JPS62259576A - 醗酵装置 - Google Patents
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- JPS62259576A JPS62259576A JP61103415A JP10341586A JPS62259576A JP S62259576 A JPS62259576 A JP S62259576A JP 61103415 A JP61103415 A JP 61103415A JP 10341586 A JP10341586 A JP 10341586A JP S62259576 A JPS62259576 A JP S62259576A
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Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば味噌や醤油などのf11id食品を製
造するための醗酵装置の改良に関する。
造するための醗酵装置の改良に関する。
(従来の技術)
従来の醗酵装置としては、第2図に示すv4造のものが
知られている。即ち、図中の1は原料槽、2は培養槽、
3.4はポンプ、5は醗酵槽である。
知られている。即ち、図中の1は原料槽、2は培養槽、
3.4はポンプ、5は醗酵槽である。
こうした醗酵装置により醗酵食品を製造するには、前記
原料槽1に麹菌により予め消化させた原料液を、培養槽
2にtlill菌(酵母菌や乳酸菌)を高濃度に培養し
た培養液を夫々貯蔵し、原料液及び培養液をポンプ3.
4によりl酸槽5に供給し、撹拌しながら1〜3か月醗
酵する方法が採用されている。
原料槽1に麹菌により予め消化させた原料液を、培養槽
2にtlill菌(酵母菌や乳酸菌)を高濃度に培養し
た培養液を夫々貯蔵し、原料液及び培養液をポンプ3.
4によりl酸槽5に供給し、撹拌しながら1〜3か月醗
酵する方法が採用されている。
上述した醸M@画においては、一般に第3図に示す特性
を持つ異種の醗酵反応が引続いて起きる。
を持つ異種の醗酵反応が引続いて起きる。
第3図において、横軸は時間、縦軸は濃度、曲線Aは醗
酵生成物濃度(例えばアルコール濃度)、曲線Bは醗酵
菌濃度(例えば酵母菌濃度)、曲線Cは残余基質濃度(
例えばグル°コース濃度)である。[醗酵菌濃度は、植
種(t−0)の後馴養期(tl)を過ぎて、対数増殖期
(1+〜t2)に入り、急激に高くなる。同時に基質I
ltが低下し、allll酸生成物濃度昇する。しかし
ながら、残余基質があるにもかかわらず、醗酵生成物濃
度Cpに近付くと、醗酵菌濃度が低下し、m酊生成物濃
度の上昇が止まる。これは、醗酵生成物が所定濃度を越
える、と醗酵筒の代謝明言を生じて増殖を抑制するため
と考えられる。
酵生成物濃度(例えばアルコール濃度)、曲線Bは醗酵
菌濃度(例えば酵母菌濃度)、曲線Cは残余基質濃度(
例えばグル°コース濃度)である。[醗酵菌濃度は、植
種(t−0)の後馴養期(tl)を過ぎて、対数増殖期
(1+〜t2)に入り、急激に高くなる。同時に基質I
ltが低下し、allll酸生成物濃度昇する。しかし
ながら、残余基質があるにもかかわらず、醗酵生成物濃
度Cpに近付くと、醗酵菌濃度が低下し、m酊生成物濃
度の上昇が止まる。これは、醗酵生成物が所定濃度を越
える、と醗酵筒の代謝明言を生じて増殖を抑制するため
と考えられる。
以上説明した従来の!1酵装置においては、■馴養用を
要し、醗酵に長時間かがる、■醗酵生成物による代謝聞
書が生じ、生産性(醗酵槽ψ位体積・単位時間当りの生
産! (g/ρ・hr) )の向上を期待できない、■
N菌の混入や予期しない微生物反応の進行等により品質
が低下する等の問題がある。
要し、醗酵に長時間かがる、■醗酵生成物による代謝聞
書が生じ、生産性(醗酵槽ψ位体積・単位時間当りの生
産! (g/ρ・hr) )の向上を期待できない、■
N菌の混入や予期しない微生物反応の進行等により品質
が低下する等の問題がある。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、馴養用を短縮すると共に、代謝明言を防止して^い生
