微生物菌体固定化用粒状载体及制备粒状载体的装置制造方法及图纸

具有适合微生物附着的表面的微生物菌体固定化用载体，其特征在于，将含有（ａ）一个分子中至少含２个烯属不饱和键的亲水性可光固化性树脂，（ｂ）光聚合引发剂，及（ｃ）具有接触碱金属离子或多价金属离子而凝胶化的能力的水溶性高分子多糖类的液体组合物下滴到含碱金属或多价金属离子的水性介质中，将该液体组合物凝胶化成粒状，并照射活性光线使之固化而成，其比重为１．００～１．２０，且其表面与ｎ－石蜡形成的接触角为２°～３０°。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于固定化微生物菌体的粒状载体及制备粒状载体的装置的，更详细地讲涉及微生物混悬液中加入微生物固定化用载体并在活化后的载体表面能够容易地附着固定化微生物的微生物菌体固定化用粒状载体及制备粒状载体的装置。
技术介绍
固定化微生物在生物反应器中使用，使高效的连续发酵成为可能，所以近年来倍受注目。微生物的固定化方法，已知的有包被法及物理性吸附法等多种方法。包被法是需要将事先培养的微生物混悬液包容在凝胶中的烦杂的操作，所以存在价格非常高的问题。另外，物理性吸附法是只需将载体放入到微生物混悬液中就可固定化，具有不需要象包被法那样包被微生物的操作的优点。作为物理性吸附法中使用的载体已知的有活性炭、多孔性玻璃、钙铁石、几丁质、纤维素等载体。但是，这些载体表面结构不适合微生物附着所以存在微生物附着量少等问题，并且有的载体由于比重大，所以存在在发酵罐或生物反应器内流动困难等缺点。本专利技术将提供表面结构适合于微生物附着，且比重为1.00～1.20范围内的，不影响发酵罐或生物反应器内流动性的固定化微生物菌体的粒状载体作为第一目的。制备上述粒状载体的装置有例如特开平1-118529号公报公开的。这个公报公开的装置是将滴下的粒状凝胶用玻璃平皿使之排列成一列，并边振动边用高压水银灯照射紫外线。这个装置可以用一定的光强度照射，但不是连续生产，留有生产效率极低等问题。另外，本专利技术人首先提出，将滴下的粒状凝胶用透明的螺旋形管使之移动，这时照射活性光线而制备粒状物的装置(特开昭60-106836号公报)。这种，以前提出的装置参照附图说明图1加以说明。这种装置具备容纳含有可光固化性树脂、聚合引发剂、具凝胶化能力的水溶性多糖类的液体组合物的槽18、将液体组合物从管嘴中滴下的滴下装置20、以及容纳含有多价金属离子的水性介质的凝胶化容器22。液体组合物是从槽18中通过输送用管道24供应到滴下装置20。滴下装置保存一定量的液体组合物，下方位置有管嘴30，可以从管嘴前端中将液体组合物滴下。液体组合物的液滴落到凝胶化容器22中的含多价金属离子的水性介质中凝胶化后通过与凝胶化容器22底部相连的管道31供应到光照射部12。液状凝胶与水性介质一起经过螺旋状透明管34而落下时可以从安放在附近的光源32中照射到活性光线，粒状物中的光硬性树脂发生光反应。通过光反应强度增强的粒状物转移到粒子回收部14，蓄在回收容器中。另一方面，水性介质通过泵48回送到凝胶化容器22中重复使用。这种粒状物制备装置具有可以连续生产且可以比较长时间光照射等优点。但是也出现如下必须解决的问题。a)一个管需要至少一个以上的光源，生产效率低。b)粒状凝胶在管内几乎以水平方向流动，因此粒状凝胶与介质间存在密度差时粒子的密集产生遮蔽效果降低照射效率。另外为了消除粒子的密集而增加流速时管长会变长，从而装置空间增大。c)透明螺旋管的材质是塑料的话紫外线会加快其劣化故影响耐久性，如果是玻璃的话大型化时使用上不容易且费用高。d)回收容器40中粒状物蓄积后取出的批量方式，故粒状物的排出操作复杂。e)从回收容器40中取出粒状物时会带出水性介质，故另外需要粒状物与水性介质的分离及需往回收容器中补充水性介质。本专利技术鉴于这些课题，将提供大量且高效率地生产含有可光固化性树脂的固定化用粒状载体，粒状物的装置为第2目的。专利技术公开本专利技术人为了达到上述目的，多次认真研究的结果发现，微生物的附着与载体与微生物的氢结合、载体的疏水部分与微生物细胞壁的疏水部分的疏水结合等相关。