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JPS63141576A - 固体法による連続微生物培養・分取装置 - Google Patents

固体法による連続微生物培養・分取装置

Info

Publication number
JPS63141576A
JPS63141576A JP28674886A JP28674886A JPS63141576A JP S63141576 A JPS63141576 A JP S63141576A JP 28674886 A JP28674886 A JP 28674886A JP 28674886 A JP28674886 A JP 28674886A JP S63141576 A JPS63141576 A JP S63141576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microorganisms
air
growth
culture solution
bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28674886A
Other languages
English (en)
Inventor
Iori Aoki
青木 五百里
Kimiaki Yasuda
公昭 安田
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.)
AGURO SYST KK
SAKAI ENG KK
Original Assignee
AGURO SYST KK
SAKAI ENG KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AGURO SYST KK, SAKAI ENG KK filed Critical AGURO SYST KK
Priority to JP28674886A priority Critical patent/JPS63141576A/ja
Publication of JPS63141576A publication Critical patent/JPS63141576A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/16Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
    • C12M25/18Fixed or packed bed
    • 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
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/10Perfusion
    • 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
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/04Flat or tray type, drawers
    • 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
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
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  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

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〕 本発明は生理及び増殖活性を高める好気性細菌。
通性嫌気性細菌、酵母及び真菌類の大量連続培養分取装
置に関するものである。この装置の利用分野は、抗生物
質生産・酵素生産・アミノ酸醗酵等の従来方式であるジ
ャーファーメンタ−に代替できる産業に適用できる。
〔従来の技術〕
従来、微生物へ大量の酸素を供給する方法としては大気
をブロアー等を用いて多孔質材料を通して溶液中に気泡
状態で吹き込んで供給する方法が一般的に採用されてい
る。
【発明が解決しようとする問題点〕
従来法であると、栄養源の豊富な培養液の場合は酸素が
一旦溶液中に溶解した後に微生物に取り込まれるため酸
素の培養液への溶解速度が微生物の酸素消費に追い付か
なくなり、見掛上、培養液は常に無酸素状態になってい
る。つまり酸素を含んだ気泡に微生物が接触する頻度が
極めて低い事となる欠点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は以下に説明する如き装置を用いて微生物に対し
充分な酸素を供給することによって生理及び増殖活性を
高める好気性細菌2通性嫌気性細菌、酵母及び真菌類な
どの微生物を大量に、しかも連続的に培養分取する技術
に関するものである。
以下に本発明に係る微生物生産装置(以下、Biopr
ot−αと略記する)を図面を用いて詳説する。
図は本発明の一実施例を示す概略図であって図中(1)
はこの内部に培養液を噴霧するスプレーノズル(2)と
空気の吸入口(3)を上部に備えた上部反応室、(4)
は微生物の増殖ベッドで原動装置(6)によってエンド
レスに回転せしめられるコンベアチェーンに取付金具を
会して組み付けられ、連続して反応室を順次通過循環す
る。(5)は増殖ベッド(4)を通過した空気や培養液
を受け、本体外部の培養液貯槽(12)への排出口を備
えた下部反応室、上記(1)〜(6)の各装置の外に後
