(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集性微生物を含む凝集体を形成する微生物濃縮装置であって、
前記凝集性微生物と、該凝集性微生物を用いた生物反応の原料と、を含む原料溶液を貯留し、前記凝集性微生物を凝集させる凝集容器と、
前記凝集容器内に、前記原料溶液に含まれる前記凝集性微生物と前記原料と糸状体とを供給する供給装置と、
前記凝集容器から前記凝集体を含む前記原料溶液が供給される反応容器とを備え、
前記凝集容器の少なくとも一部が、該凝集容器を貫通する所定の回転軸の周りを回転することで前記原料溶液を撹拌し、
前記反応容器は、前記凝集体と前記原料溶液とを含む反応液を撹拌し、前記凝集体に含まれる微生物を培養することを特徴とする微生物濃縮装置。
【請求項２】
前記供給装置は、前記凝集容器内に前記糸状体を供給する糸状体供給装置を有し、
前記糸状体供給装置は、前記糸状体を分散媒に分散させた分散液として前記糸状体を供給することを特徴とする請求項１に記載の微生物濃縮装置。
【請求項３】
前記糸状体は、糸状微生物であることを特徴とする請求項２に記載の微生物濃縮装置。
【請求項４】
前記糸状体は、天然繊維または合成繊維であることを特徴とする請求項２に記載の微生物濃縮装置。
【請求項５】
前記供給装置は、前記原料溶液に非凝集性微生物を供給する第１供給装置を有し、
前記凝集容器では、前記凝集容器の回転に基づいて、前記凝集性微生物及び前記非凝集性微生物を含む前記凝集体を形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の微生物濃縮装置。
【請求項６】
前記凝集体の粒径を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて前記凝集容器の回転速度を制御する制御装置と、を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の微生物濃縮装置。
【請求項７】
前記反応液に非凝集性微生物を供給する第２供給装置を有し、
前記反応容器では、前記反応容器の撹拌に基づいて、前記凝集性微生物及び前記非凝集性微生物を含む前記凝集体を形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の微生物濃縮装置。
【請求項８】
前記凝集体の粒径を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて前記反応容器の撹拌条件を制御する制御装置と、を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の微生物濃縮装置。
【請求項９】
回分式の運転制御がなされることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の微生物濃縮装置。
【請求項１０】
連続式の運転制御がなされることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の微生物濃縮装置。
【請求項１１】
前記凝集容器は、前記原料溶液を貯留する容器本体と、
前記容器本体内に設けられ、該容器本体を貫通する所定の回転軸の周りを回転する凝集器と、を有し、
前記凝集器は、前記回転軸を対称軸とする筒状部材であり、
前記凝集性微生物が、前記凝集器の回転に基づいて該凝集器の内壁を転がり、前記糸状体と共に凝集することで、前記凝集体を形成することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の微生物濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、酵素反応や微生物を用いた生物反応等を利用して、溶液状態の原料から物質の合成や分解を行う装置、所謂バイオリアクタに関する技術が盛んに開発されている。
【０００３】
一般に生物反応は、化学反応と比べると反応速度は遅いが化学反応のように高温・高圧を必要としないため省エネルギー性に優れ、また反応設備を耐熱・耐圧とする必要がないという特長を有している。更には、反応に用いる生物種に応じて、特定の原料から目的とする生成物へ、副反応が少ない反応系を構築することができるという特長も備えていることから、工業的に有利な点が多く注目を浴びている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
他にも、微生物の生物反応を利用して生活排水や工業排水などを処理する設備として、好気性微生物群を主成分とする活性汚泥を用い、排水中の有機性汚濁を浄化させる設備（活性汚泥槽）が知られている。
【０００５】
微生物を用いたバイオリアクタにおいては、反応効率を高めるためには、反応を触媒する微生物を反応装置内に高濃度で保持する技術が非常に重要となる。従来は、微生物に分解されにくい物質で形成した構造体（担体）で微生物を担持する方法や、凝集性微生物が自然に自己凝集した凝集体を用いる方法などにより、微生物を濃縮する技術が用いられてきた。あるいは、反応装置から排出される溶液内に含まれる微生物を遠心分離や膜分離などの手法で抽出し反応系に戻すことで、反応装置内の微生物濃度を高濃度に保持する技術もある。
【０００６】
これらの従来技術の内、遠心分離・膜分離を行う方法はイニシャルコストおよびランニングコストが大きいため、工業化には担体や自己凝集体を用いた濃縮方法の方が好ましい。
【０００７】
このような担体として、大きくは、反応容器内部に固定される固定型と、反応容器内を自由に流動する流動型と、に分けることができる。これらを比較すると、固定された担体よりも流動する担体の方が、反応容器内で担体と原料との接触効率を高くすることが可能であるため、反応効率を高めやすいという利点がある。
【０００８】
流動型の担体としては、例えば、微細な隙間（水路）を有するゲル状物質（例えばアルギン酸カルシウム）で担体を形成する際に、微生物を内包させて形成し、担体内部で高濃度の微生物濃度を実現する包埋型担体を挙げることができる。また、微生物を表面に付着する担体を別途形成し、該担体の表面で高濃度の微生物濃度を実現する付着型担体も知られている。
【０００９】
