JPS61173784A - 微生物学的または酵素作用処理の実施方法及び装置 - Google Patents
微生物学的または酵素作用処理の実施方法及び装置Info
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- JPS61173784A JPS61173784A JP60257521A JP25752185A JPS61173784A JP S61173784 A JPS61173784 A JP S61173784A JP 60257521 A JP60257521 A JP 60257521A JP 25752185 A JP25752185 A JP 25752185A JP S61173784 A JPS61173784 A JP S61173784A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、第１に、反応要素が無端式循環チューブとし
て構成された反応装置内に給送され、かつ循環流が前記
チューブの内側に４たらされる微生物学的または酵素作
用処理方法を実施する方法に関する。
て構成された反応装置内に給送され、かつ循環流が前記
チューブの内側に４たらされる微生物学的または酵素作
用処理方法を実施する方法に関する。
この種の方法は、会告石れたフランス特許出願第２，２
０９，８３７号に開示されている。
０９，８３７号に開示されている。
単数または複数の揺動装置を具備する容器内で微生物学
的または酵素作用処理方法を行なうのが一般的である（
例えば会合ヨーロツＡｌｆ１許出Ｍ第０．１１１，２５
３号参照・）。この形式の反応装置が使用されるとき１
反応時間に可成りの広がシ（巾）、すなわち少量の液体
要素が、揺動装置からはじまって容器を繞って通過搬送
されそれから揺動装置に戻るために必要とする時間に広
がシがあることが明らかになった。この広がシは、比較
的速やかな循環時間をもつ液状粒体は処理に対して極め
て短か過ぎ（不適当な変換）、反面、緩徐な循環時間を
もつ液状粒体は長すぎる処理時間にさらされるので、処
理収量に好ましくない影響をもつ。成る種の方法では、
発酵処理中に粘度が増し、かつ成る粘度値から上では揺
動装置はシリンダの回転を生ぜしめ、一方、他の部分は
実質的に静止状態を保つ。
的または酵素作用処理方法を行なうのが一般的である（
例えば会合ヨーロツＡｌｆ１許出Ｍ第０．１１１，２５
３号参照・）。この形式の反応装置が使用されるとき１
反応時間に可成りの広がシ（巾）、すなわち少量の液体
要素が、揺動装置からはじまって容器を繞って通過搬送
されそれから揺動装置に戻るために必要とする時間に広
がシがあることが明らかになった。この広がシは、比較
的速やかな循環時間をもつ液状粒体は処理に対して極め
て短か過ぎ（不適当な変換）、反面、緩徐な循環時間を
もつ液状粒体は長すぎる処理時間にさらされるので、処
理収量に好ましくない影響をもつ。成る種の方法では、
発酵処理中に粘度が増し、かつ成る粘度値から上では揺
動装置はシリンダの回転を生ぜしめ、一方、他の部分は
実質的に静止状態を保つ。
好気性発酵処理の場合には、好気性細菌をそれらの生成
形成物の多重結合を促進するために、反応混合物中に空
気が供給される。もし揺動式容器が用いられれば、揺動
装置に比較的高い酸素濃度が生じ、かつ容器壁には比較
的低い酸素濃度が起こる。これらの不都合な現象は混合
物の流動学的性質が変化するので強化される。それにも
かかわらず、反応をできる限り完全に達成させるために
、高いエネルギ費がしばしば必要となシ、このエネルギ
費は主として揺動作用に用いられるものである。揺動式
容器内で処理を実施する際の別の問題点は、設備管実験
室規模から工業的規模に拡大（増率）することは、処理
を進行する状態に可取りの変更を伴なわせる。これらの
欠点は、揺動によって循環及び混合の両方の作用を提供
する駆動される推進装置がチューブの内側に配設されて
いるので、前記フランス特許出願第２，２０９，８３７
号による方法では除去されない。この既知の方法には、
なお高価なエネルギ費、比較的低い収量及び酸素濃度の
制御できない変動という不利点を含む。
形成物の多重結合を促進するために、反応混合物中に空
気が供給される。もし揺動式容器が用いられれば、揺動
装置に比較的高い酸素濃度が生じ、かつ容器壁には比較
的低い酸素濃度が起こる。これらの不都合な現象は混合
物の流動学的性質が変化するので強化される。それにも
かかわらず、反応をできる限り完全に達成させるために
、高いエネルギ費がしばしば必要となシ、このエネルギ
費は主として揺動作用に用いられるものである。揺動式
容器内で処理を実施する際の別の問題点は、設備管実験
室規模から工業的規模に拡大（増率）することは、処理
を進行する状態に可取りの変更を伴なわせる。これらの
欠点は、揺動によって循環及び混合の両方の作用を提供
する駆動される推進装置がチューブの内側に配設されて
いるので、前記フランス特許出願第２，２０９，８３７
号による方法では除去されない。この既知の方法には、
なお高価なエネルギ費、比較的低い収量及び酸素濃度の
制御できない変動という不利点を含む。
本発明の目的は、上記の諸欠点を避けかつ規模拡大時の
反応状態が本質的に反応装置のサイズに左右されずかつ
使用したエネルギが最小値に制限される本文において当
初に述べた形式の方法を提供するにるる。
反応状態が本質的に反応装置のサイズに左右されずかつ
使用したエネルギが最小値に制限される本文において当
初に述べた形式の方法を提供するにるる。
本発明によれば、この目的を達する方法は、反応成分が
二相流れによって完全に満たされたチューブ内をｆｌｌ
壊されかつこの処理作用中にチューブの内側に嵌装され
た単数または複数の内蔵混合装置を通って案内される。
二相流れによって完全に満たされたチューブ内をｆｌｌ
壊されかつこの処理作用中にチューブの内側に嵌装され
た単数または複数の内蔵混合装置を通って案内される。
本発明による方法は、特にキサンタンである多糖慎の発
酵による製法に特に適し、水、単数または複数の糖及び
