JP3116103B2 - 好気性培養による発酵生産における培養装置及び消泡制御方法 - Google Patents
好気性培養による発酵生産における培養装置及び消泡制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、好気性培養における有
用物質の発酵生産において、培養液から生じる泡の消泡
装置を含む培養装置及び泡の消泡制御方法に関するもの
である。
用物質の発酵生産において、培養液から生じる泡の消泡
装置を含む培養装置及び泡の消泡制御方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】発酵工業においては、一般に有用物資を
生産する為に好気性微生物を用いている。これらの微生
物を用いた培養に際して培養槽に張り込んだ培養液に多
量の空気を吹き込むと、通常、泡が発生する。泡の発生
をそのままにしておくと、泡沫が充満し、そのままでは
排気系への溢流等の問題が生じる。特に、培養液量が培
養槽に比して多ければ多い程、上記問題が生じる可能性
が高い。
生産する為に好気性微生物を用いている。これらの微生
物を用いた培養に際して培養槽に張り込んだ培養液に多
量の空気を吹き込むと、通常、泡が発生する。泡の発生
をそのままにしておくと、泡沫が充満し、そのままでは
排気系への溢流等の問題が生じる。特に、培養液量が培
養槽に比して多ければ多い程、上記問題が生じる可能性
が高い。
【０００３】そこで、通常、発泡を抑えるために培養槽
内に泡検出器をとりつけ消泡剤として界面活性剤、シリ
コン系薬剤等を添加し、発泡を抑える方法（例えば、C.
L.Kroll et al.：I.E.C.,48,2190 (1956)参照）がとら
れているが、消泡剤の量を適正にコントロ−ルすること
が困難なため有用生産物の生産性が低い等の問題点があ
った。
内に泡検出器をとりつけ消泡剤として界面活性剤、シリ
コン系薬剤等を添加し、発泡を抑える方法（例えば、C.
L.Kroll et al.：I.E.C.,48,2190 (1956)参照）がとら
れているが、消泡剤の量を適正にコントロ−ルすること
が困難なため有用生産物の生産性が低い等の問題点があ
った。
【０００４】また、その他の方法として、気液接触を行
わせるために攪拌羽根の上部に消泡用羽根を取り付けて
消泡する方法があるが、この方法は発酵がすすみ培養槽
中の培養液が多くなると泡沫を培地中に押し返すのみ
で、この装置だけでは完全な泡面の制御ができない。そ
こで、この装置で生産運転を可能にするため、培養槽上
部に取り付けた電極センサ−等で泡面を検知し、消泡剤
として界面活性剤、シリコン系薬剤等を添加する方法を
組合せ、泡面を消泡羽根の位置以下に制御する方法（例
えば、特公昭４６−３０７８６号公報参照）が取られて
いる。しかし、この方法だと消泡羽根があるため張り込
み量が制限され、培養槽上部の空間部分を有効に利用で
きないこと、及び消泡羽根を回転させるためのモ−タ−
の出力として大きな動力が必要になるので攪拌羽根だけ
を回すのに比較し動力費がかかるといった問題点があっ
た。
わせるために攪拌羽根の上部に消泡用羽根を取り付けて
消泡する方法があるが、この方法は発酵がすすみ培養槽
中の培養液が多くなると泡沫を培地中に押し返すのみ
で、この装置だけでは完全な泡面の制御ができない。そ
こで、この装置で生産運転を可能にするため、培養槽上
部に取り付けた電極センサ−等で泡面を検知し、消泡剤
として界面活性剤、シリコン系薬剤等を添加する方法を
組合せ、泡面を消泡羽根の位置以下に制御する方法（例
えば、特公昭４６−３０７８６号公報参照）が取られて
いる。しかし、この方法だと消泡羽根があるため張り込
み量が制限され、培養槽上部の空間部分を有効に利用で
きないこと、及び消泡羽根を回転させるためのモ−タ−
の出力として大きな動力が必要になるので攪拌羽根だけ
を回すのに比較し動力費がかかるといった問題点があっ
た。
【０００５】更に、その他の消泡装置としては、培養槽
上部に別個の回転体を設け、電動器により回転体を高速
度で回転させ泡沫を無くす（例えば、I.H.MULLER：Proce
ssBiochem. June,37(1972)参照）方法や槽外の排気口に
水平回転する翼車羽根を内蔵する破泡槽を設けた装置
（実公昭３９−３６９９６号公報参照）等がある。この
方法も、培養槽が大型になり培養液量が増大すると、電
動器の動力費が大きくなり培養液量に制限が生じるとい
った欠点があった。
上部に別個の回転体を設け、電動器により回転体を高速
度で回転させ泡沫を無くす（例えば、I.H.MULLER：Proce
ssBiochem. June,37(1972)参照）方法や槽外の排気口に
水平回転する翼車羽根を内蔵する破泡槽を設けた装置
（実公昭３９−３６９９６号公報参照）等がある。この
方法も、培養槽が大型になり培養液量が増大すると、電
動器の動力費が大きくなり培養液量に制限が生じるとい
った欠点があった。
【０００６】その他、従来より一般的な方法として、培
養槽外でサイクロンや邪魔板等に泡を衝突させて消泡し
た後、そのまま培養槽内に戻すといった方法（特公昭３
９−２９８００、特公昭３９−２６０４１号公報参照）
がある。これらの方法は、完全に消泡できず、戻る培養
液中に泡が多く、培養液中のガスホ−ルドアップは下が
らず、結局培養槽に張り込める培養液量を増加すること
ができないなど、実際の生産プロセスとしては、生産性
が低い等の問題点があった。
養槽外でサイクロンや邪魔板等に泡を衝突させて消泡し
た後、そのまま培養槽内に戻すといった方法（特公昭３
９−２９８００、特公昭３９−２６０４１号公報参照）
がある。これらの方法は、完全に消泡できず、戻る培養
液中に泡が多く、培養液中のガスホ−ルドアップは下が
らず、結局培養槽に張り込める培養液量を増加すること
ができないなど、実際の生産プロセスとしては、生産性