このような、流動型の担体における共通の課題として、反応系中における良好な対流を維持することが挙げられる。そのために、担体は原料溶液に沈降する程度の比重であるとよい。担体がこのような比重を備えると、反応系の撹拌による担体の上昇と、自重による沈降とのバランスにより、系内を良好に対流し、反応効率を高めることができる。このように比重を調節した担体としては、例えば特許文献２に記載の付着型担体が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３２５５７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし流動型担体は、長期間の使用中に担体同士が衝突し、担体が摩耗、あるいは剥離して劣化することが考えられる。そこで、流動型担体による微生物の濃縮に代わる方法として、自己凝集体により濃縮する方法が挙げられる。自己凝集体は、流動型の担体と同様に、反応容器内で原料との接触効率を高くすることでき、反応効率を高めやすい。また、凝集体の大きさ（粒径）が大きくなると、原料溶液に沈降しやすくなり、反応系内を良好に対流させることが可能である。更に、反応に用いる微生物自体が凝集するために、担体のかけらのような異物が反応系に混入するおそれがない。
【００１２】
しかしこれまでは、所望の微生物を自己凝集させる技術が未成熟であるために、反応に用いることができなかった。また、自己凝集という現象は、用いる微生物が凝集性の微生物である場合に生じるものであるため、非凝集性の微生物には適用できなかった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、微生物の凝集体形成を促進し、凝集体を用いた良好な生物反応を実現する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明の微生物濃縮装置は、凝集性微生物を含む凝集体を形成する微生物濃縮装置であって、前記凝集性微生物と、該凝集性微生物を用いた生物反応の原料と、を含む原料溶液を貯留し、前記凝集性微生物を凝集させる凝集容器と、前記凝集容器内に、前記原料溶液に含まれる前記凝集性微生物と前記原料と糸状体とを供給する供給装置と、を備え、前記凝集容器の少なくとも一部が、該凝集容器を貫通する所定の回転軸の周りを回転することで前記原料溶液を撹拌することを特徴とする。
【００１５】
凝集容器内で生物反応が進むと、凝集性微生物は凝集容器内で増殖し、原料溶液中における微小な凝集体の形成や、凝集容器の内壁への付着を起こす。ここで、凝集容器は回転しながら原料溶液を撹拌するため、原料溶液中に形成した微小な凝集体は、撹拌で生じる対流により互いに衝突して肥大し、凝集容器の底部付近に沈降する。または、内壁に付着した凝集性微生物（付着微生物）は、撹拌による原料溶液と付着微生物との摩擦力や付着微生物に加わる重力などにより、一部が内壁から剥離し凝集性微生物の凝集体として原料溶液中に浮遊する。
【００１６】
このように溶液中で成長した凝集体や、壁面から剥離して生じた凝集体は、原料溶液中の微小な凝集体や内壁に付着している付着微生物を取り込みながら回転方向に転がり、雪だるま式に肥大し大きな凝集体へと成長する。このような凝集体の肥大は、凝集容器内の複数箇所で同時多発的に生じるため、凝集容器内には複数の凝集体が形成される。
【００１７】
さらに、原料溶液には糸状体が含まれるため、凝集容器内の糸状体へ凝集性微生物が付着して凝集体となったり、凝集体間において、それぞれが含む糸状体同士が絡まることで、凝集体同士が更に肥大化したりするなど、糸状体が凝集を促進する凝集補助体として機能し、凝集体の形成が容易となる。
【００１８】
そして、凝集体に含まれる糸状体は、凝集体の強度を向上させる充填材（フィラー）として機能するため、撹拌中の凝集体同士の衝突や、凝集容器の壁面への衝突による凝集体の崩壊を抑制することができる。
【００１９】
このように、本発明の構成を備える微生物凝集装置では、微生物の凝集を促進し微生物の凝集体を形成することで、該凝集体を用いた良好な生物反応を実現することが可能となる。
【００２０】
本発明の微生物凝集装置は、原料溶液の濃度や凝集性微生物の量などの反応条件を制御することにより、主として凝集体を形成することを目的とした運転をさせることもでき、また、凝集容器を、形成した凝集体を用いた反応容器として用いることも可能である。反応容器として用いる場合には、微生物が凝集体を形成し高濃度に濃縮しているため、高い反応効率を実現することができる。
【００２１】
本発明においては、前記供給装置は、前記凝集容器内に前記糸状体を供給する糸状体供給装置を有し、前記糸状体供給装置は、前記糸状体を分散媒に分散させた分散液として前記糸状体を供給することが望ましい。
この構成によれば、原料溶液中で糸状体を均一に分散させることができるため、凝集体の粗大化を抑制し、所望の微生物の凝集体を良好に形成することが可能となる。
【００２２】
本発明においては、前記糸状体は糸状微生物であることが望ましい。
この構成によれば、反応条件を制御して糸状微生物を増殖または減少させることにより、凝集容器内で糸状体の量を制御することができ、良好に凝集体を形成させることができる。
【００２３】
本発明においては、前記糸状体は天然繊維または合成繊維であることとしても良い。
例えば、凝集性微生物を用いた反応系がエタノール発酵を起こす場合、生成物としてエタノールや二酸化炭素を生じるため、原料溶液中にエタノールが混じるとともに、原料溶液に二酸化炭素が溶解することで原料溶液が酸性化する。上述の糸状微生物はエタノールや酸によって死滅してしまうため、エタノール発酵の反応系では用いることができない。このような場合、糸状体として天然繊維や合成繊維など非生物のものを用いることにより、反応系の環境によらず良好に凝集体を形成させることができる。
【００２４】
本発明においては、前記凝集容器から前記凝集体を含む前記原料溶液が供給される反応容器を有し、前記反応容器では、前記凝集体と前記原料溶液とを含む反応液を撹拌し、前記凝集体に含まれる微生物を培養することが望ましい。
大容量の凝集容器を用いると、凝集容器の回転に必要とする所要動力が大きくなるため、凝集容器を回転させて凝集体を形成することが困難となる。しかし、この構成によれば、相対的に小型の凝集容器を用いて凝集体を形成し、形成した凝集体を用いて相対的に大型の反応容器で目的とする反応を行うことができる。そのため、凝集容器を大型化することなく大規模の反応を行うことが可能な装置構成とすることが可能となる。
【００２５】