産性を持続し、更に雑菌の混入を防止し得るriots
装置を提供しようとするものである。
、馴養用を短縮すると共に、代謝明言を防止して^い生
産性を持続し、更に雑菌の混入を防止し得るriots
装置を提供しようとするものである。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明は、隔膜により内部を培1′a室及び原料液室に
区画された膜形反応器と、この反応器の培養液室との間
で醗酵筒を含む培養液の循環がなされる培養槽と、前記
反応器の原料液室との間で原料液の循環がなされる原料
槽と、前記培養槽に無菌水を供給する無菌水槽と、前記
培養槽に連結され、該培養槽中の培養液を分離しIII
酵菌を培養槽に返送すると共に醗酵生成物を生産系に供
給するための濾過器とを具備したことを特徴とする醗酵
装置である。
区画された膜形反応器と、この反応器の培養液室との間
で醗酵筒を含む培養液の循環がなされる培養槽と、前記
反応器の原料液室との間で原料液の循環がなされる原料
槽と、前記培養槽に無菌水を供給する無菌水槽と、前記
培養槽に連結され、該培養槽中の培養液を分離しIII
酵菌を培養槽に返送すると共に醗酵生成物を生産系に供
給するための濾過器とを具備したことを特徴とする醗酵
装置である。
(作用)
上述した本発明の醗酵装置によれば、膜形反応器内では
隔膜を介して醗酵反応が進み、循環する培養液の醗酵生
成物の濃度が上昇するが、培養液を濾過器側に引抜き、
ここで培養液を分離して111!i酵菌を培養槽に返送
すると共にwJ酵生成物を生産系に供給し、かつ培養液
量の減少分を無菌水槽からの無菌水で補充することによ
って、循環する培養系の醗酵生成物濃度の上昇を抑制で
きる。その結果、培養系のII′M生成物濃度を代謝阻
害濃度以下に保ごとができ、生産性を著しく向上できる
。
隔膜を介して醗酵反応が進み、循環する培養液の醗酵生
成物の濃度が上昇するが、培養液を濾過器側に引抜き、
ここで培養液を分離して111!i酵菌を培養槽に返送
すると共にwJ酵生成物を生産系に供給し、かつ培養液
量の減少分を無菌水槽からの無菌水で補充することによ
って、循環する培養系の醗酵生成物濃度の上昇を抑制で
きる。その結果、培養系のII′M生成物濃度を代謝阻
害濃度以下に保ごとができ、生産性を著しく向上できる
。
また、クローズシステムであるため、雑菌の混入や予期
しない醗酵反応の進行等を防止して高品質の醗酵食品を
再現性よく製造できる。更に、濾過器での培養液の分離
、Wi1m菌の培養槽への返送を行なうことができるた
め、醗酵筒の外部流出を防止できる。
しない醗酵反応の進行等を防止して高品質の醗酵食品を
再現性よく製造できる。更に、濾過器での培養液の分離
、Wi1m菌の培養槽への返送を行なうことができるた
め、醗酵筒の外部流出を防止できる。
(発明の実施例)
以下、本発明の実施例を第1図を参照して詳細に説明す
る。
る。
図中の11は、筒状で上下面が密封された膜形反応器で
あり、この反応器11の内部には培養液室12と原料液
室13とに区画する隔膜14が該反応器11の側面に対
して平行となるように配置されている。この隔膜14は
、例えば分画分子量1oooo〜1000000の限外
濾過膜、ポアサイズ0.01〜1μmの精密濾過膜もし
くはセラミック膜等から形成される。前記膜形反応器1
1の培養液室12の入口には、配管15aを介して培養
液が満たされた培養槽16が連結されており、かつ該配
管15aにはポンプ17aが介装されている。この培養
液は、予めl!!1酊菌(例えば酵母菌)を108〜1
08個/m!2に培養したものである。
あり、この反応器11の内部には培養液室12と原料液
室13とに区画する隔膜14が該反応器11の側面に対
して平行となるように配置されている。この隔膜14は
、例えば分画分子量1oooo〜1000000の限外
濾過膜、ポアサイズ0.01〜1μmの精密濾過膜もし
くはセラミック膜等から形成される。前記膜形反応器1
1の培養液室12の入口には、配管15aを介して培養