が低い等の問題点があった。
【０００７】さらに改良したものとして、培養槽内の液
を槽外の一つのサイクロンにより消泡し、消泡されたも
のを培養槽上部より導き、培養槽下部より供給されたガ
スと向流接触させる消泡器を設け、更に消泡された液を
培養槽に戻すようにしたことを特徴とする消泡装置も考
案されている（特開昭５１−１４２５８５号公報参
照）。しかし、本装置は、生産プロセスにおいて消泡器
の殺菌が難しく、また、培養液中の固形物等によりつま
りを生じやすく、実生産プロセスへの使用には難点があ
った。
を槽外の一つのサイクロンにより消泡し、消泡されたも
のを培養槽上部より導き、培養槽下部より供給されたガ
スと向流接触させる消泡器を設け、更に消泡された液を
培養槽に戻すようにしたことを特徴とする消泡装置も考
案されている（特開昭５１−１４２５８５号公報参
照）。しかし、本装置は、生産プロセスにおいて消泡器
の殺菌が難しく、また、培養液中の固形物等によりつま
りを生じやすく、実生産プロセスへの使用には難点があ
った。
【０００８】その他、培養液の一部を散布し消泡する方
法（特開昭５１−３５４７０号公報参照）等も知られて
いるが、装置が複雑になり雑菌汚染等の問題や、完全に
消泡できないため効果は期待できない。また、放電を使
用した消泡も考案されている（特開昭５５−１５６３９
号公報参照）が、小型（１ｋＬ以下）の装置の場合は良
いが、大型生産設備（コマ−シャルプラント）となると
安全の問題、設備が複雑になるといった問題など実用的
ではない。
法（特開昭５１−３５４７０号公報参照）等も知られて
いるが、装置が複雑になり雑菌汚染等の問題や、完全に
消泡できないため効果は期待できない。また、放電を使
用した消泡も考案されている（特開昭５５−１５６３９
号公報参照）が、小型（１ｋＬ以下）の装置の場合は良
いが、大型生産設備（コマ−シャルプラント）となると
安全の問題、設備が複雑になるといった問題など実用的
ではない。
【０００９】上述した消泡装置、泡面制御方法では、い
づれも実生産プロセスにおいて、目的生産物の収率をさ
ほど減らすことなく、培養液量を培養槽全容積の６０％
〜７０％以上に増加させることが不可能であった。
づれも実生産プロセスにおいて、目的生産物の収率をさ
ほど減らすことなく、培養液量を培養槽全容積の６０％
〜７０％以上に増加させることが不可能であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】目的生産物の収率に悪
い影響を与えることなく、培養槽中の培養液量を６０％
〜７０％以上に増加でき、しかも、雑菌混入の問題もな
く、適正な消泡剤量で培養運転できる培養装置及び泡を
消泡制御する方法を開発することにある。
い影響を与えることなく、培養槽中の培養液量を６０％
〜７０％以上に増加でき、しかも、雑菌混入の問題もな
く、適正な消泡剤量で培養運転できる培養装置及び泡を
消泡制御する方法を開発することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、目的物質の
生産性に悪い影響を与えることなく、培養槽から発生し
てくる泡沫を消泡するために、サイクロン等の気液分離
装置、並びに気液分離装置の後部にミスト分離装置を取
り付けた２段構えの構成とし、さらにミスト分離装置の
本体又はその入口配管、又は培養槽への戻り配管に取り
付けたセンサ−で泡が気液分離装置から溢れ出てきた
際、泡を検知しこの信号を基に、消泡剤を添加し、泡が
排気系外へ溢流しないように制御できることを見い出し
た。
生産性に悪い影響を与えることなく、培養槽から発生し
てくる泡沫を消泡するために、サイクロン等の気液分離
装置、並びに気液分離装置の後部にミスト分離装置を取
り付けた２段構えの構成とし、さらにミスト分離装置の
本体又はその入口配管、又は培養槽への戻り配管に取り
付けたセンサ−で泡が気液分離装置から溢れ出てきた
際、泡を検知しこの信号を基に、消泡剤を添加し、泡が
排気系外へ溢流しないように制御できることを見い出し
た。
【００１２】さらに、上記気液分離装置とミスト分離装
置と泡検知センサ−を取り付けた装置に、効果を増大さ
せるため該気液分離装置と該ミスト分離装置の間に別個
の電動器により回転体を高速度で回転させ気泡をたたく
か遠心憤霧することにより消泡する機械的消泡装置を取
り付けた装置により、前記と同等以上に効果があること
も見い出し，本発明を完成させるに至った。
置と泡検知センサ−を取り付けた装置に、効果を増大さ
せるため該気液分離装置と該ミスト分離装置の間に別個
の電動器により回転体を高速度で回転させ気泡をたたく
か遠心憤霧することにより消泡する機械的消泡装置を取
り付けた装置により、前記と同等以上に効果があること
も見い出し，本発明を完成させるに至った。
【００１３】すなわち、本発明は、好気性培養による発
酵生産の培養槽において、当該装置の排気出口に気液分
離装置と該気液分離装置の通気出口にミスト分離装置を
取り付け、さらに該ミスト分離装置の入口配管、戻り配
管及び本体の少なくとも１カ所に泡を検知するセンサ−
を取り付けた培養装置に関する。また、気液分離装置と
ミスト分離装置の間に、別個の電動器により回転体を高
速度で回転させ気泡をたたくか又は遠心憤霧により消泡
する装置を付した請求項１の培養装置に関する。更に
は、好気性培養による発酵生産の培養において、培養装
置の排気出口に気液分離装置と該気液分離装置の通気出
口にミスト分離装置を取り付け、さらに該ミスト分離装
置の入口配管、戻り配管及び本体の少なくとも１カ所に
泡を検知するセンサ−を取り付けることにより泡を消泡
制御する方法に関するものである。
酵生産の培養槽において、当該装置の排気出口に気液分
離装置と該気液分離装置の通気出口にミスト分離装置を
取り付け、さらに該ミスト分離装置の入口配管、戻り配
管及び本体の少なくとも１カ所に泡を検知するセンサ−