栄養物塩を含む製造用媒体及び適切な好気性細菌の接種
物質が無鴻式反応チューブ内に導入され、かつ前記チュ
ーブ内の前記媒体が供給された空気に、発酵のためにさ
らされる。
酵による製法に特に適し、水、単数または複数の糖及び
栄養物塩を含む製造用媒体及び適切な好気性細菌の接種
物質が無鴻式反応チューブ内に導入され、かつ前記チュ
ーブ内の前記媒体が供給された空気に、発酵のためにさ
らされる。
もし一定の循環速度が用いられれば、揺動式容器から得
られるものよりもはるかく卓越した好適な成果が得られ
る。しかし、一般に勧奨したいことは、反応成分の濃度
あるいは少くとも１つの点における前記濃度から誘導さ
れる一つの値を測定し、及び前記測定を基にして、処理
の反応流勧学に従って反応速度を最小臨界限度と最大臨
界限度との範囲内に調整することである。
られるものよりもはるかく卓越した好適な成果が得られ
る。しかし、一般に勧奨したいことは、反応成分の濃度
あるいは少くとも１つの点における前記濃度から誘導さ
れる一つの値を測定し、及び前記測定を基にして、処理
の反応流勧学に従って反応速度を最小臨界限度と最大臨
界限度との範囲内に調整することである。
会合ヨーロツノを特許出願第０．１１１，２５３号から
、特に生化学的反応である化学反応を実施する方法が知
られ、該方法は壁によって２つの室に仕切られた反応容
器内で実施し、該容器は完全には充満されておらず、二
相流れは生じていないことが指摘される。またこの方法
ではライン中の西東混合装置については触れられていな
い。反応成分の濃度、特に反応遅延成分の濃度は、実際
には直接または間接に測定され、かつ前記測定を基にし
て、最大値を超えないように考慮しつつ、反応装置への
一つまたほそれ以上の新規の成分の供給が調整される。
、特に生化学的反応である化学反応を実施する方法が知
られ、該方法は壁によって２つの室に仕切られた反応容
器内で実施し、該容器は完全には充満されておらず、二
相流れは生じていないことが指摘される。またこの方法
ではライン中の西東混合装置については触れられていな
い。反応成分の濃度、特に反応遅延成分の濃度は、実際
には直接または間接に測定され、かつ前記測定を基にし
て、最大値を超えないように考慮しつつ、反応装置への
一つまたほそれ以上の新規の成分の供給が調整される。
本文において、酵素作用処理または微生物学的処理の反
応速度とは、るる程度の化学的生成が達成嘔れる速！ｃ
ｔ意味する。仁れはある程度の酸素吸収速度、炭酸の生
成、熱の発生、基質の消費、化成物の生成などが含まれ
る。一般に、反応速度は反応成分のある濃度まで増大し
く臨界最小濃度）、次に前記成分の一喝高いある濃度ま
で多少とも一定に保たれ（臨界最大濃度）、最後にまだ
高い値の前記成分の濃度に減少することが事実として知
られて匹る。ある処理の実施段階におｌ１、ある成分０
ｆｌｋＫは臨界最小濃度値と臨界最大濃度との間に維持
されるのが有利なことは明らかで６ろう。反応成分をも
って完全に満たされかつその中で二相流れが、なかんず
く内置混合装置によって維持されている閉塞されたチュ
ーブを用いることによって、ある成分またはいくつかの
成分の濃度は、一つまたそれ以上の濃度あるいはそれら
から誘導場れる値の測定による反応速度の制御によって
臨界値間に維持することができる。特に、二相流れの流
速は、ある成分の濃度の一つまたはそれ以上の濃度また
は、それらから誘導される値の測定を基にして制御され
るのに適している。この流速は、実際には、種々の反応
成分間の接触時間を決定し、同時に輸送、ｐｅラメータ
（ガスと液体、液体と液体、固体と液体）もこの流速に
よって決定される。
応速度とは、るる程度の化学的生成が達成嘔れる速！ｃ
ｔ意味する。仁れはある程度の酸素吸収速度、炭酸の生
成、熱の発生、基質の消費、化成物の生成などが含まれ
る。一般に、反応速度は反応成分のある濃度まで増大し
く臨界最小濃度）、次に前記成分の一喝高いある濃度ま
で多少とも一定に保たれ（臨界最大濃度）、最後にまだ
高い値の前記成分の濃度に減少することが事実として知
られて匹る。ある処理の実施段階におｌ１、ある成分０
ｆｌｋＫは臨界最小濃度値と臨界最大濃度との間に維持
されるのが有利なことは明らかで６ろう。反応成分をも
って完全に満たされかつその中で二相流れが、なかんず
く内置混合装置によって維持されている閉塞されたチュ
ーブを用いることによって、ある成分またはいくつかの
成分の濃度は、一つまたそれ以上の濃度あるいはそれら
から誘導場れる値の測定による反応速度の制御によって
臨界値間に維持することができる。特に、二相流れの流
速は、ある成分の濃度の一つまたはそれ以上の濃度また
は、それらから誘導される値の測定を基にして制御され
るのに適している。この流速は、実際には、種々の反応
成分間の接触時間を決定し、同時に輸送、ｐｅラメータ
（ガスと液体、液体と液体、固体と液体）もこの流速に
よって決定される。
二相流れの流速の調整の選定の他に、基質の供給速度の
調整を選定することも可能で、これは栄養物として用い
られる反応成分である。好気性微生物学的化成物の生成
の場合は、基質の一つは大気中の酸素である。その結果
、混合装置の直後における循環チューブ内の基質の濃度
は、臨界最大値よシも低いが、混合装置直前、すなわち
循環経路の終端においては、この値は臨界最小値よりも
高くなければならない。この反応速度は、二相流れの循
環速度を慎重に選定しつつ基質の濃度の測定を基にして
基質を多くまたは少く加減供給することによって制御さ
れる。しかし、ある程度のエネルギ節約を行なうために
は、慎重に選定された基質の供給を用いて、反応成分の
濃度またはそれから誘導される値の測定を基にして二相
流れの流速を調整することによって反応速度を制御する
ことが好適である。附随的に、二相流の速度と反応成分
の供給とを同時にｇ４贅することによって反応速度が制
御できるという可能性も除外されなｈｏこの処理は、特
に、基質の噴射点の数及び静的混合Ｊ要素の位置及びそ
の数によっても影響を受ける。しかし、ろる所与の装置
に対しては、これらは通常、一定であり、従って規定に
