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JPS6212988B2 - - Google Patents
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JPS6212988B2 - - Google Patents

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JPS6212988B2
JPS6212988B2 JP19838784A JP19838784A JPS6212988B2 JP S6212988 B2 JPS6212988 B2 JP S6212988B2 JP 19838784 A JP19838784 A JP 19838784A JP 19838784 A JP19838784 A JP 19838784A JP S6212988 B2 JPS6212988 B2 JP S6212988B2
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bioreactor
gas
liquid
steam
inoculator
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JP19838784A
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JPS60102182A (ja
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Washirieuitsuchi Redeikurutsuefu Yuurii
Andoreeuitsuchi Ritobinenko Reonido
Reonidoitsuchi Gororefu Efugenii
Arekuseeuitsuchi Gororewa Ryudomira
Nikoraeuitsuchi Cherumensukii Domitorii
Konsut Georugii
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INSUCHI BIOHIMII I FUIJIOROJII MIKUROORUGANIZUMOFU AN SSSR
Original Assignee
INSUCHI BIOHIMII I FUIJIOROJII MIKUROORUGANIZUMOFU AN SSSR
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    • 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
    • C12M29/14Pressurized fluid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor
    • A61L2/02Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor using physical processes
    • A61L2/04Heat
    • A61L2/06Hot gas
    • A61L2/07Steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/90Apparatus therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M41/44Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of volume or liquid level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、一般に固形体の栄養物基体に微生物
を培養するための装置に関し、特に植物性原料を
生物学的に変換させるための装置に関する。
本発明は、植物性たん白質、アミノ酸、酵素、
植物の生物学的保護物質、バクテリア肥料などを
作るための微生物学に適用することができる。本
発明は、種々の酸を得たり、酸化および還元反応
を実施するための化学工業と同様に、ビタミン、
抗生物質、ホルモン、毒素および他の調製品を、
微生物の不動細胞を利用するバクテリア変態によ
り作るために調剤上の業務に利用することもでき