を取り付けた培養装置に関する。また、気液分離装置と
ミスト分離装置の間に、別個の電動器により回転体を高
速度で回転させ気泡をたたくか又は遠心憤霧により消泡
する装置を付した請求項１の培養装置に関する。更に
は、好気性培養による発酵生産の培養において、培養装
置の排気出口に気液分離装置と該気液分離装置の通気出
口にミスト分離装置を取り付け、さらに該ミスト分離装
置の入口配管、戻り配管及び本体の少なくとも１カ所に
泡を検知するセンサ−を取り付けることにより泡を消泡
制御する方法に関するものである。
【００１４】本発明の対象となる好気性培養として、例
えば、アミノ酸・核酸等の発酵が挙げられるが、これに
限定されるものではない。アミノ酸の例として、グルタ
ミン酸、リジン、アルギニン等、核酸の例としてグアノ
シン等がある。また、培養方法は回分培養、流加培養、
連続培養、菌体リサイクル培養等のいづれであってもよ
く、培養条件は常法に従って行えばよい。
えば、アミノ酸・核酸等の発酵が挙げられるが、これに
限定されるものではない。アミノ酸の例として、グルタ
ミン酸、リジン、アルギニン等、核酸の例としてグアノ
シン等がある。また、培養方法は回分培養、流加培養、
連続培養、菌体リサイクル培養等のいづれであってもよ
く、培養条件は常法に従って行えばよい。
【００１５】本発明に用いる気液分離装置の一例とし
て、図１に示す様な形状で数式１で示される寸法比のサ
イクロンがある。気液分離装置としては、２つ以上重ね
ても同様の効果が得られる。また、ミスト分離装置とし
ては、図１に示すような形状の数式２の寸法比のサイク
ロン及び衝突型のものバ−ジェスミュ−ラ−等が上げら
れる。また、センサ−としては、超音波流量計、静電容
量式フロ−スイッチ、電磁流量計、光フロ−スイッチ、
熱拡散型フロ−スイッチ、電極式等があり、好ましくは
光フロ−スイッチ、熱拡散型フロ−スイッチのセンサ−
が選ばれる。
て、図１に示す様な形状で数式１で示される寸法比のサ
イクロンがある。気液分離装置としては、２つ以上重ね
ても同様の効果が得られる。また、ミスト分離装置とし
ては、図１に示すような形状の数式２の寸法比のサイク
ロン及び衝突型のものバ−ジェスミュ−ラ−等が上げら
れる。また、センサ−としては、超音波流量計、静電容
量式フロ−スイッチ、電磁流量計、光フロ−スイッチ、
熱拡散型フロ−スイッチ、電極式等があり、好ましくは
光フロ−スイッチ、熱拡散型フロ−スイッチのセンサ−
が選ばれる。
【００１６】
【数１】 ｂ＝Ｄ／５ ｈ＝Ｄ／２ ｄ1＝２Ｄ／５ ｄ2＝８Ｄ／２５ Ｌ＝Ｄ Ｈ＝２Ｄ ＡＣ＝３Ｄ／５
【００１７】
【数２】 ｂ＝Ｄ／５ ｈ＝Ｄ／２ ｄ1＝２Ｄ／５ ｄ2＝８Ｄ／２５ Ｌ＝Ｄ Ｈ＝２Ｄ ＡＣ＝３Ｄ／５
【００１８】（数式の略号説明） Ｄ ： サイクロン直径 ｄ1 ： サイクロン気体出口直径 ｂ ： サイクロン入口横長さ ｈ ： サイクロン入口縦長さ ｄ2 ： サイクロン気体出口直径 Ｌ ： サイクロン円筒部長さ Ｈ ： サイクロン円錐部長さ ＡＣ： 上流上層管
【００１９】また、電動器を使い高速度（気泡の高さを
一定に保つ回転数）で回転させ気泡をたたくか叉は遠心
憤霧することにより消泡する機械的消泡装置の例とし
て、ドイツのＥＫＡＴＯ社ＦＯＡＭＪＥＴ等があげられ
る。本発明による好気性培養の発酵生産に於ける泡制御
を実施するための培養装置の概略図を図２及び図３に示
し、以下に説明する。
一定に保つ回転数）で回転させ気泡をたたくか叉は遠心
憤霧することにより消泡する機械的消泡装置の例とし
て、ドイツのＥＫＡＴＯ社ＦＯＡＭＪＥＴ等があげられ
る。本発明による好気性培養の発酵生産に於ける泡制御
を実施するための培養装置の概略図を図２及び図３に示
し、以下に説明する。
【００２０】図２は、以下に記載した実施例を行った際
の培養装置の縦断面図である。培養槽１内には、培養液
２２が満たされ、下部には空気供給管２が設けられ、一
方上部には培養槽１内で生じた泡沫３を槽外に排出する
排気管４が設けられている。排気管４はサイクロン５に
連結され、サイクロン５は還流液管１１を介して培養槽
に連結している。また、サイクロン５の排気管１０は、
サイクロン７に連結されておりサイクロン７と培養槽は
還流管１２を介して連結している。なお、還流液管１１
と還流管１２は連結していてももちよん良い。６は排気
管、８は攪拌羽根、９は攪拌モ−タ−である。１３は泡
センサ−、１４は消泡剤添加配管、１５は消泡剤添加コ
ントロ−ラ−、１６は消泡剤添加弁である。１３の泡セ
ンサ−は、排気管１０及び／または還流管１２のどちら
につけても良い。
の培養装置の縦断面図である。培養槽１内には、培養液
２２が満たされ、下部には空気供給管２が設けられ、一
方上部には培養槽１内で生じた泡沫３を槽外に排出する
排気管４が設けられている。排気管４はサイクロン５に
連結され、サイクロン５は還流液管１１を介して培養槽
に連結している。また、サイクロン５の排気管１０は、
サイクロン７に連結されておりサイクロン７と培養槽は
還流管１２を介して連結している。なお、還流液管１１
と還流管１２は連結していてももちよん良い。６は排気
管、８は攪拌羽根、９は攪拌モ−タ−である。１３は泡
センサ−、１４は消泡剤添加配管、１５は消泡剤添加コ
ントロ−ラ−、１６は消泡剤添加弁である。１３の泡セ
ンサ−は、排気管１０及び／または還流管１２のどちら
につけても良い。
【００２１】培養槽１の下部より吹き込まれた空気と攪
拌羽根によって発生した泡沫３を槽上部の排気管４より
抜き出しサイクロン５に導いて破泡させ液を培養槽に戻
す。しかし、泡の発生が、激しくなると、サイクロン５
の排気管１０を泡が溢れ出してくる。排気管１０及び／
または還流管１２につけた泡センサ−１３が泡を検知す
ると消泡剤を添加するようにする。泡センサ−が検知し
なくなったら添加をやめる。以後、培養液終了までこれ
