JPH0256070B2 - - Google Patents
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- JPH0256070B2 JPH0256070B2 JP18532682A JP18532682A JPH0256070B2 JP H0256070 B2 JPH0256070 B2 JP H0256070B2 JP 18532682 A JP18532682 A JP 18532682A JP 18532682 A JP18532682 A JP 18532682A JP H0256070 B2 JPH0256070 B2 JP H0256070B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は増殖培養物の連続循環および曝気用の
醗酵槽に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fermentor for continuous circulation and aeration of growing cultures.
過去20年間に開発された多くの醗酵方法、殊に
単細胞蛋白の製造方法の成功を納める商業的展開
は、大規模操作および大容積の醗酵槽の使用を必
要とする。適当な大型醗酵槽の製造において、大
型醗酵槽の開発は多くの予期されなかつた問題を
提起してきているので、従来の設計の醗酵槽を単
に大型化することが可能であることは証明されて
いない。そのような問題の解決は、醗酵槽の設計
の著しい変更を必要とする。単細胞蛋白の製造の
ための首尾良い方法を開発するには醗酵を満足に
制御できるようにする諸構成要素の適当な組合わ
せを有する大型醗酵槽を開発することが成否を分
ける重要性をもつ。 Successful commercial deployment of many fermentation methods developed over the past 20 years, particularly for the production of single-cell proteins, requires large-scale operations and the use of large-volume fermentors. In the production of suitable large fermenters, it has not been proven that it is possible to simply enlarge fermenters of conventional design, as the development of large fermenters has raised many unforeseen problems. do not have. Solving such problems requires significant changes in fermentor design. In developing successful methods for the production of single-cell proteins, the development of large fermentors with the appropriate combination of components that allow satisfactory control of the fermentation is critical.
本発明によれば、上向流槽(ライザー)と下向
流槽(ダウンカマー)とを相互にまたそれらの上
端部より上で区画室と連続させることにより形成
された閉鎖系を含み、増殖培養物を連続的に循環
および曝気するための醗酵槽装置であつて、その
閉鎖系が
(イ) 閉鎖系中への液体を導入するためのパイプ手
段であつて、その液体を滅菌するための手段が
設けられているパイプ手段、
(ロ) 閉鎖系から液体を取り出すためのパイプ手段
であつて、そのパイプに沿つて閉鎖系中へ徴生
物が侵入するのを阻止するに足る外向きの液体
流動速度を生じさせる速度要件を満たすように
設計されたパイプ手段、
(ハ) 上向流槽中へガスを射出する手段、
(ニ) サイクロンを含むかサイクロンと組合わされ
ていて区画室からガスを除去するための手段、
(ホ) 培養物によつて占められる上向流槽容積の1
立方メートル当り平均少なくとも1個所におい
て上向流槽中の培養物へ生育制限栄養素を供給
するために上向流槽内に設けられた分配手段、
および
(ヘ) 上向流槽内に配置され互に垂直方向に間隔を
置いて隔てられた複数のバツフルであつて、各
バツフルの中実部分が上向流槽の内部横断面積
の30〜80%を占めるようなバツフル、
の諸要素を組合わせて含むことを特徴とする醗酵
槽装置が提供される。 According to the invention, the invention comprises a closed system formed by connecting an upflow tank (riser) and a downflow tank (downcomer) to each other and above their upper ends with a compartment; A fermenter apparatus for continuously circulating and aerating a culture, the closed system comprising: (a) piping means for introducing a liquid into the closed system and for sterilizing the liquid; (b) pipe means for removing liquid from a closed system, the pipe means having an outward direction of liquid sufficient to prevent the entry of organisms into the closed system along the pipe; (c) means for injecting the gas into the upflow vessel; (d) means including or in conjunction with a cyclone for directing the gas from the compartment; (e) means for removing one portion of the upflow tank volume occupied by the culture;
distribution means provided in the upflow tank for supplying growth-limiting nutrients to the culture in the upflow tank at an average of at least one location per cubic meter;
and (f) a plurality of buttfuls disposed within the upflow tank and spaced apart from each other in the vertical direction, wherein the solid portion of each buttful has an area of 30 to 80% of the internal cross-sectional area of the upflow tank. There is provided a fermenter device characterized in that it contains a combination of the following elements, accounting for %.