また、凝集性微生物を凝集させる際、原料溶液が木くずや木の葉などの塊状の固体を含んでいると、該固体が凝集性微生物同士の凝集を阻害するために凝集体が生じない。しかし、この構成によれば、主として凝集体を形成する凝集容器と、主として生物反応の場として用いる反応容器と、が別体となっているため、まず、固体を含まない溶液を用いて凝集体を形成した後に、固体を含む溶液に凝集体を供給し、良好な反応を行うことが可能となる。
【００２６】
本発明において、前記供給装置は、前記原料溶液に非凝集性微生物を供給する第１供給装置を有し、前記凝集容器では、前記凝集容器の回転に基づいて、前記凝集性微生物及び前記非凝集性微生物を含む前記凝集体を形成することが望ましい。
この構成によれば、非凝集性微生物を凝集性微生物の凝集体内に取り込み、共に凝集させる（ヘテロ凝集）ことができるため、非凝集性微生物を含む凝集体を形成し、非凝集性微生物を用いた反応を行うことができる。更には、非凝集性微生物の供給量を制御することで、反応に寄与する凝集性微生物と非凝集性微生物との存在比を制御することもできる。そのため、微生物の選択の自由度が広がり、より反応に適した微生物を高濃度に保持した反応を行うことができる。
【００２７】
本発明においては、同様の理由により、前記反応液に非凝集性微生物を供給する第２供給装置を有し、前記反応容器では、前記反応容器の撹拌に基づいて、前記凝集性微生物及び前記非凝集性微生物を含む前記凝集体を形成することとしても良い。
【００２８】
本発明においては、前記凝集体の粒径を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて前記凝集容器の回転速度を制御する制御装置と、を有することが望ましい。
凝集体の粒径が大きくなりすぎると、凝集体の表面積が減少するために反応効率が低下し、また、配管等の閉塞を引き起こすおそれが生じる。一方で、凝集容器内の凝集体は、凝集容器の回転が遅い場合には、凝集体が崩壊しないまま凝集容器内を長時間転がるため大きな凝集体となり、逆に回転が速い場合には凝集体の崩壊が頻発するために小さな凝集体となる。このような凝集体の性質を利用して、凝集容器の凝集体の粒径に基づいて回転速度を変更することで、凝集体を良好な連続反応を可能とする粒径に制御することができる。
【００２９】
本発明においては、前記凝集体の粒径を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて前記反応容器の撹拌条件を制御する制御装置と、を有することが望ましい。
反応容器内の凝集体は、反応容器の撹拌が遅い場合には、撹拌による剪断力が小さいため凝集体が崩壊しにくく、反応容器内での凝集体同士の衝突により凝集し大きな凝集体となる。また、回転が速い場合には撹拌による剪断力を受け、凝集体の崩壊が頻発するために小さな凝集体となる。そのため、反応容器の凝集体の粒径に基づいて撹拌条件を変更することで、凝集体を良好な連続反応を可能とする粒径に制御することができる。
【００３０】
本発明においては、回分式の運転制御がなされることが望ましい。
凝集容器の回転を一時停止させると、凝集体をより多く沈降させることができる。そのため、上澄み液のみ、または、沈降した凝集体のみを選択的に取り出すことができ、装置内の微生物濃度を精度良く管理することができる。
【００３１】
本発明においては、連続式の運転制御がなされることとしても良い。
凝集容器の回転を一時停止させると、用いる凝集性微生物の種類や停止時間によっては、沈降した凝集体が一体となって、反応に不適な凝塊物となるおそれがある。この構成においては、連続式の運転制御をされるため、このような凝塊物を生じず、好適な連続反応が可能となる。
【００３２】
本発明においては、前記凝集容器は、前記原料溶液を貯留する容器本体と、前記容器本体内に設けられ、該容器本体を貫通する所定の回転軸の周りを回転する凝集器と、を有し、前記凝集器は、前記回転軸を対称軸とする筒状部材であり、前記凝集性微生物が、前記凝集器の回転に基づいて該凝集器の内壁を転がり、前記糸状体と共に凝集することで、前記凝集体を形成することとしても良い。
この構成によれば、凝集容器が、反応溶液を貯留する機能と、回転して微生物を凝集させる機能とが構成ごとに分かれている。すると、多量の反応溶液を貯留した容器本体自身は回転する必要がなくなるため、凝集容器全体を回転させる構成と比べて必要とする動力が小さくて済み、装置の大型化に適した構成となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、凝集性微生物の凝集を促進し、良好な凝集体を形成する微生物濃縮装置を提供することができる。形成された微生物の凝集体を用いた生物反応は、異物混入のおそれがないことから、医薬品や食品の製造にも好適に用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態の微生物濃縮装置を示す概略構成図である。
【図２】回転を停止させた凝集容器の様子を示す概略図である。
【図３】凝集容器における凝集体の形成の様子を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る微生物濃縮装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る微生物濃縮装置を示す概略構成図である。
【図６】凝集容器における凝集体の形成の様子を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る微生物濃縮装置を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る微生物濃縮装置を示す概略構成図である。
【図９】第５実施形態に係る微生物濃縮装置の凝集容器を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第１実施形態］
以下、図１〜図３を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る微生物濃縮装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法の比率は適宜異ならせてある。
【００３６】
図１は、本実施形態の微生物濃縮装置１を示す概略構成図である。図に示すように、本実施形態の微生物濃縮装置１は、回転軸Ｌまわりを回転する凝集容器１００と、凝集容器１００を回転させるための回転装置１１０と、糸状体Ｆを凝集容器１００内に供給する供給装置（糸状体供給装置）１０１と、を備えている。
