JPH0242471B2 - - Google Patents
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- JPH0242471B2 JPH0242471B2 JP19939288A JP19939288A JPH0242471B2 JP H0242471 B2 JPH0242471 B2 JP H0242471B2 JP 19939288 A JP19939288 A JP 19939288A JP 19939288 A JP19939288 A JP 19939288A JP H0242471 B2 JPH0242471 B2 JP H0242471B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
- C12M25/16—Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/18—Flow directing inserts
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/18—Flow directing inserts
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は二重円筒型バイオリアクタに関する。
（従来の技術）
細胞あるいは細胞に含まれる酵素、その他細胞
内物質、菌体等（以下生体触媒という）を触媒と
して予定の生成物を得る反応器としてのバイオリ
アクタとして、一般に充填槽型リアクタがプラグ
フロー型として多用されている。
内物質、菌体等（以下生体触媒という）を触媒と
して予定の生成物を得る反応器としてのバイオリ
アクタとして、一般に充填槽型リアクタがプラグ
フロー型として多用されている。
このプログフロー型リアクタは、内部での反応
が模擬的に第３図に示すようになり、厳密にはそ
の反応系により複反応や代謝阻害等の拮抗を伴な
うための複雑な場合も多いが、基本的には次の
Michaelis−Mentenの式 ｒ＝Vmax〔Ｓ〕／Km〔Ｓ〕 による。ここでｒ＝反応速度、Vmax＝最大反応
速度、〔Ｓ〕＝基質濃度、Km＝定数である。
が模擬的に第３図に示すようになり、厳密にはそ
の反応系により複反応や代謝阻害等の拮抗を伴な
うための複雑な場合も多いが、基本的には次の
Michaelis−Mentenの式 ｒ＝Vmax〔Ｓ〕／Km〔Ｓ〕 による。ここでｒ＝反応速度、Vmax＝最大反応
速度、〔Ｓ〕＝基質濃度、Km＝定数である。
しかしいずれの反応系においても、近似的には
〔Ｓ〕＝S0（１−e-t/A）
として表わされる。ここでS0＝初期基質濃度、ｔ
＝時間、Ａ＝定数である。
＝時間、Ａ＝定数である。
以上のように、槽の入口周辺および前段では反
応量が大きく、そのため発熱反応においては初期
に発熱量が大きく、したがつて冷却負荷が大き
い。
応量が大きく、そのため発熱反応においては初期
に発熱量が大きく、したがつて冷却負荷が大き
い。
またガス発生系では、前段のガス発生が多く、
結果的に後段のガスホールドアツプが大きくな
り、効率の低下を招くことがあり、さらに後段で
の担体の目詰を起しやすくなる。
結果的に後段のガスホールドアツプが大きくな
り、効率の低下を招くことがあり、さらに後段で
の担体の目詰を起しやすくなる。
この点を改善するものとして、第４図に示すよ
うに同型の槽ａ，ａを多段に設置し、各槽ａ，ａ
に担体ｂ，ｂを内装するとともに上部にガス抜き
室ｃ，ｃを設け、槽ａ，ａの相互間の上部と下部
とをパイプｄで接続して送液ポンプｅの他に槽
ａ，ａ間のパイプｄ中に別のポンプｆを介在さ
せ、各槽ａ，ａにおいてガス抜きが行なわれるよ
うにして後段でのガスホールドアツプが生じない
ようにされたものがある。
うに同型の槽ａ，ａを多段に設置し、各槽ａ，ａ
に担体ｂ，ｂを内装するとともに上部にガス抜き
室ｃ，ｃを設け、槽ａ，ａの相互間の上部と下部
とをパイプｄで接続して送液ポンプｅの他に槽
ａ，ａ間のパイプｄ中に別のポンプｆを介在さ
せ、各槽ａ，ａにおいてガス抜きが行なわれるよ
うにして後段でのガスホールドアツプが生じない
ようにされたものがある。
（発明が解決しようとする課題）
しかるに上記の構造では、槽ａ，ａ間に別ポン
プｆを有するため、槽ａ，ａ間での液面制御のた
めのポンプｅ，ｆの流量調整という困難な制御が
必要となるという問題があるうえ、複数の槽ａ，
ａを有するため不必要な伝熱面積を持つことにな
るなどの問題がある。
プｆを有するため、槽ａ，ａ間での液面制御のた
めのポンプｅ，ｆの流量調整という困難な制御が
必要となるという問題があるうえ、複数の槽ａ，
ａを有するため不必要な伝熱面積を持つことにな
るなどの問題がある。
本発明はこれに鑑み、前段ほど伝熱面積を大き
くとることができ、かつ可能な限り前段でガス抜
きを行なえ、しかも構造が簡単で操作性のよいバ
イオリアクタを提供することを目的としてなされ
たものである。
くとることができ、かつ可能な限り前段でガス抜
きを行なえ、しかも構造が簡単で操作性のよいバ
イオリアクタを提供することを目的としてなされ
たものである。
（課題を解決するための手段）
上記従来技術が有する課題を解決するため、本
発明は、竪型円筒形のリアクタであつて、外槽内
