CN105358180A - 连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵***以及连续发酵*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的连续灭菌装置在构成流路的构件中使对该构件进行灭菌的灭菌介质流通，从而对该构件进行灭菌，使进行了灭菌处理的灭菌液在配管中流通，在对该灭菌液进行加热处理、保持处理和冷却处理的一系列处理的同时，将流量、温度和压力控制到预先设定的条件，将在流路中流通的液体从灭菌液切换为灭菌对象液体。

Description

连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵***以及连续发酵***
技术领域
本发明涉及用于将液状的培养基、食品或药品等灭菌到微生物上安全的状态的连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵***以及连续发酵***。
背景技术
目前，存在对微生物、培养细胞进行培养并连续地回收生产物的方法。具体而言，开发了使用过滤膜使生产物从微生物等中分离，并且将未滤过液中所包含的微生物等再次送回培养液中的连续发酵法。
在连续发酵法中，连续地供给灭菌后的培养基而连续地对微生物、培养细胞进行培养。为了连续地供给灭菌后的培养基，在连续发酵法中，可以使用能够连续地对培养基进行灭菌的连续灭菌装置。连续灭菌装置能够通过短时间的加热处理进行培养基的灭菌。
通常，工业上为了廉价地生产发酵制品，期望一次性大量地生产。在这种情况下，连续发酵处理中所使用的发酵装置的发酵罐成为数百吨规模。如果在这种规模的发酵罐容纳培养基的状态下进行灭菌处理，则将发酵罐中央的培养基加热至适合灭菌的温度需要长时间，且长时间的加热可能会导致培养基变质。因此，作为培养基的灭菌处理，对每个发酵罐进行灭菌的分批灭菌实质上是行不通的。也由于这样的原因，能够高温短时间灭菌、且能将加热导致的培养基的变质抑制到最小限度的连续灭菌装置，适合在培养基的灭菌处理中使用。
连续灭菌装置具备用于加热灭菌对象液体的加热部、用于将加热后的灭菌对象液体的温度保持设定时间而进行灭菌的保持部、以及能够将灭菌后的灭菌对象液体冷却至常温左右的冷却部(例如，参照专利文献1)。
连续灭菌装置中，作为灭菌对象液体的加热方式，有多重管型、板型和蒸汽喷射器型等。蒸汽喷射器型是向灭菌对象液体中直接导入蒸汽的方式，能够使灭菌对象液体瞬间变成高温，能够同时进行连续灭菌装置内的灭菌(例如，参照专利文献2)。然而，通常，在工业工艺所使用的蒸汽中混有锅炉防垢剂(防锈)，如果培养基中混入锅炉防垢剂，则可能会对发酵性能产生不良影响。因此，在连续发酵法等发酵工艺中，使用多重管型或板型。另一方面，虽然多重管型和板型能够在不使用锅炉防垢剂的情况下进行连续灭菌处理，但是却不能进行像蒸汽喷射器型那样将灭菌对象液体瞬间变成高温那种程度的加热处理。
图10是表示目前的多重管型的连续灭菌装置的概略构成的一例的模式图。图10所示的连续灭菌装置100具有：压送作为压送对象的培养基、食品、药品(以下称为灭菌对象液体)或灭菌液的压送泵101、加热由压送泵101输送的灭菌对象液或灭菌液的加热部102、以规定的温度、规定时间保持被加热部102加热后的灭菌对象液体或灭菌液的保持部103、冷却被保持部103保持从而完成了加热灭菌的灭菌对象液体或灭菌液的冷却部104、以及设置于冷却部104的后段、冷却灭菌液的冷却部105，通过将它们用配管连接而形成流路。此外，连续灭菌装置100通过未图示的控制部来控制运作。
连续灭菌装置100中，压送泵101、加热部102、保持部103和冷却部104通过配管106依次连接，形成作为一条流路的第1流路。此外，连续灭菌装置100中，通过将配管106的上游侧的端部以及下游侧的端部与配管107的两端部分别连接从而形成第2流路。第2流路中，设置有冷却部105。
配管106具有设置于压送泵101前段的阀111和设置于冷却部104后段的阀112、阀113。其中，阀112设置于配管106与配管107的连接部分的前段(上游侧)，阀113设置于配管106与配管107的连接部分的后段(下游侧)。此外，配管107具有分别设置于与配管106的连接的部分附近的阀114、阀115。阀114设置于配管107中的与第1流路(配管106)的下游侧的连接部分。阀115设置于配管107中的与第1流路的上游侧的连接部分。
加热部102通过使蒸汽在沿着配管106设置的配管102a的内部流通来加热配管106。此外，冷却部104、冷却部105通过使冷却水在沿着配管106、配管107分别设置的配管104a、配管105a的内部流通来分别冷却配管106、配管107。
在连续灭菌装置100中，作为连续灭菌处理的预处理，通过在使实际的灭菌对象液体流通之前，使灭菌液在配管106、配管107的内部循环，来进行配管内的灭菌处理。具体而言，使阀112、阀114、阀115为打开状态，阀111、阀113为关闭状态，通过利用压送泵101使灭菌液在配管106、配管107内循环从而对配管106、配管107的内部进行灭菌。此时，灭菌液被加热部102加热至135℃左右而在配管内流通，并且被冷却部105冷却至50℃左右。此外，在连续灭菌装置100中，通过由控制部调节压送泵101的运作、阀112的开放状态，来控制流量、配管内部的压力。另外，灭菌处理时，冷却部104变为停止冷却运作的状态。由此，灭菌液在加热至135℃左右的状态下在配管106中流通从而进行配管内的灭菌，并且被冷却部105冷却而再次流入加热部102。
由灭菌液进行灭菌处理后，使冷却部104运行，使冷却部104中的配管106的内部的冷却温度稳定化。然后，在进行控制使得阀113为打开状态，阀114、阀115为关闭状态的同时，使阀111为打开状态而从灭菌液切换为灭菌对象液体，进行灭菌对象液体的连续灭菌处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-262594号公报
专利文献2：日本特开平1-148180号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述目前的连续灭菌装置100中，由于除了作为原来的灭菌路径的第1流路以外，预处理中所使用的第2流路中还设置了冷却部105，所以存在装置的规模大这样的问题。
本发明是鉴于上述状况而做出的，目的在于提供能够确实地进行流路内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化的连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵***以及连续发酵***。