を繰り返す。
拌羽根によって発生した泡沫３を槽上部の排気管４より
抜き出しサイクロン５に導いて破泡させ液を培養槽に戻
す。しかし、泡の発生が、激しくなると、サイクロン５
の排気管１０を泡が溢れ出してくる。排気管１０及び／
または還流管１２につけた泡センサ−１３が泡を検知す
ると消泡剤を添加するようにする。泡センサ−が検知し
なくなったら添加をやめる。以後、培養液終了までこれ
を繰り返す。
【００２２】次に、図３について説明するが、これは、
図２の培養装置の気液分離装置とミスト分離装置の間に
機械的消泡装置を取り付けた装置である。
図２の培養装置の気液分離装置とミスト分離装置の間に
機械的消泡装置を取り付けた装置である。
【００２３】具体的には、サイクロン５の排気管１０
に、機械的消泡装置のついたタンク１７を連結し、タン
ク１７と培養槽は還流管１８によって連結している。タ
ンク１７の排気管１９はサイクロン７に連結されてお
り、サイクロン７と培養槽は還流管１２、１８を介して
連結している。なお、還流管１１、１２、１８は全て連
結していてもよい。泡センサーは、排気管１３叉は還流
管１２のどちらにつけても良いし，両方つけてもよい。
２０は、機械的消泡装置である。
に、機械的消泡装置のついたタンク１７を連結し、タン
ク１７と培養槽は還流管１８によって連結している。タ
ンク１７の排気管１９はサイクロン７に連結されてお
り、サイクロン７と培養槽は還流管１２、１８を介して
連結している。なお、還流管１１、１２、１８は全て連
結していてもよい。泡センサーは、排気管１３叉は還流
管１２のどちらにつけても良いし，両方つけてもよい。
２０は、機械的消泡装置である。
【００２４】図３の培養装置が図２と違うところは、サ
イクロン１９から溢れ出した泡を機械的消泡装置により
消泡し、培養槽に戻すところである。タンク１７を溢れ
出した泡は、泡センサ−が泡を検知すると消泡剤を添加
するようにする。泡センサ−が検知しなくなったら添加
をやめる。以後培養終了までこれを繰り返す。
イクロン１９から溢れ出した泡を機械的消泡装置により
消泡し、培養槽に戻すところである。タンク１７を溢れ
出した泡は、泡センサ−が泡を検知すると消泡剤を添加
するようにする。泡センサ−が検知しなくなったら添加
をやめる。以後培養終了までこれを繰り返す。
【００２５】本発明の培養装置を用いて泡を制御するこ
とにより、消泡羽根を用いる必要なくなる為、余分な動
力が不要となり、雑菌混入の問題点もなく、消泡剤が入
りすぎることなく運転でき、前者（図２）の方法では、
培養液量を培養槽全容積の７３％〜８０％に上げること
ができる。また、後者（図３）の方法では、動力費が若
干増大するものの、驚くべきことに、培養液を培養槽全
容積の７６％〜８６％にまで上げることができる。以
下、実施例により本発明を具体的に説明する。
とにより、消泡羽根を用いる必要なくなる為、余分な動
力が不要となり、雑菌混入の問題点もなく、消泡剤が入
りすぎることなく運転でき、前者（図２）の方法では、
培養液量を培養槽全容積の７３％〜８０％に上げること
ができる。また、後者（図３）の方法では、動力費が若
干増大するものの、驚くべきことに、培養液を培養槽全
容積の７６％〜８６％にまで上げることができる。以
下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２６】
【実施例】実施例１ グルタミン酸の生産菌であるブレビバクテリウム・ラク
トファ−メンタム（Brevibacterium lactofermentum）
ＡＴＣＣ１３８６９を用いて、図２の培養装置（培養槽
の全容積は３００ＫＬ。また、取り付けたサイクロンの
入口気流速度は１５〜３０ｍ／ｓｅｃ。）によりグルタ
ミン酸発酵を以下のように行った。糖濃度８０ｇ／Ｌの
糖蜜１４０ｋＬに表１の組成になるよう添加物を添加し
培地を調整した。これに予め培養したBrevibacterium
lactofermentum ＡＴＣＣ１３８６９を約１０ＫＬ接種
し、３１．５℃にてｐＨをアンモニアガスにて７．５に
保ちつつ、通気攪拌下培養した。培養中培地中の糖濃度
が３％を切った時、糖濃度３００ｇ／Ｌの濃度の糖蜜を
少量ずつ添加し糖濃度を２〜４％に調節しつつ培養し
た。また、培養途中所定の菌量に達した時点で界面活性
剤トウイ−ン６０を培地に対し０．６％になるよう添加
した。消泡剤としては、ＰＰＧ系（ポリプロピレン・グ
リコ−ル ＡＺ２０Ｒ（日本油脂（株）））を用いた。
トファ−メンタム（Brevibacterium lactofermentum）
ＡＴＣＣ１３８６９を用いて、図２の培養装置（培養槽
の全容積は３００ＫＬ。また、取り付けたサイクロンの
入口気流速度は１５〜３０ｍ／ｓｅｃ。）によりグルタ
ミン酸発酵を以下のように行った。糖濃度８０ｇ／Ｌの
糖蜜１４０ｋＬに表１の組成になるよう添加物を添加し
培地を調整した。これに予め培養したBrevibacterium
lactofermentum ＡＴＣＣ１３８６９を約１０ＫＬ接種
し、３１．５℃にてｐＨをアンモニアガスにて７．５に
保ちつつ、通気攪拌下培養した。培養中培地中の糖濃度
が３％を切った時、糖濃度３００ｇ／Ｌの濃度の糖蜜を
少量ずつ添加し糖濃度を２〜４％に調節しつつ培養し
た。また、培養途中所定の菌量に達した時点で界面活性
剤トウイ−ン６０を培地に対し０．６％になるよう添加
した。消泡剤としては、ＰＰＧ系（ポリプロピレン・グ
リコ−ル ＡＺ２０Ｒ（日本油脂（株）））を用いた。
【００２７】
【表１】
【００２８】培養開始後５時間目に、発泡が激しくなり
一時的に気液分離装置のサイクロンに泡が入り出し、該
サイクロンで十分破泡されずに溢れ出した泡はセンサ−
で検知されて消泡剤が入り、泡面が一時的におさまっ
た。培養開始後１５時間目程から泡が盛んに発生し、一
時的に培養槽の排気口から該サイクロンに溢れ出した。
気液分離装置のサイクロンで抑えられなかった泡がミス
