JPS62171668A - 微生物処理装置 - Google Patents

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】 技批分夏 本発明は、流動性の処理基体内で微生物を処理するため
の、特に培養するための装置に関するものである。

従ｍ髄 スイス特許第３５８１９５号公報及び第６０６４３６号
公報から公知の発酵装置は、反応器処理室を有している
。反応器処理室内には、処理室の壁に対して同軸の仕切
り壁が配置され、該仕切り壁は、処理室の内部空間を高
さ方向で２つの空間部分に仕切ってい志。内側の空間部
分の下端には。

搬送機構として用いられるポンプの羽根車が設けられ、
内側の空間部分のなかにある微生物と該微生物のための
培養物質とを含んでいる流動性の処理基体を、リングス
リット状の外側の空間部分を通って上方へ搬送し、処理
基体を仕切り壁の上端によって形成される溢れ縁を介し
て再び内側の空間部分のなかへ戻すようになっている。

この発酵装置はさらに１羽根車の上方で内側空間に通じ
ているガス取り入れ口にして、空気を流動性の処理基体
のなかへ導入させるためのガス取り入れ口と。

処理基体から自由になった混合気を排出するためのガス
排出口とを有している。微生物と溶解したガスと均一に
発生する小さな気泡とを含んでいる処理基体を転動させ
ると、処理基体内には大きな気泡も発生し、この気泡は
、内側空間のなかにある処理基体の上部領域に集り、そ
こで泡を形成する。この泡のレベルは、スイス特許第６
０６４３６号公報から公知の装置の場合、レベルゾンデ
を用いて検出される。

この種の装置を稼働させるにあたっては、通常１回分の
装入量に相当する培養物質を含んだ処理基体が反応器の
処理室に装入され、処理される。

この場合処理基体の１回分の装入量は、内側空間部分内
でのそのレベルが溢れ縁の下方にあり、且つ稼働時にこ
の溢れ縁から溢れる処理基体が内側空間部分のなかへ落
下するように選定される。培養過程が進行するに伴って
処理基体内の微生物が増殖する。さらに微生物は、ガス
のほかに少なくとも一種類の固形物質または液状物質を
処理基体に付与することが多く、その結果微生物、ガス
、・その他の物質を含んでいる処理基体の占める体積が
増大し、そのレベルを越えてしまう、従って溢れ縁から
内側空間部分のなかへ落下する処理基体の落下高度が低
くなり、微生物学的な処理のテンポを緩めてしまう。落
下高度が低くなると、とりわけ、泡が内側空間部分から
上方へ達し、処理室の内部空間全体を充填し、ガス排出
口を通って処理室から排出されてしまう恐れがある。こ
のような泡の成長を抑えようとすると、例えば蛋白質の
製造の場合、処理基体と泡としての生産物が全部ガス排
出口から漏出することがある。これは生産物を損失させ
るばかりでなく、処理基体内の微生物とガス排出口にあ
る他の種類の微生物とを結合させ（コロニー）、増殖さ
せる原因にもなる。さらに微生物がガス排出口から反応
器処理室内へ戻り、処理室内で伝染病を引き起こす原因
になることもある。

処理基体のレベルと泡とがあまり高く上昇しないように
するため、従来この種の装置を稼働させるにあたっては
、培養過程中に１種類または数種類の微生物を含んでい
る処理基体を、処理室の下端に設けられる遮断可能な排
出口によって処理室から排出し、且つ／または泡の形成
を抑え、処理基体の表面張力を減少させるような表面張
力緩和剤が処理基体に付与されていた。しかしなから、
一部を排出するために排出口を開けると、他の微生物が
処理室の内部空間に侵入して、処理室に残っている処理
基体を感染させる危険がある。この危険をできるだけ少
なくするためには、一部を排出する前に排出口を無菌状
態にさせねばならない。

しかにれはローテーションを速くさせる原因になるし、
また完全に行なうことはできない、力ぜなら、処理室の
内部空間内にある微生物を破壊させてはならないからで
ある。同様に表面張力緩和剤を付与することにも欠点が
あり、即ち処理基体の表面張力を減少させることによっ
て処理基体と微生物間のガス交換を妨害すること１表面
張力緩和剤が処理室の壁と仕切り壁の表面に沈着して、
生産物を仕上げ処理する際に使用するフィルターを詰ま
らせ、多くは化学的な方法によって除去しなければなら
ないこと１表面張力緩和剤の使用そその除去がコスト高
の原因になること等の欠点がある。

さらに攪伴装置を有し、且つ機械的な泡破壊分解装置を
備えた微生物学的反応器が公知である。

機械的な抱破壊分解装置は、泡を砕いて液体及びガスに
する遠心分離器を有しているが、このような破壊分解装
置は高価であり、稼働にあたって多大なエネルギーを消
費する。

嫌気性微生物学的処理を行なう際には通常泡は発生しな
いが、処理基体の体積はこの種の処理の場合でも増大し
、処理を終了する前に処理基体を反応器処理室から排出
させねばならない。

さらに冒頭で挙げた特許公報から公知の装置では、稼働
時に処理基体内に多量の空気を供給して、羽根車の上方
に及び／または羽根車の付近に、処理基体の転勤を減退
させ、或いは完全に阻止してしまうような空気の袋を形
成させることができる。

この場合、例えば数分間程度の規則的な時間間隔で処理
基体の転勤を中断させることができる。このように処理
基体の転勤を変動的に且つ間欠的に行なうと、処理基体
の運動ばかりでなく、処理基体の換気も不均一になり、
プロセス上及び生産物の品質上不都合である。

１孜 本発明の目的は、微生物の処理装置、特に微生物の培養
装置を次のように構成すること、即ち公知の装置の欠点
を解消するとともに、処理過程の間の処理基体の一部の
排出及び／または表面張力緩和剤の付与が不必要であり
、もしくは少なくともその必要性が十分に制限されるよ
うに構成することである。さらに、微生物の処理とその
除行なわれる微生物学的なプロセスとが可能な限りエネ
ルギーの消費を少なくして行なうことができ、装置をコ
スト安に製造することができるように構成することをも
目的とするものである。

