JPS59179061A - 発酵槽 - Google Patents
発酵槽Info
- Publication number
- JPS59179061A JPS59179061A JP5636583A JP5636583A JPS59179061A JP S59179061 A JPS59179061 A JP S59179061A JP 5636583 A JP5636583 A JP 5636583A JP 5636583 A JP5636583 A JP 5636583A JP S59179061 A JPS59179061 A JP S59179061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fermentation
- fermentation tank
- disks
- fermenter
- porous sheet
- Prior art date
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- Granted
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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
- C12M25/06—Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates
-
- 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
- C12M27/14—Rotation or movement of the cells support, e.g. rotated hollow fibers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は各種の菌体を培養する発酵槽に関し、さらに詳
しくは、菌体を保持する多孔質支持体を有する発酵槽に
関するものである。
しくは、菌体を保持する多孔質支持体を有する発酵槽に
関するものである。
メタン発酵やアルコール発酵等において、発酵槽内の菌
体濃度を高めて、発酵歩合を向」−せしめるため、菌体
を各種の担体に固定化して用いる発酵槽か開発されてい
る。
体濃度を高めて、発酵歩合を向」−せしめるため、菌体
を各種の担体に固定化して用いる発酵槽か開発されてい
る。
従来の菌体を固定化したゲル状物質の充填層式発酵槽に
おいては、メタン発酵や、テンプン原料のアルコール発
酵のように、原料液中にスカムや懸濁物の多い場合には
、これらの懸濁物によって菌体を保持する担体か波器さ
れ、著しく反応効率を低下させ、目１拮りを生し易い。
おいては、メタン発酵や、テンプン原料のアルコール発
酵のように、原料液中にスカムや懸濁物の多い場合には
、これらの懸濁物によって菌体を保持する担体か波器さ
れ、著しく反応効率を低下させ、目１拮りを生し易い。
このため原料液を予め固液分離する必要があり、そのた
めのコスト高が実用化の妨げとなる。
めのコスト高が実用化の妨げとなる。
目詰りを防止するため、菌体を固定化した担体を流動層
として用いる場合には、担体の強度が問題となり、一方
、菌体を固定化した膜体を平行に保持して、膜体の間を
原料液を流す方法も提案されている。菌体を固定化した
膜体は、その使用態様からみて補強体を有するか、ある
いは一定の強度を有する特定の重合体が用いられ、かつ
、原料液は膜体表面を躬行に流れるため、菌体との接勉
効率は必ずしも良好とはいえない。
として用いる場合には、担体の強度が問題となり、一方
、菌体を固定化した膜体を平行に保持して、膜体の間を
原料液を流す方法も提案されている。菌体を固定化した
膜体は、その使用態様からみて補強体を有するか、ある
いは一定の強度を有する特定の重合体が用いられ、かつ
、原料液は膜体表面を躬行に流れるため、菌体との接勉
効率は必ずしも良好とはいえない。
特開昭５５−１１１７８５弓明細１１シには、菌体固定
用多孔板を培養槽内で回転せしめる方法が開示されてい
る。この方法で用いられる多孔板はステンレス網、カラ
ス多孔板、セラミック等であり、その表面に菌体を高密
度に固定せしめるもので、菌体の作用は回転板の表面に
限られる。
用多孔板を培養槽内で回転せしめる方法が開示されてい
る。この方法で用いられる多孔板はステンレス網、カラ
