JPS5942884A - 通気撹拌培養方法及びそれに用いる装置 - Google Patents
通気撹拌培養方法及びそれに用いる装置Info
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- JPS5942884A JPS5942884A JP15240182A JP15240182A JPS5942884A JP S5942884 A JPS5942884 A JP S5942884A JP 15240182 A JP15240182 A JP 15240182A JP 15240182 A JP15240182 A JP 15240182A JP S5942884 A JPS5942884 A JP S5942884A
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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
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-
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- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
-
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は通気攪拌装置及びそれに用し・る装置に関す
る。
る。
好気的微生物培養のためには強い攪拌と多１１１の空気
を導入することが必要であり、より効率のよい通気攪拌
方法及び通気攪拌装置の開発が心安である。
を導入することが必要であり、より効率のよい通気攪拌
方法及び通気攪拌装置の開発が心安である。
微生物の増殖が酸素量により制限されなし・ようにする
ためには、より強い攪拌とより多くの空気を導入すれば
よいが、過剰の通気攪拌はエネルギーの損失となる。こ
の損失を避けるため、溶存酸素をオンラインで測定し、
その測定値に従って通ｍｆｌ：’、、攪拌速度、培養槽
内圧４（ｖ、を調節する方法が知られている。しかるし
ここの方法は溶存酸素をしかもオンラインで測定するこ
とがｌ）！Ｉｃ ｌ−い。
ためには、より強い攪拌とより多くの空気を導入すれば
よいが、過剰の通気攪拌はエネルギーの損失となる。こ
の損失を避けるため、溶存酸素をオンラインで測定し、
その測定値に従って通ｍｆｌ：’、、攪拌速度、培養槽
内圧４（ｖ、を調節する方法が知られている。しかるし
ここの方法は溶存酸素をしかもオンラインで測定するこ
とがｌ）！Ｉｃ ｌ−い。
このような従来の通気攪拌ノｊ法に対し我々は微生物の
培養槽内への吐出圧力を１５から３ 、０ ｋｇ／ｃａ
Ｇの範囲の−・定圧力に調節しつつ、排出された空気中
の酸素分圧を、予め定められた培養する微生物が培養の
間に示す最大の酸素要求量を満足せしめるためしこ必要
な最少限の空気量を導入した際に示される酸素分圧にな
るように、導入する空気量を調節することにより、溶存
酸素分圧をオンラインで測定することなく、かつ通気攪
拌に要するエネルギーを最少限にして微生物の培養を行
えることを知り、この発明を完成した。
培養槽内への吐出圧力を１５から３ 、０ ｋｇ／ｃａ
Ｇの範囲の−・定圧力に調節しつつ、排出された空気中
の酸素分圧を、予め定められた培養する微生物が培養の
間に示す最大の酸素要求量を満足せしめるためしこ必要
な最少限の空気量を導入した際に示される酸素分圧にな
るように、導入する空気量を調節することにより、溶存
酸素分圧をオンラインで測定することなく、かつ通気攪
拌に要するエネルギーを最少限にして微生物の培養を行
えることを知り、この発明を完成した。
すなわち、この発明は、
１ 微生物の培養槽内への空気の吐出圧力を、１．５か
ら３ 、 Ｏｌ＜７／ｃ４ Ｑの範囲内の−・定圧力に
調節し、当該微生物が培養の間に示す最大の酸素要求量
を満足せしめるために必要な最少限の空気量を導入した
際に示される該培養槽からの排出空気中の酸素分圧を予
め定め、単位時間及びｆｉ′１．イ１’を培地：ｉ１当
りの通気量を予め定められた酸素分圧に調節しつつ行う
ことよりなる通気攪拌培養方法、及び２、微生物の培養
培地１を入れた培養槽２、該培養槽に空気を導入する装
置３、該培養槽から空気を排出する装置４、該培養槽内
圧を検出する圧力計５、該空気排出装置に取りイ」けら
れた圧力調節弁６、該圧力胴からの信冒により該圧力調
節弁を該圧力計が示す圧力より計算された圧力が１．５
からａ、ｏ ｋｇ／ｃ４Ｇの範囲の一定圧力になるよう
に詠圧力調節弁を作動せしめる調節器７、該空気排出装
