JPS6015305B2 - 微生物反応における高濃度酸素利用法 - Google Patents
微生物反応における高濃度酸素利用法Info
- Publication number
- JPS6015305B2 JPS6015305B2 JP55062523A JP6252380A JPS6015305B2 JP S6015305 B2 JPS6015305 B2 JP S6015305B2 JP 55062523 A JP55062523 A JP 55062523A JP 6252380 A JP6252380 A JP 6252380A JP S6015305 B2 JPS6015305 B2 JP S6015305B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- gas
- concentration
- gas phase
- phase part
- 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
Links
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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
-
- 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/26—Conditioning fluids entering or exiting the reaction vessel
-
- 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
- C12M41/30—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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は微生物反応における高濃度酸素利用法に関する
ものである。
ものである。
従来の通気擬梓槽を用いた好気性下の微生物反応では酸
素源として空気を用い、空気は糟下部に設けられた通気
装置から反応槽液相部に供給されて上昇し、液面から離
脱して糟外に排出される。
素源として空気を用い、空気は糟下部に設けられた通気
装置から反応槽液相部に供給されて上昇し、液面から離
脱して糟外に排出される。
この場合、微生物への酸素供給速度が不足し、微生物反
応による生産物の生成速度の低下をきたす場合が多い。
酸素供給速度が不足する場合、通気量および蝿拝速度を
増加させるか、または高濃度酸素ガスを用いて酸素供給
速度を増大させることが通常行わわれている。通気量お
よび瀦梓速度の増大は所要動力の増大をきたす。高濃度
酸素ガスを用いれば、糟外に排出した気体の再利用をは
からないかぎり酸素の利用効率は著しく低下する。一方
、排出ガスの再利用にさし、しては吸収装置、除菌装置
その他が必要になるとともに操作も複雑になるなどの欠
点がある。一般に、好気性下の微生物反応では液中の反
応物質および酸素が消費されて菌体増殖および代謝生産
物が生産される。
応による生産物の生成速度の低下をきたす場合が多い。
酸素供給速度が不足する場合、通気量および蝿拝速度を
増加させるか、または高濃度酸素ガスを用いて酸素供給
速度を増大させることが通常行わわれている。通気量お
よび瀦梓速度の増大は所要動力の増大をきたす。高濃度
酸素ガスを用いれば、糟外に排出した気体の再利用をは
からないかぎり酸素の利用効率は著しく低下する。一方
、排出ガスの再利用にさし、しては吸収装置、除菌装置
その他が必要になるとともに操作も複雑になるなどの欠
点がある。一般に、好気性下の微生物反応では液中の反
応物質および酸素が消費されて菌体増殖および代謝生産
物が生産される。
この場合、エタノールおよびプロパン資化性菌、グルタ
ミン酸生成菌などのように、菌株によっては溶存酸素濃
度の最適値が存在し、その濃度近辺以外ではこれら生産
物に対する阻害作用を示す場合があり、また生成した炭
酸ガス濃度もエタノール資化性菌、アミノ酸生成菌など
