JPS63164881A - 生合成方法および生合成装置 - Google Patents

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。

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、生合成方法およびこの方法に使用される生合
成装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 商業的に価値のある生成物を取得するためのバイオマス
培養に関する生合成経路は、かなりの期間使用されてき
た。多くの例は、醸造業、たとえば酵母醗酵ならびに製
薬業、たとえばペニシリンおよびセファロスポリン（ｃ
ｅｐｈａｌｏｓｐｏｒｉｎ）抗生物質の生産に見られる
。

このような生合成を実施する際には、改良が常に必要で
ある。か（して、たとえばｗａ醇反応は通常大規模の醗
酵器で実施され、その際、反応条件、たとえばａＳ収量
に必要な攪拌の程度を制御することが困難である。この
ような醗ＷＩ器は、また清潔にすることも困難である。

他の直面する問題には、バイオマス培養物内でのバクテ
リア、アメーバおよびワムシのような望ましくない顕微
鏡下でしか見えない種属の増殖がある。

本願発明は、光の不存在下または部分的に不存在下で良
く生育する生物を使用して実質的に商業的規模で実施で
きる改良された生合成方法およびそれに使用する装置を
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） 本願発明の第１の発明の生合成方法は、光の不存在下ま
たは部分的に不存在下で成長可能な生存植物体からなる
合成混合物を該植物体の成長に必須の栄養素と共に、直
立したコア構造に巻き付けた実質的に不透明の管を通し
て流し、そして該混合物から１つまたはそれ以上の合成
生成物を回収することを特徴としている。

実質的に不透明な管は、好ましくは、合成混合物が連続
的に流され同時に合成生成物が該混合物から連続的に回
収され栄養素および構成液体が連続的に添加される閉回
路の一部を形成する。

このような閉回路を操作する１つの方法では、一定量の
液体を回路から回収し、固形のバイオマス生成物を液体
からろ過し、ろ液に栄養素構成液体を加え、そして殺菌
した後、ろ液を開回路に戻す。

この方法では、バイオマス生成物の液体からの回収およ
びろ液への栄養素液体の添加は開回路の外側で行われ、
ろ液は開回路に戻す前に殺菌される。かくして、閉回路
内での殺菌状態は失われていない。

ろ液を殺菌して冷却した後、ろ液を開回路に戻す前に二
酸化炭素をろ液に導入することもできる。

本願発明の第２の発明の生合成装置は、直立したコア構
造、該コア構造に巻き付けた実質的に不透明の管、光の
不存在下または部分的に不存在下で成長し得る生存植物
体からなる合成混合物を植物体の成長に必要な必須栄養
素と共に、巻き付けた管を通して流す手段および該Ｕ合
物から１つまたはそれ以上の合成生成物を回収づる手段
を有している。

好都合には、管は不透明なポリエチレンかまたは不透明
被覆を施したポリエチレンである。

コア構造は、シリンダー上に螺旋状に巻き付けられた管
を有する実質的に円筒状の形態である。

管はコア上の単一・の螺旋状層の形態であっても良く、
または多数の層が具備されていてもよい。または、該管
は直立スタック状に連結した一連の螺旋状に巻いた同心
板構造で巻き付けることもできる。

好ましくは、合成混合物はコア構造の頂上までポンプで
汲み上げ、乱流条件下で巻き付けた管を通して下方向に
流される。または、合成混合物は、管の基底に導入した
適当な気体と一緒に頭部タンクまで管を通してポンプで
汲み上げることもできる。

本方法は好気性または嫌気性条件下で遂行することがで
きる。したがって、二酸化炭素または空気を管に供給す
ることができ、あるいは酸素または空気／酸素混合物の
ような他の気体を所望の合成生成物に従って採用するこ
ともできる。生合成反応の中には嫌気時に進行するもの
もある。そのような場合には、このような気体の導入は
必要でない。

