JPH0376911B2 - - Google Patents
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- JPH0376911B2 JPH0376911B2 JP12762488A JP12762488A JPH0376911B2 JP H0376911 B2 JPH0376911 B2 JP H0376911B2 JP 12762488 A JP12762488 A JP 12762488A JP 12762488 A JP12762488 A JP 12762488A JP H0376911 B2 JPH0376911 B2 JP H0376911B2
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- Japan
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- fermentation
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- membrane module
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0068—General arrangements, e.g. flowsheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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- C12M29/02—Percolation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
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-
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12M47/10—Separation or concentration of fermentation products
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は酵母、菌体、酵素等の生体触媒を利用
して発酵生成物を得るために使用される膜型反応
装置に関するものである。
して発酵生成物を得るために使用される膜型反応
装置に関するものである。
（従来の技術）
好気性の生体触媒を利用して発酵生成物を生産
させるために、従来から第２図に示されるように
好気性発酵槽１１に基質を供給し、槽底部の散気
手段１２により空気を液中に吹込みながら発酵を
行わせ対象生産物を含む発酵液を得る装置が用い
られている。このような装置において発酵槽容積
当たりの反応効率を高めるために好気性発酵槽１
１内の生体触媒の濃度の低下を防止する有力な手
法の一つに発酵槽と分離膜を組み合わせる膜型反
応装置がある。この装置は、外部に膜モジユール
１３を設け膜循環ポンプ１４によつて発酵液を循
環させてクロスフロー濾過を行わせ、生成物を濾
過液として抽出するとともに生体触媒を含む濃縮
液を好気性発酵槽１１に返送する構造が一般的で
ある。
させるために、従来から第２図に示されるように
好気性発酵槽１１に基質を供給し、槽底部の散気
手段１２により空気を液中に吹込みながら発酵を
行わせ対象生産物を含む発酵液を得る装置が用い
られている。このような装置において発酵槽容積
当たりの反応効率を高めるために好気性発酵槽１
１内の生体触媒の濃度の低下を防止する有力な手
法の一つに発酵槽と分離膜を組み合わせる膜型反
応装置がある。この装置は、外部に膜モジユール
１３を設け膜循環ポンプ１４によつて発酵液を循
環させてクロスフロー濾過を行わせ、生成物を濾
過液として抽出するとともに生体触媒を含む濃縮
液を好気性発酵槽１１に返送する構造が一般的で
ある。
ところがこのような従来のものは平膜型、中空
糸型、管状型等いずれの膜モジユール型式におい
てもクロスフロー濾過を行わせるためにリアクタ
ー外循環量を大流量としなければならず、リアク
ター内の発酵条件が制約を受けるうえに、大容量
循環を行わせるために大型のポンプや配管が必要
となり、装置費、運転費が過大となり、また広い
設置スペースが必要でメンテナンスの手数も嵩む
等の問題があつた。
糸型、管状型等いずれの膜モジユール型式におい
てもクロスフロー濾過を行わせるためにリアクタ
ー外循環量を大流量としなければならず、リアク
ター内の発酵条件が制約を受けるうえに、大容量
循環を行わせるために大型のポンプや配管が必要
となり、装置費、運転費が過大となり、また広い
設置スペースが必要でメンテナンスの手数も嵩む
等の問題があつた。
（発明が解決しようとする課題）
本発明はこのような従来の問題点を解決して、
リアクター外循環量を減少させて発酵条件の制約
を緩和させるとともに、装置費、運転費等を大幅
に削減することができる膜型反応装置を目的とし
て完成されたものである。
リアクター外循環量を減少させて発酵条件の制約
を緩和させるとともに、装置費、運転費等を大幅
に削減することができる膜型反応装置を目的とし