のように溶存酸素濃度と同様の阻害作用を示す場合があ
る。これらの場合、阻害作用を示さない溶存酸素濃度お
よび炭酸ガス濃度で操作する必用がある。本発明は上記
従釆法の欠点を除去するとともに上記阻害作用を受けな
いで有効に高濃度酸素ガスを利用することを目的とする
。
ミン酸生成菌などのように、菌株によっては溶存酸素濃
度の最適値が存在し、その濃度近辺以外ではこれら生産
物に対する阻害作用を示す場合があり、また生成した炭
酸ガス濃度もエタノール資化性菌、アミノ酸生成菌など
のように溶存酸素濃度と同様の阻害作用を示す場合があ
る。これらの場合、阻害作用を示さない溶存酸素濃度お
よび炭酸ガス濃度で操作する必用がある。本発明は上記
従釆法の欠点を除去するとともに上記阻害作用を受けな
いで有効に高濃度酸素ガスを利用することを目的とする
。
なお、従来の好気性微生物の液内反応では酸素源として
空気を用いているが、ｌａｔｍの空気の酸素分圧は０．
２１ａ血である。
空気を用いているが、ｌａｔｍの空気の酸素分圧は０．
２１ａ血である。
いま、液浸高さ１０の前後の微生物反応槽で溶存酸素濃
度を制御しない場合を例にとれば、糟内気泡の平均酸素
分圧はほゞ０．３ｔｍになる。しかし、この場合でも酸
素供給速度が不足する場合が多いことから、これを０．
＆ｔｍとし、気体目吸式微生物反応装置に適用すれば、
気相部酸素分圧は０．傘ｔｍ近辺となる。したがって、
供給ガスの酸素濃度は４小ｏｌ近辺となり、この値が安
全を充分とった酸素濃度になることから４びｏｌ％以上
の酸素濃度のガスを用いることとした。また、溶存酸素
濃度の制御を行う場合、供給ガスの酸素濃度をｌｏｗｏ
ｌ％とすることにより漆存酸素濃度の最適値に容易に設
定することができる。これらのことから供給ガスの酸素
濃度を４０〜ｌｏｗｏｌ％とした。以下に、第１図の強
制気体巻込み装置を例にとって本発明を詳述すれば、鷹
梓槽Ａの気相部Ｆから液相部Ｅに巻込まれた高濃度酸素
の気泡から酸素が液中に溶解し、微生物によって消費さ
れた酸素濃度が減少する一方、炭酸ガスが生成される。
度を制御しない場合を例にとれば、糟内気泡の平均酸素
分圧はほゞ０．３ｔｍになる。しかし、この場合でも酸
素供給速度が不足する場合が多いことから、これを０．
＆ｔｍとし、気体目吸式微生物反応装置に適用すれば、
気相部酸素分圧は０．傘ｔｍ近辺となる。したがって、
供給ガスの酸素濃度は４小ｏｌ近辺となり、この値が安
全を充分とった酸素濃度になることから４びｏｌ％以上
の酸素濃度のガスを用いることとした。また、溶存酸素
濃度の制御を行う場合、供給ガスの酸素濃度をｌｏｗｏ
ｌ％とすることにより漆存酸素濃度の最適値に容易に設
定することができる。これらのことから供給ガスの酸素
濃度を４０〜ｌｏｗｏｌ％とした。以下に、第１図の強
制気体巻込み装置を例にとって本発明を詳述すれば、鷹
梓槽Ａの気相部Ｆから液相部Ｅに巻込まれた高濃度酸素
の気泡から酸素が液中に溶解し、微生物によって消費さ
れた酸素濃度が減少する一方、炭酸ガスが生成される。
例えば溶存酸素濃度日が、０．２１ａｔｍ、３６℃の酸
素ガスに対する溶存酸素飽和度を１００とした場合の溶
存酸素飽和度の相対値（以下これを相対溶存酸素飽和度
という）を検出してこれが制御機構１に入力として入り
、その出力によって操作弁Ｊを関弁し高濃度酸素貯槽Ｇ
から高濃度酸素ガスが糟気相部Ｆに供給され、気相部Ｆ
の酸素分圧、液相部Ｅの相対溶存酸素飽和度を増大させ
る。所定の相対溶存酸素飽和度に達すれば、溶存酸素濃
度計日、制御機構１を経て操作弁Ｊを開弁させる。炭酸
ガスについて、気相部Ｆの炭酸ガス濃度計Ｋが炭酸ガス
濃度を検出して制御機構Ｌに入力として入り、所定の濃
度に達すれば制御機構Ｌの出力によって操作弁Ｍを開弁
させて気相部Ｆの気体を装置外に排出させる。かくして
、相対熔存酸素飽和度および気相部炭酸ガス濃度を所定
値に制御するこにより、気相部Ｆの圧力は高濃度酸素ガ
ス供給と気相部Ｆの気体排出とによってさまる圧力にな
り微生物反応が円滑に行われる。
素ガスに対する溶存酸素飽和度を１００とした場合の溶
存酸素飽和度の相対値（以下これを相対溶存酸素飽和度
