JP2519058Y2 - 培養装置 - Google Patents

培養装置

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JP2519058Y2
JP2519058Y2 JP1991085787U JP8578791U JP2519058Y2 JP 2519058 Y2 JP2519058 Y2 JP 2519058Y2 JP 1991085787 U JP1991085787 U JP 1991085787U JP 8578791 U JP8578791 U JP 8578791U JP 2519058 Y2 JP2519058 Y2 JP 2519058Y2
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stirring blade
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弘三 永易
学 政本
泰彦 今井
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Kikkoman Corp
Kawasaki Motors Ltd
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Kikkoman Corp
Kawasaki Jukogyo KK
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    • 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
    • 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
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements

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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、菌体、細胞等を培養液
中で効率よく培養する装置、とくに、高粘度の培養液を
高い気液接触効率で混合し、しかも、菌体へのダメージ
が少ない培養装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の培養装置の主流は、槽内に菌体、
細胞等を加えた培養液を満たし、攪拌機により攪拌する
とともに、槽下方から空気等のガスを吹き込んで、培養
液を循環させて気液接触を行なうことにより反応を進行
させる、いわゆる通気攪拌方式であった。しかし、培養
の種類によっては、攪拌による強いせん断力で菌体又は
細胞へ大きな影響(ダメージ)を与える場合がある。さ
らに、設置面積を小さくする必要もあり、縦型(塔型)
培養槽の各種培養系への適用が検討されだしている。塔
型培養槽の主流は、ドラフトチューブを槽内に設け、槽
内に菌体、細胞等を加えた培養液を満たし、槽下方から
空気等のガスを吹き込んで、培養液を循環させて気液接
触を行なう気泡塔方式であった。
【0003】従来、特開昭63−251077号公報に
は、培養槽内部に、軸流羽根車を設けた円筒(ドラフト
チューブ)を設置し、羽根車を回転させることにより、
培養液を吸い上げ、上部から外周部へ流下させたことで
酸素を培養液に与え培養させる装置が記載されている。
また、円筒を軸流羽根車の外周と一体化して、羽根車と
ともに円筒を回転させることも記載されている。また、
特開昭55−15718号公報には、ドラフトチューブ
上半分にスリットを付け、その内部に、気体を液体中に
拡散させるためのスパージャーを設け、さらに、ドラフ
トチューブ最下端に、液体をチューブ外へ排出させる軸
流インペラーを備えた培養装置が記載されている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術においては、麹菌の液体培養のごとき、好気性培養
で、かつ高粘度条件となる液体発酵には、十分に対応で
きなかった。また、特開昭63−251077号公報記
載の培養装置では、酸素供給が培養液落下による気体
(空気)巻き込みにのみ依存するため、気液接触効率が
悪く、酸素供給速度に限界があり、高粘度条件下でも高
い酸素供給が必要な麹菌培養等での対応は難しい。ま
た、特開昭55−15718号公報記載の培養装置で
は、通常の培養においては、高い酸素供給能力を発揮で
きるが、粘度が上昇した場合、槽全体の流動を均一にす
ることは困難となり、酸素の供給能力も低下し、同じく
麹菌等の培養には適さなくなる。一般に培養槽としてよ
く使用されている攪拌槽形式であると、高粘度になる
と、攪拌翼部分のみが攪拌され、槽全体を均一に攪拌す
るためには、特殊な攪拌翼形状の設置と、強大な攪拌動
力が必要となる。上記の攪拌槽形式で槽全体を均一にす
るため、強力に攪拌を実施する場合、麹菌等の糸状菌で
は、機械的なせん断により菌体がダメージを受けやす
い。本考案は、上記の諸点に鑑みなされたもので、高粘
度の培養液であっても均一に混合することができ、気液
接触効率が高く、かつ、菌体へのダメージの少ない培養
装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本考案の培養装置は、図面を参照して説明すれ
ば、上下端が開放されたドラフトチューブ10を、縦型
培養槽12内に槽側壁14、槽底壁16及び槽蓋18と
の間に間隙が生じるように設置した培養装置において、
ドラフトチューブ10内の上部に設けられた下降流加速
用攪拌翼20と、ドラフトチューブ10の下部近傍に設
けられた底部液排出加速用攪拌翼22と、ドラフトチュ
ーブ10の外底部又は内部に設けられた散気管24、4
6と、ドラフトチューブ10を回転させる回転軸26
と、を備え、さらに、ドラフトチューブ10の外周部
に、ドラフトチューブが回転することにより上向きの力
が生じるような形状の突起物28、44を設けたことを
特徴としている。上記の培養装置において、下降流加速
用攪拌翼20の回転軸と、底部液排出加速用攪拌翼22
の回転軸と、ドラフトチューブ10回転用の回転軸26
とを共用するように構成するのが望ましい
【0006】
【作用】培養槽12内に同心円状に設置されたドラフト
チューブ10を、槽外部の駆動装置(図示せず)で回転
させると同時に、下降流加速用攪拌翼20及び底部液排
出加速用攪拌翼22を回転させ、培養液の下向きの流れ
を加速させるとともに、ドラフトチューブ内の液体をド
ラフトチューブ外へ加速しながら排出する。培養液への
酸素供給は、ドラフトチューブ外底部に円周状に設置さ
れた散気管24から上向きに空気を噴出し、外周部の培
養液の上昇流を加速させながら行なわれる。また、散気
管46がドラフトチューブ内に設置されている場合は、
散気管46から下向きに空気を噴出し、ドラフトチュー
ブ内の培養液の下降流を加速させながら空気が混合され
る。そして、ドラフトチューブ外周部に設けられた突起
物28、44により、回転するドラフトチューブから培
養液に上向きの力が加えられ、ドラフトチューブ外周部
における培養液の上昇流が加速される。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本考案の好適な実施例
を詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されてい
る構成部材の形状、その相対配置などは、とくに特定的
な記載がない限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定
する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。 実施例1 図1において、10は上下端が開放された円筒状のドラ
フトチューブで、円筒状の縦型培養槽12内に、槽側壁
14、槽底壁16及び槽蓋18との間に間隙が生じるよ
うに同心円状に設置される。ドラフトチューブ10内の
上部には、下降流加速用攪拌翼20が設けられ、ドラフ
トチューブ10の下側には、底部液排出加速用攪拌翼2
2が設けられる。ドラフトチューブ10の外底部には、
散気管24が設けられる。26は回転軸で、ドラフトチ
ューブ10、下降流加速用攪拌翼20及び底部液排出加
速用攪拌翼22を回転させるためのものである。ドラフ
トチューブ10の外周部には、ドラフトチューブが回転
することにより上向きの力が生じるような形状の、スパ
イラル状又は傾斜板状の突起物28が設けられており、
ドラフトチューブ10の外周部における培養液の上昇流
を加速して、培養液をドラフトチューブ10の外周部で
スパイラル状に流動させる。また、ドラフトチューブ1
0の上部には、複数のスリット30が設けられている。
このスリット30は、液面がスリット30近辺まで下降
したときに、液をドラフトチューブ10内に流入させる
ためのものである。32、34はドラフトチューブ10
と回転軸26を連結するための連結具、36は邪魔板、
38は培養液入口、40は液出口、42は排気口であ
る。
【0008】 実施例2 本実施例は、連続した突起物を代わりに、図2に示すよ
うに、不連続の突起物44を設けたものである。他の構
及び作用は図1の場合と同様である。
【0009】 実施例3 本実施例は、図3に示すように、ドラフトチューブ10
内に下向きに空気を噴出する散気管46を設けたもので
ある。図3では、一例として、回転軸26を中空状と
し、この中空部に空気を供給して、散気管46から下向
きに噴出するようにしている。この散気管46は、底部
の散気管の代わりに設けてもよく、又は両者を設けても
よい。他の構成及び作用は図1の場合と同様である。
【0010】
【考案の効果】本考案は、上記のように構成されている
ので、つぎのような効果を奏する。 (1) 高濃度菌体培養時等の高粘度(非ニュートン流
体)に対しても、槽内全体が均一に混合でき、気液接触
効率が高くなる。 (2) ドラフトチューブ内の上部に下降流加速用攪拌
翼を設けるとともに、ドラフトチューブの下部近傍に底
部液排出加速用攪拌翼を設けているので、効率よく培養
液を循環させることができる。 (3) ドラフトチューブの外周部にスパイラル状の連
続又は不連続の突起物を設けているので、ドラフトチュ
ーブ外周部における培養液の上昇流が加速されて、培養
液がドラフトチューブの外周部でスパイラル状に流動
し、このため、気液 接触効率が高く、菌体が一部自己増
粒し、菌体の高濃度化が促進される。また、ドラフトチ
ューブの回転エネルギーで液体を主に流動させるため、
菌体へのダメージが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示す培養装置の縦断面説明
図である。
【図2】本考案の他の実施例を示す培養装置の縦断面説
明図である。
【図3】本考案のさらに他の実施例を示す培養装置の縦
断面説明図である。
【符号の説明】
10 ドラフトチューブ 12 培養槽 14 槽側壁 16 槽底壁 18 槽蓋 20 下降流加速用攪拌翼 22 底部液排出加速用攪拌翼 24 散気管 26 回転軸 28 突起物 30 スリット 36 邪魔板 44 突起物 46 散気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 今井 泰彦 千葉県野田市野田399 キッコーマン株 式会社 研究本部内 (56)参考文献 特開 昭54−5091(JP,A) 特開 平2−104276(JP,A) 実公 平3−2158(JP,Y2)

