JPH05146286A - 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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- JPH05146286A JPH05146286A JP3307613A JP30761391A JPH05146286A JP H05146286 A JPH05146286 A JP H05146286A JP 3307613 A JP3307613 A JP 3307613A JP 30761391 A JP30761391 A JP 30761391A JP H05146286 A JPH05146286 A JP H05146286A
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Abstract
て、目的物質の生産性を低下させることなく、培養液量
を培養槽全容積に対して70%以上に上げ、従来よりも
培養液量を増加させる。 【構成】好気性培養による発酵生産の培養槽において、
該培養槽の排気出口に気液分離装置を、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、戻り配管及び本体に泡を検知す
るセンサーを取り付けた培養装置。または、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又は遠心憤霧に
より消泡する装置を付した培養装置。更に、該培養装置
を用いて消泡制御する方法。
Description
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。
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。
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ールすること
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。
わせるために撹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ー等で泡面を検知し、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ーター
の出力として大きな動力が必要になるので撹拌羽根だけ
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。
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。
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ー29800、特公昭39ー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、培養液中のガスホールドアップは下が
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。
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。
法(特開昭51ー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ー15639
号公報参照)が、小型の装置の場合は良いが、大型生産
設備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。
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。
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。
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
付けたセンサー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。
置と泡検知センサー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。
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ー
を取り付けた培養装置に関する。及び、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ー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。
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、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。
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ージェスミューラー等が上げら
れる。また、センサーとしては、超音波流量計、静電容
量式フロースイッチ、電磁流量計、光フロースイッチ、
熱拡散型フロースイッチ、電極式等があり、好ましくは
光フロースイッチ、熱拡散型フロースイッチのセンサー
が選ばれる。
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FOAMJ
ET等があげられる。
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。
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よい。6は排気
管、8は撹拌羽根、9は撹拌モーターである。13は泡
センサー、14は消泡剤添加配管、15は消泡剤添加コ
ントローラー、16は消泡剤添加弁である。13の泡セ
ンサーは、排気管10及び/または還流管12のどちら
につけても良い。
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につけた泡センサー13が泡を検知す
ると消泡剤を添加するようにする。泡センサーが検知し
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。
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。
に、機械的消泡装置のついた小型タンク17を連結し、
小型タンク17と培養槽は還流管18によって連結して
いる。小型タンク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、1
8を介して連結している。なお、還流管11、12、1
8は全て連結していてもよい。泡センサーは、排気管1
3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。
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。小型タンクを溢れ
出した泡は、泡センサーが泡を検知すると消泡剤を添加
するようにする。泡センサー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。
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。
する。
トファーメンタム(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、通気撹拌下培養した。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
剤トウイーン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系を用いた。
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ー
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
サー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。
〜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。
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、通気撹拌
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ーン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系を用いた。
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
に泡センサー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。
槽の撹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ーが
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撹拌動力が約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。
果をまとめて示した。
のためのBrevibacterium lactofermentum FERM
BP−1071を培養した。糖濃度150g/Lの糖液
140kL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 lact
ofermentum 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、通気撹拌下培養した。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、シリコン系を用いた。
のためのBrevibacterium lactofermentum FERM
BP−1071を培養した。糖濃度150g/Lの糖液
140kL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 lact
ofermentum 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、通気撹拌下培養した。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、シリコン系を用いた。
果をまとめて示した。
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。
る。
装置及び消泡制御方法
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〜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。
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。
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。
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。
果をまとめて示した。
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。
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。
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。
果をまとめて示した。
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。
る。
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ーを取り付けた培養装
置。 - 【請求項2】 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。 - 【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ーを取り付けることによ
り泡を消泡制御する方法。
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