という）を検出してこれが制御機構１に入力として入り
、その出力によって操作弁Ｊを関弁し高濃度酸素貯槽Ｇ
から高濃度酸素ガスが糟気相部Ｆに供給され、気相部Ｆ
の酸素分圧、液相部Ｅの相対溶存酸素飽和度を増大させ
る。所定の相対溶存酸素飽和度に達すれば、溶存酸素濃
度計日、制御機構１を経て操作弁Ｊを開弁させる。炭酸
ガスについて、気相部Ｆの炭酸ガス濃度計Ｋが炭酸ガス
濃度を検出して制御機構Ｌに入力として入り、所定の濃
度に達すれば制御機構Ｌの出力によって操作弁Ｍを開弁
させて気相部Ｆの気体を装置外に排出させる。かくして
、相対熔存酸素飽和度および気相部炭酸ガス濃度を所定
値に制御するこにより、気相部Ｆの圧力は高濃度酸素ガ
ス供給と気相部Ｆの気体排出とによってさまる圧力にな
り微生物反応が円滑に行われる。
以下、本発明の実施例について具体的に詳述する。
実施例として、エタノール資化性菌の増殖について第１
図に示す強制気体巻込み装置に本発明の高濃度酸素利用
法を適用し、高濃度酸素として純酸素ガスを用い、回分
操作から給液だけを行う半連続操作にうつる方式の増殖
を行った場合と、第２図に示す従来の通気檀洋槽に従来
の通気法を用し、、空気または空気に純酸素ガスを加え
た混合気体を用い、強制気体巻込み装置の場合と同様回
分操作から給液だけを行う半連続操作にうつる方式の増
殖を行った場合とを比較した結果について示す。
図に示す強制気体巻込み装置に本発明の高濃度酸素利用
法を適用し、高濃度酸素として純酸素ガスを用い、回分
操作から給液だけを行う半連続操作にうつる方式の増殖
を行った場合と、第２図に示す従来の通気檀洋槽に従来
の通気法を用し、、空気または空気に純酸素ガスを加え
た混合気体を用い、強制気体巻込み装置の場合と同様回
分操作から給液だけを行う半連続操作にうつる方式の増
殖を行った場合とを比較した結果について示す。
第１図に示す強制巻込み装置は、初期液熔積２３．５ク
、槽Ａの径３１６肋、気液界面下１５肋に設けた上部気
体巻込み用船用プロペラ３枚羽根の径７２肋、気液界面
近辺に設けたドラフト・チューブＣの径７８肌、糟底よ
り液高の１／３の位置に設けた下部気泡分散用軸流ター
ビン６枚羽根Ｄの径１３５脚、液高は槽径とほゞ等しく
したものである。
、槽Ａの径３１６肋、気液界面下１５肋に設けた上部気
体巻込み用船用プロペラ３枚羽根の径７２肋、気液界面
近辺に設けたドラフト・チューブＣの径７８肌、糟底よ
り液高の１／３の位置に設けた下部気泡分散用軸流ター
ビン６枚羽根Ｄの径１３５脚、液高は槽径とほゞ等しく
したものである。
純酸素ガス貯槽は２００ク容積のものである。第２図に
示す従来の通気櫨梓槽は、初期液溶積２．４２夕、糟Ａ
′の径１６５側、糟底より液高の１／３の位置に設けた
タービン６枚羽根８の径８物奴、蝿梓羽根の下部に設け
た通気装置のリング・スパージャ−Ｃ′の径６仇帆、液
高は糟径とはゞ等しくしたものである。供謎菌株はＣａ
ｎｄｉｄａｂｒａｓｓｌｃａｅ、強制巻込み装置の場合
の初期反応液組成は、Ｃ２＆ＯＨＯ．９５ｖｏｌ％、（
Ｎ比）２Ｓ０４ ３．８タ′そ、ＫＨ２Ｐ０４ ２タ′
そ、ＭｇＳ０４・７日２００．６夕／そ、ｙｅａｓｔｅ
ｘはａｃｔ ２ 夕／〆、ＣａＣ１２・母Ｌ０ ３０の
９／Ｚ、ＮａＣ１ ８０の９／そ、ＦｅＣ１３・細２０
５０雌／夕、Ｚ船０４・７日２ ６０の９／夕、Ｃｕ
Ｓ〇４・９Ｌ〇 ２の９′そＭｎＳ〇４・４日２〇 ３
の９／Ｚ、ＣｏＣｌ２・肌２００．４雌′〆Ｎａ２Ｍｏ
ｏ４・２日２００．１の９／そＡＩＣ１３・細２００．
５の２′そであり、回分操作から半連続操作にきりかえ
たのちの給液の組成は、濃度が２５０タ′そのアンモニ
アに加えて回分操作の反応液組成のうち無機塩溶液の濃
度を３Ｍ騎こしたものである。
示す従来の通気櫨梓槽は、初期液溶積２．４２夕、糟Ａ
′の径１６５側、糟底より液高の１／３の位置に設けた
タービン６枚羽根８の径８物奴、蝿梓羽根の下部に設け
た通気装置のリング・スパージャ−Ｃ′の径６仇帆、液
高は糟径とはゞ等しくしたものである。供謎菌株はＣａ
ｎｄｉｄａｂｒａｓｓｌｃａｅ、強制巻込み装置の場合
の初期反応液組成は、Ｃ２＆ＯＨＯ．９５ｖｏｌ％、（
Ｎ比）２Ｓ０４ ３．８タ′そ、ＫＨ２Ｐ０４ ２タ′