用于解决课题的方法
本发明人等对连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵***以及连续发酵***进行了深入研究，结果通过以下任一种构成能够确实地进行配管内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化，从而完成了本发明。
为了解决上述课题、达成目的，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，是在灭菌对象液体流通的流路上连续地进行加热处理、保持处理和冷却处理的一系列的处理，从而对所述灭菌对象液体进行灭菌的连续灭菌装置的运转方法，包括下述步骤：灭菌步骤，在所述流路中，使对构成该流路的构件进行灭菌的灭菌介质流通，从而对该构件进行灭菌；灭菌液流通步骤，使进行了灭菌处理的灭菌液在所述构件中流通，在对该灭菌液进行所述一系列处理的同时，测量进行该一系列处理的所述灭菌液的流量、温度和压力；判断步骤，将对进行所述一系列处理的所述灭菌液所测量出的流量、温度和压力与作为预先设定的条件的流量、温度和压力进行比较，从而判断所测量出的流量、温度和压力是否达到所述条件；以及切换步骤，在所述判断步骤中判断为达到所述条件的情况下，将在所述构件中流通的液体从所述灭菌液切换为所述灭菌对象液体。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，所述灭菌介质是蒸汽。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，所述一系列处理包括在进行所述加热处理和所述保持处理前后的液体彼此间的热交换处理。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，所述灭菌对象液体是作为发酵原料的培养基。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，将所述灭菌液和所述灭菌对象液体提供给连续地进行发酵处理的发酵装置。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的特征在于，是对灭菌对象液体进行灭菌的连续灭菌装置，具备第1流通单元、第2流通单元、第3流通单元、测量单元、记忆部和控制部，所述第1流通单元具有加热所述灭菌对象液体的加热部，以规定温度、规定时间保持被该加热部加热后的所述灭菌对象液体的保持部，以及冷却被该保持部保持从而完成加热灭菌后的所述灭菌对象液体的冷却部，并且所述第1流通单元中至少流通所述灭菌对象液体，所述第2流通单元能够从一端导入对所述构件进行灭菌的灭菌介质，且另一端与所述第1流通单元连接，所述第3流通单元能够从一端导入进行了灭菌处理的灭菌液，且另一端与所述第1流通单元连接，所述测量单元对在所述第1流通单元中流通的液体的流量、温度和压力进行测量，所述记忆部将所述灭菌对象液体的灭菌处理中的流量、温度和压力作为条件信息进行记忆，所述控制部对该连续灭菌装置整体的运作进行控制；所述控制部进行如下控制：通过控制所述第2流通单元和第3流通单元，使得所述第1流通单元中流通所述灭菌介质从而对所述第1流通单元进行灭菌，然后使所述灭菌液在所述第1流通单元中流通，在通过所述加热部、所述保持部和所述冷却部对该灭菌液进行一系列处理的同时，在所述测量单元中测量进行该一系列处理的所述灭菌液的流量、温度和压力，将所述测量单元所测量出的流量、温度和压力与所述记忆部中记忆的所述条件信息进行比较，判断测量出的流量、温度和压力是否达到符合所述条件信息的条件，并且，在判断为达到所述条件的情况下，通过控制所述第1流通单元和第3流通单元而将在所述第1流通单元中流通的液体从所述灭菌液切换为所述灭菌对象液体。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的特征在于，在上述发明中，具备与所述第1流通单元连接的、排出由所述蒸汽产生的废液的第4流通单元，且所述灭菌介质是蒸汽。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的特征在于，在上述发明中，还具备使分别在所述加热部的上游侧和所述保持部的下游侧流通的液体彼此间进行热交换的热交换部。
此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的特征在于，在上述发明中，所述加热部、所述冷却部和所述热交换部的任意一个以上是板式热交换器。
此外，本发明中涉及的发酵***的特征在于，具备原料保持部、上述发明中涉及的连续灭菌装置和发酵罐，所述原料保持部保持培养基、食品、医药品等原料，所述连续灭菌装置将从所述原料保持部供给的所述原料作为所述灭菌对象液体进行连续灭菌，所述发酵罐使用通过所述连续灭菌装置进行了灭菌处理的所述原料进行发酵处理。
此外，本发明中涉及的发酵***的特征在于，在上述发明中，所述流量根据所述测量单元的测量结果、所述原料保持部的重量变化、和/或所述发酵罐的重量变化来确定。
此外，本发明中涉及的发酵***的特征在于，在上述发明中，经由从向所述发酵罐中导入灭菌液的配管分支出来的配管，向所述流路中导入所述灭菌液。
此外，本发明中涉及的连续发酵***的特征在于，具备上述发明中涉及的发酵***、和过滤所述发酵罐中生成的发酵液的过滤单元。
此外，本发明中涉及的连续发酵***的特征在于，在上述发明中，设置多个所述原料保持部。
发明的效果
根据本发明，能够确实地进行流路内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1中涉及的发酵***的概略构成的模式图。
图2是表示本发明的实施方式1中涉及的发酵***中的预处理的流程图。
图3是说明本发明的实施方式1中涉及的发酵***中的预处理的图。
图4是说明本发明的实施方式1中涉及的发酵***中的预处理的图。
图5是说明本发明的实施方式1中涉及的发酵***中的预处理的图。
图6是表示本发明的实施方式2中涉及的发酵***的概略构成的模式图。
图7是表示本发明的实施方式2中涉及的发酵***中的连续灭菌装置的概略构成的模式图。
图8是表示本发明的实施方式3中涉及的连续发酵***的概略构成的模式图。
图9是表示本发明的实施方式3的变形例中涉及的连续发酵***的概略构成的模式图。
图10是表示以往的多重管型的连续灭菌装置的概略构成的一个例子的模式图。
具体实施方式
