JP3494053B2 - 菌体の分離装置および方法 - Google Patents
菌体の分離装置および方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発酵液から菌体を分
離して有価物を得るための菌体の分離装置および分離方
法に関するものである。
離して有価物を得るための菌体の分離装置および分離方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発酵は菌体の培養により有価物を得るも
のであるが、発酵の終了後有価物を得るためには発酵液
から菌体を分離する必要がある。このような菌体の分離
方法として、例えばアルコール発酵のように培地に多量
の固形物を含む場合は、そのままフィルタプレス等によ
り濾過することにより容易に菌体を分離することができ
る。
のであるが、発酵の終了後有価物を得るためには発酵液
から菌体を分離する必要がある。このような菌体の分離
方法として、例えばアルコール発酵のように培地に多量
の固形物を含む場合は、そのままフィルタプレス等によ
り濾過することにより容易に菌体を分離することができ
る。
【０００３】ところが液体培地を用いる発酵により蛋白
や抗生物質等を生産する場合には、菌体は分散状態とな
って懸濁し、他の固形分が少ないため濾布等が目詰まり
し、濾過による分離は困難である。このためケイソウ土
を濾過助剤として用いるケイソウ土濾過による分離が行
われている。しかしこれにより得られるケイソウ土を含
む脱水ケーキは焼却のような一般的な処理が困難であ
る。
や抗生物質等を生産する場合には、菌体は分散状態とな
って懸濁し、他の固形分が少ないため濾布等が目詰まり
し、濾過による分離は困難である。このためケイソウ土
を濾過助剤として用いるケイソウ土濾過による分離が行
われている。しかしこれにより得られるケイソウ土を含
む脱水ケーキは焼却のような一般的な処理が困難であ
る。
【０００４】菌体分離の他の方法として膜分離による方
法がある（例えば特表平６−５００７３０号）。この方
法は限外濾過膜のような透過膜を用い膜分離を行い、有
価物を透過させ、菌体を濃縮液側に分離する方法であ
る。しかしこの方法で分離される菌体は濃縮された懸濁
液の状態であり、そのままでは焼却できず、生物処理に
よる減量化も困難である。
法がある（例えば特表平６−５００７３０号）。この方
法は限外濾過膜のような透過膜を用い膜分離を行い、有
価物を透過させ、菌体を濃縮液側に分離する方法であ
る。しかしこの方法で分離される菌体は濃縮された懸濁
液の状態であり、そのままでは焼却できず、生物処理に
よる減量化も困難である。
【０００５】一方、汚泥の脱水装置として、多数の回転
円板を回転軸に並列状態で間隔を保って保持する回転体
が複数個、それぞれの回転円板の先端部が隣接する回転
体の回転円板の間隙に挿入されるように交接する回転体
列を複数列、出口側が狭くなる汚泥流路を形成するよう
に処理室に配置し、汚泥流路に導入した汚泥を出口側に
移動させるように回転円板を回転させて脱水する回転円
板式脱水機が提案されている（例えば特公昭５７−１９
６９１号、特開平１０−１５５９９号）。しかしこのよ
うな脱水装置は分散状の菌体を含む低濃度の発酵液の分
離には適さず、効率的に菌体と有価物の分離を行うこと
はできない。
円板を回転軸に並列状態で間隔を保って保持する回転体
が複数個、それぞれの回転円板の先端部が隣接する回転
体の回転円板の間隙に挿入されるように交接する回転体
列を複数列、出口側が狭くなる汚泥流路を形成するよう
に処理室に配置し、汚泥流路に導入した汚泥を出口側に
移動させるように回転円板を回転させて脱水する回転円
板式脱水機が提案されている（例えば特公昭５７−１９
６９１号、特開平１０−１５５９９号）。しかしこのよ
うな脱水装置は分散状の菌体を含む低濃度の発酵液の分
離には適さず、効率的に菌体と有価物の分離を行うこと
はできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、発酵
液から効率的に有価物と菌体を分離し、処理の容易な脱
水ケーキとして菌体を分離することが可能な菌体の分離
装置および方法を提案することである。
液から効率的に有価物と菌体を分離し、処理の容易な脱
水ケーキとして菌体を分離することが可能な菌体の分離
装置および方法を提案することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は次の菌体の分離
装置および方法である。 （１） 分散状の菌体を含む発酵液を受け入れる発酵液
調整槽と、発酵液を透過膜を通して膜分離し、有価物を
透過液測に透過させるとともに、菌体を濃縮液側に濃縮
して分離する膜分離装置と、濃縮が進行した段階で該発
酵液調整槽に水を供給するための加水路と、膜分離装置
の濃縮液を凝集剤により凝集処理する凝集装置と、多数
の回転円板を回転軸に並列状態で間隔を保って保持する
回転体が複数個、それぞれの回転円板の先端部が隣接す