そ、ＭｇＳ０４・７日２００．６夕／そ、ｙｅａｓｔｅ
ｘはａｃｔ ２ 夕／〆、ＣａＣ１２・母Ｌ０ ３０の
９／Ｚ、ＮａＣ１ ８０の９／そ、ＦｅＣ１３・細２０
５０雌／夕、Ｚ船０４・７日２ ６０の９／夕、Ｃｕ
Ｓ〇４・９Ｌ〇 ２の９′そＭｎＳ〇４・４日２〇 ３
の９／Ｚ、ＣｏＣｌ２・肌２００．４雌′〆Ｎａ２Ｍｏ
ｏ４・２日２００．１の９／そＡＩＣ１３・細２００．
５の２′そであり、回分操作から半連続操作にきりかえ
たのちの給液の組成は、濃度が２５０タ′そのアンモニ
アに加えて回分操作の反応液組成のうち無機塩溶液の濃
度を３Ｍ騎こしたものである。
エタノールは反応液組成が０．５ｖｏｌ％になるように
制御して給液した。なお、供試菌株は発泡性が非常に強
いので、反応初期に反応液組成が０．０５ｖｏｌ％にな
るように抑泡剤を加えた。ｐＨおよび温度は回分、半連
続両操作ともそれぞれ５．０、３がｏとした。ｐＨ調整
は２ＮＮａＯＨを用いて行った。従来の通気燈梓槽を用
いた場合、回分操作における初期エタノール濃度の０．
８７ｖｏｌ％、初期菌体濃度の０．１７５夕／そおよび
通気縄梓方法以外は強制巻込み装置の場合と同様にした
。供謎菌株の増殖に及ぼす相対溶存酸素飽和度および気
相部炭酸ガス濃度の影響について予備実験を行った結果
、相対溶存酸素飽和度については２００％近辺以下、炭
酸ガス濃度では４ルｏｌ％近辺以下で操作すればそれぞ
れの菌体増殖に対する阻害作用が認められなかった。操
作について、第１図の強制巻込み装置の場合気相部気体
は、上述のことから空気を用いて初期相対溶存酸素飽和
度を１００％とし、菌体が増殖するに従ってその値は低
下し、２５％に達すれば溶存酸素濃度計日がこれを検出
して制御機構１、操作弁Ｊによって純酸素貯槽Ｇの純酸
素ガスを槽気相部に供給し、以後２５％近辺の値になる
ように制御した。
制御して給液した。なお、供試菌株は発泡性が非常に強
いので、反応初期に反応液組成が０．０５ｖｏｌ％にな
るように抑泡剤を加えた。ｐＨおよび温度は回分、半連
続両操作ともそれぞれ５．０、３がｏとした。ｐＨ調整
は２ＮＮａＯＨを用いて行った。従来の通気燈梓槽を用
いた場合、回分操作における初期エタノール濃度の０．
８７ｖｏｌ％、初期菌体濃度の０．１７５夕／そおよび
通気縄梓方法以外は強制巻込み装置の場合と同様にした
。供謎菌株の増殖に及ぼす相対溶存酸素飽和度および気
相部炭酸ガス濃度の影響について予備実験を行った結果
、相対溶存酸素飽和度については２００％近辺以下、炭
酸ガス濃度では４ルｏｌ％近辺以下で操作すればそれぞ
れの菌体増殖に対する阻害作用が認められなかった。操
作について、第１図の強制巻込み装置の場合気相部気体
は、上述のことから空気を用いて初期相対溶存酸素飽和
度を１００％とし、菌体が増殖するに従ってその値は低
下し、２５％に達すれば溶存酸素濃度計日がこれを検出
して制御機構１、操作弁Ｊによって純酸素貯槽Ｇの純酸
素ガスを槽気相部に供給し、以後２５％近辺の値になる
ように制御した。
気相部炭酸ガス濃度は菌体が増殖するに従って増加し、
３仇ｏｌ％に達すれば炭酸ガス濃度計Ｋがこれを検出し
て制御機構Ｌ、操作弁Ｍによって気相部気体を糟外に排
出し、以後３ルｏｌ％近辺の値になるように制御した。
この場合、気相部Ｆの圧力が低下して相対溶存酸素飽和
度が低下し、これに伴って純酸素ガス貯槽Ｇから気相部
Ｆ‘こ酸素ガスが供給され、相対溶存酸素飽和度が２５
％近辺の値に制御された。また、初期菌体濃度０．２１
夕／そ、上部気体巻込み用燈梓羽根Ｂの回転速度１８０
比ｐｍ、下部気泡分散用燈浮羽根Ｄの回転速度４０仇ｐ
ｍとした。回分操作は５．則ｒ行った後半連続操作にき
りかえ、全体で１岬ｒ実験を行った。菌体濃度、単位液
容積あたりの酸素供給総量、相対溶存酸素飽和度その他
の時間経過を第１表に示す。また、単位液容積あたりの
酸素供給総量、酸素利用効率、単位液容積あたりのエタ
ノール消費総量および最終菌体濃度を第２表に示す。第
１表 第２表 上記実験と並行して従来の通気蝿枠槽を用いて実験を行
った。
３仇ｏｌ％に達すれば炭酸ガス濃度計Ｋがこれを検出し
て制御機構Ｌ、操作弁Ｍによって気相部気体を糟外に排