【００３７】
凝集容器１００の内部には、凝集性微生物と該微生物を用いた生物反応の原料と、凝集性微生物の凝集体ＡＧ１の形成を促進する糸状体Ｆと、を含む原料溶液ＳＳ１が貯留されており、原料溶液ＳＳ１には凝集性微生物の凝集体ＡＧ１が複数浮遊している。
【００３８】
供給装置１０１は、糸状体Ｆを分散媒に分散させた分散液を貯留するタンク１０２を有し、配管１０３を介して凝集容器１００の内部に糸状体を供給する構成となっている。配管１０３には、途中に糸状体Ｆを含む分散液を供給するためのポンプ１０４が配置されている。
【００３９】
糸状体Ｆとしては、太さ１μｍ〜２０μｍ程度、長さ１００μｍ〜１ｃｍ程度の糸状体を用いることができる。このような糸状体としては、例えば、綿やパルプのようなセルロース繊維の破片や、合成樹脂を形成材料とする非生物や、糸状微生物のような生物を用いることができ、微生物濃縮装置１を用いて行う生物反応に応じて適したものを選択することができる。
【００４０】
糸状体Ｆを分散させる分散媒としては、原料溶液ＳＳ１や、水など原料溶液ＳＳ１の溶媒と同じものを用いると良い。また分散液中の糸状体Ｆは、分散媒に安定に浮遊するものであっても良く、一定時間経過した後に沈殿するものであっても良い。糸状体Ｆが沈殿する場合には、供給装置１０１から糸状体Ｆを追加する前に、タンク１０２内の分散液を撹拌して、糸状体Ｆを均一に分散させると良い。
【００４１】
また、微生物濃縮装置１は、原料溶液ＳＳ１を貯留するタンク１４０を備えており、配管１５０を介して凝集容器１００の内部に原料溶液ＳＳ１を供給する構成となっている。配管１５０には、途中に原料溶液ＳＳ１を供給するためのポンプ１４５が配置されている。タンク１４０、ポンプ１４５、配管１５０は、原料溶液ＳＳ１の供給装置を構成している。
【００４２】
更に、微生物濃縮装置１には、凝集容器１００内部の原料溶液ＳＳ１を容器外に排出するための配管１７０を備えており、配管１７０の途中には排出ポンプ１６０が配置されている。排出の際には、原料溶液ＳＳ１と共に凝集体ＡＧ１も一部排出される。排出先で凝集体ＡＧ１を利用する場合には、排出ポンプ１６０は、例えばダイヤフラムポンプ等のようなポンプ内での剪断力が小さい方式のものを用いると、ポンプ通過時に凝集体ＡＧ１を粉砕しないため好ましい。
【００４３】
配管１７０は、一部にバイパス１７５が設けられている。バイパスの途中には凝集体ＡＧ１の大きさ（粒径）を検出する検出装置１２０が設けられており、原料溶液ＳＳ１の排出と共に、凝集体ＡＧ１の粒径を測定する構成となっている。検出装置１２０は、凝集体ＡＧ１の粒径を検出できれば特に制限はなく、例えば、イメージセンサ等で凝集体ＡＧ１の画像を取得して、凝集体ＡＧ１の平均粒径を算出する構成の装置を用いることができる。
【００４４】
検出装置１２０で検出された凝集体ＡＧ１の粒径は、検出装置１２０に接続された制御装置１３０に出力される。制御装置１３０には、記憶装置にて凝集体の設定粒径を記憶しており、記憶している設定粒径と検出される凝集体ＡＧ１の粒径とを比較回路で比較することで、現在の運転条件が所望の凝集体が得られる運転条件かどうかを判断する。
【００４５】
制御装置１３０には、回転装置１１０も接続されており、検出装置１２０で検出した凝集体ＡＧ１の粒径に基づいて凝集容器１００の回転速度を制御し、凝集体ＡＧ１の粒径を制御する。
【００４６】
配管１７０を介して排出される原料溶液ＳＳ１には、凝集性微生物を用いた生物反応により生じた反応生成物も溶解している。そのため、配管１７０の下流で原料溶液ＳＳ１を回収し、反応生成物を分離することで目的物（反応生成物）を得ることができる。
【００４７】
本実施形態の微生物濃縮装置１は、ポンプ１４５による原料溶液ＳＳ１の供給速度と、排出ポンプ１６０による原料溶液ＳＳ１の排出速度と、を等しく制御し、連続式の反応装置として用いる。凝集容器１００の回転を一時停止させると、図２に示すように用いる凝集性微生物の種類や停止時間によっては、沈降した凝集体ＡＧ１が一体となって、反応に不適な凝塊物Ｘとなるおそれがある。しかし連続式の場合には、常に原料溶液ＳＳ１が撹拌され、且つ新たな原料溶液ＳＳ１の供給と凝集容器１００内の原料溶液ＳＳ１の排出とが行われるため、凝集体ＡＧ１が凝塊物Ｘとなるほど停滞することがないため、好適な連続反応が可能となる。
【００４８】
図３は、凝集容器１００における凝集体ＡＧ１の形成の様子を示す概略断面図であり、図１の線分Ａ−Ａに相当する断面図である。上述の構成の微生物濃縮装置１は、凝集容器１００が回転することにより内部の原料溶液ＳＳ１を撹拌し、凝集性微生物を用いた生物反応を促進すると共に、凝集体ＡＧ１を形成している。
【００４９】
まず、図３（ａ）に示すように、生物反応が進むと、凝集性微生物は増殖し、原料溶液ＳＳ１中で微小な凝集体ａｇ１を形成すると共に、凝集容器１００の内壁に付着する。凝集容器１００は回転し原料溶液ＳＳ１を撹拌するため、内壁に付着した凝集性微生物（付着微生物ＭＯ１）は、撹拌による原料溶液ＳＳ１と付着微生物ＭＯ１との摩擦力や、付着微生物ＭＯ１に加わる重力などにより、一部が内壁から剥離する。このように形成される微小な凝集体ａｇ１には、一部で原料溶液ＳＳ１に含まれる糸状体Ｆに凝集性微生物が付着し、凝集体ａｇ１の一部に糸状体Ｆを備えるものも含まれる。
【００５０】
次いで、図３（ｂ）に示すように、剥離した付着微生物ＭＯ１は、剥離していない付着微生物ＭＯ１や原料溶液中の微小な凝集体ａｇ１を取り込みながら回転方向に転がり、雪だるま式に肥大して凝集体ＡＧ１を形成する。このような凝集体ＡＧ１の肥大は、凝集容器１００内の複数箇所で同時多発的に生じ、凝集容器１００内では複数の凝集体ＡＧ１が形成される。
【００５１】
このとき、微小な凝集体ａｇ１間において、それぞれが含む糸状体Ｆ同士が絡まることで、微小な凝集体ａｇ１同士が更に肥大化し、凝集体ＡＧ１の形成が促進される。
【００５２】
また、形成される凝集体ＡＧ１に含まれる糸状体Ｆは、凝集体ＡＧ１の強度を向上させるフィラーとして機能するため、撹拌中の凝集体ＡＧ１同士の衝突や、凝集容器１００の壁面への衝突による凝集体ＡＧ１の崩壊を抑制することができる。更に、凝集体ＡＧ１が崩壊したとしても、崩壊した凝集体が核となり、同様に雪だるま式に肥大して再度凝集体ＡＧ１となる。このように、凝集性微生物の凝集体ＡＧ１が形成される。