本発明の１つの好ましい形態では、生合成反応がある場
合には好気的に進行し、一方ある場合には婿気的に進行
するという事実を、上記したような２つまたはそれ以上
のりアクタ−を具備し、連続して操作することによって
利用することができる。最初のりアクタ−（またはりア
クタ−の列）は二酸化炭素のような気体を発生させる嫌
気的反応を実ｂ％　するために使用し、その際、該気体
は最初の生成物バイオマスを分離した後、該気体を利用
する好気的反応の別のりアクタ−で使用される。

本発明のざらに好ましい形態によれば、アンモニアガス
が窒素源または窒素源の１つとして使用される。アンモ
ニア注入を制御して使用すると、バクテリア、アメーバ
およびワムシのような望ましくない顕微鏡でしか見えな
い種属の増殖を最少にするのに利点のあることが見出だ
されている。

アンモニウム塩およびアンモニウムイオンが存在すると
そのような増殖を閉止し、−力値物体成長の栄養素源と
して作用するものと考えられている。

合成のための栄養素は精糖工場もしくは精油所の廃液ま
たは他の生物学的酸素要求量の高い炭水化物廃液のよう
な廃水によって少なくとも一部は提供される。かくして
、このような廃水は該工程中に純化されるので、バイオ
マスは廃水処理プロセスの価値ある副生成物として製造
される。

特に好ましい管材はボリエブーレン、殊に低密度ポリエ
チレンであり、これは原価が低く、そしてまたバイオマ
ス媒体による攻二繋に耐性であるという貴重な利点を有
している。管は適切には黒もしくは黒みがかった不透明
色であるか、または不透明の裏張りをするか、またはこ
のような仕上げを与えるため塗料で被覆する。金属製の
管を使用することもできる。所望の場合には、不透明管
【よ反応に必要な熱を吸収させるために太陽光に暴露す
ることもできる。この場合、管には太陽光による劣化を
抑制するために保護被覆を施すこともできる。所望の場
合には、管は強化目的、たとえば圧力反応用に強化型で
あるかまたは樹脂で被覆することもできる。

（実施例） 添附の図面を参照して実施例によって本発囮を説明する
。

第１図に示される生合成［ｉは、直立しそして実質的に
円筒状であるコア構造２（点線で示される）からなる。

コア構造は連続した外部表面を具備し、そしてたとえば
中空のコンクリート部分で形成することができる。リア
クターの大きさに従って、コンクリート部分は検査Ｃ１
および保守要員が内部に入り、そしてコア構造の頂上部
に位置する装置に達することを可能にする内部通路階段
を有することができる。または、コア構造は透かし細工
構造であることができ、たとえば商標［デ許ジオン（Ｄ
ｅｘｉｏｎ）　Ｊで知られているような金属支持体で構
成されていてもよく、またはコアは円筒形状の金属網目
構造であることもできる。

コア構造２の上部には、水平螺旋状に巻いた実質的に不
透明な材料の管６がある。好ましい材料はポリエチレン
であり、好ましくは低密度のポリエチレンであり、この
ような管は低原価であり、容易に押出すことができ、そ
して長い長さで巻き付けることができる。ポリエチレン
はまた良好な腐食耐性の利点も有しており、そして大量
の醗酵方法に慣用的に使用されているステンレス鋼のよ
うな材料よりもはるかに広範に反応混合物の化学的条件
に耐性がある。しかしながら、他のプラスチック材料、
たとえば不透明の可塑性塩化ポリビニルを使用すること
ができ、またはゴムを使用することもできる。薄黒くし
たガラスのような材料ちまた、使用条件に耐えるもので
あれば使用することができる。管を支え、巻き付ける管
のすべり落ちを防止するために止め釘（示されていない
）をコア構造から突き出せることができる。

強化するという理由で所望の場合には、管は、たとえば
ガラスファイバーまたは他のファイバーで強化した樹脂
の強化外部被覆を有することもできる。これは、かなり
の圧力下で生合成を実施することが望ましい場合に、特
にＩａｉ　ｆｆｌがある。