る回転体の回転円板の間隙に挿入されるように交接する
回転体列を複数列、出口側が狭くなる菌体流路を形成す
るように配置し、菌体流路に凝集処理した膜分離装置の
濃縮液を導入して出口側に移動させるように回転円板を
回転させて脱水する回転円板式脱水装置とを備えた菌体
の分離装置。 （２） 分散状の菌体を含む発酵液を膜分離装置におい
て膜分離して有価物を透過液側に透過させるとともに、
菌体を濃縮液側に濃縮する膜分離工程と、濃縮が進行し
た段階で水を供給して菌体に付着した有価物を水側に移
行させてさらに膜を透過させる加水処理工程と、加水処
理工程後の濃縮液を凝集剤により凝集処理する凝集工程
と、多数の回転円板を回転軸に並列状態で間隔を保って
保持する回転体が複数個、それぞれの回転円板の先端部
が隣接する回転体の回転円板の間隙に挿入されるように
交接する回転体列を複数列、出口側が狭くなる菌体流路
を形成するように配置した回転円板式脱水装置の菌体流
路に凝集装置からの濃縮液を導入して出口側に移動させ
るように回転円板を回転させて脱水する脱水工程とを含
む菌体の分離方法。
装置および方法である。 （１） 分散状の菌体を含む発酵液を受け入れる発酵液
調整槽と、発酵液を透過膜を通して膜分離し、有価物を
透過液測に透過させるとともに、菌体を濃縮液側に濃縮
して分離する膜分離装置と、濃縮が進行した段階で該発
酵液調整槽に水を供給するための加水路と、膜分離装置
の濃縮液を凝集剤により凝集処理する凝集装置と、多数
の回転円板を回転軸に並列状態で間隔を保って保持する
回転体が複数個、それぞれの回転円板の先端部が隣接す
る回転体の回転円板の間隙に挿入されるように交接する
回転体列を複数列、出口側が狭くなる菌体流路を形成す
るように配置し、菌体流路に凝集処理した膜分離装置の
濃縮液を導入して出口側に移動させるように回転円板を
回転させて脱水する回転円板式脱水装置とを備えた菌体
の分離装置。 （２） 分散状の菌体を含む発酵液を膜分離装置におい
て膜分離して有価物を透過液側に透過させるとともに、
菌体を濃縮液側に濃縮する膜分離工程と、濃縮が進行し
た段階で水を供給して菌体に付着した有価物を水側に移
行させてさらに膜を透過させる加水処理工程と、加水処
理工程後の濃縮液を凝集剤により凝集処理する凝集工程
と、多数の回転円板を回転軸に並列状態で間隔を保って
保持する回転体が複数個、それぞれの回転円板の先端部
が隣接する回転体の回転円板の間隙に挿入されるように
交接する回転体列を複数列、出口側が狭くなる菌体流路
を形成するように配置した回転円板式脱水装置の菌体流
路に凝集装置からの濃縮液を導入して出口側に移動させ
るように回転円板を回転させて脱水する脱水工程とを含
む菌体の分離方法。
【０００８】 本発明において処理の対象となる発酵液
は、微生物を培養して発酵を行い有価物を生成させる発
酵工程における分散状の菌体を含む発酵液であり、固体
培地を用いる場合、液体培地を用いる場合のいずれも対
象となり得るが、特に液体培地を用いて発酵を行い、分
散状の菌体を含む発酵液から菌体と有価物を分離する場
合に適している。このような発酵としては蛋白質、抗生
物質などを得るための発酵があげられる。
は、微生物を培養して発酵を行い有価物を生成させる発
酵工程における分散状の菌体を含む発酵液であり、固体
培地を用いる場合、液体培地を用いる場合のいずれも対
象となり得るが、特に液体培地を用いて発酵を行い、分
散状の菌体を含む発酵液から菌体と有価物を分離する場
合に適している。このような発酵としては蛋白質、抗生
物質などを得るための発酵があげられる。
【０００９】このような発酵液を膜分離するための膜分
離装置としては、分離対象となる有価物を透過させ、菌
体を透過させない程度の孔径の透過膜を有する膜分離装
置を用いる。透過膜としては分離する有価物と菌体の大
きさに応じて、これらを分離可能な孔径を有するＭＦ
膜、ＵＦ膜などを用いることかできる。透過膜の材質と
してはポリオレフィン膜、ポリスルホン膜、ポリテトラ
フルオロエチレン膜、セラミックス膜などが使用でき
る。また膜モジュール形式も中空糸、スパイラル、チュ
ーブラ、プレート＆フレーム型等のモジュールが使用で
きる。これらの選択は目的有価物の分子量や発酵液の性
状などを考慮して行われる。
離装置としては、分離対象となる有価物を透過させ、菌
体を透過させない程度の孔径の透過膜を有する膜分離装
置を用いる。透過膜としては分離する有価物と菌体の大
きさに応じて、これらを分離可能な孔径を有するＭＦ
膜、ＵＦ膜などを用いることかできる。透過膜の材質と
してはポリオレフィン膜、ポリスルホン膜、ポリテトラ
フルオロエチレン膜、セラミックス膜などが使用でき
る。また膜モジュール形式も中空糸、スパイラル、チュ
ーブラ、プレート＆フレーム型等のモジュールが使用で
きる。これらの選択は目的有価物の分子量や発酵液の性
状などを考慮して行われる。
【００１０】 膜分離装置はこのような透過膜を用いて
膜分離を行う装置であり、上記の透過膜モジュールを有
