JP4356141B2 - 固体培養装置の製麹環境を制御する方法及び装置 - Google Patents

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、主として酵素工業並びに醸造工業に使用する、固体培養装置の製麹環境を制御する方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
固体培養では微生物の生育を制御するために、温度と湿度等の製麹環境を調節する必要がある。そこで、目的とする生産物の種類により、製麹環境の調節方法が検討されてきた。
調節する製麹環境としては、固体原料に直接接触する空間が主体であった。したがって、固体原料を堆積する培養床により製麹室内が上室と下室に分離されている場合には、上室の空間を調節していた。通気性のある培養床を通して固体原料に通気する目的で、下室に調整空気等を送り込む場合もあった。製麹室内の上室又は下室に空気を送り込む場合には、製麹室内の側壁部に開口部を設け、培養床に対して水平方向に空気を送り込んでいた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
固体培養では、使用する微生物の種類や製麹過程で、厳密な温度と湿度等の製麹環境を必要とする場合がある。また、麹の温度変化や湿度環境などの急激な製麹環境の変動が問題となる場合も多い。このため、固体原料に調整空気を通気することも、固体原料に直接接触する空間部の空気を大きく移動させることも製麹に悪影響を及ぼす場合がある。
【0004】
したがって、固体原料を堆積する培養床により、製麹室内が上室と下室に分離されている固体培養装置では、固体原料に直接接触する上室の空間部の製麹環境を変動させることが大きな問題点となる。上室の空間部は、微生物の生育に伴う発酵熱と水分の自然発散を促すために一定の容積が必要となり、変動させることは好ましくない。上室の空間部の容積を変動させることなく、緩やかに麹の温度と湿度を除去することが必要となる。
【0005】
上室に空気を送り込む場合には、水平方向に広がりを持って堆積している麹に対して、均一な条件で空気を送風することの他に、麹上の空間の空気条件を急激に変動させないようにしなければならない。下室の空気を送り込む場合には、下室空間の温湿度条件を均一に保つほかに、下室から上室に麹層を通して通気するための空気の流れを、水平方向に広がりを持って堆積している麹に対して、一定の量に制御する必要がある。
【0006】
この発明の課題は、上室の空間部の容積を変動させることなく、緩やかに麹の温度と湿度を除去し、上室と下室及び麹に対して均一で一定量の空気を送り込む、固体培養装置の製麹環境を制御する方法及び装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1では、通気性のある培養床上に麹を堆積して製麹する。麹の生育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節する。培養床下方の空間の容積を調節することで、麹からの熱量と水分の放散を調節する。
【0008】
この発明の請求項2では、通気性のある培養床上に麹を堆積して製麹する。麹の生育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節する。培養床下方の底面からの空気を吸引又は吹出す。この空気の動きにより、麹からの熱量と水分の放散を調節する。
【0009】
この発明の請求項3では、通気性のある培養床上に麹を堆積して製麹する。麹の成育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節する。培養床下方からほぼ鉛直方向に空気を吸引の請求項3では、通気性のある培養床上に麹を堆積して製麹する。又は吹出す。培養床 方の空間容積の調節と空気の動きにより、麹からの熱量と水分の放散を調節する。
【0010】
この発明の請求項4では、培養床上方からほぼ鉛直方向に空気を吸引又は吹出す。この空気の動きにより、麹からの熱量と水分の放散を調節する。
この発明の請求項5では、麹を堆積する培養床の下部に下室を構成する。下室の空間調節装置を鉛直方向に移動可能とする。
この発明の請求項6では、麹を堆積する培養床の下部に下室を構成し、麹の生育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節する設備を具備し、かつ下室の床部又は空間調節板にダクト口を設け、空気を吸引又は吹出す。
【0011】
この発明の請求項7では、麹を堆積する培養床の下部に下室を構成する。下室の空間調節板を鉛直方向に移動可能とする。下室の床部又は空間調節板にダクト口を設け、ほぼ鉛直方向に空気を吸引又は吹出す。
【0012】
この発明の請求項8では、麹を堆積する培養床の上部に上室を構成する。上室の天井部にダクト口を設け、ほぼ鉛直方向に空気を吸引又は吹出す。
この発明の請求項9では、製麹室内にダクト口を設ける。ダクト口に開閉機構を設ける。