また本発明は、空気の供給量が多い場合でも処理基体を
一様に転動させることができ、且つガスを処理基体内に
均一に導入することができるようにすることをも目的と
するものである。

１處 本発明は、上記目的を達成するため、流動性の処理基体
内で微生物を処理するための装置であって、処理室と、
該処理室内に配置される仕切り壁にして、処理室の内部
空間を２つの空間部分に仕切り且つ上端に溢れ縁が形成
されている仕切り壁と、処理基体を第１の空間部分から
他の第２の空間部分を通って上方へ搬送させるための搬
送手段とを有し、処理基体を溢れ縁を介して第１の空間
部分に還流させるようにした装置において、溢れ縁の高
さが調整可能であることを特徴とするものである。

さらに本発明は、流動性の処理基体内で微生物を処理す
るための装置であって、処理室と、該処理室内に配置さ
れる仕切り壁にして、処理室の内部空間を２つの空間部
分に仕切り且つ上端に溢れ縁が形成されている仕切り壁
と、処理基体を第１の空間部分の下端から他の第２の空
間部分を通って上方へ搬送させるための少なくとも１つ
の搬送機構にして、処理基体を溢れ縁を介して第１の空
間部分に還流させるための搬送機構と、ガス導管と、該
ガス導管と結合され処理室の内部空間の少なくとも１つ
の口部に通じているガス分配装置とを有する装置におい
て、少なくとも１つの口部が。

処理基体の流動方向に関して搬送機構と溢れ縁との間に
設けられていることを特徴とするものである。

紘果 本発明により、処理過程の間の処理基体の一部の排出及
び／または表面張力緩和剤の付与が不必要であり、もし
くは少なくともその必要性が十分に制限されることがで
きるとともに、微生物の処理とその除行なわれる微生物
学的なプロセスとが可能な限りエネルギーの消費を少な
くして行なうことができ、装置をコスト安に製造するこ
とができる。

また、空気の供給量が多い場合でも処理基体を一様に転
動させることができ、且つガスを処理基体内に均一に導
入することができる。

失胤五 次に１本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する６ 第１図に図示した。流動性処理基体内で微生物を処理す
るための、特に培養するための装置は、反応器１を有し
ている。反応器１は、簡単に図示した台架３と、該台架
３によって保持されている処理室５を具備している。処
理室５の壁７は、通常どおりに鉛直な対称軸に対して回
転対称に形成されており、主構成要素として筒状の壁部
分を有している。この壁部分の下端は丸味をおびた底部
によって閉塞され、上端は湾曲した蓋によって閉塞され
ている。蓋は、筒状の壁部分に着脱可能に固定されるカ
バーによって形成されている。筒状の壁部分は、冷却す
るための装置或いは冷却と加熱を選択的に行なうための
装置９（以下では冷却／加熱装置と記す）を少なくとも
１つ備え、図の例では重設された３つの前記装置を備え
ている。

各冷却／加熱装置９は、冷却流体或いは加熱流体を流動
させるための螺旋状の流路９ａと、前記流体を取り入れ
或いは排出するための２つの接続部９ｂを有している。

処理室５の内部空間１１の下部領域は、壁７に対して同
軸の複数個に分割された仕切り壁１３によって、完全な
横断面を有している第１の内側空間部分１１ａと、横断
面が環状の第２の外側空間部分１１ｂとに分割されてい
る。仕切り壁１３は仕切り壁部分１５を有し、該仕切り
壁部分１５は上方に開口した筒状の主部分を有している
。主部分の下端は、先細りに成っている移行部分を介し
てより薄壁の首部と結合されている。首部は、壁７の底
部に緊塞にしっかりと固定されている。筒状の主部分と
移行部分は、必要な場合には、冷却／加熱装置１７を具
備していることができる。冷却／加熱装置１７は、冷却
流体或いは加熱流体を流動させるための例えば螺旋状の
流路１７ａと、前記流体を取り入れ或いは排出するため
の２つの接続部１７ｂを有している。２つの接続部１７
ｂのうち１つの接続部だけが図示され、有利には処理室
５の底部領域にあって、処理室５から突出している。仕
切り壁部分１５の首部は、少なくとも・１つの流路１９
、例えば首部の周囲に均等に配分されている５つの流路
１９を具備している。これらの流路１９は、雨空間部分
１１ａとｌｌｂとを連通させ、それぞれ１つの搬送手段
を、即ちポンプ２１によって形成される搬送装置の羽根
車を有している。それぞれ１つの電動機を備えている５
つの搬送装置２１は、処理室５の内部空間１１内にある
流動性の処理基体を転動させるための搬送手段として用
いられる。

壁７にしっかりと固定されている仕切り壁部分１５の筒
状の主部分には、仕切り壁部分２３が鉛直方向に移動可
能に案内されている。この仕切り壁部分１５は、はぼ両
端が開口している筒状のスリーブから成っている。スリ
ーブは、その下端を補強リング２５によって補強され、
上端に処理室５の軸方向に対して半径方向内側に突出し
ている鍔を有している。鍔の上部境界面は、処理室５の
軸線に対して直角な水平面内にある、処理室５内で転動
される流動性の処理基体のための溢れ縁２７を形成して
いる。位置調整可能な仕切り壁部分２３は、定置の仕切
り壁部分１５にある程度密に接続し、その結果処理基体
が転動する際には比較的わずかな量の処理基体が両仕切
り壁部分１５と２３の間を通り抜けるにすぎない。しか
しなからパツキン手段を設けて、両仕切り壁部分１５と
２３を完全に密に相互パツキンさせることもできる。

鉛直方向に移動可能な仕切り壁部分２３を位置調整する
ため、人力を要せずに作動させることができる位置調整
装置２９が設けられている。この位置調整装置２９は、
処理室５の中心軸線の回りに均等に配分して設けられ壁
７のカバーに配置されている複数個の、例えば３個の位
置調整機構３１を有している。第１図にはそのうち１個
だけが図示されている。各位置調整機構３１は、壁７の
カバーの外側に固定される駆動装置を有している。駆動
装置は１回転方向を制御可能な電動機及び場合によって
は伝動装置も備えている。電動機の水平軸或いは伝動装
置の水平な従動軸は、液密な案内部によって、処理室５
の内部空間１１と連通している空間領域内へ突出し、そ
こで巻回要素を具備している０巻回要素は、チェーンホ
イールまたはロープ巻胴から成り、チェーンまたはロー
プから成る引っ張り要素３３に係合している。引っ張り
要素３３の一端は、位置調整可能な仕切り壁部分２３の
上端に固定されている。

