge the fine bubble-containing biological culture solution in multiple directions of 0 ° to 90 ° with respect to the front direction of the central axis B of the multi-nozzle. The positional relationship of 5-6 can be set as follows.
[位置関係A]
[図6]および[図7]に示すように、接続された一対の搬送管路5-5および吐出管路5-6を含む各平面Cにおいて、搬送管路5-5と吐出管路5-6が成す鋭角側の角度αを90°を超え180°未満に設定する。
[Position A]
As shown in FIGS. 6 and 7, in each plane C including a pair of connected transport pipes 5-5 and discharge pipe 5-6, the transport pipe 5-5 and the
この位置関係Aにより、各吐出口5-2から吐出される、微細気泡含有生物培養液の方向を、マルチノズルの中心軸Bから遠ざかる多方向として、培養槽2に収容された生物培養液1を撹拌することができる。
Due to this positional relationship A, the direction of the microbubble-containing biological culture solution discharged from each discharge port 5-2 is set to multiple directions away from the central axis B of the multi-nozzle, and the biological culture solution 1 housed in the
吐出口5-2の数をn個とすると、接続された搬送管路5-5および吐出管路5-6の各対1~nにおける角度α1~αnは、90°を超え180°未満の範囲において個別に適宜設定することができる。 Assuming that the number of discharge ports 5-2 is n, the angles α1 to αn at each pair 1 to n of the connected transport line 5-5 and the discharge line 5-6 are more than 90 ° and less than 180 °. It can be set individually in the range as appropriate.
[位置関係B]
[図7]に示すように、接続された一対の搬送管路5-5および吐出管路5-6を含む各平面Cと、各平面Cに含まれる搬送管路およびマルチノズルの中心軸Bを含む平面Dが成す鋭角側の角度βを0°を超え90°未満に設定する。
[Position B]
As shown in FIG. 7, each plane C including a pair of connected transport pipes 5-5 and discharge pipe 5-6, and the central axis B of the transport pipe and the multi-nozzle included in each plane C. The angle β on the acute angle side formed by the plane D including the above is set to be more than 0 ° and less than 90 °.
この位置関係Bにより、各吐出口5-2から吐出される、微細気泡含有生物培養液の方向を、中心軸Bを中心とする多方向として、培養槽2に収容された生物培養液1を撹拌することができる。
Due to this positional relationship B, the biological culture solution 1 housed in the
吐出口5-2の数をn個とすると、平面Cとこれに対応する平面Dはn対存在するが、各対における角度β1~βnは、0°を超え90°未満の範囲において個別に適宜設定することができる。 Assuming that the number of discharge ports 5-2 is n, there are n pairs of planes C and corresponding planes D, but the angles β1 to βn in each pair are individually in the range of more than 0 ° and less than 90 °. It can be set as appropriate.
上記角度α1~αnおよび角度β1~βnは、培養槽2の形状、吐出口5-2の個数・設置位置等に応じて、培養槽2に収容された生物培養液1が適切に撹拌できるように、実験、シュミュレーション等により適宜設定することができる。
The angles α1 to αn and the angles β1 to βn allow the biological culture solution 1 contained in the
<培養槽の形状・構造>
本発明の生物反応装置・方法において用いられる培養槽の形状としては、一般に用いられている円筒形、立方体形、直方体形のものを用いることができるが、撹拌を均一・均質に行う観点からは、円筒形のものが好ましい。
<Shape and structure of culture tank>
As the shape of the culture tank used in the biological reaction apparatus / method of the present invention, generally used cylindrical, cubic, or rectangular parallelepiped shapes can be used, but from the viewpoint of uniform and uniform stirring, they can be used. , Cylindrical one is preferable.
