连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵系统以及连续发酵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于将液状的培养基、食品或药品等灭菌到微生物上安全的状态的连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵系统以及连续发酵系统。
【背景技术】
[0002]目前，存在对微生物、培养细胞进行培养并连续地回收生产物的方法。具体而言，开发了使用过滤膜使生产物从微生物等中分离，并且将未滤过液中所包含的微生物等再次送回培养液中的连续发酵法。
[0003]在连续发酵法中，连续地供给灭菌后的培养基而连续地对微生物、培养细胞进行培养。为了连续地供给灭菌后的培养基，在连续发酵法中，可以使用能够连续地对培养基进行灭菌的连续灭菌装置。连续灭菌装置能够通过短时间的加热处理进行培养基的灭菌。
[0004]通常，工业上为了廉价地生产发酵制品，期望一次性大量地生产。在这种情况下，连续发酵处理中所使用的发酵装置的发酵罐成为数百吨规模。如果在这种规模的发酵罐容纳培养基的状态下进行灭菌处理，则将发酵罐中央的培养基加热至适合灭菌的温度需要长时间，且长时间的加热可能会导致培养基变质。因此，作为培养基的灭菌处理，对每个发酵罐进行灭菌的分批灭菌实质上是行不通的。也由于这样的原因，能够高温短时间灭菌、且能将加热导致的培养基的变质抑制到最小限度的连续灭菌装置，适合在培养基的灭菌处理中使用。
[0005]连续灭菌装置具备用于加热灭菌对象液体的加热部、用于将加热后的灭菌对象液体的温度保持设定时间而进行灭菌的保持部、以及能够将灭菌后的灭菌对象液体冷却至常温左右的冷却部(例如，参照专利文献1)。
[0006]连续灭菌装置中，作为灭菌对象液体的加热方式，有多重管型、板型和蒸汽喷射器型等。蒸汽喷射器型是向灭菌对象液体中直接导入蒸汽的方式，能够使灭菌对象液体瞬间变成高温，能够同时进行连续灭菌装置内的灭菌(例如，参照专利文献2)。然而，通常，在工业工艺所使用的蒸汽中混有锅炉防垢剂(防锈)，如果培养基中混入锅炉防垢剂，则可能会对发酵性能产生不良影响。因此，在连续发酵法等发酵工艺中，使用多重管型或板型。另一方面，虽然多重管型和板型能够在不使用锅炉防垢剂的情况下进行连续灭菌处理，但是却不能进行像蒸汽喷射器型那样将灭菌对象液体瞬间变成高温那种程度的加热处理。
[0007]图10是表示目前的多重管型的连续灭菌装置的概略构成的一例的模式图。图10所示的连续灭菌装置100具有:压送作为压送对象的培养基、食品、药品(以下称为灭菌对象液体)或灭菌液的压送栗101、加热由压送栗101输送的灭菌对象液或灭菌液的加热部
102、以规定的温度、规定时间保持被加热部102加热后的灭菌对象液体或灭菌液的保持部
103、冷却被保持部103保持从而完成了加热灭菌的灭菌对象液体或灭菌液的冷却部104、以及设置于冷却部104的后段、冷却灭菌液的冷却部105，通过将它们用配管连接而形成流路。此外，连续灭菌装置100通过未图示的控制部来控制运作。
[0008]连续灭菌装置100中，压送栗101、加热部102、保持部103和冷却部104通过配管106依次连接，形成作为一条流路的第1流路。此外，连续灭菌装置100中，通过将配管106的上游侧的端部以及下游侧的端部与配管107的两端部分别连接从而形成第2流路。第2流路中，设置有冷却部105。
[0009]配管106具有设置于压送栗101前段的阀111和设置于冷却部104后段的阀112、阀113。其中，阀112设置于配管106与配管107的连接部分的前段(上游侧)，阀113设置于配管106与配管107的连接部分的后段(下游侧)。此外，配管107具有分别设置于与配管106的连接的部分附近的阀114、阀115。阀114设置于配管107中的与第1流路(配管106)的下游侧的连接部分。阀115设置于配管107中的与第1流路的上游侧的连接部分。
[0010]加热部102通过使蒸汽在沿着配管106设置的配管102a的内部流通来加热配管106。此外，冷却部104、冷却部105通过使冷却水在沿着配管106、配管107分别设置的配管104a、配管105a的内部流通来分别冷却配管106、配管107。
[0011]在连续灭菌装置100中，作为连续灭菌处理的预处理，通过在使实际的灭菌对象液体流通之前，使灭菌液在配管106、配管107的内部循环，来进行配管内的灭菌处理。具体而言，使阀112、阀114、阀115为打开状态，阀111、阀113为关闭状态，通过利用压送栗101使灭菌液在配管106、配管107内循环从而对配管106、配管107的内部进行灭菌。此时，灭菌液被加热部102加热至135°C左右而在配管内流通，并且被冷却部105冷却至50°C左右。此外，在连续灭菌装置100中，通过由控制部调节压送栗101的运作、阀112的开放状态，来控制流量、配管内部的压力。另外，灭菌处理时，冷却部104变为停止冷却运作的状态。由此，灭菌液在加热至135°C左右的状态下在配管106中流通从而进行配管内的灭菌，并且被冷却部105冷却而再次流入加热部102。