処理室５の壁７のカバーは、その中心部に９着脱可能に
固定されるフランジによって閉塞されている開口部を有
し、この開口部にレベルゾンデｑ５が固定されている。

レベルゾンデ３５は、処理室５の対称軸に沿って垂直に
内側空間部分１１ａ内へ突出している棒状の容量性測定
変成器を有している。この容量性測定変成器は、内側空
間部分１１ａの、定置の仕切り壁部分１５によって囲ま
れている領域まで延びている。レベルゾンデ３５は電子
的な、有利にはプロセスコンピュータを有している制御
及び／または調整装置３７の入力と接続されている。制
御及び／または調整装置３７は、位置調整機構３１と電
気的に接続されている出力を有している。

処理室５のカバーには、例えば遮断可能な処理基体取り
入れ口４１が設けられ、処理室５の底部には遮断機構４
５を有している、処理基体と生産物のための排出口４３
が設けられている。さらに内側空間部分１１ａの下部領
域には、ガス弁を備えた遮断可能なガス取り入れ口４７
が通じている。

内部空間１１の上部領域からは、ガス排出口４９が処理
室５の外側へ案内されている。

反応器１内で微生物学的処理を行なうため、矢印６１で
示すように、１回分の装入量に相当する流動性の処理基
体を取り入れ口４１を通して処理室５内へ装入する。処
理基体の１回分の装入量は。

処理室５内にある処理基体６３が処理室５の内部空間１
１の３０％ないし６０％を占めるように選定する。処理
基体は、通常どおり、主に水と、水と混合される流動性
の培養物質または水に溶解される培養物質、場合によっ
ては水に懸濁される培養物質から構成される。微生物学
的処理に必要な微生物は、最初の装入に対しては１例え
ば処理基体と一緒に、或いは処理基体とは別にして、取
り入れ口４１を通して内部空間１１へ装入することがで
きる。微生物を処理するため、特に培養して繁殖させる
ため、微生物と培養物質とを含んでいる処理基体６３を
５つの搬送装置２１から成っている搬送手段を用いて転
動させ、即ち第１の内側空間部分１１ａの下方から吸い
込んで、横断面が環状の第２の外側空間部分１１ｂを通
って矢印６５で示すように上方へ汲みあげ１次に溢れ縁
２７を介して流動させ、再び内側空間部分１１ａ内へ落
下させる。この場合処理基体６３は、処理室５の中心軸
線を隙間なしに取り囲む龍巻状及び／または環状の放射
線６７を形成する。反応器１は、特に微生物に酸素を供
給できるような好気性処理を実施するために構成されて
いる。このため、処理基体６３を転動させる場合、矢印
６９で示すような酸素を含んだ混合気、即ち空気場合に
よっては酸素だけをガス取り入れ口４７を通して処理基
体６３のなかへ導入する。微生物は処理時に酸素を吸収
し、他のガスを、例えば二酸化炭素及び／または窒素及
び／または窒素酸化物を放出する。処理基体から内部空
間１１の処理基体のない領域へ上方へ流出するガスまた
は混合気は、矢印で示すようにガス排出口４９を通って
内部空間１１から排出される。

反応器１は１例えば微生物によって炭化水素から蛋白質
を作るために使用される。炭化水素は。

微生物の培養物質として用いられるメタノールの形態で
処理基体に供給される。蛋白質の製造は極めて発熱があ
り、従って処理基体６３を、冷却するために、壁７の処
理基体６３によって占められる領域を１つまたは複数個
の前記冷却／加熱装置９を用いて冷却し、且づ仕切り壁
部分１５を前記装置１７を用いて冷却するのが合目的で
ある。他の処理にあたっては、壁７だけを冷却するか、
もしくは冷却せずに前記冷却／加熱装置９，１７を加熱
のために使用すれば十分である。

流動性の処理基体６３のなかへ導入される空気または酸
素の一部は処理基体６３内で溶解し、他は直径がたかだ
か１ｎｇ＋＋またはそれ以下の小さな気泡を形成する。

流動性の処理基体６３とその上にある内部空間領域とが
接する境界面では、数ミリメートル或いは数センチメー
トルの直径の大きな気泡を有する泡が形成される。第２
の外側空間部分１１ｂと溢れ縁２７を越えて流動する処
理基体の領域に発生する泡は、溢れ縁２７を越えて流動
し放射線６７を形成している処理基体によって、第１の
内側空間部分１１ａ内に連続的に放出され、該内側空間
部分１１ａに発生している泡に付加される。従って、処
理基体６３の内側空間部分１１ａ内にある部分の上部境
界面７１では、泡７３から成る層が形成される。図では
、この層の上部境界面を符号７５で示した。

微生物を培養する際には絶えず新しい泡が発生し、その
結果泡の層は次第に厚くなって、上方へ成長する傾向が
ある。溢れ縁２７から第１の内側空間部分１１ａ内へ流
動する、即ち落下する処理基体の放射線６７は、流動性
処理基体６３の上部境界面７１と、内側空間部分１１ａ
の、処理基体６３の上にあって泡７３を含んでいる部分
とを。

処理室５の中心軸線が通る中心領域と、仕切り壁１３に
接している環状の縁領域とに分割する。放射線６７は、
気泡を、該気泡に境界を接している空間領域から下方へ
引っ張り、及び／または気泡に衝突するが、この放射線
６７は気泡を打ち砕き破壊する。この過程で気泡は、残
余の処理基体６３の方へ下方へ搬送されている流動性の
処理基体と、上方へ逃げているガスとに分割される。も
し放射線６７が処理室５の中心軸線に十分に近くに達し
、且つ放射線６７の下部領域における傾斜と流動速度と
が十分に大きければ、泡７３のレベルを、即ち境界面７
５の高さを、溢れ縁２７の下方の前記中心領域で維持す
ることができる。放射線６７と仕切り壁１３と、の間に
ある縁領域では、泡がより高く上昇し、場合によっては
溢れ縁２７の下部境界部まで達することがあるが、しか
し放射線６７を通り抜けて上方へほとばしり出ることは
ない。従って、溢れ縁２７の上方を流動し溢れ縁２７か
ら内側空間部分１１ａ内へ落下する処理基体が十分な落
下高さをもっていれば、第１の内側空間部分１１ａの全
横断面にわたって、泡が内側空間部分からほとばしり出
ることが阻止される。