従うことは通常、不適当である。
調整を選定することも可能で、これは栄養物として用い
られる反応成分である。好気性微生物学的化成物の生成
の場合は、基質の一つは大気中の酸素である。その結果
、混合装置の直後における循環チューブ内の基質の濃度
は、臨界最大値よシも低いが、混合装置直前、すなわち
循環経路の終端においては、この値は臨界最小値よりも
高くなければならない。この反応速度は、二相流れの循
環速度を慎重に選定しつつ基質の濃度の測定を基にして
基質を多くまたは少く加減供給することによって制御さ
れる。しかし、ある程度のエネルギ節約を行なうために
は、慎重に選定された基質の供給を用いて、反応成分の
濃度またはそれから誘導される値の測定を基にして二相
流れの流速を調整することによって反応速度を制御する
ことが好適である。附随的に、二相流の速度と反応成分
の供給とを同時にｇ４贅することによって反応速度が制
御できるという可能性も除外されなｈｏこの処理は、特
に、基質の噴射点の数及び静的混合Ｊ要素の位置及びそ
の数によっても影響を受ける。しかし、ろる所与の装置
に対しては、これらは通常、一定であり、従って規定に
従うことは通常、不適当である。
本発明の実施に当って必要なことは、反応装置の適正化
と処理状態の制御とがともに反応流勧学によって決定さ
れることでるる。
と処理状態の制御とがともに反応流勧学によって決定さ
れることでるる。
静的混合装置の使用は、比較的少ないエネルギが使用嘔
れかつ反応容積が比較的小さく、一方、液体ｉ二相流れ
として搬送されるという利点をもつ。
れかつ反応容積が比較的小さく、一方、液体ｉ二相流れ
として搬送されるという利点をもつ。
水、グルコース及び栄養物塩から基質としての空気との
多糖類の発酵によシかつ好気性細菌の作用を受けての製
法に加えて、本発明はまた、水、グルコース及び栄養物
塩からのイースト及び少量のイーストの製法にも用いら
れる。グルコースからグルコン酸の製造、微生物による
エタンの駿化、水中に分散されたノ９ラフインを使って
つくるｓｅｐ （単細胞タン、ｅり質）の製造も可能で
ある。
多糖類の発酵によシかつ好気性細菌の作用を受けての製
法に加えて、本発明はまた、水、グルコース及び栄養物
塩からのイースト及び少量のイーストの製法にも用いら
れる。グルコースからグルコン酸の製造、微生物による
エタンの駿化、水中に分散されたノ９ラフインを使って
つくるｓｅｐ （単細胞タン、ｅり質）の製造も可能で
ある。
反応成分自身の濃度の代りに、それから誘導される値も
測定され、そのためには、処理に応じて、なかんず＜ｐ
Ｈ，酸素張力、温度などが適当である。
測定され、そのためには、処理に応じて、なかんず＜ｐ
Ｈ，酸素張力、温度などが適当である。
本発明はまた、無端式循環チューブから成り、該チュー
ブ内に反応成分が給送循環される微生物学的または酵素
作用処理を実施する反応装置に関する。この形式の反応
装置は既述のフランス特許出願第２，２０９，８３７号
から知られる。
ブ内に反応成分が給送循環される微生物学的または酵素
作用処理を実施する反応装置に関する。この形式の反応
装置は既述のフランス特許出願第２，２０９，８３７号
から知られる。
本発明による方法を実施可能ならしめるために、循環チ
ューブの少くとも一部分に処理ライン中に内置された混
合装置が嵌装され、一方、この反応装置は二相流れを形
成させるために循環ポンプを具備する。
ューブの少くとも一部分に処理ライン中に内置された混
合装置が嵌装され、一方、この反応装置は二相流れを形
成させるために循環ポンプを具備する。
臨界最小反応速度と臨界最大反応速度との間でこの処理
ｔ調整可能に嘔せるために、反応装置は一つまたはそれ
以上の反応成分の濃度またはそれから誘導される一つの
値の測定を行なうために少くとも一つの測定要素をもち
、同時に、測定される値によってポンプ速度を調整する
ための調整装置が配設される。反応装置は少くとも一点
において、反応成分の濃度またはそれから誘導される一
つの値の本質的に最大及び本質的に最小の濃度の測定用
の測定要素を具備する。
ｔ調整可能に嘔せるために、反応装置は一つまたはそれ
以上の反応成分の濃度またはそれから誘導される一つの
値の測定を行なうために少くとも一つの測定要素をもち
、同時に、測定される値によってポンプ速度を調整する
ための調整装置が配設される。反応装置は少くとも一点
において、反応成分の濃度またはそれから誘導される一
つの値の本質的に最大及び本質的に最小の濃度の測定用
の測定要素を具備する。
この反応装置の一実施例は、垂直昇流チューブ、垂直降
流チューブ及び２つの水平連結チューブを有し、一つま
たはそれ以上の静的混合装置が少くとも昇流チューブ内
に嵌装され、循環ポンプが最下方の水平チューブ内に嵌
装され、昇流チューブの底端内に流出する基質供給要素
、降流チューブの上端に流出する基質排除要素、最大基
質濃度またはそれから誘導される一つの値の測定用の測
定要素が昇流チューブの上端に嵌装され、及び最小基質
濃度ま゛たはそれから誘導される一つの値の測定用の測
定要素が降流チューブの底端に嵌装される。
流チューブ及び２つの水平連結チューブを有し、一つま
たはそれ以上の静的混合装置が少くとも昇流チューブ内
に嵌装され、循環ポンプが最下方の水平チューブ内に嵌
装され、昇流チューブの底端内に流出する基質供給要素
、降流チューブの上端に流出する基質排除要素、最大基
質濃度またはそれから誘導される一つの値の測定用の測
定要素が昇流チューブの上端に嵌装され、及び最小基質
濃度ま゛たはそれから誘導される一つの値の測定用の測
定要素が降流チューブの底端に嵌装される。
多糖類、特にキサンタンの調製において、好気性細菌に
よって起こる発酵中にこの液体は構造上の特性、特に偽
可塑性を取得する。粘性をもつようになる混合物の場合
、ポンプによって常に循環させなければならない。粘度
がおる値以下に保たれる微生物多糖類を調製する場合は
、循環は基質の噴射によって実施される。
よって起こる発酵中にこの液体は構造上の特性、特に偽
可塑性を取得する。粘性をもつようになる混合物の場合