コア構造は立体であることができ、たとえば管巻き物を
配置した現存のタンクであることができる。タンクは任
意の所望の直径、たとえば２から５ｍまで可能である。

コア構造２の低部端は地中に埋設されており、管６の低
部端１０は地中を通って、一般的には１２で示される制
御ポンプ装置に達している。隔膜ポンプまたは任意の他
の適当なタイプのポンプを内装できるポンプ装＠１２は
、管６、中央管１６並びに合成混合物の流れに添加され
る、たとえば二酸化炭素および／または空気、アンモニ
ア、アンモニウム塩、尿素、合成栄養物等によって提供
されるような栄養素および窒素深川の供給ライン１４に
連結されている。供給ラインは好都合にはコンピュータ
ーで制御される。出口管１５は、コア構造２の中空中心
を上方向に延びて配置した中央管１６を昇って頭部タン
ク１８まで合成混合物をポンプ装置から運ぶ。頭部タン
ク１日は、生成物流をライン２０で回収できるようにす
る適当な洗浄樋（示されていない）を有することができ
る。

たとえば、洗浄樋中で混合物の頂上部方向に上昇してい
る、さらに濃縮された生成物は堰装置手段で回収するこ
とができる。あるいは、他の、たとえばハイドロサイク
ロンのような分離手段を頭部タンク１８に置くことがで
きる。ライン２０は頭部タンク１８の側面から出ている
ように示されているが、これは生成物をコア構造の基底
で回収し得るように、コア構造２の中心から下方に伸ば
しても同等に良好である。頭部タンクはまた、生成した
気体を除くために除去系を有することもできる。

または、合成混合物は巻き杭管の基底で導入された適当
な気体と共に巻き杭管から頭部タンク１８までポンプで
汲み上げられ、タンク１８からポンプへの戻しライン１
６は、必要ならばその内部に組み込まれた流量計および
／または熱交換器またはそのような装置を有することが
認められよう。

生合成装置の寸法は実施されるバイオマス生産に従って
変化する。

生合成装置を使用する例にはＷＩ母の醗酵および、たと
えばセフ１０スポリンまたはペニシリン抗生物質を与え
るかびの培養がある。

管直径は変動し得ることが認められようが、管の直径は
物質がコイルを通過するときに乱流を助長するために十
分小さく維持すべきである。乱流は管内部の望ましくな
い付着の防止に役立ち、その結果、プラントの作業寿命
が高まる。好ましくは乱流は少なくとも２０００のレイ
ノルズ（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ）数を与える程度である。

もらろん、ポンプ装置は地上に置くことができるが、図
示された生合成装置は各バイオリアクター間の空間を最
大にするために地中に埋め込んだポンプ装置１２を有し
ている。第２図で示された実施例で、ポンプ装置を埋め
込むことが生合成装置間の施設用通路や生成物収集運搬
手段を可能にするのに適当な空間を与えることが理解さ
れよう。

このようなｍ　設には、極端な天候条件に対処するため
の設備、たとえば回路内に含まれる熱交換器が含まれ、
そしてたとえば霜の可能性のある寒い　−夜間条件では
、必要なときには生合成装置の上部に置いた除去可能な
絶縁被覆物を設置することができる。同様に、非常に熱
い条件下では、冷却剤を外部装置からりアクタ−に散布
することができる。または、生合成装置自体が、所望の
ときには、中空のコア構造の上方へ通る供給管によって
コア構造２の頂上部へ供給される散水環の設備のような
、管６への冷却剤散布を指示する設備を含むこともでき
る。もちろん、生合成装置は外部環境下で操作する必要
はない。

