JP3422041B2 - Bioreactor - Google Patents

Bioreactor

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JP3422041B2
JP3422041B2 JP10003793A JP10003793A JP3422041B2 JP 3422041 B2 JP3422041 B2 JP 3422041B2 JP 10003793 A JP10003793 A JP 10003793A JP 10003793 A JP10003793 A JP 10003793A JP 3422041 B2 JP3422041 B2 JP 3422041B2
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    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
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Abstract

PURPOSE:To provide a bioreactor equipped with a gas bubble supplier which can mix air and other gases such as methane and supply fine bubbles of the mixed gas to the culture liquid. CONSTITUTION:This bioreactor is provided with a suction type gas bubble supplier which has a porous liquid-transferring pipe in the negative pressure area on the way of a liquid-flowing pipe with its water head different so that the transferring pipe may be exposed to the gas atmosphere. The suction type gas bubble supplier may be either one among (1) the porous liquid-transferring pipe is arranged in the negative pressure area on the way of the liquid-flowing pipe with the water head arranged inside the gas-supplying chamber, (2) a porous gas bubble-supplying tube is arranged inside the liquid-transferring pipe on the way of the liquid-flowing pipe with the water head difference or (3) a tubular or box type gas supplier is set around a porous liquid-supplying pipe on the way of the liquid-flowing pipe with the water head difference.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バイオリアクターに関
し、特に培養液に微細な空気、メタンガス等のガス気泡
を混合・供給し得るガス気泡供給器を備えたバイオリア
クターに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bioreactor, and more particularly to a bioreactor equipped with a gas bubble feeder capable of mixing and supplying gas bubbles such as fine air and methane gas to a culture solution.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】酵素等
の生体触媒を用いる生化学反応生成物の取得技術分野に
おいては、培養液中に生体触媒と栄養素とさらに空気あ
るいはメタンガス等のガスを供給することが行われる。
その際において、供給ガスは培養液中に溶解させるが、
その溶解ガスを生体触媒が消費して生化学反応物を生成
する。よって、ガスの溶解度を増大させることが、生体
触媒反応を増大させ得る要因となる。従来のガス溶解法
では、ガス気泡を微小なものとすることができなく、そ
のためガス溶解度を高めることが至難であった。このよ
うなバイオリアクターにおける空気、窒素等のガス気泡
の供給手段としては、バイオリアクター槽中に埋没配置
された管状や板状のガス気泡供給器の多数の細孔からガ
スを当該液中に加圧して噴き出すことによってガス気泡
を細分化して供給する方式や、培養液と生体触媒が入っ
た容器の下層部からガス気泡を噴出供給してその浮力に
より液中を上昇させる途中で、気体−生体触媒培養液の
接触をさせる方式、あるいは気体−生体触媒培養液接触
槽内に回転する撹拌装置を設け該槽内に導入された気体
を細分化せしめて気泡化して供給する機械的撹拌方式等
の方法がある。
2. Description of the Related Art In the technical field of obtaining biochemical reaction products using a biocatalyst such as an enzyme, a biocatalyst, a nutrient and a gas such as air or methane gas are supplied to a culture solution. Is done.
At that time, the supply gas is dissolved in the culture solution,
The dissolved gas is consumed by the biocatalyst to produce a biochemical reaction product. Therefore, increasing the solubility of gas is a factor that can increase the biocatalytic reaction. In the conventional gas dissolution method, the gas bubbles cannot be made minute, so that it is extremely difficult to increase the gas solubility. As a means for supplying gas bubbles such as air and nitrogen in such a bioreactor, a gas is added to the liquid through a large number of pores of a tubular or plate-shaped gas bubble feeder that is embedded in the bioreactor tank. A method of subdividing and supplying gas bubbles by pressurizing and ejecting, or a method of ejecting and supplying gas bubbles from the lower layer of the container containing the culture solution and biocatalyst and raising the liquid by the buoyancy Such as a method of contacting the catalyst culture solution, or a mechanical stirring method in which a gas-biocatalyst culture solution contact tank is provided with a rotating stirring device and the gas introduced into the tank is subdivided into bubbles to be supplied. There is a way.

【0003】そして、これらの機能を有するガス気泡供
給法を用いる場合は、基本的にはガスの送給量やそれぞ
れのガス気泡供給器の設置個数、回転数その他の運転条
件等によって必要な調節が行われている。しかし、省エ
ネルギー型のバイオリアクターを目的とする高性能装置
の開発のためには、特に微細なガス気泡を多量に発生さ
せ、さらにはその気泡の発生量・供給量の制御が可能で
あることが必要である。
When the gas bubble supply method having these functions is used, basically, necessary adjustments are made depending on the gas feed rate, the number of installed gas bubble feeders, the number of revolutions, and other operating conditions. Is being done. However, in order to develop a high-performance device for an energy-saving bioreactor, it is possible to generate a large amount of particularly fine gas bubbles and to control the amount of bubbles generated and supplied. is necessary.

【0004】すなわち、上記の方式では下記のさまざま
な欠点があった。例えば、噴き出し方式ではいかに微細
な細孔を設けても、気泡が細孔から噴出する際の気泡の
界面張力によって、結果的には数mm程度の径を有する
大きな気泡が発生してしまい、それよりも小さな気泡を
発生させることが不可能であるという欠点を有してい
た。またこのような方式の欠点として、管状や板状のガ
ス気泡供給器の多数の細孔がその長時間運転に伴って目
づまりを発生する問題やそれに伴う動力費の増大の問題
が存在した。
That is, the above system has the following various drawbacks. For example, no matter how fine pores are provided in the ejection method, due to the interfacial tension of the bubbles when ejected from the pores, a large bubble having a diameter of about several mm is eventually generated. It had the drawback that it was impossible to generate smaller bubbles. Further, as a drawback of such a system, there is a problem that a large number of pores of a tubular or plate-shaped gas bubble supply device are clogged due to long-term operation thereof and a problem that power cost is increased accordingly.

