(57)【要約】  β−１，３−グリコシド結合主鎖および該主鎖へのβ−１，６−グリコシド結合を有する側基を有するグルカンの水溶液を、前記グルカンを発酵ブロス中に分泌する菌株を水性培養培地中で発酵させることにより調製する方法であって、該発酵ブロスからの該グルカンの分離を非対称フィルター膜の使用により行う方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
β−１，３−グリコシド結合主鎖および該主鎖へのβ−１，６−グリコシド結合を有する側基を有するグルカンの水溶液を調製する方法であって、
前記構造のグルカンを分泌する菌株を水性培養培地中で発酵させ、続いてグルカンおよびバイオマスを含む該水性発酵ブロスからクロスフロー精密ろ過により得られたグルカンの水溶液を分離することを含み、支持材料の少なくとも１つの層および少なくとも１つの分離層を含む非対称フィルター膜を該クロスフロー精密ろ過に使用し、該分離層の細孔径が１μｍから１０μｍであり、該支持材料の細孔径が５μｍから１００μｍであり、但し、該分離層の細孔径が該支持材料の細孔径よりも少なくとも１μｍ大きく、該クロスフローの流速が０．２ｍ／ｓから２０ｍ／ｓであり、膜透過圧が０．１から１０ｂａｒである方法。
【請求項２】
該分離層の細孔径が、該支持材料の細孔径よりも少なくとも５μｍ大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該発酵を、１５から４０℃の温度において曝気および運動させながら実施する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
該菌株が、シゾフィルム・コムネまたはスクレロチウム・ロルフシイである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
セラミック非対称フィルター膜を使用する、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
非対称金属フィルター膜を使用する、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
非対称フィルター膜として多流路要素を使用する、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ろ過すべき該発酵ブロス中の該グルカンの濃度が少なくとも３ｇ／ｌである、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
該非対称フィルター膜を定期的に逆洗する、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
該発酵を、少なくとも１つの発酵容器を含むプラント中で実施し、バイオマスおよびグルカンを含む発酵ブロスを該プラントから側流を介して取り出し、グルカンの水溶液を該ブロスからクロスフロー精密ろ過により分別し、バイオマスを含む残留発酵ブロスの少なくとも一部を該発酵容器に再循環させる、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
該膜を、過酸化水素およびアルカリの混合物を用いて定期的間隔において洗浄し、但し、それぞれの場合において、それぞれの先行する洗浄後にｍ2膜面積当たり５０ｋｇからｍ2膜面積当たり５０００ｋｇの量の透過液が達成され次第、該洗浄を行うことを条件とする、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
該膜を、次亜塩素酸塩およびアルカリの混合物を用いて定期的間隔において洗浄し、但し、それぞれの場合において、それぞれの先行する洗浄後にｍ2膜面積当たり５０ｋｇからｍ2膜面積当たり５０００ｋｇの量の透過液が達成され次第、該洗浄を行うことを条件とする、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、β−１，３−グリコシド結合主鎖および該主鎖へのβ−１，６−グリコシド結合を有する側基を有するグルカンの水溶液を、前記グルカンを発酵ブロス中に分泌する菌株を水性培養培地中で発酵させることにより調製する方法であって、該発酵ブロスからの該グルカンの分離を非対称フィルター膜の使用により行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然鉱油堆積層において、鉱油は、不浸透性被覆層により地球表面から隔離された多孔性埋蔵岩石の空洞内に存在する。空洞は、極めて微細な空洞、毛細管、細孔などであり得る。微細細孔の首状部は、例えば約１μｍのみの直径を有し得る。天然ガス留分を含めた鉱油に加え、堆積層はより高いまたはより低い塩含有率を有する水を含む。
【０００３】
鉱油産生においては、一次産生、二次産生および三次産生に分類される。
【０００４】