レベルゾンデ３５は、処理室５の中心軸線に沿って移動
しなから泡７３のレベルを検出し、即ち処理基体と気泡
から成る泡、７３の層の上部を境界づけている境界面７
５の高さを検出する。泡がない場合には、レベルゾンデ
３５は流動性の処理基体６３のレベルを、即ち境界面７
１の高さを検出する。ところで泡がなく、しかし小さな
気泡を含んでいる処理基体６３と泡７３とは、実際には
図面に図示したほどには明確に境界づけられておらず、
移行領域で互いに交じりあって移行している。

レベルゾンデ３５は、検出したレベルをアナログ信号ま
たはデジタル信号として制御及び／または調整装置３７
に伝達する。

微生物が培養過程で増殖し、ガスと一緒に液体または固
体を処理基体に与えると、一般に処理基体が占める体積
は増大する。この体積の増大は１０％ないし３５％の範
囲であるのが通常であるが、処理の種類によってはこの
範囲を越えることもあり、５０％またはそれ以上になる
こともある。

処理基体に含まれる微生物及び／または微生物から発生
する物質の割合が増大すると、処理基体の粘性も増大し
、場合によっては泡の形成を増進させることがある。

制御及び／または調整装置３７は、位置調整装置２９の
位置調整機構３１を、レベルゾンデ３５によって検出さ
れたレベルの値に依存して次のように制御及び／または
調整し、即ち溢れ縁２７が常にある一定の高度差だけ境
界面７１の上方にあり、且つこの高度差が少なくとも泡
を破壊するために必要な最小値に等しいように制御及び
／または調整し、その結果筒１の内側空間１１ａ内にあ
る泡７３と処理基体６３とが、処理基体を処理室５内で
転動させ且つ／またはガスを処理室５内に導入する間、
第１の内側空間１１ａを越えて上昇することはない。即
ち、懸濁された微生物と微生物によって生産される物質
とを含んでいる処理基体の体積が増大すると、位置調整
装置２９が仕切り壁部分２３を上方へ持ち上げ、その結
果仕切り壁部分２３は例えば第２図に図示した高さに達
することができる。搬送装置２１は処理基体を、はぼ該
処理基体の上部境界面７１と溢れ＃Ｃ２７との間の高度
差だけ上方へ搬送させねばならないので、溢れ縁２７と
境界面７５との高度差は、前記の最小値よりもあまり大
きくなく、できるだけこの最小値に等しいほうが有利で
ある。この条件が満たされているならば、泡の量の増大
と搬送装置２１の不必要なエネルギー消費とが回避され
る。

制御及び／または調整装置３７に設けられるプロセスコ
ンピュータの構成及びプログラミングは、溢れ縁２７の
高さが次のように調整されるように為されるのが有利で
あり、即ち処理基体を転動させ通風させている間溢れ縁
２７が、ある一定の許容高度範囲内で時間的に一定であ
る高度差だけ上部泡塊界面７５のレベルよりも上方にあ
るように、或いは泡がない場合もしくは泡がまだない場
合には溢れ縁２７が上部処理基体境界面７１のレベルよ
りも上方にあるように為されるのが有利である。

上記の高度差が所定の下限値に達したときには常に溢れ
縁２７を許容高度範囲だけ所定の上限値へ持ち上げるこ
とができる。即ち処理基体の体積が微生物学的な処理の
過程で増大すれば、溢れ縁２７は段階的、；持ち上げら
れる。処理基体の体積を減少させる必要がある場合には
（空にしないかぎりはこのようなことはないのであるが
）、制御及び／または調整装置３７はもちろん溢れ縁２
７を降下させることもできる。

場合によっては、処理基体のレベル或いは泡のレベルと
溢れ縁２７との間の高度差を、転勤時間の一部の間だけ
上記基準許容高度範囲内で保持することもできる。処理
基体のレベルと泡のレベルとは、もし処理基体の体積が
まだ比較的小さいならば１例えば１回分の装入量に相当
する量の処理基体を処理する間、前記の高度差が所定の
上限値よりも大きい程度に溢れ縁２７の最深調整可能高
さの下方に位置することができる。

しかしなから、溢れ縁２７と境界面７５或いは７１との
高度差を、従って高度差下限値と上限値とを処理過程の
間に変化させて、高度差を処理基体の変化している粘度
、及び／または、泡の形成と溢れている処理基体による
泡の破壊及び分解とに影響を与えるような処理基体の他
の変化性的な特性に適合させるようにすることもできる
。調整されるべき高度差は１例えば境界面７５の高さに
依存して予め設定することができる。この場合。

ある一定の高度差を、または境界面７５の高さに依存し
た高度差を、異なる生産物に対して異なる値になるよう
に設定することもできる。溢れ縁２７と上部境界面７５
との調整されるべき高度差は、例えば何度か試験を行な
うことによって検出または算出することができる。とこ
ろでプロセスコンピュータは、例えば特定の生産物を最
初に生産する場合に最適な高度差とその調整されるべき
変化量とを自動的に検出し記憶するようにプログラミン
グすることもできる。

さらに本発明による装置は、制御及び／または調整装置
３７と電気的に結合される複数個のセンサをも有するこ
とができる。このようなセンサを設けると、鉛直方向に
位置調整可能な仕切り壁部分２３の位置を検出し、３つ
の位置調整機構３１が仕切り壁部分２３を平等に昇降さ
せて、仕切り壁部分２３が″傾斜″シないように保証す
ることができる。