る。さらに、提案された装置は、局部的に成長し
た植物性原料を大きな利益をもつて利用したり、
農場副産物を、アミノ酸に富んだ高たん白質のか
いばに変えたりするために農業で成功裡に使用す
ることができる。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
今日の工業方法では、植物性原料の生物学的変
換は、原料が、孔の明いた棚に広げられるバイオ
リアクタで、または機械的撹拌機を利用するバイ
オリアクタで実施される。
栄養物媒体の厚いベツドで微生物を培養するた
めの機械化された装置が知られている(ソ連、
“Pischevaya promyshlennost”発行所、モスコ
ー、1979年、K.A.KalunyantsおよびL.I.Golger
著“Mikrobnye fermentnye preparaty”―微生
物発酵調整品を参照)。
この装置は、ほぼ垂直な円筒の形態のバイオリ
アクタからなり、前記の円筒が有孔板によりいく
つかの区分に分けられ、かつその上部には、植物
性原料を装入しかつ接種材料を導入するためのポ
ートが設けられている。植物性原料が有孔板の上
に層をなして配置される。バイオリアクタ内の各
区分には、層の予め選択されたレベルを維持し、
かつ空気分配を確保して各区分の原料が腐るのを
防止するように意図された撹拌手段が設けられて
いる。
バイオリアクタは、各区分へ有孔板の下側に所
定の温度で給送される蒸気源と圧縮空気源に密封
状態で接続されている。
熱伝達と生物学的変換が層で起り、これらの植
物性原料の層の各々が活溌に空気混和される。
最終製品がバイオリアクタの下方テーパー区分
へ配送されて、受け入れホツパーの中へ排出され
る。
しかしながら、バイオリアクタの上記構造は、
その製造のために多量の金属を消費することを必
要とする。他の欠点は、バイオリアクタが植物性
原料で装荷されるときにバイオリアクタの全容積
の一部しか利用されず、そのため装置の効率が低
くなることである。
また、植物性原料を生物学的に変換させる次の
ような装置も周知であり(ソ連、U.E.Viesturそ
の他、“Tezisy dokladov―Biokonversiya
rastitelnogo syrya”2巻、p.184、Riga,1982
年、“Bioreaktor dlya tverdofanznoi fermenta
―tsii”―固体相発酵参照)、この装置は、植物性
原料を装入しかつ最終製品を排出するための手段
と連通するバイオリアクタを有し、このバイオリ
アクタは、接種器、圧縮空気源および蒸気源に管
路により連結されている。
そのバイオリアクタは、截頭円錐の形態の底部
とカバー板を有するほぼ円筒形の容器として形造
られており、この円筒形容器には熱伝達ジヤケツ
トが設けられている。容器内にはこれと同軸に、
デイフユーザ/熱交換器が配置されており、これ
には、植物性原料を撹拌し、かつ成長している微
生物または菌糸体菌類の熱伝達とマス移動を与え
るウオームおよび撹拌機の形態の混合手段が収容
されている。
植物性原料を装入しかつ最終製品を排出するた
めの手段が可逆スクリユーコンベヤとして形造ら
れている。
操作に先立ち、バイオリアクタを植物性原料
で、デイフユーザ/熱交換器の上縁を越えないレ
ベルまで装荷する。
その後、蒸気源から熱伝達ジヤケツトおよびデ
イフユーザ/熱交換器へ給送される飽和蒸気によ
りバイオリアクタを消毒する。
消毒に引き続き、接種材料、得に菌糸体菌類を
植物性原料へ導入し、一方制御ユニツトを、撹拌
手段を作動させるため所定のパラメータで負荷
し、圧縮空気の流量、温度制御範囲およびバイオ
リアクタのPH値を維持し、そして最終製品を排出
するために操作終了時間を制御する。
生物学的変換中に、回転するウオームが、菌糸
体菌類のための栄養物基体として作用する植物性
原料を捕えて、それを上方へ搬送してデイフユー
ザ/熱交換器の縁を越えて流れる。このようにし
て、培養されている菌糸体の熱伝達とマス移動お
よび栄養物基体のすみからすみまでのその一様な
分布が確保される。
ウオームと撹拌機が、制御ユニツトにより脈動
的に付勢されると、反対方向に回転する。菌糸体
菌類を空気混和するための圧縮空気が圧縮空気源
からのバクテリアフイルタを通して配送される。
生物学的変換の過程を実施するために必要な所
定の滞留時間が満了すると、菌類さん白質の豊富
な最終製品を排出するためにスクリユーコンベヤ
が作用される。
