JPS6117464B2 - - Google Patents

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JPS6117464B2
JPS6117464B2 JP13642275A JP13642275A JPS6117464B2 JP S6117464 B2 JPS6117464 B2 JP S6117464B2 JP 13642275 A JP13642275 A JP 13642275A JP 13642275 A JP13642275 A JP 13642275A JP S6117464 B2 JPS6117464 B2 JP S6117464B2
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JP
Japan
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fermentation
nutrient mixture
oxygen
air
microorganisms
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JP13642275A
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English (en)
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JPS51104084A (ja
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Fuausuto Uue
Kunehito Ruudorufu
Rautenshureegeru Uorufugangu
Uengereru Uiruherumu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
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Publication date
Application filed by Uhde GmbH filed Critical Uhde GmbH
Publication of JPS51104084A publication Critical patent/JPS51104084A/ja
Publication of JPS6117464B2 publication Critical patent/JPS6117464B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/06Stirrer or mobile mixing elements with horizontal or inclined stirrer shaft or axis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/18Flow directing inserts
    • C12M27/22Perforated plates, discs or walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/26Processes using, or culture media containing, hydrocarbons
    • C12N1/28Processes using, or culture media containing, hydrocarbons aliphatic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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  • Virology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は栄養素混合物を、酸素を含むガスの存
在のもとに於て微生物を使用した醗酵による反応
を行なうための方法及び装置に関するものであ
る。 このような方法に於ては、装置上の経費及び操
作上の経費は得られた蚤白質量に相当して同じ割
合で低下されるものであるから、栄養素混合物中
への酸素の導入を高度に効果的ならしめる必要が
ある。 本質上90%又はそれ以上の水分含量を有する水
性相中に於ける栄養素混合物中に微生物を添加し
て、上記栄養素混合物を醗酵により反応させる方
法は知られている。醗酵による反応のために必要
とする酸素は空気の形で供給する。 ここで、本質上90%又はそれ以上の水分含量を
有する水性相中における栄養素混合物とは、水性
相が0.9ないしそれ以上の比重を有し、そしてこ
の水性相中に空気が存在しない場合には比重は、
最大限1.0であることを意味する。醗酵時間は本
質上分散と関連しており、即ち全ての反応成分の
渦流化及び充分な混合及び界面活性による反応成
分の拡散と関連している。高度の転換率に達せし
めること並びにこれの保持が保証されることは一
般に要望されているところである。又醗酵に於て
は最も良好な発育温度として一定の温度範囲を保
持せしめねばならない。 栄養素混合物には、蚤白質類を作るために必要
とする要素を、使用する形に於て水溶性の、乳化
し得る又は分散し得るような化学的化合物として
含まれる。 炭素源としては メタノール、エタノール、パラフイン、ガス
油、メタン、 ぶどう糖及びその他の糖類、澱粉、セルロー
ズ、 が使用される。 窒素源としては NH3、HNO3及びその塩類、尿素、ヒドラジ
ン、 が使用される。 無機質としては、 H3PO4、H2SO4、NaOH、KOH、Ca
(OH)2、 並びにこれらの塩類を栄養素混合物に添加するこ