上向流槽(ライザー)中へ射出されるガスは、
系を巡る培養物の循環を生じさせるのに使用しう
る。この場合には、ガスはライザーの下方部分中
に射出されるのが好ましく、あるいは系の幾何学
的形態によつては上向流槽の下端部より下位のと
ころで射出され、または上向流槽と下向流槽(ダ
ウンカマー)の両者の下端部を結んでいるパイプ
中へ射出される。この醗酵槽装置を好気醗酵法に
おいて使用する場合には、系中へ射出されるガス
は、空気のような酸素含有ガスである。上述のよ
うに上向流槽の下方部分中へまたはその下方部分
付近に射出されるガスに加えて、好気醗酵法にお
いては、下向流室(ダウンカマー)の上方部分中
へいく分かのガスを射出するのが好ましい。 The gas injected into the upflow tank (riser) is
It can be used to generate circulation of the culture around the system. In this case, the gas is preferably injected into the lower part of the riser or, depending on the geometry of the system, below the lower end of the upflow tank or the upflow tank. and a downcomer. When this fermentor apparatus is used in an aerobic fermentation process, the gas injected into the system is an oxygen-containing gas such as air. In addition to the gas injected into or near the lower part of the upflow chamber as described above, in aerobic fermentation processes some gas is injected into the upper part of the downcomer. It is preferable to inject a gas of .
醗酵槽の閉鎖系の形状および寸法は、多くの可
能な変化を有し、例えば英国特許第1353008号、
第1417486号および第1417487号明細書に記載され
ているものがある。本発明は、単細胞蛋白の大規
模生産〔例えば英国特許第1370892号の方法によ
る単細胞蛋白の大規模生産、殊に炭素源としての
メタノールを含む培地でメチロフイルス・メチロ
トロフス(Methylophilus methylotrophus)種、
すなわち以前はプソイドモナス・メチロトロフア
と命名されていた種の細菌を増殖させることによ
る蛋白の大規模生産〕と関連させると特に有用で
ある。 The shape and dimensions of the closed system of fermenters have many possible variations, for example British Patent No. 1353008,
There are those described in specifications No. 1417486 and No. 1417487. The present invention relates to the large-scale production of single-cell proteins [e.g., by the method of British Patent No. 1370892, in particular the production of Methylophilus methylotrophus sp., in a medium containing methanol as a carbon source;
It is particularly useful in connection with the large-scale production of proteins by growing a species of bacteria previously named Pseudomonas methylotropha.
本発明の醗酵槽装置は、醗酵装置を単細胞蛋白
の製造のための商業的プロセスの操業に使用する
に非常に適当にする六つの主要な要素を組合せて
有している。既に列挙したこれらの要素(イ)〜(ヘ)を
以下でさらに詳しく説明する。 The fermentor apparatus of the present invention has six major elements in combination that make the fermentor apparatus highly suitable for use in operating commercial processes for the production of single-cell proteins. These elements (a) to (f) already listed will be explained in more detail below.
(イ) 液体を閉鎖系中へ導入するためのパイプ手段
醗酵槽装置は1本またはそれ以上のパイプを
備えており、そのパイプに沿つて栄養素含有液
体(1またはそれ以上)が醗酵槽内の培養物へ
連続的に供給されうるようになつており、それ
らのパイプのうちの1本または好ましくはそれ
以上にはそれを通過する栄養素溶液を滅菌する
ための手段が備えられている。滅菌(それは例
えば加熱または過滅菌であつてよい)は、醗
酵槽内に望ましくない外来徴生物が搬入される
のを阻止するために実施される。好ましくはス
チーム滅菌法を用いるが、その配置は弁、スチ
ーム容器、凝縮水除去装置および第2の弁を当
該パイプの途中に順次に位置させてなるもので
ある。それらの弁にはスチーム・パツキング押
えを付けて弁を経ての徴生物侵入を防止するよ
うにするのが好ましい。これらのパイプは、窒
素源、マグネシウム源、燐源のような無機栄養
およびその他の適宜な栄養を供給するのに使用
する。一般的には生育制限栄養とされることが
多い炭素源を供給するのには、普通、別個の分
配装置が用いられよう。(b) Piping means for introducing liquids into the closed system. A fermenter device comprises one or more pipes along which the nutrient-containing liquid(s) are introduced into the fermenter. It is adapted for continuous feeding to the culture, and one or more of the pipes is equipped with means for sterilizing the nutrient solution passing therethrough. Sterilization (which may be, for example, heat or oversterilization) is carried out to prevent the introduction of undesirable foreign organisms into the fermenter. Preferably, a steam sterilization method is used, and the arrangement is such that a valve, a steam container, a condensate removal device and a second valve are sequentially located in the middle of the pipe. Preferably, the valves are equipped with steam packing feet to prevent the entry of organisms through the valves. These pipes are used to supply inorganic nutrients such as nitrogen sources, magnesium sources, phosphorus sources, and other appropriate nutrients. A separate distribution device will normally be used to supply the carbon source, which is often considered a growth-limiting nutrient.