【0005】さらに機械的撹拌方式では作られる気泡の
平均径は小さくとも数mm程度にしかならず、回転数を
高くして撹拌力を増しても発生する気泡の平均寸法をm
m単位以下にすることは困難であり、さらには動力消費
量が著しく増大するとういう欠点も避けられない。加圧
法ないしは減圧法においては比較的小さな気泡を発生せ
しめることが可能ではあるが、大きな加圧エネルギーな
いしは大きな減圧エネルギーすなわち高い動力消費量が
必要であり、かつ加圧、減圧装置を必要とする。従っ
て、これらの方法は経済的な制約を受け普及しがたいと
いう難点を有する。
Further, in the mechanical stirring method, the average diameter of the bubbles produced is only about several mm at the smallest, and the average size of the bubbles generated is m even when the rotation speed is increased and the stirring force is increased.
It is difficult to reduce the value to m units or less, and further, the disadvantage that the power consumption greatly increases is inevitable. In the pressurizing method or the depressurizing method, it is possible to generate relatively small bubbles, but a large amount of pressurizing energy or a large amount of depressurizing energy, that is, high power consumption is required, and a pressurizing and depressurizing device is required. Therefore, these methods have a drawback in that they are economically difficult to spread.

【0006】以上のような欠点や問題点をもつ従来のバ
イオリアクターにおいては、気泡の生成量が少なくかつ
気泡径が大きいためもあって気泡のバイオリアクター培
養液中での滞留時間が短くなり、培養液中へのガス気泡
の取り込み量の増大が期待できなかった。さらには、気
泡の径と発生量及び供給量を容易に制御することができ
ないことから、気体−生体触媒反応が効率的に実施でき
ない問題があった。
In the conventional bioreactor having the above-mentioned drawbacks and problems, the residence time of the bubbles in the bioreactor culture solution is shortened due to the small production amount of bubbles and the large bubble diameter. An increase in the amount of gas bubbles taken into the culture medium could not be expected. Furthermore, there is a problem that the gas-biocatalyst reaction cannot be efficiently carried out because the diameter of the bubbles, the generation amount, and the supply amount cannot be easily controlled.

【0007】すなわち、上述したようなガス気泡供給器
の場合、次のような問題を有する。 .気泡の径が1mm以下で10μm以下程度までの微
細気泡を大量にしかも均一に発生させることができず、
気体−生体触媒培養液の接触反応の飛躍的促進が達成で
きない。 .上記の気泡の径、分布、発生量及び供給量を必要
に応じて機械的に容易に制御することができない。 .撹拌装置無しでは、接触反応装置内に必要な気泡の
形成や撹拌作用をもたらすことができない。 .気泡を液中に噴き出す方式の場合は生体触媒培養液
体中に設けた気泡発生部の細孔において生体触媒あるい
は生成懸濁物による目づまりが発生し、気泡と発生量及
び供給量の減少ならびにを圧力損失が増大する。このた
め長期連続運転が困難となり、無駄な運転経費が発生す
ることを避けられない。 .ガス気泡供給器に必要な加圧ガスを発生・供給せし
めるコンプレッサー装置等を含む装置形状が大型とな
り、設置上の制約が存在し小型化が難しい。 .ガス気泡の径、分布、発生量等の制御を行うことが
難しいので、生体触媒培養液槽内での撹拌やガス取り込
み量の調整等による接触反応の最適制御を行うことが困
難である。
That is, the gas bubble supplier as described above has the following problems. . It is impossible to uniformly generate a large amount of fine bubbles having a diameter of 1 mm or less and about 10 μm or less,
Dramatic acceleration of catalytic reaction of gas-biocatalyst culture solution cannot be achieved. . It is not possible to easily mechanically control the diameter, distribution, generation amount, and supply amount of the bubbles as described above. . Without a stirrer, it is not possible to provide the necessary bubble formation or stirring action in the catalytic reactor. . In the case of the method of ejecting bubbles into the liquid, clogging occurs due to the biocatalyst or generated suspension in the pores of the bubble generation part provided in the biocatalyst culture liquid, and the bubbles and the amount of generation and supply decrease and Loss increases. For this reason, long-term continuous operation becomes difficult, and it is unavoidable that wasteful operating expenses will occur. . The size of the device including the compressor device that generates and supplies the pressurized gas required for the gas bubble supply device becomes large, and there are restrictions on installation, making it difficult to downsize. . Since it is difficult to control the diameter, distribution, generation amount, etc. of gas bubbles, it is difficult to optimally control the catalytic reaction by stirring in the biocatalyst culture solution tank or adjusting the gas intake amount.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは上
記従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、生体触媒培養液に微細なガス気泡を容易に供給でき
る省エネルギー型ガス気泡供給器を備えたバイオリアク
ターを開発した。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEMS As a result of intensive studies conducted by the present inventors to solve the above-mentioned problems of the prior art, an energy-saving gas capable of easily supplying fine gas bubbles to a biocatalyst culture solution. A bioreactor equipped with a bubble feeder was developed.

【0009】すなわち本発明は下記のとおりのバイオリ
アクターである。第1の発明は、水頭差液流管路の途中
の負圧部に設けた多孔質の液移送管をガス雰囲気内に露
出して設けてなる吸込式ガス気泡供給器を備えたことを
特徴とするバイオリアクターであり、第2の発明は、ガ
ス供給室の中側に配置した水頭差液流管路の途中の負圧
部に多孔質の液移送管を設けてなる吸込式ガス気泡供給
器を備えたことを特徴とするバイオリアクターであり
第3の発明は、水頭差液流管路の途中に設けた多孔質管
の連通孔が不規則連通孔であることを特徴とする第1
は2の発明のいずれかに記載のバイオリアクターであ
り、第の発明は、水頭差液流管路の途中に設けた多孔
質の液移送管又は/及び多孔質のガス気泡供給管が、多
孔質セラミック管であることを特徴とする第1ないし
の発明のいずれかに記載のバイオリアクターである。
That is, the present invention is a bioreactor as described below. A first aspect of the invention is characterized by comprising a suction type gas bubble supply device in which a porous liquid transfer pipe provided in a negative pressure part in the middle of the head differential liquid flow pipe is exposed in a gas atmosphere. The second invention is a suction-type gas bubble supply in which a porous liquid transfer pipe is provided in a negative pressure part in the middle of a head differential liquid flow pipe arranged inside the gas supply chamber. It is a bioreactor characterized by having a vessel ,
A third invention is the first addition, wherein the communication holes formed in the middle of the water head difference fluid flow line porous pipe is irregular passage
Is a bioreactor according to any one of 2 inventions, and 4th invention is a porous liquid transfer pipe or / and a porous gas bubble supply pipe provided in the middle of the head difference liquid flow pipe, First to third, which are porous ceramic tubes
The bioreactor according to any one of the inventions.

