JPH05344879A - バイオリアクタ槽 - Google Patents
バイオリアクタ槽Info
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- JPH05344879A JPH05344879A JP12338292A JP12338292A JPH05344879A JP H05344879 A JPH05344879 A JP H05344879A JP 12338292 A JP12338292 A JP 12338292A JP 12338292 A JP12338292 A JP 12338292A JP H05344879 A JPH05344879 A JP H05344879A
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- JP
- Japan
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- culture solution
- bioreactor tank
- container
- bioreactor
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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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
-
- 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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
- C12M23/06—Tubular
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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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/22—Transparent or translucent parts
-
- 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
- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 藻体および微生物の生産用バイオリアクタ槽
に関する。 【構成】 一端に培養液、空気及び／又はＣＯ2 ガス
並びに栄養分をそれぞれ注入するノズル、他端に培養液
出口穴を有し、内面に多数の攪拌翼を付設した円筒横形
透明体容器及び同容器を載置、回転させるターニングロ
ーラを具備してなるバイオリアクタ槽、上記のバイ
オリアクタ槽を、連続的に容器内液を移送可能に連続し
てなるバイオリアクタ槽及び上記のバイオリアクタ
槽の連結部に、追加補給培養液注入ノズルを設けてなる
バイオリアクタ槽。
に関する。 【構成】 一端に培養液、空気及び／又はＣＯ2 ガス
並びに栄養分をそれぞれ注入するノズル、他端に培養液
出口穴を有し、内面に多数の攪拌翼を付設した円筒横形
透明体容器及び同容器を載置、回転させるターニングロ
ーラを具備してなるバイオリアクタ槽、上記のバイ
オリアクタ槽を、連続的に容器内液を移送可能に連続し
てなるバイオリアクタ槽及び上記のバイオリアクタ
槽の連結部に、追加補給培養液注入ノズルを設けてなる
バイオリアクタ槽。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は藻体および微生物の生産
用バイオリアクタ槽に関する。
用バイオリアクタ槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、藻体生産用のバイオリアクタ槽と
しては図５に示すような竪形バッチ形式のものと図６に
示すようなオープンポンド形式のものがある。
しては図５に示すような竪形バッチ形式のものと図６に
示すようなオープンポンド形式のものがある。
【０００３】図５は竪形バッチ形式のバイオリアクタ槽
の側面図を示し、該バイオリアクタ槽５１は側壁や上部
壁が光透過性の容器からなり、モータ５６，減速機５７
を介して回転する攪拌翼５３により該容器内の藻体を含
む培養液（以下、これを単に培養液という）５２を攪拌
できるようになっており、さらに該容器には空気及びＣ
Ｏ2 などのガスを注入するガス注入ノズル５４，窒素，
リンなどの栄養分を注入する栄養分注入ノズル５５が設
けられているものである。
の側面図を示し、該バイオリアクタ槽５１は側壁や上部
壁が光透過性の容器からなり、モータ５６，減速機５７
を介して回転する攪拌翼５３により該容器内の藻体を含
む培養液（以下、これを単に培養液という）５２を攪拌
できるようになっており、さらに該容器には空気及びＣ
Ｏ2 などのガスを注入するガス注入ノズル５４，窒素，
リンなどの栄養分を注入する栄養分注入ノズル５５が設
けられているものである。
