JPH01296972A - 膜型反応装置 - Google Patents
膜型反応装置Info
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- JPH01296972A JPH01296972A JP12762488A JP12762488A JPH01296972A JP H01296972 A JPH01296972 A JP H01296972A JP 12762488 A JP12762488 A JP 12762488A JP 12762488 A JP12762488 A JP 12762488A JP H01296972 A JPH01296972 A JP H01296972A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0068—General arrangements, e.g. flowsheets
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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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- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
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- C12M47/10—Separation or concentration of fermentation products
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は酵母、菌体、酵素等の生体触媒を利用して発酵
生成物を得るために使用される脱型反応装置に関するも
のである。
生成物を得るために使用される脱型反応装置に関するも
のである。
（従来の技術）
好気性の生体触媒を利用して発酵生成物を生産させるた
めに、従来から第２図に示されるように好気性発酵槽０
υに基質を供給し、槽底部の敗気手段叩により空気を液
中に吹込みながら発酵を行わせ対象生産物を含む発酵液
を得る装置が用いられている。このような装置において
発酵槽容積当たりの反応効率を高めるために好気性発酵
槽ａＤ内の生体触媒の濃度の低下を防止する有力な手法
の一つに発酵槽と分離膜を組み合わせる脱型反応装置が
ある。この装置は、外部に膜モジユール側を設は膜循環
ポンプＱ４１によって発酵液を循環させてクロスフロー
濾過を行わせ、生成物を濾過液として抽出するとともに
生体触媒を含むｉ！縮液を好気性発酵槽ａυに返送する
構造が一般的である。
めに、従来から第２図に示されるように好気性発酵槽０
υに基質を供給し、槽底部の敗気手段叩により空気を液
中に吹込みながら発酵を行わせ対象生産物を含む発酵液
を得る装置が用いられている。このような装置において
発酵槽容積当たりの反応効率を高めるために好気性発酵
槽ａＤ内の生体触媒の濃度の低下を防止する有力な手法
の一つに発酵槽と分離膜を組み合わせる脱型反応装置が
ある。この装置は、外部に膜モジユール側を設は膜循環
ポンプＱ４１によって発酵液を循環させてクロスフロー
濾過を行わせ、生成物を濾過液として抽出するとともに
生体触媒を含むｉ！縮液を好気性発酵槽ａυに返送する
構造が一般的である。
ところがこのような従来のものは平膜型、中空糸型、管
状型等いずれの膜モジユール型式においてもクロスフロ
ー濾過を行わせるためにリアクター外循環量を大流量と
しなければならず、リアクター内の発酵条件が制約を受
けるうえに、大容量循環を行わせるために大型のポンプ
や配管が必要となり、装置費、運転費が過大となり、ま
た広い設置スペースが必要でメンテナンスの手数も嵩む
等の問題があった。
状型等いずれの膜モジユール型式においてもクロスフロ
ー濾過を行わせるためにリアクター外循環量を大流量と
しなければならず、リアクター内の発酵条件が制約を受
けるうえに、大容量循環を行わせるために大型のポンプ
や配管が必要となり、装置費、運転費が過大となり、ま
た広い設置スペースが必要でメンテナンスの手数も嵩む
等の問題があった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明はこのような従来の問題点を解決して、リアクタ
ー外循環量を減少させて発酵条件の制約を緩和させると
ともに、装置費、運転費等を大幅に削減することができ
る脱型反応装置を目的として完成されたものである。
ー外循環量を減少させて発酵条件の制約を緩和させると
ともに、装置費、運転費等を大幅に削減することができ
る脱型反応装置を目的として完成されたものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は散気手段を備えた好気性発酵槽の設定液面付近
の槽内あるいは、槽外に気液分離手段を設け、該手段に
よりガス容積比率を滅した発酵液を槽下部へ還流させる
流路の途中に生成物を濾過する回転円板型膜モジュール
を設けたことを特徴とするものである。
の槽内あるいは、槽外に気液分離手段を設け、該手段に
よりガス容積比率を滅した発酵液を槽下部へ還流させる
流路の途中に生成物を濾過する回転円板型膜モジュール
を設けたことを特徴とするものである。
以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説明すると
、ｆｉｌはリアクターである好気性発酵槽、（２）は基