一次産生において、堆積層中への坑井の堀抜き後、鉱油は、堆積層の自己圧力により坑井を介して表面にこれ自体流動する。しかしながら、一般に、堆積層のタイプに応じて堆積層中に存在する鉱油の量の約５から１０％のみを一次産生により抽出することができるにすぎず、この後は自己圧力が抽出にもはや十分でない。
【０００５】
したがって、二次産生は一次産生後に使用される。二次産生においては、鉱油の産生に役立つ坑井、いわゆる産生井に加え、さらなる坑井が鉱油担持地層中に掘削される。水および／または蒸気がこれらのいわゆる圧入井を介して堆積層中に圧入されて圧力が維持され、または再度増加される。水中での圧入により、鉱油は圧入井から出発して産生井の方向に地層中の空洞を介してゆっくり圧入される。しかしながら、このことは、空洞が油により完全に充填され、水がより粘性の油を水の前方に押出す場合に限り機能する。低粘度の水が空洞に浸透し次第、この水は最小抵抗の経路に沿ってこのときから流動し、すなわち、圧入井と産生井との間で得られた流路を介して流動し、油をもはや水の前方に押し出さない。一般に、堆積層中に存在する鉱油の量の約３０から３５％のみを一次および二次産生により抽出することができるにすぎない。
【０００６】
鉱油収率は、三次油産生措置によりさらに増加させることができることが公知である。三次鉱油産生は、好適な化学物質を油産生用の補助剤として使用するプロセスを含む。これらは、いわゆる「ポリマー攻法」を含む。ポリマー攻法においては、増粘効果を有するポリマーの水溶液が水の代わりに圧入井を介して鉱油堆積層中に圧入される。ポリマー溶液中での圧入により、鉱油は圧入井から出発して産生井の方向に地層中の前記空洞を介して圧入され、最終的に鉱油は産生井を介して抽出される。鉱油の粘度に適合されるポリマー溶液の高い粘度により、ポリマー溶液は、純水の場合と同様にもはや空洞を抜けることができず、または少なくとも容易には抜けることができない。
【０００７】
非常に多数の異なる水溶性ポリマー、すなわち、合成ポリマー、例えば、ポリアクリルアミドまたはアクリルアミドおよび他のモノマーを含むコポリマーなど、ならびにさらには天然由来の水溶性ポリマーの両方がポリマー攻法のために提案されている。
【０００８】
三次鉱油産生に好適な増粘ポリマーは、多数の規定の要件を満たさなければならない。十分な粘度に加え、ポリマーは、熱的に極めて安定であり、高い塩濃度においてもこれらの増粘効果を保持しなければならない。
【０００９】
ポリマー攻法のために重要な天然由来のポリマーのクラスは、グルコースから得られる分枝ホモ多糖を含む。グルコース単位を含む多糖は、グルカンとも称される。前記分枝ホモ多糖は、統計的表現において約３単位毎にさらなるグルコース単位へのβ−１，６−グリコシド結合を有するβ−１，３−結合グルコース単位の主鎖を有する。このような分枝ホモ多糖の水溶液は、有利な物理化学的特性を有するので、これらがポリマー攻法に特に好適である。
【００１０】
前記構造のホモ多糖は、種々の菌株により、例えば繊維状生育を示し、生育の間、約５から約２５・１０6ｇ／ｍｏｌの典型的な分子量Ｍwを有する前記構造のホモ多糖を分泌する担子菌類シゾフィルム・コムネ（Ｓｃｈｉｚｏｐｈｙｌｌｕｍ  ｃｏｍｍｕｎｅ）により分泌される（慣用名シゾフィラン）。スクレロチウム・ロルフシイ（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ  ｒｏｌｆｓｉｉ）により分泌される前記構造のホモ多糖をさらに挙げることができる（慣用名：スクレログルカン）。
【００１１】
この目的に使用される水性ポリマー溶液は、ゲル粒子または他の小粒子を全く含まないことがポリマー攻法に重要である。ミクロン範囲の寸法を有する少数の粒子でさえ、鉱油地層中の微細な細孔を閉塞し、こうして鉱油産生を少なくとも悪化させ、または停止さえさせ得る。したがって、三次鉱油産生のためのポリマーは、可能な限り小さい割合のゲル粒子または他の小粒子を有するべきである。
【００１２】
したがって、ポリマー攻法のための使用のため、前記ホモ多糖の溶液が実質的に細胞および細胞断片を含まないことが重要である。それというのも、さもなければこれらはこれらの鉱油地層を閉塞し、このことは鉱油の抽出を悪化させ、またはこの抽出を不可能とさえする。いわゆるＭｉｌｌｉｐｏｒｅろ過比（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｆｉｔｒａｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）（ＭＰＦＲ値）をポリマー溶液の良質性についての指標として使用することができる。フィルター抵抗が溶液のろ過の間の時間の過程において変化する手法が本明細書において定められる。
【００１３】
β−１，３−結合グルコース単位を含む分枝ホモ多糖を調製する方法は、公知である。
【００１４】