示されたりアクタ−の改良（示されていない）では、コ
ア構造２はコア構造の底部に延びた管に通じている中央
の循環洗浄樋を経由して生成物を回収するために用意し
た手段と共に回転プラットホーム上に装備される。この
ような配置は回転速度を使用して管内に流れ特性をもた
らすという利点を有している。

大規模での使用に適するバイオマス生産の別の方法では
第３図で説明されるプラントを使用する。

このプラントは、平行に配置され、そして各々適当なコ
ア構造（示されていない）上に装備された一対の実質的
に不透明のコイル管２１および２２からなる。コイルは
、たとえば長さ５００ｍおよび直径３０ＩＩＩＩｌのプ
ラスチック管である。２つのコイルが示されているけれ
どｂｌさらに多くのコイルを使用することができる。合
成混合物は単一ライン２５からライン２３および２４を
経由してコイル２１および２２に供給され、流量計２６
を介してポンプ装置２７（好適には隔膜ポンプ）で汲み
上げられた再循環反応物と共に供給される。ライン２５
に到達する前に、再循環反応剤は浸漬加熱器２９を備え
た熱交換ユニット２８を通過する。ユニット２８は、寒
い天候下で必要ならば熱の供給に役立ち、または熱い周
囲条件中で熱を除去するのに役立つ。二酸化炭素および
空気もイれぞれライン３０Ｊりよび３１上の適当な流ｉ
ｄ計（示されていない）を経由してライン２５に供給さ
れる。

コイル２１および２２の頂上部で、流れている合成混合
物は、戻し管３５を通して混合物がバッグフィルター３
６（ここで生成物バイオマスが集められ定期的に回収さ
れる）まで下方向に流れるようにした溢出採取器装置３
４を備えた頭部タンク３３への通路用のライン３２で一
緒になる。このバッグは大きな成熟生成物を保持し、一
方、より小さな成長生成物を通過させる網である。バッ
グフィルター３６は、ライン３８により構成水が、そし
て一連の栄養素供給器４０からライン３９により栄養素
が供給されるフィルターユニット３７中に配置される。

水Ｊ３よび栄香素を添加したユニット３７中のろ液はラ
イン４１により、水位制御バルブ４３に応答するポンプ
４２の作用下で、頭部タンク３３に戻される。

過剰の二酸化炭素（および／または他の気体生成物）は
ライン４１１で頭部タンク３３から回収する。必要なと
きには、空気は空気パージライン４５で頭部タンク３３
に供給する。溢出採取器装置３４で下に流れない合成程
合物を循環させてライン４６でポンプ装置２７に戻す。

系内の循環および生成物の採取は電気的に操作される圧
力制御バルブで制御する。このバルブは操業開始後ひと
たび最適合成条件が）構成される（たとえば光学密度測
定によって測定されるように）と操作に関与する。

循環系では、しぼり出し回収および殺菌回路、たとえば
第６図に関連して以下にさらに説明するような回路を組
み込むことができる。

上述した装置では、合成混合物はコイルに汲み上げられ
生成物は戻し管３５を通って重力に基づいて下方に流れ
ることが認められる。まっすぐで比較的長い下向きの、
フィルターバッグ３６への戻し管３５は詰まりを防止す
る高い速度を与える。

管状モジュールを使用するときには、艮い流路でさえ管
を通して流速を制御できるように、中間ポンプおよび／
または空気もしくは蒸気注入の備えをする。これは、反
応媒体が、たとえばある醗酵過程で粘性になる傾向を有
するときに、特に価値がある。

