JPS615774A - 発酵槽から発酵液の無菌採取装置 - Google Patents

発酵槽から発酵液の無菌採取装置

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JPS615774A
JPS615774A JP59126137A JP12613784A JPS615774A JP S615774 A JPS615774 A JP S615774A JP 59126137 A JP59126137 A JP 59126137A JP 12613784 A JP12613784 A JP 12613784A JP S615774 A JPS615774 A JP S615774A
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JP
Japan
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fermentation
filter
fermenter
sampling
tube
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JP59126137A
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English (en)
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Hiroshi Hagino
浩志 萩野
Akira Yotsuji
四ツ路 明
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KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • 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
    • C12M33/00Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/14Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は発酵槽から発酵液を無菌的に採取する装置に関
する。
従来の技術 発酵の適正な管理を行うためには発酵液中に含まれる培
地成分の消長および微生物生産物の量的変化を適確に分
析することが必要であり、その変化を捉えて、不足成分
を補ったり、また、発酵生産物の増減をみて発酵を終了
させる。
例えば、発酵培地に添加するグルコースなど糖の消費を
常時正確に分析し、必要分を添加することが、正常に発
酵を行うための重要な要件である。
何故なら、糖の不足が生じたり、糖が過剰に添加された
りすると微生物の生育および発酵生産物の蓄積に悪影響
を及ぼすからである。このため、間欠的に発酵槽から発
酵液を取り出すこと(以下サンプリングという)を行い
、分析に供することが必要である。
発酵槽からの発酵液のサンプリングは発酵液の雑菌汚染
を防ぐために無菌的に行う必要がある。
通常はサンプリング口周辺をスチームまたはアルコール
などの殺菌剤で殺菌して発酵液の取出しを行っ−Cいる
。しかし、サンプリングの都度殺菌することは煩雑であ
り、又発酵濾液が直接得られる方が好ましい場合もある
一方、殺菌を行うことなく、無菌的にサンプリングを行
う方法として各種フィルター素材を使用する方法が研究
されてきた。本方法で発酵液を直接濾過した場合、発酵
液中の菌体及び培地の不溶成分がフィルター素゛材の孔
に詰まり、短時間で急激に濾過能が低下するために少量
のサンプルしか採取出来ず、また、詰まりを解除しない
限り、本フィルターを継続使用することは困難であった
このフィルタ一孔につまった固型成分を除くためには溶
液または空気で外から内へ逆洗浄することも考えられた
。しかしながら、たとえ逆洗浄によって目詰まりが解除
されたとしても、サンプリングを再開すると再び短時間
で目詰まりが起きてしまう。このような問題点を解決す
るためにフィルター素材を発酵槽に2カ所取りつけて、
一方がら取り出した濾過液をサンプルとして取り出す一
方連通管を通してもう一方のフィルターの逆洗浄水に使
用し、洗浄終了後はサンプリング側に切り替え、サンプ
リング−洗浄の操作を交互に繰り返し、フィルターの目
詰まりを避ける工夫も報告されている〔遠藤 勲、化学
テクニカルレボ−) No、 2.63頁、化学工学協
会、微生物機能の新利用技術研究会編(昭和58年)〕
。本装置では目詰まりの問題は部分的には改善されるで
あろうが、特に粘性の高い発酵液ではサンプリングを行
う側のフィルターの急激な目詰まりは避けられず、従っ
て、逆洗するに十分な洗浄水を得ることは難しいものと
考えられる。
発明が解決しようとする問題占 本発明者らはこれらの問題を解決すべく、フィルター素