欧州特許出願公開第２７１９０７号明細書、同第５０４６７３号明細書および独国特許出願公開第４０１２２３８号明細書は、調製方法、すなわち、菌シゾフィルム・コムネを撹拌および曝気しながら回分発酵することにより調製を行う調製する方法を開示している。培養培地は、実質的に、グルコース、酵母抽出物、リン酸二水素カリウム、硫酸マグネシウムおよび水を含む。欧州特許出願公開第２７１９０７号明細書は、多糖を単離する方法であって、最初に培養懸濁液を遠心分離し、該多糖をイソプロパノールを用いて上澄みから沈殿させる方法を記載している。第２の方法は、加圧ろ過に続く得られた溶液の限外ろ過を含むが、この方法の詳細は開示されていない。
【００１５】
「Ｕｄｏ  Ｒａｕ，『Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｅ，Ｐｒｏｄｕｋｔｉｏｎ  ｕｎｄ  Ｅｉｇｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ  ｖｏｎ  ｅｘｔｒａｚｅｌｌｕｌａｒｅｎ  Ｐｉｌｚ−Ｇｌｕｃａｎｅｎ』，Ｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｓｓｃｈｒｉｆｔ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，１９９７，７０から９５頁」は、連続または回分発酵によるシゾフィランの調製を記載している。シゾフィランは、クロスフローろ過により分別することができる（上記文献７５頁）。細胞塊の分別のため、０．５μｍ、２μｍ、１０μｍおよび２０μｍの細孔直径を有する種々のステンレス鋼膜が試験された。しかしながら、２μｍ膜については、０．５ｇ／ｌのグルカンおよび０．５ｇ／ｌの乾燥バイオマスを含む溶液を用いて小さい透過率のみが得られた。さらに、約０．１ｇ／ｍｌの濃度の菌糸断片が残存した。したがって、第２の超微細浄化工程が提案されている（上記文献９４頁）。このようなプロセスは、極めて複雑であり、さらにステンレス鋼膜は極めて高価である。
【００１６】
「Ｕｄｏ  Ｒａｕ，Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｅｄｉｔｏｒ  Ａ．Ｓｔｅｉｎｂｕｃｈｅｌ，６巻，６３から７９頁，ＷＩＬＥＹ−ＶＣＨ出版，ニューヨーク，２００２」は、連続または回分発酵によるシゾフィランの調製を記載している。遠心分離およびクロスフロー精密ろ過が、細胞および細胞断片不含のシゾフィランの回収のために推奨されている（上記文献、７８頁、セクション１０．１）。クロスフロー精密ろ過のため、１０μｍの細孔径を有する焼結ステンレス鋼膜の使用が該文献において提案されている。しかしながら、こうして得られた透過液は、ダイアフィルトレーションにより再度精製しなければならず、必要であれば、クロスフロー精密ろ過によりさらに精製しなければならない（上記文献、７８頁、セクション１０．２）。このようなプロセスは、極めて複雑であり、さらにステンレス鋼膜は極めて高価である。
【００１７】
「ＧＩＴ  Ｆａｃｈｚｅｉｔｕｎｇ  Ｌａｂｏｒ  １２／９２，１２３３−１２３８頁」は、細胞を再循環させる分枝β−１，３−グルカンの連続調製を記載している。第１に、２００μｍの細孔径を有するステンレス鋼膜によるクロスフローろ過が、発酵循環からの分枝β−１，３−グルカンの分離のために提案されている。しかしながら、得られたポリマー含有透過液は、大量の細胞断片により依然として汚染されており、続いて第２の工程において精製しなければならない。この目的のため、ガラス繊維深層フィルターを使用する深層ろ過、３段階加圧ろ過および遠心分離が提案されている。第２の精製段階のためのさらなる方法として、著者らは、セラミック膜のクロスフローろ過の調査に成功していない。これらの実験の結果として、著者らは、クロスフロー精密ろ過が菌糸体を含有する高粘度培養懸濁液の細胞分離に好適ではないことを結論付けた。最終的に、得られた透過液は、続いて第３の精製段階においてダイアフィルトレーションにより精製される。しかしながら、このような３段階プロセスは、極めて複雑であり、したがって工業的産生プロセスに不適である。
【００１８】
国際公開第０３／０１６５４５号パンフレットは、スクレロチウム・ロルフシイを使用するスクレログルカンの連続調製法を開示している。精製のため、２０μｍの細孔径を有するステンレス鋼フィルターを使用する、少なくとも７ｍ／ｓの膜透過流速でのクロスフローろ過が記載されている。しかしながら、２０μｍフィルターは、極めて小さい粒子の分別には十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２７１９０７号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第５０４６７３号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第４０１２２３８号明細書
【特許文献４】国際公開第０３／０１６５４５号パンフレット
