JP6500438B2 - 連続滅菌装置の運転方法、連続滅菌装置、発酵システムおよび連続発酵システム - Google Patents
連続滅菌装置の運転方法、連続滅菌装置、発酵システムおよび連続発酵システム Download PDFInfo
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Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる発酵システムの概略構成を示す模式図である。発酵システム1は、培養のための微生物や培養細胞を収容し、発酵により発酵液を生成する発酵槽内に連続的に滅菌された培地の供給を行うものである。
第1配管281はあくまで連続滅菌装置20の最も高い位置から導入することが好ましい。蒸気は、連続滅菌装置20の上部(高い位置)から導入することが技術常識であるため、例えば、第5配管275が第1配管271より高い場合であれば、第1配管281は他端で第5配管275の第2弁202より上流側に接続する。
第3配管283は、開閉により配管内の気体または液体の流通を規制する第4弁204を有する。
第2配管282は、第1配管271との接続部分および第3配管283との接続部分の間に設けられ、開閉により配管内の気体または液体の流通を規制する第5弁205を有する。
第4配管284は、第1配管271との接続部分およびスチームトラップ26の間に設けられ、開閉により配管内の気体または液体の流通を規制する第6弁206と、を有する。
第3弁203〜第6弁206は、制御部40の制御のもと、開閉動作が自動的に行われる。
スチームトラップ26は、自身に溜まった水位や内部の温度などの情報をもとに、溜まったドレインを自動的に排出する機能を有する。
図6は、本発明の実施の形態2にかかる発酵システムの概略構成を示す模式図である。図7は、本実施の形態2にかかる連続滅菌装置の概略構成を示す模式図である。なお、上述した実施の形態1の構成と同一の構成には、同一の符号を付している。図6に示すように、本実施の形態2にかかる発酵システム1aには、上述した発酵システム1の連続滅菌装置20に代えて、連続滅菌装置20aが設けられている。連続滅菌装置20aは、上述した実施の形態1にかかる連続滅菌装置20の構成に加え、加熱部22および保持部23による加熱処理前後の液体に対して補助的に熱交換を行わせる熱交換部29を有する。
図8は、本発明の実施の形態3にかかる連続発酵システムの概略構成を示す模式図である。本実施の形態3にかかる連続発酵システム2は、培養のための微生物や培養細胞を収容し、発酵により発酵液を生成する発酵槽内に連続的に培地を供給しつつ、発酵槽から外部に排出された微生物や培養細胞と発酵液とを分離膜によって分離し、未濾過液(微生物や培養細胞を含む)を発酵槽に戻す循環を行い、長時間にわたって連続的に高生産性を維持して発酵液の回収を行うものである。
図9は、本発明の実施の形態3の変形例にかかる連続発酵システムの概略構成を示す模式図である。図9に示すように、本実施の形態3の変形例にかかる連続発酵システム2aには、上述した連続発酵システム2の連続滅菌装置20に代えて、熱交換部29を有する連続滅菌装置20aが設けられている。これにより、連続的に発酵処理を行う連続発酵システム2aにおいても、加熱部22および冷却部24がそれぞれ行う調整温度の調整幅を小さくすることができ、かつ熱エネルギー回収を行うことができる。
2,2a 連続発酵システム
10 原料保持部
20,20a,100 連続滅菌装置
21,33,101 圧送ポンプ
22,102 加熱部
22a,23a,24a,221,241,291,292 配管
23,103 保持部
24,104 冷却部
25 滅菌フィルター
26,32 スチームトラップ
27,27a 第1流路
28 第2流路
29 熱交換部
29a 第1熱交換部
29b 第2熱交換部
30,30a 発酵装置
31 発酵槽
31a 攪拌部
34 分離膜モジュール
40,40a 制御部
50 記憶部
51 滅菌条件情報
201 第1弁
202 第2弁
203 第3弁
204 第4弁
205 第5弁
206 第6弁
211 温度計
212 流量計
213 圧力計
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 弁
341 多孔質膜
Claims (14)
- 滅菌対象液体が流通する第1の流路上で加熱処理、保持処理および冷却処理の一連の処理を連続的に施して前記滅菌対象液体の滅菌を行う連続滅菌装置の運転方法であって、
滅菌媒体を一端から導入可能であって、他端が前記第1の流路の下流側に接続される第1配管、一端から滅菌処理が施された滅菌液を導入可能であって、他端が前記第1の流路の上流側に接続される第2配管、および、一端が前記第1配管に接続されるとともに、他端が前記第2配管に接続される第3配管を有する第2の流路と、前記第1の流路とによって形成される環状の流路に前記滅菌媒体を導入して、前記第1および第2の流路を構成する部材を滅菌する滅菌ステップと、
前記第2の流路の前記第2配管を介して前記滅菌液を前記第1の流路に流通させ、該滅菌液に対して前記一連の処理を施すとともに、該一連の処理が施される前記滅菌液の流量、温度および圧力を計測する滅菌液流通ステップと、