しかしながら、バイオリアクタが多くてその容
積の半分まで植物性原料で装荷される。なぜな
ら、そこには、バイオリアクタを植物性原料で部
分的に装荷したときしか正常に機能できないデイ
フユーザ/熱交換器が設けられているので、バイ
オリアクタを完全に負荷することができないから
である。このことは、装置の能率に影響を与え、
かつ撹拌手段の作動により生物学的変換過程のた
めに付加的な動力消費を必要とする。
さらに注意しなければならないことは、撹拌手
段をバイオリアクタで使用することにより、植物
性原料本体で成長している菌糸体菌類の構造を乱
し、このためこのように破壊された構造の回復と
関連して付加的な時間を浪費することになり、そ
れがまた装置の能率を低くする。
〔発明の目的〕
本発明は、バイオリアクタの全容積の到る所で
熱伝達とマス移動を確保するようなガス―蒸気と
ガス―液体流の分配部を有する、植物性原料を生
物学的に変換させる装置を設けることに向けられ
ている。
〔発明の概要〕
本発明の目的を達成するには、植物性原料を装
入しかつ最終製品を排出するための手段と連通し
たバイオリアクタを備え、このバイオリアクタが
ガス―蒸気、液体―蒸気流および接種材料の流れ
を発生させる、接種器、圧縮空気源および蒸気源
に管により連結され、かつこれらが制御ユニツト
と電気的に接続されている、植物性原料を生物学
的に変換させる装置において、本発明により次の
ようにすれば良い。すなわち、バイオリアクタか
ら転置可能な余剰液体を貯えるための圧力―密閉
室を有し、この圧力―密閉室が液体レベル制御手
段を備え、かつ弁を有するガス―蒸気流を搬送す
る管により圧縮空気源、大気、接種器および蒸気
源に連結され、そして圧力―密閉室が、弁を有す
るガス―液体流を搬送する管によりバイオリアク
タと蒸気源に連結され、またガス―蒸気、ガス―
液体流および接種材料の流れの分配器を備え、こ
の分配器は、逆止め弁を有する管により液体レベ
ル制御手段に連結され、かつ弁を有する他の管に
より接種器に連結され、さらにバイオリアクタ内
にその高さに関して種々のレベルで配置されてい
て、かつ弁を有する管によりガス―蒸気、ガス―
液体流および接種材料の流れの分配器に連結され
たフイーダと、バイオリアクタと蒸気源の間に設
けられた、ガス―蒸気とガス―液体流を循環する
ためのポンプとを備え、制御ユニツトがその相応
する出力により、圧力―密閉室を圧縮空気源、大
気、接種器、蒸気源およびバイオリアクタと連通
させる管に設けられた弁に接続され、また制御ユ
ニツトが、ガス―蒸気、ガス―液体流および接種
材料の流れの分配器を接種器とフイーダに連結す
る管に設けられた弁に、およびポンプに接続され
ているようにすれば良い。
植物性原料を生物学的に変換させるための装置
が管として形造られ、バイオリアクタに浸漬可能
なその一端が、半径方向に延びる孔を有し、この
端部の面がカバーキヤツプによりふさがれている
のが望ましい。
植物性原料を生物学的に変換させるための提案
された装置において、この原料を装入しかつ最終
製品を排出するための手段が、バイオリアクタの
内側に取りつけられた容器として形造られ、この
容器には、フイーダを介して容器に入れられるガ
ス―蒸気、ガス―液体流および接種材料の流れに
より植物性原料が締め固まるのを防止するために
孔のあいた壁と底部があり、容器の壁と底部の孔
の横断面積が植物性原料の粒子の大きさより小さ
いのが得策である。
提案された装置は組立てが簡単であり、かつそ
の製造に消費される金属が従来技術の装置より少
なくてすむ。バイオリアクタに機械的撹拌機がな
いので、バイオリアクタを植物性原料で完全に装
荷することができ、そのため装置の能率がいつそ
う高くなり、その作動のための動力消費が減少す
る。
生物学的変換の過程を実施するために必要な熱
伝達とマス移動は、バイオリアクタの全容積を貫
通するガス―液体流により植物性原料に流体力学
的作用を及ぼすことにより実行される。これによ
り、機械的撹拌手段を用いたときに常に乱された
栄養物基体の構造を回復させることと関連した時
間的損失が除去され、かくして装置をなおいつそ
う能率的にする。
提案された装置において、植物性原料を装入し
かつ最終製品を排出するための、孔の明いた壁と
底部を有する交換可能な容器の準備が考えられる
が、そのような準備により栄養物基体の構造を保
存することができ、植物性原料と最終製品の輸送
のためだけではなく、バイオリアクタを装荷する