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｕｄｏ  Ｒａｕ，「Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｅ，Ｐｒｏｄｕｋｔｉｏｎ  ｕｎｄ  Ｅｉｇｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ  ｖｏｎ  ｅｘｔｒａｚｅｌｌｕｌａｒｅｎ  Ｐｉｌｚ−Ｇｌｕｃａｎｅｎ」，Ｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｓｓｃｈｒｉｆｔ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，１９９７，７０から９５頁
【非特許文献２】Ｕｄｏ  Ｒａｕ，Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｅｄｉｔｏｒ  Ａ．Ｓｔｅｉｎｂｕｃｈｅｌ，６巻，６３から７９頁，ＷＩＬＥＹ−ＶＣＨ出版，ニューヨーク，２００２
【非特許文献３】ＧＩＴ  Ｆａｃｈｚｅｉｔｕｎｇ  Ｌａｂｏｒ  １２／９２，１２３３−１２３８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
原則として、微細粒子の除去をより微細なフィルター膜の使用により改善することができることは事実である。しかしながら、細孔径を減少すると、フィルター膜は、次第に不所望な様式のグルカン、特に極めて高い分子量を有するフラクションも保持する。さらに、より微細な膜は、より高いフィルター圧を必要とし、したがって菌が過剰の機械的負荷に供され得る危険が増加する。細胞の破壊および溶解を回避することが意図される。それというのも、調製すべきポリマーがこれにより汚染されるからである。
【００２２】
さらに、経済的理由から、得られる水性グルカン溶液の濃度は、可能な限り高くあるべきであり、すなわち、第１に、可能な限り小さい発酵プラントを使用することができるようにするため、第２に、水性グルカン溶液を産生場所から使用場所へ輸送するにあたり可能な限りわずかな輸送労力を確保するためである。経済的理由から、少なくとも３ｇ／ｌのグルカンの濃度が追求されるべきである。このような高い濃度を有するグルカン溶液は、極めて高い粘度を有し、さらに高い構造粘度を有する。このような溶液はろ過が困難である。濃度が高ければ高いほど、ろ過工程が困難になる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の目的は、分枝β−１，３−グルカンの溶液を調製する経済的方法であって、該溶液が三次鉱油産生における使用に十分な質を有するべき方法を提供することであった。該溶液は、高い比粘度に加え、特に可能な限り低い細胞および細胞断片含有率を有するべきである。濾液については、１．２μｍのＩｓｏｐｏｒｅフィルターを用いて＜２．５のろ過性規格値ＭＰＦＲが達成されるべきである。
【００２４】
したがって、β−１，３−グリコシド結合主鎖および該主鎖へのβ−１，６−グリコシド結合を有する側基を有するグルカンの水溶液を調製するにあたり、前記構造のグルカンを分泌する菌株を水性培養培地中で発酵させ、続いてグルカンおよびバイオマスを含む該水性発酵ブロスからクロスフロー精密ろ過により得られたグルカンの水溶液を分離することを含む方法であって、支持材料の少なくとも１つの層および少なくとも１つの分離層を含む非対称フィルター膜を該クロスフロー精密ろ過に使用し、該分離層の細孔径が１μｍから１０μｍであり、該支持材料の細孔径が５μｍから１００μｍであり、但し、該分離層の細孔径が該支持材料の細孔径よりも少なくとも１μｍ大きく、該クロスフローの流速が０．２ｍ／ｓから２０ｍ／ｓであり、該膜透過圧が０．１から１０ｂａｒである方法が見出された。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】好ましいろ過装置の概略図である。
【図２】本実験および比較実験に使用される装置の概略図である。
【図３】実施例で使用した装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に関し、以下のことを特に記載することができる：
「グルカン」は、もっぱらグルコース単位から構成されるホモ多糖を意味するものと当業者により解される。本発明による方法により、グルカンの規定のクラスが調製され、特にβ−１，３−グリコシド結合グルコース単位の主鎖および該主鎖へのβ−１，６−グリコシド結合を有し、グルコース単位を含む側基を含むグルカンが調製される。好ましくは、側基は、単一のβ−１，６−グリコシド結合グルコース単位からなり、統計的表現において主鎖が３単位毎にさらなるグルコース単位へのβ−１，６−グリコシド結合を有する。
【００２７】