に内筒を設立して外側通路と内側通路とを区分し
た内外２層構造とし、外側通路の下部に液入口
を、内側通路の下部に液出口をそれぞれ設け、前
記外槽の外周に冷却ジヤケツトを付設するととも
に外槽内上方に内外側通路の上面が開放するガス
抜き室を形成し、前記外側通路および内側通路内
に生体触媒の付着担体を装填した構成を特徴とす
るものである。
発明は、竪型円筒形のリアクタであつて、外槽内
に内筒を設立して外側通路と内側通路とを区分し
た内外２層構造とし、外側通路の下部に液入口
を、内側通路の下部に液出口をそれぞれ設け、前
記外槽の外周に冷却ジヤケツトを付設するととも
に外槽内上方に内外側通路の上面が開放するガス
抜き室を形成し、前記外側通路および内側通路内
に生体触媒の付着担体を装填した構成を特徴とす
るものである。
（作用）
液入口から流入する液は、外側通路内の担体
（前段反応部）を通つて流れるが、その間に外槽
外面の冷却ジヤケツトにより反応熱が十分に冷却
される。外側側通路を通つて上昇しきつた液は内
筒の上端から溢水して内側通路へ流れ込むが、そ
の際にガス抜き室に面するのでこゝで気液の分離
が行なわれ、液体のみが内側通路へ入り、内側通
路を流下する間に後段の反応が進められ、反応を
終率した液は液出口から排出される。
（前段反応部）を通つて流れるが、その間に外槽
外面の冷却ジヤケツトにより反応熱が十分に冷却
される。外側側通路を通つて上昇しきつた液は内
筒の上端から溢水して内側通路へ流れ込むが、そ
の際にガス抜き室に面するのでこゝで気液の分離
が行なわれ、液体のみが内側通路へ入り、内側通
路を流下する間に後段の反応が進められ、反応を
終率した液は液出口から排出される。
（実施例）
以下、本発明を第１図および第２図に示す実施
例を参照して説明する。
例を参照して説明する。
図示の実施例は、嫌気醗酵用リアクタとした場
合の一例を縦断面図で示すもので、外槽１と、こ
の外槽１内に設立される内筒２とを有している。
合の一例を縦断面図で示すもので、外槽１と、こ
の外槽１内に設立される内筒２とを有している。
外槽１は、密閉型の竪型円筒形状を有し、中間
の胴部１Ａと、その下部を封止する逆円錐形断面
を有する底部１Ｂと、胴部１Ａの上部を封止する
蓋１Ｃとからなつており、これらはその接合部の
フランジをボルト結合して密閉構造とされてい
る。
の胴部１Ａと、その下部を封止する逆円錐形断面
を有する底部１Ｂと、胴部１Ａの上部を封止する
蓋１Ｃとからなつており、これらはその接合部の
フランジをボルト結合して密閉構造とされてい
る。
内筒２は前記底部１Ｂ上に設立され、この内筒
２により外槽１の内周面との間の外側通路３と、
内筒２内の内側通路４に区画されている。この内
筒２の上端は蓋１Ｃの下面に対し所要の間隔を有
する高さ位置に延びており、この内筒２の上端縁
は鋸歯状に形成されていて堰５を構成している。
２により外槽１の内周面との間の外側通路３と、
内筒２内の内側通路４に区画されている。この内
筒２の上端は蓋１Ｃの下面に対し所要の間隔を有
する高さ位置に延びており、この内筒２の上端縁
は鋸歯状に形成されていて堰５を構成している。
外槽１の胴部１Ａと底部１Ｂとの接合面間、お
よび内筒２の同位置には、パンチングメタル、メ
ツシユ材等の多孔板６が固設され、この多孔板６
上に生体触媒を付着させる担体７，７が装填され
ている。
よび内筒２の同位置には、パンチングメタル、メ
ツシユ材等の多孔板６が固設され、この多孔板６
上に生体触媒を付着させる担体７，７が装填され
ている。
外槽１の胴部１Ａの外周には冷却ジヤケツト８
が形成されており、その下方物部には冷媒入口９
が、同上方部には冷媒出口１０が設けられ、この
冷媒出口１０は前記外側通路３内の温度を検出し
てこれをコントロールする温度制御手段１１によ
り冷媒流量を調整する弁装置１２が設けられてい
る。
が形成されており、その下方物部には冷媒入口９
が、同上方部には冷媒出口１０が設けられ、この
冷媒出口１０は前記外側通路３内の温度を検出し
てこれをコントロールする温度制御手段１１によ
り冷媒流量を調整する弁装置１２が設けられてい
る。
また外槽１の底部１Ｂには、外側通路３への液
入口１３，１３と、内側通路４からの液出口１４
がそれぞれ設けられている。
入口１３，１３と、内側通路４からの液出口１４
がそれぞれ設けられている。
外槽１の上方内部はガス抜き室１５とされ、蓋
１Ｃの頂部にガス抜き口１６が設けられ、これに
ガス抜き管１７が接続されており、その途中には
ガス抜き量を調整して外槽１内の圧力を調整する
ための弁１８が介装されている。
１Ｃの頂部にガス抜き口１６が設けられ、これに
ガス抜き管１７が接続されており、その途中には
ガス抜き量を調整して外槽１内の圧力を調整する
ための弁１８が介装されている。
次に上記実施例の作用を説明する。
液入口１３から流入する液は外側通路３に入
り、その内部の担体７を通つて流れる間に反応が
進み、その反応により発生する熱は外槽１の外周
の冷却ジヤケツト８による熱交換によつて十分に
冷却される。
り、その内部の担体７を通つて流れる間に反応が
進み、その反応により発生する熱は外槽１の外周
の冷却ジヤケツト８による熱交換によつて十分に
冷却される。
外側通路３を上昇しきつた液は、内筒２の上端
の堰５から内側通路４内へオーバーフローし、そ
の際にガス抜き室１５内の空間にさらされるので