【０００４】図６はオープンポンド形式のバイオリアク
タ槽の平面図を示し、バイオリアクタ槽６１は培養液６
２を攪拌・移送するためのモータ６６で駆動される羽根
車６３，空気及びＣＯ2 などのガスを注入するガス注入
ノズル６４及び窒素，リンなどの栄養分を注入する栄養
分注入ノズル６５よりなるものである。
タ槽の平面図を示し、バイオリアクタ槽６１は培養液６
２を攪拌・移送するためのモータ６６で駆動される羽根
車６３，空気及びＣＯ2 などのガスを注入するガス注入
ノズル６４及び窒素，リンなどの栄養分を注入する栄養
分注入ノズル６５よりなるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５の従来のバイオリ
アクタ槽においては、藻体の沈降防止やバイオリアクタ
槽５１内壁への藻体付着防止のため攪拌翼５３で攪拌す
ると、そのせん断力が強い場合には攪拌翼５３により藻
体に傷を付けることがあり、逆にあまりゆっくりした攪
拌であると藻体の沈降やガス及び栄養分の補給などの制
約因子となって藻体生産量が落ちる。またバッチ処理と
なるため半回分培養に比べ生産性が悪い。さらに、装置
上部に攪拌装置、各種ノズルが設けられることから複雑
な装置とならざるを得ないような問題点がある。
アクタ槽においては、藻体の沈降防止やバイオリアクタ
槽５１内壁への藻体付着防止のため攪拌翼５３で攪拌す
ると、そのせん断力が強い場合には攪拌翼５３により藻
体に傷を付けることがあり、逆にあまりゆっくりした攪
拌であると藻体の沈降やガス及び栄養分の補給などの制
約因子となって藻体生産量が落ちる。またバッチ処理と
なるため半回分培養に比べ生産性が悪い。さらに、装置
上部に攪拌装置、各種ノズルが設けられることから複雑
な装置とならざるを得ないような問題点がある。
【０００６】図６の従来のバイオリアクタ槽は大規模な
バイオリアクタ槽で、培養液の流れが層流となってしま
い、藻体同志の距離に変化が少なく、かつ藻体濃度が増
加すると遮光性が上がるため、深度に制約があり生産性
が大きく落ちる。たとえば、三日月藻の比増殖速度
（μ）１．２〜１．３（１日当り）のものが藻体密度の
上昇により１日当り０．１２〜０．２まで落ちることが
判っている。
バイオリアクタ槽で、培養液の流れが層流となってしま
い、藻体同志の距離に変化が少なく、かつ藻体濃度が増
加すると遮光性が上がるため、深度に制約があり生産性
が大きく落ちる。たとえば、三日月藻の比増殖速度
（μ）１．２〜１．３（１日当り）のものが藻体密度の
上昇により１日当り０．１２〜０．２まで落ちることが
判っている。
【０００７】本発明は上記技術水準に鑑み、従来装置の
ような欠点のないバイオリアクタ槽を提供しようとする
ものである。
ような欠点のないバイオリアクタ槽を提供しようとする
ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は （１）一端に培養液、空気及び／又はＣＯ2 ガス並びに
栄養分をそれぞれ注入するノズル、他端に培養液出口穴
を有し、内面に多数の攪拌翼を付設した円筒横形透明体
容器及び同容器を載置、回転させるターニングローラを
具備してなることを特徴とするバイオリアクタ槽。
栄養分をそれぞれ注入するノズル、他端に培養液出口穴
を有し、内面に多数の攪拌翼を付設した円筒横形透明体
容器及び同容器を載置、回転させるターニングローラを
具備してなることを特徴とするバイオリアクタ槽。
【０００９】（２）多数の上記（１）記載のバイオリア
クタ槽を、連続的に容器内液を移送可能に連続してなる
ことを特徴とするバイオリアクタ槽。
クタ槽を、連続的に容器内液を移送可能に連続してなる
ことを特徴とするバイオリアクタ槽。
【００１０】（３）バイオリアクタ槽の連結部に、追加
補給培養液注入ノズルを設けてなることを特徴とする上
記（２）記載のバイオリアクタ槽。である。
補給培養液注入ノズルを設けてなることを特徴とする上
記（２）記載のバイオリアクタ槽。である。
【００１１】
【作用】攪拌翼が円筒容器とともに回転するため、培養
液は円筒容器内面に引きづられて動く。しかし、重力の
作用で液面はあまり傾斜せず比較的なめらかな水の動き
となり、藻体に傷がつかないものの液自身は全体的な動
きとなり良好な攪拌ができる。また、円筒容器内面を液
がぬらすため、空気及び／又はＣＯ2 ガスとの接触面積
が大きくなり培養液中に吸収されやすい。
液は円筒容器内面に引きづられて動く。しかし、重力の
作用で液面はあまり傾斜せず比較的なめらかな水の動き
となり、藻体に傷がつかないものの液自身は全体的な動
きとなり良好な攪拌ができる。また、円筒容器内面を液
がぬらすため、空気及び／又はＣＯ2 ガスとの接触面積
が大きくなり培養液中に吸収されやすい。
【００１２】攪拌の動力であるターニングローラ、該タ
ーニングローラ駆動モータと、各種ノズルとを離して別
位置とすることができるのでシンプルな構造となりこの
横型バイオリアクタ槽を多段に連結させ、培養を連続的
に行うことができる。
ーニングローラ駆動モータと、各種ノズルとを離して別
位置とすることができるのでシンプルな構造となりこの