ために必要な時間量を減らすことができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について図面により説明
する。
植物性原料を生物学的に変換させるための装置
は、そのような原料を装入しかつ最終製品を排出
するための手段2と連通するバイオリアクタ1を
有し、このバイオリアクタは、接種器3、圧縮空
気源4および蒸気源5に管系により接続され、こ
れらはガス―蒸気、ガス―液体流および接種材料
の流れを発生させるもので制御ユニツト6に電気
的に接続されている。本装置は、また液体レベル
制御手段8を備えたバイオリアクタから押し出さ
れる余剰液を貯えるための圧力密封室7を有す
る。この室7は、管9により圧縮空気源4、大
気、接種器3および蒸気源5に連続されており、
この管にはバクテリアフイルタ10と弁11,1
2,13および14が配置されている。装置内を
予め選択された圧力に維持するための圧力調整器
15が、管9のその出口前に設けられている。
室7はまた、ガス―液体流を搬送するために管
16を経てバイオリアクタ1と蒸気源5に連通し
ており、この管16は弁17と18を有する。
さらに、ポンプ19が、ガス―蒸気およびガス
―液体流をバイオリアクタ1と蒸気源5の間を循
環するために設けられている。
ガス―蒸気とガス液体流および接種用物質の流
れの分配器20が、逆止め弁22を有する管21
により液体レベル制御手段8に連結され、かつ弁
24を有する管23により接種器3に連結されて
いる。
管26により流れ分配器20に連結されたフイ
ーダ25が、バイオリアクタ1にその高さに関し
て種々のレベルに取り付けられており、前記の管
26の数はフイーダ25の数に等しく、これらの
管26には弁27が設けられている。バイオリア
クタ1は、カバー板28により閉鎖されかつジヤ
ケツト29を備えている。
各フイーダ25は、一般に、植物性原料に浸漬
された管であり、フイーダの端部が半径方向孔3
0を有するが、これらのフイーダ25の端面はキ
ヤツプ31によりふさがれている。フイーダ25
を植物性原料に浸入しやすくするために、キヤツ
プ31が円錐形をしている。
植物性原料を装入しかつ最終製品を排出するた
めの手段2は、バイオリアクタ1内に配置された
容器(以下容器2と呼ぶ)として形造られてお
り、この容器2には、ガス、蒸気、液体および接
種器の流れがフイーダ25を通じて搬送されると
きに、材料が締固まるのを防止するために孔のあ
いた壁と底がある。容器2の孔32の大きさは、
植物性原料の粒子の大きさより小さい。
ここに記載された変更例の有孔壁と底部を有す
る容器2の形状はバイオリアクタ1の形状に一致
しており、それによりバイオリアクタ1が植物性
原料でいつそう完全に占められるように確保され
る。
蒸気発生器の形態の蒸気源5(以下蒸気発生器
5と呼ぶ)には蒸気トラツプ33が設けられてい
る。
接種器3は一般に気密な容器であり、その容器
には、熱伝達ジヤケツト34と、容器内に配置さ
れた撹拌機35とが設けられている。カバーキヤ
ツプ37を有する管36が、接種材料を接種器3
に導入するために設けられている。接種材料の独
立した空気混和を確保するために、接種器3が管
38を経て大気と連通しており、管38にはバク
テリアフイルタ39と弁40が配置されている。
制御ユニツト6は、例えば、“Elektronika”調
査開発研究所により1978年発行の刊行物
“Tsentralny protsessor M2,Tekhnicheskoe
opisanie i instruktsiya po ekspluatatsii”10
および11頁に記載された適当な慣用構造を有す
る。
制御ユニツト6は信号を発生してすべての弁1
1,12,13,14,17,18,24,27
および40を開閉し、同様にポンプ19を付勢お
よび消勢してガス―蒸気、ガス―液体流および接
種材料の流れの循環を確保する。
植物性原料を生物学的に変換させるための提案
された装置は、次のように操作する。
容器2に、小麦わらまたはかばの木のおがくず
のような植物性原料を装入し、バイオリアクタ1
内に取りつけ、そしてカバー板28により閉じ
る。その後、フイーダ25をカバーキヤツプ28
の孔より植物性原料へバイオリアクタ1の高さに
関して種種のレベルに導入して、ガス―蒸気、ガ
ス―液体流および接種材料の流れを孔30より植
物性原料の全体へ一様に送り出すようにする。
管26をフイーダ25に連結してバイオリアク
タ1を圧力―密封する。
蒸留水または栄養物液を蒸気発生器5に入れる