する膜分離装置と、発酵槽から発酵液を順次受け入れる
発酵液調整槽と、調整槽から分離槽に発酵液を循環させ
る循環ポンプと、透過液を受け入れる透過液槽と、濃縮
液に水を加えるための加水路とを基本構成とし、これに
透過膜を逆洗するための逆洗水路を設け、膜分離ユニッ
トを形成するのが好ましい。
膜分離を行う装置であり、上記の透過膜モジュールを有
する膜分離装置と、発酵槽から発酵液を順次受け入れる
発酵液調整槽と、調整槽から分離槽に発酵液を循環させ
る循環ポンプと、透過液を受け入れる透過液槽と、濃縮
液に水を加えるための加水路とを基本構成とし、これに
透過膜を逆洗するための逆洗水路を設け、膜分離ユニッ
トを形成するのが好ましい。
【００１１】 膜分離装置による膜分離は、発酵液調整
槽から発酵液を循環ポンプで加圧して膜分離装置に供給
し、透過膜を通して有価物を透過液側に透過させ、菌体
を濃縮液側に残留させて濃縮し、両者を分離する。濃縮
が進行した段階で加水路から水を調整槽に供給して、菌
体に付着した有価物を水側に移行させてさらに膜を透過
させる。このようにして濃縮液中の有価物が分離された
段階で濃縮液（菌体）を脱水装置に送る。上記の膜分離
の操作は連続式、バッチ式、半バッチ式のいずれにより
行ってもよい。
槽から発酵液を循環ポンプで加圧して膜分離装置に供給
し、透過膜を通して有価物を透過液側に透過させ、菌体
を濃縮液側に残留させて濃縮し、両者を分離する。濃縮
が進行した段階で加水路から水を調整槽に供給して、菌
体に付着した有価物を水側に移行させてさらに膜を透過
させる。このようにして濃縮液中の有価物が分離された
段階で濃縮液（菌体）を脱水装置に送る。上記の膜分離
の操作は連続式、バッチ式、半バッチ式のいずれにより
行ってもよい。
【００１２】脱水装置は、多数の回転円板を回転軸に並
列状態で間隔を保って保持する回転体が複数個、それぞ
れの回転円板の先端部が隣接する回転体の回転円板の間
隙に挿入されるように交接する回転体列を複数列、出口
側が狭くなる菌体流路を形成するように処理室に配置
し、菌体流路に導入した菌体を出口側に移動させるよう
に回転円板を回転させて脱水する回転円板式脱水装置で
あり、従来より汚泥脱水に用いられているものがそのま
ま使用できる。このような脱水装置としては、回転円板
に濾液取出孔を設け、各円板間に流入する水分を軸方向
に導いて処理室外に排出するようにしてもよい。
列状態で間隔を保って保持する回転体が複数個、それぞ
れの回転円板の先端部が隣接する回転体の回転円板の間
隙に挿入されるように交接する回転体列を複数列、出口
側が狭くなる菌体流路を形成するように処理室に配置
し、菌体流路に導入した菌体を出口側に移動させるよう
に回転円板を回転させて脱水する回転円板式脱水装置で
あり、従来より汚泥脱水に用いられているものがそのま
ま使用できる。このような脱水装置としては、回転円板
に濾液取出孔を設け、各円板間に流入する水分を軸方向
に導いて処理室外に排出するようにしてもよい。
【００１３】 このような脱水装置には、膜分離装置の
濃縮液に脱水剤を添加して菌体をフロック化する凝集装
置を設ける。凝集装置としては脱水剤を添加して攪拌し
フロックを形成させる第１の反応槽、さらに凝集助剤を
添加して攪拌し、フロックを生長させる第２の反応槽を
有するものが好ましい。脱水剤としてはポリ鉄、塩化鉄
等の無機凝集剤と水酸化ナトリウム等のｐＨ調整剤など
があげられ、凝集助剤としては両性ポリマー等の高分子
凝集剤があげられる。またカチオンポリマーで菌体を調
質した後アニオンポリマーでフロック化するものでもよ
い。
濃縮液に脱水剤を添加して菌体をフロック化する凝集装
置を設ける。凝集装置としては脱水剤を添加して攪拌し
フロックを形成させる第１の反応槽、さらに凝集助剤を
添加して攪拌し、フロックを生長させる第２の反応槽を
有するものが好ましい。脱水剤としてはポリ鉄、塩化鉄
等の無機凝集剤と水酸化ナトリウム等のｐＨ調整剤など
があげられ、凝集助剤としては両性ポリマー等の高分子
凝集剤があげられる。またカチオンポリマーで菌体を調
質した後アニオンポリマーでフロック化するものでもよ
い。
【００１４】脱水装置は前記回転円板式脱水装置を含む
ものであり、このような脱水装置に付随して、膜分離装
置から濃縮液を受け入れる濃縮液受槽、濃縮液の凝集を
行う凝集装置および脱水ケーキを受け入れる脱水ケーキ
受槽を設け、脱水ユニットを形成するのが好ましい。
ものであり、このような脱水装置に付随して、膜分離装
置から濃縮液を受け入れる濃縮液受槽、濃縮液の凝集を
行う凝集装置および脱水ケーキを受け入れる脱水ケーキ
受槽を設け、脱水ユニットを形成するのが好ましい。
【００１５】 脱水装置による濃縮液の脱水は、まず膜
分離装置から濃縮液を濃縮液受槽に導入し、その濃縮液
を一部ずつ凝集装置に導入し、凝集剤を添加して凝集を
行う。凝集は濃縮液に凝集剤、ｐＨ調整剤を添加して攪
拌し、さらに凝集助剤を添加して攪拌し、フロックを生