前記一連の処理が施される前記滅菌液に対して計測された流量、温度および圧力と、予め設定された条件としての流量、温度および圧力とを比較して、計測された流量、温度および圧力が、前記条件を達成しているか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて、前記条件を達成していると判断した場合に、前記第1の流路に流通させる液体を前記滅菌液から前記滅菌対象液体に切り替える切替ステップと、
を含むことを特徴とする連続滅菌装置の運転方法。 - 前記滅菌媒体は、蒸気であることを特徴とする請求項1に記載の連続滅菌装置の運転方法。
- 前記一連の処理は、前記加熱処理および前記保持処理を施す前後の液体同士での熱交換処理を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の連続滅菌装置の運転方法。
- 前記滅菌対象液体は、発酵原料としての培地であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の連続滅菌装置の運転方法。
- 前記滅菌液および前記滅菌対象液体を、連続して発酵処理を行う発酵装置に供給することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の連続滅菌装置の運転方法。
- 滅菌対象液体の滅菌を行う連続滅菌装置であって、
前記滅菌対象液体を加熱する加熱部、該加熱部により加熱された前記滅菌対象液体を所定の温度、所定時間で保持する保持部、および該保持部により保持されて加熱滅菌が完了した前記滅菌対象液体を冷却する冷却部を有し、少なくとも前記滅菌対象液体を流通させる第1の流通手段と、
前記滅菌対象液体の流路を形成する部材を滅菌する滅菌媒体を一端から導入可能であって、他端が前記第1の流通手段の下流側に接続される第1配管、一端から滅菌処理が施された滅菌液を導入可能であって、他端が前記第1の流通手段の上流側に接続される第2配管、および、一端が前記第1配管に接続されるとともに、他端が前記第2配管に接続される第3配管を有し、前記第1の流通手段とによって環状の流路を形成する第2の流通手段と、
前記第1の流通手段を流通する液体の流量、温度および圧力を計測する計測手段と、
前記滅菌対象液体の滅菌処理にかかる流量、温度および圧力を条件情報として記憶する記憶部と、
当該連続滅菌装置全体の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第2の流通手段を制御することにより、前記第1および第2の流通手段に前記滅菌媒体を流通させて前記第1および第2の流通手段を滅菌した後、前記滅菌液を前記第1の流通手段に流通させ、
該滅菌液に対して前記加熱部、前記保持部および前記冷却部による一連の処理を施すとともに、該一連の処理が施される前記滅菌液の流量、温度および圧力を前記計測手段に計測させ、
前記計測手段が計測した流量、温度および圧力と、前記記憶部に記憶された前記条件情報とを比較して、計測された流量、温度および圧力が、前記条件情報に応じた条件を達成しているか否かを判断するとともに、前記条件を達成していると判断した場合に、前記第1および第2の流通手段を制御することにより前記第1の流通手段を流通する液体を前記滅菌液から前記滅菌対象液体に切り替えることを特徴とする連続滅菌装置。 - 前記滅菌媒体は、蒸気であって、
前記第1の流通手段に接続され、前記蒸気により生じたドレインを排出する第4の流通手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載の連続滅菌装置。 - 前記加熱部の上流側と前記保持部の下流側とをそれぞれ流通する液体同士で熱交換を行わせる熱交換部をさらに備えたことを特徴とする請求項6または7に記載の連続滅菌装置。
- 前記加熱部、前記冷却部および前記熱交換部のいずれか一つ以上が、プレート式熱交換器であることを特徴とする請求項8に記載の連続滅菌装置。
- 培地、食品、医薬品などの原料を保持する原料保持部と、
請求項6〜9のいずれか一つに記載の連続滅菌装置であって、前記原料保持部から供給される前記原料を前記滅菌対象液体として連続して滅菌する連続滅菌装置と、
前記連続滅菌装置によって滅菌処理された前記原料を用いて発酵処理を行う発酵槽と、
を備えたことを特徴とする発酵システム。 - 前記滅菌対象液体の流量は、前記原料保持部の重量変化および前記発酵槽の重量変化の少なくとも一つ、または、前記計測手段による滅菌対象液体の計測結果に応じて決定されることを特徴とする請求項10に記載の発酵システム。
- 前記発酵槽に滅菌液を導入する配管から分岐された配管を介して前記滅菌液を導入することを特徴とする請求項10または11に記載の発酵システム。
- 請求項10〜12のいずれか一つに記載の発酵システムと、
前記発酵槽において生成された発酵液を濾過する濾過手段と、
を備えたことを特徴とする連続発酵システム。 - 前記原料保持部は、複数設けられることを特徴とする請求項13に記載の連続発酵システム。
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