JPS5823073B2 - 溶存酸素の調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は微生物培養液や汚泥中の溶存酸素を要求量に
収束せしめることにより、微生物の培養を容易ならしめ
る方法に関するものである。

溶液中の溶存酸素量を調整することは酵母細菌等の微生
物の収率を増大させる上で必須不可欠の要素とされてい
るが、従来、この調整は人手により勘と熟練に頼って行
なわれていたため非常なバラツキが生じていたばかりで
なく、培養には通常２４〜７２時間の連続運転を行なう
ものであるため作業的にもかなりの重労働であって、こ
れを自動化することが要望されていた。

これに対して、近年自動化された微生物の培養に特公昭
４５−１８２７３号公報の技術が公表されているが、こ
れは培養液中の溶存酸素量をある設定された上限、下限
の範囲内に設定し、溶存酸素量の測定値が上限、下限を
逸脱した場合に適正な酸素量を供給するごとく攪拌又は
通気を増減し、測定値が上記範囲（許容範囲）内にある
場合には攪拌又は通気を増減しないようにしたものであ
り、これにより培養の自動運転が可能となったものであ
る。

しかしながら、上記技術は上限、下限の２位置を設定し
て、溶存酸素量が許容範囲内にある場合には攪拌、通気
のいづれの場合も前の状態を保持している。

しかし、測定値が許容範囲を逸脱した場合は、酸素消費
量は短時間に数倍以上に変化するため、一旦逸脱した後
に許容範囲内に戻すには、かなりの長時間を要して培養
される微生物に悪影響を及ぼし、特に酸素量に鋭敏な微
生物の場合には培養が不可能となる可能性があった。

この発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、溶存酸素量を自動的に調整することは勿論、溶存酸
素量を常に所定の設定値の近傍に調節することができる
方法を提供するものであり、以下に詳細に説明する。

第１図はこの発明方法を示す概略図であり１は微生物ヲ
培養するためのジャーで、槽１ａ内に攪拌子２と溶液中
の溶存酸素量を測定するための電極３が具備しており、
スターテ１ｂには攪拌用モータ４と、この攪拌用モータ
４に連結する攪拌子２の回転数を後述するシーケンスに
伝達するジェネレータ５が内蔵される。

上記攪拌子２は攪拌用モータ４の回転駆動力がマグネッ
ト等の適宜の手段で伝達されて槽１ａ内の溶液を攪拌す
るためのもので、このスターテ１ｂの攪拌により空気中
の酸素を溶液内に溶解するようになっている。

上記測定用の電極３は記録計６と時間比例式調節計７に
連結しており、電極３の測定値がこれらの記録計６と時
間比例式調節計７に共に伝達され、記録計６で前記測定
値をスターテ１ｂの回転数と相関せしめてグラフに記録
し、時間比例式調節計７で測定値を感知すると同時に該
測定値とあらかじめ設定しておいた設定値との偏差を計
算し、この偏差に応じて攪拌用モータ４の増速または減
速作動時間比率を決定し、これを電気的信号に変換して
シーケンス８を介して、モータ４に伝達し、該モータ４
を駆動するものである。

上記のシーケンス８は上記時間比例式調節計７からの電
気信号を内蔵するポテンショメータとこのポテンショメ
ータを駆動する可逆転モータとにより増速または減速量
に変換し、これを攪拌用モータ４に伝達すると共に、ジ
ェネレータ５からの信号を受け、これを記録計６に伝達
する記録用信号とするものである。

このように構成されたこの発明は、まず、培養する微生
物の種類、培養量に応じてあらかじめ必要な溶存酸素量
を設定し、時間比例式調節計７に記憶させておく。

次に槽１ａ内に設置した電極３により溶液内の溶存酸素
量を測定し、これを記録計６に伝達して記録すると共に
、時間比例式調節計７に伝達する。

時間比例式調節計７では前述のように測定値と設定値と
の偏差を算出して攪拌用モータ４の増速または減速の作
動時間比率を決定し、これをシーケンス８を介して攪拌
用モータ４に伝達して偏差をゼロにするように攪拌子２
を増速または減速しつつ回転し、渦巻流を生起して、空
気中の酸素を必要量だけ溶解せしめる。

同時にこのスターク１ｂの回転数を記録計６で記録する
ことにより、第２図のような測定値、設定値及び回転数
の相関グラフを得る。

従って、例えば駆動直後における測定値の偏差が大きい
としても、偏差がプラス、マイナスを繰返して序々に設
定値に近づき、一定時間経過後にはほとんど設定値に収
束して測定値の変動がなくなり、微生物培養の良好な環
境が得られるものである。

この場合、培養する微生物の種類、量により必要とする
酸素量は異なるが、それに応じて攪拌用モータの能力は
適宜選択すればよい。

以上、詳述したように、この発明の方法による場合は、
溶存酸素量調整を全く自動化して行なうことが可能で従
事する人員の削減ができ、熟練も要さず、作業性も良好
であるばかりでな（、溶存酸素量を設定値に序々に収束
せしめることができるため、一定時間後には測定値の変
動がほとんどなくなり、非常に良好な培養環境が得られ
る等、優れた効果を奏することができると共にこの発明
によるとＰＩＤ制御方式よりも安価にかつ単純なｏｎ
−ｏｆｆ制御方式よりも質の高い制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による回路図、第２図はこの発明によ
り得られる相関グラフである。 １・・・・・・ジャー、１ｂ・・・・・・スターク、２
・・・・・・攪拌子、３・・・・・・電極、４・・・・
・・攪拌用モータ、５・・・・・・ジェネレータ、６・
・・・・・記録計、７・・・・・・時間比例式調節計、
８・・・・・・シーケンス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶液中の溶存酸素量を測定することにより、該測値
   と設定値との偏差に応じて、該偏差をゼロとするように
   攪拌用モータの増速または減速作動時間比率を調節する
   ことを特徴とする溶存酸素の調整方法。