【００５３】
凝集体ＡＧ１の形成に用いることができる凝集性微生物としては特に限定が無く、また、糸状体Ｆとしては、例えば、天然繊維や合成繊維など非生物や、糸状微生物、糸状細菌のような生物を用いることができる。
【００５４】
ここで、凝集性微生物としてSaccharomyces cerevisiae ＫＦ−７株のようなエタノール発酵を行う酵母を用い、微生物濃縮装置１をエタノールを生成する装置として用いる場合、原料溶液ＳＳ１中には生成物としてエタノールや二酸化炭素を生じる。すると、原料溶液ＳＳ１中にエタノールが混じるとともに、原料溶液ＳＳ１に二酸化炭素が溶解することで原料溶液ＳＳ１が酸性化するため、糸状体Ｆとして糸状微生物のような生物を用いることができない。
【００５５】
そのためエタノール発酵の反応系では、糸状体Ｆとして天然繊維や合成繊維など非生物のものを用いることにより、反応系の環境によらず良好に凝集体を形成させることができる。
【００５６】
非生物の糸状体Ｆとしては、綿やパルプのようなセルロース繊維の破片や、絹のようなタンパク質の繊維、合成樹脂を形成材料とする繊維などを例示することができる。ここで、糸状体Ｆに対する微生物の付着や、糸状体Ｆ同士の絡まりを想定した場合、合成樹脂製の繊維は繊維表面が平滑であるために、所望の微生物の付着や糸状体同士の絡まりが起こりにくいと考えられる。そのため非生物の糸状体Ｆとしては、綿やパルプ、絹などのような天然繊維を用いることが好ましい。
【００５７】
また、凝集性微生物として、ズーグレア（Zoogloea）属、バチルス（Bucillus）属、シュードモナス（Pseudomonas）属、フラボバクテリウム（Flavobacterium）属等の細菌を用い、排水処理を行う装置として微生物濃縮装置１を用いることもできる。この場合、処理する排水を原料溶液ＳＳ１とする。
【００５８】
このような場合には、糸状体Ｆとして非生物、生物を問わず用いることができる。糸状微生物は、反応条件を制御して増殖または減少させることができ、凝集容器１００内で糸状体Ｆとして用いる糸状微生物の量を制御することができるため、凝集体の形成の制御に用いることができ、好ましい。糸状微生物の増殖を抑制する方法は一般に良く検討されているため、糸状微生物の増殖の促進または抑制を制御可能である（例えば、河野哲郎；回分式活性汚泥法における糸状性バルキングの制御，用水と排水，Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．４，ｐ．３５４−３６１，１９８７参照）。
【００５９】
このように形成される凝集体ＡＧ１の粒径は、凝集容器１００の回転速度（単位時間あたりの回転数）を変化させることにより制御することができる。即ち、回転が遅い場合には、凝集体ＡＧ１が崩壊しないまま長時間転がるため大きな凝集体が形成され、逆に回転が速い場合には凝集体ＡＧ１同士の衝突や、凝集体ＡＧ１と凝集容器１００の壁面との衝突により、凝集体ＡＧ１の崩壊が生じ易いために小さい凝集体となる。
【００６０】
このような凝集体ＡＧ１の粒径の差を利用して、生物反応の反応効率を制御することができる。同体積の凝集体が形成されている場合であっても、凝集体が小さいと表面積（原料溶液ＳＳ１との接触面積）が広くなるため反応効率が高くなり、凝集体が大きいと反応効率が低くなる。そのため、凝集容器１００の回転速度を制御することで、凝集体ＡＧ１の粒径を制御し、反応効率を制御することが可能である。
【００６１】
本実施形態の微生物濃縮装置１は、以上のような構成となっている。
【００６２】
以上のような構成の微生物濃縮装置１によれば、糸状体Ｆによって凝集性微生物の凝集を促進し、微生物の凝集体ＡＧ１を良好に形成して、凝集体ＡＧ１を用いた良好な生物反応を実現することができる。
【００６３】
なお、本実施形態においては、原料溶液ＳＳ１の排出と共に凝集体ＡＧ１も一部排出されることとしたが、原料溶液ＳＳ１のみを排出することとしても構わない。
【００６４】
また、本実施形態においては、検出装置１２０に供給される原料溶液ＳＳ１は、凝集体ＡＧ１の粒径を検出した後に、再度凝集容器１００内に戻すこととしても良い。
【００６５】
また、本実施形態においては、制御装置１３０に接続された検出装置１２０の検出結果に基づいて凝集容器１００の回転数を制御することとしたが、凝集体ＡＧ１の粒径測定を手動で行い、別途制御装置１３０を操作して回転数を制御することとしても良い。
【００６６】
また、本実施形態の微生物濃縮装置１は、連続式の運転制御を行うこととしたが、回分式（バッチ式）の運転制御を行うこととしても良い。例えば、ポンプ１４５および排出ポンプ１６０を停止した状態で、凝集容器１００を回転させて容器内で反応を行い、凝集容器１００の回転を停止してから、排出ポンプ１６０による原料溶液ＳＳ１の排出と、ポンプ１４５による原料溶液ＳＳ１の供給とをそれぞれ行うこととしても良い。このような運転を行う場合、凝集容器１００の回転を一時停止させると、凝集体ＡＧ１をより多く沈降させることができる。そのため、上澄み液のみ、または、沈降した凝集体ＡＧ１のみを選択的に取り出すことができ、装置内の微生物濃度を精度良く管理することができる。
【００６７】
また、本実施形態の微生物濃縮装置１では、凝集容器１００内に糸状体Ｆを供給する供給装置１０１と、原料溶液ＳＳ１を供給する供給装置（タンク１４０、ポンプ１４５、配管１５０）と、が分かれている構成であることとしたが、糸状体Ｆと原料溶液ＳＳ１とを共通する供給装置にて一括で追加する構成としても良い。その場合は、例えば、原料溶液ＳＳ１に適宜糸状体Ｆを混入し、糸状体Ｆと原料とが混ざった混合溶液を共通する装置から追加することができる。
【００６８】
さらに、凝集容器１００内の凝集性微生物が不足した場合に、凝集容器１００内に凝集性微生物を追加する供給設備を別途設けることもできる。その場合であっても、凝集性微生物の供給装置と、糸状体Ｆを供給する供給装置１０１と、原料溶液ＳＳ１を供給する供給装置と、が分かれている構成であっても良く、共通する設備にて一括で追加する構成であっても良い。
【００６９】
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る微生物濃縮装置２を示す概略構成図である。本実施形態の微生物濃縮装置２は、第１実施形態の微生物濃縮装置１と一部共通している。異なるのは、配管１７０の下流側に別途生物反応を行う場としての反応容器２００を備えることである。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７０】
