JP2810560B2 - 高粘性発酵液の通気撹拌方法 - Google Patents
高粘性発酵液の通気撹拌方法Info
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- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、化学、薬品、食品工
業等で通気を必要とする高粘性発酵液の通気撹拌方法に
関するものである。
業等で通気を必要とする高粘性発酵液の通気撹拌方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、発酵液を通気撹拌する装置とし
て、図３に示すようなものがある。21は発酵液Ｆを入れ
た発酵槽、22は回転軸、23は回転軸22に上下２段に設け
られたディスクタービン翼、25は回転軸22の駆動用モー
タ、26は平板状邪魔板、27はリング状のスパージャ、28
は空気供給用チューブを示す。この装置においては、モ
ータ25によって回転されるディスクタービン翼23による
発酵液Ｆの撹拌中に、図示しない空気源からチューブ28
を介して送られる空気がスパージャ27から吐出され、こ
の空気の吐出により発酵液Ｆ中に気泡が生じると、この
気泡が高速で回転するディスクタービン翼23で破砕され
て細分化され、発酵液Ｆ中に酸素が溶解、供給される。
て、図３に示すようなものがある。21は発酵液Ｆを入れ
た発酵槽、22は回転軸、23は回転軸22に上下２段に設け
られたディスクタービン翼、25は回転軸22の駆動用モー
タ、26は平板状邪魔板、27はリング状のスパージャ、28
は空気供給用チューブを示す。この装置においては、モ
ータ25によって回転されるディスクタービン翼23による
発酵液Ｆの撹拌中に、図示しない空気源からチューブ28
を介して送られる空気がスパージャ27から吐出され、こ
の空気の吐出により発酵液Ｆ中に気泡が生じると、この
気泡が高速で回転するディスクタービン翼23で破砕され
て細分化され、発酵液Ｆ中に酸素が溶解、供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な従来の装置においては、酸素供給は発酵槽21の機能と
して必要不可欠なものである。しかし、発酵槽21内の発
酵液Ｆの粘度が発酵の経過とともに高くなると、回転軸
22やディスクタービン翼23の周辺にシリンダ状の気体部
が形成され、通気した気泡の分散（微細化）がうまくい
かず、酸素供給が不十分となり、また撹拌混合も不十分
となって発酵槽21内の環境（pH、温度など）が均一に保
持できなくなり、発酵生産性が低下するという問題点が
あった。そこでこの発明は、前記のような従来の問題点
を排除し、高粘性発酵液でも気泡の微細化を促進して高
い酸素供給と撹拌混合が得られ、発酵生産性の向上を図
ることができる通気撹拌方法を提供することを目的とす
る。
な従来の装置においては、酸素供給は発酵槽21の機能と
して必要不可欠なものである。しかし、発酵槽21内の発
酵液Ｆの粘度が発酵の経過とともに高くなると、回転軸
22やディスクタービン翼23の周辺にシリンダ状の気体部
が形成され、通気した気泡の分散（微細化）がうまくい
かず、酸素供給が不十分となり、また撹拌混合も不十分
となって発酵槽21内の環境（pH、温度など）が均一に保
持できなくなり、発酵生産性が低下するという問題点が
あった。そこでこの発明は、前記のような従来の問題点
を排除し、高粘性発酵液でも気泡の微細化を促進して高
い酸素供給と撹拌混合が得られ、発酵生産性の向上を図
ることができる通気撹拌方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明に係る請求項１の通気撹拌方法は、発酵槽
と、この発酵槽内の中心部に設けられた回転軸と、この
回転軸に取付けられ、発酵槽内の発酵液を撹拌する撹拌
翼と、この撹拌翼下部の発酵槽内へ通気する通気手段と
を具え、発酵液の粘度が高くなったとき、通気手段によ
る通気及び撹拌翼による撹拌を一時停止して回転軸や撹
拌翼の周辺に形成された気体部を上方に抜けさせた後、
撹拌翼による撹拌を再び開始して撹拌混合を行ない、つ
いで通気手段による通気を再び開始することを特徴とす
る。
め、この発明に係る請求項１の通気撹拌方法は、発酵槽
と、この発酵槽内の中心部に設けられた回転軸と、この
回転軸に取付けられ、発酵槽内の発酵液を撹拌する撹拌
翼と、この撹拌翼下部の発酵槽内へ通気する通気手段と
を具え、発酵液の粘度が高くなったとき、通気手段によ