横型バイオリアクタ槽を多段に連結させ、培養を連続的
に行うことができる。
【００１３】また、各段での藻体生産量は藻体数に比例
し増加するが、藻体濃度の上限を越えると生産性が低下
する。そこで藻体密度を上限以内になるように培養液を
各段で追加し培養液流速を上げることにより藻体密度の
上限ぎりぎりで運転することが可能となり藻体生産量が
改善される。
し増加するが、藻体濃度の上限を越えると生産性が低下
する。そこで藻体密度を上限以内になるように培養液を
各段で追加し培養液流速を上げることにより藻体密度の
上限ぎりぎりで運転することが可能となり藻体生産量が
改善される。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１，図２によって説明
する。図１は実施例バイオリアクタ槽の側面図、図２は
図１の端面の側面図である。図１，図２において、横型
バイオリアクタ槽１は光合成の光透過可能な透明プラス
チィックまたはガラス製の円筒容器で、この円筒容器内
面に攪拌翼３を円周方向に８ケ所、長手方向に６分割し
て付設してある。この攪拌翼３は軸方向に直線ないしは
僅かに傾斜させて付設される。入口側（図１の右端）に
培養液入口ノズル９、ガス注入ノズル４、養分注入ノズ
ル５を設ける。培養液入口ノズル９は培養液２を、ガス
注入ノズル４は空気及び／又はＣＯ2 ガスを、養分注入
ノズル５は被培養体の養分（窒素、リンなど）を投入す
るためのものである。
する。図１は実施例バイオリアクタ槽の側面図、図２は
図１の端面の側面図である。図１，図２において、横型
バイオリアクタ槽１は光合成の光透過可能な透明プラス
チィックまたはガラス製の円筒容器で、この円筒容器内
面に攪拌翼３を円周方向に８ケ所、長手方向に６分割し
て付設してある。この攪拌翼３は軸方向に直線ないしは
僅かに傾斜させて付設される。入口側（図１の右端）に
培養液入口ノズル９、ガス注入ノズル４、養分注入ノズ
ル５を設ける。培養液入口ノズル９は培養液２を、ガス
注入ノズル４は空気及び／又はＣＯ2 ガスを、養分注入
ノズル５は被培養体の養分（窒素、リンなど）を投入す
るためのものである。
【００１５】駆動用モータ６で駆動されるターニングロ
ーラ８により横型バイオリアクタ槽１は回転し、円部の
培養液２は攪拌翼３により攪拌され、培養液２は入口か
ら出口へ向い最後に出口穴１０を通って培養液出口受１
１に入る。
ーラ８により横型バイオリアクタ槽１は回転し、円部の
培養液２は攪拌翼３により攪拌され、培養液２は入口か
ら出口へ向い最後に出口穴１０を通って培養液出口受１
１に入る。
【００１６】図３は、他の実施例で、図１，図２で示し
た装置を多段にしたもので、各段の出口を次の段の入口
に培養液を連続的に流れるようにしたものであり、図４
は各段のバイオリアクタ１の円筒容器端部の拡大図を示
す。図３，図４において、各段の入口には培養液追加ノ
ズル１２と培養液コントロール弁１３を設けることによ
り各段の培養液２の流速を可変にコントロールできるよ
うにしたものである。
た装置を多段にしたもので、各段の出口を次の段の入口
に培養液を連続的に流れるようにしたものであり、図４
は各段のバイオリアクタ１の円筒容器端部の拡大図を示
す。図３，図４において、各段の入口には培養液追加ノ
ズル１２と培養液コントロール弁１３を設けることによ
り各段の培養液２の流速を可変にコントロールできるよ
うにしたものである。
【００１７】
【発明の効果】本発明のバイオリアクタ槽により、液全
体がよく攪拌でき、気液触媒面積が増え培養液中に空気
及び／又はＣＯ2 ガスが吸収されやすくなり、培養効率
が向上する。また本発明のバイオリアクタ槽を多段に設
けることにより培養液を連続流れとすることが可能とな
り、さらに各段で培養液を追加することにより常に藻体
濃度限界で運転が可能となり、藻体の生産性を高めるこ
とができる。
体がよく攪拌でき、気液触媒面積が増え培養液中に空気
及び／又はＣＯ2 ガスが吸収されやすくなり、培養効率
が向上する。また本発明のバイオリアクタ槽を多段に設
けることにより培養液を連続流れとすることが可能とな
り、さらに各段で培養液を追加することにより常に藻体
濃度限界で運転が可能となり、藻体の生産性を高めるこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例のバイオリアクタ槽の側面
図。
図。
【図２】図１のバイオリアクタ槽の端面の側面図。
【図３】本発明のバイオリアクタ槽を多段に設けた実施
例の説明図。
例の説明図。
【図４】図３のバイオリアクタ槽の円筒容器端部の拡大
図。
図。
【図５】従来の竪型バッチ形式のバイオリアクタ槽の側
面図。
面図。
【図６】従来のオープンポンド形式のバイオリアクタ槽
の平面図。
の平面図。
Claims (3)
- 【請求項１】 一端に培養液、空気及び／又はＣＯ2 ガ
ス並びに栄養分をそれぞれ注入するノズル、他端に培養
液出口穴を有し、内面に多数の攪拌翼を付設した円筒横
形透明体容器及び同容器を載置、回転させるターニング
ローラを具備してなることを特徴とするバイオリアクタ