述する増殖した微生物を回収する高圧噴霧水発射ノズル
(25)やその直下の受液槽(28)等でBiopro
t−aの本体が構成されている。また(7)は増殖ベッ
ド(4)中の微生物に大量の空気を連続して供給するた
めの送風機で、空気はダクト(8)を通って上部反応室
(1)の空気吸入口(3)まで送られる。(9)は必要
に応じて空気を所望温度に加熱する熱交換器。
(10)は空気中の塵、雑菌等が装置内へ侵入するのを
防ぐフィルターである。下部反応室(5)から排出され
た空気と培養液は、排出ダクト(11)を通り培養液貯
槽(12)へ入る。ここで空気は培養液貯槽と接続して
設けられている排気ダクト(13)を通ってダクト中の
ミストエリミネータ−(14)によってミスト分を除去
され、必要に応じて殺菌された後、外気中に排出される
微生物の増殖に必要な栄養源となる原液は原液貯槽より
原液供給ポンプ(24)によって第1培養液貯槽へ連続
的に送られ、此処で微生物を含んだ原液である循環中の
培養液と混合し、培養液循環ポンプ(15)によって反
応室に送られる。第1と第2培養液貯槽並びに第3と第
4培養液貯槽は各々連通管(16)で以て各々同水位に
保たれ、第2培養液貯槽に付属するオーバーフロー管(
17)に第1培養液貯槽への原液の流入によって増加し
た培養液が第3培養液貯槽へ流入し、培養液の更新が図
られると共に液面を一定レベルに保つ、培養液貯蔵の培
養液は培養液循環ポンプ(15)によって一部は培養液
貯槽に戻されて貯槽内部の撹拌に使用されるが、大半は
上部反応室に送られスプレーノズルより噴霧されて増殖
ベッドに供給される。送液途中には流量計(31)が設
けられていて供給量が最適になる様に調整される。
Bioprot−α本体内部において反応室内と反応室
外とはシールされているが、増殖ベッド内部を通過する
などして反応室外へ出た空気や培養液は本体最低部に於
いて集められ、本体外部の貯槽(18)に導びかれ、こ
の貯槽内の液面コントロールによって貯量が一定量に達
した段階で第3培養液貯槽へ移送ポンプ(19)によっ
て送られ再度循環使用される。
また培養液貯槽は培養液を最適のpHに保つ為にpH調
整装置を備えている。その為に各貯槽においてpH測定
器(20)でpHを測定し、pH調整用薬液貯槽(21
)より各薬液注入ポンプ(22)によって各貯槽に送り
、適当なPHに調整される。この際、各貯槽の撹拌を培
養液循環ポンプ(15)よりの一部戻し液によって行な
い、薬液と培養液の混合を促進する。
培養液は各培養液貯槽間を連結する連通管(16)や′
オーバーフロー管(17)によって順次第1貯槽から第
4貯槽へと移動するが、第4貯槽においては液面制御に
よって第4培養液貯槽の液位が常に一定になる様に培養
液排出ポンプ(23)によって増加した培養液は次の工
程へ送られる。
また、増殖ベッドに於いて増殖した微生物は高圧噴霧水
を増殖ベッドに放射することによって回収される。之は
第4反応室の直後に高圧噴霧水を放射するノズル(25
)を設け、之に高圧噴霧用給液貯槽(26)より高圧噴
霧ポンプ(27)によって高圧水を送り込み、ノズルよ
りの放射液によって増殖ベッド中の増殖した微生物の分
だけ洗い流して回収するものであり、増殖ベッドより流
出した微生物は直下の受液槽(28)より本体外部の微
生物回収槽(29)へ入り、回収液移送ポンプ(30)
により、遠心分離機へ移送され、此処で微生物を含む重
液部と上澄部分の軽液部に分画され、回収される。軽液
部の一部は再び高圧噴霧用給液貯槽(26)に戻されて
反復使用される。
微生物の増殖ベッドに連続多孔質素材(内部気泡径φ2
〜5m)を用いる理由は、通気性及び通水性が良いこと
と材質の表面積が大きいことの為である。微生物は該増
殖ベッドに着床し、そこで増殖する。該増殖ベッドは図
に示す様な装置により30分〜1時間で1回転し、その
任意回転毎に増殖した菌量だけ高圧噴霧水で回収される
。このシステムの特徴は、増殖した微生物は連続的に回
収され、微生物培養は無限増殖系になり常に一定の成長
段階、即ち同調培養が可能になる。同調培養は製品の一
定品質を保証するものである。高圧噴霧水で剥離した微
生物は遠心分離機によって微生物を含む重液部と上澄部
分の軽液部に分画され、重液部は有用産物の活性が低下
しない方法によって乾燥粉末化され、軽液部の一部は再
び培養液に戻される。そして残りの有用産物を含有する
培養液は、その活性が低下しない方法によって液の侭或
いは乾燥粉末化して回収される。
〔実施例〕
Bioprot−aの処理能力は、実験値から8.0.
D。
20 、000ppmの有機物濃度の培養液で増殖ベッ
ドボリュームの10倍が算出されている。例えば、B、
O,D、 20,000ppmの澱粉廃液が1日当りl
OOトン排出される工場を想定した場合、 Biopr
ot−αのベッドボリュームは10rn’になり、この
ベッドボリュームを基本にしてBioprot−αの各
部分が設計される。この場合、アミラーゼを含有する細
菌乾燥粉末の生産量は概ね1.0〜1.5トン/日にな
る。之は廃液の乾燥重量の20〜30%に当り、また処
理液のn、o、o、はx、oooppm以下に低下する
〔効果〕
本発明の如く微生物を培養液中で培養せずに栄養液を空
気と共に噴霧する方法を用いれば、微生物表面へは栄養
の補給が滞りなく行なわれ、しかも菌体はその培養液で
被膜されるから菌体表面が乾燥することも無く、酸素の
供給は迅速且つ充分に行なわれることになる。また、空
気は圧力ファンによって圧送されるから菌体表面を常に
培養液が流動するために微生物の代謝産物が菌体表面に
蓄積されること無く流出する。この栄養源の供給は連続
的に行なわれるために、その代謝産物は系から常にWa