液が満たされた培養槽16が連結されており、かつ該配
管15aにはポンプ17aが介装されている。この培養
液は、予めl!!1酊菌(例えば酵母菌)を108〜1
08個/m!2に培養したものである。
前記膜形反応器11の培養液室12の出口には、配管1
5bを介して前記培養槽16に連結されている。こうし
た構成において、前記ポンプ17aを作動させることに
より前記培養槽16中の培養液が配管15a1前記培養
液室12及び配管15bを通って循環する。
5bを介して前記培養槽16に連結されている。こうし
た構成において、前記ポンプ17aを作動させることに
より前記培養槽16中の培養液が配管15a1前記培養
液室12及び配管15bを通って循環する。
また、前記反応器11の原料液室13の入口には配管1
5cを介して原料液を収容した原料槽18が連結されて
おり、かつ該配管15cにはポンプ17bが介装されて
いる。前記原料槽18内の原料液は、例えば麹菌、蒸大
豆及び食塩の混合物を低温殺菌した後、無菌水を加えて
流動化して予め麹菌により消化させたものである。前記
反応器11の原料液室13の出口は、配管15dを介し
て生産系を構成する混合器19に連結されている。この
配管15dには、調整弁2oが介装されており、かつ該
調整弁19と前記原料液室13との間の配管156部分
には前記原料槽18と連結する分岐管21が設けられて
いる。こうした構成において、前記調整弁20を閉じた
状態で前記ポンプ17bを作動することによって原料槽
18の原料液が配管15G、原料液室13、配管15d
及び分岐管21を通って循環する。
5cを介して原料液を収容した原料槽18が連結されて
おり、かつ該配管15cにはポンプ17bが介装されて
いる。前記原料槽18内の原料液は、例えば麹菌、蒸大
豆及び食塩の混合物を低温殺菌した後、無菌水を加えて
流動化して予め麹菌により消化させたものである。前記
反応器11の原料液室13の出口は、配管15dを介し
て生産系を構成する混合器19に連結されている。この
配管15dには、調整弁2oが介装されており、かつ該
調整弁19と前記原料液室13との間の配管156部分
には前記原料槽18と連結する分岐管21が設けられて
いる。こうした構成において、前記調整弁20を閉じた
状態で前記ポンプ17bを作動することによって原料槽
18の原料液が配管15G、原料液室13、配管15d
及び分岐管21を通って循環する。
更に、前記培養槽16には配管15eを介して無菌水を
収容した無菌水槽22が連結されており、かつ該配管1
5eには前記無菌水槽22の無菌水を前記培養槽16に
供給するためのポンプ17Gが介装されている。なお、
前記培lI槽16には図示しない液面計が挿着されてお
り、該液面計で検知した培養液の水位が設定した水位よ
り下がると。
収容した無菌水槽22が連結されており、かつ該配管1
5eには前記無菌水槽22の無菌水を前記培養槽16に
供給するためのポンプ17Gが介装されている。なお、
前記培lI槽16には図示しない液面計が挿着されてお
り、該液面計で検知した培養液の水位が設定した水位よ
り下がると。
前記ポンプ17cの作動部に信号が出力され、該ポンプ
17cが作動して無菌水槽22の無菌水が配管15eを
通して培養槽16内に供給できるようになっている。ま
た、前記培養槽16には配管15fを介して濾過器23
が連結されており、かつ該配管15fには前記培養槽1
6内の培養液を前記濾過器23に供給するためのポンプ
17dが介装されている。前記濾過器には、万両分子量
1000〜1oooooの限外濾過膜24が配置されて
いる。
17cが作動して無菌水槽22の無菌水が配管15eを
通して培養槽16内に供給できるようになっている。ま
た、前記培養槽16には配管15fを介して濾過器23
が連結されており、かつ該配管15fには前記培養槽1
6内の培養液を前記濾過器23に供給するためのポンプ
17dが介装されている。前記濾過器には、万両分子量
1000〜1oooooの限外濾過膜24が配置されて
いる。
前記濾過器23に供給された培養液は、その限外81過
y!24で分離され、分離された一方の醗酵菌は配管1