図に示すように、微生物濃縮装置２が備える反応容器２００は、配管１７０を介して供給される原料溶液ＳＳ１を含む反応液ＲＳ１が満たされており、主として凝集容器１００で形成された凝集体ＡＧ１が複数浮遊している。また、供給される原料溶液ＳＳ１には、糸状体Ｆも含まれているため、反応容器２００内の反応液ＲＳ１にも糸状体Ｆが含まれている。
【００７１】
反応液ＲＳ１の組成は、原料溶液ＳＳ１と同じ組成であることには限らず、凝集体ＡＧ１を形成する凝集性微生物を用いて所望の反応を行う種々の原料を含む溶液を用いることができる。更には、反応液ＲＳ１は、例えば木くずや木の葉など、凝集体ＡＧ１に対して大きな塊状の固体を含んでいても構わない。
【００７２】
また、反応容器２００は、反応液ＲＳ１を撹拌する撹拌装置２１０と、反応容器２００内の凝集体ＡＧ１の粒径を検出する検出装置２２０と、反応容器２００から流出する反応液ＲＳ１が含む液体と固体を分離する固液分離槽２３０と、を備えている。微生物濃縮装置２は、原料溶液ＳＳ１が反応容器２００へ連続して流入し、且つ反応容器２００からは反応液ＲＳ１が連続して流出する、連続式の運転制御を行っているが、回分式の運転制御を行うこととしても構わない。
【００７３】
撹拌装置２１０は、攪拌器２１２および攪拌器２１２を運転する回転モータ２１４を有している。本実施形態では、撹拌器２１２で撹拌する撹拌式としたが、反応容器２００内に吹き込む気体で反応液ＲＳ１を撹拌する流動床式であっても良い。また、その両方を備えていても構わない。
【００７４】
検出装置２２０には、検出装置１２０と同様の装置を用いることができる。検出装置２２０で検出された凝集体ＡＧ１の粒径は、検出装置２２０に接続された制御装置１３０に出力される。制御装置１３０には、回転モータ２１４が接続されており、入力された粒径に基づいて撹拌器２１２の回転速度を制御し、反応容器２００内の凝集体ＡＧ１の粒径を制御する。
【００７５】
反応容器２００内の凝集体ＡＧ１は、撹拌装置２１０の撹拌による剪断力で粉砕され、凝集性微生物の小片ＳＰとなって反応容器２００から流出する。或いは、反応容器２００内で繁殖する凝集性微生物が、糸状体Ｆや凝集体ＡＧ１へ付着し、または凝集体ＡＧ１同士の衝突によって付着すること等に起因して、粒径が大きくなり流動不良となって沈降する。検出装置２２０は、このような凝集体ＡＧ１の粒径変化を検出する。
【００７６】
そして、検出される粒径が設定粒径より大きい場合には、撹拌装置２１０による剪断を強くするために回転モータ２１４の回転数を大きくして凝集体ＡＧ１の粉砕を行い、検出される粒径が設定粒径より小さい場合には、回転モータ２１４の回転数を小さくする制御を行う。
【００７７】
また、反応容器２００内の凝集体ＡＧ１の粒径が設定粒径よりも大きい場合に、反応容器２００に流入する凝集体を小さくすることで、粒径を制御することとしても良い。本実施形態の制御装置１３０には、検出装置１２０および回転装置１１０も接続されている。したがって、検出装置２２０で検出する凝集体ＡＧ１の粒径が設定粒径よりも大きい場合に、制御装置１３０は凝集容器１００の回転速度を早くするように回転装置１１０を制御して、反応容器２００に流入する凝集体の粒径を小さくすることとしても構わない。
【００７８】
同様の考え方により、凝集容器１００内の凝集体ＡＧ１の粒径を検出装置１２０で検出して、設定粒径よりも大きい場合には撹拌装置２１０の撹拌速度を早く、設定粒径よりも小さい場合には撹拌装置２１０の撹拌速度を遅く制御して反応容器２００内での凝集体ＡＧ１の粒径を制御することもできる。
【００７９】
固液分離槽２３０は、反応容器２００から流出する反応液ＲＳ１に含まれる固形分を沈降させ液体と分離させる機能を備える。固液分離槽２３０では、流出する反応液ＲＳ１が含む小片ＳＰも沈降するため、沈降した小片ＳＰを回収し再度反応容器２００に投入することで、反応容器２００内の微生物濃度を高濃度に保つことができる。
本実施形態の微生物濃縮装置２は、以上のような構成となっている。
【００８０】
以上のような構成の微生物濃縮装置２では、凝集容器１００において、糸状体Ｆを用いつつ凝集体ＡＧ１を形成し、反応容器２００にて、主として凝集体ＡＧ１を用いた生物反応を行うこととして、各容器の用途を変えている。通常、凝集性微生物を凝集させる際、原料溶液が凝集体よりも大きい塊状の固体を含んでいると、該固体が凝集性微生物同士の凝集を阻害するために凝集体が生じにくい。しかし、本実施形態の構成によれば、反応液ＲＳ１が植物残渣などの固体を含む場合であっても、凝集容器１００にて、固体を含まない原料溶液ＳＳ１を用いて凝集体ＡＧ１を形成した後に、反応容器２００に凝集体ＡＧ１を供給することで、凝集体ＡＧ１を用いた反応液ＲＳ１の反応が可能となる。したがって、塊状の固体を含む反応液であっても良好な反応を行うことが可能となり、反応液ＲＳ１の選択自由度が広がる。
【００８１】
［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態に係る微生物濃縮装置３を示す概略構成図である。本実施形態の微生物濃縮装置３は、第１実施形態の微生物濃縮装置１と一部共通している。異なるのは、凝集容器１００内の原料溶液に非凝集性微生物を供給する構成を備えていることである。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８２】
微生物濃縮装置３は、凝集容器１００内に非凝集性微生物を供給する供給装置（第１供給装置）３００Ａを備えている。供給装置３００Ａは、非凝集性微生物を含む溶液を貯留するタンク３００ａを有し、配管３２０ａおよび配管３２０ａが接続される配管１５０を介して凝集容器１００の内部に非凝集性微生物を供給する構成となっている。配管３２０ａには、途中に非凝集性微生物を含む溶液を供給するためのポンプ３１０ａが配置されている。本実施形態では、配管３２０ａを配管１５０に接続することとしたが、配管３２０ａを介して直接凝集容器１００の内部に非凝集性微生物を含む溶液を供給することとしても良い。
【００８３】
凝集容器１００の内部には、凝集性微生物、非凝集性微生物、これらの微生物を用いた生物反応の原料、および糸状体Ｆを含む原料溶液ＳＳ２が貯留されており、原料溶液ＳＳ２には凝集性微生物および非凝集性微生物の凝集体ＡＧ２が複数浮遊している。
