JPS5947595B2 - 連続反応装置 - Google Patents
連続反応装置Info
- Publication number
- JPS5947595B2 JPS5947595B2 JP1318077A JP1318077A JPS5947595B2 JP S5947595 B2 JPS5947595 B2 JP S5947595B2 JP 1318077 A JP1318077 A JP 1318077A JP 1318077 A JP1318077 A JP 1318077A JP S5947595 B2 JPS5947595 B2 JP S5947595B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stock solution
- microorganisms
- immobilized
- reaction
- reaction tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は板状に固定化された微生物体を使用した連続反
応装置に関するものである。
応装置に関するものである。
例えばグルコースよりグルコン酸を、またソルビトール
よりソルボースを製造する場合、いずれも発酵法によっ
ていたが自動制御が困難で連続運転に不適当であること
から、微生物を不溶化した固定化微生物の存在下で空気
酸化させる製法が発酵法に代って採用されている。
よりソルボースを製造する場合、いずれも発酵法によっ
ていたが自動制御が困難で連続運転に不適当であること
から、微生物を不溶化した固定化微生物の存在下で空気
酸化させる製法が発酵法に代って採用されている。
この空気酸化による操作は気−液一固系の反応操作であ
って、連続反応を行わせるには殺菌、酸素の加圧、運転
が簡単であると共に固定化微生物の活性が長期間維持で
きることが要求される。
って、連続反応を行わせるには殺菌、酸素の加圧、運転
が簡単であると共に固定化微生物の活性が長期間維持で
きることが要求される。
ところで、固定化微生物は主として並流充填塔、懸濁気
泡塔の充填物として前述の反応操作に供されるが、現在
の固定化微生物はアルギン酸カルシウム、ポリアクリル
アミド等によって粒状カプセル化されているので弾力性
を有していて圧縮変形しやすく、例えば充填塔において
反応収率を高めるため粒径を小さくすると共に液流量を
増大させると粒子が押され圧縮変形して互いの接触面積
を大きくすると同時に空隙率を著しく減少して反応収率
の低下、圧力損失の増大を招き、更に懸濁気泡塔におい
ては定常操作が困難である等の欠点を伴うばかりか、一
般にこのような固定化微生物は機械的衝撃に対しきわめ
て弱いので流動層を形成するのに必ずしも適していない
。
泡塔の充填物として前述の反応操作に供されるが、現在
の固定化微生物はアルギン酸カルシウム、ポリアクリル
アミド等によって粒状カプセル化されているので弾力性
を有していて圧縮変形しやすく、例えば充填塔において
反応収率を高めるため粒径を小さくすると共に液流量を
増大させると粒子が押され圧縮変形して互いの接触面積
を大きくすると同時に空隙率を著しく減少して反応収率
の低下、圧力損失の増大を招き、更に懸濁気泡塔におい
ては定常操作が困難である等の欠点を伴うばかりか、一
般にこのような固定化微生物は機械的衝撃に対しきわめ
て弱いので流動層を形成するのに必ずしも適していない
。
本発明は原液の供給口および注出口を有する反応槽と、
微生物同化層および補強材からなり板状に形成された固
定化微生物体とを具え、固定化微生物体は反応槽の原液
に浸漬されて回転駆動させられるように構成したことを
特徴とし、化学反応の他に発酵、培養等を前述のような
欠点を伴うことなく連続操作することができる連続反応
装置を提供するものである。
微生物同化層および補強材からなり板状に形成された固
定化微生物体とを具え、固定化微生物体は反応槽の原液
に浸漬されて回転駆動させられるように構成したことを
特徴とし、化学反応の他に発酵、培養等を前述のような
欠点を伴うことなく連続操作することができる連続反応
装置を提供するものである。
尚、本発明において微生物は酵母、かび、細菌、放線菌
、担子菌、単細胞藻類、ウィルス等の他に、これらから
生産される酵素或いは培養物、生物組織から抽出される
酵素をも包含するもので広義に定義されている。
、担子菌、単細胞藻類、ウィルス等の他に、これらから
生産される酵素或いは培養物、生物組織から抽出される
酵素をも包含するもので広義に定義されている。
以下本発明の実施例を図面に就いて説明すると、第１図
に示したのは微生物の存在下で酸化により例えばグルコ