と共に、植物性原料の消毒の過程を確保するため
に制御ユニツト6でプログラムを予め設定する。
その結果として、制御ユニツト6が信号を発生し
て弁13,14,24を開き、弁11,12,1
8,40を閉じ、そして弁17および27を逆相
で作用させる。同時に、ポンプ19と蒸気発生器
5のヒータ(図示省略)を作用させる。
加熱されると、蒸気発生器5を占める蒸留水が
沸騰して蒸気を発生し、その蒸気が管9に沿つて
弁14、バクテリアフイルタ10および弁13を
通つて接種器3へ搬送され、そこから管23によ
り弁24を経て、ガス―蒸気、ガス―液体および
接種材料の流れの分配器20を通り、そしてさら
に管26に沿つて弁27、フイーダ25および孔
30を通つて搬送されて、バイオリアクタ1を占
める植物性原料に入る。同時に、蒸気が管9に沿
つて圧力―密閉室7へ流れ、そこから蒸気の一部
が液体レベル制御手段8より管21に沿つて逆止
め22、流れ分配器20を経て搬送され、さらに
管26に沿つて弁27、フイーダ25および孔3
0を通り、植物性原料を有する容器に入る。
植物性原料の消毒中、装置を占める空気の圧力
が上昇する傾向があるが、この空気は蒸気トラツ
プ33を通つて大気へ逃げる傾向がある。空気が
装置から完全に押し出されると、蒸気トラツプ3
3が閉じ、それによりプログラムにより決められ
た植物性原料の消毒のための滞留時間が始まる。
バイオリアクタ1に入つたときに、蒸気が植物
性原料の上に凝縮して、そこから可溶性成分を抽
出し、かつ蒸気―液体混合物を発生し、それがバ
イオリアクタ1からポンプ19により管16に沿
つて汲み出されて蒸気発生器5へ搬送され、そこ
で再び蒸発される。
プログラムにより予め設定された植物性原料の
消毒のための滞留時間が満了すると、蒸気発生器
5のヒータが消勢され、弁13,14,27が閉
じられ、ポンプ19が切られ、弁18が開かれ
る。それと共に、植物性原料の消毒中に形成され
た抽出物が蒸気発生器5から弁18を通り管16
に沿つてバイオリアクタ1へ搬送されると共に、
弁17を通つて圧力―密閉室7へ入り、さらに液
体レベル制御手段8を通つて管21に沿つて流
れ、逆止め弁22、ガス―蒸気およびガス―液体
流の分配器20を通り、管23に沿つて弁24を
経て接種器3に入る。抽出物が蒸気発生器5から
バイオリアクタ1、圧力―密閉室7、接種器3へ
完全にまたは部分的に(達成すべき目標に依る)
転置されるのに続いて、弁18と24が閉じられ
ると共に、弁12と13を開いて、圧力調整器1
5により装置内の圧力が大気と等しくなるように
する。冷却剤をバイオリアクタ1の熱伝達ジヤケ
ツト29と接種器3の熱伝達ジヤケツト34へ給
送することにより装置を冷却する。
このようにして、蒸気と蒸気―液体混合物を装
置の管9,16,23および26と他のユニツト
に沿つて密閉された容積内で循環することにより
消毒の条件が維持され、それにより、植物性原料
の消毒に加えて、植物性原料を軟化することにあ
るその予備処理を実行し、接種材料が引続きその
上で成長するために必要量の抽出物を得、そして
その初期構造を維持しながら植物性原料が締め固
まるのを防止することができる。
菌糸体菌類のPanus Tigrinus―144のような接
種材料を、管36を通じて、接種器3を占有する
抽出物へ導入し、その目的のために接種器3内の
無菌状態を乱さずに、カバーキヤツプ37を管3
6から取り外す。
必要ならば、付加的な栄養物溶液を接種器3へ
導入することができる。
接種材料を成長させる過程を実施するために、
相応するプログラムを制御ユニツト6で予め設定
する。それにより、接種器3の菌糸体菌類の成長
のための必要な撹拌条件、温度制御および空気混
和を維持することが確保される。菌糸体の導入に
引き続いて、接種器3に形成された培養菌懸濁液
の撹拌をするために撹拌機35を所定の速度で回
転させ、一方温度制御を行うために熱伝達ジヤケ
ツト34を通じて熱伝達剤を予め選択された温度
でポンプ輸送する。空気混和を脈動的な仕方で実
施し、そのために圧縮空気源から配送される空気
の所定圧力を圧力調整器15で予め設定すると共
に、弁11と12の間欠的な作用に必要なサイク
ルの持続を制御ユニツト6のプログラムにより予
め設定する。
それと共に、圧縮空気を圧縮空気源4から管9
に沿つて弁11、バクテリアフイルタ10および
弁13を経て接種器3へ配送して、その中の空気
圧力を、予め設定された値に増加させる。その
後、弁11を閉じかつ弁12を開いて、そのよう