ト分離装置のサイクロンに流れだし、この瞬間に泡セン
サ−が泡を検知し消泡剤が添加された。消泡剤を添加し
た際におさまった泡がしばらくしてまた、ミスト分離装
置のサイクロンのところに至り添加を繰り返した。培養
時間２６時間後、泡面の制御が難しくなった為、糖の添
加をやめ培養終了した。最終の培養液量は２４０ＫＬに
達し、８６ｇ／Ｌのグルタミン酸を得た。
一時的に気液分離装置のサイクロンに泡が入り出し、該
サイクロンで十分破泡されずに溢れ出した泡はセンサ−
で検知されて消泡剤が入り、泡面が一時的におさまっ
た。培養開始後１５時間目程から泡が盛んに発生し、一
時的に培養槽の排気口から該サイクロンに溢れ出した。
気液分離装置のサイクロンで抑えられなかった泡がミス
ト分離装置のサイクロンに流れだし、この瞬間に泡セン
サ−が泡を検知し消泡剤が添加された。消泡剤を添加し
た際におさまった泡がしばらくしてまた、ミスト分離装
置のサイクロンのところに至り添加を繰り返した。培養
時間２６時間後、泡面の制御が難しくなった為、糖の添
加をやめ培養終了した。最終の培養液量は２４０ＫＬに
達し、８６ｇ／Ｌのグルタミン酸を得た。
【００２９】このようにして行った結果、最終的に７３
〜８０％の培養液量まで至ってもミスト分離装置のサイ
クロンの排気口から培養液量が溢れることなく運転がで
きた。
〜８０％の培養液量まで至ってもミスト分離装置のサイ
クロンの排気口から培養液量が溢れることなく運転がで
きた。
【００３０】実施例２ 同様に、図３の培養装置に於いてグルタミン酸生産のた
めのBrevibacteriumlactofermentum ＡＴＣＣ１３８６
９を培養した。糖濃度８０ｇ／Ｌの糖蜜１４０ｋＬに表
１の組成になるよう添加物を添加し培地を調整した。こ
れに予め培養したBrevibacterium lactofermentum Ａ
ＴＣＣ１３８６９を約１０ＫＬ接種し、３１．５℃にて
ｐＨをアンモニアガスにて７．５に保ちつつ、通気攪拌
下培養した。培養中培地中の糖濃度が３％を切った時、
糖濃度３００ｇ／Ｌの濃度の糖蜜を少量ずつ添加し糖濃
度を２〜４％に調節しつつ培養した。また、培養途中所
定の菌量に達した時点で界面活性剤トウイ−ン６０を培
地に対し０．６％になるよう添加した。消泡剤として
は、ＰＰＧ系（ポリプロピレン・グリコ−ル ＡＺ２０
Ｒ（日本油脂（株）））を用いた。
めのBrevibacteriumlactofermentum ＡＴＣＣ１３８６
９を培養した。糖濃度８０ｇ／Ｌの糖蜜１４０ｋＬに表
１の組成になるよう添加物を添加し培地を調整した。こ
れに予め培養したBrevibacterium lactofermentum Ａ
ＴＣＣ１３８６９を約１０ＫＬ接種し、３１．５℃にて
ｐＨをアンモニアガスにて７．５に保ちつつ、通気攪拌
下培養した。培養中培地中の糖濃度が３％を切った時、
糖濃度３００ｇ／Ｌの濃度の糖蜜を少量ずつ添加し糖濃
度を２〜４％に調節しつつ培養した。また、培養途中所
定の菌量に達した時点で界面活性剤トウイ−ン６０を培
地に対し０．６％になるよう添加した。消泡剤として
は、ＰＰＧ系（ポリプロピレン・グリコ−ル ＡＺ２０
Ｒ（日本油脂（株）））を用いた。
【００３１】培養開始後５時間目に、発泡が激しくなり
一時的に気液分離装置のサイクロンに泡が入り出し、該
サイクロンで十分破泡されずに溢れ出した泡は気液分離
装置のサイクロンとミスト分離装置のサイクロンの間に
ある機械的消泡装置（ドイツのＥＫＡＴＯ社ＦＯＡＭＪ
ＥＴ）により消泡し、泡面が一時的におさまった。培養
開始後１５時間目程から泡が盛んに発生し、一時的に培
養槽の排気口から気液分離装置のサイクロンに溢れ出し
た。機械的消泡装置で抑えられなかった泡がミスト分離
装置のサイクロンに流れだし、この瞬間に泡センサ−が
泡を検知し消泡剤が自動的に添加された。消泡剤を添加
した際におさまった泡がしばらくしてまた、ミスト分離
装置のサイクロンのところに至り添加を繰り返した。培
養時間２７時間後、泡面の制御が困難となった為、糖の
添加をやめ培養終了した。最終の培養液量は２５８ＫＬ
に達し、９０ｇ／Ｌのグルタミン酸を得た。
一時的に気液分離装置のサイクロンに泡が入り出し、該
サイクロンで十分破泡されずに溢れ出した泡は気液分離
装置のサイクロンとミスト分離装置のサイクロンの間に
ある機械的消泡装置（ドイツのＥＫＡＴＯ社ＦＯＡＭＪ
ＥＴ）により消泡し、泡面が一時的におさまった。培養
開始後１５時間目程から泡が盛んに発生し、一時的に培
養槽の排気口から気液分離装置のサイクロンに溢れ出し
た。機械的消泡装置で抑えられなかった泡がミスト分離
装置のサイクロンに流れだし、この瞬間に泡センサ−が
泡を検知し消泡剤が自動的に添加された。消泡剤を添加
した際におさまった泡がしばらくしてまた、ミスト分離
装置のサイクロンのところに至り添加を繰り返した。培
養時間２７時間後、泡面の制御が困難となった為、糖の
添加をやめ培養終了した。最終の培養液量は２５８ＫＬ
に達し、９０ｇ／Ｌのグルタミン酸を得た。
【００３２】比較例１ 実施例１、２と比較する為、図４に示したように、発酵
槽の攪拌軸の上部に大型の消泡翼を取り付けた培養装置
を用いた。当該装置は、発酵槽上部に電極式センサ−が
取り付けてあり、泡を検知すると消泡剤が添加される仕
組みになっている。実施例１と同様の培養条件でBrevib
acterium lactofermentum ＡＴＣＣ１３８６９の培養
を行い、糖蜜も同じ濃度のものを使い培養した。培養開
始１４時間目までは、たまに消泡剤が入る程度の運転で
あるが、その後消泡剤の添加が増大した。最終的に培養
２４時間目で培養液量が増大し攪拌動力が約３倍程にな
り発泡が激しくなり、運転ができなくなった。最終の培
養液量は２１０ＫＬであり、７８ｇ／Ｌのグルタミン酸
を得た。
槽の攪拌軸の上部に大型の消泡翼を取り付けた培養装置