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下端が開放されたドラフトチューブ
    (10)を、縦型培養槽(12)内に槽側壁(14)、
    槽底壁(16)及び槽蓋(18)との間に間隙が生じる
    ように設置した培養装置において、 ドラフトチューブ(10)内の上部に設けられた下降流
    加速用攪拌翼(20)と、 ドラフトチューブ(10)の下部近傍に設けられた底部
    液排出加速用攪拌翼(22)と、 ドラフトチューブ(10)の外底部又は内部に設けられ
    た散気管(24)、(46)と、 ドラフトチューブ(10)を回転させる回転軸(26)
    と、 を備え、さらに、ドラフトチューブ(10)の外周部
    に、ドラフトチューブが回転することにより上向きの力
    が生じるような形状の突起物(28)、(44)を設け
    たことを特徴とする培養装置。
  2. 【請求項2】 下降流加速用攪拌翼(20)の回転軸
    と、底部液排出加速用攪拌翼(22)の回転軸と、ドラ
    フトチューブ(10)回転用の回転軸(26)とを共用
    するようにした請求項1記載の培養装置。
JP1991085787U 1991-09-24 1991-09-24 培養装置 Expired - Lifetime JP2519058Y2 (ja)

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JPH0529400U JPH0529400U (ja) 1993-04-20
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