50を介して前記培養槽16に返送され、他方のII酊
生成物は配管15hを介して前記混合器19に供給され
る。
y!24で分離され、分離された一方の醗酵菌は配管1
50を介して前記培養槽16に返送され、他方のII酊
生成物は配管15hを介して前記混合器19に供給され
る。
次に、前述したmM装圏の作用を説明する。
まず、例えば麹菌、蒸大豆及び食塩の混合物を低温殺菌
した後、無菌水を加えて流動化して予め麹菌により消化
させた所定量の原料液を原料槽18に導入する。つづい
て、調整弁20を閉じた後、ポンプ17aを作動して培
養槽16内の醗醇菌を含む培養液を配管15a1膜形反
応器11の培養液室12及び配管15bを通して循環さ
せる。
した後、無菌水を加えて流動化して予め麹菌により消化
させた所定量の原料液を原料槽18に導入する。つづい
て、調整弁20を閉じた後、ポンプ17aを作動して培
養槽16内の醗醇菌を含む培養液を配管15a1膜形反
応器11の培養液室12及び配管15bを通して循環さ
せる。
この際、培養液の循環流速は醗酵菌の沈降防止及び隔膜
14壁面への醗酵菌の固定化と汚染防止等の観点から1
0〜10’ cR/IRinの範囲、好ましくは102
〜103CIII/1nに設定する。同時にポンプ17
bを作動して原料槽18内の原料液を配管15G、反応
器11の原料液室13、配管15d及び分岐管21を通
して循環させる。この時、前記原料液室13を通って循
環する原料液中の基質が反応器11の隔膜14を通過し
て反対側の培養液室12に濃度拡散し、培養液室12内
を循環する@養液中の醗肝菌により醗酵反応が生じて前
記基質から#Iiam生成物が作られる。
14壁面への醗酵菌の固定化と汚染防止等の観点から1
0〜10’ cR/IRinの範囲、好ましくは102
〜103CIII/1nに設定する。同時にポンプ17
bを作動して原料槽18内の原料液を配管15G、反応
器11の原料液室13、配管15d及び分岐管21を通
して循環させる。この時、前記原料液室13を通って循
環する原料液中の基質が反応器11の隔膜14を通過し
て反対側の培養液室12に濃度拡散し、培養液室12内
を循環する@養液中の醗肝菌により醗酵反応が生じて前
記基質から#Iiam生成物が作られる。
膜形反応器11の培養液室12と培養槽16との間で培
養液を循環させて培養液中に!!1llW生成物を生成
させた後、ポンプ17dを作動して培養槽16内の培養
液を配管15fを通して濾過器23に引抜く。この濾過
器23では、その限外濾過膜24により培養液中の醗酵
菌及び高分子物質と、醗酵生成物及び比較的低分子の物
質とに分離される。醗Wl菌及び高分子物質は、外部に
流出させることなく配管15aを通して前記培養槽16
に返送される。醗酵生成物及び比較的低分子の物質は、
配管15hを通して混合器1つに供給される。この混合
器19には、開閉弁20の解放により原料液が供給され
て、前記醗酵生成物と混合され、所望の醗酵食品が作ら
れる。また、前記培養槽16からの培養液の引抜きに伴
って該培養槽16の水位が下がると、図示しない液面計
からポンプ17cに信号が出力されて該ポンプが作動し
、無菌水槽22内の無菌水が配管15eを通して培養槽
16内に補充され、培養液の循環系の液湧を一定状態に
維持される。
養液を循環させて培養液中に!!1llW生成物を生成
させた後、ポンプ17dを作動して培養槽16内の培養
液を配管15fを通して濾過器23に引抜く。この濾過
器23では、その限外濾過膜24により培養液中の醗酵
菌及び高分子物質と、醗酵生成物及び比較的低分子の物
質とに分離される。醗Wl菌及び高分子物質は、外部に
流出させることなく配管15aを通して前記培養槽16
に返送される。醗酵生成物及び比較的低分子の物質は、
配管15hを通して混合器1つに供給される。この混合
器19には、開閉弁20の解放により原料液が供給され
て、前記醗酵生成物と混合され、所望の醗酵食品が作ら
れる。また、前記培養槽16からの培養液の引抜きに伴
って該培養槽16の水位が下がると、図示しない液面計
からポンプ17cに信号が出力されて該ポンプが作動し