グルカンを分泌するこのような菌株は、当業者に公知である。例は、シゾフィルム・コムネ、スクレロチウム・ロルフシイ、スクレロチウム・グルカニクム（Ｓｃｌｅｒｏｔｉｕｍ  ｇｌｕｃａｎｉｃｕｍ）、モニリニア・フルクチゲナ（Ｍｏｎｉｌｉｎｉａ  ｆｒｕｃｔｉｇｅｎａ）、レンチヌラ・エドデス（Ｌｅｎｔｉｎｕｌａ  ｅｄｏｄｅｓ）またはボトリチス・シネラ（Ｂｏｔｒｙｔｉｓ  ｃｉｎｅｒａ）を含む。好適な菌株が、例えば欧州特許出願公開第２７１９０７号明細書および同第５０４６７３号明細書のそれぞれの場合において請求項１にさらに挙げられている。好ましくは、使用される菌株は、シゾフィルム・コムネまたはスクレロチウム・ロルフシイであり、特に好ましくはシゾフィルム・コムネであり、これは、β−１，３−グリコシド結合グルコース単位を含む主鎖上で、統計的表現において主鎖が３単位毎にさらなるグルコース単位へのβ−１，６−グリコシド結合を有するグルカンを分泌し；すなわち、グルカンは好ましくは、いわゆるシゾフィランである。典型的なシゾフィランは、約５から約２５・１０6ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量Ｍwを有する。
【００２８】
第１のプロセス工程において、菌は、好適な水性培養培地中で発酵させる。発酵の過程において、菌は上記クラスのグルカンを水性発酵ブロス中で分泌する。
【００２９】
このような菌株の発酵方法は、原則として当業者に公知であり、例えば、欧州特許出願公開第２７１９０７号明細書、同第５０４６７３号明細書、独国特許出願公開第４０１２２３８号明細書、国際公開第０３／０１６５４５号パンフレットおよび「Ｕｄｏ  Ｒａｕ，『Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｅ，Ｐｒｏｄｕｋｔｉｏｎ  ｕｎｄ  Ｅｉｇｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ  ｖｏｎ  ｅｘｔｒａｚｅｌｌｕｌａｒｅｎ  Ｐｉｌｚ−Ｇｌｕｃａｎｅｎ』，Ｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎｓｓｃｈｒｉｆｔ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，１９９７」から公知であり、これらはそれぞれの場合において好適な培養培地も挙げている。
【００３０】
本発明によれば、菌は、例えば、水性培養培地中で１５℃から４０℃、好ましくは２５から３０℃の温度、例えば約２７℃において、好ましくは曝気および運動させながら、例えばスターラーを使用して培養することができる。
【００３１】
本発明による方法において、発酵は、好ましくは、調製すべきグルカンの濃度がろ過すべき発酵ブロス中で少なくとも３ｇ／ｌになるように実行すべきである。上限は、原則として制限されない。この濃度は、それぞれの場合において使用される発酵装置により依然として取り扱うことができる粘度に依存する。
【００３２】
最後に、グルカンを含む水溶液は、溶解グルカンおよびバイオマス（細胞構成成分を有し、または有しない菌細胞）を含む発酵ブロスからクロスフロー精密ろ過により分離し、バイオマスがそれまでよりも高い濃度を有する水性発酵ブロスが残留する。
【００３３】
本方法の一実施形態において、発酵は、発酵容器中で実施し、発酵後の発酵タンクの含有物を本発明により非対称フィルター膜の使用によりろ過する。
【００３４】
本発明のさらなる実施形態において、発酵は、少なくとも１つの発酵容器を含む好適なプラント中で実施する。発酵ブロスは、プラントから側流を介して連続的に、または時々除去し、グルカンを含む水溶液を該ブロスからクロスフロー精密ろ過により分別する。バイオマスがそれまでよりも高い濃度を有する残留水性発酵ブロスは、少なくとも部分的に発酵容器に再循環させることができる。
【００３５】
クロスフロー精密ろ過プロセスは、原則として当業者に公知であり、例えば、「Ｍｅｌｉｎ，Ｒａｕｔｅｎｂａｃｈ，Ｍｅｍｂｒａｎｖｅｒｆａｈｒｅｎ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，第３版，２００７，３０９頁から３６６頁」に記載されている。該文献において、「精密ろ過」は、約０．１μｍから約１０μｍのサイズを有する粒子の除去を意味するものとして当業者により解される。
【００３６】
クロスフローろ過において、ろ過すべき液体の流れは、例えば、好適な循環ポンプにより、ろ過材料として使用される膜の表面に平行に加える。したがって、液体流は、フィルター膜上を連続的に流動し、これにより膜表面上の堆積物の形成が妨げられ、または少なくとも低減される。原則として、全てのタイプのポンプがポンプとして好適である。しかしながら、輸送すべき培地の高粘度により、特に容積移送式真空ポンプ、殊に偏心ねじポンプおよび回転ピストンポンプが有用であることが証明されている。
【００３７】
本発明によれば、非対称フィルター膜をクロスフロー精密ろ過に使用する。非対称フィルター膜は、異なる細孔径を有する少なくとも２つの異なる層からなり、すなわち、少なくとも１つの支持層および１つの分離層からなる。支持層は、比較的厚く、比較的大きい細孔を有する。支持層は、フィルター膜に機械的強度を付与する。支持層の細孔よりも微細な細孔を有する少なくとも１つの分離層は、支持層に施与されている。例えば、細孔径の計測には原則として水銀ポロシメトリーを公知の様式において使用することができる。場合により、分離層と支持層との間に１つ以上の中間層が配置されていてもよい。