(ロ) 閉鎖系から液体を取出すためのパイプ手段
徴生物にとつては、あるパイプ中の液体の一
定方向流動に抗してパイプに沿つて移動するこ
とが可能である。従つて、醗酵槽から液体(特
に製品培養物)を搬出するためのパイプ類(お
よび好ましくは気体を搬出するパイプ類も)
は、流体(液体または気体)の流速がパイプの
線分の少なくとも一部分においてある最低値を
越えそしてパイプ内の流体の流動に逆らつて閉
鎖系の方へ徴生物が移動するのを防止すること
を確保するための速度要件に従つて設計され
る。これは種々の方法で行うことができ、例え
ばパイプの線分の一部分を適切に狭くすること
により、あるいはパイプ内に輪郭付き部材片の
ような流動制限装置を挿入することにより行う
ことができる。このようにすると、製品取出し
パイプ、ガス排出パイプおよびサンプリング装
置用パイプ等の出口パイプの内壁に沿つて閉鎖
系中へ向う望ましくない徴生物の侵入が阻止さ
れる。(b) Pipe means for removing liquid from a closed system It is possible for organisms to move along a pipe against the unidirectional flow of liquid in a pipe. Therefore, pipes for transporting liquid (in particular product culture) from the fermenter (and preferably also pipes transporting gas)
to prevent the flow rate of the fluid (liquid or gas) from exceeding a certain minimum value in at least a portion of the line of the pipe and the movement of the symptomatic organisms toward the closed system against the flow of the fluid in the pipe. Designed according to speed requirements to ensure This can be done in various ways, for example by suitably narrowing a section of the pipe line, or by inserting a flow restriction device, such as a contoured piece, into the pipe. This prevents the ingress of undesirable organisms into the closed system along the inner walls of outlet pipes, such as product removal pipes, gas discharge pipes and sampling device pipes.
(ハ) 上向流槽へのガス射出用手段
醗酵槽には、前記のような上向流槽中へガス
を射出するための手段(適切には複数の穴を有
するスパージヤー)が設けられる。好気醗酵の
場合には、ガスは空気であるのが適当である。
適当には、ガスは培養物を曝気する以外に、上
向流槽と下向流槽との間で生ずる空隙率(液体
中の気泡容積率)の差により培養物の循環流を
引き起こすに足る量および圧力で射出される。(c) Means for injecting gas into the upflow tank The fermentation tank is provided with means (suitably a sparger having a plurality of holes) for injecting gas into the upflow tank as described above. In the case of aerobic fermentation, the gas is suitably air.
Suitably, in addition to aerating the culture, the gas is sufficient to cause a circulating flow of the culture due to the difference in porosity (volume fraction of air bubbles in the liquid) that occurs between the upflow tank and the downflow tank. Injected in quantity and pressure.
(ニ) 区画室からガスを除去するための手段
醗酵工程からの廃ガスは区画室からパイプに
沿つて排出除去される。発泡抑制および液滴分
離の目的で、1またはそれ以上のサイクロンを
区画室中および/または廃ガス排出パイプ中に
配置する。(d) Means for removing gas from the compartment The waste gas from the fermentation process is removed from the compartment along a pipe. For foam suppression and droplet separation purposes, one or more cyclones are placed in the compartment and/or in the waste gas discharge pipe.