、無菌水槽22内の無菌水が配管15eを通して培養槽
16内に補充され、培養液の循環系の液湧を一定状態に
維持される。
上述した膜形反応器11の原料液室13と原料槽18と
の間での原料液の循環、及び膜形反応器11の培養液液
室12と培養槽16との間での培養液の循環においては
、下記(1)式に示すように隔膜14を透過する基質に
対応したl[1酊生成物が発生する。また、培養槽16
からの培養液の濾過器23への引抜きにより、培養循環
系のWIJ酊生酸生成物失量は下記(2式で表わされる
。
の間での原料液の循環、及び膜形反応器11の培養液液
室12と培養槽16との間での培養液の循環においては
、下記(1)式に示すように隔膜14を透過する基質に
対応したl[1酊生成物が発生する。また、培養槽16
からの培養液の濾過器23への引抜きにより、培養循環
系のWIJ酊生酸生成物失量は下記(2式で表わされる
。
醗酵生成物の発生!=Jd−8−k ・・・(1)m
酵生成物の流失量=Cr −Qp ・・・(2但し
、上2(1)、(2)の式中において、Jd:隔111
14を介して濃度拡散する基質フラックスC9/cd−
sea)、 S:隔1114の表面積(cd )、 に:定数、 CF:培養液の醗酵生成物濃度〔g/c#+3〕、Qp
:!II過器23の透過液流fjk Crys3/se
a )である。
酵生成物の流失量=Cr −Qp ・・・(2但し
、上2(1)、(2)の式中において、Jd:隔111
14を介して濃度拡散する基質フラックスC9/cd−
sea)、 S:隔1114の表面積(cd )、 に:定数、 CF:培養液の醗酵生成物濃度〔g/c#+3〕、Qp
:!II過器23の透過液流fjk Crys3/se
a )である。
定常状態では、培養液の循環系内の醗酵生成物の発生■
と流失量とは等しい。従って、醗酵生成物濃度(CF
)は下記(3)式で表わされる。即ち、濾過器23の透
過液流量(Q、)の操作により醗酵生成物濃度(CF
)の制御が可能であり、これによって培養液の循環系の
醗酵生成物濃度を代謝阻害濃度以下に維持することがで
き、生産性を著しく向上できる。
と流失量とは等しい。従って、醗酵生成物濃度(CF
)は下記(3)式で表わされる。即ち、濾過器23の透
過液流量(Q、)の操作により醗酵生成物濃度(CF
)の制御が可能であり、これによって培養液の循環系の
醗酵生成物濃度を代謝阻害濃度以下に維持することがで
き、生産性を著しく向上できる。
CF−(Jd −8−k)/QP ・・・(3)また、
培養液の循環系において醗酵生成物の一部は膜形反応器
11の隔l!14を通して原料液室13に濃度拡散し、
原料液の循環系に移行して混合された後、開閉弁20を
通して混合器19に供給される。このため、原料液循環
系においても下記(4)式に示す原料液の醗酵生成物の
濃度(CM)のバランスが生じる。
培養液の循環系において醗酵生成物の一部は膜形反応器
11の隔l!14を通して原料液室13に濃度拡散し、
原料液の循環系に移行して混合された後、開閉弁20を
通して混合器19に供給される。このため、原料液循環
系においても下記(4)式に示す原料液の醗酵生成物の
濃度(CM)のバランスが生じる。
CM−(Jd −8−k)/QP ・・・(4)以上
説明した本実施例によれば、次の列挙する種々の効果を
発揮できる。
説明した本実施例によれば、次の列挙する種々の効果を
発揮できる。
■醗酵菌が生成する#1酵生成物の濃度を制御できる。
■S酵菌の流出を濾過器23により防止できる。
■前記■により培養液中の醗酵菌濃度の管埋が容易とな
る。
る。
■前記■及び■により連続的なS酵が可能となると共に
醗酵生成物濃度を代謝阻害濃度以下に維持でき、醗酵生
成物の生産性、ひいてはWJW1食品の生産性を向上で
きる。
醗酵生成物濃度を代謝阻害濃度以下に維持でき、醗酵生
成物の生産性、ひいてはWJW1食品の生産性を向上で
きる。
■無菌状態でかつクローズシステムであるため、雑菌の
混入や予期しない醗酵反応の進行等を防止でき、高品質
の醗酵食品を得ることができる。
混入や予期しない醗酵反応の進行等を防止でき、高品質
の醗酵食品を得ることができる。