１回分の装入量に相当する処理基体が充填されて処理さ
れ、少なくとも部分的に微生物によって転換されると、
処理基体の一部分をそのなかに存在している微生物及び
該微生物によって発生する物質とともに排出口４３を通
して反応器１から排出させ、例えばフィルタリングによ
って所望の生産物を分離させることができる。その後再
び新たな処理基体の１回分の装入量を処理室５内に装入
させることができる。複数回分の装入量に相当する処理
基体を連続的に処理して同等の生産物を生産させる必要
がある場合には、１回の装入から次の装入へ移るときに
前回装入された処理基体の一部を処理室５内へ吹き込み
、新たに処理室５内へ装入された処理基体に前回装入時
の処理基体の微生物を植えつけるのが有利である。１回
の装入から次の装入へ移るときには、処理基体の放射線
６７に対して所定の落下高度が与えられるように溢れ縁
２７を降下させることはもちろんである。

処理室５は１例えば２ないし５メートルの直径を有し、
且つ５ないし１０メートルの高さを有することができる
。このとき、溢れ縁の高さを調整する場合の前述した許
容高度範囲は、５ないし１０センチメートルであること
ができる。

第３図に簡単に図示した本発明による装置の変形実施例
は、同様に反応器１０１を有している。

反応器１０１は、一部だけを図示した台架１０３と、こ
の台架１０３によって保持される処理室１０５とを有し
ている。処理室１０５は、鉛直方向の軸線１０７と、少
なくとも一般的にはこの軸線１０７に対して回転対称な
壁１０９とを有している。壁１０９は、主構成部分とし
て筒状部分１１１を有し、この筒状部分１１１の下方に
は、処理室１０５の下端の方向で軸線１０７に近接し鉛
直断面にて円弧状の底部部分１１３が接続し。

−力筒状部分１１１の上方には、着脱可能に固定される
カバー１１５が接続している。筒状の壁部分１１１は、
選択的に冷却または加熱を行なうための装置１１７を具
備し、この選択的冷却または加熱装置１１７は、冷却流
体または加熱流体のための例えば螺旋状の少なくとも１
つの流路１１７ａと、この流体を取り入れまたは排出す
るための２つの接続部１１７ｂとを有している。

処理室１０５内には、全体を符号１１９で示し簡単に図
示した、少なくとも一般的には壁１０９に対して同軸の
多分割された仕切り壁が配置されている。仕切り壁１１
９は、処理室１０５の内部空間１２１の中央部領域と下
部領域とを、完全な横断面を有している第１の内側空間
部分１２３と、横断面にて環状の第２の外側空間部分１
２５とに分割している。仕切り壁１１９は、上方に開口
した筒状の部分１２７を有し、この筒状の部分１２７は
、定置の筒状の下部仕切り壁部分と、内側へ突出してい
る溢れ縁１２９を具備した筒状の上部仕切り壁部分とか
ら構成されている。上部仕切り壁部分は、下部仕切り壁
部分の上端に配置され例えば商標名テフロンとして公知
の合成物質から成るリングによって液密にされた状態で
下部仕切り壁部分の外面上を鉛直方向に移動可能に案内
されている。

定置の筒状の仕切り壁部分の下端には、下方へ軸線１０
７に近接している鉛直断面にて円弧状の底部部分１３１
が接続している。底部部分１３１は、特に第４図かられ
かるように、軸線１０７の方向へ突出している水平な下
縁で、上方へ突出している中空円筒状のスリーブ１３３
と緊塞に且つしっかりと結合されている。スリーブ１３
３の上縁は、上方斜めに傾斜している円錐状の誘導要素
１３５によって仕切り壁１１９と緊塞に結合されている
。より厳密には、はぼ仕切り壁部分１１９の部分１２７
と１３１との連結位置で結合されている。スリーブ１３
３の上端付近で内側に突出している突出部には、フラン
ジ１３７が少なくともある程度緊塞にねじ込まれている
。フランジ１３７の内側には、下方へ突出している首部
１３９が固定されている。首部１３９の下端には、外側
へ突出している担持リング１４１が接続してい蚤。担持
リング１４１は、例えばその全周にわたって４つに分け
て設けられた足状の支持部１４３によって、壁１０９の
底部部分１１３としっかりと結合されている。担持リン
グ１４１は、その上側の外縁に溝を有し、この溝のなか
にリングスペーサ１４５と、該リングスペーサ上に配置
されるノズルリング１４７とが設けられている。

仕切り壁１１９の部分１３１の下縁には、該部分１３１
の全周にわたって分けて設けられた足状の締め付は部材
１４９が固定されている。締め付は部材１４９は、ノズ
ルリング１４７を押圧して、該ノズルリング１４７を担
持リング１４１に締め付ける。スリーブ１３３、フラン
ジ１３７、首部１３９、リング１４１，１４５，１４７
は、環状の中空空間１５３を備えたガス分配装置ｆ１５
１を形成している。ノズルリング１４７は、上方外側へ
傾斜した円錐状の縁部分を有している。この縁部分は、
底部部分１３１の、該縁部分の上方にある部分と少なく
ともほぼ同程度に傾斜しており、且つ底部部分１３１と
ともに、ガス分配置５１の、軸線１０７を取り巻く環状
の口部１５５を形成している。仕切り壁１１９の定置の
部分は、図示していないねじによって壁１０９に着脱可
能に固定され、これらのねじを取りはずした場合仕切り
壁を処理室５から上方へ持ち上げて取りはずすことがで
きる。

搬送装置１６１は搬送機構１６３を有し、即ち軸線１０
７のまわりを回転可能に首部１３９に配置される羽根車
と、該羽根車を駆動するために用いられ、底部部分１１
３の下方に設けられるモータ１６５と、羽根車の上方及
び下方で首部１３９と結合される羽根状の誘導要素とを
有している。

ガス分配装置１５１の中空空間１５３は１口部１５５の
上方でガス供給管１７１と連通している。

ガス供給管１７１は、水平方向に且つスリーブ１３３か
ら半径方向に離れる方向へ外側へ延びている部分を有し
ている。この部分は、仕切り壁１１９或いは壁１０９の
底部部分１３１と１１３を貫通し、且つ壁１０９を貫通
する部分に弁１７３を有している。この弁１７３のケー
シング１７５は、一部を壁１０９に他の一部を仕切り壁
１１９に固定され多分割されている。またケーシング１
７５は、その中に配置された袴部１８５とともに、弁１
７３の取り入れ口１７７をガス分配装Ｍ１５１の口部１
５５と連通させている流路１７９を成している。さらに
ケーシング１７５は。