ス多孔板、セラミック等であり、その表面に菌体を高密
度に固定せしめるもので、菌体の作用は回転板の表面に
限られる。
本発明は発酵槽内に菌体を高密度で存在させると共に原
料液中の懸濁物による阻害を牛せず、優れた容積効率を
有する、特に連続発酵に適した発酵槽を提供するもので
ある。
料液中の懸濁物による阻害を牛せず、優れた容積効率を
有する、特に連続発酵に適した発酵槽を提供するもので
ある。
即ち、本発明は、槽内の水平回転軸に、板面に連続気泡
性多孔シートが積層された円板が、前記回転軸に垂直に
複数個並設されていることを特徴とする発酵槽である。
性多孔シートが積層された円板が、前記回転軸に垂直に
複数個並設されていることを特徴とする発酵槽である。
以下、本発明を一実施例を示す図に基づいて説明する。
第１図は本発明の発酵槽の一実施例の回転ｉｔに沿った
断面図で、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。ステ
ンレス製の発酵槽１は蓋２によって密閉されており、原
料液は供給口ろより槽内に供給され、連続発酵の場合、
発酵液４は抜出口５がも供給量に見合ったｊ菅たけ抜出
される。抜出Ｄ ５の位ｉ６は、発酵槽内の液面に応し
て適当な位置に、没けることができる。発酵Ｐ！１の内
留≦には両端を１ｌｌｂ支されて水平に回転軸６が設け
られ、回転軸乙の末端に取（ｑけられた棒磁石７が槽外
の強力磁石８の回転によって回転し、回転軸乙に回転力
を与える。回転軸乙には複数個の円板９が回転軸乙に垂
直に、はぼ等間隔で並設されている。この円板９は発酵
槽内の液および菌体に対し耐食性があり、かつ、菌体の
成育を阻害しないものであれば、金属、セラミック、プ
ラスチックス等任意のものが用い得る。
断面図で、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。ステ
ンレス製の発酵槽１は蓋２によって密閉されており、原
料液は供給口ろより槽内に供給され、連続発酵の場合、
発酵液４は抜出口５がも供給量に見合ったｊ菅たけ抜出
される。抜出Ｄ ５の位ｉ６は、発酵槽内の液面に応し
て適当な位置に、没けることができる。発酵Ｐ！１の内
留≦には両端を１ｌｌｂ支されて水平に回転軸６が設け
られ、回転軸乙の末端に取（ｑけられた棒磁石７が槽外
の強力磁石８の回転によって回転し、回転軸乙に回転力
を与える。回転軸乙には複数個の円板９が回転軸乙に垂
直に、はぼ等間隔で並設されている。この円板９は発酵
槽内の液および菌体に対し耐食性があり、かつ、菌体の
成育を阻害しないものであれば、金属、セラミック、プ
ラスチックス等任意のものが用い得る。
円板９の少なくとも一面、通常は両面に、多孔賀ンート
１ｏが積層される。この多孔賀シートは連続気泡性であ
り、その細孔の直径は発酵槽て培養される菌体より大き
い直径を有し、通常１〜１０００μｍ１ 好ましぐは２
０〜２００μｍの細孔を多数有するものが用いらねる。
１ｏが積層される。この多孔賀シートは連続気泡性であ
り、その細孔の直径は発酵槽て培養される菌体より大き
い直径を有し、通常１〜１０００μｍ１ 好ましぐは２
０〜２００μｍの細孔を多数有するものが用いらねる。
積層される多孔シートの厚みは１〜１００ ｍｍ程度で
、発酵槽の大きさにもよるが、通常は２〜１０ＩＩＩＩ
１１ 程度のものか用いられる。
、発酵槽の大きさにもよるが、通常は２〜１０ＩＩＩＩ
１１ 程度のものか用いられる。
多孔シーＭＯと円板９との積層方法も接陪、ネジ止め等
任意の方法が用い得る。
任意の方法が用い得る。
多孔シートの材質としては任意のものが用いられるか、
一般にはポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ボｌ） ４
化ビニル、ポリオレフィン等の合成樹脂連続気泡発泡体
が用いられ、好ましくは吸質σ）スポンジシートが用い
られる。
一般にはポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ボｌ） ４
化ビニル、ポリオレフィン等の合成樹脂連続気泡発泡体
が用いられ、好ましくは吸質σ）スポンジシートが用い
られる。
本発明の発酵槽においては、発酵液中で回転する円板に
積層された連続気泡性多孔シートの細孔中に菌体が保持
され培養されることにより、高濃度の菌体により高い発
酵歩合を達成するものであるから、発酵液中に占める多
孔シートの容積割合は大きい程好ましいが、この容積割