第４図は、圧力低下（および温かいとき、たとえば３５
℃で管の伸長がある場合）の問題を克服する設備を具体
化した改良リアクターを図式的に説明する。かくして、
コイル５０はコアＩＯ１の斯面に配置されている。合成
混合物は、再循環ポンプおよび熱交換器ユニット５２を
介してコイルに汲み上げられるが、全てがコイルの底部
に導入されるのではなくて、一連の入口ライン５３によ
ってそれに沿って導入される。必要な反応気体も各ライ
ン５３へのバルブ入口５８を有する供給主管５７を介し
て各ライン５３へ導入される。同様に、出ログイン５４
は上昇主管５６を介して各コイル部から頭部タンク５５
へ導かれる。上昇主管５６は管の増大に応じるためにコ
イルの側面で移動できるように構成することが右利であ
る。かくして、この主管は柔軟性であるかまたは固いが
柔軟な装着を具備していることができる。各コイル部分
における管の長さは流速、管内径および塔の高さ等によ
って変化するが、長さ約３００　ＩＩで内径２０ａｍを
有する約８個のサブユニットが適当であることが見出だ
されている。

生合成装置は容易に組立てることができ、そして所望の
場合にはモジュールの形態で構成できることが認められ
よう。かくして、管状コイルは、反応生成物を必要によ
り除去しおよび／または任意の必要な栄養素を追加して
供給し得るバルブおよび接合部を有する部分品で容易に
構成される。

これは特に、ある種の醗酵反応のような急速反応に有用
である。

ポンプ操作は、しばしば望ましいように、管内で高い乱
流を与えるのに必要な動力を提供するようにと上）ホし
たが、ある反応では、たとえば生成物細胞が細心の性急
を要する天然物である場合には、より低い流れ条件を採
用することが望ましい。

そのような場合には、循環を維持するための揚力として
空気および／または他の気体供給を用いることで十分で
ある。必要な場合には、圧縮気体ベンチュリジェットま
たは蒸気ジェットを使用することができる。蒸気注入は
特に、ある石の熱が成長に必要な場合に適している。

上述した方法および装置は広範囲のバイオマス生産方法
に適用できる。所望の場合には、リアクターへの供給系
は、痕跡量の元素量を変える種々の条件下で、セレン、
コバルト、銅、亜鉛、ガリウムおよびゲルマニウムのよ
うな１つまたはそれ以上の痕跡量元素を少量導入するよ
うに制御することもできる。本方法が、純粋で一定の生
成物を生じさせる制御条件下で単一株の純粋バイオマス
の生産を可能にすることが理解されよう。採用した補助
的な処置によって、バイオマス中の価値ある生成物の濃
度を高めることができる。

生合成装置へ供給される栄養素および操作条件をかなり
変え得ることが認められよう。

アンモニアガスを窒Ｎ源の１つとして、または唯一の窒
素源として使用することに価値のあるこが見出されてい
る。アンモニアガスを制御して注入すると、ある生物の
成長は促進させるが、バクテリア、アメーバおよびワム
シのような顕微鏡下でしか見えない望ましくない生命の
増殖は阻止される。このことは、このような顕微鏡的種
属の増殖が以前に提案されたバイオマス生産方法での主
要な問題であったので、かなり商業的に重要である。バ
クテリア増殖を阻止する他の気体、たとえば−酸化炭素
を使用することもできる。

その代わりとして、またはそれに加えて、バクテリア侵
入問題は管の透明部の紫外線照射を使用することによっ
て少なくとも一部は軽減することができる。これは、た
とえば管の１つまたはそれ以上の透明部の周囲に紫外線
放射コイルを巻くことによって、および／または管内、
好適には管の特に拡大した部分内に紫外線放射管を包含
させることによって達成することができる。

上述したりアクタ−は好気的および嫌気的両名のバイオ
マス生産方法に使用するのに適している。

したがって、二酸化炭素または空気のような気体は、た
とえばスピルリナ（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ）およびクロレ
ラに使用することができ、一方、空気／酸素混合物また
は酸素単独は酵母増殖のような方法に使用することがで
きる。嫌気的方法も実施することができる。

本発明のさらに有用な実施態様によれば、２つの生合成
装置または生合成装置の列を連続して結合することがで
き、その際、最初の生合成装置は嫌気的反応に使用し、
一方２番目のりアクタ−はＣＯ２利用酸素産生藻類の培
養でＣＯ２を利用する。このような系を第５図で説明す
る。