とが出来る。 なおその他栄養素混合物には MgSO4、 FeSO4、 及び(又は)ZnSO4、 のような微量成分を添加することが出来る。 微生物としては例えば ミクロコツカス(Micrococcus) プソイドモナス(Pseudomonas) クロモバクテリウム(Chrombacterium) フラボバクテリウム(Flavobacterium) のような細菌類、並びに例えば ハンゼヌラ(Hansenula) トルロプシス(Torulopsis) キヤンデイダ(Candida) のような菌株の酵母を使用することが出来る。 なお、水性相中の栄養素混合物中に空気を分散
装置を使用して導入せしめ及びこのガスの負荷さ
れた混合物を更に撹拌装置を使用して強力に混合
せしめる方法が知られている。 醗酵法はいわゆる醗酵槽中に於て行なわれる。
このものは大形の槽又は塔形の槽で、その容積の
大部分は水性栄養素を以て満される。微生物を使
用する醗酵は空気又は酸素の供給のもとにいわゆ
る深部培養法で行なわれ、この際機械的に撹拌器
により、圧搾空気の作用で空気を分散せしめて導
入させることにより又はノズル並びにガス送入管
を有する吹込式反応器、いわゆるエアリスト醗酵
槽中に於て、又は充填物質上に流体力学的に作用
させて反応成分を強力に充分に混合せしめる。 醗酵は、生成物の品質及び発育上の性質を斟酌
し、満足し得る状態が得られるような慣用の撹拌
槽中で行なう。事実、撹拌装置によつて加えられ
たエネルギーの大部分は容器壁に於て、熱として
失なわれるので本方法に利用されることなく消費
されるエネルギーは著るしい。各種態様のエアー
リフト醗酵槽中の醗酵は概して有利なエネルギー
収率が得られるのであるが、エアーリフト醗酵槽
は先ずその高さが約20m以上を必要とし、極めて
多量の酸素が要求される。 ノズル並びにガス吹込管を有する水掻羽根撹拌
式反応器中に於ける醗酵は有利に進行し及び他の
公知の醗酵槽と比較して一般に満足され得るもの
である。これは100×/時 又はそれ以上の渦流
回転する。この際問題となることは、正に高度の
蚤白質濃度に於ては泡の形成されることである。
従つて時に操作不能に陥ることがあり得る。 従つて本発明の課題は、栄養素混合物水性相と
酸素担体としての空気との間の高度の物質移動、
即ち高度の伝達を達せしめ、公知方法による不利
益性が起らないような方法を見出すことにある。 この問題は本発明により、栄養素混合物及びガ
スを0.3より低い比重を有する一つの相の状態に
することによつて解決することができた。 本発明方法を実施するに当つては、栄養素混合
物、その成分及び生成物のための送入管及び排出
管、酸素含有ガスのための送入管及び排出管及び
水掻羽根円盤の形式の分散装置に対して直角に設
置された少なくとも1個の水平に位置した駆動し
得る回転軸を有する密閉式の反応容器を使用す
る。 後記する実施例において、本発明の方法及び装
置を更に詳細に説明するが、密閉された水車型醗
酵槽において0.3以下の比重を有する一つの相の
状態とは、例えば内容量16の水車型醗酵槽が栄
養素混合物約3〜4及び空気12〜13を含有し
ていることを意味する。すなわち、水掻羽根を用
いることによつて、比重がほぼ0.3より小なる混
合相状態に調整されるのである。空気導入口及び
当然液滴分離器を有する空気排出口を介して、任
意に空気装入量を調整することができる。 本発明の本質は、醗酵による方法の各個の反応
成分、即ち微生物、水、溶解された栄養塩類及び
基質を反応容器空気中に於てエーロゾル状態に分
散せしめ、このことにより一方に於ては非常に大
きな表面積を形成せしめ及びそれと同時に生物学
的反応の個所からの及び個所への分散距離を極小
に保つことにある。非常に大なる表面積並びに相
界面は良好な物質移動のための前提要件であり、
及びこれにより公知の値より一層高い蛋白質濃度
を得ることが出来る。 本発明により得られた有利性は殊に、実施例に
於て示すように、従来法に対して、その他の栄養
素溶液組成、醗酵温度、pH価、空気送入及び微
生物のような四囲の全く同じ条件のもとにあつて
本質上一層高いエネルギー特異的生産性、一層高
い酸素回収率及び一層高い目的生成物濃度が得ら
れることである。 本発明方法は回分法でも又は連続法でも行なう
ことが出来る。水掻撹拌式円盤の回転数は、混合
物が完全にガス空間中に分散され、余りに過剰な
動力消費を必要とすることなく懸垂状態が保たれ
るように調整する。 下記例に於ては醗酵による反応の操作データ及
びその結果を、慣用の方法のものと本発明による
ものとを対比して記載した。第3図及び第4図に
示した装置中に於てキヤンデイダ酵母(キヤンデ
イダリポリテイカCandidalipolytica)及びn−パ
ラフイン(C10〜C14の分画)を使用して表中に記
載した条件のもとに醗酵を行なつた。 実施例 醗酵槽の型:撹拌槽 水掻羽根円盤撹拌式醗酵槽 全容積: 20 16 栄養素溶液組成: (NH42SO4: 0.53% Na2HPO4・12H2O: 0.2% KH2PO4: 0.4% MgSO4・7H2O: 0.02% KCl: 0.02% 乾燥酵母: 0.05% 飲用水:
【表】
【表】 醗酵槽中の濃度の倍増される時間: 蛋白質濃度 時間 時間 1%HTS 5 3.5 1.5% 11 3.5 2% 20 3.5 3% ∞ 3.5 5% ∞ 20 水及び基質の曝空気による損失は、相当温度に
於て、空気装入量がより僅少量であることから判
明されるように撹拌槽を使用した場合に比して約
1/2程度に過ぎない。 上記例に従がい、同等の寸法及び同様の操作法
及び管理による慣用の撹拌槽中に於ける成長曲線
を第1図に示す。比較として第2図には本発明方
法に従つて得られた成長曲線を示す。 特許請求の範囲1記載の方法を実施するための
本発明による装置態様例を第3図及び第4図に示
し、更に下記に詳細に説明する。 第3図に示した態様は基質、栄養素溶液、洗い
戻し水、NH3−水並びに醗酵粥及び微生物の添加
及び排出に必要とする導入管及び排出管2〜7並