合をあ十り大きくすると、回転軸に並設される円板の相
互間隔が狭くなり、かえって発酵液の流通が阻害される
。
積層された連続気泡性多孔シートの細孔中に菌体が保持
され培養されることにより、高濃度の菌体により高い発
酵歩合を達成するものであるから、発酵液中に占める多
孔シートの容積割合は大きい程好ましいが、この容積割
合をあ十り大きくすると、回転軸に並設される円板の相
互間隔が狭くなり、かえって発酵液の流通が阻害される
。
従って、発酵液に占める多孔シートの容積割合は通常１
０〜７０％であり、好ましくは３０〜５０％である。
０〜７０％であり、好ましくは３０〜５０％である。
発酵槽の形状は任意であるが、上記の多孔シートの容れ
Ｉｉ割合の点から、円板と槽壁との間隔は小びいことか
望ましく、従って第２図に示すように、発酵槽の底部１
１は橋形か、あるいは円板の形状に沿った半円筒形にす
ることが好ましい。発酵槽の底部１１には沈降したスカ
ム等を排出する際に使用する排出Ｄ１２か設けられる。
Ｉｉ割合の点から、円板と槽壁との間隔は小びいことか
望ましく、従って第２図に示すように、発酵槽の底部１
１は橋形か、あるいは円板の形状に沿った半円筒形にす
ることが好ましい。発酵槽の底部１１には沈降したスカ
ム等を排出する際に使用する排出Ｄ１２か設けられる。
多孔シートを回転させる場合の回転速度はあまり急速で
ない万かよいことか判明した。との程度の回転速度が最
も有効であるかは、円板の大きさ、発酵液の粘度等によ
って最適回転数か選ばれる。
ない万かよいことか判明した。との程度の回転速度が最
も有効であるかは、円板の大きさ、発酵液の粘度等によ
って最適回転数か選ばれる。
不発明の発酵槽は回分式にも連続式にも使用でき、また
、嫌気性発酵および好気性発酵のいずれにも用い得る。
、嫌気性発酵および好気性発酵のいずれにも用い得る。
好気性発酵に用いる場合は、菌体に対する酸繁の供給の
ため、発酵液の液面は、回転する多孔シートの上部が液
面上に出る程度とし、かつ、酸素供給のための空気供給
配管が設けられる○ 本発明の発醇把ｆにおいては、円板に積層された多孔シ
ートか発酵液中でゆっくり回転するので、充填式発酵槽
の様にスカムやＶ間物によって発酵槽内が閉塞するとい
うおそれｌ：ｔ ３ｉい。また、円板の回転によって発
酵液が攪拌されているので、担体としての多孔シートが
スケールによって被覆されるおそれがなく、多孔シート
の細孔が連続気泡であり、かつ、菌体の大きさに対して
充分大きな細孔径を有するので、発酵液の細孔内での移
動が容易で、細孔内の菌体に対する原料成分のアクセス
および発酵生成物の離脱等の物質移動が良好に行われる
。
ため、発酵液の液面は、回転する多孔シートの上部が液
面上に出る程度とし、かつ、酸素供給のための空気供給
配管が設けられる○ 本発明の発醇把ｆにおいては、円板に積層された多孔シ
ートか発酵液中でゆっくり回転するので、充填式発酵槽
の様にスカムやＶ間物によって発酵槽内が閉塞するとい
うおそれｌ：ｔ ３ｉい。また、円板の回転によって発
酵液が攪拌されているので、担体としての多孔シートが
スケールによって被覆されるおそれがなく、多孔シート
の細孔が連続気泡であり、かつ、菌体の大きさに対して
充分大きな細孔径を有するので、発酵液の細孔内での移
動が容易で、細孔内の菌体に対する原料成分のアクセス
および発酵生成物の離脱等の物質移動が良好に行われる
。
特に多孔シートとして軟質スポンジを用いた場合、多孔
シートが回転して液面」二に来たとき、含まれている発
酵液の重量によるスポンジの変形および発酵液の重力に
よる連続気泡内の降下によって、細孔内の発酵液の強制
流動が生ずるため、物質移動が更に良好となる効果かあ
る。回転するスポンジシートが発酵槽に設けられた挾搾
部を通過する様にして細孔内に強制流動を生せしめるこ
とも可能である。このような強制流動によって、細孔壁
に固定された活性菌体は容易に剥離することはなく、む
しろ活性の劣えた老廃菌が離脱し、多孔シーＩ・の細孔
内には活性の大きい増ηｔ（菌が常に一定量保持され、
優れた発酵歩合を長期にわたって維持することかできる
。
シートが回転して液面」二に来たとき、含まれている発
酵液の重量によるスポンジの変形および発酵液の重力に
よる連続気泡内の降下によって、細孔内の発酵液の強制
流動が生ずるため、物質移動が更に良好となる効果かあ
る。回転するスポンジシートが発酵槽に設けられた挾搾
部を通過する様にして細孔内に強制流動を生せしめるこ