長させて回転円板式の脱水装置に導入して脱水を行う。
分離装置から濃縮液を濃縮液受槽に導入し、その濃縮液
を一部ずつ凝集装置に導入し、凝集剤を添加して凝集を
行う。凝集は濃縮液に凝集剤、ｐＨ調整剤を添加して攪
拌し、さらに凝集助剤を添加して攪拌し、フロックを生
長させて回転円板式の脱水装置に導入して脱水を行う。
【００１６】脱水装置では菌体流路にフロック化した濃
縮液を導入し、菌体流路の菌体（濃縮液）が入口側から
出口側に進行するように対向する回転体列の回転円板を
逆方向に回転させて脱水する。回転円板の回転により、
出口側が狭くなる菌体流路を菌体フロックが進行するこ
とになり、これによりフロックは圧縮され、菌体フロッ
ク中の水分は回転円板の間隙を通って流出し、菌体は濃
縮されて脱水ケーキとなって排出される。このとき回転
円板間に流入する水分は回転体列の外側に導いて処理室
外に排出する。
縮液を導入し、菌体流路の菌体（濃縮液）が入口側から
出口側に進行するように対向する回転体列の回転円板を
逆方向に回転させて脱水する。回転円板の回転により、
出口側が狭くなる菌体流路を菌体フロックが進行するこ
とになり、これによりフロックは圧縮され、菌体フロッ
ク中の水分は回転円板の間隙を通って流出し、菌体は濃
縮されて脱水ケーキとなって排出される。このとき回転
円板間に流入する水分は回転体列の外側に導いて処理室
外に排出する。
【００１７】上記の脱水装置では濾布を用いないので濾
布の目詰まりはない。回転円板は常に回転しているた
め、目詰まりしても直ちに剥離し、目詰まりは防止され
る。またケイソウ土のような濾過助剤を用いないので脱
水菌体は焼却、コンポスト等の一般的な処理を行うこと
が容易である。
布の目詰まりはない。回転円板は常に回転しているた
め、目詰まりしても直ちに剥離し、目詰まりは防止され
る。またケイソウ土のような濾過助剤を用いないので脱
水菌体は焼却、コンポスト等の一般的な処理を行うこと
が容易である。
【００１８】このような脱水装置に発酵液を直接導入し
て脱水を行っても、菌体が回転円板間に流入して有価物
と菌体の分離を行うことができないが、本発明では膜分
離装置により有価物と菌体の分離を行うため、有価物と
菌体の分離は容易に行われる。そして濃縮液は菌体が高
濃度となっているため回転円板式脱水装置により効率よ
く脱水を行うことができる。この場合凝集によりフロッ
クを形成することにより、回転円板間への菌体の流入を
防止して脱水をさらに効率化することができる。
て脱水を行っても、菌体が回転円板間に流入して有価物
と菌体の分離を行うことができないが、本発明では膜分
離装置により有価物と菌体の分離を行うため、有価物と
菌体の分離は容易に行われる。そして濃縮液は菌体が高
濃度となっているため回転円板式脱水装置により効率よ
く脱水を行うことができる。この場合凝集によりフロッ
クを形成することにより、回転円板間への菌体の流入を
防止して脱水をさらに効率化することができる。
【００１９】発酵液を凝集処理してフロックを形成して
菌体を分離しようとすると、凝集剤の添加により有価物
が汚染され、有価物の回収が困難となるが、本発明では
膜分離により予め有価物を回収しておくため、凝集剤を
添加しても有価物を汚染することはなく、菌体の分離は
容易に行うことができる。
菌体を分離しようとすると、凝集剤の添加により有価物
が汚染され、有価物の回収が困難となるが、本発明では
膜分離により予め有価物を回収しておくため、凝集剤を
添加しても有価物を汚染することはなく、菌体の分離は
容易に行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、分散状の菌体を含む発
酵液を膜分離し、濃縮液を加水処理してさらに膜分離
し、その濃縮液を凝集剤により凝集処理し、回転円板式
脱水装置で脱水するようにしたので、発酵液から効率的
に有価物を汚染することなく回収し、菌体に付着した有
価物も回収して菌体を分離し、回転円板間への菌体の流
入を防止して分離菌体を効率良く脱水し、処理の容易な
脱水ケーキとして菌体を分離することが可能である。
酵液を膜分離し、濃縮液を加水処理してさらに膜分離
し、その濃縮液を凝集剤により凝集処理し、回転円板式
脱水装置で脱水するようにしたので、発酵液から効率的
に有価物を汚染することなく回収し、菌体に付着した有
価物も回収して菌体を分離し、回転円板間への菌体の流
入を防止して分離菌体を効率良く脱水し、処理の容易な
脱水ケーキとして菌体を分離することが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施形態の菌体の分離装置を示
すフロー図、図２は脱水装置の縦断面図、図３はそのＡ
−Ａ断面図である。
により説明する。図１は実施形態の菌体の分離装置を示
すフロー図、図２は脱水装置の縦断面図、図３はそのＡ
−Ａ断面図である。
【００２２】図１において、１は膜分離ユニット、２は
脱水ユニットである。膜分離ユニット１は膜分離装置３
と、発酵液調整槽４、ポンプ５を有する。膜分離装置３
