培地由来の微粒子を含む培養液のクロスフロー膜濾過に関する基礎的研究

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本研究は微粒子を含む培地で培養した菌体培養液のクロスフロー濾過特性を明らかにすることを目的として行った。平成5年度に得られた研究成果を以下に示す。(1)微粒子が混入した糖蜜を培地成分としてパン酵素を培養した培養液をクロスフロー濾過したときの濾過速度の変化を濾過期間を菌体層形成過程と微粒子層形成過程に分けることにより予測できることを示した。走査電子顕微鏡観察により微粒子の堆積を実証できた。クロスフロー速度、圧力などを変化させたときに濾過特性がどのように変化するかについてもまとめることができた。特にクロスフロー速度を高めた場合、通常の粒子懸濁液のクロスフロー濾過においては濾過速度が高くなるのに対して、微粒子混入系においては濾過速度が低下することを発見し、上述の2段階付着層形成過程モデルによりも導けることを示した。さらに逆洗を組み合わせたときの操作条件の最適化についてもまとめた。これらの結果は、国際食品工学会議(平成5年6月、千葉)、化学工学会秋季大会(平成5年10月、京都)にて発表した。(2)微粒子を含む培養液のモデル系として粒径の異なる高分子ラテックスを合成し、その濾過特性を調べた。デッドエンド型濾過特性およびクロスフロー濾過特性を調べた。これと菌体の濾過特性を組み合わせてクロスフロー濾過における濾過速度の粒径依存性についてまとめた。さらに菌体とラテックスの混合懸濁液を調製しクロスフロー濾過特性を検討した。