JPS63156514A

JPS63156514A - 発酵槽用の酸素富化機

Info

Publication number: JPS63156514A
Application number: JP61302219A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Izumitani; 泉谷　直昭; Mitsushi Kawai; 満嗣河合; Yasushi Ueda; 上田　泰史
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1986-12-18
Publication date: 1988-06-29

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）この発明は、発酵槽用の酸素富化機、詳しくは好気性発
酵槽に酸素濃度の高い富化空気を供給するための酸素富
化機に関する。

（従来の技術）一般に、好気性発酵槽の培地溶液中に菌体や酵素などを
入れて発酵させる場合には、前記培地溶液中に大気を吹
込んで、該培地溶液中の溶存酸素量を高めるようにして
いるが、この培地溶液中に単に大気を吹込むだけでは、
該大気中の酸素量が少ないことから、前記培地溶液中の
溶存酸素量を充分に高めることができないのであり、従
って発酵に長時間を必要とするばかりか、生産物の咬口
が低下したり、また生産物の品質が不安定となるなどの
問題があった。

そこで従来では、酸素ボンベに充填された高濃度酸素や
、ＰＳＡ＠若法で吸若された高濃度酸素などを用い、こ
れら高濃度酸素を希釈して前記発酵槽の培准溶液中に吹
込み、該培地溶液中の溶存酸素量を高めることにより、
前記菌体や酵素などによる発酵作用を活性化して、発酵
時間を短縮すると共に、生産物の収量を高め、かつ生産
物の品質を安定させるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで以上のごとく、酸素ボンベに充填された高濃度
酸素や、ＰＳＡ吸着法による高濃度酸素などを用いる場
合、原料コストが非常に高くなり、しかも前記高濃度酸
素は、必ず希釈して前記発酵槽の培地溶液中に吹込む必
要があるため、ランニングコストが高くなるなどの新た
な問題が発生したのである。

本発明は以上のごとき問題に鑑みて成したもので、その
目的は、含フッ素アクリレートから成る非多孔膜が酸素
透過率に極めて優れており、この非多孔膜を通過させる
ことで酸素濃度の高い富化空気が得られることに普目し
、前記非多孔前校を利用することにより、原料コストや
ランニングコストを低廉にできながら、発酵時間を短縮
し、生産物の収量や品質を高めることができる酸素富化
機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、図面に示したごとく、酸素濃度の高い富化空
気を、発酵帖（９）に供給する発酵槽用の酸素富化機で
あって、空気取入口（１２）と排気口（１４）及び酸素
富化空気の取出口（１３）とを備えたケーシング（１１
）と、該ケーシング（１１）における前記空気取入口（
１２）と取出口（１３）との間に内装され、多数の多孔
膜中空糸（１６）を集束した酸素富化要素（１５）とか
ら成り、この酸素富化要素（１５）における前記各多孔
膜中空糸（１６）の表面に、含フッ素アクリレートから
成る非多孔膜（１７）を形成したことを特徴とするもの
である。

（作用）しかして前記酸素富化要素（１５）を構成する多孔膜中
空糸（１６）の表面に設けた含フッ素アクリレートから
成る非多孔膜（１７）は、酸素と窒素との分離特性に優
れ、多口の酸素を透過させる特性を備えている。

従って、前記ケーシング（１１）の空気取入口（１２）
から取入れられた空気が、前記酸素富化要素（１５）に
おける中空糸（１６）の非多孔膜（１７）を通過すると
きに、多量の酸素が透過されて、この酸素濃度の高い富
化空気が前記取出口（１３）から外部に取出され、該富
化空気が前記発酵槽（９）の培地溶液中に供給され、こ
の培地溶液中の酸素溶存量が高められて、菌体や酵素な
どの発酵作用が活性化されるのである。

（実施例）以下本発明にかかる発酵槽用の酸素富化機を図面の実施
例によって説明する。

第１図及び第２図に示した酸素富化機（１）は、上下に
蓋体（ｌｌａ）（ｌｌｂ）を設けた密閉構造の円筒状ケ
ーシング（１１）を形成し、該ケーシング（１１）の外
側壁に空気取入口（１２）を設けると共に、前記上部側
蓋体（ｌｌａ）に富化空気の取出口（１３）を、かつ前
記下部側蓋体（１１ｂ）に排気口（１４）をそれぞれ設
けている。

また前記ケーシング（１１）には、筒状をなす酸素富化
要素（１５）を内装するのであり、この酸素富化要素（
１５）は、次のごとく構成する。

即ち、第３図に示したごとく、長尺細径とされた多孔膜
中空糸（１６）を用い、該多孔膜中空糸（１６）の外表
面に含フッ素アクリレートから成る非多孔膜（１７）を
設けるのであり、斯くのごとく非多孔１！Ｘ（１７）を
設けた前記多孔膜中空糸（１６）の多数本を筒状に集束
させて、前記酸素富化要素（１５）を構成する。