質供給口、（３）は槽内底部に設けられた散気手段、（
４）はこの散気手段に空気を供給するブロアあるいはコ
ンプレッサーである。槽内の液中には酵母、菌体、酵素
のような目的とする発酵に応した生体触媒が投入されて
おり、Ｗｆｆを好気性条件下で生体反応により発酵させ
て例えばアルコールのような生成物を生産している０本
発明においては、このような好気性発酵［（１１の外側
の設定液面付近の位置に気液分離手段（５）が設けられ
ている。
、ｆｉｌはリアクターである好気性発酵槽、（２）は基
質供給口、（３）は槽内底部に設けられた散気手段、（
４）はこの散気手段に空気を供給するブロアあるいはコ
ンプレッサーである。槽内の液中には酵母、菌体、酵素
のような目的とする発酵に応した生体触媒が投入されて
おり、Ｗｆｆを好気性条件下で生体反応により発酵させ
て例えばアルコールのような生成物を生産している０本
発明においては、このような好気性発酵［（１１の外側
の設定液面付近の位置に気液分離手段（５）が設けられ
ている。
この設定液面とは、散気手段（４）から液中に吹込まれ
る気泡により上昇した液面を意味するもので、このよう
な気泡を含んだ発酵液はこの気液分離手段ｆ５＋ Ｑ
ｉ３かれ、ガス排出口（６）から気体成分は放出されて
ガス容積比率を減じた液体成分を下方の流路（７）によ
って好気性発酵槽（１１の槽下部へ還流させている。（
８）はこの波路（７）の途中に設けられた回転円板型膜
モジュールである。回転円板型膜モジュール（８）は例
えば回転円板（９）の表面を濾過膜面としたもの等であ
って、回転により膜面付近の濃度分極を小さくすること
ができるために従来一般の固定式の膜モジュールに比較
して小流量で優れた濾過性能を発揮することができるも
のである。なお回転円板型膜モジュール（８）の濾過膜
としては種々のものが用いられているが、セラミック多
孔膜を用いたものが強度、耐久性、濾過特性等の多くの
面で存利である。
る気泡により上昇した液面を意味するもので、このよう
な気泡を含んだ発酵液はこの気液分離手段ｆ５＋ Ｑ
ｉ３かれ、ガス排出口（６）から気体成分は放出されて
ガス容積比率を減じた液体成分を下方の流路（７）によ
って好気性発酵槽（１１の槽下部へ還流させている。（
８）はこの波路（７）の途中に設けられた回転円板型膜
モジュールである。回転円板型膜モジュール（８）は例
えば回転円板（９）の表面を濾過膜面としたもの等であ
って、回転により膜面付近の濃度分極を小さくすること
ができるために従来一般の固定式の膜モジュールに比較
して小流量で優れた濾過性能を発揮することができるも
のである。なお回転円板型膜モジュール（８）の濾過膜
としては種々のものが用いられているが、セラミック多
孔膜を用いたものが強度、耐久性、濾過特性等の多くの
面で存利である。
（作用）
このように構成されたものは、好気性発酵槽＋１１の内
部に散気手段（３）により空気を気泡として吹込みつつ
槽内の生体触媒により基質を発酵させることは従来のこ
の種装置と変わるところはない、そしてこのような空気
の吹込みによって槽内の液面は空気吹込停止時に比較し
て設定液面まで上昇することとなるが、本発明において
は設定液面付近に気液分離手段（５）が設けられており
、槽内の発酵液の一部は気液分離手段（５）に流入して
気液分離される。このように気体が分離されガス容積比
率を減じられた発酵液は見掛は比重が増加し、槽内の発
酵液よりも水頭が大きくなるのでその水頭差によりポン
プを使用しなくても自然に循環流が生じ、発酵液は流路
（７）を介して回転円板型膜モジエール（８）に流入す
る。そして発酵液はこの回転円板型膜モジュール（８）
によって生成物濃度の高い濾過液と生体触媒濃度の高い
濃縮液とに効率良く分離され、濃縮液は好気性発酵槽（
１）の内部に戻されて生体触媒濃度の低下を防止する。
部に散気手段（３）により空気を気泡として吹込みつつ
槽内の生体触媒により基質を発酵させることは従来のこ
の種装置と変わるところはない、そしてこのような空気
の吹込みによって槽内の液面は空気吹込停止時に比較し
て設定液面まで上昇することとなるが、本発明において
は設定液面付近に気液分離手段（５）が設けられており
、槽内の発酵液の一部は気液分離手段（５）に流入して
気液分離される。このように気体が分離されガス容積比
率を減じられた発酵液は見掛は比重が増加し、槽内の発
酵液よりも水頭が大きくなるのでその水頭差によりポン
プを使用しなくても自然に循環流が生じ、発酵液は流路
（７）を介して回転円板型膜モジエール（８）に流入す
る。そして発酵液はこの回転円板型膜モジュール（８）
によって生成物濃度の高い濾過液と生体触媒濃度の高い
濃縮液とに効率良く分離され、濃縮液は好気性発酵槽（
１）の内部に戻されて生体触媒濃度の低下を防止する。
このように本発明においては回転円板型膜モジュール（
８）を流路（７）に設けたので小循環流量で濾過７４縮
を行うことができ、リアクター循環量を減少できるので
発酵条件の制約を極めて少なくすることができる。また
本発明においては散気手段（３）による液面上昇効果を
利用して流路（７）に水頭差による循環流を生じさせる
ことができ、膜循環用ポンプが不要となるとともに配管
設備も小規模化することができ、建設費、電気代、設置
スペース等を削減することができる。
８）を流路（７）に設けたので小循環流量で濾過７４縮
を行うことができ、リアクター循環量を減少できるので
発酵条件の制約を極めて少なくすることができる。また
本発明においては散気手段（３）による液面上昇効果を
利用して流路（７）に水頭差による循環流を生じさせる