を用いた。当該装置は、発酵槽上部に電極式センサ−が
取り付けてあり、泡を検知すると消泡剤が添加される仕
組みになっている。実施例１と同様の培養条件でBrevib
acterium lactofermentum ＡＴＣＣ１３８６９の培養
を行い、糖蜜も同じ濃度のものを使い培養した。培養開
始１４時間目までは、たまに消泡剤が入る程度の運転で
あるが、その後消泡剤の添加が増大した。最終的に培養
２４時間目で培養液量が増大し攪拌動力が約３倍程にな
り発泡が激しくなり、運転ができなくなった。最終の培
養液量は２１０ＫＬであり、７８ｇ／Ｌのグルタミン酸
を得た。
【００３３】表２に実施例１と実施例２と比較例１の結
果をまとめて示した。
果をまとめて示した。
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例３ 図２の培養装置に於いて、Ｌ−フェニルアラニン生産の
ためのBrevibacteriumlactofermentum ＦＥＲＭ ＢＰ
−１０７１を培養した。糖濃度１５０ｇ／Ｌの糖液１４
０ｋＬに表３の組成になるよう添加物を添加し培地を調
整した。これに予め培養したBrevibacterium lactofer
mentum ＦＥＲＭ ＢＰ−１０７１を約１０ＫＬ接種
し、３０．０℃にてｐＨをアンモニアガスにて７．５に
保ちつつ、通気攪拌下培養した。培養中培地中の糖濃度
が３％を切った時、糖濃度４５０ｇ／Ｌの濃度の糖を少
量ずつ添加し糖濃度を２〜４％に調節しつつ培養した。
消泡剤としては、シリコン系（ポリジメチルシリコンオ
イル ＴＭＡ８１２（東芝シリコ−ン（株）））を用い
た。
ためのBrevibacteriumlactofermentum ＦＥＲＭ ＢＰ
−１０７１を培養した。糖濃度１５０ｇ／Ｌの糖液１４
０ｋＬに表３の組成になるよう添加物を添加し培地を調
整した。これに予め培養したBrevibacterium lactofer
mentum ＦＥＲＭ ＢＰ−１０７１を約１０ＫＬ接種
し、３０．０℃にてｐＨをアンモニアガスにて７．５に
保ちつつ、通気攪拌下培養した。培養中培地中の糖濃度
が３％を切った時、糖濃度４５０ｇ／Ｌの濃度の糖を少
量ずつ添加し糖濃度を２〜４％に調節しつつ培養した。
消泡剤としては、シリコン系（ポリジメチルシリコンオ
イル ＴＭＡ８１２（東芝シリコ−ン（株）））を用い
た。
【００３６】
【表３】
【００３７】実施例４ 図３の培養装置に於いて、Ｌ−フェニルアラニン生産の
ためのBrevibacteriumlactofermentum ＦＥＲＭ ＢＰ
−１０７１を培養した。糖濃度１５０ｇ／Ｌの糖液１４
０ｋＬに表３の組成になるよう添加物を添加し培地を調
整した。これに予め培養したBrevibacterium lactofer
mentum ＦＥＲＭ ＢＰ−１０７１を約１０ＫＬ接種
し、３０．０℃にてｐＨをアンモニアガスにて７．５に
保ちつつ、通気攪拌下培養した。培養中培地中の糖濃度
が３％を切った時、糖濃度４５０ｇ／Ｌの濃度の糖を少
量ずつ添加し糖濃度を２〜４％に調節しつつ培養した。
消泡剤としては、消泡剤としては、シリコン系（ポリジ
メチルシリコンオイル ＴＭＡ８１２（東芝シリコ−ン
（株）））を用いた。
ためのBrevibacteriumlactofermentum ＦＥＲＭ ＢＰ
−１０７１を培養した。糖濃度１５０ｇ／Ｌの糖液１４
０ｋＬに表３の組成になるよう添加物を添加し培地を調
整した。これに予め培養したBrevibacterium lactofer
mentum ＦＥＲＭ ＢＰ−１０７１を約１０ＫＬ接種
し、３０．０℃にてｐＨをアンモニアガスにて７．５に
保ちつつ、通気攪拌下培養した。培養中培地中の糖濃度
が３％を切った時、糖濃度４５０ｇ／Ｌの濃度の糖を少
量ずつ添加し糖濃度を２〜４％に調節しつつ培養した。
消泡剤としては、消泡剤としては、シリコン系（ポリジ
メチルシリコンオイル ＴＭＡ８１２（東芝シリコ−ン
（株）））を用いた。
【００３８】比較例２ 実施例３、４と比較する為、比較例１と同様に図４の培
養装置を用いた。実施例３と同様の培養条件でBrevibac
terium lactofermentum ＦＥＲＭ ＢＰ−１０７１の
培養を行った。糖液も同じ濃度のものを使い培養した。
消泡剤としては、シリコン系（ポリジメチルシリコンオ
イル ＴＭＡ８１２（東芝シリコ−ン（株）））を用い
た。
養装置を用いた。実施例３と同様の培養条件でBrevibac
terium lactofermentum ＦＥＲＭ ＢＰ−１０７１の
培養を行った。糖液も同じ濃度のものを使い培養した。
消泡剤としては、シリコン系（ポリジメチルシリコンオ
イル ＴＭＡ８１２（東芝シリコ−ン（株）））を用い
た。
【００３９】表４に実施例３と実施例４と比較例２の結
果をまとめて示した。
果をまとめて示した。
【００４０】
【表４】
【００４１】
【発明の効果】本発明によって、実生産用培養槽で、動
力を減らすことができ、生産性をそれ程落とすことな
く、培養液量を培養槽全容積の７０％以上に増やすこと
ができる。消泡剤もほぼ同量で運転でき、配管のつまり
や雑菌が発生するといったこともなく運転できる。これ
により、１回の培養における目的物質の生産量をふやす
ことができ、生産性を上げることができる等のメリット
を得ることができる。
力を減らすことができ、生産性をそれ程落とすことな
く、培養液量を培養槽全容積の７０％以上に増やすこと
ができる。消泡剤もほぼ同量で運転でき、配管のつまり
や雑菌が発生するといったこともなく運転できる。これ
により、１回の培養における目的物質の生産量をふやす
ことができ、生産性を上げることができる等のメリット
を得ることができる。
【図１】気液分離装置及びミスト分離装置の説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の培養装置図である。
【図３】本発明の培養装置図である。