、ポンプによって常に循環させなければならない。粘度
がおる値以下に保たれる微生物多糖類を調製する場合は
、循環は基質の噴射によって実施される。
本発明の最も重要な利点は、同一のエネルギ消費量に対
して、生成収量は揺動式容器または推進６形混合装置を
具備する前記フランス特許出頭第２，２０９，８３７号
による閉塞式循環チューブの場合よりも可成り高い。揺
動式容器またはフランス特許出願による閉塞式チューブ
が用いられれば、粘度が可成り高く々るので、生成収量
がまだ可成り低い点で停止しなければならない。この制
限値は本発明による方法においては極めて低い範囲にあ
る。
して、生成収量は揺動式容器または推進６形混合装置を
具備する前記フランス特許出頭第２，２０９，８３７号
による閉塞式循環チューブの場合よりも可成り高い。揺
動式容器またはフランス特許出願による閉塞式チューブ
が用いられれば、粘度が可成り高く々るので、生成収量
がまだ可成り低い点で停止しなければならない。この制
限値は本発明による方法においては極めて低い範囲にあ
る。
本発明による方法に用いられる反応装置の実施例につい
て図面を参照して、以下に不発明を説明する。
て図面を参照して、以下に不発明を説明する。
第１図及び第３図に示す２つの実施例において相当する
構成要素は同一参照数字を付して示す。
構成要素は同一参照数字を付して示す。
第１図及び＠２図に示す反応装置は、昇流チューブ１、
降流チューブ２、最上方水平遵ＭＳ材３、及び最下方水
平連結部材４によって形成された無端式循環チューブか
ら成る。上記循環チューブは支持台５によって支持され
る。
降流チューブ２、最上方水平遵ＭＳ材３、及び最下方水
平連結部材４によって形成された無端式循環チューブか
ら成る。上記循環チューブは支持台５によって支持され
る。
昇流チューブ１は、静的混合装置として構成されること
が好適な複数の系統内に内蔵された混合装［ｔ−有し、
これらの混合装置は主５！七分離し、部分流の位置を又
換しかつ部分流を再び合流させることにより駆動される
揺動要素をもたずに反応成分を混合することができる。
が好適な複数の系統内に内蔵された混合装［ｔ−有し、
これらの混合装置は主５！七分離し、部分流の位置を又
換しかつ部分流を再び合流させることにより駆動される
揺動要素をもたずに反応成分を混合することができる。
静的混合【置は、特にオランダ特許出願第７５゜０２９
５３号、第７７．０００９０号及び第８０．０４２４０
号に開示されている。ＳｕｌｚｅｒＳＭＶまたはＳＭＸ
混合装置が推奨される。第２図から明らかなように、各
静的混合装置は冷却／加熱用ジャケット７によって囲わ
れ、このジャケット内に熱伝達媒体がノズル８及び９を
通って給送または排除される、静的混合装置は降流チュ
ーブ内にも嵌装できる。
５３号、第７７．０００９０号及び第８０．０４２４０
号に開示されている。ＳｕｌｚｅｒＳＭＶまたはＳＭＸ
混合装置が推奨される。第２図から明らかなように、各
静的混合装置は冷却／加熱用ジャケット７によって囲わ
れ、このジャケット内に熱伝達媒体がノズル８及び９を
通って給送または排除される、静的混合装置は降流チュ
ーブ内にも嵌装できる。
最下方水平連結部材４内には、例えば歯車−ノブとして
構成された循環ポンプ１１が配設される。
構成された循環ポンプ１１が配設される。
この反応装置は、一般Ｋ、反応成分の連続的な供給及び
排除方式が除外されるものではないが、束込め式に作動
される。この反応装置はまず反応成分をもって完全に充
満され、すなわちこの反応成分は発酵による多糖類の調
製の場合には生成媒体としては水、一種またはそれ以上
の糖類及び栄養物塩を含むもの、及び適切な好気性細菌
の接種物質である。キサンタンの場合、このＭｌはキサ
ントモナス ヵンペス） １７ ｘ （Ｘａｎｔｈｏｍ
ｏｎａｓ ｅａｍｐ＊ｍｔｒｉｓ ） ＡＴＣＣｌ ３
９５１である。チューブが充満されたのちに、ポンプ１
１を発動して二相流れを生ぜしめ、次いで空気を・９イ
ブ１２から基質として給送する。静的混合装置内では反
応成分同志の稠密な混合が行われる。これらの成分は好
気性細菌によってその一部が消費され、その結果、細菌
は増殖して生成物を排せつする。多糖類の発酵による調
製におい工、大気中の酸素が基質として用いられ、かつ
前記ｉ３！素は好気性細菌によって消費される、混合後
において、過剰なガスは分離除去されなければならず、
これは液体・ガス分離装置１６において実施される。
排除方式が除外されるものではないが、束込め式に作動
される。この反応装置はまず反応成分をもって完全に充
満され、すなわちこの反応成分は発酵による多糖類の調
製の場合には生成媒体としては水、一種またはそれ以上
の糖類及び栄養物塩を含むもの、及び適切な好気性細菌
の接種物質である。キサンタンの場合、このＭｌはキサ
ントモナス ヵンペス） １７ ｘ （Ｘａｎｔｈｏｍ
ｏｎａｓ ｅａｍｐ＊ｍｔｒｉｓ ） ＡＴＣＣｌ ３
９５１である。チューブが充満されたのちに、ポンプ１
１を発動して二相流れを生ぜしめ、次いで空気を・９イ
ブ１２から基質として給送する。静的混合装置内では反
応成分同志の稠密な混合が行われる。これらの成分は好
気性細菌によってその一部が消費され、その結果、細菌
は増殖して生成物を排せつする。多糖類の発酵による調
製におい工、大気中の酸素が基質として用いられ、かつ
前記ｉ３！素は好気性細菌によって消費される、混合後
において、過剰なガスは分離除去されなければならず、
これは液体・ガス分離装置１６において実施される。
静的混合装置間には、この反応装置は中間部品１７を具
備することができ、この部品からある種の成分を供給す
ることができる。
備することができ、この部品からある種の成分を供給す
ることができる。
閉基チューブとして構成されその少くとも一部分に内蔵
混合装置が嵌装されかつ循ｍ、ｉｔンプが二相流れを生
ぜしめるために設けられた反応装置の重要な利点は、反
応装置が作動する状態が反応装置のサイズには無関係に
最適状態にすることができ、かつエネルギ消費量が最小
値に制限できることにある。この処理機能の規模拡大は