以下对用于实施本发明的方式进行详细说明。另外，本发明不受以下的实施方式限定。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1中涉及的发酵***的概略构成的模式图。发酵***1是容纳用于培养的微生物、培养细胞，向由发酵产生发酵液的发酵罐内连续地供给灭菌后的培养基的***。
图1所示的发酵***1具备保持培养基、食品、药品等原料的原料保持部10，对从原料保持部10供给的原料连续地进行灭菌的连续灭菌装置20，使用通过连续灭菌装置20进行了灭菌处理的原料进行发酵处理的发酵装置30，使用CPU(中央处理单元，CentralProcessingUnit)等构成的、控制发酵***1整体运作的控制部40，以及记忆包含用于使发酵***1运作的各种程序和发酵***1运作所需要的各种参数等信息的记忆部50。
连续灭菌装置20具有压送作为压送对象的培养基、食品、药品(以下称为灭菌对象液体)或进行了灭菌处理的灭菌液的压送泵21，加热由压送泵21输送的灭菌对象液体或灭菌液的加热部22，以规定温度、规定时间保持被加热部22加热后的灭菌对象液体或灭菌液的保持部23，冷却被保持部23保持从而完成加热灭菌后的灭菌对象液体或灭菌液的冷却部24，进行灭菌处理的灭菌过滤器25，仅排出蒸汽气氛中的废液的汽水阀26。此外，连续灭菌装置20通过控制部40来控制运作。作为灭菌液，例如，可使用调节到粘度等与实际的灭菌对象液体类似的灭菌水。另外，如果调节到粘度等与实际的灭菌对象液体类似，则进行了灭菌处理的水溶液也可以作为灭菌液使用。作为进行了灭菌处理的灭菌液，例如可以是纯水蒸气(不含防垢剂的蒸汽)的冷凝水，也可以是通过灭菌过滤器灭菌后的水。灭菌液优选为通过灭菌过滤器灭菌后的水。
在连续灭菌装置20中，压送泵21、加热部22、保持部23和冷却部24通过配管依次连接，通过这些构件形成作为一个流路的第1流路27(第1流通单元)。此外，在连续灭菌装置20中，形成了两端分别与第1流路27的上游侧和下游侧连接的第2流路28。另外，在第1流路27中，将与原料保持部10连接的一侧作为上游侧，与发酵装置30连接的一侧作为下游侧。
第1流路27具有一端与原料保持部10连接、并且另一端与压送泵21连接的第1配管271，连接压送泵21与加热部22之间的第2配管272，连接加热部22与保持部23之间的第3配管273，连接保持部23与冷却部24之间的第4配管274，以及一端与冷却部24连接、并且另一端与发酵装置30连接的第5配管275。
第1配管271具有通过开闭来控制配管内气体或液体流通的第1阀201。此外，第5配管275具有通过开闭来控制配管内气体或液体流通的第2阀202。在控制部40的控制下，第1阀201的开闭自动地进行。此外，在控制部40的控制下，第2阀202的开度调节自动地进行。
此外，连续灭菌装置20具有设置于第3配管273的、测量在该第3配管273内流通的液体的温度的温度计211，设置于第5配管275的、测量在该第5配管275内流通的液体的流量的流量计212，以及设置于第5配管275的、测量该第5配管275内的压力的压力计213。
第2流路28具有能够从一端导入蒸汽或液体、且在另一端与第5配管275的第2阀202的上游侧连接的第1配管281，能够从一端导入蒸汽、且另一端连接在第1配管271的第1阀201和压送泵21之间的第2配管282，一端与第1配管281连接、并且另一端与第2配管282连接的第3配管283，以及一端连接在第1配管271的第1阀201和压送泵21之间的第4配管284。另外，上述各配管分别通过未图示出的连接用具连接。
第1配管281到底优选从连续灭菌装置20的最高位置导入。由于蒸汽从连续灭菌装置20的上部(高的位置)导入是技术常识，所以例如，在第5配管275比第1配管271高的情况下，第1配管281的另一端连接在第5配管275的第2阀202的上游侧。
此外，在第2配管282中，在与第3配管283的连接部分的上游侧(液体的导入侧)设置有灭菌过滤器25。由此，从第2配管282的一端导入的液体被灭菌过滤器25灭菌。
此外，在第4配管284中，设置有汽水阀26。为了排出由蒸汽产生的废液(冷凝水)，优选在连续灭菌装置20的底部设置第4配管284。例如，在连续灭菌装置20具有多处的底部的情况下，在各个底部设置第4配管284和汽水阀26。
第1配管281设置于与第5配管275的连接部分附近，具有通过开闭来控制配管内气体或液体流通的第3阀203。
第3配管283具有通过开闭来控制配管内气体或液体流通的第4阀204。
第2配管282设置于与第1配管271的连接部分和与第3配管283的连接部分之间，具有通过开闭来控制配管内气体或液体流通的第5阀205。
第4配管284设置于与第1配管271的连接部分和汽水阀26之间，具有通过开闭来控制配管内气体或液体流通的第6阀206。
第3阀203～第6阀206在控制部40的控制下，开闭运作自动地进行。
其中，加热部22具有一端与第2配管272连接、并且另一端与第3配管273连接的配管22a，以及以与配管22a邻近或外表面相互接触的方式设置的配管221。在加热部22中，通过使蒸汽在配管221的内部流通来加热配管22a。
保持部23具有一端与第3配管273连接、并且另一端与第4配管274连接的配管23a，在规定的温度下保持该配管23a。另外，配管23a的长度优选根据保持时间和流量来确定。
冷却部24具有一端与第4配管274连接、并且另一端与第5配管275连接的配管24a，以及以与配管24a邻近或外表面相互接触的方式设置的配管241。在冷却部24中，通过使冷却水在配管241的内部流通来冷却配管24a。
另外，在加热部22和冷却部24中，优选使用经由热交换壁而进行热交换的板式热交换器。例如，加热部22可以是在配管22a与配管221之间设置热交换壁而促进热交换的构成，也可以是用热交换壁将一根配管分割，使灭菌对象液等在所分割的一方的区域中流通，使蒸汽、热水等热介质在另一方的区域中流通的构成。
灭菌过滤器25具有能够除去液体中微生物的功能。
汽水阀26具有基于自身累积的水位、内部的温度等信息，自动地排出累积的废液的功能。
发酵装置30具有：与连续灭菌装置20连接，容纳被连续灭菌装置20灭菌后的培养基、食品、药品以及微生物、培养细胞等并使其发酵的发酵罐31；以及仅排出蒸汽气氛中的废液的汽水阀32。
此外，发酵装置30具有一端与发酵罐31连接的第1配管301。在第1配管301中设置有上述汽水阀32。此外，第1配管301设置于与发酵罐31的连接部分和汽水阀32之间，具有在控制部40的控制下进行开闭运作、从而控制配管内液体流通的阀311。
发酵罐31具有搅拌部31a。搅拌部31a在棒状的构件的尖端具有搅拌叶片。在发酵罐31中，通过搅拌部31a的搅拌叶片旋转来搅拌所容纳的液体。此外，可以在发酵罐31中安装测量通常在发酵中控制的温度、pH值的传感器。此外，发酵罐31具有能够通气等作为发酵罐当然应该具备的功能。