(ホ) 生育制限栄養素を供給するための分配手段
生育制限栄養素は普通は炭素源であり、培地
中のその他の成分に関して、培養物の生育(増
殖)に対して制限となるような量で培養物へ供
給される。本発明の醗酵槽は、培養物によつて
占められる容積1立方メートル当り平均少なく
とも1個所で培養物に対して制限栄養素を供給
できるようにする分配装置を、醗酵槽の有効流
体容積部分内(特に上向流槽内、しかしその他
の部分にも)に配置して含む。好ましくは、制
限栄養素は1立方メートル当り1個よりも多く
の個所、殊に10〜10000個所で供給される。分
配装置の目的は、醗酵槽内の培養物の全体にわ
たつて制限栄養素を良好に分布させること、お
よび当該制限栄養素の局部的な過剰濃厚化(こ
れは別の栄養素、例えば酸素を制限栄養素にせ
しめる)が生じないように確保すること、であ
る。単細胞蛋白の製造においては、分配装置に
よつて製品の高収率が達成可能となる。(e) Distribution means for supplying growth-limiting nutrients Growth-limiting nutrients are usually carbon sources and are cultivated in amounts that are limiting to the growth (proliferation) of the culture with respect to other components in the medium. supplied to things. The fermenter according to the invention provides a distribution device within the effective fluid volume part of the fermenter (in particular (in the upflow tank, but also in other parts). Preferably, the limiting nutrient is supplied at more than 1 location per cubic meter, in particular from 10 to 10 000 locations. The purpose of the distribution device is to provide a good distribution of the limiting nutrient throughout the culture in the fermenter and to prevent local over-concentration of the limiting nutrient (this is caused by the addition of another nutrient, e.g. oxygen, to the limiting nutrient). The aim is to ensure that such problems do not occur. In the production of single-cell proteins, high yields of product can be achieved with a dispensing device.
(ヘ) 上向流槽に配置した複数のバツフル
ガスと液体との良好な混合を促進するため
に、複数のバツフルを上向流槽内に配置し、互
に垂直方向において間隔を空けて隔てて置く。
各バツフルの中実部分(穴明きでない部分)
は、上向流槽の内部横断面積の30〜80%、好ま
しくは50〜60%を占める。好ましくは上向流槽
の高さに沿つて規則的な間隔で上向流槽内に配
置される。適当にはバツフルは上向流槽内に
D/4ないしDの間隔で(ここにDは上向流槽
の直径)配置される。従つて、例えば直径4m
および高さ50mの上向流槽内では、バツフルは
1.2m以上の間隔で配置するのが適当である。
バツフルは種々の方式で形成しうる。バツフル
は、1個または複数個のオリフイスを有する
板、単一直状部材、格子(交叉する直状部材を
含んでいても含んでいなくてもよい)を形成す
る複数の直状部材、であつてよい。複数の直状
部材から格子を形成する場合、剛性および装着
容易の理由のため、それらの直状部材が輪郭付
きのビーム(水平部材)であるのが好ましい。
例えばT型またはI型の断面のビームが好まし
い。ある数のTまたはI型ビームの群から、そ
れぞれの群の個々のビームの間に狭いスロツト
を形成するようにして一つのバツフルを作るこ
とができる。それらのビーム(水平部材)自体
がそれらの水平部分に孔を有していてもよい。
バツフルは上向流槽の壁に慣用手段(例えばボ
ルト付けまたは溶接)により装着できる。(F) Multiple buttfuls arranged in an upflow tank In order to promote good mixing of gas and liquid, a plurality of buttfuls are arranged in an upflow tank and separated from each other at intervals in the vertical direction. Leave it there.
The solid part of each buttful (the part without holes)
occupies 30-80%, preferably 50-60% of the internal cross-sectional area of the upflow tank. Preferably they are arranged within the upflow tank at regular intervals along the height of the upflow tank. Suitably, the baffles are arranged within the upflow tank at intervals of D/4 to D, where D is the diameter of the upflow tank. Therefore, for example, a diameter of 4 m
And in an upward flow tank with a height of 50m, Batsuful is
It is appropriate to arrange them at intervals of 1.2m or more.
Buzzfuls can be formed in a variety of ways. A crossful is a plate with one or more orifices, a single straight member, a plurality of straight members forming a grid (which may or may not include intersecting straight members), and It's fine. When forming the grid from a plurality of straight members, it is preferred that the straight members are contoured beams (horizontal members) for reasons of rigidity and ease of installation.
For example, a beam of T-shaped or I-shaped cross section is preferred. A baffle can be made from a certain number of groups of T or I beams, forming narrow slots between the individual beams of each group. The beams (horizontal members) themselves may have holes in their horizontal parts.
The baffle can be attached to the wall of the upflow tank by conventional means (eg, bolted or welded).