材を用いて発酵液のサンプリングを長時間、無−菌的に
実施することができる装置につき鋭意研究した結果、本
発明を完成した。
問題点を解決するための手段 本発明は発酵槽から発酵液を取り出し、再び発酵槽へ循
環する経路中に微生物を通過しない多孔質管を設けた発
酵濾液の無菌採取装置に関する。
発酵液の取出し、循環には例えばポンプ、特にチューブ
ポンプ(ローラーポンプともいう)を使用する。
次に本発明の装置の原理を示した第1図にそって本発明
を説明する。
発酵槽■からポンプ■を用いて発酵液を多孔質管よりな
るフィルタ一部■を経て、チューブ■内を発酵槽■へと
循環させる。この時、チューブ内の圧力は発酵槽の圧カ
ブラスポンプの吐出圧となり、この圧力と大気圧との差
圧により、フィルター内部より外部に培養液が濾過、取
り出されて、固型分及び菌体を含まぬ清澄液が1昇られ
る。この装置の特徴は発酵槽より発酵液をフィルタ一部
を通り9、必要時いっても循環、還流させて、発酵液。
をフィルター素材を通して濾過すると同時に、液流によ
ってフィルター内面を洗い流し、フィルタ一孔の目詰ま
りを防ぐことができることにある。
フィルタ一部は内部の液が渋滞なく流れ、フィルクーの
内面が常に洗われるように管状に加工しであることが必
要である。フィルター管の管長方向の形状は直線を呈す
るもの、曲線を呈するもののいずれでもよい。また、複
数のフィルター管を直列、または並列に連結したもので
もよい。フィルタ一部と発酵槽のノズル■はチューブ、
通常フレキシブルチューブを用い、フランジ、カプラー
などで接続させるか、または直接にチューブをノズルに
さしこんで接続する方法が一般的であるが、チューブを
使用せず、直接に結合できる装置であれば、チューブを
用いる必要はない。
フィルターの素材はガラス、セラミック、シリコンなど
の無機材料、または、ポリビニルアルコール、テフロン
、ポリプロプレン、ナイロン、セルロース系樹脂など有
機高分子材料、またはポーラスステンレスなどの金属材
料等の材料からなり、均一な多孔質素材で、スチームま
たは薬剤で殺菌できるものであればその他いずれの材料
、でもよい。
フィルター素材の孔のサイズは培養する微生物が洩出せ
ず、また逆に、外部から雑菌が内部に浸入しないという
観点からその直径は0.1〜10ミクロンに調製しであ
ることが必要である。チューブ■の材質はシリコン、テ
フロン、ポリ塩化ビニル、合成ゴム、その他のオートク
レーブ殺菌又は薬剤による殺菌に耐える有機高分子材料
であればいずれの材料でもよい。
以下、本発明の一実施例を示し、さらに具体的に説明す
る。本発明者らは1.0〜1.5ミクロンの孔径に調製
されたセラミック管フィルター素材をシリコンチューブ
に接続し、セラミック管とチューブをオートクレーブに
て殺菌後、第1図に示した如く発酵槽に接続した。シリ
コンチューブをチューブポンプに装着し、ポンプを作動
して発酵液をチューブ内を循環させ、再び発酵槽へと還
流させた。
本装置をサツカロミセス・セレビシェ(Sacchar
o−myces cerevisiae) 、バチルス
・ズブチリス(Baci−11us 5ubtilis
)、エシェリヒア・コリ (Bscherichiac
oli)、コリネバクテリウム・グルタミクム(Cor
yne−、bacterium glutamicum
)を用いる発酵のサンプリングに使用したが、フィルタ
一部で濾過され、外に取り出されたいずれの発酵濾液も
全く菌体を含まない清澄液であった。本装置を培養開始
から終了まで長時間作動させ、経時的にサンプリングし
たところ、培養初期の低菌体量で粘性の低い発酵液を用
いた場合は、長時間一定のサンプリング速度でサンプリ
ングが可能であったが、培養後期の高菌体量を含む粘性
の高い発酵液を用いた場合は、長時間サンプリングする
と徐々にフィルタ一孔に詰まりが生じ、濾過効率が低下
し、一定量のサンプル採取に時間を要するようになった
。しかじながら、回分培養のような、発酵時間がそれ程
長くない場合は、培養後半でもサンプリングが全く出来
ないという状態ではなかった。
連続発酵のように長時間のサンプリングを必要とする場
合はサンプリング装置の適宜な交換が必要となった。こ
の場合、使用済のサンプリング装置はフィルタ一部の水
洗、または酸による洗浄により、目詰まりを除き、殺菌
後回使用することができた。
フィルタ一部分を交換することなく、長時間使用するこ
とができれば、労力の節減、無菌性の確保の観点から、
長時間の培養のサンプリングにより有利である。この点
につき、本発明者らはさらに研究を重ねた結果、改良さ
れた長時間の連続使用に耐えられるサンプリング装置を
完成させた。この改良装置は前記装置においてフィルタ
一部を容器中に密封収納し、外部より容器内に気体(通
常空気)を通じ加圧もしくは減圧できるようにしたこと
を特徴とする。
次に、第2図を参照してさらに改良された本発明装置の
一実施例を説明する。
第2図(A)のフィルタ一部分以外の装置は第1図と同