また、本発明の生物反応装置・方法において用いられる培養槽としては、[図1]に示す本発明の生物反応装置・方法の第1実施形態および[図2]に示す本発明の生物反応装置・方法の第2実施形態のような縦型培養槽、または、[図8]に示す本発明の生物反応装置・方法の第3実施形態のような横型培養槽を用いることができるが、横型培養槽を用いることが好ましい。[図8]に示すような横型培養槽を用いることにより、培養槽2に収容された生物培養液1が適切に撹拌できるように、実験、シュミュレーション等により、マルチノズルの個数、マルチノズルの設置位置等の設計を行う際の選択肢を増やすことができ、望ましい撹拌状態を実現しやすくなる。また、生物培養液1の単位体積当たりに供給される微細気泡の量を一定とすると、横型培養槽を用いた場合には、生物培養液1の表面当たりの微細気泡の量を小さくできるため、生物培養液1の表面に形成される泡の厚みを小さくすることができる。
Further, as the culture tank used in the biological reaction apparatus / method of the present invention, the first embodiment of the biological reaction apparatus / method of the present invention shown in [FIG. 1] and the biological reaction apparatus of the present invention shown in [FIG. 2] are used. -A vertical culture tank as in the second embodiment of the method or a horizontal culture tank as in the third embodiment of the biological reaction apparatus / method of the present invention shown in [FIG. 8] can be used, but the horizontal type. It is preferable to use a culture tank. By using the horizontal culture tank as shown in [FIG. 8], the number of multi-nozzles and the number of multi-nozzles can be determined by experiments, simulations, etc. so that the biological culture solution 1 contained in the
<マルチノズルの設置数>
本発明の生物反応装置・方法においては、マルチノズルが複数個設けられていることが好ましい。マルチノズルを複数個設けることにより、培養槽2に収容された生物培養液1が適切に撹拌できるように、実験、シュミュレーション等により、マルチノズルの個数、マルチノズルの設置位置等の設計を行う際の選択肢を増やすことができ、望ましい撹拌状態を実現しやすくなる。
<Number of multi-nozzles installed>
In the biological reaction apparatus / method of the present invention, it is preferable that a plurality of multi-nozzles are provided. By providing a plurality of multi-nozzles, the number of multi-nozzles, the installation position of the multi-nozzles, etc. are designed by experiments, simulations, etc. so that the biological culture solution 1 contained in the
さらに、複数個のマルチノズルから吐出される、微細気泡含有生物培養液の吐出量を、複数個のマルチノズルにおいてそれぞれ独立して調整することにより、望ましい撹拌状態を実現するために設計を行う際の選択肢を更に増やすことができる。 Further, when designing to realize a desirable stirring state by independently adjusting the discharge amount of the fine bubble-containing biological culture solution discharged from the plurality of multi-nozzles in each of the plurality of multi-nozzles. You can further increase the choices of.
<マルチノズルに設けられる微細気泡発生装置>
マルチノズルに設けられる微細気泡発生装置としては、公知または市販されている、水流方式の微細気泡発生装置を用いることができる。
<Fine bubble generator installed in the multi-nozzle>
As the fine bubble generator provided in the multi-nozzle, a known or commercially available water flow type fine bubble generator can be used.
水流方式の微細気泡発生装置としては、[図9]に示すようなものが挙げられる。この微細気泡発生装置6では、圧をかけた状態で微細気泡発生装置6の入口部6-1から生物培養液を供給し、管路の径を絞って流速を上げながら、のど部6-2で乱流を発生させる。この状態で、有用気体を含有する気体Aを気体入口6-3から供給し、吸引部6-4において生物培養液と混合し、水流により微細気泡となり、出口部6-5から、有用気体を含有する気体Aの微細気泡を含有する生物培養液が排出される。
Examples of the water flow type fine bubble generator include those shown in [Fig. 9]. In this
さらに、好適には、[図10]~[図11]に示すような、気体入口6-3を、微細気泡発生装置6の中心軸に垂直な面に沿って、側面に連続して設けられたスリットとした微細気泡発生装置を用いることができる。このような微細気泡発生装置を用いると、[図11]に示すように、スリットから吹き込まれた有用気体を含有する気体Aは、微細気泡発生装置6の内面に沿って気体の連続する幅広の薄層Eを形成して微細気泡発生装置6の内面に沿って流れ、微細気泡Fが徐々に形成されると共に、出口部6-5付近で多量の微細気泡Fが形成されるため、微細気泡の生成効率を向上させ、生物培養液の微細気泡含有率を効率良く十分に高めることができる。さらに、薄層Fが、微生物等が微細気泡発生装置6の内面に衝突するのを防止するクッションの役割を果たすため、微生物等がストレス・ダメージを受けたりするのを低減することができる。
Further, preferably, gas inlets 6-3 as shown in [FIG. 10] to [FIG. 11] are continuously provided on the side surfaces along the plane perpendicular to the central axis of the
<その他>