とも可能である。このような強制流動によって、細孔壁
に固定された活性菌体は容易に剥離することはなく、む
しろ活性の劣えた老廃菌が離脱し、多孔シーＩ・の細孔
内には活性の大きい増ηｔ（菌が常に一定量保持され、
優れた発酵歩合を長期にわたって維持することかできる
。
実施例
第１図および第２図に示す発酵槽と同様の装置を用いて
生甘しょを原料としたアルコール発酵を行った。
生甘しょを原料としたアルコール発酵を行った。
酵素法によって液化・糖化処理を行い、糖濃度１４重量
％に無菌的に調整した甘しょ液スラリーを原車１液とし
て用いた。
％に無菌的に調整した甘しょ液スラリーを原車１液とし
て用いた。
発酵槽は実用容積か１３００ ｍｌ のもので、厚さ
ｉ、ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル製円板の両面にｊワさ２
ｍｍ、直径８６＋ｎｍのポリ酢酸ビニルのスポンジをボ
ッチキスで固定した。回転軸に数句けるスポンジで」円
板の数は５枚から２０枚まで変更して実験を行った。発
酵ｊ（ｊは３２°Ｃの恒温水槽内に保持されている。
ｉ、ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル製円板の両面にｊワさ２
ｍｍ、直径８６＋ｎｍのポリ酢酸ビニルのスポンジをボ
ッチキスで固定した。回転軸に数句けるスポンジで」円
板の数は５枚から２０枚まで変更して実験を行った。発
酵ｊ（ｊは３２°Ｃの恒温水槽内に保持されている。
発酵槽内に予め甘しょ液と酒母（発研］号）を仕込み、
２４時間培養した後、甘しょ液スラリー貯槽より、ペリ
スタルボンブ（ぜん動ホ゛ンブ）Ｇこより、発酵槽に旧
しよ液をｌ ａ ６ｍｔ／ ｈｒの流量て連続的に導入
し、槽内０〕発酵液は連続（ａ４こ抜８にされる。円板
回転数を２ ｒｐｍとして円板数を変えて得われだ発酵
歩合の結果を第１表番こ示す０また、円板数２０枚のと
き、円板回転数を変えた場合の結果を第２表に示す。
２４時間培養した後、甘しょ液スラリー貯槽より、ペリ
スタルボンブ（ぜん動ホ゛ンブ）Ｇこより、発酵槽に旧
しよ液をｌ ａ ６ｍｔ／ ｈｒの流量て連続的に導入
し、槽内０〕発酵液は連続（ａ４こ抜８にされる。円板
回転数を２ ｒｐｍとして円板数を変えて得われだ発酵
歩合の結果を第１表番こ示す０また、円板数２０枚のと
き、円板回転数を変えた場合の結果を第２表に示す。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の発酵槽の縦断面図、第２図Ｇま第１図
の７〜−Ａ断面図である。 図示された要部と符号との対応は次のとおりである。 １・・発酵槽、 ２・・蓋、 ろ・供給１」、 ４・発
酵液、 ５・抜出口、 ６・回転軸、 ７・・棒磁石、
９・・円板、 １０・・・多孔シート、 ′１１・・
・底部、 １２ ・排出口。 特許出願人 三菱化工機株式会社 代理人 弁理士厚田桂一部 手続補正書 昭和５８年 ４月２“７日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第５６３６５号 ２、発明の名称 発酵槽 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目６番２号名称 三菱
化工機株式会社 代表者 雲 瀬 富三部 ４、代理人 〒１６０ 住所 東京都新宿区西新宿７丁目１１番１５号ミヤコビ
ル 電話＋０３１３６９−２８３５７、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８頁上から４行目と５行目の間（こ次を挿入。 「尚以上の説明は、発酵（こつｂ）ての場合であるが、
本発明の発酵槽Ｃよ酵素を固定しｔコシートを円板に着
装し、各種の生物イヒ学的反応器としても利用できる乙
と【よ当然である。」−コ
の７〜−Ａ断面図である。 図示された要部と符号との対応は次のとおりである。 １・・発酵槽、 ２・・蓋、 ろ・供給１」、 ４・発
酵液、 ５・抜出口、 ６・回転軸、 ７・・棒磁石、
９・・円板、 １０・・・多孔シート、 ′１１・・
・底部、 １２ ・排出口。 特許出願人 三菱化工機株式会社 代理人 弁理士厚田桂一部 手続補正書 昭和５８年 ４月２“７日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第５６３６５号 ２、発明の名称 発酵槽 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目６番２号名称 三菱