また前記多孔膜中空糸（１６）は、直管状に形成するの
であり、斯くすることにより前記中空糸（１６）の多数
本を集束して得られる前記酸素富化要素（１５）が、コ
ンパクトで強度に優れたものとなるのである。

前記多孔膜中空糸（１６）は、例えば内径が１００〜２
００μ、外径が３００〜４００μで、０．１〜０．５μ
の多数の細径孔をもったポリエチレン又はポリプロピレ
ンなどから成る多孔質中空体で形成するのであり、具体
的には、三菱レイヨン製のＫＰＦ−１９０Ｇ又はＥＨＦ
−１９０Ｇなどが使用される。

また前記多孔膜中空糸（１６）の外表面に設ける前記非
多孔膜（１７）としては、酸素分離係数（α）が約２．
５〜４．５程度で、かつ酸素透過係数（Ｋｏ□）が約１
０〜１００ＸＩＯ−Ｉ′程度の含フッ素アクリレートが
使用され、この含フッ素アクリレートを、前記多孔膜中
空糸（１６）の外表面に、約０．１〜２μの厚みにコー
ティングして形成される。

更に、前記含フッ素アクリレートとしては、例えばαＦ
ＩＦＯ，αＦＳｉ２、αＦＮＰ系の化合物が使用される
のである。

前記αＦ６ＦＯ系の化合物としては、例えばＣＨ２＝Ｃ
ＦＣＯＯＣＨ２ＣＦ　（ｃｒ；’ｓ　）ＱＣ，Ｆ。

が使用され、この化合物の酸素分離係数（α）は３．０
であり、かつ酸素透過係数（ＫＯ２）は６５　　Ｘ　　
１　０　　　−”　　　（ｅｃ＠ａｍ／ａｍ’　　　＊
　　　Ｓ　　ｅ　　Ｃ”ｃｍ”［Ｉｇ）であり、また前記αＦＳｉ２系の化合物としては、例えばＣＨ２
：ＣＦＣＯＯＣＨ２Ｓ　ｉ　（ＣＨｓ　）２−ｏｌｔ　
（ＣＨ３）３が使用され、この化合物の酸素分離係数（α）は２．６
５であり、かつ酸素透過係数（Ｋｏ□）は１　　３　　
０　　Ｘ　　　１　　０　　　（ｃｃ　　１１　　ｃｍ
／　　ｃｍ”　　　　・　　Ｓ　　　ｅ　　　Ｃ＠　　
ｃｍ　　・　Ｈｇ）であり、　更に前記ａＦＮＰ系の化
合物としては、例えばＣＨ２＝ＣＦＣＯＯＣＨ２Ｃ（ＣＨ−）−が使用され、
この化合物の酸素分離係数（α）は４．１であり、かつ
酸素透過係数（Ｋｏ□）は２１　Ｘ　１０　　””　（
ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ”　　ｅ　ｓ　ｅ　ｃ　＠ｃ＋＋ｓＨ
ｇ）である。

しかして以上のような含フッ素アクリレートから成る非
多孔１（１７）を、前記中空糸（１６）の外表面に形成
する場合、前記非多孔膜（１７）に空気を通過させるこ
とによって、該空気中の窒素と酸素とが効率良く分離さ
れ、酸素濃度３０〜４５％の富化空気が得られるのであ
る。

以上のごとく形成した酸素富化要素（１５）は、前記ケ
ーシング（１１）の中心内部に装填するのであり、具体
的には第１図及び第２図で明らかなごとく、前記富化要
素（１５）を構成する前記各中空糸（１６）の開口一端
側が、前記上部側蓋体（１１ａ）の内部に形成される流
出チャンバー（１１ｃ）と対向し、かつ開口他端臼が前
記下部側蓋体（１１ｂ）に設けた前記排気口（１４）の
基端側一部で閉鎖されるごとく、前記ケーシング（１１
）内に前記酸素富化要素（１５）を装填するのである。

前記各図の実施例においては、前記ケーシング（１１）
の中心内部に筒状の支持体（１８）を設け、該支持体（
１８）の外周部位に前記酸素富化要素（１５）を担持さ
せるようにしている。

１、か１７で以上の構成された酸素富化機（１）におい
ては、前記空気取入口（１２）から前記ケーシング（１
１）内に空気が取入れられ、この空気が前記酸素富化要
素（１５）における各多孔膜中空糸（１６）の非多孔１
％（１７）に至ったとき、該非多孔膜（１７）により前
記空気中の窒素と酸素とが分離され、多量の酸素が透過
されて、前記各中空糸（１６）の内部を通って前記上部
側蓋体（ｌｌａ）の流出チャンバー（１１ｃ）に至り、
該チャンバー（ｌｌｃ）から前記取出口（１３）を介し
、高酸素濃度（３０〜４５％）の富化空気さして外部に
取出されるのである。