びに空気を導入及び排出させるための管8及び9
を有する反応容器1よりなる。更に反応容器は水
平に位置した回転し得る回転軸10、回転軸に直
角に取付けられた円板11並びにウエブ、及び円
板に固着された醗酵媒質を分散させるために使用
する水掻羽根12を有する。水掻羽根と容器壁と
の間には僅かな間隙が残されている。水掻羽根1
2は放射状に又は軸BないしCに対して±20゜の
角で取付けられている。完全に装備された容器に
は、第3図に於ては測定のために必要とする管1
3ないし16及び内容物をすつかり取り出すため
の管17が示されている。 第4図には回転軸上の水掻羽根円盤12及び1
1の取り付け状態が認められ、これはモーター1
9により変速装置18を通して駆動される。 第4図には更に、水掻羽根12に設けた更に良
好な渦流状態が得られるための穿孔及び間隙が示
されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は撹拌槽に於ける微生物の生育曲線を示
し、横軸には時間(時)を及び縦軸には目的生成
物の濃度(%)を示す。第2図は本発明方法に従
い及び本発明による装置を使用した場合の微生物
の生育曲線を示し、同じく横軸には時間(時)及
び縦軸には目的生成物の濃度(%)を示す。第3
図及び第4図は本発明による及び本発明方法を実
施するための装置を示し、第3図はその縦断面を
示し、第4図は第3図の装置のA−Aに沿つた断
面を示す。なお第1図に於て1は醗酵槽の反応容
器を示し、2〜7は基質栄養素溶液、洗い戻し
水、NH3−水並びに醗酵粥及び微生物の導入管並
びに排出管を示し、8は空気導入管及び9は空気
排出管を示し、10は回転軸及びそれに直角に取
付けられた円盤11及び円盤に固着された撹拌用
羽根を示す。13〜16は測定の場合に使用する
管を示し及び17は槽中の内容物をすつかり取り
出すための管を示す。第4図は第3図の装置のA
−Aに沿つた断面を示し、11は回転軸に取付け
られた円盤を示し、12は円盤に取付けられた撹
拌用羽根を示し、19はモーター及び18は減速
装置を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 栄養素混合物を酸素を含むガスの存在下微生
    物を用いて醗酵により反応せしめるに際して、栄
    養素混合物及びガスを0.3より低い比重を有する
    一つの相の状態にすることを特徴とする栄養素混
    合物を醗酵により反応させる方法。 2 栄養素混合物、その成分及び生成物のための
    送入管及び排出管2〜7、酸素を含むガスのため
    の送入管及び排出管8〜9及び少なくとも1個の
    水平に位置せしめた駆動し得る回転軸10及び上
    記回転軸に直角に取付けられた水掻き形円盤の型
    の分散装置11,12を有することを特徴とする
    栄養素混合物を酸素を含むガスの存在のもとに微
    生物を以て反応させる上記特許請求の範囲1記載
    の方法を実施するための装置。
JP13642275A 1974-11-16 1975-11-14 Eiyosokongobutsuobiseibutsuo shoshitehatsukonyorihannosaseruhoho oyobi sorenishosurusochi Granted JPS51104084A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742454443 DE2454443C3 (de) 1974-11-16 1974-11-16 Fermentative Umsetzung eines Nährstoffgemisches mittels Mikroorganismen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS51104084A JPS51104084A (ja) 1976-09-14
JPS6117464B2 true JPS6117464B2 (ja) 1986-05-07

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ID=5931034

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13642275A Granted JPS51104084A (ja) 1974-11-16 1975-11-14 Eiyosokongobutsuobiseibutsuo shoshitehatsukonyorihannosaseruhoho oyobi sorenishosurusochi

Country Status (5)

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JP (1) JPS51104084A (ja)
DE (1) DE2454443C3 (ja)
GB (1) GB1526758A (ja)
NL (1) NL7513238A (ja)
SU (1) SU662018A3 (ja)

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Also Published As

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NL7513238A (nl) 1976-05-18
DE2454443C3 (de) 1979-06-13
JPS51104084A (ja) 1976-09-14
DE2454443B2 (de) 1977-10-06
GB1526758A (en) 1978-09-27
DE2454443A1 (de) 1976-05-20
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