上記の要素(イ)〜(ヘ)に加えて、醗酵槽は醗酵の制
御を容易にするその他の適当な装置を備えている
のが好ましい。そのようなその他の適当な装置と
しては、圧力測定装置、酵素濃度測定用装置、お
よびPHの測定、制御用器具等がある。これらのそ
の他装置および器具は上向流槽および/または下
向流槽中に配置することができ、あるいはPHの測
定、制御器具の場合には醗酵槽の閉鎖系に入るパ
イプまたは閉鎖系から出るパイプ中に備えること
ができる。 In addition to the above elements (a) to (f), the fermenter is preferably equipped with other suitable devices to facilitate control of fermentation. Such other suitable devices include pressure measuring devices, devices for measuring enzyme concentration, and instruments for measuring and controlling pH. These other devices and appliances can be placed in the upflow tank and/or downflow tank, or in the case of pH measurement and control equipment, pipes entering or exiting the closed system of the fermenter. It can be provided in the pipe.
本発明を以下添付図によつてさらに説明する。 The invention will be further explained below with reference to the accompanying drawings.
添付図に示した醗酵槽装置は、異なる横断面積
を有し、ドームを頂部に有する二つの円筒部分か
らなる外殻を有している。これらの二つの部分の
うちの上方の部分の横断面積は下方の部分のそれ
よりも大きい。その下方の部分は、その軸に平行
な一対の隔壁によつて、上向流槽2と下向流槽1
とに分割されており、その下向流槽は実際上二つ
の帯域に分けられている。 The fermenter device shown in the accompanying figures has a shell consisting of two cylindrical parts with different cross-sectional areas and topped with a dome. The cross-sectional area of the upper part of these two parts is larger than that of the lower part. The lower part is divided into an upward flow tank 2 and a downward flow tank 1 by a pair of partition walls parallel to the axis.
The downflow tank is actually divided into two zones.
外殻の上方の部分およびドームは区画室3を包
囲している。その区画室3へは、醗酵中に生ずる
ガスが醗酵槽中の培養物から放出される。空気は
スパージヤー4を介して上向流槽2の下方部分中
へ射出され、ガスは醗酵槽中の培養物から上向流
槽2および下向流槽1において液体表面B−Bを
通過して区画室3のガス空間部分中へ放出され、
そこからガスはガス排出パイプ5を介して醗酵槽
を去る。区画室3内の発泡は、区画室内にガス導
入スロツト28を位置させて有するサイクロン6
によつて抑制される。 The upper part of the shell and the dome surround the compartment 3. To the compartment 3 gases produced during fermentation are released from the culture in the fermenter. Air is injected through the sparger 4 into the lower part of the upflow tank 2, and the gas passes from the culture in the fermenter through the liquid surface B-B in the upflow tank 2 and downflow tank 1. released into the gas space of compartment 3;
From there the gas leaves the fermenter via the gas discharge pipe 5. Foaming in the compartment 3 is carried out by a cyclone 6 having a gas introduction slot 28 located in the compartment.
suppressed by
無機栄養素の大部分は、スチーム滅菌手段を備
えた栄養素供給パイプ7を介して醗酵槽中へ供給
される。一本の典型的なパイプの詳細を第3図に
示してある。スチーム滅菌手段は、滅菌器8(こ
のものはスチームまたは熱水で加熱されうる)、
貯留容器9、主パイプ弁10および11、スチー
ム導入口12ならびに凝縮水出口13を、スチー
ム用の系滅菌弁14および凝縮水用の系滅菌弁1
5と共に有している。栄養素は、栄養素供給パイ
プ7へその端部16で供給され、パイプの他端部
から醗酵槽中へ進む。物理的および化学的性質が
相容性である栄養素のいくつかを組合せたもの
を、同一の滅菌パイプ7を介して醗酵槽へ供給し
うる。7のような栄養素供給パイプのスチーム滅
菌は、下記の操作順序で行う。 The majority of the inorganic nutrients are fed into the fermenter via a nutrient feed pipe 7 equipped with steam sterilization means. Details of one typical pipe are shown in FIG. Steam sterilization means include a sterilizer 8 (which can be heated with steam or hot water);
The storage container 9, the main pipe valves 10 and 11, the steam inlet 12 and the condensate outlet 13 are connected to the system sterilization valve 14 for steam and the system sterilization valve 1 for condensate.
5. Nutrients are fed into the nutrient feed pipe 7 at its end 16 and pass into the fermenter from the other end of the pipe. Combinations of several nutrients whose physical and chemical properties are compatible can be fed to the fermenter via the same sterile pipe 7. Steam sterilization of nutrient supply pipes such as No. 7 is performed in the following operating sequence.