置より排出された空気中の酸素分圧を測定する装置８、
該空気導入装置に取り伺けられた空気量し 大量調節弁ａ及び該酸素分圧測定装置からの信号により
予め定められた当該微生物が培養の間に示す最大の酸素
要求量を満足せしめるために必要な最少限の空気量を導
入した際に示される該培養槽からの排出空気中の酸素分
圧になるように該空気本発明の通気攪拌装置を第１図に
よって説明する。
ら３ 、 Ｏｌ＜７／ｃ４ Ｑの範囲内の−・定圧力に
調節し、当該微生物が培養の間に示す最大の酸素要求量
を満足せしめるために必要な最少限の空気量を導入した
際に示される該培養槽からの排出空気中の酸素分圧を予
め定め、単位時間及びｆｉ′１．イ１’を培地：ｉ１当
りの通気量を予め定められた酸素分圧に調節しつつ行う
ことよりなる通気攪拌培養方法、及び２、微生物の培養
培地１を入れた培養槽２、該培養槽に空気を導入する装
置３、該培養槽から空気を排出する装置４、該培養槽内
圧を検出する圧力計５、該空気排出装置に取りイ」けら
れた圧力調節弁６、該圧力胴からの信冒により該圧力調
節弁を該圧力計が示す圧力より計算された圧力が１．５
からａ、ｏ ｋｇ／ｃ４Ｇの範囲の一定圧力になるよう
に詠圧力調節弁を作動せしめる調節器７、該空気排出装
置より排出された空気中の酸素分圧を測定する装置８、
該空気導入装置に取り伺けられた空気量し 大量調節弁ａ及び該酸素分圧測定装置からの信号により
予め定められた当該微生物が培養の間に示す最大の酸素
要求量を満足せしめるために必要な最少限の空気量を導
入した際に示される該培養槽からの排出空気中の酸素分
圧になるように該空気本発明の通気攪拌装置を第１図に
よって説明する。
培養槽２には微生物培養培地１が入れられており、さら
に該培養槽は空気導入装置３及び空気排出装置４を有す
る。空気導入装置３より通常培養槽２の底面にスパージ
ャ−等を通じて空気が導入される。空気を導入する際に
は、培地中への吐出圧力即ちスパージャ−等の出口圧力
を１．５から３．０’？／ｃｒｉＩＧの範囲の一定圧力
による。１うに調節する。
に該培養槽は空気導入装置３及び空気排出装置４を有す
る。空気導入装置３より通常培養槽２の底面にスパージ
ャ−等を通じて空気が導入される。空気を導入する際に
は、培地中への吐出圧力即ちスパージャ−等の出口圧力
を１．５から３．０’？／ｃｒｉＩＧの範囲の一定圧力
による。１うに調節する。
吐出圧力を調節するには、培養槽２に取り付けられた圧
力Ｊ１５により示される圧力が１．５から３．０ｋｙ／
ｃｒＪ Ｇの範囲の調節すべきハーカｊり液深により生
より空気はυ１出装置４を通じて排出される。排出量は
、排出口に取り付けられた酸素分圧測定装置８により検
出された排気中の酸素分圧が予め定められた値になるよ
うに調節弁９を調節器１０により作動せしめることによ
り調節される。ｒめ定められた酸素分圧は、予め同じ培
地を用いて同じ培養方法によりスパージャ−等の出口圧
力を１．５から３ 、０ ｋｇ／ｃＪＧの範囲の一定圧
力にして微生物を培養し、該微生物が最大の酸素要求速
度な示したｎ、７ ｐこその酸素要求量を満足せしむる
に必要な最少限の通気量とした時に測定された酸素分圧
である。
力Ｊ１５により示される圧力が１．５から３．０ｋｙ／
ｃｒＪ Ｇの範囲の調節すべきハーカｊり液深により生
より空気はυ１出装置４を通じて排出される。排出量は
、排出口に取り付けられた酸素分圧測定装置８により検
出された排気中の酸素分圧が予め定められた値になるよ
うに調節弁９を調節器１０により作動せしめることによ
り調節される。ｒめ定められた酸素分圧は、予め同じ培
地を用いて同じ培養方法によりスパージャ−等の出口圧
力を１．５から３ 、０ ｋｇ／ｃＪＧの範囲の一定圧
力にして微生物を培養し、該微生物が最大の酸素要求速
度な示したｎ、７ ｐこその酸素要求量を満足せしむる
に必要な最少限の通気量とした時に測定された酸素分圧
である。
培養槽２はどのような型式のものでもよい。し・うまで
もなく攪拌装置を有していなければならない。空気導入
装置はコンプレッサー、空気導入管及びスパージャ−等
の吐出口を有する。圧力の調節器はＰＩＤ制御でよい。
もなく攪拌装置を有していなければならない。空気導入
装置はコンプレッサー、空気導入管及びスパージャ−等
の吐出口を有する。圧力の調節器はＰＩＤ制御でよい。
吐出圧力は１．５から３．Ｏｋ７／ＣＪ Ｇの範囲であ
るが１．７から２．５ ｋ７／２ＪＧの範囲であること
がより望ましい。排気中の酸素の分析方法はピロガロー
ルを用いる方法、隔膜式酸素電極計、磁気式センサー、
ガスクロマトグラフ、ジルコニア酸素センサー、四重極
マススペクトル等がある。通気量の制御を行うための調
節器１０はＰＩＤ調節計であっても、アナログ又はゲイ