こゝで気液が分離され、液体のみが内側通路４へ
流入する。内側通路４内を流下する間に後段の反
応が進み、反応を終了した液は液出口１４から排
出される。
の堰５から内側通路４内へオーバーフローし、そ
の際にガス抜き室１５内の空間にさらされるので
こゝで気液が分離され、液体のみが内側通路４へ
流入する。内側通路４内を流下する間に後段の反
応が進み、反応を終了した液は液出口１４から排
出される。
ガス抜き室１５において分離された気体は、ガ
ス抜き口１６からガス抜き管１７、弁１８を通つ
て排出される。
ス抜き口１６からガス抜き管１７、弁１８を通つ
て排出される。
第２図は、外槽１の外周に設けられた冷却ジヤ
ケツト８だけでは伝熱面積が不足し、内側通路４
内の反応熱が高くなるような場合に対処するため
の実施例で、内筒２を２重構造としてその内部を
冷却ジヤケツト８′に形成し、この冷却ジヤケツ
ト８′へも冷媒を給排するようにしたものである。
他の構成は第１図と同様であるから、第１図と同
符号を付して説明は省略する。
ケツト８だけでは伝熱面積が不足し、内側通路４
内の反応熱が高くなるような場合に対処するため
の実施例で、内筒２を２重構造としてその内部を
冷却ジヤケツト８′に形成し、この冷却ジヤケツ
ト８′へも冷媒を給排するようにしたものである。
他の構成は第１図と同様であるから、第１図と同
符号を付して説明は省略する。
また内側通路４での液の液面保持の調節が難か
しい場合には、内筒２の周面に小径の貫孔を設け
て内、外側通路３，４を連通させ、オーバーフロ
ー線まで満液の状態を維持しやすいようにするこ
ともできる。
しい場合には、内筒２の周面に小径の貫孔を設け
て内、外側通路３，４を連通させ、オーバーフロ
ー線まで満液の状態を維持しやすいようにするこ
ともできる。
さらに好気醗酵用リアクタとするには、多孔板
６の下部に送気管を導入し、担体７，７に向けて
送気するようにすればよい。
６の下部に送気管を導入し、担体７，７に向けて
送気するようにすればよい。
以上説明したように本発明によれば、反応の前
段の外側通路における伝熱面積を大きくとること
ができるので、反応熱の除去が効果的に行なえ、
かつ外側通路から内側通路へオーバーフローさせ
て移行させるので、外槽と内筒との面積比を選択
することにより外側と内側との流量バランスを容
易にとることができ、従来のように難かしい流量
制御が不要となつて操作が極めて簡単になるなど
の種々の効果が得られる。
段の外側通路における伝熱面積を大きくとること
ができるので、反応熱の除去が効果的に行なえ、
かつ外側通路から内側通路へオーバーフローさせ
て移行させるので、外槽と内筒との面積比を選択
することにより外側と内側との流量バランスを容
易にとることができ、従来のように難かしい流量
制御が不要となつて操作が極めて簡単になるなど
の種々の効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第
２図は同変形例を示す略示縦断面図、第３図はリ
アクタにおける特性線図、第４図は従来技術の説
明図である。 １……外槽、２……内筒、３……外側通路、４
……内側通路、５……堰、６……多孔板、７……
担体、８，８′……冷却ジヤケツト、１３……液
入口、１４……液出口、１５……ガス抜き室。
２図は同変形例を示す略示縦断面図、第３図はリ
アクタにおける特性線図、第４図は従来技術の説
明図である。 １……外槽、２……内筒、３……外側通路、４
……内側通路、５……堰、６……多孔板、７……
担体、８，８′……冷却ジヤケツト、１３……液
入口、１４……液出口、１５……ガス抜き室。
Claims (1)
- １ 竪型円筒形のリアクタであつて、外槽内に内
筒を設立して外側通路と内側通路とを区分した内
外２層構造とし、外側通路の下部に液入口を、内
側通路の下部に液出口をそれぞれ設け、前記外槽
の外周に冷却ジヤケツトを付設するとともに外槽
内上方に内外側通路の上面が開放するガス抜き室
を形成し、前記外側通路および内側通路内に生体
触媒の付着担体を装填してなる二重円筒型バイオ
リアクタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19939288A JPH0249575A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 二重円筒型バイオリアクタ |
| DE68914434T DE68914434T2 (de) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Doppelzylinder bioreaktor. |
| PCT/JP1989/000787 WO1990001539A1 (en) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Double-cylinder type bio-reactor |
| EP89908876A EP0381776B1 (en) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Double-cylinder type bio-reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19939288A JPH0249575A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 二重円筒型バイオリアクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249575A JPH0249575A (ja) | 1990-02-19 |