出し、以後３ルｏｌ％近辺の値になるように制御した。
この場合、気相部Ｆの圧力が低下して相対溶存酸素飽和
度が低下し、これに伴って純酸素ガス貯槽Ｇから気相部
Ｆ‘こ酸素ガスが供給され、相対溶存酸素飽和度が２５
％近辺の値に制御された。また、初期菌体濃度０．２１
夕／そ、上部気体巻込み用燈梓羽根Ｂの回転速度１８０
比ｐｍ、下部気泡分散用燈浮羽根Ｄの回転速度４０仇ｐ
ｍとした。回分操作は５．則ｒ行った後半連続操作にき
りかえ、全体で１岬ｒ実験を行った。菌体濃度、単位液
容積あたりの酸素供給総量、相対溶存酸素飽和度その他
の時間経過を第１表に示す。また、単位液容積あたりの
酸素供給総量、酸素利用効率、単位液容積あたりのエタ
ノール消費総量および最終菌体濃度を第２表に示す。第
１表 第２表 上記実験と並行して従来の通気蝿枠槽を用いて実験を行
った。
実験は、始め回分操作を５．抽ｒ行ったのち給液を開始
して半連続操作にきりかえて全体で１仇ｒ行ったことは
強制巻込み装置の場合と同一である。また、供試菌株、
回分操作における初期反応液組成、抑泡剤濃度、半連続
操作における給液の組成およびエタノールの供給方法ｐ
Ｈ調整方法は強制気体巻込み装置の場合と同一とした。
通気燈洋及び相対溶存酸素飽和度は、反応初期から５．
則ｒの間通気量は０．８２７〆（空気）／そ（液）・ｍ
ｉｎ、鷹梓速度は６０仇ｐｍ、５．５〜九ｒの間遠気量
は０．６１そ（空気）ノク（液）・ｍｉｎ‘こ加えて０
．０８１〆（酸素）／〆（液）・ｍｉｎ、瀦浮遊度は６
０仇ｐｍ、７〜８．劫ｒの間通気量は０．３９３そ（空
気）／夕（液）・伽に加えて０．３６３夕（酸素）／Ｚ
（液）・ｍｉｎ、縄梓速度は６０びｐｍ、８．５〜１血
での間通気量は０．１織そ（空気）／そ（液）・ｍｌｎ
、に加えて０．５６５〆（酸素）／そ（液）・ｍｍ、縄
拝速度は７０比ｐｍとした。なおお、これらの値は溶存
酸素濃度計Ｈ′によって相対溶存酸素飽和度を測定し、
この値が２５％近辺以下に低下しないように手動で操作
した。また、空気または空気と酸素との混合気体はリン
ダ・スパージヤー〇から液相部Ｇ′に供給されて気泡に
なり、気液界面から離脱して気相部１′に入って糟外に
排出された。菌体濃度、単位液容積あたりの酸素供給総
量、相対溶存酸素飽和度その他の時間経過を第１表に、
また単位液容積あたりの酸素供聯合総量、酸素利用効率
、単位液容積あたりのエタノール消費総量および最終菌
体濃度を第２表にそれぞれ示す。第１表をみると、糟内
液容積は両者とも反応開始後５．批ｒから給液して半連
続操作にきりかえているため、半連続操作では漸増して
いる。
して半連続操作にきりかえて全体で１仇ｒ行ったことは
強制巻込み装置の場合と同一である。また、供試菌株、
回分操作における初期反応液組成、抑泡剤濃度、半連続
操作における給液の組成およびエタノールの供給方法ｐ
Ｈ調整方法は強制気体巻込み装置の場合と同一とした。
通気燈洋及び相対溶存酸素飽和度は、反応初期から５．
則ｒの間通気量は０．８２７〆（空気）／そ（液）・ｍ
ｉｎ、鷹梓速度は６０仇ｐｍ、５．５〜九ｒの間遠気量
は０．６１そ（空気）ノク（液）・ｍｉｎ‘こ加えて０
．０８１〆（酸素）／〆（液）・ｍｉｎ、瀦浮遊度は６
０仇ｐｍ、７〜８．劫ｒの間通気量は０．３９３そ（空
気）／夕（液）・伽に加えて０．３６３夕（酸素）／Ｚ
（液）・ｍｉｎ、縄梓速度は６０びｐｍ、８．５〜１血
での間通気量は０．１織そ（空気）／そ（液）・ｍｌｎ
、に加えて０．５６５〆（酸素）／そ（液）・ｍｍ、縄
拝速度は７０比ｐｍとした。なおお、これらの値は溶存
酸素濃度計Ｈ′によって相対溶存酸素飽和度を測定し、
この値が２５％近辺以下に低下しないように手動で操作
した。また、空気または空気と酸素との混合気体はリン
ダ・スパージヤー〇から液相部Ｇ′に供給されて気泡に
なり、気液界面から離脱して気相部１′に入って糟外に
排出された。菌体濃度、単位液容積あたりの酸素供給総
量、相対溶存酸素飽和度その他の時間経過を第１表に、
また単位液容積あたりの酸素供聯合総量、酸素利用効率
、単位液容積あたりのエタノール消費総量および最終菌
体濃度を第２表にそれぞれ示す。第１表をみると、糟内
液容積は両者とも反応開始後５．批ｒから給液して半連