【００８４】
図６は、凝集容器１００における凝集体ＡＧ２の形成の様子を示す概略断面図であり、図５の線分Ｂ−Ｂに相当する断面図である。
【００８５】
本実施形態の微生物濃縮装置３は、凝集性微生物に非凝集性微生物が付着し、両者を含む凝集体を形成する現象（ヘテロ凝集）を積極的に利用することで、凝集性微生物のみならず非凝集性微生物も高濃度に保持することを実現している。糸状体Ｆは、ヘテロ凝集を促進する機能を有している。
【００８６】
まず、図６（ａ）に示すように、原料溶液ＳＳ２中では、凝集容器１００の内壁への付着微生物ＭＯ１の付着や、原料溶液ＳＳ２中でのヘテロ凝集による微小な凝集体ａｇ２の形成が起きる。そして、付着微生物ＭＯ１は、撹拌による原料溶液ＳＳ２と付着微生物ＭＯ１との摩擦力や、付着微生物ＭＯ１に加わる重力などにより、一部が内壁から剥離する。このように形成される微小な凝集体ａｇ２には、一部で原料溶液ＳＳ２に含まれる糸状体Ｆに凝集性微生物が付着し、凝集体ａｇ２の一部に糸状体Ｆを備えるものも含まれる。
【００８７】
次いで、図６（ｂ）に示すように、剥離した付着微生物ＭＯ１は、剥離していない付着微生物ＭＯ１や原料溶液中の微小な凝集体ａｇ２、更には原料溶液ＳＳ２中の非凝集性微生物ＭＯ２を取り込みながら回転方向に転がり、雪だるま式に肥大して凝集体ＡＧ２を形成する。また、微小な凝集体ａｇ２間において、それぞれが含む糸状体Ｆ同士が絡まることで、微小な凝集体ａｇ２同士が更に肥大化し、凝集体ＡＧ２の形成が促進される。
【００８８】
このような凝集体ＡＧ２の肥大は、凝集容器１００内の複数箇所で同時多発的に生じ、凝集容器１００内では複数の凝集体ＡＧ２が形成される。このように、凝集性微生物の凝集体ＡＧ２が形成される。
【００８９】
凝集体ＡＧ２の形成に用いることができる非凝集性微生物ＭＯ２としては特に限定が無く、例えばSaccharomyces cerevisiae ＥＰ１株を挙げることができる。
【００９０】
以上のような構成の微生物濃縮装置３では、非凝集性微生物を含む凝集体ＡＧ２を効率的に形成することができるため、非凝集性微生物を濃縮し効率的な反応を行わせることができる。したがって、微生物の選択の自由度が広がり、より反応に適した微生物を高濃度に保持した反応を行うことができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、非凝集性微生物を含む溶液を貯留する構成としてタンク３００ａを１つ備えることとしたが、複数のタンクを備え複数種の微生物を原料溶液に供給することとしても良い。
【００９２】
［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態に係る微生物濃縮装置４を示す概略構成図である。本実施形態の微生物濃縮装置４は、第２実施形態の微生物濃縮装置２と一部共通しており、反応容器２００内の反応液に非凝集性微生物を供給する構成を備えている点が異なっている。
【００９３】
微生物濃縮装置４は、反応容器２００内に非凝集性微生物を供給する供給装置（第２供給装置）３００Ｂを備えている。供給装置３００Ｂは、非凝集性微生物を含む溶液を貯留するタンク３００ｂを備えており、配管３２０ｂおよび配管３２０ｂが接続される配管１７０を介して反応容器２００の内部に非凝集性微生物を供給する構成となっている。配管３２０ｂには、途中に非凝集性微生物を含む溶液を供給するためのポンプ３１０ｂが配置されている。本実施形態では、配管３２０ｂを配管１７０に接続することとしたが、配管３２０ｂを介して直接反応容器２００の内部に非凝集性微生物を含む溶液を供給することとしても良い。
【００９４】
反応容器２００の内部には、凝集性微生物、非凝集性微生物およびこれらの微生物を用いた生物反応の原料を含む反応液ＲＳ２が貯留されており、反応液ＲＳ２には凝集性微生物および非凝集性微生物の凝集体ＡＧ２が複数浮遊している。また、供給される原料溶液ＳＳ２には、糸状体Ｆも含まれているため、反応容器２００内の反応液ＲＳ２にも糸状体Ｆが含まれている。
【００９５】
凝集体ＡＧ２は、凝集容器１００から供給される凝集体ＡＧ１および凝集性微生物と、反応容器２００に供給される非凝集性微生物とがヘテロ凝集することにより形成される。通常、図に示す様な撹拌型の反応容器２００に、凝集性微生物と非凝集性微生物とを混在させ、撹拌するだけでは凝集体は形成しない。しかし、本実施形態では、凝集容器１００から既に凝集している凝集体ＡＧ１が供給されている。このような凝集体存在下では、撹拌型の反応容器２００においても凝集性微生物の凝集が促進されることを確認しており、凝集の過程において、ヘテロ凝集も促進される。さらに、糸状体Ｆを含む凝集体ＡＧ１同士は、互いの糸状体Ｆ同士が絡まることで凝集が進みやすく、このような凝集過程に非凝集性微生物を巻き込むことでもヘテロ凝集が促進される。
【００９６】
以上のような構成の微生物濃縮装置４では、固体を含む反応液であっても、凝集性微生物および非凝集性微生物から選ばれる反応に適した微生物を高濃度に保持した凝集体を用いて、良好な反応を行うことが可能となる。
【００９７】
なお、本実施形態においては、反応容器２００内の反応液に非凝集性微生物を供給することとしたが、合わせて凝集容器１００内の原料溶液に非凝集性微生物を供給する構成を備えることとしても構わない。
【００９８】
［第５実施形態］
図８，９は、本発明の第５実施形態に係る微生物濃縮装置５を示す説明図であり、図８は、本実施形態に係る微生物濃縮装置５の概略構成図、図９は、本実施形態に係る微生物濃縮装置５の凝集容器を示す概略斜視図である。図８は、第１実施形態の微生物濃縮装置１に対応する図である。
【００９９】
上述の第１実施形態から第４実施形態までに記載した微生物濃縮装置では、凝集容器全体が回転しながら凝集性微生物を培養することとしたが、本実施形態の微生物濃縮装置５は、反応溶液を貯留する容器と、回転して微生物を凝集させる凝集器と、が別体となっている点が異なっている。以下の説明においては、主として微生物凝集装置５が有する凝集装置について説明を行い、上述の実施形態と共通する内容については説明を省略する。
【０１００】
図８に示すように、本実施形態の微生物濃縮装置５に係る凝集容器４００は、反応溶液ＳＳ１を貯留する容器本体４１０と、回転軸Ｌまわりを回転する凝集器４２０と、凝集器４２０を回転させるための回転装置４３０と、を有している。