记忆部50将灭菌对象液体的灭菌处理中涉及的灭菌条件信息51进行记忆。灭菌条件信息51包括加热部22中的加热温度、保持部23中的保持时间、冷却部24中的冷却温度、第1流路27中的流量以及第1流路27中的配管内的压力等信息。记忆部50使用例如闪存、DRAM(动态随机存取存储器，DynamicRandomAccessMemory)等半导体存储器来实现。
在上述发酵***1中，将由原料保持部10供给的原料经由第1配管271，通过压送泵21送入加热部22。然后，将被加热部22加热(例如加热到135℃)后的原料送入保持部23，以规定时间(例如1分钟)、规定温度(例如135℃)进行保持。由此对原料进行加热灭菌处理。将进行了加热灭菌处理的原料送到冷却部24进行冷却(例如冷却到32℃左右)。将被冷却部24冷却后的原料经由第5配管275送入发酵罐31。在发酵罐31中，以从连续灭菌装置20送入的原料与微生物、培养细胞为基础，进行发酵处理。通过进行上述一系列处理，可以将在连续灭菌装置20中灭菌后的原料连续地提供给发酵罐31并进行发酵处理，回收发酵液。另外，在上述一系列处理中，通过控制部40进行控制，使得仅第1阀201和第2阀202为打开状态，第3阀203～第6阀206和阀311为关闭状态。
接着，对于通过发酵***1的连续灭菌装置20进行的灭菌处理(连续灭菌装置20的运转方法)进行说明。在连续灭菌装置20中，作为培养基、食品、药品等灭菌对象液体的灭菌处理的预处理，在对实际的灭菌对象液体进行灭菌之前，对连续灭菌装置20进行灭菌。对连续灭菌装置20进行了灭菌后，通过使灭菌水在第1流路27中流通，从而使连续灭菌装置20的灭菌温度、压力、流量等稳定化。
图2是表示本实施方式1中涉及的发酵***中的预处理的流程图。图3～图5是说明本实施方式1中涉及的发酵***中的预处理的图。另外，虽然在以下的说明中，使用蒸汽作为灭菌介质来进行说明，但是作为灭菌介质，也可以使用酸性或碱性的水溶液。此外，蒸汽中可以含有防垢剂。
在预处理中，首先通过蒸汽进行配管内(构件)的灭菌(步骤S101)。在步骤S101中涉及的蒸汽灭菌处理中，从第1配管281导入蒸汽(灭菌介质)，进行连续灭菌装置20中的配管内的灭菌。
蒸汽灭菌处理时，通过控制部40进行控制，使得第1阀201、第2阀202为关闭状态，第3阀203、第4阀204、第5阀205和第6阀206为打开状态。即，通过第1流路27和第2流路28形成大致上为环状的流路。由此，导入到第1配管281的蒸汽从第5配管275填充到第1流路27中，并且从第1配管281分支到第3配管283，送入第2配管282，从而填充到第2流路28中。此时，导入的蒸汽所流通的第1配管281、第2配管282、第3配管283、第3阀203、第4阀204和第5阀205形成第2流通单元。
此外，由蒸汽的流通产生的废液经由汽水阀26从第4配管284排出到外部(参照图3)。此时，汽水阀26、第4配管284和第6阀206形成第4流通单元。另外，在同时进行发酵罐31的灭菌的情况下，例如也可以使第2阀202和阀311为打开状态，使由流入发酵罐31的蒸汽产生的废液经由汽水阀32排出。此外，也可以从未图示的专用蒸汽供给线对发酵罐导入蒸汽来进行灭菌。
在充分地进行装置灭菌后，停止蒸汽的导入，通过从第1配管281导入灭菌空气，使第1流路27和第2流路28的配管内的压力保持正压(步骤S102)。通过导入灭菌空气来防止由于停止导入蒸汽而导致配管内冷却时配管内部产生负压化。这是在进行装置灭菌的情况下技术上的常识。
接着，通过控制部40的控制，使第2阀202从关闭状态变为打开状态，使第3阀203、第4阀204和第6阀206从打开状态变为关闭状态，从而从第2配管282导入灭菌液(步骤S103，参照图4)。这里使用的灭菌液是如上所述的、调节为粘度等与实际的灭菌对象液体类似的灭菌水等。此外，灭菌液通过灭菌过滤器25进行灭菌处理。此时，导入的灭菌液所流通的第2配管282和第5阀205形成第3流通单元。
如果从第2配管282导入灭菌液，则灭菌液流入第1配管271，在第1流路27中向下游侧流通，然后流入发酵罐31。此时，加热部22、保持部23和冷却部24通过控制部40的控制进行运作。灭菌液通过在第1流路27中流通，从而被加热部22加热到规定的温度，在保持部23中以规定时间、规定温度保持，然后被冷却部24冷却。具体而言，例如，灭菌液被加热部22加热至135℃左右，在保持部23中以135℃保持1分钟，由冷却部24冷却至32℃。此外，送入第5配管275的灭菌液之后流入发酵罐31。
其中，在使灭菌液在第1流路27中流通期间，控制部40作为来自温度计211、流量计212和压力计213的测量信息，分别取得对应于在第1流路27中流通的灭菌液的温度、流量和配管内压力。控制部40基于所取得的测量信息，参照记忆部50所记忆的灭菌条件信息51，判断在配管中流通的灭菌液的温度、流量和配管内压力是否达到所设定的灭菌条件(步骤S104)。
具体而言，控制部40基于来自温度计211的温度信息，判断通过第3配管273的液体的温度是否为规定的温度。控制部40根据判断结果，控制在配管221中流通的蒸汽的温度、流量。
此外，控制部40基于来自流量计212的流量所涉及的信息，判断在第5配管275中流通的液体的流量是否为规定的流量。控制部40根据判断结果，控制压送泵21的运作。
此外，控制部40基于来自压力计213的压力信息，判断第5配管275的配管内压力是否为规定的压力。控制部40根据判断结果，调节第2阀202的开度使得第1流路27的配管内的液体不沸腾，从而进行内部的压力控制。
控制部40将分别从温度计211、流量计212和压力计213取得的测量信息与灭菌条件信息51相比较，在判断为未达到灭菌条件的情况(步骤S104：否)下，进行上述温度、流量和/或压力的控制，并且重复步骤S104所涉及的比较处理。
另一方面，控制部40将分别从温度计211、流量计212和压力计213取得的测量信息与灭菌条件信息51相比较，在判断为达到灭菌条件的情况(步骤S104：是)下，转移到步骤S105。
另外，在控制部40判断为达到灭菌条件的情况下，也可以报告达到灭菌条件的意旨。作为报告的手段，可以通过蜂鸣器、LED、监测显示等声音、光、图像显示中的任一种或其组合来实现。
如果控制部40判断为达到灭菌条件，则进行控制使第5阀205从打开状态变为关闭状态，使第1阀201从关闭状态变为打开状态，将提供给第1流路的液体从灭菌液切换为灭菌对象液体(步骤S105)。由此，从原料保持部10向连续灭菌装置20提供培养基、食品、药品等灭菌对象液体(参照图5)。