ジクル計算機を有するものでよい。
るが１．７から２．５ ｋ７／２ＪＧの範囲であること
がより望ましい。排気中の酸素の分析方法はピロガロー
ルを用いる方法、隔膜式酸素電極計、磁気式センサー、
ガスクロマトグラフ、ジルコニア酸素センサー、四重極
マススペクトル等がある。通気量の制御を行うための調
節器１０はＰＩＤ調節計であっても、アナログ又はゲイ
ジクル計算機を有するものでよい。
本発明者らの知見によれば、スパージャ−等からの空気
吐出圧力は酸素移動速度が一定になるよう通気する場合
１５がら３． ｏ ｋｇ／／ｃ４Ｇの範囲に保つのがコ
／ブレッザー消費動力が最小となることを知った。これ
に関する実験結果な第」表に示す。
吐出圧力は酸素移動速度が一定になるよう通気する場合
１５がら３． ｏ ｋｇ／／ｃ４Ｇの範囲に保つのがコ
／ブレッザー消費動力が最小となることを知った。これ
に関する実験結果な第」表に示す。
第 １ 表
実験方法、３０Ｌ容の培養槽に２０１．の培地を入し、
クルタミン酸生産１／１を有するブレビバクテリウム・
ラクトファーメンタ ム ＡＴＣＣ１３８６９を３１．５℃にて培養した。培
養１８時間以降酸素ｎ′−１費速度が一定となった。（
この時の液深は 存酸素分圧が一定となるように通気量 を変えた。この時の各月、力における二１７７’ｌ／ッ
サーの消費電力を測定した。
クルタミン酸生産１／１を有するブレビバクテリウム・
ラクトファーメンタ ム ＡＴＣＣ１３８６９を３１．５℃にて培養した。培
養１８時間以降酸素ｎ′−１費速度が一定となった。（
この時の液深は 存酸素分圧が一定となるように通気量 を変えた。この時の各月、力における二１７７’ｌ／ッ
サーの消費電力を測定した。
本発明の通気攪拌方法及び装置を用いれば」−に述べた
ように酸素供給に要する消費動力を最小にすることがで
きる。
ように酸素供給に要する消費動力を最小にすることがで
きる。
更に以下の実施例で示すように溶存酸素を測定すること
なく溶存酸素を不足とならなし・ような必要最少限の溶
存酸素量と殆ど変わらないようにできる。
なく溶存酸素を不足とならなし・ような必要最少限の溶
存酸素量と殆ど変わらないようにできる。
実施例
■゛蔗糖蜜を、糖とし−（１００ｒＷ／ｒＩｌｅｓ Ｋ
Ｈ，ＰＯ，ＩＩＩσｍｅ ｓ ＭｇＳＯ４・７ ＨｓＯ
１ｒｎｙ／ｍ７！及びサイアミン塩酸塩１０、Ｏ１ｉｔ
ｌｄｉを含有する培地を調製しく ｐＨ７，＋１ ）、
その２０ｔをａＯＺ容培養槽に入れ、加熱殺菌した。コ
ｈ、 ニ予メ＋１ｉｆ 培養したプレビバクテｌ）ウド
・ラクトファーメンタム ＡＴＣＣ１３８６９を接種し
、３１．５℃で培養を行った。攪拌数は３５０ ｒｐｍ
。
Ｈ，ＰＯ，ＩＩＩσｍｅ ｓ ＭｇＳＯ４・７ ＨｓＯ
１ｒｎｙ／ｍ７！及びサイアミン塩酸塩１０、Ｏ１ｉｔ
ｌｄｉを含有する培地を調製しく ｐＨ７，＋１ ）、
その２０ｔをａＯＺ容培養槽に入れ、加熱殺菌した。コ
ｈ、 ニ予メ＋１ｉｆ 培養したプレビバクテｌ）ウド
・ラクトファーメンタム ＡＴＣＣ１３８６９を接種し
、３１．５℃で培養を行った。攪拌数は３５０ ｒｐｍ
。
内圧２．０ ｋｇ／ｃＪＧ １通気量を１／４ Ｖ Ｖ
ｍ とした。
ｍ とした。
培養中、培養液をｐＨ６，５〜８．０に保つように４０
０ Ｉｎｓヅｍｅ の濃度の尿素溶液を少量ずつ添加
した。培地の２６倍希釈液の５６２ｍμの吸光度が０．
３０に到達した時にポリオキシエチレンソルビタンモノ
パルミテートを添加した。培養８時間口に酸素要求量が
最大となった（ ２．４ ＮＱ ｍｏｌｅ／ｌ−ｍｉｎ
）。
０ Ｉｎｓヅｍｅ の濃度の尿素溶液を少量ずつ添加
した。培地の２６倍希釈液の５６２ｍμの吸光度が０．
３０に到達した時にポリオキシエチレンソルビタンモノ
パルミテートを添加した。培養８時間口に酸素要求量が
最大となった（ ２．４ ＮＱ ｍｏｌｅ／ｌ−ｍｉｎ
）。
そこで通気量をゆっくりと減少せしめて溶存酸素が測定
計器上で０になる通気量を求めたところ”１５．３ Ｖ
Ｖｍてあり、この時の排気中の酸素分圧は、０．０７
５ａ油であった。
計器上で０になる通気量を求めたところ”１５．３ Ｖ
Ｖｍてあり、この時の排気中の酸素分圧は、０．０７
５ａ油であった。
一方、通気量を排気中の酸素分圧が０．０７５ａｔｍと
なるように調節した他は上記と同じ方法によりＡＴＣｏ
１３８６９を培養した。この時の通気量及び溶存酸素
の経時変化を第２図及び第３図にそれぞれ示す。
なるように調節した他は上記と同じ方法によりＡＴＣｏ
１３８６９を培養した。この時の通気量及び溶存酸素
の経時変化を第２図及び第３図にそれぞれ示す。
Ｌ−グルタミン酸の収率は５０％であって溶存酸素を制
御り、−Ｃ発酵したものとは変わらなかった。
御り、−Ｃ発酵したものとは変わらなかった。