様のものを使用した。本装置はフィルタ一部分をガラス
筒の中に封じこめたもので、フィルタ一部分で濾過され
た濾液はコック■を開放して取り出される。発酵液の濾
過の際のガラス筒内の圧力は通常常圧で十分であるが、
必要に応じノズル■よりポンプでガラス筒内を減圧に導
き、除圧下で行うこともできる。サンプリング終了後、
ノズル■よりポンプで空気を送って加圧し、フィルター
面に外から内に圧力を加えることによって、フィルター
を逆洗し、目詰まりを解除することができる。加圧の程
度は発酵槽の内圧に少なくとも0.2−0.3 kg/
c/の圧力を上乗せすることで十分であった。このよう
に本装置を用いて常圧または除圧下でのサンプリング、
続いて、加圧下における逆洗の操作を繰り返すことによ
って、高菌体量を含む発酵液、また、高粘性の発酵  
5液でも効率良く、濾過、発酵濾液の取出しができ、フ
ィルタ一部を交換することなく、長時間の連続発酵用サ
ンプリング装置として使用することができた。
フィルタ一部の濾過表面積は広い程、サンプリングに要
する時間が短くなるために、第2図(B)に示したよう
に、必要によってはフィルター管を2本から4本、また
はそれ以上の複数本を連結することもできる。フィルタ
一部分を密封する筒は加える圧力(陽圧または除圧)に
耐える素材であり、また、スチームまたは薬剤によって
殺菌できる素材であれば、いずれの素材も使用できる。
発酵槽からの発酵液の循環ライン、およびフィルター素
材密封部を含めたサンプリング管全体を予め、殺菌して
おき、さらにノズル■に無菌フィルターを装着し、フィ
ルター素材密封部に無菌空気を出し入れすることに リ
、サンプリング装置全体の無菌状態が保たれ、取り出さ
れたサンプルは雑菌汚染もなく、本サンプリング装置は
長時間の使用に耐えることができた。なお、ノズル■に
接続するポンプの回転の向きをタイマーにより自動切替
し、加圧、減圧の操作を自動化し、さらにコック■の弁
の自動弁化によって本サンプリング装置全体を自動化す
ることは当然可能である。
発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、発酵開
始から終了まで、安定して、長時間の無菌サンプリング
を行うことができる装置を提供することが可能になった
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る発酵液の無菌採取装置を原理7.
的に示したものである。 第2図は改良された発酵液無菌採取装置を示す。 特許出願人(102)協和醗酵工業株式会社第 1 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発酵槽から発酵液を取り出し、再び発酵槽へ循環
    する経路中に微生物を通過しない多孔質管を設けた発酵
    濾液の無菌採取装置。
  2. (2)循環のための動力がポンプによることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の装置。
  3. (3)多孔質管部分を容器中に密封収納し、外部より容
    器内に気体を通じ加圧もしくは減圧できるようにした特
    許請求の範囲第1項もしくは2項記載の装置。
JP59126137A 1984-06-19 1984-06-19 発酵槽から発酵液の無菌採取装置 Pending JPS615774A (ja)

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JP59126137A JPS615774A (ja) 1984-06-19 1984-06-19 発酵槽から発酵液の無菌採取装置
EP85304334A EP0165801A3 (en) 1984-06-19 1985-06-17 Method and apparatus for aseptic sampling of fermentation liquor from a fermentation tank
KR1019850004299A KR860000554A (ko) 1984-06-19 1985-06-18 발효 탱크로 부터 발효 액의 무균 샘플링 장치

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JP (1) JPS615774A (ja)
KR (1) KR860000554A (ja)

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KR860000554A (ko) 1986-01-29
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EP0165801A3 (en) 1986-07-30

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