通过进行上述预处理，可以在使灭菌对象液在第1流路27的配管内流通之前，对配管内进行灭菌，且使连续灭菌装置20中形成加热温度、保持温度、冷却温度、流量、压力稳定的状态，然后，通过从灭菌液切换为灭菌对象液体，可以在灭菌环境下以满足规定流通条件的状态连续地进行灭菌对象液体的灭菌处理。
预处理后，可以通过将在连续灭菌装置20中灭菌后的灭菌对象液体(培养基等)送到发酵罐31，从而在发酵装置30中进行发酵处理。在发酵罐31中接种由未图示的前培养装置制备的微生物、培养细胞，通过从连续灭菌装置20提供培养基来进行发酵处理。在发酵装置30中，根据发酵条件进行发酵罐31内的温度调节、气体供给等。
在发酵处理中，控制部40从温度计211、流量计212和压力计213适当取得测量信息，基于该取得的测量信息，参照灭菌条件信息51，判断在配管中流通的灭菌液的温度、流量和配管内压力是否达到所设定的灭菌条件，从而控制温度、流量和配管内压力。此时，流量除了由上述流量计212取得测量值以外，还可以根据原料保持部10中的重量变化或发酵罐31的重量变化而取得测量值，也可以通过它们的组合而取得测量值。
根据上述实施方式1，因为经由分别与流通灭菌对象液体的第1流路27的上游侧和下游侧连接的第2流路28，通过灭菌介质进行灭菌以及通过灭菌液进行灭菌条件的调节，所以在第2流路中不需要以往必要的冷却部，能够确实地进行流路内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化。
此外，根据上述实施方式1，作为预处理，通过利用蒸汽进行灭菌和使用灭菌水来调节灭菌条件，可以在不损害灭菌性的条件下，从配管的灭菌处理转移到灭菌对象液的灭菌处理。
另外，虽然在上述实施方式1中，以通过控制部40的控制来进行设置于各配管的阀的开闭运作的形式进行了说明，但是也可以如前所说明的、由使用者手动地进行各阀开闭。
(实施方式2)
图6是表示本发明的实施方式2中涉及的发酵***的概略构成的模式图。图7是表示本实施方式2中涉及的连续灭菌装置的概略构成的模式图。另外，对于与上述实施方式1的构成相同的构成，标注了相同的符号。如图6所示，本实施方式2中涉及的发酵***1a中设置了连续灭菌装置20a来代替上述发酵***1的连续灭菌装置20。连续灭菌装置20a除了具有上述实施方式1中涉及的连续灭菌装置20的构成之外，还具有对利用加热部22和保持部23进行的加热处理前后的液体辅助地进行热交换的热交换部29。
在灭菌装置20a中，压送泵21、加热部22、保持部23、冷却部24和热交换部29通过配管连接，形成作为一个流路的第1流路27a。此外，在连续灭菌装置20a中形成了两端分别与第1流路27a的上游和下游连接的第2流路28。
热交换部29具有在第1流路27a中设置于加热部22的前段(上游侧)的第1热交换部29a，和在第1流路27a中设置于保持部23的后段(下游侧)的第2热交换部29b。
第1流路27a具有：上述第1配管271、第3配管273和第5配管275，连接压送泵21和热交换部29(第1热交换部29a)的第6配管276，连接热交换部29(第1热交换部29a)和加热部22的上游侧的第7配管277，连接保持部23的下游侧和热交换部29(第2热交换部29b)的第8配管278，以及连接热交换部29(第2热交换部29b)和冷却部24的第9配管279。
第1热交换部29a包含一端与第6配管276连接、并且另一端与第7配管277连接的配管291。此外，第2热交换部29b包含一端与第8配管278连接、并且另一端与第9配管279连接的配管292。热交换部29是以配管291和配管292邻近、或配管291和配管292的外表面相互接触的方式配设的。由此，在热交换部29中，经由第6配管276从原料保持部10、第2配管282送入的大致常温的液体与通过保持部23而维持在规定温度(例如，135℃)的液体之间，经由配管291、配管292进行热交换。另外，热交换部29可以是使用第1热交换部29a与第2热交换部29b通过热交换壁分割而成的板式热交换器而构成的。
通过热交换部29在液体间进行热交换，从而向加热部22的配管22a送入温度高于由原料保持部10提供的灭菌对象液的温度的灭菌对象液体，向冷却部24的配管24a送入温度低于由保持部23提供的灭菌对象液体的温度的灭菌对象液体。由此，可以缩小加热部22和冷却部24分别进行的调节温度的调节幅度，而且可以进行热能回收。另外，在预处理的灭菌液的流通中也进行同样的热交换。
根据上述实施方式2，与实施方式1同样，因为经由分别与流通灭菌对象液体的第1流路27a的上游侧和下游侧连接的第2流路28，通过蒸汽进行灭菌以及通过灭菌水进行灭菌条件的调节，所以在第2流路28中不需要以往必要的冷却部，能够确实地进行流路内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化。
其中，在如图10所示那样的以往的连续灭菌装置100中设置热交换部的情况下，在连续灭菌装置100中，通过使在加热部102被加热后的液体(与实际的灭菌对象液体具有同样的粘度等的液体)循环来进行灭菌，但是从保持部103输送的加热后的液体在热交换部被冷却。由此，在与热交换部的下游侧连接的冷却部104以后的配管中，循环着温度低于被加热部加热后的液体的温度的液体，灭菌可能会变得不充分。
如果连续灭菌装置100的灭菌不充分，则即使将灭菌对象液体在加热器加热至规定的高温、进行了规定的灭菌处理，也会由于与连续灭菌装置100的灭菌不充分的区间(冷却部104以后)接触，而发生灭菌对象液体的杂菌污染等问题。特别是在发酵工业中的连续发酵工艺中，在连续地提供培养基的情况下，连续灭菌装置100中很轻微的灭菌不良成为杂菌污染的原因，从而导致不能长时间进行连续发酵处理这样的大的问题。
与此相对，根据上述实施方式2，通过在利用加热部22和保持部23进行的加热处理前后，设置对流通的液体进行热交换的热交换部29，可以更加高效地进行热能回收，实现液体的加热和冷却。进而，因为使蒸汽经由第2流路28从第1流路27a的下游侧向上游侧流通而进行灭菌处理，所以能够进行确实的灭菌处理。
此外，根据上述实施方式2，作为预处理，通过利用蒸汽进行灭菌和使用灭菌水来调节灭菌条件，可以在不损害灭菌性的条件下，从配管的灭菌处理转移到灭菌对象液的灭菌处理。
(实施方式3)
图8是表示本发明的实施方式3中涉及的连续发酵***的概略构成的模式图。本实施方式3中涉及的连续发酵***2容纳用于培养的微生物、培养细胞，在连续地向通过发酵产生发酵液的发酵罐内提供培养基的同时，通过分离膜来分离从发酵罐排出到外部的微生物、培养细胞与发酵液，将未滤过液(包含微生物、培养细胞)送回发酵罐进行循环，从而长时间且连续地维持高生产性而进行发酵液的回收。