第１図は本発明の通気攪拌培養装置の説明図である。
１：培養培地
２：培養槽
３：空気導入装置
４ 空気排出装置
５：圧力計
６・圧力調節弁
７：圧力調節器
８：酸素分圧測定装置
第２図は本発明の方法による場合の空気Ｕ１出ｈｉの経
時変化を示す。縦軸は空気排出量（Ｎ １１ｍ１ｎ ）
てあり、横軸は培養時間である。 第３図は、本発明の方法による場合の溶存酸素分圧の経
時変化を示す。縦軸は溶存酸素濃度（％）であり、横軸
は培養時間である。
時変化を示す。縦軸は空気排出量（Ｎ １１ｍ１ｎ ）
てあり、横軸は培養時間である。 第３図は、本発明の方法による場合の溶存酸素分圧の経
時変化を示す。縦軸は溶存酸素濃度（％）であり、横軸
は培養時間である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、微生物の培養槽内への空気の吐出圧力を、１．５か
ら３．Ｏｋり／ＤＩＧの範囲内の一定圧力Ｖこ調節し、
当該微生物が培養の間に示す最大σ）酸素要求量を満足
せしめるために必要な最小限の空気量を導入した際に示
される該培養槽からの排出空気中の酸素分圧を予め定め
、単位時間及び１ｉｌｔ位培地ｍ°当りの通気量を予め
定められた酸素分圧に調節しつつ行うことよりなる通気
攪拌培養方法。 ２、微生物の培養培地を入れた培養槽、該培養槽に空気
を導入する装置、該培養槽から空気を排出する装置、該
培養槽内圧を検出する圧力旧、該空気排出装置に取り付
けられた圧力調節弁、該圧力言Ｉからの信づにより該圧
力調節弁を該圧力計力１示す圧力より５１すされた圧力
が１．５から３．ＯｋηｄＧの範囲の一定圧力になるよ
うに該圧力調節弁を作動せしめる調節器、該空気排出装
置より排出された空気中の酸素分圧を測定する装置、該
空気導入装置に取り付けられた空気導入量、調節弁、及
び該酸素分圧測定装置からの信シシ・により−Ｆめ定め
られた当該微生物が培養の間に示す最大の酸素安求量を
満足せしめるために必要な最小限の空気ｍ６を導入した
際に示される該培養槽からのυ１゛出空気中の酸素分圧
になるように該空気導入量調節弁を作動せしめる調節器
を有する通気攪拌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15240182A JPS5942884A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 通気撹拌培養方法及びそれに用いる装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15240182A JPS5942884A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 通気撹拌培養方法及びそれに用いる装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5942884A true JPS5942884A (ja) | 1984-03-09 |
Family
ID=15539701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15240182A Pending JPS5942884A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 通気撹拌培養方法及びそれに用いる装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942884A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6223304U (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-12 | ||
| WO2016057512A1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | Life Technologies Corporation | Regulated vacuum off-gassing of gas filter for fluid processing system and related methods |
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-
1982
- 1982-09-01 JP JP15240182A patent/JPS5942884A/ja active Pending
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