ことができ、膜循環用ポンプが不要となるとともに配管
設備も小規模化することができ、建設費、電気代、設置
スペース等を削減することができる。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、リアクター
外循環量を減少させてリアクター内部の発酵条件の制約
を緩和することができるとともに、設備費、設置スペー
ス、ランニングコスト等を大幅に引下げることもできる
ものである。よって本発明は従来の問題点を一掃した脱
型反応装置として、産業の発展に寄与するところは極め
て大である。
外循環量を減少させてリアクター内部の発酵条件の制約
を緩和することができるとともに、設備費、設置スペー
ス、ランニングコスト等を大幅に引下げることもできる
ものである。よって本発明は従来の問題点を一掃した脱
型反応装置として、産業の発展に寄与するところは極め
て大である。
第１図は本発明の実施例を示すフローシート、第２図は
従来例を示すフローシートである。 （１）：好気性発酵槽、（３）：散気手段、（５）：気
液分離手段、（７）：流路、（８）：回転円板型膜モジ
ュール。 特許出願人 日本碍子株式会社 代 理 人 名 嶋 明 部間
綿 貫 達 離開
山 零 文 夫第１図 判訪ス ［！２図 Ａ逢液
従来例を示すフローシートである。 （１）：好気性発酵槽、（３）：散気手段、（５）：気
液分離手段、（７）：流路、（８）：回転円板型膜モジ
ュール。 特許出願人 日本碍子株式会社 代 理 人 名 嶋 明 部間
綿 貫 達 離開
山 零 文 夫第１図 判訪ス ［！２図 Ａ逢液
Claims (1)
- 散気手段（３）を備えた好気性発酵槽（１）の設定液面
付近の槽内あるいは、槽外に気液分離手段（５）を設け
、該手段によりガス容積比率を減じた発酵液を槽下部へ
還流させる流路（７）の途中に生成物を濾過する回転円
板型膜モジュール（８）を設けたことを特徴とする膜型
反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12762488A JPH01296972A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 膜型反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12762488A JPH01296972A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 膜型反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01296972A true JPH01296972A (ja) | 1989-11-30 |
| JPH0376911B2 JPH0376911B2 (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=14964690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12762488A Granted JPH01296972A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 膜型反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01296972A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031693A1 (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for separating liquid from a slurry and process for the preparation of hydrocarbons |
| WO2008019941A1 (de) * | 2006-08-15 | 2008-02-21 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Verfahren zur abtrennung und aufkonzentrierung von biomasse |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP12762488A patent/JPH01296972A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997031693A1 (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for separating liquid from a slurry and process for the preparation of hydrocarbons |
| WO2008019941A1 (de) * | 2006-08-15 | 2008-02-21 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Verfahren zur abtrennung und aufkonzentrierung von biomasse |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376911B2 (ja) | 1991-12-06 |
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