■原料液を循環するため、撹拌機が不要となる。
[発明の効果]
以上詳述した如く、本発明によれば馴養期を短縮すると
共に、代謝阻害を防止して高い生産性を持続し、更に雑
菌の混入を防止し得るl1g酵装置を提供できる。
共に、代謝阻害を防止して高い生産性を持続し、更に雑
菌の混入を防止し得るl1g酵装置を提供できる。
第1図は本発明の実施例における醗酵装置を示す概略図
、第2図は従来の醗酵装置を示す概略図、第3図は醗酵
反応のバッチ実験における特性図である。 11・・・膜形反応器、12・・・培養液室、13・・
・原料液室、14・・・隔膜、16・・・培養液L17
a〜17d・・・ポンプ、18・・・原料槽、19・・
・混合器、20・・・調整弁、22・・・無菌水槽、2
3・・・濾過器。
、第2図は従来の醗酵装置を示す概略図、第3図は醗酵
反応のバッチ実験における特性図である。 11・・・膜形反応器、12・・・培養液室、13・・
・原料液室、14・・・隔膜、16・・・培養液L17
a〜17d・・・ポンプ、18・・・原料槽、19・・
・混合器、20・・・調整弁、22・・・無菌水槽、2
3・・・濾過器。
Claims (1)
- 隔膜により内部を培養液室及び原料液室に区画された膜
形反応器と、この反応器の培養液室との間で醗酵菌を含
む培養液の循環がなされる培養槽と、前記反応器の原料
液室との間で原料液の循環がなされる原料槽と、前記培
養槽に無菌水を供給する無菌水槽と、前記培養槽に連結
され、該培養槽中の培養液を分離し醗酵菌を培養槽に返
送すると共に醗酵生成物を生産系に供給するための濾過
器とを具備したことを特徴とする醗酵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61103415A JPS62259576A (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 醗酵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61103415A JPS62259576A (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 醗酵装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62259576A true JPS62259576A (ja) | 1987-11-11 |
Family
ID=14353413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61103415A Pending JPS62259576A (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 醗酵装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62259576A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0242992A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-13 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | 生体触媒を用いる反応方法およびその反応装置 |
-
1986
- 1986-05-06 JP JP61103415A patent/JPS62259576A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0242992A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-13 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | 生体触媒を用いる反応方法およびその反応装置 |
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