は透過膜３ａにより濃縮液室３ｂと透過液室３ｃに区画
されている。発酵液調整槽４の上部には発酵液路６、加
水路７、循環路８が連絡し、下部から給液路９がポンプ
５を介して膜分離装置３の濃縮液室３ｂの一端部に連絡
している。膜分離装置３では、濃縮液室３ｂの他端部か
ら循環路８が発酵液調整槽４に連絡し、透過液室３ｃか
ら透過液路１０が系外へ連絡している。
脱水ユニットである。膜分離ユニット１は膜分離装置３
と、発酵液調整槽４、ポンプ５を有する。膜分離装置３
は透過膜３ａにより濃縮液室３ｂと透過液室３ｃに区画
されている。発酵液調整槽４の上部には発酵液路６、加
水路７、循環路８が連絡し、下部から給液路９がポンプ
５を介して膜分離装置３の濃縮液室３ｂの一端部に連絡
している。膜分離装置３では、濃縮液室３ｂの他端部か
ら循環路８が発酵液調整槽４に連絡し、透過液室３ｃか
ら透過液路１０が系外へ連絡している。
【００２３】脱水ユニット２は濃縮液受槽１１、凝集装
置１２、回転円板式脱水装置１３を有する。膜分離ユニ
ット１の給液路９から分岐する濃縮液路１４が濃縮液受
槽１１の上部に連絡し、濃縮液受槽１１の下部から移送
路１５がポンプ１６を介して凝集装置１２に連絡してい
る。凝集装置には第１反応槽１７、第２反応槽１８が設
けられ、それぞれ攪拌機１９、２０を有する。第１反応
槽１７には薬注路２１、２２が連絡し、第２反応槽１８
には薬注路２３が連絡している。
置１２、回転円板式脱水装置１３を有する。膜分離ユニ
ット１の給液路９から分岐する濃縮液路１４が濃縮液受
槽１１の上部に連絡し、濃縮液受槽１１の下部から移送
路１５がポンプ１６を介して凝集装置１２に連絡してい
る。凝集装置には第１反応槽１７、第２反応槽１８が設
けられ、それぞれ攪拌機１９、２０を有する。第１反応
槽１７には薬注路２１、２２が連絡し、第２反応槽１８
には薬注路２３が連絡している。
【００２４】 脱水装置１３は図２、３に示すように、
多数の回転円板２５を回転軸２６に並列状態で間隙２７
を保って保持する回転体２８が複数個、それぞれの回転
円板２５の先端部が隣接する回転体２８の回転円板２５
の間隙２７に挿入されるように交接する回転体列２９、
３０を複数列、入口３１側より出口３２側が狭くなる菌
体流路３３を形成するように処理槽３４に配置し、菌体
流路３３に導入した菌体を出口３２側に移動させるよう
に回転円板２５を回転させて脱水するように構成されて
いる。
多数の回転円板２５を回転軸２６に並列状態で間隙２７
を保って保持する回転体２８が複数個、それぞれの回転
円板２５の先端部が隣接する回転体２８の回転円板２５
の間隙２７に挿入されるように交接する回転体列２９、
３０を複数列、入口３１側より出口３２側が狭くなる菌
体流路３３を形成するように処理槽３４に配置し、菌体
流路３３に導入した菌体を出口３２側に移動させるよう
に回転円板２５を回転させて脱水するように構成されて
いる。
【００２５】出口３２には脱水ケーキ取出路３５が連絡
しており、錘り３６で支持されたシャッタ３７が出口３
２を閉じるように取付けられている。また出口３２から
末端の回転体２８に向けてくし歯状のガイド３８、３９
が伸び、先端が回転軸２６と接するようになっている。
回転軸２６はウォームギヤ４０により菌体を出口３２側
に移動させる方向に回転させるようにされている。処理
槽３４の底部には排水路４１が設けられており、底壁３
４ａ、３４ｂはそれぞれ入口３１側および出口３２側か
ら排水路４１に向って傾斜して形成されている。下側の
回転体列３０はこのように底面に沿って全面に設けられ
ているが、上側の回転体列２９は出口３２側の後半部に
設けられている。
しており、錘り３６で支持されたシャッタ３７が出口３
２を閉じるように取付けられている。また出口３２から
末端の回転体２８に向けてくし歯状のガイド３８、３９
が伸び、先端が回転軸２６と接するようになっている。
回転軸２６はウォームギヤ４０により菌体を出口３２側
に移動させる方向に回転させるようにされている。処理
槽３４の底部には排水路４１が設けられており、底壁３
４ａ、３４ｂはそれぞれ入口３１側および出口３２側か
ら排水路４１に向って傾斜して形成されている。下側の
回転体列３０はこのように底面に沿って全面に設けられ
ているが、上側の回転体列２９は出口３２側の後半部に
設けられている。
【００２６】上記の装置による菌体の分離は以下のよう
にして行われる。まず発酵槽（図示せず）から発酵液路
６を通して発酵液を膜分離ユニット１の発酵液調整槽４
に導入する。そして発酵液調整槽４から発酵液をポンプ
５で加圧して膜分離装置３の濃縮液室３ｂに供給し、透
過膜３ａを通して有価物を透過液室３ｃに透過させ、菌
体を濃縮液室３ｂ側に残留させて濃縮し、両者を分離す
る。濃縮液は循環路８から発酵液調整槽４に循環し、こ
の操作を繰り返す。有価物を含む透過液は透過液路１０
から取出す。濃縮が進行した段階で加水路７から水を調
整槽４に水を供給して、菌体に付着した有価物を水側に