、反応装置内での処理の段階示描写でき、かつ従って十
分に典凰化できるという事実によって容易になる。微生
物多糖類は、それらが媒体の動力学に強く影響するとい
う性質をもつ。
混合装置が嵌装されかつ循ｍ、ｉｔンプが二相流れを生
ぜしめるために設けられた反応装置の重要な利点は、反
応装置が作動する状態が反応装置のサイズには無関係に
最適状態にすることができ、かつエネルギ消費量が最小
値に制限できることにある。この処理機能の規模拡大は
、反応装置内での処理の段階示描写でき、かつ従って十
分に典凰化できるという事実によって容易になる。微生
物多糖類は、それらが媒体の動力学に強く影響するとい
う性質をもつ。
揺動式容器に関しては、エネルギ節約は、たとえ循環速
度が低すぎる値に選択されかつ生成物が降流チューブの
底部に達する前に完全に消費されてしまっても、常に達
成される。多糖類の調整におかては一定の循環速度でも
良好な結果が得られる。
度が低すぎる値に選択されかつ生成物が降流チューブの
底部に達する前に完全に消費されてしまっても、常に達
成される。多糖類の調整におかては一定の循環速度でも
良好な結果が得られる。
しかし、反応成分の濃度またはそれから誘導される一つ
の値が一つまたはそれ以上の点で測定されかつ反応速度
が前記測定を基にして調整されるよりに構成された第３
図による反応装置を用いることが好適である。第３図に
おいて、測定用電極１３及び１４が昇流チューブ１の上
端及び降流チューブ２の底端それぞれに配設される。
の値が一つまたはそれ以上の点で測定されかつ反応速度
が前記測定を基にして調整されるよりに構成された第３
図による反応装置を用いることが好適である。第３図に
おいて、測定用電極１３及び１４が昇流チューブ１の上
端及び降流チューブ２の底端それぞれに配設される。
これらの測定用電極は調整装置１５に連結され、該調整
装置は反応速度が臨界最小限度及び臨界最大限度内に収
まるような方法でポンプ１１七制御する。特に、測定用
電極１３は混合後において基質の最大濃度を決定するの
に用いられるが、測定用電極１４の目的は基質の最小濃
度を決定することに６る。最適の反応速度を得る゛
ために、二相流れの速度は、基質の濃度が常に最大及び
最小臨界値内に収まるようにポンプによって調節される
であろう。これらはすべて、特に測定用電極１３が基質
の最大濃度が最大臨界値を超える状態になることを定め
るならば一ンプ速度が減ぜられ、及びもし測定用電極１
４が基質の最小濃度が最小臨界値未満の状態になること
を定めるならばポンプ速度を増大するということを意味
する。
装置は反応速度が臨界最小限度及び臨界最大限度内に収
まるような方法でポンプ１１七制御する。特に、測定用
電極１３は混合後において基質の最大濃度を決定するの
に用いられるが、測定用電極１４の目的は基質の最小濃
度を決定することに６る。最適の反応速度を得る゛
ために、二相流れの速度は、基質の濃度が常に最大及び
最小臨界値内に収まるようにポンプによって調節される
であろう。これらはすべて、特に測定用電極１３が基質
の最大濃度が最大臨界値を超える状態になることを定め
るならば一ンプ速度が減ぜられ、及びもし測定用電極１
４が基質の最小濃度が最小臨界値未満の状態になること
を定めるならばポンプ速度を増大するということを意味
する。
これらの測定用電極は、基質または別の反応成分自身の
濃度、もしくは前記濃度の直接関数である一つの値を測
定し、前記値としては、処理方法によって異なるが、な
かんずく、ｐＨ１酸素張力、温度及び圧力が適当である
。
濃度、もしくは前記濃度の直接関数である一つの値を測
定し、前記値としては、処理方法によって異なるが、な
かんずく、ｐＨ１酸素張力、温度及び圧力が適当である
。
第３図に示す実施例において、ポンプ速度は、反応を最
適方法で処理させるように調整される。
適方法で処理させるように調整される。
４ンプ速度が一定であること、及び基質及び／または他
の反応成分が濃度またはそれらから誘導された諸値の測
定を基にして９４整され得ることが含まれる。さらに多
くの位置で噴射を行なうことができ、かつ噴射点の数は
前記測定に従って変更される。また、化成物排除速度の
調整をも含むことができる。
の反応成分が濃度またはそれらから誘導された諸値の測
定を基にして９４整され得ることが含まれる。さらに多
くの位置で噴射を行なうことができ、かつ噴射点の数は
前記測定に従って変更される。また、化成物排除速度の
調整をも含むことができる。
上述の反応装置は、種々の微生物及び／または酵素処理
用に用いることができる。これらの装置は、特に、媒体
（例えば微生物多糖類）の流動学に強固に影響する基質
の化成用として適している。なぜならば、流量が適正に
規制されて液体の流速を変更することによって水力学的
状態を一定に維持できるからである。
用に用いることができる。これらの装置は、特に、媒体
（例えば微生物多糖類）の流動学に強固に影響する基質
の化成用として適している。なぜならば、流量が適正に
規制されて液体の流速を変更することによって水力学的
状態を一定に維持できるからである。
実 例 ！
キサントモナスカンペストリス（Ｘｉｎｔｈｏｍｏ−ｎ
ａｓ ｃａｍｐｅ＊ｔｒｉｓ ） ＡＴＣＣｌ ３９５
１が３０ｔでトリプトングルコーズイースト（Ｔｒｙｐ
ｔｏｎｇｌｕ−ｅｏｓｅ ｙ＠ａｓｔ ）抽出寒天上で
４８時間養殖される。
ａｓ ｃａｍｐｅ＊ｔｒｉｓ ） ＡＴＣＣｌ ３９５
１が３０ｔでトリプトングルコーズイースト（Ｔｒｙｐ
ｔｏｎｇｌｕ−ｅｏｓｅ ｙ＠ａｓｔ ）抽出寒天上で
４８時間養殖される。
離して取出されたコロニー物質がグルコーズイースト抽
出・麦芽溶液中に接種されがり懸濁され、そのうち養殖
が、揺動しながら３０℃で２４時間行われる。１ノのこ
の接種物質が、重量比で４％の濃度の炭素源としてのグ
ルコースと重量比で０．５％の濃度の有機窒素源として
のイースト抽出物を含む２５１の発酵媒体に添加される
。重量比で０．０５％の濃度でＭ、 Ｓ Ｏ，としてマ
グネシウムイオンが添加嘔れる。２Ｎの濃度でＫＯＨを