続操作にきりかえているため、半連続操作では漸増して
いる。
エタノール濃度は両者とも回分操作の５．劫ｒまではほ
ぼ等しい時間経過をもって減少しており、半連続操作の
５．５〜１価ｒまではほゞ所定の０．５ｖｏｌ％前後の
濃度に制御されている。相対燈存酸素飽和度及び単位液
容積あたりの酸素供繋舎総量について、本発明の方法法
では反応開始後２．批ｒで相対溶存酸素飽和度が２５％
に低下しているが、従来の遠気燈梓の方法では酸素源と
して空気だけを用いた回分操作の５．劫ｒまでは４０％
以上で本発明の方法より大きな値を示している。半連続
操作で相対溶存酸素飽和度が両者とも２５％近辺になっ
た７ｈｒ〜１皿ｒの間では、本発明の方法の単位液容積
あたりの酸素供給総量は２７．８そ（酸素）／そ（液）
、従来の通気鍵拝の方法に酸素による通気を併用した方
法で、通気空気による酸素を含めた酸素供総合総量は８
５夕（酸素）／そ（液）となり、後者は前者の３．３倍
に達している。また、この場合通気空気の酸素量を除外
しても酸素供給総量は８０夕（酸素）／そ（液）となり
、本発明の方法の２．９倍になり本発明の方法が酸素の
有効利用について極めて有用である。菌体濃度について
、反応開始時では本発明の方法では従来の通気燈洋の方
法に酸素による通気を併用した方法に比して２０％増し
て１価ｒ後では３０％増にそれぞれなっており、反応開
始時の菌体濃度を考慮しても菌体生成は本発明明の方法
の場合が多少有利になっている。第２表をみるに、単位
液容積あたりの酸素供給総量は従来の通気燈拝の方法に
酸素による通気を併用した方法が本発明の方法の４．３
倍、通気空気中の酸素を除外しても２．４倍になってい
る。
ぼ等しい時間経過をもって減少しており、半連続操作の
５．５〜１価ｒまではほゞ所定の０．５ｖｏｌ％前後の
濃度に制御されている。相対燈存酸素飽和度及び単位液
容積あたりの酸素供繋舎総量について、本発明の方法法
では反応開始後２．批ｒで相対溶存酸素飽和度が２５％
に低下しているが、従来の遠気燈梓の方法では酸素源と
して空気だけを用いた回分操作の５．劫ｒまでは４０％
以上で本発明の方法より大きな値を示している。半連続
操作で相対溶存酸素飽和度が両者とも２５％近辺になっ
た７ｈｒ〜１皿ｒの間では、本発明の方法の単位液容積
あたりの酸素供給総量は２７．８そ（酸素）／そ（液）
、従来の通気鍵拝の方法に酸素による通気を併用した方
法で、通気空気による酸素を含めた酸素供総合総量は８
５夕（酸素）／そ（液）となり、後者は前者の３．３倍
に達している。また、この場合通気空気の酸素量を除外
しても酸素供給総量は８０夕（酸素）／そ（液）となり
、本発明の方法の２．９倍になり本発明の方法が酸素の
有効利用について極めて有用である。菌体濃度について
、反応開始時では本発明の方法では従来の通気燈洋の方
法に酸素による通気を併用した方法に比して２０％増し
て１価ｒ後では３０％増にそれぞれなっており、反応開
始時の菌体濃度を考慮しても菌体生成は本発明明の方法
の場合が多少有利になっている。第２表をみるに、単位
液容積あたりの酸素供給総量は従来の通気燈拝の方法に
酸素による通気を併用した方法が本発明の方法の４．３
倍、通気空気中の酸素を除外しても２．４倍になってい
る。
さらに、酸素の利用効率は本発明の方法は従釆の通気燈
梓の方法に酸素による通気を併用した方法の５．針節こ
なっている。単位液容積あたりのエタノール消費総量は
本発明の方法は従来の通気蝿拝の方法に酸素による通気
を併用した方法より３１％多くしたがって最終菌体濃度
も本発明の方法が３１％多くなっている。以上のように
、本発明の方法は従来の通気櫨梓の方法に酸素による通
気を併用した方法に比し、気相部気体の再利用にともな
う炭酸ガス吸収装置循環ポンプ、除菌器その他を設贋す
ることなく、とくに有効に酸素を利用することができ、
かつ実用装置では槽底からの通気の動力が不要であるた
め所要動力も軽減されるという多くの特徴を有する高純
度酸素利用法である。
梓の方法に酸素による通気を併用した方法の５．針節こ
なっている。単位液容積あたりのエタノール消費総量は
本発明の方法は従来の通気蝿拝の方法に酸素による通気