【0010】第の発明は、水頭差液流管路の途中に設
けた多孔質の液移送管又は/及び多孔質のガス気泡供給
管が、多孔質金属管であることを特徴とする第1ないし
の発明のいずれかに記載のバイオリアクターであり、
の発明は、水頭差液流管路の途中に設けた多孔質の
液移送管又は/及び多孔質のガス気泡供給管の連通孔が
500μm以下であることを特徴とする第1ないし
発明のいずれかに記載のバイオリアクターであり、第
の発明は、水頭差液流管路の途中に設けた多孔質の液供
給管に管体状又は筐体状のガス供給室を周設してなるこ
とを特徴とする第ないしの発明のいずれかに記載す
るバイオリアクターである。そして、上記の発明におい
て、水頭差液流管路の途中に設けた多孔質のガス気泡供
給管又は/及び多孔質の液移送管は、縦置き型又は横置
き型あるいは斜方置き型であってよく、また、水頭差液
流管路の途中に設けた多孔質の液移送管又は/及び多孔
質のガス気泡供給管をサイフォン配置としてもよい。さ
らに、水頭差液流管路の途中に設けた多孔質のガス気泡
供給管又は/及び多孔質の液移送管は、横置き型又は斜
方置き型の漸縮管であってもよく、その場合は、横置き
型又は斜方置き型の漸縮管の最大負圧又は最小正圧発生
部位に多孔質管を配設することが好ましい。そしてま
た、縦型の多孔質の液移送管が、漸拡管であることも好
ましく、その場合は、縦型の漸拡管よりなる液移送管の
上部の最大負圧発生部位に多孔質管を配設してなるもの
が好ましい。
A fifth invention is characterized in that the porous liquid transfer pipe and / or the porous gas bubble supply pipe provided in the middle of the head differential liquid flow pipe is a porous metal pipe. 1 to
3 is a bioreactor according to any one of inventions 3 ,
A sixth invention is to first free, wherein the communication holes in head differential fluid flow line porous liquid transfer tube middle provided or / and porous gas bubbles supply pipe is 500μm or less 5 a bioreactor according to any one of the inventions, the seventh
The invention of any one of claims 1 to 6 is characterized in that a gas supply chamber in the form of a tubular body or a casing is provided around a porous liquid supply pipe provided in the middle of the head differential liquid flow pipe. The bioreactor described in any of 1. Further, in the above invention, the porous gas bubble supply pipe and / or the porous liquid transfer pipe provided in the middle of the head difference liquid flow pipe is a vertical installation type, a horizontal installation type or an oblique installation type. Alternatively, a porous liquid transfer pipe and / or a porous gas bubble supply pipe provided in the middle of the head differential liquid flow line may be arranged in a siphon. Furthermore, the porous gas bubble supply pipe or / and the porous liquid transfer pipe provided in the middle of the head difference liquid flow pipe may be a horizontal or obliquely placed taper pipe, In this case, it is preferable to dispose the porous tube at the maximum negative pressure or minimum positive pressure generation site of the horizontal or oblique installation type reduction tube. Further, it is also preferable that the vertical porous liquid transfer pipe is a gradual expansion pipe. In that case, the porous pipe is arranged at the maximum negative pressure generation site in the upper part of the liquid transfer pipe composed of the vertical gradual expansion pipe. Those provided are preferable.

【0011】本発明のリアクターにおいて採用される生
体触媒としては、主に各種酵素が採用される。例えば、
ピルベート、デヒドロゲナーゼ、グリセリルアルデヒド
−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ、NADHデヒド
ロゲナーゼ、グリコレートオキシダーゼ、D−アミノ酸
オキシダーゼ等が挙げられる。
Various enzymes are mainly used as the biocatalyst adopted in the reactor of the present invention. For example,
Pyruvate, dehydrogenase, glyceryl aldehyde-3-phosphate dehydrogenase, NADH dehydrogenase, glycolate oxidase, D-amino acid oxidase and the like can be mentioned.

【0012】[0012]

【作用】以上の発明においては、第1にセラミックスを
はじめとする不規則多孔質管を用いるガスの吸込・供給
システムでは、吸込方式の方が噴き出し方式よりもかな
り小さい圧力損失となる。これは管の外周壁面の表面積
は、管厚の存在により内周壁面の表面積よりも常に大で
あることに起因するものであり、したがって、水頭差液
流管路の途中に設けた多孔質管を用いる本発明の吸込方
式によれば、液の中への微細ガス気泡発生効率が飛躍的
に向上することとなる。
In the above invention, firstly, in a gas suction / supply system using an irregular porous tube such as ceramics, the suction method has a pressure loss much smaller than that of the ejection method. This is because the surface area of the outer wall surface of the tube is always larger than the surface area of the inner wall surface due to the presence of the tube thickness. Therefore, the porous tube provided in the middle of the head difference liquid flow line. According to the suction method of the present invention using, the efficiency of generating fine gas bubbles in the liquid is dramatically improved.

【0013】第2に、従来の噴出し方式ではセラミック
ス製等の不規則多孔質管の細孔の径をμm以下程度に小
さくしてもそこから発生する気泡の径は平均的に数mm
ほどに大きくなってしまったが、このように調製された
微細気泡は従来サイズの気泡ではガス溶解率を高めるこ
とができなかったものを容易に溶解率を増大することが
でき、生体触媒との反応を高めることができる。すなわ
ち、生体触媒培養液と微細ガス気泡との接触面積を従来
方式の10〜100倍程度に高めることができ、さらに
気泡の滞留時間を10〜100倍程度に増長することが
できる。これによってバイオリアクター中で微細ガス気
泡との接触確率を従来方式の10〜10000倍程度に
高めることができる。
Secondly, in the conventional jetting method, even if the diameter of the pores of the irregular porous tube made of ceramics or the like is reduced to about μm or less, the diameter of the bubbles generated from it is several mm on average.
It became large as, but prepared fine bubbles as this is the bubble conventional size can be increased easily dissolve rate that can not be improved gas dissolution rate, the biocatalyst The reaction of can be enhanced. That is, the contact area between the biocatalyst culture solution and the fine gas bubbles can be increased to about 10 to 100 times that of the conventional method, and the residence time of the bubbles can be increased to about 10 to 100 times. As a result, the probability of contact with fine gas bubbles in the bioreactor can be increased to about 10 to 10,000 times that of the conventional method.