る通気及び撹拌翼による撹拌を一時停止して回転軸や撹
拌翼の周辺に形成された気体部を上方に抜けさせた後、
撹拌翼による撹拌を再び開始して撹拌混合を行ない、つ
いで通気手段による通気を再び開始することを特徴とす
る。
【０００５】また、請求項２の通気撹拌方法は、発酵槽
と、この発酵槽内の中心部に設けられた回転軸と、この
回転軸に取付けられ、発酵槽内の発酵液を撹拌する撹拌
翼と、この撹拌翼下部の発酵槽内へ通気する通気手段と
を具え、発酵液の粘度が高くなったとき、通気手段によ
る通気を一時停止するとともに、撹拌翼による撹拌回転
数を下げて回転軸や撹拌翼の周辺に形成された気体部を
上方に抜けさせた後、撹拌翼による撹拌回転数を再び上
げて撹拌混合を行ない、ついで通気手段による通気も再
び開始することを特徴とする。
と、この発酵槽内の中心部に設けられた回転軸と、この
回転軸に取付けられ、発酵槽内の発酵液を撹拌する撹拌
翼と、この撹拌翼下部の発酵槽内へ通気する通気手段と
を具え、発酵液の粘度が高くなったとき、通気手段によ
る通気を一時停止するとともに、撹拌翼による撹拌回転
数を下げて回転軸や撹拌翼の周辺に形成された気体部を
上方に抜けさせた後、撹拌翼による撹拌回転数を再び上
げて撹拌混合を行ない、ついで通気手段による通気も再
び開始することを特徴とする。
【０００６】
【作用】前記のような通気撹拌方法によって、回転軸や
撹拌翼の周辺に形成された気体部を上方に抜くことが可
能となり、通気した気泡の分散がうまくいって、十分な
酸素供給と撹拌混合が得られる。
撹拌翼の周辺に形成された気体部を上方に抜くことが可
能となり、通気した気泡の分散がうまくいって、十分な
酸素供給と撹拌混合が得られる。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す通気撹拌装
置の概略図、図２は通気撹拌装置の運転タイミングチャ
ートである。図１において１は発酵液Ｆを入れた円筒形
の発酵槽で、発酵槽１内の中心部には下端が底壁付近ま
で延在する回転軸２が軸受で回転可能に支持されて設け
られている。発酵槽１の頂壁からシール部を通って突出
した回転軸２には駆動用のモータ３が接続されている。
回転軸２には発酵槽１の底壁の内面に沿った形状を有
し、高粘性の発酵液Ｆの撹拌混合に適している撹拌翼
（例えば改良型ゲート翼）４が取付けられている。５は
撹拌翼４の下部の発酵槽１内に空気を吐出するシングル
ノズルで、シングルノズル５には槽外に設置したコンプ
レッサ６から空気が供給されるようになっている。コン
プレッサ６はモータ３とともに、シーケンスコントロー
ラ７によって作動制御されるようになっている。８は平
板状邪魔板で、発酵槽１の側壁内面に設けられている。
置の概略図、図２は通気撹拌装置の運転タイミングチャ
ートである。図１において１は発酵液Ｆを入れた円筒形
の発酵槽で、発酵槽１内の中心部には下端が底壁付近ま
で延在する回転軸２が軸受で回転可能に支持されて設け
られている。発酵槽１の頂壁からシール部を通って突出
した回転軸２には駆動用のモータ３が接続されている。
回転軸２には発酵槽１の底壁の内面に沿った形状を有
し、高粘性の発酵液Ｆの撹拌混合に適している撹拌翼
（例えば改良型ゲート翼）４が取付けられている。５は
撹拌翼４の下部の発酵槽１内に空気を吐出するシングル
ノズルで、シングルノズル５には槽外に設置したコンプ
レッサ６から空気が供給されるようになっている。コン
プレッサ６はモータ３とともに、シーケンスコントロー
ラ７によって作動制御されるようになっている。８は平
板状邪魔板で、発酵槽１の側壁内面に設けられている。
【０００８】前記のような装置は、通常、一定の撹拌速
度、かつ一定の通気量で連続的に運転される。高粘性発
酵液では発酵経過とともに、発酵液の粘度が高くなり、
最終的には数百〜数千cpの高粘度となる。発酵液の粘度
が数十cpを越えると、発酵槽１内では通気した気泡が大
きくなり、さらには回転軸２や撹拌翼４の周辺に気体部
が形成されて気泡の分散が悪くなる。すなわち、この気
体部は撹拌翼４により生じた遠心力により比重の大きい
発酵液が槽壁部の方向に、そして比重の小さい空気が回
転軸２の方向に分離されることにより、形成される。ま
た、撹拌効果も抑制され、槽内の流動状態が極めて悪く
なる。そのため、発酵液の粘度が高くなったときには、
装置を図２に示すように間歇運転する。
度、かつ一定の通気量で連続的に運転される。高粘性発
酵液では発酵経過とともに、発酵液の粘度が高くなり、