て完成されたものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は散気手段を備えた好気性発酵槽の設定
液面付近の槽内あるいは、槽外に気液分離手段を
設け、該手段によりガス容積比率を減じた発酵液
を槽下部へ還流させる流路の途中に生成物を濾過
する回転円板型膜モジユールを設けたことを特徴
とするものである。
液面付近の槽内あるいは、槽外に気液分離手段を
設け、該手段によりガス容積比率を減じた発酵液
を槽下部へ還流させる流路の途中に生成物を濾過
する回転円板型膜モジユールを設けたことを特徴
とするものである。
以下に本発明を図面を参照しつつ更に詳細に説
明すると、１はリアクターである好気性発酵槽、
２は基質供給口、３は槽内底部に設けられた散気
手段、４はこの散気手段に空気を供給するブロア
あるいはコンプレツサーである。槽内の液中には
酵母、菌体、酵素のような目的とする発酵に応じ
た生体触媒が投入されており、基質を好気性条件
下で生体反応により発酵させて例えばアルコール
のような生成物を生産している。本発明において
は、このような好気性発酵槽１の外側の設定液面
付近の位置に気液分離手段５が設けられている。
この設定液面とは、散気手段４から液中に吹込ま
れる気泡により上昇した液面を意味するもので、
このような気泡を含んだ発酵液はこの気液分離手
段５に導かれ、ガス排出口６から気体成分は放出
されてガス容積比率を減じた液体成分を下方の流
路７によつて好気性発酵槽１の槽下部へ還流させ
ている。８はこの流路７の途中に設けられた回転
円板型膜モジユールである。回転円板型膜モジユ
ール８は例えば回転円板９の表面を濾過膜面とし
たもの等であつて、回転により膜面付近の濃度分
極を小さくすることができるために従来一般の固
定式の膜モジユールに比較して小流量で優れた濾
過性能を発揮することができるものである。なお
回転円板型膜モジユール８の濾過膜としては種々
のものが用いられているが、セラミツク多孔膜を
用いたものが強度、耐久性、濾過特性等の多くの
面で有利である。
明すると、１はリアクターである好気性発酵槽、
２は基質供給口、３は槽内底部に設けられた散気
手段、４はこの散気手段に空気を供給するブロア
あるいはコンプレツサーである。槽内の液中には
酵母、菌体、酵素のような目的とする発酵に応じ
た生体触媒が投入されており、基質を好気性条件
下で生体反応により発酵させて例えばアルコール
のような生成物を生産している。本発明において
は、このような好気性発酵槽１の外側の設定液面
付近の位置に気液分離手段５が設けられている。
この設定液面とは、散気手段４から液中に吹込ま
れる気泡により上昇した液面を意味するもので、
このような気泡を含んだ発酵液はこの気液分離手
段５に導かれ、ガス排出口６から気体成分は放出
されてガス容積比率を減じた液体成分を下方の流
路７によつて好気性発酵槽１の槽下部へ還流させ
ている。８はこの流路７の途中に設けられた回転
円板型膜モジユールである。回転円板型膜モジユ
ール８は例えば回転円板９の表面を濾過膜面とし
たもの等であつて、回転により膜面付近の濃度分
極を小さくすることができるために従来一般の固
定式の膜モジユールに比較して小流量で優れた濾
過性能を発揮することができるものである。なお
回転円板型膜モジユール８の濾過膜としては種々
のものが用いられているが、セラミツク多孔膜を
用いたものが強度、耐久性、濾過特性等の多くの
面で有利である。
（作用）
このように構成されたものは、好気性発酵槽１
の内部に散気手段３により空気を気泡として吹込
みつつ槽内の生体触媒により基質を発酵させるこ
とは従来のこの種装置と変わるところはない。そ
してこのような空気の吹込みによつて槽内の液面
は空気吹込停止時に比較して設定液面まで上昇す
ることとなるが、本発明においては設定液面付近
に気液分離手段５が設けられており、槽内の発酵
液の一部は気液分離手段５に流入して気液分離さ
れる。このように気体が分離されガス容積比率を
減じられた発酵液は見掛け比重が増加し、槽内の
発酵液よりも水頭が大きくなるのでその水頭差に
よりポンプを使用しなくても自然に循環流が生
じ、発酵液は流路７を介して回転円板型膜モジユ
ール８に流入する。そして発酵液はこの回転円板
型膜モジユール８によつて生成物濃度の高い濾過
液と生体触媒濃度の高い濃縮液とに効率良く分離
され、濃縮液は好気性発酵槽１の内部に戻されて
生体触媒濃度の低下を防止する。
の内部に散気手段３により空気を気泡として吹込
みつつ槽内の生体触媒により基質を発酵させるこ
とは従来のこの種装置と変わるところはない。そ
してこのような空気の吹込みによつて槽内の液面
は空気吹込停止時に比較して設定液面まで上昇す
ることとなるが、本発明においては設定液面付近
に気液分離手段５が設けられており、槽内の発酵
液の一部は気液分離手段５に流入して気液分離さ
れる。このように気体が分離されガス容積比率を
減じられた発酵液は見掛け比重が増加し、槽内の
発酵液よりも水頭が大きくなるのでその水頭差に
よりポンプを使用しなくても自然に循環流が生
じ、発酵液は流路７を介して回転円板型膜モジユ
ール８に流入する。そして発酵液はこの回転円板
型膜モジユール８によつて生成物濃度の高い濾過