【0014】第に、水頭差液流管路の途中に設けた多
孔質管の液移送管に送り込むガスの圧力を制御すること
によって、液の流量を変化させない状態でそのガス吸込
量を調整して気泡発生量を制御することが可能となり、
接触反応の高効率化が達成できる。第に、水頭差液流
管路の途中に設けた多孔質管からのガスの吸込に必要な
圧力エネルギーは、本多孔質管の圧力損失水頭を上回れ
ばよく、きわめて小さい圧力エネルギーで足りる。通
常、増水頭差で50cm程度以上で足りる。第に、水
頭差液流管路の途中に設けた多孔質管の内壁近くには外
部ガスが均一に吸込まれることに伴い、その壁に垂直に
管の中央に向かおうとする流れが形成される。この流れ
は、内壁に付着しようとする物質を剥がす方向に作用す
ることから、結果的に本多孔質管の目づまりの形成を起
こり難くする。たとえ、万が一目づまりが発生してもそ
の回復には本多孔質管内外の圧力差を逆転させる方式を
加えることによって、いわゆる「逆洗浄」が可能とな
る。
Thirdly, by controlling the pressure of the gas sent into the liquid transfer tube provided in the middle of the water head difference fluid flow line porous tube, adjust the gas suction amount in a state that does not change the flow rate of the liquid It is possible to control the amount of bubbles generated by
Higher efficiency of the catalytic reaction can be achieved. Fourth, pressure energy required for the suction of gas from the porous tube provided in the middle of the water head difference fluid flow line may be exceeds the pressure head loss of the porous tube, suffice very small pressure energy. Usually, it is sufficient to increase the head difference by about 50 cm or more. Fifth , as the external gas is evenly sucked near the inner wall of the porous pipe provided in the middle of the water head difference liquid flow passage, the flow that tends to go toward the center of the pipe perpendicular to the wall. It is formed. This flow acts in the direction of peeling off the substance to be attached to the inner wall, and as a result, the clogging of the porous tube is less likely to occur. Even if a clog should occur, a so-called "backwash" can be performed by adding a method of reversing the pressure difference between the inside and the outside of the porous tube to recover it.

【0015】第に、従来の装置においてはコンプレッ
サーやブロアー等の圧縮・加圧ガス供給装置ないしは機
械的攪拌装置を必要としたが、本発明によれば吸込式で
あるため、そうした装置を不要とすることができる。ま
た、水頭差液流管路の途中に設けた多孔質の液供給管部
はユニット化が容易であり、例えば(1)移送管の両端
部にジョイントをよって取り付けることによって、ある
いは(2)透明プラスチック製のガス供給用筐体に多孔
質の液供給管を貫通して取り付け、かつ筐体の貫通孔部
と移送管との接触部を接着・封止することによって、ユ
ニット体を製作することができる。そして、前記(2)
のユニット体においては、内部の多孔質管が特にセラミ
ック製である場合には、外部の筐体をプラスチック、金
属等の機械的強度の高い材料で構成すれば補強部材とし
ても機能させ得るため、多孔質セラミック管の破損を阻
止することができる。水頭差液流管路の途中に設ける多
孔質管の素材としては、多孔質セラミックのほか、多孔
質金属、多孔質プラスチック等適宜多孔質材料を用いる
ことができるが、いずれにしても多孔質部の細孔は、連
通孔となっていることが必要である。
Sixth , in the conventional device, a compressed / pressurized gas supply device such as a compressor or a blower or a mechanical stirring device was required, but according to the present invention, such a device is unnecessary because it is a suction type. Can be Further, the porous liquid supply pipe part provided in the middle of the head differential liquid flow pipe is easy to be unitized, for example, (1) by attaching joints to both ends of the transfer pipe. Or (2) by attaching a porous liquid supply pipe through a transparent plastic gas supply casing, and adhering and sealing a contact portion between the through hole portion of the casing and the transfer pipe, A unit body can be manufactured. And the above (2)
In the unit body of, in the case where the inner porous tube is particularly made of ceramic, if the outer casing is made of a material having high mechanical strength such as plastic or metal, it can function as a reinforcing member. It is possible to prevent damage to the porous ceramic tube. As a material for the porous tube provided in the middle of the water head difference liquid flow passage, in addition to porous ceramics, porous materials such as porous metal and porous plastic can be appropriately used. It is necessary that the pores of are communication holes.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明の実施例のいくつかを図面に
基づいて説明する。 [実施例1]図1は、本発明に係る水頭差液流管路の途
中に設けた吸込式ガス気泡供給器を備えたバイオリアク
ターの概説全体構成図を示す。図1の例において、10
0はバイオリアクターであり、11は培養液貯留タン
ク、21は生体触媒反応器、30は微細ガス気泡供給器
(マイクロバブル供給器)である。生体触媒反応器21
内において、生体触媒の酵素と培養液と微細気泡(微細
ガス気泡供給器30を経て供給される)とが混合され
て、それぞれが接触する。生体触媒反応器21から、オ
ーバーフローした培養液は隣槽(図面左側)へ導かれ、
それからポンプを介して再び生体触媒反応器21底部へ
導入される。生体触媒反応器21の中層部から反応した
培養液の一部が導出され菌体濾過管において、生体触媒
と化学生成物とに分離される。分離された濾過からは、
有用化学生成物が取り出される。菌体濾過管から導出さ
れた培養液は再び培養液貯留タンク11へ導入される。
培養液貯留タンク11から水頭差により落下される培養
液には、微細ガス気泡供給器30において、多孔質管壁
から微細な空気(酸素でもよい)が吸込み供給される。
微細ガス気泡供給器30からは、平均気孔径が20μm
程度のものを使用した場合に30〜60μm程度の微細
気泡が培養液中に供給されるので、ガス気泡の溶解率が
増大し、生体触媒の反応が増強される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a bioreactor equipped with a suction type gas bubble feeder provided in the middle of a hydraulic head differential liquid flow passage according to the present invention. In the example of FIG. 1, 10
Reference numeral 0 is a bioreactor, 11 is a culture solution storage tank, 21 is a biocatalyst reactor, and 30 is a fine gas bubble feeder (microbubble feeder). Biocatalyst reactor 21
In the inside, the enzyme of the biocatalyst, the culture solution, and the fine bubbles (supplied via the fine gas bubble supply device 30) are mixed and brought into contact with each other. From the biocatalyst reactor 21, the overflowed culture solution is guided to the adjacent tank (on the left side in the drawing),
Then, it is again introduced into the bottom of the biocatalyst reactor 21 via a pump. A part of the culture solution that has reacted from the middle layer of the biocatalyst reactor 21 is discharged and separated into a biocatalyst and a chemical product in the bacterial cell filtration tube. From the separated filtration,
Useful chemical products are removed. The culture solution derived from the bacterial cell filtration tube is again introduced into the culture solution storage tank 11.
Fine air (or oxygen) may be sucked and supplied from the porous tube wall in the fine gas bubble feeder 30 to the culture fluid that drops from the culture fluid storage tank 11 due to the head difference.
From the fine gas bubble feeder 30, the average pore diameter is 20 μm.
Since fine bubbles of about 30 to 60 μm are supplied into the culture solution when a small amount is used, the dissolution rate of gas bubbles is increased and the reaction of the biocatalyst is enhanced.