【０１０１】
容器本体４１０は、上部４１０ａに蓋がされ底部４１０ｂが略半円筒形状を呈する平面視矩形の容器であり、内部に反応溶液ＳＳ１を貯留している。容器本体４１０の対向する側壁には貫通孔４１１，４１２が設けられており、両貫通孔を貫通して回転装置４３０の一部であるシャフト４３１が設けられている。貫通孔４１１から、原料溶液ＳＳ１および糸状体Ｆの各供給装置から延在する配管４４０が挿入され、該配管４４０を介して原料溶液ＳＳ１または糸状体Ｆが供給されるようになっている。
【０１０２】
また、凝集性微生物による生物反応では、原料溶液ＳＳ１中に溶存する酸素を消費する。消費された酸素は気相部Ｇから液中に供給されるため、気相部Ｇの酸素を消費することとなる。そのため、貫通孔４１１，４１２からは、気相部Ｇに酸素を供給し、系中の酸素の枯渇を防ぐこととしても良い。
【０１０３】
容器本体４１０の底部４１０ｂは、半円筒形状に設計されており、凝集器４２０の回転軸Ｌに直交する方向に端部が丸くなっている。このような底部形状とすることで、底部の端で対流が停滞したり、固形物が堆積したりすることを防いでいる。もちろん、底部の形状は丸く無くても良い。
【０１０４】
凝集器４２０は、図９に示すように、回転軸Ｌと直交する平面での断面形状が円環である筒状部材であり、図では両端が開口した中空の円筒状の凝集器を示している。凝集器４２０は、容器本体４１０内において原料溶液ＳＳ１の液面から少なくとも一部が露出し、残る部分が原料溶液ＳＳ１に浸漬する状態となるように配置されている。
【０１０５】
凝集器４２０の回転軸Ｌは、略水平方向（容器本体４１０に貯留される原料溶液ＳＳ１の液面と平行な方向）に設定されている。凝集器４２０は、回転軸Ｌまわりを円周方向に回転することで、原料溶液ＳＳ１と容器本体４１０の気相部Ｇとの界面を撹拌し、凝集器４２０の内壁を転がる凝集体ＡＧ１の凝集を促進させる。回転軸Ｌは、水平方向から傾いて設定されていても良い。
【０１０６】
回転装置４３０は、凝集器４２０の内側を貫通するシャフト（軸部）４３１と、シャフト４３１の複数箇所（図では２箇所）に設けられたローラー４３２と、シャフト４３１の端部に設けられ、シャフト４３１を軸周りに回転させるモーター４３３と、を有している。
【０１０７】
シャフト４３１は、凝集器４２０の内壁にローラー４３２を介して接しており、凝集器４２０を内部から支えて吊り下げている。シャフト４３１が回転することにより、ローラー４３２と凝集器４２０の内壁との間の摩擦を生じさせ、該摩擦力によってシャフト４３１の回転方向と同方向に凝集器４２０を回転させるようになっている。
【０１０８】
シャフト４３１は液面と平行に配置されている。また、液面よりも上方に配置されているため、連続運転を行ったとしても原料溶液ＳＳ１に浸漬することにより生じ得る錆などによる破損が抑制される。
【０１０９】
このような構成の微生物濃縮装置５では、多量の反応溶液ＳＳ１を貯留した容器本体４１０自身を回転させる必要がないため、凝集容器全体を回転させて反応溶液ＳＳ１を撹拌する構成と比べ、撹拌に要する動力が小さくて済み、装置の大型化に適した構成となる。
【０１１０】
なお、本実施形態では、容器本体４１０には上部４１０ａに蓋をしていることとしたが、上部の蓋がない構成としても構わない。
【０１１１】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【実施例】
【０１１２】
以下、実施例を示しながら、本発明を更に具体的に説明する。以下に示す実施例では、小型の凝集容器として丸底フラスコを用いたモデル実験を行い、糸状体を用いる場合に凝集体の形成が促進されることについて確認を行った。
【０１１３】
５００ｍｌ丸底フラスコに、約２０００ｍｇ/Ｌの微生物を含む有機物（主成分；酢酸およびグルコース）０．２重量％水溶液を３００ｍｌ入れた。本実施例では、微生物として食品廃水を処理していた活性汚泥（凝集性微生物の集合体であって、糸状微生物（Eikelboom Type 021N）をわずかに含む）を用い、糸状微生物を増殖させた。
【０１１４】
上記丸底フラスコをロータリーエバポレータに取り付け、２５℃に保温し１ヶ月回転させて撹拌した。１日１回、丸底フラスコの回転を止めて凝集体を沈降させた後、上澄み１５０ｍｌを廃棄して、有機物（主成分；酢酸およびグルコース）０．２重量％水溶液の１５０ｍｌを加える作業を繰り返した。
【０１１５】
また、糸状微生物による効果を比較するため、糸状微生物の増殖しにくい系も同時に実施した。すなわち装置および操作は上述のものと同様とし、有機物（主成分；酢酸およびグルコース）０．２重量％水溶液の代わりに有機物（主成分；フェノール）０．０２重量％水溶液を用いた。
【０１１６】
評価の結果、糸状微生物の増殖のしやすさにかかわらず両実験条件において丸底フラスコの内壁に微生物が付着し、凝集体の形成が確認できた。また、糸状微生物が存在しない条件下（有機物の主成分がフェノールの系）では、形成された凝集体の直径が５０μｍ〜１００μｍであったのに対し、糸状微生物が共存する条件下（有機物の主成分が酢酸およびグルコースの系）では糸状微生物が増殖し、凝集体の直径が１ｍｍ〜３ｍｍと、より大きな凝集体となることが確認できた。
【０１１７】
更に、糸状微生物共存下で形成された凝集体を分断し、顕微鏡観察によって凝集体の内部構造を確認したところ、凝集体の内部では糸状微生物が絡まり、絡まった内部に凝集体が捕捉されることにより、より大きな凝集体を形成していることが分かった。
【０１１８】
以上の結果より、本発明により良好に凝集性微生物の凝集体が形成可能であること、および凝集容器の回転速度を制御することで凝集体の粒径を制御可能であることが確認でき、本発明の有用性が確かめられた。
【符号の説明】
【０１１９】
１，２，３，４，５…微生物濃縮装置、１００…凝集容器、１０１…供給装置（糸状体供給装置）、１２０，２２０…検出装置、１３０…制御装置、２００…反応容器、３００Ａ…供給装置（第１供給装置）、３００Ｂ…第２供給装置、４００…凝集容器、ＡＧ１，ＡＧ２…凝集体、Ｆ…糸状体、ＲＳ１，ＲＳ２…反応液、ＳＳ１，ＳＳ２…原料溶液、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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