sh−outされることになる。増殖ベッドに一定数以
上の微生物が着床した場合は、微生物は基質の刺激と充
分な酸素の供給、そして増殖に必要な栄養源の欠乏とい
う環境条件下に晒されるため主栄養素に対する有用産物
の産生が活性化する。同時に増殖ベッドは常に連続的に
一定方向に一定回転をしているため、微生物は物理的に
一定間隔の刺激を受けることにより微生物増殖は同調す
ることになる。
之は一定品質の目的有用産物を含有する微生物或いは培
養液中に排泄される有用産物含有培養液を持続的回収出
来ることを意味し、工業的生産を可能にするものである
以上の様に本発明は細菌・酵母及び真菌の連続大量培養
連続大量分取システムであり、可動式連続発泡固定床に
培養液と共に除菌エアーを大量に吹き付ける方式を採用
しているために、固定床内の微生物の増殖活性が非常に
高く、装置がユニット化されているため生産規模を任意
に設定出来る、などの特徴も有し、従来方式と比較して
も酵素・生理活性物質或いは、それ以外の特定有用代謝
産物の大量生産システムとしては遥かに優れ、装置がよ
りコンパクトであり、応用境域が広い等の特徴も併せ持
つ連続有用産物製造装置として多大の価値を有するもの
である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明に成る微生物連続生産装置の一実施例の概略
図である。 図中 1・・・・上部反応室 2・・・・スプレーノズル 3・・・・空気吸入口 4・・・・微生物増殖ベッド 5・・・・培養液貯槽(下部反応室) 6・・・・原動装置 7・・・・送風機 8・・・・ダクト 9・・・・熱交換器 10・・・・フィルター 11・・・・排出ダクト 12・・・・培養液貯槽 13・・・・排気ダクト 14・・・・ミストエリミネータ− 15・・・・培養液循環ポンプ 16・・・・連通管 17・・・・オーバーフロー管 18・・・・本体外部貯槽 19・・・・移送ポンプ 20・・・・pH測定器 21・・・・pH調整用薬液貯槽 22・・・・薬液注入ポンプ 23・・・・培養液排出ポンプ 24・・・・原液供給ポンプ 25・・・・高圧噴霧水放射ノズル 26・・・・高圧噴霧用給液貯槽 27・・・・高圧噴霧ポンプ 28・・・・微生物受液槽 29・・・・微生物回収槽 30・・・・回収液移送ポンプ 31・・・・流量計 特許出願人酒伊エンジニャリング株式会社株式会社 ア
グロシステムズ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 微生物の増殖と有用産物(酵素および抗生物質等の
    生理活性物質)産生のための反応室と、この反応室を連
    続して通過しエンドレスで循環する微生物(細菌・真菌
    )増殖ベッドと、増殖ベッドに接種された微生物に対し
    噴霧状にした栄養源を反応室内で連続的に供給せしめる
    微生物を含んだ培養液の圧送循環手段と、反応室内に大
    量の空気を連続的に供給せしめる手段及び培養液のpH
    調整装置や、増殖ベッド中の微生物を回収する装置等の
    補助設備から成り、微生物の増殖ベッドとして連続多孔
    質素材が用いられており、このものに大量の空気或いは
    酸素を噴霧状にした栄養源と共に連続的に微生物に供給
    せしめ、エンドレスの増殖ベッドに増殖した菌量だけ高
    圧噴霧水で回収する如くしたことを特徴とする固体法に
    よる連続微生物培養・分取装置。
JP28674886A 1986-12-03 1986-12-03 固体法による連続微生物培養・分取装置 Pending JPS63141576A (ja)

Priority Applications (1)

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JP28674886A JPS63141576A (ja) 1986-12-03 1986-12-03 固体法による連続微生物培養・分取装置

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JPS63141576A true JPS63141576A (ja) 1988-06-14

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ID=17708522

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JP28674886A Pending JPS63141576A (ja) 1986-12-03 1986-12-03 固体法による連続微生物培養・分取装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011097566A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Renewable Process Technologies Llc System and method for producing biomaterials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011097566A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Renewable Process Technologies Llc System and method for producing biomaterials
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