如果载体的表面是强亲水性时，载体的疏水部分与微生物细胞壁的疏水部分的疏水结合力变弱，而且，如果载体的表面为强疏水性时载体与微生物氢结合的力变弱，故载体的表面附着微生物需要适当的亲水疏水平衡的表面。并且通过使用合成树脂为载体使比重减到与水几乎相同的程度，而且如果想增加比重时通过添加比重重的硅石微粉末等而容易做到，基于这些认识最终完成了微生物菌体固定化用粒状载体及其制备装置的专利技术。这样，本专利技术提供，将包含(a)1个分子中至少含有2个烯键不饱和键的亲水性可光固化性树脂，(b)光聚合引发剂、及(c)具有与碱金属离子或多价金属离子接触后可凝胶化的能力的水溶性高分子多糖类物质等的液体组合物往含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中滴下，从而将该组合物凝胶化成粒状，并照射活性光线使之固化而得到比重为1.00～1.20，且表面与n-石腊形成2°～30°角度为特征的、具有适合微生物菌体附着的表面的微生物菌体固定化用粒状载体，及粒状物制备装置。该装置具备，将包含(a)1个分子中至少含有2个烯键不饱和键的亲水性可光固化性树脂，(b)光聚合引发剂、及(c)具有与碱金属离子或多价金属离子接触后可凝胶化能力的水溶性高分子多糖类物质的液体组合物往含有碱金属离子或多价金属离子的水性介质中滴下，使该组合物凝胶化形成粒状凝胶的凝胶化装置和给由该凝胶化装置形成的粒状凝胶照射紫外线使粒状凝胶中的可光固化性树脂固化形成粒状物的光照射装置。其中该光照射装置的特征在于以具备光源和接近该光源安放的略垂直的可将上述粒状凝胶从内部通过的多个透明管。下面，对本专利技术详细说明。(a)可光固化性树脂在本专利技术中，做为微生物菌体固定化用载体的一个，使用了一个分子中至少含有2个的烯键不饱和键的可光固化性树脂。该可光固化性树脂适合选用一般有300～30000，最好是50～20000范围内的多平均分子量，同时具有能够均一地分散于水性介质中的充分的离子性或非离子性亲水性基团，例如羟基、氨基、羧基、磷酸基、磺酸基、醚键等，且照射波长为约250～260nm范围内的活性光线时固化变成不溶于水的树脂。那种可光固化性树脂可以使用已知的包括固定化用的固定化载体(例如特公昭55-40号公报、特公昭55 20676号公报、特公昭62-19837号公报等参照)。代表性的可以举以下记载的。(i)聚亚烷基二醇的两末端具有可以光聚合的烯属不饱和基团的化合物例如(1)将分子量为400～6000的聚乙二醇1mol的两末端羟基用(甲基)丙烯酸2mol酯化的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯类。(2)将分子量为200～4000的聚丙二醇1mol两末端羟基用(甲基)丙烯酸2mol酯化的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯类。(3)将分子量为400～6000的聚乙二醇1mol两末端羟基用亚甲苯基异氰酸酯、二甲苯基双异氰酸酯、异佛尔酮双异氰酸酯等二异氰酸酯化合物2mol氨基甲酸酯化后接着用(甲基)丙烯酸2-羟乙基等不饱和单羟乙基化合物2mol加成的不饱和聚乙二醇氨基甲酸酯化物。(4)将分子量为200～4000的聚丙二醇1mol两末端羟基用亚甲苯基双异氰酸酯、二甲苯基双异氰酸酯、异佛尔酮双异氰酸酯等二异氰酸酯化合物2mol氨基甲酸酯化后接着用(甲基)丙烯酸2-羟乙基等不饱和单羟乙基化合物2mol加成的不饱和聚丙二醇氨基甲酸酯化物，等。(ii)高酸值不饱和聚酯树脂包括不饱和多价羧酸的多价羧酸成分和多元醇产生酯化而得到的酸值为40～200的不饱和聚酯的盐类等。(iii)高酸值不饱和环氧树脂环氧树脂和(甲基)丙烯酸等不饱和羧基化合物的加成反应中残留的羟基中加成酸酐而得的酸值为40～200的不饱和环氧树脂等。(iv)阴离子性不饱和丙烯酸树脂选自(甲基)丙烯酸及(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：菊田真人，泉田仁，名西靖，平间敏郎，
申请(专利权)人：关西油漆株式会社，
类型：发明
国别省市：