液と生体触媒濃度の高い濃縮液とに効率良く分離
され、濃縮液は好気性発酵槽１の内部に戻されて
生体触媒濃度の低下を防止する。
このように本発明においては回転円板型膜モジ
ユール８を流路７に設けたので小循環流量で濾過
濃縮を行うことができ、リアクター循環量を減少
できるので発酵条件の制約を極めて少なくするこ
とができる。また本発明においては散気手段３に
よる液面上昇効果を利用して流路７に水頭差によ
る循環流を生じさせることができ、膜循環用ポン
プが不要となるとともに配管設備も小規模化する
ことができ、建設費、電気代、設置スペース等を
削減することができる。
ユール８を流路７に設けたので小循環流量で濾過
濃縮を行うことができ、リアクター循環量を減少
できるので発酵条件の制約を極めて少なくするこ
とができる。また本発明においては散気手段３に
よる液面上昇効果を利用して流路７に水頭差によ
る循環流を生じさせることができ、膜循環用ポン
プが不要となるとともに配管設備も小規模化する
ことができ、建設費、電気代、設置スペース等を
削減することができる。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、リ
アクター外循環量を減少させてリアクター内部の
発酵条件の制約を緩和することができるととも
に、設備費、設置スペース、ランニングコスト等
を大幅に引下げることもできるものである。よつ
て本発明は従来の問題点を一掃した膜型反応装置
として、産業の発展に寄与するところは極めて大
である。
アクター外循環量を減少させてリアクター内部の
発酵条件の制約を緩和することができるととも
に、設備費、設置スペース、ランニングコスト等
を大幅に引下げることもできるものである。よつ
て本発明は従来の問題点を一掃した膜型反応装置
として、産業の発展に寄与するところは極めて大
である。
第１図は本発明の実施例を示すフローシート、
第２図は従来例を示すフローシートである。 １：好気性発酵槽、３：散気手段、５：気液分
離手段、７：流路、８：回転円板型膜モジユー
ル。
第２図は従来例を示すフローシートである。 １：好気性発酵槽、３：散気手段、５：気液分
離手段、７：流路、８：回転円板型膜モジユー
ル。
Claims (1)
- １ 散気手段３を備えた好気性発酵槽１の設定液
面付近の槽内あるいは、槽外に気液分離手段５を
設け、該手段によりガス容積比率を減じた発酵液
を槽下部へ還流させる流路７の途中に生成物を濾
過する回転円板型膜モジユール８を設けたことを
特徴とする膜型反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12762488A JPH01296972A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 膜型反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12762488A JPH01296972A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 膜型反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01296972A JPH01296972A (ja) | 1989-11-30 |
| JPH0376911B2 true JPH0376911B2 (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=14964690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12762488A Granted JPH01296972A (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 膜型反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01296972A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5900159A (en) * | 1996-02-29 | 1999-05-04 | Shell Oil Company | Method for separating liquid from a slurry |
| DE102006038340A1 (de) * | 2006-08-15 | 2008-02-21 | Henkel Kgaa | Verfahren zur Abtrennung und Aufkonzentrierung von Biomasse |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP12762488A patent/JPH01296972A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01296972A (ja) | 1989-11-30 |
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