微細気泡の酸素含有率の上限値は60%未満であり、55%以下が好ましく、50%以下がより好ましく、45%以下が最も好ましい。微細気泡の酸素含有率を60%以上と過度に大きくすると、酸素の酸化作用により微生物等が受けるストレス・ダメージが大きくなってしまう。また、微細気泡の酸素含有率の下限値は23%以上であり、25%以上が好ましく、27%以上がより好ましく、30%以上が最も好ましい。微細気泡の酸素含有率を23%未満と過度に小さくすると、溶存酸素濃度が低下し、微生物等微生物等の活性を高めることが困難となる。酸素含有率を高めた微細気泡を形成する気体を得るためには、通常、吸着剤を用いたPSA法、VSA法等、水の電気分解法、深冷分離法、膜分離法、化学吸着法等の公知の酸素富化手段を用いて気体の酸素含有率を高めることが好ましく、経済的観点からは、酸素富化膜を用いるのが好ましい。
<Others>
The upper limit of the oxygen content of the fine bubbles is less than 60%, preferably 55% or less, more preferably 50% or less, and most preferably 45% or less. If the oxygen content of the fine bubbles is excessively increased to 60% or more, the stress and damage to the microorganisms due to the oxidizing action of oxygen will increase. The lower limit of the oxygen content of the fine bubbles is 23% or more, preferably 25% or more, more preferably 27% or more, and most preferably 30% or more. If the oxygen content of the fine bubbles is excessively small, less than 23%, the dissolved oxygen concentration decreases, and it becomes difficult to increase the activity of microorganisms such as microorganisms. In order to obtain a gas that forms fine bubbles with an increased oxygen content, usually, a PSA method using an adsorbent, a VSA method, etc., an electrolysis method for water, a cold separation method, a membrane separation method, a chemical adsorption method, etc. It is preferable to increase the oxygen content of the gas by using a known oxygen enrichment means such as, and from an economical point of view, it is preferable to use an oxygen enrichment membrane.
また、生物培養液1を培養槽2から抜き出すための培養槽ポンプ3として、微生物等に与えるストレス・ダメージが比較的少ないチューブポンプ、ダイアフラムポンプ、スクリューポンプ、ロータリーポンプ等の容積式ポンプを好適に用いることができる。
Further, as the
<まとめ>
以上に説明したように、本発明の生物反応装置・方法は、有用気体を含有する気体の微細気泡を含有する生物培養液を、マルチノズルを用いて、培養槽内の多方向に向けて吐出することにより、撹拌機を使用せずに、培養槽に収容された生物培養液を十分に撹拌でき、微生物等の活性を維持することができる。
<Summary>
As described above, in the biological reaction apparatus / method of the present invention, a biological culture solution containing fine bubbles of a gas containing a useful gas is discharged in multiple directions in a culture tank using a multi-nozzle. By doing so, the biological culture solution contained in the culture tank can be sufficiently stirred without using a stirrer, and the activity of microorganisms and the like can be maintained.
さらに、本発明の生物反応装置・方法では、撹拌機を使用しないことにより、培養槽・生物反応装置の内部構造を簡素化でき、洗浄性の向上および雑菌汚染の防止を図ることができる。 Further, in the biological reaction apparatus / method of the present invention, by not using a stirrer, the internal structure of the culture tank / biological reaction apparatus can be simplified, the detergency can be improved, and the contamination by various germs can be prevented.
そして、撹拌機を使用しないことにより、a)微生物等がストレス・ダメージを受け微生物等の活性が低下する、b)生物反応前の滅菌が行いにくい箇所(撹拌機の回転軸のシール部、回転軸の軸受部、撹拌翼、バッフル・邪魔板等)が生じ雑菌混入(コンタミネーション)を防止するのが難しい、c)撹拌機の設置、運転、維持・管理等にコストを要する等の問題を解決することができる。 By not using the stirrer, a) the microorganisms are stressed and damaged and the activity of the microorganisms is reduced, and b) the part where sterility is difficult to be performed before the biological reaction (the seal part of the rotating shaft of the stirrer, rotation). Shaft bearings, stirring blades, baffles, baffles, etc.) are generated, making it difficult to prevent contamination, and c) costly installation, operation, maintenance, and management of the stirring machine. Can be resolved.
このように、撹拌機を使用せずマルチノズルを用いることにより、培養槽に収容された生物培養液の撹拌を、経済的かつ効率的に行うことができる。 As described above, by using the multi-nozzle without using the stirrer, the biological culture solution contained in the culture tank can be agitated economically and efficiently.
