JPH0529400U

JPH0529400U - 培養装置

Info

Publication number: JPH0529400U
Application number: JP8578791U
Authority: JP
Inventors: 弘三永易; 学政本; 泰彦今井
Original assignee: 食品産業超高圧利用技術研究組合
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1993-04-20
Anticipated expiration: 2006-09-24
Also published as: JP2519058Y2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】菌体、細胞等を培養液中で効率よく培養す
る。とくに、高粘度の培養液を高い気液接触効率で混合
することを目的とする。【構成】回転するドラフトチューブ１０の上部に下降
流加速用攪拌翼２０を設け、ドラフトチューブ１０の下
部近傍に底部液排出加速用攪拌翼２２を設け、ドラフト
チューブ１０の外底部又は内部に散気管２４、４６を設
ける。さらには、ドラフトチューブ１０の外周部に、回
転することにより上向きの力が生じる突起物２８、４４
を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、菌体、細胞等を培養液中で効率よく培養する装置、とくに、高粘度の培養液を高い気液接触効率で混合する培養装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の培養装置の主流は、槽内に菌体、細胞等を加えた培養液を満たし、攪拌機により攪拌するとともに、槽下方から空気等のガスを吹き込んで、培養液を循環させて気液接触を行なうことにより反応を進行させる、いわゆる通気攪拌方式であった。しかし、培養の種類によっては、攪拌による強いせん断力で菌体又は細胞へ大きな影響を与える場合がある。さらに、設置面積を小さくする必要もあり、縦型（塔型）培養槽の各種培養系への適用が検討されだしている。塔型培養槽の主流は、ドラフトチューブを槽内に設け、槽内に菌体、細胞等を加えた培養液を満たし、槽下方から空気等のガスを吹き込んで、培養液を循環させて気液接触を行なう気泡塔方式であった。

【０００３】従来、特開昭６３−２５１０７７号公報には、培養槽内部に、軸流羽根車を設けた円筒（ドラフトチューブ）を設置し、羽根車を回転させることにより、培養液を吸い上げ、上部から外周部へ流下させたことで酸素を培養液に与え培養させる装置が記載されている。また、円筒を軸流羽根車の外周と一体化して、羽根車とともに円筒を回転させることも記載されている。また、特開昭５５−１５７１８号公報には、ドラフトチューブ上半分にスリットを付け、その内部に、気体を液体中に拡散させるためのスパージャーを設け、さらに、ドラフトチューブ最下端に、液体をチューブ外へ排出させる軸流インペラーを備えた培養装置が記載されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記の従来技術においては、麹菌の液体培養のごとき、好気性培養で、かつ高粘度条件となる液体発酵には、十分に対応できなかった。また、特開昭６３−２５１０７７号公報記載の培養装置では、酸素供給が培養液落下による気体（空気）巻き込みにのみ依存するため、酸素供給速度に限界があり、高粘度条件下でも高い酸素供給が必要な麹菌培養等での対応は難しい。また、特開昭５５−１５７１８号公報記載の培養装置では、通常の培養においては、高い酸素供給能力を発揮できるが、粘度が上昇した場合、槽全体の流動を均一にすることは困難となり、酸素の供給能力も低下し、同じく麹菌等の培養には適さなくなる。一般に培養槽としてよく使用されている攪拌槽形式であると、高粘度になると、攪拌翼部分のみが攪拌され、槽全体を均一に攪拌するためには、特殊な攪拌翼形状の設置と、強大な攪拌動力が必要となる。上記の攪拌槽形式で槽全体を均一にするため、強力に攪拌を実施する場合、麹菌等の糸状菌では、機械的なせん断により菌体がダメージを受けやすい。本考案は、上記の諸点に鑑みなされたもので、高粘度の培養液であっても均一に混合することができ、気液接触効率が高く、かつ、菌体へのダメージの少ない培養装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の培養装置は、図面を参照して説明すれば、上下端が開放されたドラフトチューブ１０を、縦型培養槽１２内に槽側壁１４、槽底壁１６及び槽蓋１８との間に間隙が生じるように設置した培養装置において、ドラフトチューブ１０内の上部に設けられた下降流加速用攪拌翼２０と、ドラフトチューブ１０の下部近傍に設けられた底部液排出加速用攪拌翼２２と、ドラフトチューブ１０の外底部又は内部に設けられた散気管２４、４６と、ドラフトチューブ１０を回転させる回転軸２６と、を備えたことを特徴としている。上記の培養装置において、下降流加速用攪拌翼２０の回転軸と、底部液排出加速用攪拌翼２２の回転軸と、ドラフトチューブ１０回転用の回転軸２６とを共用するように構成するのが望ましい。また、ドラフトチューブ１０の外周部に、ドラフトチューブが回転することにより上向きの力が生じるような形状の突起物２８、４４を設けるのが望ましい。