醗酵槽へ隣接するパイプ7の部分をまずスチー
ム滅菌する。これを行うには、弁10および11
を閉め、他方、スチーム導入口12および凝縮水
出口13の両方の弁を開き、かくしてパイプ7の
弁10〜11間の部分を滅菌する。系滅菌弁14
および15を開き、それらの間にある配管および
貯留容器9を滅菌する。次いで栄養素溶液をパイ
プ7の端部16から滅菌器8中へ供給し、系滅菌
用弁14および15を閉じる。系中に適当な圧力
が発現するまでの時間が経過後、スチーム導入口
12および凝縮水出口13にある両方の弁を閉め
そして主パイプ弁10および11を開けて滅菌済
の栄養素を端部17から醗酵槽へ入れる。好まし
くは、この系の各弁には、弁軸を通つての望まし
くない徴生物の侵入を阻止するためのスチーム・
パツキング押えを備える。 First, the portion of the pipe 7 adjacent to the fermenter is sterilized with steam. To do this, valves 10 and 11
is closed, while both the steam inlet 12 and condensate outlet 13 valves are opened, thus sterilizing the portion of the pipe 7 between the valves 10 and 11. System sterilization valve 14
and 15 are opened, and the piping and storage container 9 between them are sterilized. The nutrient solution is then fed into the sterilizer 8 through the end 16 of the pipe 7 and the system sterilization valves 14 and 15 are closed. After a time has elapsed for suitable pressure to develop in the system, both valves at the steam inlet 12 and condensate outlet 13 are closed and the main pipe valves 10 and 11 are opened to transfer the sterilized nutrients to the end 17. Then put it into the fermenter. Preferably, each valve in the system is provided with steam to prevent the entry of undesirable organisms through the valve stem.
Equipped with a packing foot.
他の栄養素供給パイプ18は、醗酵槽にフイル
ター滅菌しうるメタノール、アンモニアおよび酸
素のような栄養素を供給するのに用いられる。一
本の典型的なパイプ18の詳細を第4図に示す。
栄養素はパイプ18に沿つて端部19から端部2
0へプレフイルター21および滅菌フイルター2
2を介して醗酵槽へ移行する。プレフイルター2
1は典型的には最小1〜2μまでの寸法のフイル
ター粒子を有し、滅菌フイルター22の可使用寿
命を延長するために系中に含まれる。滅菌フイル
ター22は、スチーム滅菌手段(第4図には図示
されていない)が備えられている。 Other nutrient supply pipes 18 are used to supply nutrients such as filter sterilizable methanol, ammonia and oxygen to the fermenter. Details of one typical pipe 18 are shown in FIG.
Nutrients are passed along pipe 18 from end 19 to end 2.
0 prefilter 21 and sterilization filter 2
2 to the fermenter. Prefilter 2
1 typically has filter particles down to 1-2 microns in size and is included in the system to extend the usable life of the sterilizing filter 22. The sterilization filter 22 is equipped with steam sterilization means (not shown in FIG. 4).
製品(培養物)は製品排出パイプ23に沿つて
醗酵槽から出るが、その排出パイプ23は位置2
4に流動限定装置が含まれており、その流動限定
装置は徴生物が24を越えて系へ侵入するのを阻
止するのに足る大きさの外向きの液体流動速度を
位置24で生じさせるものである。さらには、醗
酵槽から外向きの方向においてパイプ23に沿つ
て、そのパイプを滅菌する手段が配置されている
(しかしこの滅菌手段は第1図に示されていな
い)。流動限定装置によつて行なわれる24にお
けるパイプの狭小化の程度は、検討下にある系に
ついての速度要件によつて左右され、またその速
度要件はその流動が単相であるか、二相である
か、あるいは三相であるかによつて左右される。 The product (culture) exits the fermenter along a product discharge pipe 23, which discharge pipe 23 is located at position 2.
4 includes a flow limiting device that creates an outward fluid flow velocity at location 24 of sufficient magnitude to prevent the entry of organisms beyond 24 into the system; It is. Furthermore, along the pipe 23 in the direction outward from the fermenter there are arranged means for sterilizing the pipe (but this sterilization means is not shown in FIG. 1). The degree of pipe narrowing at 24 performed by the flow limiting device depends on the velocity requirements for the system under consideration, and whether the flow is single-phase or two-phase. It depends on whether there is one or three phases.