添加することによって、発酵中にｐＨが６．５と７．５
の間に維持される。重量比で０、２％の濃度のに！ＨＰ
Ｏ，の形で塩基性緩衝液が用いられる。この材料は容量
３０１をもって上述のように反応装置のチューブ内に収
容されている。循環時間は２分間であったので循環速度
はＬＳＩ１分であった。温度は２９℃で、毎分１０ノの
空気が給送された。この材料の循環は７２時間継断され
た。重量比で３％のキサンタンが形成され、反応装置の
容積−当ｊ）４１ｃｗのエネルギが使用された。揺動式
容器（３０ｊ規模の）において上記と同一のエネルギ入
力（４１ｃｗ／ｍ゛）の場合には、発酵は１４４時間継
続する。
出・麦芽溶液中に接種されがり懸濁され、そのうち養殖
が、揺動しながら３０℃で２４時間行われる。１ノのこ
の接種物質が、重量比で４％の濃度の炭素源としてのグ
ルコースと重量比で０．５％の濃度の有機窒素源として
のイースト抽出物を含む２５１の発酵媒体に添加される
。重量比で０．０５％の濃度でＭ、 Ｓ Ｏ，としてマ
グネシウムイオンが添加嘔れる。２Ｎの濃度でＫＯＨを
添加することによって、発酵中にｐＨが６．５と７．５
の間に維持される。重量比で０、２％の濃度のに！ＨＰ
Ｏ，の形で塩基性緩衝液が用いられる。この材料は容量
３０１をもって上述のように反応装置のチューブ内に収
容されている。循環時間は２分間であったので循環速度
はＬＳＩ１分であった。温度は２９℃で、毎分１０ノの
空気が給送された。この材料の循環は７２時間継断され
た。重量比で３％のキサンタンが形成され、反応装置の
容積−当ｊ）４１ｃｗのエネルギが使用された。揺動式
容器（３０ｊ規模の）において上記と同一のエネルギ入
力（４１ｃｗ／ｍ゛）の場合には、発酵は１４４時間継
続する。
これによって得られ九化成物濃度は、それでも重量比で
３％で６つだＣ，らる試験的設備規模において、この化
成物濃度は揺動式容器を吊込、４〜５ ｋｖ ／ ｗＸ
のエネルギ入力で、１４４時間かかつて得られた。しか
し、７２時間では、このエネルギ入力を用いて、さらに
低い化成物濃度、すなわち１．８〜２−０％が得られた
。
３％で６つだＣ，らる試験的設備規模において、この化
成物濃度は揺動式容器を吊込、４〜５ ｋｖ ／ ｗＸ
のエネルギ入力で、１４４時間かかつて得られた。しか
し、７２時間では、このエネルギ入力を用いて、さらに
低い化成物濃度、すなわち１．８〜２−０％が得られた
。
実例Ｉ
キサントモナスカンペストリス（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａ
ｓｃａｍｐ＠＠ｔｒｉｓ ） ＡＴＣＣｌ ３９５１が
３０’Ｃでトリプトングルコーズイースト（Ｔｒｙｐｔ
ｏｎｇｌｕｅｏｓ ｙｅａｓｔ ）抽出寒天上で４８時
間養殖される。離して取出されたコロニー物質がグルコ
ーズイースト抽出・麦芽溶液中に接種されがり懸濁され
、そのうち養殖が、動揺しなから３０”Ｃで２４時間行
われる。１７のこの接種物質が、重量比で４％の濃度の
炭酸源としてのグルコースと、重量比でＯ，Ｓ％の濃度
の有機窒素源としてのイースト抽出物を含む２５１の発
酵媒体に添加される。重量比で０．０５％の濃度でＭｇ
Ｓ Ｏ，としてマグネシラムイオンが添加される。２
Ｎの濃度でＫＯＨを添加することによって、発酵中にｐ
ＨがＯ，Ｓと７．５の間の値に維持される。重量比で０
．２％の濃度のに、ＨＰＯ，の形で塩基性緩衝液が用い
られる。この材料は容量３０ｊ’ｉもって上述のように
反応装置のチューブ内で、３０℃で６５時間の発酵が実
施された。発酵中に点１４における酵素電極によって測
定された液体の酸素張力が空気とのほぼ１５〜２５％飽
和値に調整される。
ｓｃａｍｐ＠＠ｔｒｉｓ ） ＡＴＣＣｌ ３９５１が
３０’Ｃでトリプトングルコーズイースト（Ｔｒｙｐｔ
ｏｎｇｌｕｅｏｓ ｙｅａｓｔ ）抽出寒天上で４８時
間養殖される。離して取出されたコロニー物質がグルコ
ーズイースト抽出・麦芽溶液中に接種されがり懸濁され
、そのうち養殖が、動揺しなから３０”Ｃで２４時間行
われる。１７のこの接種物質が、重量比で４％の濃度の
炭酸源としてのグルコースと、重量比でＯ，Ｓ％の濃度
の有機窒素源としてのイースト抽出物を含む２５１の発
酵媒体に添加される。重量比で０．０５％の濃度でＭｇ
Ｓ Ｏ，としてマグネシラムイオンが添加される。２
Ｎの濃度でＫＯＨを添加することによって、発酵中にｐ
ＨがＯ，Ｓと７．５の間の値に維持される。重量比で０
．２％の濃度のに、ＨＰＯ，の形で塩基性緩衝液が用い
られる。この材料は容量３０ｊ’ｉもって上述のように
反応装置のチューブ内で、３０℃で６５時間の発酵が実
施された。発酵中に点１４における酵素電極によって測
定された液体の酸素張力が空気とのほぼ１５〜２５％飽
和値に調整される。
このために、適切な変換器を介して前記電極からの信号
によって、ポンプモータの速度と点１２における接続部
を介して給送される空気量とが調整される。
によって、ポンプモータの速度と点１２における接続部
を介して給送される空気量とが調整される。
この発酵段階は＠４図に示嘔れる。同図は、順次に、時
間の関数として、発酵媒体の粘度（ＬＶＴスピンドルを
用いて測定され九３０ｒｐｍＫおけるブルックフィール
ド粘度であられされる）、溶液中のｒＲ素張力（空気と
の飽和比率としてあられされる）、４ンゾモータの速度
（毎分回転数、ｒｐｍとして６られされる）、及び供給
空気量（毎分標準空気ｌとしてｂられされる）を示す。
間の関数として、発酵媒体の粘度（ＬＶＴスピンドルを
用いて測定され九３０ｒｐｍＫおけるブルックフィール
ド粘度であられされる）、溶液中のｒＲ素張力（空気と
の飽和比率としてあられされる）、４ンゾモータの速度
（毎分回転数、ｒｐｍとして６られされる）、及び供給
空気量（毎分標準空気ｌとしてｂられされる）を示す。
実 例 ■
グルコノバクタ オキシダンス（Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃ
ｔｅｒｏｘｙｄａｎｓ ） ＡＴＣｏ ６２１ Ｈがグ
ルコーズイースト抽出φ白ｌ媒体を含む傾斜寒天チュー
ブ上で。