| JPH0242471B2 true JPH0242471B2 (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=16407016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19939288A Granted JPH0249575A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 二重円筒型バイオリアクタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0381776B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0249575A (ja) |
| DE (1) | DE68914434T2 (ja) |
| WO (1) | WO1990001539A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8551762B2 (en) | 2009-07-07 | 2013-10-08 | Nch Corporation | System and apparatus for feeding, solubilizing, growing and discharging a biological material |
| CN101955294B (zh) * | 2009-12-01 | 2013-06-05 | 南京大学 | 一体化生物反应器及其应用和处理高浓度有机废水的方法 |
| CN102732416A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-10-17 | 石药集团中润制药(内蒙古)有限公司 | 一种气升式环流反应器及利用其进行青霉素发酵的方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515718A (en) * | 1978-07-17 | 1980-02-04 | Nippon Kagaku Kikai Seizo Kk | Tank for aerobic fermentation |
| JPS6067099U (ja) * | 1983-10-15 | 1985-05-13 | 柴田科学器械工業株式会社 | 撹拌装置 |
| JPH032160Y2 (ja) * | 1984-10-26 | 1991-01-22 | ||
| JPS61150498U (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-17 | ||
| JPS6265385A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-24 | Res Dev Corp Of Japan | ３種の相異なる機能部位含有化合物の単分子膜からなる光電変換用分子素子 |
| JPH0627116Y2 (ja) * | 1990-04-20 | 1994-07-27 | 貞則 國近 | 調理物撹拌装置 |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP19939288A patent/JPH0249575A/ja active Granted
-
1989
- 1989-08-01 EP EP89908876A patent/EP0381776B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-01 DE DE68914434T patent/DE68914434T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-01 WO PCT/JP1989/000787 patent/WO1990001539A1/ja active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1990001539A1 (en) | 1990-02-22 |
| EP0381776A4 (en) | 1990-09-26 |
| JPH0249575A (ja) | 1990-02-19 |
| EP0381776B1 (en) | 1994-04-06 |
| DE68914434D1 (de) | 1994-05-11 |
| EP0381776A1 (en) | 1990-08-16 |
| DE68914434T2 (de) | 1994-10-06 |
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|---|---|---|
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