【0017】[実施例2]図2は、実施例1を改良した
バイオリアクターの概説全体構成図を示す。図2の例に
おいて、100はバイオリアクターであり、11は培養
液貯留タンク、12は調整槽、21は生体触媒反応器、
30は微細ガス気泡供給器(マイクロバブル供給器)で
ある。生体触媒反応器21内において、生体触媒の酵素
と培養液と微細気泡(微細ガス気泡供給器30、調整槽
12を経て供給される)とが混合されて、それぞれが接
触する。生体触媒反応器21から、オーバーフローした
培養液は隣槽(図面左側)へ導かれ、それからポンプを
介して再び生体触媒反応器21底部へ導入される。生体
触媒反応器21の中層部から反応した培養液の一部が導
出され菌体濾過管において、生体触媒と化学生成物とに
分離される。分離された濾過からは、有用化学生成物が
取り出される。菌体濾過管から導出された培養液は再び
培養液貯留タンク11へ導入される。培養液貯留タンク
11から水頭差により落下される培養液には、微細ガス
気泡供給器30において、多孔質管壁から微細な空気
(酸素でもよい)が吸込み供給され、さらに調整槽12
へ導入される。調整槽12からオーバーフローした比較
的大きな微細ガス気泡を含む培養液は、ポンプを介して
導管内を上昇し、再び培養液貯留タンク11へ供給され
る。こうした工程を繰り返すことにより、大量の微細ガ
ス気泡を含む培養液が調整槽12中に貯留され、次いで
その大量の微細ガス気泡を含む培養液が下方の培養液反
応器21へ落下供給される。微細ガス気泡供給器30か
らは、平均気孔径が20μm程度のものを使用した場合
に30〜60μm程度の微細気泡が培養液中に供給され
るので、ガス気泡の溶解率が増大し、生体触媒の反応が
増強される。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of a bioreactor improved from Embodiment 1. In the example of FIG. 2, 100 is a bioreactor, 11 is a culture solution storage tank, 12 is an adjusting tank, 21 is a biocatalyst reactor,
30 is a fine gas bubble feeder (micro bubble feeder). In the biocatalyst reactor 21, the enzyme of the biocatalyst, the culture solution, and the fine bubbles (supplied via the fine gas bubble feeder 30 and the adjusting tank 12) are mixed and brought into contact with each other. From the biocatalyst reactor 21, the overflowed culture solution is guided to the adjacent tank (on the left side in the drawing), and then introduced again to the bottom of the biocatalyst reactor 21 via a pump. A part of the culture solution that has reacted from the middle layer of the biocatalyst reactor 21 is discharged and separated into a biocatalyst and a chemical product in the bacterial cell filtration tube. Useful chemical products are removed from the separated filtration. The culture solution derived from the bacterial cell filtration tube is again introduced into the culture solution storage tank 11. Fine air (or oxygen) may be sucked and supplied from the porous tube wall into the culture solution dropped from the culture solution storage tank 11 due to a water head difference, and further the adjusting tank 12 may be supplied.
Be introduced to. The culture solution containing relatively large fine gas bubbles overflowing from the adjusting tank 12 rises in the conduit via the pump and is again supplied to the culture solution storage tank 11. By repeating these steps, the culture solution containing a large amount of fine gas bubbles is stored in the adjusting tank 12, and then the culture solution containing a large amount of fine gas bubbles is dropped and supplied to the culture solution reactor 21 below. From the fine gas bubble feeder 30, fine bubbles of about 30 to 60 μm are supplied into the culture solution when the average pore diameter of about 20 μm is used, so that the dissolution rate of gas bubbles is increased and the biocatalyst is increased. Reaction is enhanced.

【0018】次に本発明のバイオリアクターにおける最
も重要な構成部分の一つであるい吸込式(微細)ガス気
泡供給管について説明する。すなわち、図3の吸込式ガ
ス気泡供給管において、1はセラミックス製の多孔質
管、2はアクリル樹脂製のガス供給管、2’はフラン
ジ、3はガス導入口、4はガス吸込液体移送管、4’は
下流の微細ガス気泡キャリア移送管、4″はフランジ、
5は締着具(ボルト、ナット)、6はパッキンである。
上記水頭差液流管路の途中に設けた吸込式ガス気泡供給
器を備えたバイオリアクターにおいては、ガス気泡供給
器として多孔質管からなる吸込式ガス気泡供給管を使用
しているため、まず、通気管を用いる従来法のような多
大な圧力損失エネルギーを要しなく、そして、多孔質管
を通してガスを水中へ吸込む方式のために、通気管の場
合のような大直径の気泡が生じるのではなく、極めて微
小直径の気泡が発生する。したがって、ガス気泡の液中
への取り込み効率が非常に向上し、気泡と接触確率が増
大する。
Next, the suction type (fine) gas bubble supply pipe, which is one of the most important components in the bioreactor of the present invention, will be described. That is, in the suction type gas bubble supply pipe of FIG. 3, 1 is a porous pipe made of ceramics, 2 is a gas supply pipe made of acrylic resin, 2'is a flange, 3 is a gas inlet, 4 is a gas suction liquid transfer pipe. 4 ′ is a downstream fine gas bubble carrier transfer pipe, 4 ″ is a flange,
5 is a fastener (bolts, nuts), and 6 is packing.
In the bioreactor equipped with the suction type gas bubble supply device provided in the middle of the above head difference liquid flow path, since the suction type gas bubble supply pipe made of the porous tube is used as the gas bubble supply device, In addition, it does not require a large amount of pressure loss energy as in the conventional method using a vent tube, and due to the method of sucking a gas into water through a porous tube, a large-diameter bubble is generated as in the case of the vent tube. Instead, bubbles with extremely small diameters are generated. Therefore, the efficiency of uptake of gas bubbles into the liquid is greatly improved, and the probability of contact with the bubbles is increased.