移行させて膜分離装置３に供給し、さらに透過膜を透過
させる。このようにして濃縮液中の有価物が分離された
段階で給液路９の流路を濃縮液路１４に切換えて濃縮液
（菌体）を脱水ユニット２の濃縮液受槽１１に送る。上
記の膜分離の操作は連続式、バッチ式、半バッチ式のい
ずれにより行ってもよい。
にして行われる。まず発酵槽（図示せず）から発酵液路
６を通して発酵液を膜分離ユニット１の発酵液調整槽４
に導入する。そして発酵液調整槽４から発酵液をポンプ
５で加圧して膜分離装置３の濃縮液室３ｂに供給し、透
過膜３ａを通して有価物を透過液室３ｃに透過させ、菌
体を濃縮液室３ｂ側に残留させて濃縮し、両者を分離す
る。濃縮液は循環路８から発酵液調整槽４に循環し、こ
の操作を繰り返す。有価物を含む透過液は透過液路１０
から取出す。濃縮が進行した段階で加水路７から水を調
整槽４に水を供給して、菌体に付着した有価物を水側に
移行させて膜分離装置３に供給し、さらに透過膜を透過
させる。このようにして濃縮液中の有価物が分離された
段階で給液路９の流路を濃縮液路１４に切換えて濃縮液
（菌体）を脱水ユニット２の濃縮液受槽１１に送る。上
記の膜分離の操作は連続式、バッチ式、半バッチ式のい
ずれにより行ってもよい。
【００２７】脱水ユニット２では、濃縮液受槽１１の濃
縮液を移送路１５からポンプ１６により凝集装置１２に
送り、凝集処理を行う。凝集装置１２では、第１反応槽
１７において薬注路２１から凝集剤を注入し、薬注路２
２からｐＨ調整剤を注入し、攪拌機１９で攪拌して凝集
反応を行う。続いて第２反応槽１８において薬注路２３
からポリマー等の凝集助剤を注入して攪拌機２０で攪拌
し、フロックを生長させる。こうしてフロックを生長さ
せた濃縮液を回転円板式脱水装置１３に供給して脱水す
る。
縮液を移送路１５からポンプ１６により凝集装置１２に
送り、凝集処理を行う。凝集装置１２では、第１反応槽
１７において薬注路２１から凝集剤を注入し、薬注路２
２からｐＨ調整剤を注入し、攪拌機１９で攪拌して凝集
反応を行う。続いて第２反応槽１８において薬注路２３
からポリマー等の凝集助剤を注入して攪拌機２０で攪拌
し、フロックを生長させる。こうしてフロックを生長さ
せた濃縮液を回転円板式脱水装置１３に供給して脱水す
る。
【００２８】回転円板式脱水装置１３では、フロック化
した濃縮液（汚泥）を入口３１から菌体流路３３に導入
し、回転円板２５（回転体２８）を回転させて脱水を行
う。この場合回転円板２５の回転方向は、菌体が入口３
１から出口３２の方向に進行するように、図２において
上側の回転体列２９では反時計方向に回転し、下側の回
転体列３０では時計方向に回転する。このような回転は
ウォームギヤ４０により回転軸を逆方向に回転すること
により行われる。
した濃縮液（汚泥）を入口３１から菌体流路３３に導入
し、回転円板２５（回転体２８）を回転させて脱水を行
う。この場合回転円板２５の回転方向は、菌体が入口３
１から出口３２の方向に進行するように、図２において
上側の回転体列２９では反時計方向に回転し、下側の回
転体列３０では時計方向に回転する。このような回転は
ウォームギヤ４０により回転軸を逆方向に回転すること
により行われる。
【００２９】回転円板２５の回転により出口３２側が狭
くなる菌体流路３３を菌体フロックが進行することにな
り、これにより菌体フロックは圧縮され、菌体フロック
中の水分は回転円板２５の間隙２７を通って流出し、菌
体は濃縮されて脱水ケーキとなって出口３２から脱水ケ
ーキ取出路３５に排出される。このとき回転円板２５お
よび回転軸２６にくし歯状のガイド３８、３９が接する
ため、圧縮された脱水ケーキはシャッタ３７を通して整
然と排出される。また錘り３６により支持されたシャッ
タ３７が設けられているため、菌体流路３３は所定圧力
に保たれ、脱水率を高くすることができる。
くなる菌体流路３３を菌体フロックが進行することにな
り、これにより菌体フロックは圧縮され、菌体フロック
中の水分は回転円板２５の間隙２７を通って流出し、菌
体は濃縮されて脱水ケーキとなって出口３２から脱水ケ
ーキ取出路３５に排出される。このとき回転円板２５お
よび回転軸２６にくし歯状のガイド３８、３９が接する
ため、圧縮された脱水ケーキはシャッタ３７を通して整
然と排出される。また錘り３６により支持されたシャッ
タ３７が設けられているため、菌体流路３３は所定圧力
に保たれ、脱水率を高くすることができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。各
例中、％は重量％である。
例中、％は重量％である。
【００３１】実施例１
図１の装置を用いて、発酵液の菌体分離を行った。膜分
離ユニット１には、ＵＦ中空糸（分画分子量１０万）を
備えた膜面積１００ｍ2の膜分離装置３を採用した。発
酵液（１００ｍ3、乾燥菌体濃度３％、目的有価物：分
子量約２００の抗生物質）を２ｍ3ずつ膜分離装置３に
送液した。膜分離装置３において、菌体の分離と目的有