第５図の流れ図では、生物学的酸素要求量の高い廃液を
、二酸化炭素生産生物培養の栄養素として最初の列のり
アクタ−６１までライン６０を通過させる。リアクター
６１中で生産した二酸化炭素はライン６２で回収される
。リアクター６１からの液体はライン６３によってフィ
ルターユニット６４で回収され、そこで固形バイオマス
が回収される。ライン６２中の二酸化炭素流は、二酸化
炭素を消費し酸素を産生する生物を培養するための２番
目の列のりアクタ−６６への栄養素として通すためにラ
イン６５中でフィルターユニット６４からの液体と一緒
にする。酸素は任意の適当な目的のためにライン６７で
回収され、一方ライン６８で回収される液体はユニット
６９でろ過して、固形のバイオマス生成物を得る。ライ
ン７０に残っている液体は生物学的酸素要求値がかなり
減少している。リアクター６１および６Ｇの列は両者共
、光の不存在下で生物反応を実施する本願発明に従って
、不透明の管からなる。もちろん、さらに工程を加える
こともでき、そして任意の所望の数の生合成装置を各列
に使用することができる。

最初のりアクタ−で製造された他の任意の気体を次の生
合成装置か、または他の目的に使用することができる。

複数のりアクタ−を使用すると、１つのりアクタ−を光
合成反応に使用し、一方もう１つのりアクタ−を光の不
存在下で生合成反応の進行に使用するとき、有用である
ことも証明できる。

混合物を再循環して連続的に操作し得る方法を備えると
、気体および栄養素の消費が最小の損失でできるだけ少
なく維持される。生成物の気体は隣接した任意の化学プ
ラントで使用できる。生産された熱は熱交換で使用でき
る。高いバイオマス密度が得られる。遺棄された不均一
・な資源でさえ使用づることができ、装置の大きさは増
大する需要を満たすため容易に拡張できる。最低的１０
°Ｃの温度を維持するには厳しい冬でさえせいぜい低度
の熱しか必要でない。夏に冷却するのｔ、Ｌ適切な最′
Ｒ温度を維持するために望ましい。乱流条件を使用する
と清浄が必要となる前に長い操業期間が可能となり、そ
の結果、操業休止期間を最小に維持できる。いずれの場
合にも、管の清浄化は比較的容易な操作であり、管内に
清浄化「小球」を通過させて行うことができる。これは
、夾雑物をしばしば壁から剥がし取らなければならない
慣用の醗酵タンクの清浄化で直面する問題と対照的であ
る。

上述した系が自動制御に向いており、全体のモジュール
配置をコンピュータ制御でき、これにより労働力が節約
されることが理解されよう。もう１つの利点は、このよ
うな多数モジュール系の一部は、必要ならば、１つのタ
イプの生成物生産から他の生成物生産に、主要プラント
の修正をする必要がなく、切換えることができることで
ある。

第６図では、数字１０１は、第１図で示される一タイプ
のりアクタ−を示し、その際バイオマス培養物が処理温
度、たとえば２８〜３０℃の滅菌条件下で生じる。液体
は連続的に容器から離脱頭部１０２までポンプで汲み上
げられ、必要ならば、熱交換器１１３を有する再循環ポ
ンプ１１２によって容器１０１に戻す。離脱頭部１０２
中で、処理中に発生した気体は大気中に排出される。