次に以上のごとく構成された酸素富化機（１）の具体的
な使用例について説明する。

先ず、第４図は発酵装置の真空式フローンートを示して
おり、前記酸素富化機（１）におけるケーシング（１１
）の空気取入口（１２）との対向部位に、送風ファン（
２）を設けると共に、前記ケーシング（１１）の富化空
気取出口（１３）に、真空ポンプ（３）、蒸発器（４）
、加圧ボンプ（５）、凝縮器（６）、水分分離器（７）
及び除菌フィルター（８）を介装させて発酵槽（９）を
ｔ妾続している。

前記発酵槽（９）には、モータ（９１）で回転駆動され
る撹拌羽根（９２）を設けて、該撹拌羽根（９２）によ
り前記発酵槽（９）に装填された培地溶液を撹拌するご
と（しており、また前記発酵槽（９）の内方底部には、
前記除菌フィルター（８）に接続された散気管（９３）
を配置している。

しかして以上の発酵装置において、前記富化機（１）の
ケーシング（１１）は、内部が前記真空ポンプ（３）に
より負圧状態に保持されて、前記送風ファン（２）によ
る吹出空気が、前記空気取入口（１２）から前記ケーシ
ング（１１）の内部に取入れられ、該ケーシング（１１
）内の富化要素（１５）で酸素濃度の高い富化空気が生
成される。また該富化空気は、前記ケーシング（１１）
の取出口（１３）から、前記真空ポンプ（３）を介して
前記蒸発器（４）に供給され、この蒸発器（４）で前記
富化空気が冷却された後、前記加圧ポンプ（５）へと供
給されて加圧され、この後前記凝縮器（６）に至って前
記富化空気が常温に戻され、前記水分分離器（７）で水
分が除去され、しかる後前記除菌フィルター（８）を経
て前記発酵槽（９）の散気管（９３）から前記培地溶液
中に吹出され、該培地溶液中の菌体や酵素などによる発
酵作用が活性化されるのである。

また前記発酵装置は、第５図に示したごとく、加圧式と
なすことも可能であり、即ち前記酸素富化機（１）にお
けるケーシング（１１）の空気取入口（１２）側に、圧
縮機（２１）と冷却器（２２）とを接続して、この圧縮
機（２１）で圧縮された加圧空気を前記冷却器（２２）
を介して前記ケーシング（１１）の内部に供給するごと
くなすと共に、該ケーシング（１１）の取出口（１３）
側に、凝縮器（２３）を接続し、この凝縮器（２３）の
出口側を前記発酵槽（９）に接続するようにしでもよく
、斯くのごとく加圧式となす場合には、前記圧縮機（２
１）の圧縮圧力を調節することにより、前記酸素富化機
（１）に内装した富化要素（１５）により富化空気の酸
素濃度を調整することができる。

尚、前記実施例においては、前記発酵槽（９）の培地溶
液に菌体や酵素を入れて発酵作用で生産物を得る場合に
ついて説明したが、本発明は前記発酵槽（９）に菌体な
どを入れて該菌体などを培養させる培養手段としても利
用できる。

（発明の効果）以上説明したごとく本発明にかかる発酵格用の酸素富化
機では、空気取入口（１２）と排気口（１４）及び酸素
富化空気の取出口（１３）とを備えたケーシング（１１
）と、該ケーシング（１１）における前記空気取入口（
１２）と取出口（１３）との間に内装され、多数の多孔
膜中空糸（１６）を集束した酸素富化要素（１５）とか
ら成り、この酸素富化要素（１５）における前記各多孔
膜中空糸（１６）の表面に、含フッ素アクリレートから
成る非多孔膜（１７）を形成したから、従来のものに比
べて、原料コスト及びランニングコストを低能にできる
ばかりか、発酵時間を短縮して、生産物の収量や品質を
高め得るに至ったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる発酵槽用の酸素富化機を示す半
断面図、第２図は同半断乎面図、第３図は多孔膜中空糸
の拡大斜面図、第４図及び第５図はそれぞれ酸素富化機
の使用例を示すフローシートである。（１１）・嗜・・・ケーシング（１２）・・・Φ・空気取入口（１３）・・φ会・富化空気取出口（１４）・・・・・排気口（１５）・・・・・酸素富化要素（１６）・・・１１１１多孔膜中空糸（１７）・・Ｉ＋会・非多孔膜（９）−・・・・・発酵槽

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸素濃度の高い富化空気を、発酵槽（９）に供給
する発酵槽用の酸素富化機であって、空気取入口（１２
）と排気口（１４）及び酸素富化空気の取出口（１３）
とを備えたケーシング（１１）と、該ケーシング（１１
）における前記空気取入口（１２）と取出口（１３）と
の間に内装され、多数の多孔膜中空糸（１６）を集束し
た酸素富化要素（１５）とから成り、この酸素富化要素
（１５）における前記各多孔膜中空糸（１６）の表面に
、含フッ素アクリレートから成る非多孔膜（１７）を形
成したことを特徴とする発酵槽用の酸素富化機。