価物の透過液側への回収を行った。このとき発酵液は濃
縮した後、加水処理を行い、目的有価物を所定回収率に
なるまで透過液側に回収した。処理後の菌体を含む濃縮
液１ｍ3を脱水ユニット２に送った。脱水ユニット２で
は、第１反応槽１７において菌体含有液の菌体乾燥重量
あたり２％になるように、プレスエイド１０１（栗田工
業（株）製、商標）を添加して菌体調質を行い、第２反
応槽１８において菌体乾燥重量の０．５％のプレスエイ
ド２０１（栗田工業（株）製、商標）を添加して菌体を
フロック化した。フロック化した菌体は回転円板式脱水
装置１３（栗田工業製）により圧搾脱水した。膜分離ユ
ニットでは、発酵液２ｍ3ずつを受け入れ、膜分離処理
を５０回繰り返して、発酵液全量１００ｍ3を膜分離処
理した。この間脱水装置が連続して動き、膜分離ユニッ
トから排出された濃縮液を脱水ケーキ化した。脱水ケー
キは１５ liter（含水率８０％）得られた。
離ユニット１には、ＵＦ中空糸（分画分子量１０万）を
備えた膜面積１００ｍ2の膜分離装置３を採用した。発
酵液（１００ｍ3、乾燥菌体濃度３％、目的有価物：分
子量約２００の抗生物質）を２ｍ3ずつ膜分離装置３に
送液した。膜分離装置３において、菌体の分離と目的有
価物の透過液側への回収を行った。このとき発酵液は濃
縮した後、加水処理を行い、目的有価物を所定回収率に
なるまで透過液側に回収した。処理後の菌体を含む濃縮
液１ｍ3を脱水ユニット２に送った。脱水ユニット２で
は、第１反応槽１７において菌体含有液の菌体乾燥重量
あたり２％になるように、プレスエイド１０１（栗田工
業（株）製、商標）を添加して菌体調質を行い、第２反
応槽１８において菌体乾燥重量の０．５％のプレスエイ
ド２０１（栗田工業（株）製、商標）を添加して菌体を
フロック化した。フロック化した菌体は回転円板式脱水
装置１３（栗田工業製）により圧搾脱水した。膜分離ユ
ニットでは、発酵液２ｍ3ずつを受け入れ、膜分離処理
を５０回繰り返して、発酵液全量１００ｍ3を膜分離処
理した。この間脱水装置が連続して動き、膜分離ユニッ
トから排出された濃縮液を脱水ケーキ化した。脱水ケー
キは１５ liter（含水率８０％）得られた。
【００３２】実施例２
図１の装置を用いて、発酵液の菌体分離を行った。膜分
離ユニット１には、ＭＦ中空糸（孔径０．２μｍ）を備
えた膜面積６０ｍ2の膜分離装置３を採用した。発酵液
（６０ｍ3、乾燥菌体濃度２％、目的有価物：分子量約
１万の酵素）を２ｍ3ずつ膜分離装置３に送液した。膜
分離装置３において、菌体の分離と目的有価物の透過液
側への回収を行った。このとき発酵液は濃縮した後加水
処理を行い、目的有価物を所定回収率になるまで透過液
側に回収した。処理後の菌体を含む濃縮液１ｍ3を脱水
ユニット２に送った。脱水ユニット２では、第１反応槽
１７において菌体含有液の菌体乾燥重量あたり５％にな
るように、ポリ鉄およびｐＨ調整剤を添加して菌体調質
を行い、第２反応槽１８において菌体乾燥重量の０．２
％のクリフューチャーＰＦ６０１（栗田工業（株）製、
商標）を添加して菌体をフロック化した。フロック化し
た菌体は回転円板式脱水装置１３（商品名クイックロー
ダー、栗田工業製）により圧搾脱水した。膜分離ユニッ
トでは、発酵液２ｍ3ずつを受け入れ、膜分離処理を３
０回繰り返して、発酵液全量６０ｍ3を膜分離処理し、
この間脱水装置が連続して動き、膜分離ユニットから排
出された菌体を脱水ケーキ化した。脱水ケーキは５ lit
er（含水率７５％）得られた。
離ユニット１には、ＭＦ中空糸（孔径０．２μｍ）を備
えた膜面積６０ｍ2の膜分離装置３を採用した。発酵液
（６０ｍ3、乾燥菌体濃度２％、目的有価物：分子量約
１万の酵素）を２ｍ3ずつ膜分離装置３に送液した。膜
分離装置３において、菌体の分離と目的有価物の透過液
側への回収を行った。このとき発酵液は濃縮した後加水
処理を行い、目的有価物を所定回収率になるまで透過液
側に回収した。処理後の菌体を含む濃縮液１ｍ3を脱水
ユニット２に送った。脱水ユニット２では、第１反応槽
１７において菌体含有液の菌体乾燥重量あたり５％にな
るように、ポリ鉄およびｐＨ調整剤を添加して菌体調質
を行い、第２反応槽１８において菌体乾燥重量の０．２
％のクリフューチャーＰＦ６０１（栗田工業（株）製、
商標）を添加して菌体をフロック化した。フロック化し
た菌体は回転円板式脱水装置１３（商品名クイックロー
ダー、栗田工業製）により圧搾脱水した。膜分離ユニッ
トでは、発酵液２ｍ3ずつを受け入れ、膜分離処理を３
０回繰り返して、発酵液全量６０ｍ3を膜分離処理し、
この間脱水装置が連続して動き、膜分離ユニットから排
出された菌体を脱水ケーキ化した。脱水ケーキは５ lit
er（含水率７５％）得られた。
【図１】実施形態の菌体の分離装置のフロー図である。
【図２】脱水装置の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
１ 膜分離ユニット
２ 脱水ユニット
３ 膜分離装置
３ａ 透過膜
３ｂ 濃縮液室