图8所示的连续发酵***2具备上述原料保持部10、连续灭菌装置20和记忆部50、使用通过连续灭菌装置20进行了灭菌处理的原料来进行发酵处理的发酵装置30a、以及使用CPU(中央处理单元，CentralProcessingUnit)等构成的控制连续发酵***2整体运作的控制部40a。另外，记忆部50对包含用于使连续发酵***2运作的各种程序以及连续发酵***2的运作所需要的各种参数等信息进行记忆。
发酵装置30a具有：与连续灭菌装置20连接、容纳通过连续灭菌装置20灭菌后的培养基、食品、药品以及微生物、培养细胞等并使其发酵的发酵罐31，仅排出蒸汽气氛中的废液的汽水阀32，压送来自发酵罐31的发酵液的压送泵33，以及对通过压送泵33输送的发酵液进行过滤的分离膜组件34(过滤单元)。
此外，发酵装置30a具有：一端与发酵罐31连接，设置有上述汽水阀的第1配管301；一端与发酵罐31连接，并且另一端与分离膜组件34连接，设置有上述压送泵33的第2配管302；一端与分离膜组件34连接的第3配管303；以及一端与分离膜组件34连接，并且另一端与发酵罐31连接的第4配管304。
第2配管302形成了用于将灭菌后的培养基、食品、药品、或者它们被微生物或培养细胞发酵后的发酵液等从发酵罐31经由压送泵33送至分离膜组件34的流路。
分离膜组件34形成了近似箱状，内部具有形成了多个例如平均直径0.01μm～1.00μm的细孔的多孔膜341。例如，以将分离膜组件34的内部空间分割而形成二个区域R1、R2的方式设置多孔膜341。即，分离膜组件34形成内部空间被多孔膜341分割的状态，等分的空间彼此只通过细孔连通。
多孔膜341包括包含有机材料的有机膜和/或包含无机材料的无机膜等，作为有机膜，优选包含含有如下有机高分子化合物的有机膜的膜，所述有机高分子化合物可例示聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚1,1-二氟乙烯系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚丙烯腈系树脂、纤维素系树脂和纤维素三乙酸酯系树脂等。特别优选使用容易通过溶液制膜且物理耐久性、耐化学品性也优异的聚氯乙烯系树脂、聚1,1-二氟乙烯系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂和聚丙烯腈系树脂，最优选使用聚1,1-二氟乙烯系树脂或以它为主成分的树脂。作为无机膜优选包含陶瓷的膜。
其中，在分离膜组件34中，第2配管302和第4配管304以与区域R1连通的方式连接，第3配管303以与区域R2连通的方式连接。
在分离膜组件34中，将从发酵罐31送入的发酵液通过多孔膜341过滤。具体而言，将通过多孔膜341的细孔的发酵液导入区域R2，经由第3配管303输送到外部。此外，不能通过多孔膜341的细孔的发酵液(未滤过液，例如，微生物、培养细胞等比细孔的直径大的物质)留在区域R1，经由第4配管304返回发酵罐31。
另外，分离膜组件34可以通过上述多孔膜341将内部空间分割，也可以使用包含多个中空丝膜的中空丝分离膜组件。在使用中空丝分离膜组件的情况下，例如，在外压式中空丝膜组件中，第2配管302和第4配管304分别以与中空丝膜的外表面形成的空间(相当于区域R1)连通的方式连接，第3配管303以与中空丝膜的内表面形成的空间(相当于区域R2)连通的方式连接。此外，在内压式的中空丝膜组件中，第2配管302和第4配管304以与中空丝膜的内表面形成的空间连通的方式连接，第3配管303以与中空丝膜的外表面形成的空间连通的方式连接。
在上述连续发酵***2中，将如上所述的通过连续灭菌装置20进行了灭菌处理的原料提供给发酵罐31。具体而言，由原料保持部10提供的原料在连续灭菌装置20中进行加热灭菌处理，经由第5配管275送入发酵罐31。在发酵罐31中，基于由连续灭菌装置20送入的原料和微生物、培养细胞，进行发酵处理，并且将通过发酵处理生成的发酵液输送至分离膜组件34。被分离膜组件34过滤后的液体经由第3配管303被回收，过滤所残存的包含微生物、培养细胞的发酵液(未滤过液)经由第4配管304返回发酵罐31。通过进行上述一系列处理，能够连续地进行发酵处理，并回收发酵液。另外，在上述一系列处理中，通过控制部40a进行控制，使得仅第1阀201和第2阀202为打开状态，第3阀203～第6阀206和阀311为关闭状态。
其中，在发酵罐31中接种由未图示的前培养装置制备的微生物、培养细胞，通过重复地进行来自连续灭菌装置20的培养基的供给和使用分离膜组件34进行的过滤(分离膜组件34内的微生物、培养细胞向发酵罐31的再供给，以及分离除去微生物、培养细胞后的发酵液的采取)来进行连续的发酵处理。在发酵装置30a中，根据发酵条件进行发酵罐31内的温度调节、气体供给等。
根据上述实施方式3，与上述实施方式1同样，因为经由分别与流通灭菌对象液体的第1流路27的上游侧和下游侧连接的第2流路28，通过灭菌介质进行灭菌以及通过灭菌液进行灭菌条件的调节，所以在第2流路中不需要以往必要的冷却部，能够确实地进行流路内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化。
此外，根据上述实施方式3，作为预处理，通过利用蒸汽进行灭菌和使用灭菌水来调节灭菌条件，可以在不损害灭菌性的条件下，从配管的灭菌处理转移到灭菌对象液的灭菌处理。
进而，根据上述实施方式3，通过在发酵装置30a中设置分离膜组件34，可以在维持灭菌性的状态下连续地进行发酵处理。
(实施方式3的变形例)
图9是表示本发明的实施方式3的变形例中涉及的连续发酵***的概略构成的模式图。如图9所示，本实施方式3的变形例中涉及的连续发酵***2a中设置了具有热交换部29的连续灭菌装置20a来代替上述连续发酵***2的连续灭菌装置20。由此，即使在连续地进行发酵处理的连续发酵***2a中，也能够缩小加热部22和冷却部24分别进行的调节温度的调节幅度，而且能够进行热能回收。
如本实施方式3的变形例那样，通过在发酵装置30a中设置分离膜组件34，并且在连续灭菌装置20a中设置热交换部29，在灭菌处理中能够更加高效地通过热能回收来进行液体的加热和冷却，能够在维持灭菌性的状态下连续地进行发酵处理。
另外，在上述实施方式1～3和变形例中，虽然以原料保持部10为一个的形式进行了说明，但是也可以具有二个以上原料保持部10，还可以能够交换地设置。在该情况下，各原料保持部分别与第1配管271连接，并且分别设有控制向该第1配管271流通的阀。