【００３８】
非対称膜は、例えば、金属膜またはセラミック膜であり得る。使用される非対称膜は、好ましくは非対称セラミック膜である。非対称セラミック膜の詳細は、例えば、「Ｍｅｌｉｎ，Ｒａｕｔｅｎｂａｃｈ，Ｍｅｍｂｒａｎｖｅｒｆａｈｒｅｎ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，第３版，２００７，５１頁から５２頁」に記載されている。
【００３９】
セラミックまたは金属膜の本体は、支持材料から製造されている。これらの膜本体の好適な形態は、当業者に公知であり、当業者によりフィルター装置の設計に従って選択される。本体は、例えば、平膜または管膜として形成されていてよい。平膜は、円盤状構造である。管膜は、１つの流路（単一流路膜）または複数の流路（多流路膜）を有する管状構造である。管膜の流路の内径は、一般に１ｍｍから２５ｍｍ、特に２ｍｍから１２．５ｍｍである。流路は、円形である必要はないが、不規則形状、例えば、円形頂点を有する多角形なども可能である。管膜は、一般に０．１ｍから５ｍの長さ、好ましくは０．５から２ｍの長さである。長さ１ｍから１．２ｍの管膜が市販されている。複数の管膜については、一方を他方の後方に、または互いに平行に、場合によりさらには異なるハウジング、いわゆる膜モジュール中で配置されることも可能である。
【００４０】
セラミックフィルター膜の場合、支持材料は、多孔性無機材料、例えば、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタンなど、またはこれらの物質の混合物からなる。金属膜の場合、焼結金属、例えば、ステンレス鋼、ハステロイ、インコネルまたはチタンなどが支持材料として使用される。例えば、焼結金属支持およびセラミック分離層の材料の組合せも可能である。単一流路膜または平膜の場合、支持材料は、一般に０．０５から１０ｍｍ厚、好ましくは１ｍｍから５ｍｍ厚である。
【００４１】
多流路膜の使用が特に好ましい。多流路膜の場合、支持材料は、上記流路が通ずる成形体、例えば、円形または六角形成形体を形成する。多流路膜のためのこのような成形体の外径は、一般に５ｍｍから１００ｍｍ、好ましくは１０ｍｍから５０ｍｍである。
【００４２】
β−１，３−グリコシド結合主鎖および該主鎖へのβ−１，６−グリコシド結合を有する側基を有するグルカン溶液を調製する本発明による方法において、支持材料の細孔径は、５μｍから１００μｍ、好ましくは７μｍから１００μｍ、特に好ましくは１０μｍから６０μｍである。
【００４３】
前記値は、それぞれの場合において、細孔径Ｄ９０である。用語「細孔径Ｄ９０」は、当業者に公知である。細孔径Ｄ９０は、支持材料の細孔径分布曲線から測定され、「細孔径Ｄ９０」は、材料の細孔体積の９０％が≦細孔径Ｄ９０の細孔径を有する細孔径である。材料の細孔径分布は、例えば、水銀ポロシメトリーおよび／またはガス吸着法により測定することができる。これらの方法は、原則として当業者に公知であり、例えば、関連規格ＩＳＯ１５９０１−１ＥＮ、ＩＳＯ１５９０１−２ＥＮおよびＩＳＯ１５９０１−３ＥＮに記載されている。
【００４４】
場合により、１つ以上の中間層が支持材料に施与されていてもよい。支持層または場合により存在する中間層に続いて分離層が存在する。分離層の平均細孔径は、１から１０μｍ、好ましくは１μｍから６μｍ、特に好ましくは２μｍから５μｍである。この値は、上記のとおりＤ９０細孔径である。
【００４５】
支持層および分離層の細孔径は、支持層の細孔径が分離層よりも少なくとも１μｍ大きくなるように、当業者によりそれぞれの場合において選択される。好ましくは、支持層の細孔径は、分離層よりも少なくとも５μｍ、特に好ましくは少なくとも１０μｍ、例えば少なくとも２０μｍ大きい。
【００４６】
分離層および中間層は、例えば、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、これらの物質の混合物または金属合金からなっていてよい。分離層、中間層および支持材料については、同一の物質から製造される必要はなく；正確には異なる物質の組合せが有利であることも多い。
【００４７】
場合により存在する中間層の厚さは、１μｍから５００μｍである。分離層の平均厚さは、一般に１μｍから５０μｍ、好ましくは５μｍから２００μｍである。中間層は、それぞれ選択された支持材料の細孔径と分離層の細孔径との間の細孔径を有する。
【００４８】
本発明による方法を実施するため、非対称フィルター膜を好適なフィルター装置中に設置する。好適なフィルター装置の設計は、原則として当業者に公知である。分離層が支持材料と保持液空間との間に存在すれば有利であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