この発明の請求項10では、下室の移動可能な空間調節板内部に、温度調節機構を設ける。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面によってこの発明の実施例を円形の培養床を備えた製麹装置について説明するが、四角形等の形状の培養床を備えた製麹装置を使用してもよい。
【0014】
図1は、この発明による製麹環境を制御する方法及び装置の縦断面図である。断熱した壁体1を構成した製麹室内に、天井部の壁体1と床部の壁体1bに固定した中心円筒2を設ける。中心円筒2と、側部の壁体1cに固定した受けローラ3で支持される、円盤4を回転可能に設ける。円盤4により製麹室内は、上室5と下室6に分割される。円筒状の上部側板7は側部の壁体1cに固定され、通気性のある培養床8の外周部に対して摺動又は近接する。円盤4の上部には、図示していないが、麹搬送装置と、麹を混合撹拌する麹撹拌装置を昇降可能に設ける。なお、断熱した室内にこの装置を設ける場合には、側部の壁体1cを省略し、受ローラ3と側板7等は装置の骨組に固定する。
【0015】
円盤4の下方には円筒状の下部側板9を設け、側部の壁体1cに固定する。下部側板9の上端は、円盤4の外周部に対して摺動又は近接する。下部側板9の内周面に対して、鉛直方向に上下移動可能な空間調節板10を設ける。空間調節板10は、シリンダ等駆動装置11により任意の高さに停止することができる。
【0016】
空間調節板10には複数のダクト口12aを設け、給排気口A13 に接続する空気配管A14を通して空気の吸引又は吹出しを行う。空気配管A14は柔軟性のあるフレキシブル配管を使用し、空間調節板10の移動に支障をきたさないようにする。空気配管A14の代りに下部壁体1bの内部から中心円筒２の内部に空気配管14aを設け下室6に配管を設置することなく、空間調節板10に空気の吸引及び吹出しを行ってもよい。
【0017】
上室5の天井部には、複数のダクト口12bを設け、中心円筒2と給排気口B15に接続する通気ダクト22を通して空気の吸引及び吹出しを行う。中心円筒2のかわりに、中心円筒2の内部に空気配管を設け、通気ダクト22と空気配管を接続し、天井部のダクト口12bから空気の吸引及び吹出しを行ってもよい。
ダクト口12には図示していないが、バタフライ型、スライドシャッタ型等の開閉機構を設け、風量の調節を行うことができる。
【0018】
空間調節板10の内部には、空気等を循環利用する温度調節機構16を設ける。温度調機構16には、温度調節をした空気を循環して、空間調節板10の温度を制御する。配管A17
から吹き込まれた空気は、空間調整板10の内部に設けた蛇行した通路を通過した後、配管B18から排出される。排出された空気は、図示していないが、温度調節送風装置により再調節され、配管A17に循環される。なお、配管A17と配管B18のどちらかから調節空気を循環させてもよい。
【0019】
製麹工程において麹19の温度を調節する最も簡便な方法は、麹19を機械的に撹拌する手入操作と、麹19中に通気する冷却方法がある。どちらの方法も、麹菌に対する物理的影響が大きく、繊細な制御を必要とする製麹方法には、採用することはできない。単に、麹19表層が乾燥し、麹菌が原料穀類上に繁殖しない、ハゼ落ちと言う状態になる場合がある。このように、空気の移動に伴う原料穀類の乾燥も影響が大きく、製麹初期から中期には、麹19の表層の空気を常時移動させることは好ましくない。
【0020】
このため、生育条件に敏感な微生物を使用する場合、製麹環境を緩やかに制御する必要がある。空調を必要とする上室5は、麹19表層への移動空気の接触をできる限り防止するために、麹19の表層から天井部のダクト口12及び上室空気の給排気口C20までの高さを維持する必要がある。
【0021】
麹19の温度を緩やかに調節するためには、麹19と通気性のある培養床8で仕切られた下室6の容積を調節することで、麹19からの水分の蒸発量を調節し、温度を制御することができる。下室6の内部は麹19に対して通気性のある培養床8で仕切られているため、大きな空気の移動があっても、上室5に比較して麹19に対する影響が極めて小さい。
【0022】
空間調節板10を上昇させ下室6の容積を減少させると、麹19からの水分の蒸発により下室6が飽和状態となるため、それ以上の水分が麹19から放散することができなくなり、気化熱による麹温度の低下を防止することができる。逆に、空間調節板10を下降させ下室6の容積を増加させると、麹19からの水分の蒸発量を増加させることができ、気化熱により麹温度を低下させることができる。さらに、給排気口A13からダクト口12aを通して
下室6に空気を送り込み、給排気口D21から排気することで下室6の温度を低く維持し、麹19からの水分の蒸発量を継続的に増加させることもできる。なお、空気の流れ方向を給排気口D21から給排気口A13へ流してもよい。
【0023】