槽。 - 【請求項２】 多数の請求項１記載のバイオリアクタ槽
を、連続的に容器内液を移送可能に連続してなることを
特徴とするバイオリアクタ槽。 - 【請求項３】 バイオリアクタ槽の連結部に、追加補給
培養液注入ノズルを設けてなることを特徴とする請求項
２記載のバイオリアクタ槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12338292A JPH05344879A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | バイオリアクタ槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12338292A JPH05344879A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | バイオリアクタ槽 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05344879A true JPH05344879A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=14859201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12338292A Withdrawn JPH05344879A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | バイオリアクタ槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05344879A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010086589A2 (en) | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Steven Skill | Apparatus for treatment of fluid streams and method of conducting the same |
| US8062880B2 (en) | 2007-04-13 | 2011-11-22 | Freeman Energy Corporation | Biomass cultivation system and corresponding method of operation |
| WO2018148656A1 (en) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | Locus Ip Company, Llc | Portable device and methods for efficient production of microbes |
| WO2023228576A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 関西化学機械製作株式会社 | 光合成生物培養装置およびそれを用いた光合成生物の培養方法 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP12338292A patent/JPH05344879A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8062880B2 (en) | 2007-04-13 | 2011-11-22 | Freeman Energy Corporation | Biomass cultivation system and corresponding method of operation |
| WO2010086589A2 (en) | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Steven Skill | Apparatus for treatment of fluid streams and method of conducting the same |
| WO2018148656A1 (en) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | Locus Ip Company, Llc | Portable device and methods for efficient production of microbes |
| CN110494545A (zh) * | 2017-02-10 | 2019-11-22 | 轨迹Ip有限责任公司 | 用于高效生产微生物的便携式设备和方法 |
| WO2023228576A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 関西化学機械製作株式会社 | 光合成生物培養装置およびそれを用いた光合成生物の培養方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |