技術・サービス

smartBioSystem®

マイクロバブルを用いて酸素供給効率を画期的に向上させた新しいバイオリアクターシステム(特許取得技術)

当社オリジナルのマイクロバブル(直径:約1~100μmの微細気泡)を利用したバイオリアクターシステム(SIP/CIP対応)では、マイクロバブルを発生させ、酵母やバクテリア等を培養する際、溶存酸素を枯渇することなく、培養を行うことができます。従来の撹拌が無くなる分、せん断力による微生物のダメージを抑制し、収量のアップによる生産性の向上およびメンテンナンス性向上による作業負荷の軽減が図れます。

強み・特長

1必要十分な酸素供給により、一般的な通気撹拌方法よりも生産性向上(生産とれ高のアップ)が期待できます。

2プロセス構築、シュミレーションにより最適な機器設計をご提案。槽内混合が均一による、省エネ効果が期待できます。

3微生物に優しい育成環境を実現することで、製品品質・機能を上げる効果が期待できます。

4槽内構造が非常にシンプルとなる為、「コンタミネーション低減」「洗浄性向上」「槽内メンテナンス性向上」が期待できます。

smartBioSystem®と一般的な通気方法の比較

一般的な通気方法よりも低い回転数で必要な通気量を確保でき、動力削減による省エネ効果、ランニング費用の削減が期待できます。
同じ回転数では、より多くの通気が得られます。一般に反応が進むに従い粘度が上昇しますが好気状態が保持でき、生産物の取れ高が向上し、収益に貢献します。

smartBioSystem®は一般的な通気方法よりも「省エネ」が期待できます。同じ生産物濃度を生み出す際に必要な通気量・撹拌回転数の低減 を図ることができます。撹拌数および通気量半減以下の条件において、従来同様の生産収率を得た事例があります。 また、好気状態の保持による「生物生産性アップ」により、酸素移動容量係数(Kla)を上げ、生物生産濃度を1.5倍アップした事例もあります。

流体シミュレーションによる最適混合の検証例とマイクロバブル発生ノズルのせん断力解析例

気泡分布、酸素移動容量係数(Kla)、固形分の分散分布等のファクターを当社の流体シミュレーション技術で可視化し、
装置設計・スケールアップなどのエンジニアリング技術などを集結し、バイオリアクターの最適化を図り、生産性向上を実現します。

マイクロバブル生成時のせん断力を低減する設計により微生物のダメージを抑制し、優しい育成環境を構築することが可能です。
お客さまの環境と微生物の特性、個々の反応に合わせた最適なシステムを設計します。

smartBioSystem®では、培養環境のコントロールやマイクロバブルノズル、循環ポンプと言った機器のせん断応力解析、シミュレーションによるモデル構築などデジタル設計技術の適用も考慮して、設計を行います。

せん断力の解析例とデジタル設計技術の適用

smartBioSystem®適応ケース(目的に応じてFS)

ケース1:with撹拌
酸素供給速度、混合性能を飛躍的に高め、生産性向上・高効率
ケース2:撹拌フリー
シンプルな内部構造で培地付着、残存リスクが低減され、メンテンス軽減

撹拌機に付随する軸封、軸受、バッフル、スパージャー等が不要となり、槽内構造が非常にシンプルとなる為、「コンタミネーション低減」「洗浄性向上」「槽内メンテナンス性向上」が期待されます。メンテナンス軽減による作業負荷軽減に貢献します。

一般的な通気撹拌方式と比較すると、撹拌ありの場合、酸素供給速度、混合性能を飛躍的に高められるので生産性が向上します。撹拌無しの場合には、槽内構造物がないため、培地付着や残存リスクが低減されます。

開発・提案型エンジニアリング:smartBioSystem®の導入・取り進め

開発の初期段階から、お客さまと一緒に検討を進め、提案を行いながら設備導入をお手伝いする、新しい開発・提案型エンジニアリングに挑戦しています。

PHASE1:予備検討・開発段階[課題抽出・実験方法検討 ラボ装置による効果の検証(~数10L)]、PHASE2:スケールアップ検討[お客さま:実験検証]、[当社:テスト装置(50L)貸し出し シミュレーション解析 モデル構築]、お客さまと当社相互に協力し、スケールアップの検討を行います。PHASE3:生産設備[お客さま:新規設備導入(数10㎥)]、[当社:設計・施工]お客さまと当社相互に協力し、生産設備の導入を進めます。

テスト装置をご活用ください

テスト装置の設置方法、使い方、実験の進め方について打合せ、アドバイスさせていただきます。

テスト装置をご希望の方は、ページ最下部のお問い合わせフォームよりご連絡ください。

(テスト装置が貸し出し中で対応できない場合もございます。)

「ラボ検討用 マイクロバブルの発生システムをお客さまのジャーファーメンター(5~10L程度)に設置します。 [仕様]適用ジャーファーメンター 容量:5L~10L」「スケールアップ検討用(50L) ユニット型で運搬や設置が容易です。ユーティリティを接続すればすぐに使用可能なテスト機を保有しており、お客さまへの貸し出しが可能です。smartBioSystem® 可動式ユニット(テスト装置)[仕様]容量:50L 重量:900kg 必要設置面積:3m×2m×高さ2m」

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