【図４】比較例の培養装置図である。
１ 培養槽 ２ 空気供給管 ３ 泡沫 ４ 排気管 ５ サイクロン ６ 排気管 ７ サイクロン ８ 攪拌翼 ９ 攪拌モ−タ− １０ 排気管 １１ 還流液管 １２ 還流液管 １３ 泡センサ− １４ 消泡剤添加配管 １５ 消泡剤添加コントロ−ラ− １６ 消泡剤添加弁 １７ タンク １８ 還流液管 １９ 排気管 ２０ 機械的消泡装置 ２１ 培地フィ−ド管 ２２ 培養液 ２３ 消泡翼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川嶋 伸樹 神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１ 味 の素株式会社 川崎工場内 (72)発明者 仲山 達哉 神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１ 味 の素株式会社 生産技術研究所内 審査官 鈴木 恵理子 (56)参考文献 特開 昭62−262985（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−1097（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C12M 1/00 - 1/21
Claims (3)
- 【請求項１】 好気性培養による発酵生産の培養槽にお
いて、当該装置の排気出口に気液分離用サイクロンと該
気液分離用サイクロンの通気出口にミスト分離用サイク
ロンを取り付け、さらに該ミスト分離用サイクロンの入
口配管に泡を検知するセンサーを取り付けた培養装置。 - 【請求項２】 気液分離用サイクロンとミスト分離用サ
イクロンの間に、別個の電動器により回転体を高速度で
回転させ気泡をたたくか又は遠心憤霧により消泡する装
置を付した請求項１の培養装置。 - 【請求項３】 好気性培養による発酵生産の培養におい
て、培養装置の排気出口に気液分離用サイクロンと該気
液分離用サイクロンの通気出口にミスト分離用サイクロ
ンを取り付け、さらに該ミスト分離用サイクロンの入口
配管に泡を検知するセンサーを取り付けることにより泡
を消泡制御する方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03307613A JP3116103B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 好気性培養による発酵生産における培養装置及び消泡制御方法 |
| MYPI92002111A MY111250A (en) | 1991-11-22 | 1992-11-19 | Culture device and defoaming and controlling method in fermentation production by aerobic culture |
| PH45298A PH31339A (en) | 1991-11-22 | 1992-11-20 | Apparatus for defoaming and controlling aerobic culture fermentation. |
| ITMI922660A IT1256319B (it) | 1991-11-22 | 1992-11-20 | Dispositivo di coltura e metodo per abbattere la schiuma e metodo di controllo nella produzione mediante fermentazione con coltura aerobica |
| BR9204506A BR9204506A (pt) | 1991-11-22 | 1992-11-20 | Dispositivo de cultura para producao por fermentacao por meio de cultura aerobica,e,processo anti-espumacao e de controle das espumas na producao por fermentacao por meio de cultura aerobica |
| FR9213978A FR2684109B1 (fr) | 1991-11-22 | 1992-11-20 | Dispositif et procede de culture pour fermentation aerobie avec demoussage. |
| US07/980,291 US5476573A (en) | 1991-11-22 | 1992-11-23 | Apparatus for defoaming and controlling aerobic culture fermentation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03307613A JP3116103B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 好気性培養による発酵生産における培養装置及び消泡制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05146286A JPH05146286A (ja) | 1993-06-15 |
| JP3116103B2 true JP3116103B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=17971144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03307613A Expired - Lifetime JP3116103B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 好気性培養による発酵生産における培養装置及び消泡制御方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5476573A (ja) |