最終的には数百〜数千cpの高粘度となる。発酵液の粘度
が数十cpを越えると、発酵槽１内では通気した気泡が大
きくなり、さらには回転軸２や撹拌翼４の周辺に気体部
が形成されて気泡の分散が悪くなる。すなわち、この気
体部は撹拌翼４により生じた遠心力により比重の大きい
発酵液が槽壁部の方向に、そして比重の小さい空気が回
転軸２の方向に分離されることにより、形成される。ま
た、撹拌効果も抑制され、槽内の流動状態が極めて悪く
なる。そのため、発酵液の粘度が高くなったときには、
装置を図２に示すように間歇運転する。
【０００９】まず、シーケンスコントローラ７の制御に
よってコンプレッサ６及びモータ３の作動を停止し、シ
ングルノズル５から槽内部への通気及び撹拌翼４による
撹拌を一時停止する。この停止によって回転軸２や撹拌
翼４の周辺に形成された気体部が上部に抜け消失する。
次に、シーケンスコントローラ７の制御によってモータ
３のみ作動し、撹拌翼４の回転を開始する。撹拌翼４に
よる撹拌のみを行なうことによって、通気と撹拌を同時
に行なう場合よりも高い撹拌効果が得られ、発酵槽１内
の環境の均一化が図られる。次に、シーケンスコントロ
ーラ７の制御によってコンプレッサ６も作動し、シング
ルノズル５から槽内部への通気も開始する。通気を開始
すると、最初は撹拌翼４により通気した気泡が微細化さ
れて槽内に分散する。最終的には前記のように回転軸２
や撹拌翼４の周辺に気体部が形成されて気泡分散の悪い
状態となる。そこで、また通気及び撹拌を一時停止して
気体部を消失させるわけである。以上のような運転サイ
クルを組んで装置を間歇運転することにより、装置を連
続運転する場合に比較してはるかに高い酸素供給効果、
撹拌効果が得られる。
よってコンプレッサ６及びモータ３の作動を停止し、シ
ングルノズル５から槽内部への通気及び撹拌翼４による
撹拌を一時停止する。この停止によって回転軸２や撹拌
翼４の周辺に形成された気体部が上部に抜け消失する。
次に、シーケンスコントローラ７の制御によってモータ
３のみ作動し、撹拌翼４の回転を開始する。撹拌翼４に
よる撹拌のみを行なうことによって、通気と撹拌を同時
に行なう場合よりも高い撹拌効果が得られ、発酵槽１内
の環境の均一化が図られる。次に、シーケンスコントロ
ーラ７の制御によってコンプレッサ６も作動し、シング
ルノズル５から槽内部への通気も開始する。通気を開始
すると、最初は撹拌翼４により通気した気泡が微細化さ
れて槽内に分散する。最終的には前記のように回転軸２
や撹拌翼４の周辺に気体部が形成されて気泡分散の悪い
状態となる。そこで、また通気及び撹拌を一時停止して
気体部を消失させるわけである。以上のような運転サイ
クルを組んで装置を間歇運転することにより、装置を連
続運転する場合に比較してはるかに高い酸素供給効果、
撹拌効果が得られる。
【００１０】運転方法としては、通気のみ停止し、撹拌
翼４の回転数を下げて形成された気体部を上方に抜けさ
せた後、撹拌翼４の回転数を再び上げて撹拌混合をしば
らく行なってから通気を再び開始するという運転方法で
もよい。
翼４の回転数を下げて形成された気体部を上方に抜けさ
せた後、撹拌翼４の回転数を再び上げて撹拌混合をしば
らく行なってから通気を再び開始するという運転方法で
もよい。
【００１１】高粘性発酵液の模擬液としてカルボキシメ
チルセルロース（ＣＭＣ）水溶液を用いてこの実施例装
置の効果を、次に示す実験例によって検証した。 実験条件は以下の通りとした。 発酵槽：実効容積２リットル（内径130mm） 通気：シングルノズル（内径２mm）、通気量＝２ｌ／mi
n 撹拌：改良型ゲート翼（翼巾70mm、翼高145mm、１枚
翼） 回転数200rpm、平板状邪魔板４枚付き 発酵模擬液：ＣＭＣ水溶液、5000cp 混合：30℃ 前記条件で通気撹拌を（Ｉ）連続運転した場合と、（I
I）この実施例装置による間歇運転とした場合につい
て、酸素供給能を総括酸素移動容量係数ＫＬａを測定す
ることにより比較検討した。ＫＬａは亜硫酸ソーダ法に
より測定した。尚、間歇運転はシーケンスコントローラ
７により、撹拌及び通気の運転時間を制御して図２に示
すパターンで実施した。この実験ではａは５秒、ｂは１
分、ｃは２分に設定した。ただし、この時間は好ましい
一例であって、必ずしもこの設定時間に限定されるもの
ではない。ＫＬａの測定結果を表１に示す。
チルセルロース（ＣＭＣ）水溶液を用いてこの実施例装
置の効果を、次に示す実験例によって検証した。 実験条件は以下の通りとした。 発酵槽：実効容積２リットル（内径130mm） 通気：シングルノズル（内径２mm）、通気量＝２ｌ／mi