壁１０９が貫通している位置の近くに少なくとも１つの
穴を有し、図の例ではケーシング１７５の全周にわたっ
て配分して設けられたスリット状の複数個の穴を有して
いる。これらの穴は、それぞれ流路１７９の分岐部１８
１を形成し、流路１７９を第２の空間部分１２５と連通
させている。

ケーシング１７５に配置され簡単に図示した位置調整装
置１８３は、モータと手動操作可能な位置調整手段とを
有している。位置調整装置１８３は、袴部１８５を貫通
している棒１８７を介して、ケーシング１７５内で移動
可能に案内されているスリーブ状の遮断機構１８９を軸
線方向に°２つの位置の間で往復動させる。もし遮断機
構１８９が第４図に図示した第１の位置にある場合には
、流路１７９を開放し、且つ分岐部１８１を遮断する。

遮断機構１８９が右方へ第２の位置へ移動すると、袴部
１８５と係合し、それによって流路１７９を遮断し、そ
の代わりに分岐部１８１を開放する。

その結果、口部１５５から遮断機構１８９まで延びてい
る流路の一部が分岐部１８１によって内部空間１２１と
連通せしめられる。流路１７９の。

処理室１０５の外側にある部分は、その下部側で、弁１
９３によって遮断可能な排出部１９１とまだ連通してい
る。

反応器１０１は、さらにガス排出部２０１と、遮断機構
２０５を備えた処理基体排出部２０３と、閉塞手段によ
って閉塞可能でのぞき穴としても用いられる処理基体取
り入れ口２０７と、レベルゾンデ２０９とを有している
。さらに、第１図に図示した位置調整装置２９と同様の
位置調整装置を有し、この位置調整装置によって、仕切
り壁１１９の上部筒状部分と溢れ縁１２９の高さとを調
整することができる。また、同様に図示していないが、
第１図に図示した制御及び／または調整装置３７と同様
に構成されている制御及び／または調整装置をも有して
いる。この制御及び／または調整装置もレベルゾンデ２
０９及び前記位置調整装置と電気的に結合されている。

第３図と第４図に図示した反応器１０１は、蛋白質製造
用の反応器１と同様に使用することができる。もし処理
室１０５内で微生物学的な処理を、特に増殖と培養とを
行う必要がある場合には、処理室１０．５内に装入され
る１回分の装入量に相当する流動性の処理基体２２１を
、そのなかに含まれている微生物とともに搬送装置１１
６１を用いて転動させる。この場合搬送機構１６３は、
処理基体２２１を第１の空間部分１２３から首部１３９
を通って搬送させる。その後処理基体は、首部の下端で
反転した後筒２の空間部分１２５内へ達し、この空間部
分１２５を通って上方へ流動し、溢れ縁１２９を介して
再び第１の空間部分１２３内へ落下する。このようにし
て処理基体２２１を転動させる間、好気性の微生物学的
過程を行う場合には、ガス導管１７１を介して空気また
は場合によっては酸素を供給する。この場合遮断機構１
８９は、第４図に図示した第１の位置にある。その際空
気または酸素はガス分配装置１５１に達し、該ガス分配
装置１５１のリングスリット状の口部１５５を通って上
方斜めに流動して、第２の内側空間１２５に達し、そこ
で転動された処理基体と混合される。処理基体は、首部
１３９の下端で反転した後通常はかなり強い渦巻流を形
成する。このことは、処理基体に導入されたガスを均等
に配分するうえで好都合である。処理基体２２１は搬送
機構１６３を通過した後、溢れ縁１２９の方向へ流動し
た後ガスが処理基体２２１のなかへ導入されるので、単
位時間あたり比較的多量のガスを処理基体のなかへ容易
に導入することができ、しかもそれによって搬送機構１
６３の搬送作用に支障をきたすことはない。従って多量
のガスを供給しても処理基体２２１を連続的に且つ均一
に転動させることができ、且つ処理基体のなかへ均一に
ガスを導入させることができる。ところで処理室１０５
は、微生物学的な過程を実施する間、選択的冷却または
加熱装置１１７の流路１１７ａに冷却液を通すことによ
って冷却することができる。

溢れ縁１２９を備えた高さ調整可能な上部筒状仕切り壁
部分は、第１図と第２図に図示した反応器の場合と同じ
ようにして位置調整することができる。

１回のプロセスを実施した後処理室１０５の内部空間１
２１とガス導管１７１とを、例えば微生物培養を交替さ
せるために、無菌にさせる場合には、弁１７３の遮断機
構１８９を第２の位置へもたらす。この位置で遮断機構
１８９は、処理室１０５の外面側で流路１７９を遮断し
、内部空間１２１内にある流路の一部を分岐部１８１に
よって内部空間１２１と結合させる。この無菌過程のた
めに内部空間１２１内へ吹き込まれる流動性の処理基体
は、ガス分配装置の中空空間１５３とガス導管１７１及
び弁１７３の流路内へ流動し、ガス導管１７１を口部１
５５から遮断機構１８９まで充填する。処理室１０５は
、加熱流体を選択的冷却または加熱装置１１７の流路１
１７ａに導入することによってほぼ１２０℃まで加熱さ
せることができ、それによってガス分配装置１５１及び
ガス導管１７１の内部空間１２１内にある部分をも無菌
にすることができる。ガス導管１７１の外側部分をも無
菌にさせるために、水蒸気がこの部分に導入される。こ
の部分の冷却後鎖部分から生じる凝結物は、弁１９３を
一時的に開けることによって流路１７９から排出させる
ことができる。

空気供給量が互いに非常に異なっているような複数のプ
ロセスを反応器１０１を用いて行なう場合には、ガス分
配装置の口部１５５を形成しているリングスリットの幅
を変えることができる。これは、スペーサリング１４５
をより厚いまたはより薄いスペーサリングに取替え、場
合によってはノズルリング１４７をも交換することによ
って可能になる。スペーサリング１４５とノズルリング
１４７を交換するため、カバー１１５をはずし。