な空気の一部を接種器3から管9に沿つて、弁1
3、バクテリアフイルタ10、弁12および圧力
調整器15を経て搬送して大気へ逃がし、その間
接種器では圧力調整器15により予め設定された
空気の圧力を維持する。引き続き、空気混和用空
気を接種器3へ配送してそれを接種器3から排出
するサイクルを繰り返す。
接種器3が菌糸体バイオマスの所定の濃度に達
すると、このようにして得られた接種材料を、バ
イオリアクタ1を占める植物性原料へ導入し、そ
して植物性原料の生物学的変換の過程を実施する
ためのプログラムを制御ユニツト6で予め設定す
る。
このプログラムを実現するために、制御ユニツ
ト6が、弁13,17,24,27および40に
加えられる信号を発信する。このようにプログラ
ムされたこれらの弁の応答により、接種材料を植
物性原料の全容積に間欠的に導入すること、液体
をバイオリアクタ1から転置することとそれを室
7に蓄積すること、それにより植物性原料に給湿
すること、接種器3の容積を、室7から配送され
る液体により再び満たすことが確保される。植物
性原料へ接種材料を導入することと、この原料本
体を通じて接種材料を一様に分布させることに
は、各弁27と共に、弁11,24を開設し、か
つ弁17を逆相にすることが伴う。空気混和用空
気が圧縮空気源4から管9に沿つて、弁11、フ
イルタ10および弁13を通つて接種器3へ搬送
されて、接種材料を接種器3から管23に沿つ
て、弁24を通じて、ガス―蒸気、ガス―液体お
よび接種材料の流れの分配器20へ押し出す。そ
の後、接種材料が管26の一つに沿つて、開放し
た弁27および相応するフイーダ25の孔30を
通つて植物性原料へ導かれる。同時に、圧縮空気
がフイルタ10を通つて管9に沿つて室7へ流
れ、そこから液体レベル制御手段8を通つて管2
1に沿つて、そして逆止め弁22を経て、流れ分
配器20へ搬送されて、さらに管26に沿つて、
開放した弁27を通り、相応するフイーダ25へ
進み、フイーダ25により、孔30からの接種材
料の噴霧と菌糸体菌類の空気混和が行われる。
バイオリアクタ1へ配送された接種材料が植物
性原料から余剰の液体を転置するように作用し、
その余剰液体が消費空気と共にガス―液体流の形
態で管16に沿つて、弁17を通つて圧力―密閉
室7へ押し出され、そこでは液体と消費空気が分
離され、空気が管9を通り、フイルタ10、弁1
2および圧力調整器15を経て大気へ逃げる。液
体レベル制御手段8が圧力―密閉室7内に予め選
択された高さで取りつけられていて、バイオリア
クタ1において必要な含水量と回収熱を与える。
接種器3の作用容積を液体で再び満たすために、
液体レベル制御手段8を、室7を占める液体に浸
漬する。循環的空気混和を終了させずに、弁13
と27を一時的に閉じ、それにより液体が、管2
1に沿つて液体レベル制御手段8を通つて流れる
圧縮空気により圧力―密閉室7から押し出され、
そして逆止弁22を通つて流れ分配器20の方へ
流れ、そこから液体が管23に沿つて弁24を通
り、接種器3へ搬送される。
植物性原料の生物学的変換の方法を、提案され
た装置で実施するには、接種材料をバイオリアク
タ1へ周期的に導入しそして液体を接種器3に加
えるか、または接種材料を植物性原料に単独バツ
チ式に加えれば良い。
接種材料を植物性原料本体の種々の個所に噴霧
してその熱伝達およびマス移動を与えることによ
り接種材料を周期的に導入するので、生物学的変
換を受ける植物性原料の全容積における菌糸体菌
類の均一な成長が確保され、これによつて装置の
効率が改善される。
生物学的変換の過程を完了するために、圧縮空
気の供給を終了し、装置内の圧力を大気と等しく
し、カバー板をバイオリアクタ1から取り外し、
そして最終製品を有する容器2をバイオリアクタ
1から取り出す。
接種器3を消毒せずに装置を消毒することがで
き、その目的のために弁13を閉じて弁40を開
く。接種材料を成長させるために必要な無菌状態
を保ちながら、接種器3を管37によりバクテリ
ヤフイルタ39と弁40を通じて大気と連通させ
る。
従来技術の装置と異なり、バイオリアクタの全
容積が機械的撹拌機を使用せずに熱伝達とマス移
動にさらされるので、装置の能率が増加し、その
作動に消費されるエネルギーの量が減少し、装置
を作るために使用される金属の量が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
図面は植物性原料を生物学的に変換させるため
の装置の概略図(バイオリアクタ、圧力―密閉室