上向流槽2は、いくつかの群に配置した輪郭付
きビームから形成された一連のバツフル25を含
んでいるバツフルは図示のように相互に垂直方向
に間隔を置いて隔てられている。上向流槽2は、
上向流槽全体にわたり培養物に生育制限栄養素を
供給するための分配装置も含んでいる。その制限
栄養素は、それぞれが多くのオリフイス(小孔)
27を有する26のような多数のパイプ格子を介
して供給される。典型的なパイプ格子の一例を第
5図に詳細に示す。制限栄養素は多岐管(図示せ
ず)を介してパイプ26に供給され、分配装置全
体はバツフル25とバツフル25との間に挿入配
置される。 The upflow tank 2 includes a series of buffles 25 formed from contoured beams arranged in groups, the buffles being vertically spaced apart from each other as shown. The upward flow tank 2 is
Also included is a distribution device for supplying growth-limiting nutrients to the culture throughout the up-flow tank. The limiting nutrients are contained in many orifices.
It is fed through a number of pipe grids such as 26 with 27. An example of a typical pipe grid is shown in detail in FIG. The limiting nutrients are supplied to the pipe 26 via a manifold (not shown) and the entire distribution device is interposed between the baffles 25.
添付図に示した醗酵槽は殊に英国特許第
1370892号明細書に記載される如き方法による単
細胞蛋白の商業的生産に非常に適当であり、その
場合にメチロフイラス・メチロトロフアス種の細
菌は制限栄養炭素源としてメタノールを含む培地
中で培養され、その炭素源は分配装置のパイプ2
6を介して培養物に供給される。培養物は排出パ
イプ23に沿つて醗酵槽から連続的に取出され、
その取出された培養物から菌体を連続的に分離
し、それを乾燥して、動物用飼料の有用な成分で
ある単細胞蛋白製品を得る。本発明の醗酵槽装置
がそのような単細胞蛋白の製法において使用され
る場合、下記のような利点がある。 The fermenter shown in the accompanying diagram is particularly
1370892, in which bacteria of the species Methylophilus methylotrophus are cultured in a medium containing methanol as the limiting nutrient carbon source, and the carbon The source is pipe 2 of the distribution device
6 to the culture. The culture is continuously removed from the fermenter along the discharge pipe 23,
The cells are successively isolated from the removed culture and dried to obtain a single-cell protein product, which is a useful ingredient in animal feed. When the fermentor apparatus of the present invention is used in such a method for producing single-cell proteins, there are the following advantages.
(1) 培養物中への高酸素移動速度が達成され、ま
たそれに関連して制限栄養(メタノール)のす
ぐれた分布、徴生物の高生産性、および基質の
高利用度が得られる。(1) High oxygen transfer rates into the culture are achieved, with associated good distribution of the limiting nutrient (methanol), high productivity of symbiotic organisms, and high substrate utilization.
(2) 醗酵槽中に運動(移動)部品がないので、慣
用醗酵槽と比較して単位生産量当りのエネルギ
ー入力が低くなり、また無菌状態の保持が容易
となる。(2) Since there are no moving parts in the fermenter, the energy input per unit of production is lower than in conventional fermenters, and sterility can be easily maintained.
(3) 醗酵槽装置の大型化が容易にできる。(3) The size of the fermenter equipment can be easily increased.
(4) 本発明の醗酵槽装置では、極めて均質の製品
の生産が可能である。(4) With the fermenter apparatus of the present invention, it is possible to produce extremely homogeneous products.
第1図は本発明による醗酵槽装置の一例の縦断
面図である。第2図は第1図のA−A線における
横断面図である。第3図はスチーム滅菌手段を備
えた栄養素導入用パイプ手段の一例の詳細を示す
略図である。第4図はフイルター滅菌手段を備え
た栄養素導入用パイプ手段の一例の詳細を示す略
図である。第5図は生育制限栄養素分配装置の一
例の詳細を示す側面図である。
1:下向流槽、2:上向流槽、3:区画室、
4:ガス射出手段、5:ガス除去パイプ、6:サ
イクロン、7:液体導入パイプ手段、8:滅菌
器、23:液体取出パイプ手段、24:徴生物侵
入阻止装置、25:バツフル、26:生育制限栄
養分配手段、B−B:液面。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an example of a fermenter apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A--A in FIG. 1. FIG. 3 is a schematic diagram showing details of an example of pipe means for introducing nutrients with steam sterilization means. FIG. 4 is a schematic diagram showing details of an example of pipe means for introducing nutrients with filter sterilization means. FIG. 5 is a side view showing details of an example of a growth-limiting nutrient distribution device. 1: Downward flow tank, 2: Upward flow tank, 3: Compartment chamber,
4: Gas injection means, 5: Gas removal pipe, 6: Cyclone, 7: Liquid introduction pipe means, 8: Sterilizer, 23: Liquid extraction pipe means, 24: Symptom invasion prevention device, 25: Batsuful, 26: Growth Limited nutrient distribution means, B-B: liquid level.