ｔｅｒｏｘｙｄａｎｓ ） ＡＴＣｏ ６２１ Ｈがグ
ルコーズイースト抽出φ白ｌ媒体を含む傾斜寒天チュー
ブ上で。
２４時間養殖される。このチューブから、すべての微細
菌物質がグルコーズイースト抽出・白１溶液のフラスコ
内に導入され、懸濁され、揺動しつつ３０℃で１２時時
間積される。この接種材料１ノがグルコーズ（重量比ｌ
Ｏ％）イースト抽出物（重量比１％）媒体を含む発酵媒
体２５１に添加される。発酵中に、４Ｎの濃度のＮａＯ
Ｈを添加することによってｐＨが３．５を保つように調
整される。発酵は、３０℃で１５時間Ｓａｔの容量をも
って上述のように反応装置チューブ内で実施される。発
酵中に、点！４における散票電極によって測定されたこ
の液体の酸素張力が空、気との飽和比率として１５〜２
５％の値に調整される。このために、適切表置換器を介
して、前記電極からの信号によって、ポンプモータの速
度と点１２における連結部を介して供給される空気量と
が調整される。
菌物質がグルコーズイースト抽出・白１溶液のフラスコ
内に導入され、懸濁され、揺動しつつ３０℃で１２時時
間積される。この接種材料１ノがグルコーズ（重量比ｌ
Ｏ％）イースト抽出物（重量比１％）媒体を含む発酵媒
体２５１に添加される。発酵中に、４Ｎの濃度のＮａＯ
Ｈを添加することによってｐＨが３．５を保つように調
整される。発酵は、３０℃で１５時間Ｓａｔの容量をも
って上述のように反応装置チューブ内で実施される。発
酵中に、点！４における散票電極によって測定されたこ
の液体の酸素張力が空、気との飽和比率として１５〜２
５％の値に調整される。このために、適切表置換器を介
して、前記電極からの信号によって、ポンプモータの速
度と点１２における連結部を介して供給される空気量と
が調整される。
この発酵段階は第５図に示されている。同図は時間の関
数として、順次に、発酵媒体中のグルコネートの濃度（
グルコン酸の１ｊ当シの篤ｍｏｊでｂられされ）、溶液
中の酸素張力（空気との飽和比率であられされ）、−ン
ゾモータの速度（毎分回転数、ｒｐｍであられされ）、
及び供給空気量（毎分標準空気ｌであられされ）を示す
。
数として、順次に、発酵媒体中のグルコネートの濃度（
グルコン酸の１ｊ当シの篤ｍｏｊでｂられされ）、溶液
中の酸素張力（空気との飽和比率であられされ）、−ン
ゾモータの速度（毎分回転数、ｒｐｍであられされ）、
及び供給空気量（毎分標準空気ｌであられされ）を示す
。
ｗｃ１図は、本発明による反応装置の第１実施例の部分
切断側面図、第２図は、細部縦断面図、第３図は、本発
明による反応装置の第２実施例の部分切断側面図、第４
図及び第５図は、実例２及び３それぞれに関する２つの
グラフを示す。 １・・・昇流チューブ ２・・・降流チューブ３・
・・最上方水平連結部材 ４・・・最下方水平連結
部材５・・・支持台 ６・・・定着混合装置７
・・・冷却／加熱ジャケット ８，９・・・ノ ズ ル
１１・・・循環ポンプ １２・・・ノぞイ ゾ１３
．１４・・・測定用電極 １５・・・調整装置１６・・
・液体・ガス分離装置 １７・・・中間部品特許出願
人 ツー２２テイブ ベルニギング時間（ＨＲ）→ 時−藺（）（Ｒ）
切断側面図、第２図は、細部縦断面図、第３図は、本発
明による反応装置の第２実施例の部分切断側面図、第４
図及び第５図は、実例２及び３それぞれに関する２つの
グラフを示す。 １・・・昇流チューブ ２・・・降流チューブ３・
・・最上方水平連結部材 ４・・・最下方水平連結
部材５・・・支持台 ６・・・定着混合装置７
・・・冷却／加熱ジャケット ８，９・・・ノ ズ ル
１１・・・循環ポンプ １２・・・ノぞイ ゾ１３
．１４・・・測定用電極 １５・・・調整装置１６・・
・液体・ガス分離装置 １７・・・中間部品特許出願
人 ツー２２テイブ ベルニギング時間（ＨＲ）→ 時−藺（）（Ｒ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応成分が無端式循環チューブとして構成された反
応装置内に給送され、かつ循環流が前記チューブの内側
に生ぜしめられる微生物学的または酵素作用処理の実施
方法であつて、反応成分が本質的に二相流れによつてチ
ューブ内で循環され、かつ前記処理中にチューブの内側
に嵌装された一つまたはそれ以上の内蔵混合装置を通つ
て案内されることを特徴とする微生物学的または酵素作
用処理の実施方法。 ２、水、一種またはそれ以上の糖類、及び栄養物塩を含
む化成媒体及び適切な好気性細菌の接種物質が無端式反
応装置内に導入され、かつ前記チューブ内の媒体が供給
された空気に発酵のためにさらされることを特徴とする
、特にキサンタンを好適とする多糖類の発酵により提供
される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、少くとも一つの点において反応成分の濃度または該
濃度から誘導される一つの値が測定され、かつ前記測定
を基にして反応速度が処理の運動学に従つて最大臨界限
度と最小臨界限度の範囲内に調整されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４、反応速度が、循環チューブ内の二相流れの流速の調
整によつて調整されることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載の方法。 ５、反応速度が、循環チューブへの反応成物の供給量の
調整によつて調整されることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の方法。 ６、無端式循環チューブから成り、該チューブ内に給送
された反応成分を循環する装置を具備する微生物学的ま
たは酵素作用処理を実施する反応装置であつて、循環チ
ューブの少くとも一部分に内蔵混合装置が嵌装され、及
び前記反応装置が二相流れを生ぜしめるための循環ポン
プを具備することを特徴とする微生物学的または酵素作
用処理を実施する反応装置。 ７、前記反応装置が、一つまたはそれ以上の反応成分の
濃度または該濃度から誘導される一つの値を測定するた