【０００６】

【作用】

培養槽１２内に同心円状に設置されたドラフトチューブ１０を、槽外部の駆動装置（図示せず）で回転させると同時に、下降流加速用攪拌翼２０及び底部液排出加速用攪拌翼２２を回転させ、培養液の下向きの流れを加速させるとともに、ドラフトチューブ内の液体をドラフトチューブ外へ加速しながら排出する。培養液への酸素供給は、ドラフトチューブ外底部に円周状に設置された散気管２４から上向きに空気を噴出し、外周部の培養液の上昇流を加速させながら行なわれる。また、散気管４６がドラフトチューブ内に設置されている場合は、散気管４６から下向きに空気を噴出し、ドラフトチューブ内の培養液の下降流を加速させながら空気が混合される。さらに、ドラフトチューブ外周部に突起物２８、４４を設けている場合は、回転するドラフトチューブにより、外周部の培養液の上昇流が加速される。

【０００７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成機器の形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がない限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。実施例１図１において、１０は上下端が開放された円筒状のドラフトチューブで、円筒状の縦型培養槽１２内に、槽側壁１４、槽底壁１６及び槽蓋１８との間に間隙が生じるように同心円状に設置される。ドラフトチューブ１０内の上部には、下降流加速用攪拌翼２０が設けられ、ドラフトチューブ１０の下側には、底部液排出加速用攪拌翼２２が設けられる。ドラフトチューブ１０の外底部には、散気管２４が設けられる。２６は回転軸で、ドラフトチューブ１０、下降流加速用攪拌翼２０及び底部液排出加速用攪拌翼２２を回転させるためのものである。ドラフトチューブ１０の外周部には、ドラフトチューブが回転することにより上向きの力が生じるような形状の、スパイラル状又は傾斜板状の突起物２８が設けられている。また、ドラフトチューブ１０の上部には、複数のスリット３０が設けられている。このスリット３０は、液面がスリット３０近辺まで下降したときに、液をドラフトチューブ１０内に流入させるためのものである。３２、３４はドラフトチューブ１０と回転軸２６を連結するための連結具、３６は邪魔板、３８は培養液入口、４０は液出口、４２は排気口である。

【０００８】実施例２本実施例は、連続した突起物を代わりに、図２に示すように、不連続の突起物４４を設けたものである。他の構成は図１の場合と同様である。

【０００９】実施例３本実施例は、図３に示すように、ドラフトチューブ１０内に下向きに空気を噴出する散気管４６を設けたものである。図３では、一例として、回転軸２６を中空状とし、この中空部に空気を供給して、散気管４６から下向きに噴出するようにしている。この散気管４６は、底部の散気管の代わりに設けてもよく、又は両者を設けてもよい。他の構成は図１の場合と同様である。

【００１０】

【考案の効果】

本考案は、上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。（１）高濃度菌体培養時等の高粘度（非ニュートン流体）に対しても、槽内全体が均一に混合でき、気液接触効率が高くなる。（２）ドラフトチューブ内の上部に下降流加速用攪拌翼を設けるとともに、ドラフトチューブの下部近傍に底部液排出加速用攪拌翼を設けているので、効率よく培養液を循環させることができる。（３）ドラフトチューブの外周部にスパイラル状の連続又は不連続の突起物を設ける場合は、培養液がドラフトチューブの外周部でスパイラル状に流動し、このため、菌体が一部自己増粒し、菌体の高濃度化が促進される。また、ドラフトチューブの回転エネルギーで液体を主に流動させるため、菌体へのダメージが少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す培養装置の縦断面説明
図である。

【図２】本考案の他の実施例を示す培養装置の縦断面説
明図である。

【図３】本考案のさらに他の実施例を示す培養装置の縦
断面説明図である。

【符号の説明】

１０ドラフトチューブ１２培養槽１４槽側壁１６槽底壁１８槽蓋２０下降流加速用攪拌翼２２底部液排出加速用攪拌翼２４散気管２６回転軸２８突起物３０スリット３６邪魔板４４突起物４６散気管

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】上下端が開放されたドラフトチューブ
（１０）を、縦型培養槽（１２）内に槽側壁（１４）、
槽底壁（１６）及び槽蓋（１８）との間に間隙が生じる
ように設置した培養装置において、ドラフトチューブ（１０）内の上部に設けられた下降流
加速用攪拌翼（２０）と、ドラフトチューブ（１０）の下部近傍に設けられた底部
液排出加速用攪拌翼（２２）と、ドラフトチューブ（１０）の外底部又は内部に設けられ
た散気管（２４）、（４６）と、ドラフトチューブ（１０）を回転させる回転軸（２６）
と、を備えたことを特徴とする培養装置。
【請求項２】下降流加速用攪拌翼（２０）の回転軸
と、底部液排出加速用攪拌翼（２２）の回転軸と、ドラ
フトチューブ（１０）回転用の回転軸（２６）とを共用
するようにしたことを特徴とする請求項１記載の培養装
置。
【請求項３】ドラフトチューブ（１０）の外周部に、
ドラフトチューブが回転することにより上向きの力が生
じるような形状の突起物（２８）、（４４）を設けたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の培養装置。