を併用した方法より３１％多くしたがって最終菌体濃度
も本発明の方法が３１％多くなっている。以上のように
、本発明の方法は従来の通気櫨梓の方法に酸素による通
気を併用した方法に比し、気相部気体の再利用にともな
う炭酸ガス吸収装置循環ポンプ、除菌器その他を設贋す
ることなく、とくに有効に酸素を利用することができ、
かつ実用装置では槽底からの通気の動力が不要であるた
め所要動力も軽減されるという多くの特徴を有する高純
度酸素利用法である。
第１図は本発明方法を実施するための装置の１例を示す
模式図、第２図は従来の装置の１例を示す模式図である
。 Ａ，Ａ′・・・蝿梓槽、Ｆ，１′・・・気相部、Ｅ，Ｇ
′・・・液相部。 弟ｌ図 第２図
模式図、第２図は従来の装置の１例を示す模式図である
。 Ａ，Ａ′・・・蝿梓槽、Ｆ，１′・・・気相部、Ｅ，Ｇ
′・・・液相部。 弟ｌ図 第２図
Claims (1)
- １ 気体自吸式微生物反応装置を用いた好気性微生物の
液内反応における高濃度酸素の利用法として装置気相部
気体が反応液中に自吸されて気泡となり、気泡中の酸素
が反応液中に溶解して微生物に消費される量に応じて４
０〜１００ｖｏｌ％の高濃度酸素ガスを装置気相部に供
給し、微生物反応による生産物を効率よく生産するとと
もに、酸素を有効に利用することを特徴とした微生物反
応における高濃度酸素利用法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55062523A JPS6015305B2 (ja) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | 微生物反応における高濃度酸素利用法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55062523A JPS6015305B2 (ja) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | 微生物反応における高濃度酸素利用法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56158091A JPS56158091A (en) | 1981-12-05 |
| JPS6015305B2 true JPS6015305B2 (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=13202623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55062523A Expired JPS6015305B2 (ja) | 1980-05-12 | 1980-05-12 | 微生物反応における高濃度酸素利用法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015305B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5758880A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-08 | Hitachi Ltd | Incubator |
| US6280996B1 (en) * | 1999-03-22 | 2001-08-28 | Praxair Technology, Inc. | Method of using oxygen to eliminate carbon dioxide poisoning in aerobic fermentation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4919585A (ja) * | 1972-06-15 | 1974-02-21 |
-
1980