空間調節板10のダクト口12aから下室6に吹き込まれた空気は、図示していないが、給排気口D21に設けた調節ダンパの開度を調節することにより、一部又は全部が培養床8を通して麹19に吹込まれる。ダクト口12から下室6に吹込まれる空気は、ほぼ鉛直方向に吹き出されるため、水平方向に堆積している麹19に均一に接触することができる。水平方向に空気を吹き込み麹19に通気した場合、吹込口の反対方向にある麹19に対して最も強い通気が行われてしまう。
【0024】
上室5の環境を制御する場合には、麹19の表面近傍の空気を大きく移動することなく、麹19の表層の乾燥を防止する必要がある。天井部のダクト口12aから空気を吹き出し、側部の壁体1cに受けた給排気口Ｃ20から排気することで、空気の主な流れは上室5の上部のみに発生し、麹19表層には大きな影響を与えない。
【0025】
吹き出す空気の量は、麹19の表層に吹き付けられないような風量を選択する必要がある。製麹条件の中に換気を多量に行うために風量を多く必要とする場合は、ダクト口12に設けた調節ダンパを開き、開口率を増加させることで風量が分散し、麹19の表層に吹き付けないようにすることができる。
【0026】
【発明の効果】
上室の空間容積を変動させることなく、下室の空間の容積を変動させることで、麹表層に影響を与えることなく、麹からの水分の蒸発を調節し、緩やかに麹堆積層の温度と湿度を制御することができる。
培養床上の水平方向に堆積する麹に対して、培養床の下方から鉛直方向に空気を移動させることにより、麹堆積層に均一な空気との接触を行うことができ、正確に麹堆積層の温度と湿度を制御することができる。
培養床上の水平方向に堆積する麹に対して、上室の天井部から鉛直方向に空気を移動させることにより、麹表層の空気を大きく移動させることなく、緩やかに麹堆積層の温度と湿度を除去することができる。
鉛直方向に空気を移動させるダクト口に、風量を調節可能な開閉機構を設けることにより、精度の高い送風を行うことができる。
移動可能な下室の空間調節板に、温度調節機構を設けることにより培養床下方から緩やかに麹堆積層の温度を調節することができる。
【0027】
この発明は、上室の空間部の容積を変動させることなく、緩やかに麹の温度と湿度を除去し、上室と下室及び麹に対して均一で一定量の空気を送り込む、固体培養装置の製麹環境を制御する方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による製麹環境を制御する方法及び装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 壁体
２ 中心円筒
３ 受けローラ
４ 円盤
５ 上室
６ 下室
７ 側板
８ 培養床
９ 下部側板
１０ 空間調節板
１１ 駆動装置
１２ ダクト口
１３ 給排気口A
１４ 空気配管A
１５ 給排気口B
１６ 温度調節機構
１７ 配管A
１８ 配管B
１９ 麹
２０ 給排気口C
２１ 給排気口D

Claims (10)

1. 通気性のある培養床上に麹を堆積して製麹する製麹方法において、麹の生育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節し、麹からの熱量と水分の放散を調節する固体培養装置の製麹環境を制御する方法。
2. 通気性のある培養床上に麹を堆積して製麹する製麹方法において、麹の生育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節すると共に、培養床下方の底面から空気を吸引又は吹出し、麹からの熱量と水分の放散を調節する固体培養装置の製麹環境を制御する方法。
3. 通気性のある培養床上に麹を堆積して製麹する方法において、麹の生育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節し、培養床下方からほぼ鉛直方向に空気を吸引又は吹き出し、麹からの熱量と水分の放散を調節する固体培養装置の製麹環境を制御する方法。
4. 培養床上方の天井部から空気を吸引又は吹出し、麹からの熱量と水分の放散を調節する請求項1ないし3のいずれかに記載の固体培養装置の製麹環境を制御する方法。
5. 麹を堆積する培養床の下部に下室を構成し、下室に空間調節板を鉛直方向に移動可能とする固体培養装置。
6. 麹を堆積する培養床の下部に下室を構成し、麹の生育状態に応じて培養床下方の空間の容積を調節する設備を具備し、かつ下室の床部又は空間調節板にダクト口を設け、空気を吸引又は吹出す固体培養装置。
7. 麹を堆積する培養床の下部に下室を構成し、下室の空間調節板を鉛直方向に移動可能とし、下室の床部又は空間調節板にダクト口を設け、空気を」吸引又は吹出す固体培養装置。
8. 上室の天井部にダクト口を設け、請求項5ないし7のいずれかに記載の空気を吸引又は吹出す固体培養装置。
9. ダクト口に開閉機構を設ける請求項5ないし8のいずれかに記載の固体培養装置。
10. 下室の移動可能な空間調節板内部に、温度調節機構を設ける請求項5ないし9のいずれかに記載の固体培養装置。

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