此外，在上述实施方式1～3和变形例中，作为导入灭菌液的流路的第2配管282，也可以是从作为用于向发酵罐31导入灭菌水等液体的流路的配管(未图示出)分支出来的。在该情况下，也优选通过了灭菌过滤器25的液体在第2配管282和发酵罐31中流通。
此外，在上述实施方式1～3和变形例中，虽然作为导入灭菌介质的配管为第1配管281，且分别与第1流路27、第1流路27a的下游侧和第2配管282连接的形式进行了说明，但是第2配管282如果能够独立地维持灭菌状态，则也可以没有第3配管283。即，即使是灭菌介质经由第1配管281只导入第1流路27、第1流路27a的下游侧的构成，也能够应用。此时，第1配管281和第3阀203形成第2流通单元。
产业上的可利用性
本发明的连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵***以及连续发酵***适用于在确实地进行配管内灭菌处理的同时，使装置小型化。即，根据本发明，能够提供可以在不损害连续灭菌装置的灭菌性的条件下进行热回收的连续灭菌装置，因此，除了发酵相关领域以外，在医疗、制药、新药开发、生物学研究、食品制造、有机化合物制造等各种领域也非常有用。
符号的说明
1,1a发酵***
2,2a连续发酵***
10原料保持部
20,20a,100连续灭菌装置
21,33,101压送泵
22,102加热部
22a,23a,24a,221,241,291,292配管
23,103保持部
24,104冷却部
25灭菌过滤器
26,32汽水阀
27,27a第1流路
28第2流路
29热交换部
29a第1热交换部
29b第2热交换部
30,30a发酵装置
31发酵罐
31a搅拌部
34分离膜组件
40,40a控制部
50记忆部
51灭菌条件信息
201第1阀
202第2阀
203第3阀
204第4阀
205第5阀
206第6阀
211温度计
212流量计
213压力计
271,281,301第1配管
272,282,302第2配管
273,283,303第3配管
274,284,304第4配管
275第5配管
276第6配管
277第7配管
278第8配管
279第9配管
311阀
341多孔膜

Claims (14)

1.一种连续灭菌装置的运转方法，其特征在于，是在灭菌对象液体流通的流路上连续进行加热处理、保持处理和冷却处理的一系列处理，从而对所述灭菌对象液体进行灭菌的连续灭菌装置的运转方法，包括下述步骤：
灭菌步骤，在所述流路中，使对构成该流路的构件进行灭菌的灭菌介质流通，从而对该构件进行灭菌；
灭菌液流通步骤，使进行了灭菌处理的灭菌液在所述构件中流通，在对该灭菌液进行所述一系列处理的同时，测量进行该一系列处理的所述灭菌液的流量、温度和压力；
判断步骤，将对进行所述一系列处理的所述灭菌液所测量出的流量、温度和压力与作为预先设定的条件的流量、温度和压力进行比较，从而判断所测量出的流量、温度和压力是否达到所述条件；以及
切换步骤，在所述判断步骤中判断为达到所述条件的情况下，将在所述构件中流通的液体从所述灭菌液切换为所述灭菌对象液体。
2.根据权利要求1所述的连续灭菌装置的运转方法，其特征在于，所述灭菌介质是蒸汽。
3.根据权利要求1或2所述的连续灭菌装置的运转方法，其特征在于，所述一系列处理包括在进行所述加热处理和所述保持处理前后的液体彼此间的热交换处理。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的连续灭菌装置的运转方法，其特征在于，所述灭菌对象液体是作为发酵原料的培养基。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的连续灭菌装置的运转方法，其特征在于，将所述灭菌液和所述灭菌对象液体提供给连续地进行发酵处理的发酵装置。
6.一种连续灭菌装置，其特征在于，是对灭菌对象液体进行灭菌的连续灭菌装置，具备第1流通单元、第2流通单元、第3流通单元、测量单元、记忆部和控制部，
所述第1流通单元具有加热所述灭菌对象液体的加热部，以规定温度、规定时间保持被该加热部加热后的所述灭菌对象液体的保持部，以及冷却被该保持部保持从而完成加热灭菌后的所述灭菌对象液体的冷却部，并且所述第1流通单元中至少流通所述灭菌对象液体，
所述第2流通单元能够从一端导入对所述构件进行灭菌的灭菌介质，且另一端与所述第1流通单元连接，
所述第3流通单元能够从一端导入进行了灭菌处理的灭菌液，且另一端与所述第1流通单元连接，
所述测量单元对在所述第1流通单元中流通的液体的流量、温度和压力进行测量，
所述记忆部将所述灭菌对象液体的灭菌处理中的流量、温度和压力作为条件信息进行记忆，
所述控制部对该连续灭菌装置整体的运作进行控制；
所述控制部进行如下控制：
通过控制所述第2流通单元和第3流通单元，使得所述第1流通单元中流通所述灭菌介质从而对所述第1流通单元进行灭菌，然后使所述灭菌液在所述第1流通单元中流通，
在通过所述加热部、所述保持部和所述冷却部对该灭菌液进行一系列处理的同时，在所述测量单元中测量进行该一系列处理的所述灭菌液的流量、温度和压力，
将所述测量单元所测量出的流量、温度和压力与所述记忆部中记忆的所述条件信息进行比较，判断测量出的流量、温度和压力是否达到符合所述条件信息的条件，并且，在判断为达到所述条件的情况下，通过控制所述第1流通单元和第3流通单元而将在所述第1流通单元中流通的液体从所述灭菌液切换为所述灭菌对象液体。
7.根据权利要求6所述的连续灭菌装置，其特征在于，具备与所述第1流通单元连接的、排出由所述蒸汽产生的废液的第4流通单元，且所述灭菌介质是蒸汽。
8.根据权利要求6或7所述的连续灭菌装置，其特征在于，还具备使分别在所述加热部的上游侧和所述保持部的下游侧流通的液体彼此间进行热交换的热交换部。
9.根据权利要求8所述的连续灭菌装置，其特征在于，所述加热部、所述冷却部和所述热交换部的任意一个以上是板式热交换器。
10.一种发酵***，其特征在于，具备原料保持部、权利要求6～9中任一项所述的连续灭菌装置和发酵罐，
所述原料保持部保持培养基、食品、医药品等原料，
所述连续灭菌装置将从所述原料保持部供给的所述原料作为所述灭菌对象液体进行连续灭菌，
所述发酵罐使用通过所述连续灭菌装置进行了灭菌处理的所述原料进行发酵处理。
11.根据权利要求10所述的发酵***，其特征在于，所述流量根据所述测量单元的测量结果、所述原料保持部的重量变化、和/或所述发酵罐的重量变化来确定。
12.根据权利要求10或11所述的发酵***，其特征在于，经由从向所述发酵罐中导入灭菌液的配管分支出来的配管，向所述流路中导入所述灭菌液。
13.一种连续发酵***，其特征在于，具备权利要求10～12中任一项所述的发酵***、和过滤所述发酵罐中生成的发酵液的过滤单元。