【0019】多孔質管の細孔の孔径と発生微細気泡の径
との関連性は、実験の結果、図7に示すとおりであり、
すなわち発生微細気泡の直径の分布は、多孔質管の細孔
孔径の分布の約3倍となっている。ただし、図7の測定
条件は多孔質管の外径が13.5mm、内径が7mm、
長さが120mm、平均細孔径が22μmであり、吸込
式微細ガス気泡キャリア移送管内の流量は1.10 l
/sec.である。なお、この測定実験の結果、発生微
細気泡の直径は多孔質管平均細孔径の約2〜4倍である
ことが解った。
The relationship between the pore diameter of the porous tube and the diameter of the generated fine bubbles is as shown in FIG. 7 as a result of the experiment.
That is, the distribution of the diameters of the generated fine bubbles is about three times the distribution of the pore diameters of the pores of the porous tube. However, the measurement conditions of FIG. 7 are that the outer diameter of the porous tube is 13.5 mm, the inner diameter is 7 mm,
The length is 120 mm, the average pore diameter is 22 μm, and the flow rate in the suction type fine gas bubble carrier transfer pipe is 1.10 l.
/ Sec. Is. As a result of this measurement experiment, it was found that the diameter of the generated fine bubbles was about 2 to 4 times the average pore diameter of the porous tube.

【0020】該縦置き型ガス気泡供給器は、各部材が分
解容易でしたがってその組立も容易であり、セラミック
ス製の多孔質管1の外径はアクリル樹脂製のガス供給管
2の最狭部内径とほぼ同一としておくことにより、両者
は滑動、挿入自在となり、組み立て、分解が容易とな
る。なお、本構成ではガス供給管2は多孔質管1を挟持
するごとく支持しており、セラミック製のごとき脆弱な
多孔質管を補強する補強部材としての作用も奏するもの
で有利である。該構成の縦置き型ガス気泡供給器は、こ
れを横に倒して横置き型となしてもよいが、その場合
は、上下流の圧力差によって形成される動水勾配線に対
して下流のガス気泡供給器が低い状態となすべきであ
る。また、漸縮管を用いればそのまま横置き型となして
使用することができる。
In the vertical type gas bubble feeder, each member is easily disassembled and therefore the assembly is easy, and the outer diameter of the ceramic porous tube 1 is the narrowest portion of the gas supply tube 2 made of acrylic resin. By keeping the inner diameter almost the same, both can be slid and inserted freely, and assembly and disassembly are easy. In this configuration, the gas supply pipe 2 supports the porous pipe 1 so as to sandwich it, which is advantageous because it also acts as a reinforcing member for reinforcing a fragile porous pipe made of ceramics. The vertical type gas bubble supply device of the configuration may be laid down horizontally to form a horizontal type, but in that case, the gas flow source on the downstream side of the hydraulic gradient line formed by the pressure difference between the upstream side and the downstream side is formed. The gas bubble dispenser should be low. Further, if a reducing tube is used, it can be used as it is as a horizontal type.

【0021】図4は、横置き型ガス気泡供給器の1実施
例の概略断面図である。該図において1はセラミックス
製の多孔質管、2はアクリル樹脂製のガス供給管、2’
はフランジ、3はガス導入口、4’は下流の微細ガス気
泡キャリア移送管、4”はフランジ、5は締着具(ボル
ト、ナット)、6はパッキン、7は上流のガス吸込液体
移送管でもある漸縮管である。同図において、ガス吸込
液体が上流の漸縮管7内を矢印方向から流れてくると、
漸縮管7の後部内壁面において負圧が最大となり多孔質
管1部において、ガス導入口からのガスが多孔質管壁を
通過して内部のガス吸込液体に微細気泡となって供給さ
れる。漸縮管7の絞り角度は、通常10〜30度程度が
好ましい。
FIG. 4 is a schematic sectional view of one embodiment of the horizontal gas bubble feeder. In the figure, 1 is a ceramic porous tube, 2 is an acrylic resin gas supply tube, and 2 '.
Is a flange, 3 is a gas inlet, 4'is a downstream fine gas bubble carrier transfer pipe, 4 "is a flange, 5 is a fastener (bolt, nut), 6 is packing, and 7 is an upstream gas suction liquid transfer pipe. In the figure, when the gas suction liquid flows in the upstream reduction pipe 7 from the direction of the arrow,
The negative pressure becomes maximum on the inner wall surface of the rear portion of the reducing tube 7, and in the porous tube 1 part, the gas from the gas inlet passes through the porous tube wall and is supplied to the gas suction liquid inside as fine bubbles. . It is preferable that the reduction angle of the gradual reduction tube 7 is usually about 10 to 30 degrees.

【0022】図5は、縦置き型ガス気泡供給器の他の実
施例の概略断面図である。該図においては、多孔質管1
は漸拡管となっており、その拡張部に多孔質管1が取着
されている。本例方式によれば、ガス吸込液体移送管の
下方部直径が上方部のそれよりも大となっているため、
多孔質管の拡張部における吸引力はより増強されたもの
となる。同図において、ガス吸込液体が上方の貯液タン
ク11から落下して漸拡管8内に入って来ると、漸拡管
8の多孔質管1内壁面において負圧が大となり、ガス導
入口からのガスが多孔質管1壁を通過して内部の流動し
ているガス吸込液体に微細気泡となって供給される。
FIG. 5 is a schematic sectional view of another embodiment of the vertical gas bubble feeder. In the figure, the porous tube 1
Is a gradually expanding tube, and the porous tube 1 is attached to the expanded part. According to the method of this example, since the diameter of the lower portion of the gas suction liquid transfer pipe is larger than that of the upper portion,
The suction force at the expanded portion of the porous tube is further enhanced. In the figure, when the gas suction liquid drops from the upper storage tank 11 and enters the gradually expanding tube 8, the negative pressure becomes large on the inner wall surface of the porous tube 1 of the gradually expanding tube 8, and the negative pressure from the gas introduction port is increased. The gas passes through the wall of the porous tube 1 and is supplied as fine bubbles to the flowing gas suction liquid inside.