ースからグルコン酸を製造する場合に適した実施例であ
って、横型円筒状の気密の反応槽１のほぼ中心軸線上に
軸２を架設支承して原動機３により回転駆動するように
すると共に、板状の固定化微生物体４と攪拌翼５とを交
互に適当数づつ所定間隔で前記の軸２に装着固定し、反
応槽１の上部の一側端に酸素または空気の送入口６をま
た他側端にその排出ロアを設けると共に下部の一側端に
原液の供給口８をまた他側端に注出口９を設けたもので
ある。
に示したのは微生物の存在下で酸化により例えばグルコ
ースからグルコン酸を製造する場合に適した実施例であ
って、横型円筒状の気密の反応槽１のほぼ中心軸線上に
軸２を架設支承して原動機３により回転駆動するように
すると共に、板状の固定化微生物体４と攪拌翼５とを交
互に適当数づつ所定間隔で前記の軸２に装着固定し、反
応槽１の上部の一側端に酸素または空気の送入口６をま
た他側端にその排出ロアを設けると共に下部の一側端に
原液の供給口８をまた他側端に注出口９を設けたもので
ある。
固定化微生物体４は第５図および第６図に示したように
ステンレス鋼、硬質合成樹脂または硝子で作られ軸孔１
０を有するボス１１をステンレス鋼または硝子の細線を
編組して作った円形の網１２の中心部に固着して形成し
た補強材１３にボス１１の厚さと等しい厚さにして網１
２の径より少し大径の微生物同化層１４を固定すること
によって構成されている。
ステンレス鋼、硬質合成樹脂または硝子で作られ軸孔１
０を有するボス１１をステンレス鋼または硝子の細線を
編組して作った円形の網１２の中心部に固着して形成し
た補強材１３にボス１１の厚さと等しい厚さにして網１
２の径より少し大径の微生物同化層１４を固定すること
によって構成されている。
或いは第７図に示したようにボス１２と正六角形の外枠
１５とそれらの間に架設した放射状の支え杆１６とから
なる補強材１３の外枠１５の内側に微生物同化層１４を
固定すると共にその適所例えば同−因一ヒはぼ等間隔に
複数個の孔１７を貫通形成することによって構成されて
いる。
１５とそれらの間に架設した放射状の支え杆１６とから
なる補強材１３の外枠１５の内側に微生物同化層１４を
固定すると共にその適所例えば同−因一ヒはぼ等間隔に
複数個の孔１７を貫通形成することによって構成されて
いる。
−微生物同化層１４は微生物と結合剤との混合物からな
るもので、結合剤としては従来の粒状の固定化微生物の
成形に用いられている高分子物質、アルギン酸カルシウ
ム等の他に、ゼラチン、カゼイン等の蛋白質、セルロー
ス等の多糖類その他機生物を発酵、増殖、触媒等の作用
に支障を与えることなく所定形状を保持し或いは崩壊す
ることなく順次溶解する機能を有するものが用いられ、
その添加量は前記機能を損わない程度の少量とするのが
よい。
るもので、結合剤としては従来の粒状の固定化微生物の
成形に用いられている高分子物質、アルギン酸カルシウ
ム等の他に、ゼラチン、カゼイン等の蛋白質、セルロー
ス等の多糖類その他機生物を発酵、増殖、触媒等の作用
に支障を与えることなく所定形状を保持し或いは崩壊す
ることなく順次溶解する機能を有するものが用いられ、
その添加量は前記機能を損わない程度の少量とするのが
よい。
尚、このような固定化微生物体４は平担表面の受器に補
強材１３を載せ必要により型枠で囲み、微生物と結合剤
との混合物を流動状態で注ぎ必要により冷却して固定化
させることによって作られるもので、第５図および第６
図の形状のものは例えば直径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのボ
ス、直径８０ｍｍの１０メツシユのステンレス鋼製網か
らなる補強材に厚さ５ｍｍの微生物固定層を固定し外径
８２ｍｍの薄い円板に作られる。
強材１３を載せ必要により型枠で囲み、微生物と結合剤
との混合物を流動状態で注ぎ必要により冷却して固定化
させることによって作られるもので、第５図および第６
図の形状のものは例えば直径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのボ
ス、直径８０ｍｍの１０メツシユのステンレス鋼製網か
らなる補強材に厚さ５ｍｍの微生物固定層を固定し外径
８２ｍｍの薄い円板に作られる。
第１図の実施例において、攪拌翼５は円板状本体１８の
外側周縁に多数の板状の羽根１９を固着突設して構成さ
れ、原動機３により固定化微生物体４と攪拌翼５とを同
転駆動すると共に、原液槽２０からポンプ２１でヘッド
タンク２２に送った原液の一定量以上を戻し管２３にて
原液槽２０へ戻すことによって、弁２４、流量計２５を
有する給液管２６を経て供給口８より反応槽１へ一定量