バルブ１０３は、ＩＪＩＲ頭部１０２から通じている管
１１５に位置しており、そして定期的にこのバルブは１
ｌｌＩ！脱頭部１０２から液体を流出させるために開け
られる。この液体は一定量の流出、たとえば閉鎖系中の
循環液体の５〜１０％であることができ、バルブは総液
体の１０〜２０％をリアクター１０１から配送させるた
め所定の間隔、たとえば１時間毎に操作することができ
る。管１１５に沿って流れる液体はろ送糸１０４に入り
、そこからスピルリナのような固形バイオマス生成物Ｂ
が液体ろ液から除去される。ろ送糸は任意の多数の取卸
のタイプ、すなわち回転真空ろ過器、マイクロフィルタ
ー、エツジフィルターもしくは単純なプフナー型または
さらにフィルター押圧の１つであることができる。ろ送
糸の特定の形態は、生成されるバイオマス培養物の特定
のタイプによって選択される。ろ送糸からのる液は、供
給源１０５から栄養素がさらに添加される混合タンク１
０６に通過さける。この栄養素は液体の形態であり、炭
酸塩、りん酸塩、硝酸塩またはる液中に適当なものであ
るような他の化学品の値を示す自動分析器に従ってタン
ク中のる液に添加される。

リアクター１０１内での無菌状態はろ道糸１１４および
混合タンク１０６では保持されていないことがあるので
、添加栄養素を有するる液は、ろ液中に含まれる敵対す
る全てのバクテリアおよび他の生存物質を死滅させる滅
菌器１０７を通過させる。滅菌２に入る前に、ろ液は好
都合には、少なくとも０．２μｍの残存する固形物を除
去するために、マイクロフィルター１１６の形態の限外
ろ過器ユニットを通過させる。滅菌系は通常は蒸気滅菌
器である。任意の残渣バイオマス物質および死滅バクテ
リア並びに他の物質は滅菌液からろ取することができる
。液体は滅菌器から冷却器１０８を通過させ、温度を約
２０℃に低下させる。所望ならば、冷却した液体を次い
で吸収ユニット１０９に導入し、吸収ユニット１０９で
は、供給源１１０からの二酸化炭素を液体中に存在する
水酸化アルカリと反応させるのに適切な量で加えて溶液
中の炭酸塩および重炭酸塩を必要な値まで上昇させる。

添加する二酸化炭素の量は電気的に制御した中継系で操
作する分析器によって自動的に制御することができる。

この吸収ユニット１０９は所望ならばＣＯ２溶液を確保
するために圧力をかけることができる。無菌接種材料を
供給源１１４から吸収ユニット１０９中に導入すること
ができる。

次いで、処理した液体を供与ポンプ１１１によって再循
環ポンプ１１２の入口側に注入し、処理液体はりアクタ
−１０１および離脱頭部１０２の閉鎖系に戻す。少なく
とも０．２μｌの固形物を除去するためマイクロフィル
ター１１７の形態の限外ろ過ユニットをさらに供与ポン
プ１１１と再循環ポンプ１１２の間に位置させることが
できる。熱交換器１１３を、処理温度が必要な値になる
ように再循環ポンプ１１２とリアクター１０１の間に位
置させることができる。