仕切り壁１１９を壁１０９と結合させている図示してい
ないねじをはずし、仕切り壁１１９を処理室１０５から
一時的に取りはずしてノズルリング１４７から取り除く
ことができる。

ノズルリング１４７は、口部１５５を形成しているリン
グスリットが瞬間的な流動圧に関係なく常に一定の幅を
もつほどに形状的に安定している。

しかしなから、空気または酸素をガス分配導管に導入さ
せる際にノズルリングが形状的に不安定になり、その結
果口部１５５が狭くなったり広くなったりするようにノ
ズルリングを弾性的に形成させることもできる。

反応器１０１は１反応器１と同じサイズを有することが
でき、この場合両反応器のサイズを広い範囲で変えるこ
とができることはもちろんである。

その際、位置調整機構の数量も変えることができ、第１
図と第２図に図示した反応器の場合には搬送装置の数量
も変えることができる。

さらに、それぞれチェーンまたはロープを有している位
置調整機構３１の代わりに、シリンダ及びピストンを有
している少なくとも１つの液圧式または空気圧式位置調
整機構と、電気的に駆動される圧力流体源とを備えた位
置調整装置を設けることができる。これは、反応器が比
較的小さな場合に有利である。

また、第１図に従って配置された搬送装置、即ちポンプ
を備えた反応器の場合には、ガス取り入れ口４７の代わ
りに、第３図と第４図に図示したガス分配装置１５１と
同様に構成されているガス分配装置を設けることができ
る。この場合酸素を含んだガス、即ち空気または酸素は
、互いに並列に接続されている複数個の搬送機構と溢れ
縁との間でガス分配装置により処理基体内へ導入される
。

さらに、このガス分配装置及び第３図と第４図に図示し
たガス分配装置に、１つのリングスリット状の口部を具
備させる代わりに複数個の口部を具備させることができ
る。これらの口部は、例えば処理室の軸線を取り囲んで
いる２つまたはそれ以上のリングスリットによって、或
いは処理室の周囲に配分して設けられる複数個の穴によ
って形成することができる。

特に反応器が比較的小さい場合には、高さ調整可能な仕
切り壁部分の上端に設けられ内側へ突出している鍔を省
くことができる。この場合溢れ縁は、高さ調整可能な仕
切り壁部分の筒状のスリーブの上縁によって形成される
。

反応器は、上述した蛋白質製造のために使用できるばか
りでなく、他の好気性微生物学的処理に対しても使用す
ることができる。例えば酵母、ビタミンＣ１酵素をも微
生物学的転換処理によって製造することができる。この
場合処理の種類によっては、微生物を培養させるばかり
でなく、微生物によって生じる生産物を伴う化学的反応
等の他の処理をも反応器内で行なうことができる。

場合によっては本発明による装置を嫌気性微生物学的処
理に対しても使用することができる。この場合には、ガ
ス取り入れ口とガス排出口とを密に閉塞させる。本発明
による装置をもっばら嫌気性微生物学的処理に対して使
用する場合には、ガス取り入れ口とガス排出口とを設け
ないようにすることができる。嫌気性微生物学的処理の
場合には通常泡は生じないが、溢れ縁の高さを調整する
ことができるので、溢れ縁の高さを処理の経過に伴って
増大する処理基体の体積に適合させることができる。

次に、本発明による装置を稼働させるための方法を列記
しておく。この方法は、以下のような特徴を有している
。

（１）処理室と、該処理室′内に配置される仕切り壁に
して、処理室の内部空間を２つの空間部分に仕切り且つ
上端に溢れ縁が形成されている仕切り壁と、処理基体を
第１の空間部分から他の第２の空間部分を通って上方へ
搬送させるための搬送手段とを有し、処理基体を溢れ縁
を介して第１の空間部分に還流させるようになした微生
物処理装置を稼働させるための方法において、第１の空
間部分（１１ａ）内にある泡（７３）が第１の空間部分 （ｌｌａ）から上方へほとばしり出ないように溢れ縁（
２７）の高さを調整することを特徴とする方法。

（２）第１の空間部分内にある処理基体泡のレベルを、
或いは泡がない場合には処理基体のレベルをレベルゾン
デを用いて検出する特許請求の範囲第１項に記載の方法
において、処理基体の転勤時間の少なくとも一部分にわ
たって、例えば転勤時間全体にわたって、溢れ縁（２７
）を、レベルゾンデ（３５）によって検出されたレベル
以上の高さに調整することを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の方法。

（３）溢れ縁（２７）とレベルゾンデ（３５）によって
検出された高さとの高度差を、処理基体の転勤時間の少
なくとも一部分にわたって例えば転勤時間全体にわたっ
て、少なくとも下限値に等しく且ったかだが上限値に等
しいような値に保持し、上限値と下限値とを例えば処理
基体の転勤時間全体にわたって一定にすることを特徴と
する特許請求の範囲第２項に記載の方法。

（４）好気性の微生物学的処理を行なうため、酸素また
は酸素を含んだ混合気を処理室（５）内で転動されてい
る処理基体（６３）内へ導入し、且つガスまたは混合気
を処理室内部空間（１１）の処理基体上方にある領域か
ら排出させることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
記載の方法。