【0023】図6は、参考例の縦置き型ガス気泡供給
概略断面図である。該図においては、ガス吸込液体供
給管4の内側に、多孔質管1を備えた筒状のガス気泡供
給器9を内設してなるものである。本例方式によれば、
ガス気体が、ガス吸込液体移送管4を貫通してガス気体
供給器9内に連結された導気管10を経て、多孔質管1
の管壁外面から微細気泡となってガス吸込液体中に吸
引、供給される。
FIG. 6 is a vertical type gas bubble feeder of the reference example .
It is a schematic cross-sectional view of. In the figure, a cylindrical gas bubble feeder 9 having a porous tube 1 is provided inside the gas suction liquid supply tube 4. According to this example method,
The gas gas passes through the gas suction liquid transfer pipe 4, passes through the gas guide pipe 10 connected to the gas gas supplier 9, and then the porous pipe 1
From the outer surface of the pipe wall, fine bubbles are sucked and supplied into the gas suction liquid.

【0024】以上のように本発明においては多孔質管に
よる吸込方式を採用したので、セラミックス等多孔質管
よりガス気体を吸込むことにより、微細ガス気泡移送管
内に数100μmから10μm以下程度の径を有する微
細でかつその分布が均一なガス気泡を生成させ得るとと
もに、その気泡量を制御することが可能となる。生成気
泡の気泡量を増大するには、ガス吸込液体移送管内の負
圧力を増大することにより、又はガス供給室内の気体圧
力を高めることによって行うこともでき、また気泡直径
を微小化するには、多孔質管の連通孔の孔径を縮小する
ことによって達成することができる。
As described above, since the suction method using the porous tube is adopted in the present invention, by sucking the gas gas from the porous tube such as ceramics, the diameter of several 100 μm to 10 μm or less can be set in the fine gas bubble transfer tube. It becomes possible to generate fine gas bubbles having a uniform distribution and to control the amount of the bubbles. The amount of bubbles in the generated bubbles can be increased by increasing the negative pressure in the gas suction liquid transfer pipe or by increasing the gas pressure in the gas supply chamber. This can be achieved by reducing the diameter of the communication hole of the porous tube.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上実施例等で詳述したように、本発明
によればバイオリアクターにおいて下記のごとき優れた
作用効果が発揮される。 (1).バイオリアクターにおいて重要な因子である気
泡の大きさを微細化できる顕著な技術的向上がもたらさ
れる。すなわち本発明に係る吸込式のガス気泡供給器に
よれば、発生する気泡の平均径を数100μmから10
μm以下に微細化することができる。これは従来の噴き
出し方式をはじめとする各種の方法の場合の発生気泡の
径が平均的に数mmほどであことに比べて著しく微小化
されたことが判る。このような微細ガス気泡は分離対象
物との接触確率すなわち接触頻度・回数や接触面積を飛
躍的に増大することができ、かつ本微細気泡の培養液中
における滞留時間を著しく増長することができ、それら
の結果、微細ガス気泡群中への生体触媒の接触を飛躍的
に増量することができる。 (2).多孔質管の内壁近くには外部ガスが均一に吸込
まれることに伴い、その壁に垂直に管の中央に向かおう
とする気液の流れが形成され、この流れが多孔質管内壁
に付着しようとする沈着物質等を剥がす方向に作用す
る。その結果、多孔質管の目づまりが起りにくくなる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described in detail in the above examples, according to the present invention, the following excellent operational effects are exhibited in the bioreactor. (1). It brings significant technological improvements that can refine the bubble size, which is an important factor in bioreactors. That is, according to the suction type gas bubble supply device of the present invention, the average diameter of the generated bubbles is from several 100 μm to 10 μm.
The size can be reduced to μm or less. It can be seen that this is remarkably miniaturized in comparison with the fact that the diameter of the bubbles generated is about several mm on average in various methods including the conventional ejection method. Such fine gas bubbles can dramatically increase the contact probability with the object to be separated, that is, the contact frequency, the number of times, and the contact area, and can significantly increase the residence time of the present fine bubbles in the culture solution. As a result, the contact of the biocatalyst into the fine gas bubble group can be dramatically increased. (2). As the external gas is uniformly sucked near the inner wall of the porous tube, a gas-liquid flow is formed perpendicular to the wall toward the center of the tube, and this flow adheres to the inner wall of the porous tube. It acts in the direction of peeling off the deposition material to be tried. As a result, the porous tube is less likely to be clogged.

【0026】(3).多孔質管からのガスの吸込に必要
な圧力エネルギーは、多孔質管の圧力損失水頭を上回れ
ばよく、きわめて小さい圧力エネルギーで足り、省エネ
ルギー運転が可能となる。(4). 本発明に係る吸込式のガス気泡供給器を備えた
バイオリアクターにおいては、単に水頭差のみを確保す
れば微細気泡が調製され、従来方式のごときコンプレッ
サーやブロアー等の圧縮ガス供給装置や気体を吸込さら
にこれを砕くための攪拌装置等を必要としなく、所要動
力の点でも著しく省エネルギーが達成できて有利であ
る。(5). 多孔質のガス吸込液体供給管部はユニット化が
容易であり、例えば透明プラスチック製のガス供給用筐
体に多孔質のガス吸込液体供給管を貫通して取り付け、
かつ筐体の貫通孔部と移送管との接触部を接着・封止す
ることによって、ユニット体を制作することができる。
そして、内部の多孔質管が特にセラミック製である場合
には、外部の筐体をプラスチック、金属等の機械的強度
の高い材料で構成すれば補強部材としても機能させるこ
とができるため、多孔質セラミック管の破損を阻止する
ことができる。
(3). The pressure energy required for sucking gas from the porous tube has only to exceed the pressure loss head of the porous tube, and an extremely small pressure energy is sufficient, which enables energy saving operation. (4). Equipped with a suction type gas bubble feeder according to the present invention
In bioreactor over is simply prepared fine bubbles when secured only water head difference, not require stirring device or the like for the compressed gas supply apparatus or gas compressor or blower, etc., such as a conventional scheme suction further break this Also, it is advantageous in that it can achieve significant energy savings in terms of required power. (5). The porous gas suction liquid supply pipe portion is easy to unitize, for example, the porous gas suction liquid supply pipe is attached to the transparent plastic gas supply housing by penetrating the same.
Moreover, the unit body can be manufactured by adhering and sealing the contact portion between the through hole portion of the housing and the transfer pipe.
And, when the inner porous tube is made of ceramic in particular, if the outer housing is made of a material having high mechanical strength such as plastic or metal, it can function as a reinforcing member, so that it is porous. It is possible to prevent damage to the ceramic tube.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例のバイオリアクターの全体構成説
明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of a bioreactor according to an embodiment of the present invention.