第６図で示した配置の利点は、主要な嫌光線系が無菌状
態のままであり、所望のバイオマス生産が無菌状態で連
続的に生成されることである。バイオマスはバイパスユ
ニットによって除去され、その際バイオマスは液体から
除去され、そして追加の栄養素液体が上記液体に添加さ
れる。該液体は開鎖系に戻される前に殺菌される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、反応条件の制御
および装置を清潔にすることが容易であり、また望まし
くない顕微鏡下でしか見えない種属の増殖を抑制して、
光の不存在下または部分的に不存在下で良く生育する生
物を使用して実質的に商業的規模で実施で生合成を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による生合成装置の一実施例を概略的に
示す斜視図、第２図は多数のこのようなりアクタ−の配
置を説明する構成図、第３図は連続して操作する２列の
生合成装置の流れ図、第４図は別の形態のりアクタ−の
概略図、第５図は好気的および嫌気的段階の過程を説明
する図、第６図はバイオマス培養用の閉鎖系の流れ図で
ある。 ２・・・コア構造、６・・・管、１２・・・制御ポンプ
装置、１８・・・頭部タンク、２１．２２・・・コイル
管、２６・・・流は計、２７・・・ポンプ装置、２８・
・・熱交換ユニット、２９・・・浸漬加熱器、３３・・
・頭部タンク、３４・・・溢出採取器装置、３５・・・
戻し管、３６・・・バッグフィルター、３７・・・フィ
ルターユニット、４０・・・栄養素供給器、４２・・・
ポンプ、４３・・・水位制御バルブ、５０・・・コイル
、５１・・・コア、５２・・・熱交換器ユニット、５５
・・・頭部タンク、５６・・・上昇主管、５８・・・バ
ルブ入口、６１．６６・・・リアクター、６４・・・フ
ィルターユニット、６９・・・ユニット、１０１・・・
リアクター、１０２・・・離脱頭部、１０３・・・バル
ブ、１０４・・・ろ道糸、１０５．１０６・・・混合タ
ンク、１０７・・・滅菌器、１０８・・・冷却器、１０
９・・・吸収系、１１０．１１４・・・供給源、１１１
・・・供与ポンプ、１１２・・・再循環ポンプ、１１３
・・・熱交換器、１１５・・・管、１１６．１１７・・
・マイクロフィルター、

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）光の不存在下または部分的に不存在下で成長可能
   な生存植物体からなる合成混合物を該植物体の成長に必
   須の栄養素と共に、直立したコア構造に巻き付けた実質
   的に不透明の管を通して流し、そして該混合物から１つ
   またはそれ以上の合成生成物を回収することからなる生
   合成方法。
2. （２）前記成長に必須の栄養素が、二酸化炭素および窒
   素源を含んでいる特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）前記窒素源が、アンモニアガスである特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の生合成方法。
4. （４）合成混合物を、コア構造の頂上部までポンプで汲
   み上げ、そして乱流条件下で管を通して下方向に流すこ
   とからなる特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   か１項記載の生合成方法。
5. （５）合成混合物を、管を通して、直立したコア構造の
   頂上部へ上方向にポンプで汲み上げることからなる特許
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項記載の生
   合成方法。
6. （６）嫌気性合成を気体が発生する管内で実施し、そし
   てバイオマス生成物を分離した後、混合物を、嫌気性合
   成が少なくとも多少の発生気体を使用して実施される第
   ２の実質的に不透明の管を通過させ、そしてバイオマス
   生成物を第２の管から回収することからなる特許請求の
   範囲１項ないし第５項のいずれか１項記載の生合成方法
   。
7. （７）前記実質的に不透明の管が、合成混合物が連続的
   に流され同時に合成生成物が反応混合物から連続的に回
   収され、栄養素が連続的に添加される閉回路の一部を形
   成することからなる特許請求の範囲第１項記載の生合成
   方法。
8. （８）ある量の液体を閉回路から回収し、固形のバイオ
   マス生成物を該液体からろ過し、栄養素構成液体をろ液
   に添加し、そして殺菌した後、ろ液を閉回路に戻すこと
   からなる特許請求の範囲第７項記載の生合成方法。
9. （９）直立したコア構造、該コア構造に巻き付けられた
   実質的に不透明の管、該巻き付け管を通して合成混合物
   を流す手段および該混合物から１つまたはそれ以上の合
   成生成物を回収する手段を有することを特徴とする生合
   成装置。
10. （１０）前記コア構造が、一般的に円筒形状で、そして
    管が該円筒状コアに水平に巻き付けられていることから
    なる特許請求の範囲第９項に記載の生合成装置。
11. （１１）前記管が、コア上に多数層状で巻き付けられて
    いる特許請求の範囲第１０項に記載の生合成装置。
12. （１２）前記管が、不透明であるか、または不透明被覆
    が施されているポリエチレンもしくは他の適当なプラス
    チック材料またはゴムである特許請求の範囲第９項ない
    し第１１項のいずれか１項記載の生合成装置。