- 1980-05-12 JP JP55062523A patent/JPS6015305B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4919585A (ja) * | 1972-06-15 | 1974-02-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56158091A (en) | 1981-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4064015A (en) | Control of biosynthesis in submerged culture | |
| KR960001500B1 (ko) | 산소-부화 방법 및 장치 | |
| US20130140232A1 (en) | Method and system for ozone vent gas reuse in wastewater treatment | |
| JPH0687784B2 (ja) | 微生物学的または酵素作用処理の実施方法及び装置 | |
| US3670887A (en) | Aerobic digestion of sludge with oxygen | |
| US3724667A (en) | Activated sludge process and system | |
| CN103833188A (zh) | 一种高悬浮物易生化废水处理方法 | |
| US10689278B2 (en) | System and method for controlled gas-dispersion-return-sludge-based wastewater treatment | |
| JPS6015305B2 (ja) | 微生物反応における高濃度酸素利用法 | |
| US3953326A (en) | Oxygen aeration system for contaminated liquids | |
| US10689279B2 (en) | System for wastewater treatment through controlling microorganism purification functions | |
| US3219575A (en) | Process of disposing of human waste | |
| SE428125B (sv) | Sett for rotning av slam | |
| WO2008040365A1 (en) | Method and system for fed-batch cultivation of hydrogen-oxidizing bacteria | |
| CN107827232A (zh) | 一种以n2o为终产物的反硝化菌的培养方法 | |
| CN215327195U (zh) | 一种海绵生物膜反应器及其系统 | |
| GB1599618A (en) | Process and installation for treating residual water | |
| NZ220606A (en) | Method and reactor vessel for the fermentative preparation of polysaccharides | |
| US3595909A (en) | Process for making acid metal salts from organic hydroxyl compounds | |
| JPS6315039B2 (ja) | ||
| JP3482132B2 (ja) | ポリ硫酸第２鉄製造装置 | |
| US4921986A (en) | Method and apparatus for producing cobalt acetate from cobalt chip | |
| JPS61164700A (ja) | 発酵装置の自動制御方法 | |
| US11724948B2 (en) | Method for wastewater treatment through microorganism biochemical pathway optimization | |
| WO2024048796A1 (ja) | 培養装置及び培養装置の制御方法 |