および接種器の縦断面図)である。 1……バイオリアクタ、2……植物性原料を装
入しかつ最終製品を排出する手段、3……接種
器、4……圧縮空気源、5……蒸気源、6……制
御ユニツト、7……圧力―密閉室、8……液体レ
ベル制御手段、9……管、10……バクテリアフ
イルタ、11,12,13,14……弁、15…
…圧力調整器、16……管、17,18……弁、
19……ポンプ、20……ガス―蒸気、ガス―液
体流と接種材料の流れの分配器、21……管、2
2……逆止め弁、23……管、24……弁、25
……フイーダ、26……管、27……弁、28…
…カバー板、29……熱伝達ジヤケツト、30…
…孔、31……キヤツプ、32……孔、33……
蒸気トラツプ、34……熱伝達ジヤケツト、35
……撹拌機、36……管、37……カバーキヤツ
プ、38……管、39……バクテリアフイルタ、
40……弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 植物性原料を装入しかつ最終製品を排出する
    ための手段と連通するバイオリアクタを備え、こ
    のバイオリアクタが、ガス―蒸気、ガス―液体流
    および接種材料の流れを発生させる、接種器、圧
    縮空気源および蒸気源に管により連結され、かつ
    これらが制御ユニツトと電気的に接続されてい
    る、植物性原料を生物学的に変換させるための装
    置において、バイオリアクタ1から転置可能な余
    剰液体を貯えるための圧力―密閉室7を備え、こ
    の圧力―密閉室が液体レベル制御手段8を備え、
    かつ弁(11,12,13および14)を有する
    ガス―蒸気流を搬送するための管9により圧縮空
    気源4、大気、接種器3および蒸気源5に連結さ
    れ、そして圧力密閉室が、弁17,18を有する
    ガス―液体流を搬送するための管16によりバイ
    オリアクタ1と蒸気源5に連結され、またガス―
    蒸気、ガス―液体流および接種材料の流れの分配
    器20を備え、この分配器は、逆止め弁22を有
    する管21により液体レベル制御手段8に連結さ
    れ、かつ弁24を有する管23により接種器3に
    連結され、さらにバイオリアクタ1内にその高さ
    に関して種々のレベルに配置されていて、かつ弁
    27を有する管26によりガス―蒸気、ガス―液
    体流および接種材料の流れの分配器20に連結さ
    れたフイーダ25と、バイオリアクタ1と蒸気源
    5の間に設けられた、ガス―蒸気およびガス―液
    体流を循環させるためのポンプ19とを備え、制
    御ユニツト6がその相応する出力により、圧力―
    密閉室7を圧縮空気源4、大気、接種器3、蒸気
    源5およびバイオリアクタ1と連通させる管9,
    16に設けられた弁11,12,13,14,1
    8,17に接続され、また制御ユニツト6が、ガ
    ス―蒸気、ガス―液体流および接種材料の流れの
    分配器20を接種器3とフイーダ25に連結する
    管23,26に設けられた弁24,27に、およ
    びポンプ19に接続されていることを特徴とする
    装置。 2 各フイーダ25が管として形造られ、バイオ
    リアクタに浸漬可能なその一端が、半径方向に延
    びる孔30を有し、この端部の面がカバーキヤツ
    プ31によりふさがれている、特許請求の範囲第
    1項に記載の植物性原料を生物学的に変換させる
    ための装置。 3 植物性原料を装入しかつ最終製品を排出する
    ための手段2が、バイオリアクタ1内に取り付け
    られた容器として形造られ、この容器には、フイ
    ーダ25を介して容器に入れられるガス―蒸気、
    ガス―液体流および接種材料の流れにより植物性
    原料が締め固まるのを防止するために孔の明いた
    壁と底部があり、容器の壁と底部に設けられた孔
    の横断面積が植物性原料の粒子の大きさより小さ
    い、特許請求の範囲第1項または第2項に記載
    の、植物性原料を生物学的に変換させるための装
    置。
JP59198387A 1983-09-21 1984-09-21 植物性原料を生物学的に変換させるための装置 Granted JPS60102182A (ja)

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