化工機株式会社 代表者 雲 瀬 富三部 ４、代理人 〒１６０ 住所 東京都新宿区西新宿７丁目１１番１５号ミヤコビ
ル 電話＋０３１３６９−２８３５７、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明の欄 ８頁上から４行目と５行目の間（こ次を挿入。 「尚以上の説明は、発酵（こつｂ）ての場合であるが、
本発明の発酵槽Ｃよ酵素を固定しｔコシートを円板に着
装し、各種の生物イヒ学的反応器としても利用できる乙
と【よ当然である。」−コ
Claims (4)
- （１）槽内の水平回転軸に、板面に連続気泡性多孔シー
トが積層された円板が、前記回転＋ｌｉ＋に垂直に複数
個並設されていることを特徴とする発酵槽。 - （２）連続気泡性多孔シートが軟質である、特許請求の
範囲第（］）項に記載の発酵槽。 - （３）連続気泡性多孔シートの孔径が１〜１０００μｍ
である、特許請求の範囲第（１）項または第（２）項
に記載の発酵槽。 - （４）連続気泡性多孔シートの槽内の液中で占める容積
割合が１０〜７ｏ％である、特許５１４ｊ求の範囲第（
１）項から第（３）項までのいずれかに記載の発酵槽０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5636583A JPS59179061A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 発酵槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5636583A JPS59179061A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 発酵槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179061A true JPS59179061A (ja) | 1984-10-11 |
| JPH03990B2 JPH03990B2 (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=13025217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5636583A Granted JPS59179061A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 発酵槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179061A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214779A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-23 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | 発酵装置 |
| US5728577A (en) * | 1995-08-22 | 1998-03-17 | Kuriyama; Kiyoshi | Stirred tank bioreactor |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5636583A patent/JPS59179061A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214779A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-23 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | 発酵装置 |
| US5728577A (en) * | 1995-08-22 | 1998-03-17 | Kuriyama; Kiyoshi | Stirred tank bioreactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03990B2 (ja) | 1991-01-09 |
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