| JP (1) | JP3116103B2 (ja) |
| BR (1) | BR9204506A (ja) |
| FR (1) | FR2684109B1 (ja) |
| IT (1) | IT1256319B (ja) |
| MY (1) | MY111250A (ja) |
| PH (1) | PH31339A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101989348B1 (ko) | 2018-03-02 | 2019-06-20 | 한국에너지기술연구원 | 생물반응기 내부의 폼을 제거하는 트랩 및 이를 사용하여 미생물 배양시 발생하는 폼을 제거하는 방법 |
| KR20230075878A (ko) | 2021-11-23 | 2023-05-31 | 충남대학교산학협력단 | 유기물질 기반 나노유체 소포제 |
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|---|---|---|---|---|
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| AU720508B2 (en) * | 1996-05-01 | 2000-06-01 | Outokumpu Technology Pty Ltd | Froth separation apparatus |
| AUPN960996A0 (en) * | 1996-05-01 | 1996-05-23 | Supaflo Technologies Pty Ltd | Froth separation apparatus |
| JP4608726B2 (ja) * | 2000-04-06 | 2011-01-12 | 栗田工業株式会社 | 生物処理装置 |
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| US7745210B2 (en) * | 2006-06-30 | 2010-06-29 | Corning Incorporated | Fluid flow diverter for cell culture vessel |
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| US7897379B2 (en) * | 2007-02-26 | 2011-03-01 | Corning Incorporated | Device and method for reducing bubble formation in cell culture |
| US9309491B2 (en) | 2007-05-29 | 2016-04-12 | Corning Incorporated | Cell culture apparatus for co-culture of cells |
| DE102007028030A1 (de) * | 2007-06-14 | 2008-12-24 | Universität Karlsruhe (Th) | Biotenside und deren Herstellung |
| CN101285034B (zh) * | 2008-06-06 | 2010-05-12 | 李明忠 | 多功能复合型生物发酵用阻沫回收装置 |
| JP5500618B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2014-05-21 | 株式会社明治 | 反応液の気泡検知方法及び消泡装置 |
| WO2011017420A2 (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Multi-phase, gas-lift bioreactor for generation of biogas or biofuel from organic material |
| DE102010007559B4 (de) | 2010-02-10 | 2014-01-09 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Bioreaktorbehälter mit einem optischen Schaumsensor |
| DE102010014239B4 (de) * | 2010-04-01 | 2012-09-13 | Ksb Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Biogas |
| CN103614281A (zh) * | 2013-10-12 | 2014-03-05 | 北京市捷博特能源技术有限公司 | 一种泡沫循环脂肽发酵装置及工艺 |
| CN104450517B (zh) * | 2014-11-20 | 2016-05-18 | 河南科技大学 | 一种用于微生物声波培养的搅拌式生物反应器 |
| CN109564149B (zh) * | 2016-05-17 | 2022-10-04 | 索理思科技公司 | 侧流泡沫监测与控制*** |
| KR101822334B1 (ko) * | 2017-05-16 | 2018-01-26 | 씨제이제일제당 (주) | 발효조용 파포기, 그리고 발효조용 파포기를 이용한 미생물 발효조 |
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