n 撹拌：改良型ゲート翼（翼巾70mm、翼高145mm、１枚
翼） 回転数200rpm、平板状邪魔板４枚付き 発酵模擬液：ＣＭＣ水溶液、5000cp 混合：30℃ 前記条件で通気撹拌を（Ｉ）連続運転した場合と、（I
I）この実施例装置による間歇運転とした場合につい
て、酸素供給能を総括酸素移動容量係数ＫＬａを測定す
ることにより比較検討した。ＫＬａは亜硫酸ソーダ法に
より測定した。尚、間歇運転はシーケンスコントローラ
７により、撹拌及び通気の運転時間を制御して図２に示
すパターンで実施した。この実験ではａは５秒、ｂは１
分、ｃは２分に設定した。ただし、この時間は好ましい
一例であって、必ずしもこの設定時間に限定されるもの
ではない。ＫＬａの測定結果を表１に示す。
【表１】 この結果から、この実施例装置による間歇運転方法によ
って通気撹拌を行なうほうが、従来の連続運転方法よっ
て通気撹拌を行なう場合よりも酸素供給能が高いことは
明らかである。この結果は又、槽内の混合状態がよく気
泡が槽内に広く分散して酸素供給能を高めており、撹拌
性能も従来の運転方法より高いことを示している。
って通気撹拌を行なうほうが、従来の連続運転方法よっ
て通気撹拌を行なう場合よりも酸素供給能が高いことは
明らかである。この結果は又、槽内の混合状態がよく気
泡が槽内に広く分散して酸素供給能を高めており、撹拌
性能も従来の運転方法より高いことを示している。
【００１２】
【発明の効果】請求項１の発明は前記のように、発酵液
の粘度が高くなったとき、通気手段による通気及び撹拌
翼による撹拌を一時停止して回転軸や撹拌翼の周辺に形
成された気体部を上方に抜けさせた後、撹拌翼による撹
拌を再び開始して撹拌混合を行ない、ついで通気手段に
よる通気を再び開始することにより、又は請求項２の発
明は前記のように、発酵液の粘度が高くなったとき、通
気手段による通気を一時停止するとともに、撹拌翼によ
る撹拌回転数を下げて回転軸や撹拌翼の周辺に形成され
た気体部を上方に抜けさせた後、撹拌翼による撹拌回転
数を再び上げて撹拌混合を行ない、ついで通気手段によ
る通気も再び開始することにより、高粘性発酵液でも気
泡の微細化を促進して高い酸素供給と撹拌混合を得るこ
とができ、したがって、従来、低下しがちだった発酵生
産性の向上を図ることができるという優れた効果があ
る。
の粘度が高くなったとき、通気手段による通気及び撹拌
翼による撹拌を一時停止して回転軸や撹拌翼の周辺に形
成された気体部を上方に抜けさせた後、撹拌翼による撹
拌を再び開始して撹拌混合を行ない、ついで通気手段に
よる通気を再び開始することにより、又は請求項２の発
明は前記のように、発酵液の粘度が高くなったとき、通
気手段による通気を一時停止するとともに、撹拌翼によ
る撹拌回転数を下げて回転軸や撹拌翼の周辺に形成され
た気体部を上方に抜けさせた後、撹拌翼による撹拌回転
数を再び上げて撹拌混合を行ない、ついで通気手段によ
る通気も再び開始することにより、高粘性発酵液でも気
泡の微細化を促進して高い酸素供給と撹拌混合を得るこ
とができ、したがって、従来、低下しがちだった発酵生
産性の向上を図ることができるという優れた効果があ
る。
【図１】この発明の一実施例を示す通気撹拌装置の概略
図である。
図である。
【図２】同上の通気撹拌装置の運転タイミングチャート
である。
である。
【図３】従来の例を示す通気撹拌装置の概略図である。
１ 発酵槽 ２ 回転軸 ３ モータ ４ 撹拌翼 ５ シングルノズル ６ コンプレッサ ７ シーケンスコントローラ ８ 平板状邪魔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−278077（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−63277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−143584（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−129798（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−129799（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12P 1/00 C12M 1/00 C12M 1/06
Claims (2)
- 【請求項１】 発酵槽と、この発酵槽内の中心部に設け