14.根据权利要求13所述的连续发酵***，其特征在于，设置多个所述原料保持部。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107779385A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 卓金星 发酵制造***与发酵方法
CN114410458A (zh) * 2022-03-30 2022-04-29 江苏中有信科技有限公司 一种制药发酵罐及发酵控制***

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018147289A1 (ja) * 2017-02-07 2019-11-21 東レ株式会社 連続発酵によるアルコールの製造方法およびそれに用いる連続発酵装置
CN108641896B (zh) * 2018-05-17 2021-09-21 福建达邦蛋白生物科技有限公司 一种水产饲料快速发酵制造机
CN116396855B (zh) * 2023-05-15 2024-05-07 南京工业大学 一种基于射流旋转搅拌的生物发酵反应器及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2338228A (en) * 1941-09-20 1944-01-04 Lummus Co Fermentation
JP2000262594A (ja) * 1999-03-19 2000-09-26 Dainippon Printing Co Ltd 滅菌装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59177053A (ja) * 1983-03-28 1984-10-06 ハウス食品工業株式会社 滅菌装置
GB2137865B (en) 1983-03-09 1987-02-18 House Food Industrial Co Sterilization apparatus
JPS59171555A (ja) * 1983-03-18 1984-09-28 ハウス食品工業株式会社 滅菌装置
JP2760377B2 (ja) 1984-03-02 1998-05-28 三菱電機株式会社 殺菌装置
JPH0659207B2 (ja) 1986-03-10 1994-08-10 キッコーマン株式会社 固体培地の殺菌装置
JPH072110B2 (ja) 1987-12-04 1995-01-18 株式会社島津製作所 連続滅菌装置
JPH06253816A (ja) 1993-03-08 1994-09-13 Food Design Gijutsu Kenkyu Kumiai 菌体の培養方法及び装置
AR007454A1 (es) * 1996-06-28 1999-10-27 Steril Max International S A Equipo para la esterilizacion de un fluido y procedimiento llevado a cabo en dicho equipo para obtener jugos de fruta naturales larga vida.
JP2904779B1 (ja) * 1998-07-07 1999-06-14 ヱスビー食品株式会社 粉粒体殺菌装置
US6579494B1 (en) * 1999-03-30 2003-06-17 Hospal Industrie Process and device for sterilizing and dispensing a liquid for medical use
EP1616938B1 (en) * 2001-03-16 2007-12-12 Colder Products Company Sterilized assembly for bioprocessing and connecting method
JP2003289838A (ja) * 2002-04-05 2003-10-14 Ikeda Shokken Kk 無菌食品の製造方法
US20080160149A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Maurice Nasrallah Sterilization of Flowable Food Products
JP5268349B2 (ja) 2007-12-27 2013-08-21 株式会社東芝 水処理システム
US8663556B2 (en) * 2008-05-26 2014-03-04 Fujiwara Techno-Art Co., Ltd. Method for sterilizing powder or grain and sterilizing apparatus employing the same
JP2011078493A (ja) 2009-10-05 2011-04-21 Seishin Enterprise Co Ltd 定置洗浄可能な粉粒体殺菌装置
US8381494B2 (en) * 2010-01-25 2013-02-26 Stork Food & Dairy Systems B.V. Method for controlling the operation of an aseptic filling machine
JP2012161288A (ja) 2011-02-08 2012-08-30 Toray Ind Inc 化学品の製造装置および化学品の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2338228A (en) * 1941-09-20 1944-01-04 Lummus Co Fermentation
JP2000262594A (ja) * 1999-03-19 2000-09-26 Dainippon Printing Co Ltd 滅菌装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107779385A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 卓金星 发酵制造***与发酵方法
CN114410458A (zh) * 2022-03-30 2022-04-29 江苏中有信科技有限公司 一种制药发酵罐及发酵控制***

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