[0012]由灭菌液进行灭菌处理后，使冷却部104运行，使冷却部104中的配管106的内部的冷却温度稳定化。然后，在进行控制使得阀113为打开状态，阀114、阀115为关闭状态的同时，使阀111为打开状态而从灭菌液切换为灭菌对象液体，进行灭菌对象液体的连续灭菌处理。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本特开2000-262594号公报
[0016]专利文献2:日本特开平1-148180号公报
【发明内容】
[0017]发明所要解决的课题
[0018]然而，在上述目前的连续灭菌装置100中，由于除了作为原来的灭菌路径的第1流路以外，预处理中所使用的第2流路中还设置了冷却部105，所以存在装置的规模大这样的问题。
[0019]本发明是鉴于上述状况而做出的，目的在于提供能够确实地进行流路内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化的连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵系统以及连续发酵系统。
[0020]用于解决课题的方法
[0021]本发明人等对连续灭菌装置的运转方法、连续灭菌装置、发酵系统以及连续发酵系统进行了深入研究，结果通过以下任一种构成能够确实地进行配管内的灭菌处理，并且能够实现装置的小型化，从而完成了本发明。
[0022]为了解决上述课题、达成目的，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，是在灭菌对象液体流通的流路上连续地进行加热处理、保持处理和冷却处理的一系列的处理，从而对所述灭菌对象液体进行灭菌的连续灭菌装置的运转方法，包括下述步骤:灭菌步骤，在所述流路中，使对构成该流路的构件进行灭菌的灭菌介质流通，从而对该构件进行灭菌；灭菌液流通步骤，使进行了灭菌处理的灭菌液在所述构件中流通，在对该灭菌液进行所述一系列处理的同时，测量进行该一系列处理的所述灭菌液的流量、温度和压力；判断步骤，将对进行所述一系列处理的所述灭菌液所测量出的流量、温度和压力与作为预先设定的条件的流量、温度和压力进行比较，从而判断所测量出的流量、温度和压力是否达到所述条件；以及切换步骤，在所述判断步骤中判断为达到所述条件的情况下，将在所述构件中流通的液体从所述灭菌液切换为所述灭菌对象液体。
[0023]此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，所述灭菌介质是蒸汽。
[0024]此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，所述一系列处理包括在进行所述加热处理和所述保持处理前后的液体彼此间的热交换处理。
[0025]此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，所述灭菌对象液体是作为发酵原料的培养基。
[0026]此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的运转方法的特征在于，在上述发明中，将所述灭菌液和所述灭菌对象液体提供给连续地进行发酵处理的发酵装置。
[0027]此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的特征在于，是对灭菌对象液体进行灭菌的连续灭菌装置，具备第1流通单元、第2流通单元、第3流通单元、测量单元、记忆部和控制部，所述第1流通单元具有加热所述灭菌对象液体的加热部，以规定温度、规定时间保持被该加热部加热后的所述灭菌对象液体的保持部，以及冷却被该保持部保持从而完成加热灭菌后的所述灭菌对象液体的冷却部，并且所述第1流通单元中至少流通所述灭菌对象液体，所述第2流通单元能够从一端导入对所述构件进行灭菌的灭菌介质，且另一端与所述第1流通单元连接，所述第3流通单元能够从一端导入进行了灭菌处理的灭菌液，且另一端与所述第1流通单元连接，所述测量单元对在所述第1流通单元中流通的液体的流量、温度和压力进行测量，所述记忆部将所述灭菌对象液体的灭菌处理中的流量、温度和压力作为条件信息进行记忆，所述控制部对该连续灭菌装置整体的运作进行控制；所述控制部进行如下控制:通过控制所述第2流通单元和第3流通单元，使得所述第1流通单元中流通所述灭菌介质从而对所述第1流通单元进行灭菌，然后使所述灭菌液在所述第1流通单元中流通，在通过所述加热部、所述保持部和所述冷却部对该灭菌液进行一系列处理的同时，在所述测量单元中测量进行该一系列处理的所述灭菌液的流量、温度和压力，将所述测量单元所测量出的流量、温度和压力与所述记忆部中记忆的所述条件信息进行比较，判断测量出的流量、温度和压力是否达到符合所述条件信息的条件，并且，在判断为达到所述条件的情况下，通过控制所述第1流通单元和第3流通单元而将在所述第1流通单元中流通的液体从所述灭菌液切换为所述灭菌对象液体。
[0028]此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的特征在于，在上述发明中，具备与所述第1流通单元连接的、排出由所述蒸汽产生的废液的第4流通单元，且所述灭菌介质是蒸汽。
[0029]此外，本发明中涉及的连续灭菌装置的特征