られた回転軸と、この回転軸に取付けられ、発酵槽内の
発酵液を撹拌する撹拌翼と、この撹拌翼下部の発酵槽内
へ通気する通気手段とを具え、発酵液の粘度が高くなっ
たとき、通気手段による通気及び撹拌翼による撹拌を一
時停止して回転軸や撹拌翼の周辺に形成された気体部を
上方に抜けさせた後、撹拌翼による撹拌を再び開始して
撹拌混合を行ない、ついで通気手段による通気を再び開
始することを特徴とする高粘性発酵液の通気撹拌方法。 - 【請求項２】 発酵槽と、この発酵槽内の中心部に設け
られた回転軸と、この回転軸に取付けられ、発酵槽内の
発酵液を撹拌する撹拌翼と、この撹拌翼下部の発酵槽内
へ通気する通気手段とを具え、発酵液の粘度が高くなっ
たとき、通気手段による通気を一時停止するとともに、
撹拌翼による撹拌回転数を下げて回転軸や撹拌翼の周辺
に形成された気体部を上方に抜けさせた後、撹拌翼によ
る撹拌回転数を再び上げて撹拌混合を行ない、ついで通
気手段による通気も再び開始することを特徴とする高粘
性発酵液の通気撹拌方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14094291A JP2810560B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 高粘性発酵液の通気撹拌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14094291A JP2810560B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 高粘性発酵液の通気撹拌方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04341188A JPH04341188A (ja) | 1992-11-27 |
| JP2810560B2 true JP2810560B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=15280403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14094291A Expired - Fee Related JP2810560B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 高粘性発酵液の通気撹拌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2810560B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000055295A1 (fr) | 1999-03-12 | 2000-09-21 | Shinko Pantec Co., Ltd. | Bac de brassage pour stocker une solution de levure, procede pour produire des aliments fermentes comme de la biere dans ce bac de brassage, et pales de brassage situees dans ce bac de brassage |
| ES2550468T3 (es) | 2002-10-11 | 2015-11-10 | Nippon Suisan Kaisha, Ltd. | Procedimiento de producción de grasa o aceite microbiano que tiene un bajo contenido de materia no saponificable y dicha grasa o aceite |
| JP2010119965A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Ihi Corp | 攪拌装置 |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP14094291A patent/JP2810560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04341188A (ja) | 1992-11-27 |
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