めの少くとも一つの測定要素をもち、及び測定された値
に従つてポンプ速度を調整する調整装置が配設されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の反応装置。 ８、前記反応装置が、反応成分の本質的な最大濃度及び
本質的な最小濃度、及びこれらの濃度から誘導される一
つの値を測定するための少くとも一点における測定要素
を具備することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
の反応装置。 ９、前記反応装置が垂直昇流チューブ、垂直降流チュー
ブ、及び２つの水平連結チューブを含み、一つまたはそ
れ以上の混合装置が少くとも昇流チューブ内に嵌装され
、循環ポンプが最下方水平チューブ内に嵌装され、基質
の供給要素が昇流チューブの底端に開口し、基質の排除
要素が降流チューブの上端に開口し、基質の最大濃度ま
たは該濃度から誘導される一つの値の測定用の測定要素
が昇流チューブの上端に嵌装され、及び基質の最小濃度
または該濃度から誘導される一つの値の測定用の測定要
素が降流チューブの底端に嵌装されることを特徴とする
特許請求の範囲第６項から第８項までのいずれか一項記
載の反応装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8403497A NL8403497A (nl) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | Werkwijze en inrichting voor het uitvoeren van een microbiologisch of enzymatisch proces. |
| NL8403497 | 1984-11-15 | ||
| NL8500602A NL8500602A (nl) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Werkwijze voor de fermentatiebereiding van polysacchariden, in het bijzonder xanthaan. |
| NL8500602 | 1985-03-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173784A true JPS61173784A (ja) | 1986-08-05 |
| JPH0687784B2 JPH0687784B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=26645991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60257521A Expired - Lifetime JPH0687784B2 (ja) | 1984-11-15 | 1985-11-15 | 微生物学的または酵素作用処理の実施方法及び装置 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4935348A (ja) |
| EP (1) | EP0185407B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0687784B2 (ja) |
| AU (1) | AU590226B2 (ja) |
| CA (1) | CA1301101C (ja) |
| DE (1) | DE3575742D1 (ja) |
| DK (1) | DK170379B1 (ja) |
| FI (1) | FI85983C (ja) |
| IE (1) | IE58568B1 (ja) |
| NO (1) | NO171117C (ja) |
| NZ (1) | NZ214155A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2020511965A (ja) * | 2016-12-13 | 2020-04-23 | ユニヴァーシティー オブ ハワイ | ガス発酵生成物のための方法およびバイオリアクター |
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1985
- 1985-11-07 IE IE278285A patent/IE58568B1/en not_active IP Right Cessation
- 1985-11-12 DK DK519485A patent/DK170379B1/da active
- 1985-11-12 US US06/796,919 patent/US4935348A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1985-11-12 EP EP85201863A patent/EP0185407B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-13 FI FI854458A patent/FI85983C/fi not_active IP Right Cessation
- 1985-11-14 CA CA000495294A patent/CA1301101C/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-14 NO NO854536A patent/NO171117C/no unknown
- 1985-11-15 JP JP60257521A patent/JPH0687784B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-13 US US07/297,074 patent/US5073496A/en not_active Expired - Fee Related
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