づつ原液を供給し、且つ酸素または空気を常圧でまたは
加圧して原液の供給口８と反対側の送入口６から反応槽
１へ送入するもので、原液は固定化微生物体４のほぼ半
分を浸漬して攪拌翼５により攪拌され、微生物を触媒と
して酸化する化学反応が行われながら固定化微生物体４
を横切って流れ、反応生成物は反対側の抽出口９からと
り出される。
外側周縁に多数の板状の羽根１９を固着突設して構成さ
れ、原動機３により固定化微生物体４と攪拌翼５とを同
転駆動すると共に、原液槽２０からポンプ２１でヘッド
タンク２２に送った原液の一定量以上を戻し管２３にて
原液槽２０へ戻すことによって、弁２４、流量計２５を
有する給液管２６を経て供給口８より反応槽１へ一定量
づつ原液を供給し、且つ酸素または空気を常圧でまたは
加圧して原液の供給口８と反対側の送入口６から反応槽
１へ送入するもので、原液は固定化微生物体４のほぼ半
分を浸漬して攪拌翼５により攪拌され、微生物を触媒と
して酸化する化学反応が行われながら固定化微生物体４
を横切って流れ、反応生成物は反対側の抽出口９からと
り出される。
従って一定の供給原液量に兄合う量づつ抽出口９からと
り出すことによって連続反応操作が行われるのである。
り出すことによって連続反応操作が行われるのである。
第２図および第３図の実施例は、気密の反応槽１に適当
数の固定化微生物体４を装着した軸２７と適当数の攪拌
翼５を装着した軸２８とを水平面上に平行に配置して内
蔵させ、これらの軸２７．２８を原動機３および伝動装
置２９によって連動して同時に回転させるようにし、且
つ反応槽１の底部に空気噴出管３０を配置したものであ
って、反応槽１は第１図の実施例と同様に原液の供給口
８と抽出口９、酸素または空気の送入［」６と排出ロア
がそれぞれ設けられている。
数の固定化微生物体４を装着した軸２７と適当数の攪拌
翼５を装着した軸２８とを水平面上に平行に配置して内
蔵させ、これらの軸２７．２８を原動機３および伝動装
置２９によって連動して同時に回転させるようにし、且
つ反応槽１の底部に空気噴出管３０を配置したものであ
って、反応槽１は第１図の実施例と同様に原液の供給口
８と抽出口９、酸素または空気の送入［」６と排出ロア
がそれぞれ設けられている。
攪拌翼５と固定化微生物体４とは交互に間に差込まれて
喰い違い状に配置され、微生物を触媒として酸化する化
学反応が連続的に行われる。
喰い違い状に配置され、微生物を触媒として酸化する化
学反応が連続的に行われる。
第４図の実施例は原液の供給口８と排出口９とを反対側
に設けた開放型の反応槽１に適当数の固定化微生物体４
を装着した軸３０の複数を水平面上平行に配置して支承
させ、各軸３０を原動機３および伝動装置３１によって
連動して同時に回転させるようにし、且つ各軸３０の固
定化微生物体４は交互に間に差込んで喰い違い状に配列
したものである。
に設けた開放型の反応槽１に適当数の固定化微生物体４
を装着した軸３０の複数を水平面上平行に配置して支承
させ、各軸３０を原動機３および伝動装置３１によって
連動して同時に回転させるようにし、且つ各軸３０の固
定化微生物体４は交互に間に差込んで喰い違い状に配列
したものである。
この実施例の装置では微生物の溶解、発酵、培養等酸素
の供給を特別必要としない反応が行われ、原液は各固定
化微生物体４の表面とほぼ平行に流れるもので、その合
計表面積、回転数と原液の反応槽１での滞留時間とを適
当に選定することによって攪拌翼を使用し強制攪拌する
ことなく所定の反応を行わせることができる。
の供給を特別必要としない反応が行われ、原液は各固定
化微生物体４の表面とほぼ平行に流れるもので、その合
計表面積、回転数と原液の反応槽１での滞留時間とを適
当に選定することによって攪拌翼を使用し強制攪拌する
ことなく所定の反応を行わせることができる。
尚、固定化微生物体４は反応槽１の原液中に完全に浸漬
没入させて回転駆動するように配置することがあり、ま
た本発明の装置は反応槽１を二以上直列に配置して順次
反応を進行させるように使用できることは勿論である。
没入させて回転駆動するように配置することがあり、ま
た本発明の装置は反応槽１を二以上直列に配置して順次
反応を進行させるように使用できることは勿論である。
以上のように本発明は補強材を用いて微生物を板状に固
定した固定化微生物体を反応槽の原液中で回転駆動する
ようにしたものであるから、基質液のような原液との接
触面積が原液の流れと固定化微生物体の回転ならびにそ
れに伴う攪拌作用とによって著しく増大すると同時に微
生物を原液とまんべんなく均一に接触させ、従来の粒状
のものに比べ高い効率、収率が得られるのである。
定した固定化微生物体を反応槽の原液中で回転駆動する