（５）処理基体を少なくとも１つの搬送機構によって転
動させ、且つ酸素を含んだガスを、処理基体の流動方向
に関して、少なくとも１つの搬送機構と溢れ縁との間で
処理基体内へ導入させることを特徴とする特許請求の範
囲第４項に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による微生物培養装置の図式縦断面図、
第２図は第１図に対応する本発明による装置の一部の縦
断面図であって、溢れ縁がより高い位置にある場合を示
す図、第３図は変形実施例の図式縦断面図、第４図は第
３図の実施例の部分拡大断面図である。 １　；　１０１・・・・・反応器 ５　；　１０５・・・・・処理室 １１；１２１・・・・処理室の内部空間１３；１１９・
・・・仕切り壁 ２７；１２９・・・・溢れ縁 ３５　；　２０９・・・・レベルゾンデ６３；２２１・
・・・処理基体 ７３・・・・・・・・泡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）流動性の処理基体内で微生物を処理するための装
   置であって、処理室と、該処理室内に配置される仕切り
   壁にして、処理室の内部空間を２つの空間部分に仕切り
   且つ上端に溢れ縁が形成されている仕切り壁と、処理基
   体を第１の空間部分から他の第２の空間部分を通って上
   方へ搬送させるための搬送手段とを有し、処理基体を溢
   れ縁を介して第１の空間部分に還流させるようにした装
   置において、溢れ縁（２７）の高さが調整可能であるこ
   とを特徴とする装置。 （２）溢れ縁（２７）を鉛直方向に位置調整するための
   位置調整装置（２９）が設けられ、該位置調整装置（２
   ９）は、処理基体を転動させる間も溢れ縁（２７）の位
   置調整が可能であるように構成され、且つ電気的及び／
   または液圧的及び／または空気圧的に作動する人力を要
   しない少なくとも１つの位置調整機構（３１）を有して
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 （３）第１の空間部分の上部にして該第１の空間部分に
   収容されている処理基体上にある泡のレベルを検出する
   ための、または泡がない場合には、処理基体のレベルを
   検出するための少なくとも１つのレベルゾンデを有する
   特許請求の範囲第２項に記載の装置において、レベルゾ
   ンデ（３５）によって検出された泡または処理基体のレ
   ベルに依存して溢れ縁 （２７）の高さを調整するため、レベルゾンデ（３５）
   及び位置調整装置（２９）と接続されている、プロセス
   コンピュータ等を有している電子的な制御及び／または
   調整装置 （３７）が設けられていることを特徴とする装置。 （４）仕切り壁（１３）が、処理室（５）を外側で制限
   している壁（７）と結合されている仕切り壁部分（１５
   ）と、溢れ縁（２７）を形成している鉛直方向に移動可
   能な仕切り壁部分（２３）とを有していることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １つに記載の装置。 （５）壁（７）と結合されている仕切り壁部分（１５）
   が筒状の部分を有し、該筒状の部分が位置調整可能な仕
   切り壁部分（２３）の筒状部分を案内していることを特
   徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の装置。 （６）仕切り壁が、処理室の鉛直方向の中心軸線と第１
   の空間部分とを取り囲み、第２の空間部分が、処理室を
   外側で制限している壁と仕切り壁との間に設けられてい
   る特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１つ
   に記載の装置において、溢れ縁（２７）が、仕切り壁（
   １３）の、溢れ縁の下部に接続している鉛直方向の部分
   を越えて、処理室（５）の中心軸線方向に突出している
   ことを特徴とする装置。 （７）流動性の処理基体内で微生物を処理するための装
   置であって、処理室と、該処理室内に配置される仕切り
   壁にして、処理室の内部空間を２つの空間部分に仕切り
   且つ上端に溢れ縁が形成されている仕切り壁と、処理基
   体を第１の空間部分の下端から他の第２の空間部分を通
   って上方へ搬送させるための少なくとも１つの搬送機構
   にして、処理基体を溢れ縁を介して第１の空間部分に還
   流させるための搬送機構と、ガス導管と、該ガス導管と
   結合され処理室の内部空間の少なくとも１つの口部に通
   じているガス分配装置とを有する装置において、少なく
   とも１つの口部（１５５）が、処理基体の流動方向に関
   して搬送機構 （１６３）と溢れ縁（１２９）との間に設けられている
   ことを特徴とする装置。 （８）口部（１５５）として、処理室（１０５）の軸線
   （１０７）を取り囲んでいるリングスリットが設けられ
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第７項に記載
   の装置。 （９）第２の空間部分が第１の空間部分を横断面にて環
   状に取り囲んでいる特許請求の範囲第７項または第８項
   に記載の装置において、少なくとも１つの口部（１５５
   ）が第２の空間部分（１２５）に設けられていることを
   特徴とする装置。 （１０）処理室の壁と仕切り壁とが、その下端方向で処
   理室の軸線に漸近している、垂直断面にて少なくとも部
   分的に湾曲している端部部分を有している特許請求の範
   囲第９項に記載の装置において、少なくとも１つの口部 （１５５）が、処理室の壁（１０９）の前記両端部部分
   と仕切り壁（１１９）の間に設けられていることを特徴
   とする装置。 （１１）口部（１５５）が処理室（１０５）の軸線（１
   ０７）から離れる方向に上方へ傾斜していることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１０項に記載の装置。 （１２）少なくとも１つの口部（１５５）が、片側で、
   仕切り壁（１１９）及び／または該仕切り壁と液密に結
   合されている要素によって画成されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第７項から第１１項までのいずれ
   か１つに記載の装置。 （１３）口部（１５５）が、互いに着脱可能に結合され
   ている部分（１３１、１４７）によって画成されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第７項から第１２項
   までのいずれか１つに記載の装置。 （１４）第１の空間部分の下端が、処理室の軸線に対し
   て同軸の首部によって第２の空間部分と連通し、前記首
   部内に、羽根車等として形成される搬送機構が配置され
   ている特許請求の範囲第７項から第１３項までのいずれ
   か１つに記載の装置において、首部（１３９）が、該首
   部を取り囲んでいるスリーブ（１３３）とともに環状の
   中空空間（１５３）を画成し、該中空空間（１５３）が
   、ガス導管（１７１）に通じ、且つガス分配装置（１５
   １）の口部（１５５）と連通していることを特徴とする
   装置。 （１５）ガス導管（１７１）が、少なくとも１つの口部
   （１５５）の上方で処理室の内部空間（１２１）内へ突
   出し、且つこの突出位置の領域に弁（１７３）を有し、
   該弁（１７３）が、取り入れ口（１７７）と、該取り入
   れ口を少なくとも１つの口部（１５５）と連通させてい
   る流路（１７９）と、該流路から処理室の内部空間（１
   ２１）に通じている少なくとも１つの分岐部（１８１）
   とを有していることと、前記弁（１７３）が、少なくと
   も１つの口部（１５５）を１つの位置で取り入れ口（１
   ７７）と連通させ、且つ他の位置で分岐部（１８１）と
   連通させるために設けられていることとを特徴とする、
   特許請求の範囲第７項から第１４項までのいずれか１つ
   に記載の装置。 （１６）溢れ縁（１２９）が高さ調整可能であることを
   特徴とする、特許請求の範囲第７項から第１５項までの
   いずれか１つに記載の装置。