【図2】他の本発明実施例のバイオリアクターの全体構
成説明図。
FIG. 2 is an explanatory view of the overall configuration of another bioreactor of the present invention.

【図3】本発明実施例に係る水頭差液流管路の途中に設
けた多孔質の吸込式ガス気泡供給管を備えた縦置き型ガ
ス気泡供給器の概略断面図。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a vertical gas bubble supply device provided with a porous suction type gas bubble supply pipe provided in the middle of a hydraulic head difference liquid flow passage according to an embodiment of the present invention.

【図4】横置き型ガス気泡供給器の概略断面図FIG. 4 is a schematic sectional view of a horizontal type gas bubble feeder.

【図5】縦置き型ガス気泡供給器の他の実施例の概略断
面図。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the vertical gas bubble feeder.

【図6】参考例の縦置き型ガス気泡供給器の概略断面図FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a vertical type gas bubble feeder of a reference example .

【図7】多孔質管の細孔の孔径と発生微細気泡の径との
関連性を示すグラフ図。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the pore diameter of the porous tube and the diameter of the generated fine bubbles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:セラミックス製の多孔質管(ガス気泡供給管)、
2:アクリル樹脂製のガス供給管、2’:フランジ、
3:ガス導入口、4:ガス吸込液体移送管、4’:微細
気泡キャリア移送管、4”:フランジ、5:締着具(ボ
ルト、ナット)、6:パッキン,7:漸縮管、8:漸拡
管、 9:筒状のガス気泡供給器、10:導気管、1
1:培養液貯留タンク、12:調整槽、21:生体触媒
反応器、30:微細ガス気泡供給器100:バイオリア
クター
1: Porous tube made of ceramics (gas bubble supply tube),
2: Acrylic resin gas supply pipe, 2 ': Flange,
3: Gas introduction port, 4: Gas suction liquid transfer pipe, 4 ': Fine bubble carrier transfer pipe, 4 ": Flange, 5: Fasteners (bolts, nuts), 6: Packing, 7: Reducer pipe, 8 : Gradual expansion tube, 9: Cylindrical gas bubble feeder, 10: Air guide tube, 1
1: culture solution storage tank, 12: adjusting tank, 21: biocatalyst reactor, 30: fine gas bubble feeder 100: bioreactor

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水頭差液流管路の途中の負圧部に設けた
多孔質の液移送管をガス雰囲気内に露出して設けてなる
吸込式ガス気泡供給器を備えたことを特徴とするバイオ
リアクター。
1. A suction type gas bubble feeder provided with a porous liquid transfer pipe provided in a negative pressure part in the middle of the head differential liquid flow line exposed in a gas atmosphere. Bioreactor to do.
【請求項2】 ガス供給室の中側に配置した水頭差液流
管路の途中の負圧部に多孔質の液移送管を設けてなる吸
込式ガス気泡供給器を備えたことを特徴とするバイオリ
アクター。
2. A suction type gas bubble feeder provided with a porous liquid transfer pipe in a negative pressure part in the middle of the head differential liquid flow pipe arranged inside the gas supply chamber. Bioreactor to do.
【請求項3】 水頭差液流管路の途中に設けた多孔質管
の細孔が不規則連通孔であることを特徴とする請求項1
又は2に記載のバイオリアクター。
3. The pores of the porous tube provided in the middle of the hydraulic head differential flow path are irregular communication holes.
Or the bioreactor according to 2.
【請求項4】 水頭差液流管路の途中に設けた多孔質の
液移送管又は/及び多孔質のガス気泡供給管が、多孔質
セラミック管であることを特徴とする請求項1ないし
のいずれかに記載のバイオリアクター。
4. A head differential fluid flow line porous liquid transfer tube middle provided or / and porous gas bubbles supply pipe of, claims 1, characterized in that a porous ceramic tube 3
The bioreactor according to any one of 1.
【請求項5】 水頭差液流管路の途中に設けた多孔質の
液移送管又は/及び多孔質のガス気泡供給管が多孔質金
属管であることを特徴とする請求項1ないしのいずれ
かに記載のバイオリアクター。
5. The water is provided in the middle of the head difference fluid flow line porous liquid transfer tube and / or a porous gas bubbles supply pipe of claims 1 to 3, characterized in that a porous metal tube The bioreactor according to any one.
【請求項6】 水頭差液流管路の途中に設けた多孔質の
液移送管又は/及び多孔質のガス気泡供給管の各連通細
孔の孔径が50μm以下であることを特徴とする請求項
1ないしのいずれかに記載のバイオリアクター。
6. The pore size of each communicating pore of the porous liquid transfer pipe and / or the porous gas bubble supply pipe provided in the middle of the water head difference liquid flow pipe is 50 μm or less. Item 6. The bioreactor according to any one of Items 1 to 5 .
【請求項7】 水頭差液流管路の途中に設けた多孔質の
液供給管に管体状又は筐体状のガス供給室を周設してな
ることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載
のバイオリアクター。
7. claims 1, characterized in that formed by circumferentially a tube-shaped or box-shaped gas supply chamber to the liquid supply pipe of porous provided in the middle of the water head difference liquid flow conduit 6 The bioreactor according to any one of 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5108226B2 (en) * 2005-12-27 2012-12-26 株式会社明電舎 Microbubble supply method and apparatus and system thereof
JP4838069B2 (en) * 2006-07-28 2011-12-14 シャープ株式会社 Liquid transfer device
JP5215278B2 (en) * 2009-10-30 2013-06-19 丸井 智敬 Device for generating microbubbles in liquid
JP6447302B2 (en) * 2015-03-27 2019-01-09 住友重機械エンバイロメント株式会社 Water treatment system
JP5985114B1 (en) * 2015-08-19 2016-09-06 三菱化学エンジニアリング株式会社 Biological reaction apparatus and biological reaction method using the biological reaction apparatus
WO2017029733A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 三菱化学エンジニアリング株式会社 Biological reaction device, and biological reaction method using said biological reaction device

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