好ましくは、本発明による方法を実施するために管膜を使用することができる。管膜の場合、保持液は、好ましくは１つ以上の流路の内側に導通させ、したがって透過液は支持材料の壁部を通り透過液空間中に外側に向かって現れる。保持液が１つ以上の流路の外側に存在し、透過液が１つ以上の流路の内側に集まることは好ましくない。
【００５０】
管膜は、いわゆる単一流路要素として使用することができる。しかしながら、多流路要素の使用が好ましい。これらの要素は、同一の空間要件と組み合わせてより大きい膜面積、より簡単な設置およびしたがって実質的に低い資本コストの利点を有する。しかしながら、これらの膜要素の場合、透過液は、全支持本体に浸透して膜要素から現れなければならない。構造粘度を有する物質の場合、粘度は、低い流速において特に高く、このことにより、支持本体を通るグルカン溶液の移動がより困難になる。したがって、長い経路および支持本体を通るより複雑な透過液の流れにより、多流路要素は、シゾフィラン溶液のろ過に好適であり得ないことが想定された。
【００５１】
しかしながら、透過液の高粘度および構造粘度特性にかかわらず、多流路要素の使用が可能であり、低い膜透過圧においても高い透過液流を達成することができることが見出された。
【００５２】
本発明によれば、クロスフローの流速は、０．２ｍ／ｓから２０ｍ／ｓ、好ましくは０．５ｍ／ｓから７ｍ／ｓ、特に好ましくは１ｍ／ｓから６ｍ／ｓであるべきである。低すぎる流速は、欠点である。それというのも、循環させるべき大量の保持液により次いで膜が急速に閉塞され、高すぎる流速は不要に高いコストをもたらす。
【００５３】
膜透過圧は、一般に０．１ｂａｒから１０ｂａｒ、好ましくは０．５ｂａｒから６ｂａｒ、殊に１ｂａｒから４ｂａｒである。
【００５４】
クロスフロー精密ろ過を実施する温度は、重要ではなく、一般に５℃から１５０℃、好ましくは１０から８０℃、特に好ましくは１５から４０℃である。分別すべき細胞を死滅させることができない場合、すなわち、例えばバイオマスを再循環させる方法においては、温度は１５℃から４０℃であるべきである。
【００５５】
本発明により使用することができるフィルターユニットの好ましい実施形態を図１に示す。好ましい装置は、循環ポンプＰ、フィルターモジュールＦおよび熱交換器Ｗを含む。ポンプＰにより、フィルター装置Ｆ中に配置された膜の表面上の液体の上記クロスフローが生成される。プラント含有物は、熱交換器Ｗにより自動温度調節することができる。
【００５６】
フィルター装置Ｆは、膜が隔壁として導入されるハウジングからなる。ハウジングは、いわゆる保持液空間および透過液空間に膜により分割される。ポンプＰから到達する液体は、フィードと称され、バイオマスにより汚染されたグルカン溶液である。フィードは、少なくとも１つの供給路を介して保持液空間に流入する。液体流は、濃縮液と称され、少なくとも１つの排出路を通り保持液空間から再度現れる。保持液空間中の圧力は、透過液空間中の圧力よりも高い。圧力差は、膜透過圧と称される。フィード流の一部は、膜を通過し、透過液空間中に集まる。この通過する液体の部分は透過液と称され、バイオマスから分離されたグルカン溶液である。
【００５７】
本発明のさらなる実施形態において、回転内部部材を使用し、または膜自体を回転させることにより膜表面上で高い剪断力を得ることができる。この場合、ダイナミッククロスフローろ過という用語も使用される。ダイナミッククロスフロー精密ろ過を実施するための装置は当業者に公知であり、例えば、Ｂｕｓｓ−ＳＭＳ−Ｃａｎｃｌｅｒ  ＧｍｂＨ，Ｄｕｒｅｎ製のＤｙｎａＭｅｍモジュールという名称で入手することができる。このようなダイナミッククロスフロー精密ろ過装置の使用の場合、記載された非対称セラミック膜は円盤形態で使用される。
【００５８】
膜ろ過プラントの運転時間は、透過液を用いる定期的な逆洗により場合により延長することができる。この目的のため、保持液空間中の圧力よりも高い圧力を透過液空間中で定期的な間隔において加え、ある量の透過液を膜に通して逆方向に保持液空間中に規定の時間圧入する。この逆洗は、例えば、逆洗ポンプにより、または例えばＰａｌｌ，Ｂａｄ  Ｋｒｅｕｚｎａｃｈにより「ＢＡＣＫＰＵＬＳＥ  ＤＥＣＯＬＭＡＴＥＵＲ  ＢＦ１００」という名称で販売されているピストンシステムの使用により窒素を透過液空間中に圧入することにより行うことができる。逆洗は、１分間から５時間の間隔、好ましくは２分間から６０分間の間隔において行うべきであるが、本発明はこの時間サイクルに限定されるものではない。逆洗する透過液の量は、好ましくは、ｍ2膜面積当たり０．０５から５リットルの範囲内であるが、好ましくはｍ2膜面積当たり０．１から２リットルの範囲内である。
【００５９】