ようにしたものであるから、基質液のような原液との接
触面積が原液の流れと固定化微生物体の回転ならびにそ
れに伴う攪拌作用とによって著しく増大すると同時に微
生物を原液とまんべんなく均一に接触させ、従来の粒状
のものに比べ高い効率、収率が得られるのである。
また微生物同化層は補強材によって補強されているので
機械的強度が著しく大きく変形、破損の心配なく原液中
で回転駆動でき従来の充填塔、気泡塔の欠点が完全に解
消原液を反応槽の一端より供給して反対側から抽出する
際これを押出し流れとすることにより固液間の基質の物
質移動抵抗を小さくして長時間に亘り安定した定常操作
を連続して行うことができる等の効果を有するものであ
る。
機械的強度が著しく大きく変形、破損の心配なく原液中
で回転駆動でき従来の充填塔、気泡塔の欠点が完全に解
消原液を反応槽の一端より供給して反対側から抽出する
際これを押出し流れとすることにより固液間の基質の物
質移動抵抗を小さくして長時間に亘り安定した定常操作
を連続して行うことができる等の効果を有するものであ
る。
第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は異な
る実施例の縦断面図、第３図はその平面断面図、第４図
は更に異なる実施例の平面図、第５図は固定化微生物体
の一部切截した正面図、第６図はその縦断面図、第７図
は固定化微生物体の異なる実施例の一部切截した正面図
である。 １・・・・・・反応槽、３・・・・・・原動機、４・・
・・・・固定化微生物体、５・・・・・・攪拌翼、８・
・・・・・供給口、９・・・・・・注出口、１３・・・
・・・補強材、１４・・・・・・微生物固化層。
る実施例の縦断面図、第３図はその平面断面図、第４図
は更に異なる実施例の平面図、第５図は固定化微生物体
の一部切截した正面図、第６図はその縦断面図、第７図
は固定化微生物体の異なる実施例の一部切截した正面図
である。 １・・・・・・反応槽、３・・・・・・原動機、４・・
・・・・固定化微生物体、５・・・・・・攪拌翼、８・
・・・・・供給口、９・・・・・・注出口、１３・・・
・・・補強材、１４・・・・・・微生物固化層。
Claims (1)
- １ 原液の供給口８および注出口９を互いに反対側に有
する反応槽１と、微生物固化層１４および補強材１３か
らなり板状に形成された固定化微生物体４とを具え、固
定化微生物体４は反応槽１の原液に浸漬されて回転駆動
させられるように構成したことを特徴とする連続反応装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1318077A JPS5947595B2 (ja) | 1977-02-09 | 1977-02-09 | 連続反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1318077A JPS5947595B2 (ja) | 1977-02-09 | 1977-02-09 | 連続反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5399378A JPS5399378A (en) | 1978-08-30 |
| JPS5947595B2 true JPS5947595B2 (ja) | 1984-11-20 |
Family
ID=11825978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1318077A Expired JPS5947595B2 (ja) | 1977-02-09 | 1977-02-09 | 連続反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947595B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6098981A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-01 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd | 回転円板式バイオリアクタ− |
-
1977
- 1977-02-09 JP JP1318077A patent/JPS5947595B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5399378A (en) | 1978-08-30 |
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