1 (培養液、微生物等を含有する)生物培養液
2 培養槽
3 培養槽ポンプ
4 抜出管路
5 マルチノズル
5-1 微細気泡(ファインバブル・ウルトラファインバブル)発生装置
5-2 (複数の)吐出口
5-3 下端部
5-4 上端部
5-5 (複数の)搬送管路
5-6 (複数の)吐出管路
6 微細気泡発生装置
6-1 入口部
6-2 のど部
6-3 気体入口
6-4 吸引部
6-5 出口部
A 有用気体を含有する気体
B (マルチノズルの)中心軸
C 接続された一対の搬送管路および吐出管路を含む各平面
D 各平面Cに含まれる搬送管路およびマルチノズルの中心軸Bを含む平面
E 幅広の薄層
F 微細気泡
α 各平面Cにおいて、搬送管路と吐出管路が成す鋭角側の角度
β 各平面Cと、各平面Cに含まれる搬送管路およびマルチノズルの中心軸Bを含む平面Dが成す鋭角側の角度
101 培養槽ポンプ
102 培養槽
103 生物培養液
104 微細気泡発生装置
105 撹拌機
a 酸素含有気体
1 Biological culture solution (containing culture solution, microorganisms, etc.) 2
Claims (13)
上記生物培養液を上記培養槽から抜き出す抜出管路、および
上記抜出管路と上記培養槽との間に配され、上記生物培養液を上記培養槽に還流するマルチノズルを備える生物反応装置であって、
上記マルチノズルは、
上記生物培養液に、上記微生物または細胞の培養に有用な気体を含有する気体のファインバブル・ウルトラファインバブルを含有させるファインバブル・ウルトラファインバブル発生装置、および
上記培養槽側の出口に設けられた複数の吐出口を備え、
上記複数の吐出口が、上記ファインバブル・ウルトラファインバブルを含有させた上記生物培養液を、上記マルチノズルの中心軸の培養槽側方向に対して0°~90°となる多方向に吐出するように設けられていることを特徴とする、生物反応装置。 A culture tank containing a culture medium and a biological culture medium containing microorganisms or cells,
A biological reaction apparatus provided with an extraction pipe for extracting the biological culture solution from the culture tank, and a multi-nozzle arranged between the extraction pipe and the culture tank and returning the biological culture solution to the culture tank. And
The above multi-nozzle
A fine bubble / ultra fine bubble generator for containing a gas fine bubble / ultra fine bubble containing a gas useful for culturing the microorganism or cell in the biological culture solution, and an outlet on the culture tank side. Equipped with multiple discharge ports,
The plurality of discharge ports discharge the biological culture solution containing the fine bubble / ultra fine bubble in multiple directions of 0 ° to 90 ° with respect to the culture tank side direction of the central axis of the multi-nozzle. A biological reaction device, characterized in that it is provided in such a manner.
このろ過液が、上記マルチノズルに供給されることを特徴とする、請求項1に記載の生物反応装置。 A filter for separating the biological culture solution extracted from the culture tank into the filtrate and the biological culture solution excluding the filtrate is arranged between the extraction conduit and the multi-nozzle.
The biological reaction apparatus according to claim 1, wherein the filtrate is supplied to the multi-nozzle.
上記抜出管路に接続された下端部、
上記培養槽に接続された上端部、
上記下端部に接続され、上記下端部に供給された上記生物培養液を分流し上記上端部側に搬送する、上記マルチノズルの中心軸に沿って設けられた複数の搬送管路、
上記各搬送管路に接続された、複数の吐出管路、および
上記各吐出管路の上記培養槽側の出口に設けられた、上記複数の吐出口を備えており、
接続された一対の上記搬送管路および上記吐出管路を含む各平面において、該搬送管路と該吐出管路が成す鋭角側の角度が90°を超え180°未満に設定されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の生物反応装置。 The above multi-nozzle
The lower end connected to the above extraction pipe,
The upper end connected to the above culture tank,
A plurality of transport pipelines provided along the central axis of the multi-nozzle, which are connected to the lower end portion and which divide the biological culture solution supplied to the lower end portion and transport the biological culture solution to the upper end portion side.
It is provided with a plurality of discharge pipes connected to each of the transport pipes, and the plurality of discharge ports provided at the outlets of the discharge pipes on the culture tank side.
In each plane including the pair of the transfer pipes and the discharge pipes connected to each other, the angle on the acute angle side formed by the transport pipes and the discharge pipes is set to be more than 90 ° and less than 180 °. The biological reaction apparatus according to claim 1 or 2, wherein the biological reaction apparatus is characterized.
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