Claims (1)
上端部より上で区画室と連通させることにより形
成された閉鎖系を含み、増殖培養物を連続的に循
環および曝気するための醗酵槽装置であつて、そ
の閉鎖系が (イ) 閉鎖系中へ液体を導入するためのパイプ手段
であつて、その液体を滅菌するための手段が設
けられているパイプ手段、 (ロ) 閉鎖系から液体を取り出すためのパイプ手段
であつて、そのパイプに沿つて閉鎖系中へ微生
物が侵入するのを阻止するに足る外向きの液体
流動速度を生じさせる速度要件を満たすように
設計されたパイプ手段、 (ハ) 上向流槽中へガスを射出する手段、 (ニ) サイクロンを含むかサイクロンと組合わされ
ていて、区画室からガスを除去するための手
段、 (ホ) 培養物によつて占められる上向流槽容積の1
立方メートル当り平均少なくとも1個所におい
て上向流槽中の培養物へ生育制限栄養素を供給
するために上向流槽内に設けられた分配手段、
および (ヘ) 上向流槽内に配置され互に垂直方向に間隔を
置いて隔てられた複数のバツフルであつて、各
バツフルの中実部分が上向流槽の内部横断面積
の30〜80%を占めるようなバツフル、 の諸要素を組合わせて含むことを特徴とする上記
醗酵槽装置。 2 上向流槽内の分配手段は培養物によつて占め
られる上向流槽容積の1立方メートル当り平均少
なくとも10個所で培養物に対して生育制限栄養素
を供給することを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の醗酵装置。 3 上向流槽中の各バツフルの中実部分は上向流
槽の内部横断面積の50〜60%を占めることを特徴
とする特許請求の範囲第1または2項に記載の醗
酵装置。 4 上向硫槽中のバツフルは孔明きの輪郭付き水
平部材より形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の装置。[Scope of Claims] 1. A closed system formed by communicating an upflow tank and a downflow tank with each other and with a compartment above their upper ends, for continuously growing a growing culture. A fermenter device for circulation and aeration, the closed system of which is (a) pipe means for introducing a liquid into the closed system, the pipe being provided with means for sterilizing the liquid; (b) Piping means for removing liquid from a closed system having velocity requirements to produce an outward liquid flow velocity sufficient to inhibit the entry of microorganisms along the pipe into the closed system. (c) means for injecting the gas into the upflow vessel; (d) means including or in conjunction with a cyclone for removing gas from the compartment; e) 1 of the upflow tank volume occupied by the culture.
distribution means provided in the upflow tank for supplying growth-limiting nutrients to the culture in the upflow tank at an average of at least one location per cubic meter;
and (f) a plurality of buttfuls disposed within the upflow tank and spaced apart from each other in the vertical direction, wherein the solid portion of each buttful has an area of 30 to 80% of the internal cross-sectional area of the upflow tank. The above-mentioned fermenter apparatus is characterized in that it contains a combination of the following elements, accounting for % of the above. 2. Claims characterized in that the distribution means in the upflow tank supply growth-limiting nutrients to the culture at an average of at least 10 locations per cubic meter of upflow tank volume occupied by the culture. Range 1
Fermentation equipment described in section. 3. The fermentation apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the solid portion of each buffle in the upflow tank occupies 50 to 60% of the internal cross-sectional area of the upflow tank. 4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the butthole in the upward sulfur tank is formed by a perforated, contoured horizontal member.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8132085 | 1981-10-23 | ||
| GB8132085 | 1981-10-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155079A JPS58155079A (en) | 1983-09-14 |
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| SU (1) | SU1440352A3 (en) |
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-
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- 1982-10-20 FR FR8217544A patent/FR2515206B1/en not_active Expired
- 1982-10-21 JP JP18532682A patent/JPS58155079A/en active Granted
- 1982-10-21 SU SU823506788A patent/SU1440352A3/en active
- 1982-10-22 DE DE19823239210 patent/DE3239210A1/en active Granted
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| FR2515206B1 (en) | 1988-10-14 |
| SU1440352A3 (en) | 1988-11-23 |
| DE3239210A1 (en) | 1983-05-26 |
| DE3239210C2 (en) | 1991-01-31 |
| JPS58155079A (en) | 1983-09-14 |
| FR2515206A1 (en) | 1983-04-29 |
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