３ｃ 透過液室
４ 発酵液調整槽
５、１６ ポンプ
６ 発酵液路
７ 加水路
８ 循環路
９ 給液路
１０ 透過液路
１１ 濃縮液受槽
１２ 凝集装置
１３ 回転円板式脱水装置
１４ 濃縮液路
１５ 移送路
１７ 第１反応槽
１８ 第２反応槽
１９、２０ 攪拌機
２１、２２、２３ 薬注路
２５ 回転円板
２６ 回転軸
２７ 間隙
２８ 回転体
２９、３０ 回転体列
３１ 入口
３２ 出口
３３ 菌体流路
３４ 処理槽
３５ 脱水ケーキ取出路
３６ 錘り
３７ シャッタ
３８、３９ ガイド
４０ ウォームギヤ
４１ 排水路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C12M 1/00 - 3/10
C12N 1/00 - 1/38
B01D 33/00
B01D 61/00 - 61/20
Claims (2)
- 【請求項１】 分散状の菌体を含む発酵液を受け入れる
発酵液調整槽と、 発酵液を透過膜を通して膜分離し、有価物を透過液測に
透過させるとともに、菌体を濃縮液側に濃縮して分離す
る膜分離装置と、濃縮が進行した段階で該発酵液調整槽に水を供給するた
めの加水路と、 膜分離装置の濃縮液を凝集剤により凝集処理する凝集装
置と、 多数の回転円板を回転軸に並列状態で間隔を保って保持
する回転体が複数個、それぞれの回転円板の先端部が隣
接する回転体の回転円板の間隙に挿入されるように交接
する回転体列を複数列、出口側が狭くなる菌体流路を形
成するように配置し、菌体流路に凝集処理した膜分離装
置の濃縮液を導入して出口側に移動させるように回転円
板を回転させて脱水する回転円板式脱水装置とを備えた
菌体の分離装置。 - 【請求項２】 分散状の菌体を含む発酵液を膜分離装置
において膜分離して有価物を透過液側に透過させるとと
もに、菌体を濃縮液側に濃縮する膜分離工程と、濃縮が進行した段階で水を供給して菌体に付着した有価
物を水側に移行させてさらに膜を透過させる加水処理工
程と、 加水処理工程後の濃縮液を凝集剤により凝集処理する凝
集工程と、 多数の回転円板を回転軸に並列状態で間隔を保って保持
する回転体が複数個、それぞれの回転円板の先端部が隣
接する回転体の回転円板の間隙に挿入されるように交接
する回転体列を複数列、出口側が狭くなる菌体流路を形
成するように配置した回転円板式脱水装置の菌体流路に
凝集装置からの濃縮液を導入して出口側に移動させるよ
うに回転円板を回転させて脱水する脱水工程とを含む菌
体の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01115799A JP3494053B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 菌体の分離装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01115799A JP3494053B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 菌体の分離装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000210072A JP2000210072A (ja) | 2000-08-02 |
| JP3494053B2 true JP3494053B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=11770206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01115799A Expired - Fee Related JP3494053B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 菌体の分離装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3494053B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5238815B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2013-07-17 | ダニスコ・ユーエス・インク | 内部汚れ付着が制御された濾過 |
| CN114558371B (zh) * | 2022-03-23 | 2023-08-11 | 长睿生物技术(成都)有限公司 | 一种细菌发酵液分离装置 |
-
1999
- 1999-01-19 JP JP01115799A patent/JP3494053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000210072A (ja) | 2000-08-02 |
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