使用される発酵排液の質に応じて、使用されるフィルター膜を適切な時間において洗浄することが必要であり得る。フィルター膜の洗浄は、２０℃から１００℃、特に４０℃から８０℃の温度において好適な洗浄溶液により膜を処理することにより行うことができる。洗浄溶液として、酸（鉱酸、例えば、リン酸、硝酸など、または有機酸、例えばギ酸など）を使用することができる。酸濃度は、一般に１重量％から１０重量％の濃度である。一般に、アルカリ（例えば、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液）の使用により、より良好な洗浄効果が達成される。使用されるアルカリの濃度は、０．１重量％から２０重量％である。酸化物質、例えば、過酸化水素、次亜塩素酸塩、特に次亜塩素酸ナトリウムまたは過酢酸などの添加により、洗浄効果を実質的に改善することができる。酸化物質の濃度は、０．５重量％から１０重量％、特に１重量％から５重量％であるべきである。洗浄は、特に好ましくは、過酸化水素およびアルカリまたは過酸化水素および次亜塩素酸塩の混合物を用いて実施することができる。膜の洗浄は、プラント操業停止の間に、好ましくは膜ろ過プラント中に設置された状態で、定置洗浄システム（ＣＩＰシステム）を用いて行う。ｍ2膜面積当たり５０ｋｇからｍ2膜面積当たり５０００ｋｇの量の透過液、好ましくは、ｍ2膜面積当たり５０ｋｇからｍ2当たり１０００ｋｇの量の透過液が得られ次第、フィルター膜の洗浄を実施することが有用であることが証明されている。
【００６０】
本発明による方法により、三次鉱油産生に好適な、β−１，３−グリコシド結合主鎖および該主鎖へのβ−１，６−グリコシド結合を有する側基を有するグルカンの溶液を簡単な様式において調製することができる。
【００６１】
本発明により使用される非対称膜は経済的である。高い透過液流により、膜プラントは低い資本コストを要求し、低いエネルギー消費を有する。非対称膜は長期の耐用期間を有する。
【００６２】
産生物の良質性は、低いろ過比（ＭＰＦＲ値）により表現される良好なろ過特性から明白である。産生物のＭＰＦＲ値は、１．００１から２．５であるが、特に１．０１から２．０である。
【００６３】
シゾフィランの収率、すなわち、発酵排液中に存在するシゾフィランの量に対する、発酵排液から回収することができるシゾフィランの量は、２５％から９７％、特に３０％から９５％、殊に好ましくは５０％から９３％である。
【００６４】
グルカンの収率は、当業者に公知である、水を使用するダイアフィルトレーションプロセスにより場合により増加させることができる。
【実施例】
【００６５】
以下の実施例は、本発明をより詳細に説明するためのものである：
【００６６】
ろ過比（ＭＰＦＲ値）の決定
計測原理：
Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅろ過比（ＭＰＦＲ値）の決定において、規定のフィルターを流れる濾液の量は、時間に応じて決定する。ＭＰＦＲ値は、以下の式（Ｉ）
ＭＰＦＲ＝（ｔ190g−ｔ170g）／（ｔ70g−ｔ50g）（Ｉ）
［式中、可変部および式は、以下の意味を有する：
ｔ190g＝１９０ｇの濾液が得られる時間、
ｔ170g＝１７０ｇの濾液が得られる時間、
ｔ70g＝７０ｇの濾液が得られる時間、
ｔ50g＝５０ｇの濾液が得られる時間］により決定する。
【００６７】
したがって、それぞれの場合において、それぞれの場合において２０ｇの濾液の流動に要求される時間スパンを決定し、すなわち、ろ過プロセスにおける初期および後期において決定し、商を２つの時間スパンから算出する。ＭＰＦＲ値が大きければ大きいほど、ろ過プロセスの持続時間の増加につれて減速されるろ過速度がより大きくなる。このことは、例えばゲルまたは粒子によるフィルターの閉塞の増加を示す。
【００６８】
ＭＰＦＲ値は、以下の方法により決定する：
【００６９】
１．装置
ａ）Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ圧力ろ過装置１６２４９；フィルター直径４７ｍｍ；２００ｍｌの温浸シリンダー（φｉ＝４１ｍｍ）を有する
ｂ）Ｉｓｏｐｏｒｅ膜１．２μｍ；φ４７ｍｍ；番号ＲＴＴＰ０４７００
ｃ）秤り
【００７０】
２．グルカン溶液の調製
第１に、本実験から得られたグルカン溶液および超純水の混合物の５０ｇを調製し、すなわちグルカンの濃度が１．７５ｇ／ｌになるような比で調製する。混合物を１０分間撹拌し、均質性を視覚的に確認する。混合物が依然として不均質である場合、混合物が均質になるまでさらなる撹拌を行う。次いで、２００ｇの超純水を用いて混合物を２５０ｇの全量とする。この後、撹拌を均質化のために少なくとも１時間行い、この後に０．１ＭのＮａＯＨを用いてｐＨを６．０に調整し、次いで撹拌を再度１５分間行う。６．０のｐＨを再度確認する。混合物中のグルカンの最終濃度は、０．３５ｇ／ｌである。
【００７１】
３．ろ過試験の実施
ろ過試験は、室温（Ｔ＝２５℃）において１．０ｂａｒの圧力（圧縮空気またはＮ2）において行う。
−粗格子床を多孔板上に配置し、
−微細格子床を多孔板上に配置し、
−膜フィルターを頂部上に配置し、
−シール材（Ｏ−リング）を挿入し、
−多孔板および出口栓をシリンダーにねじ締めし、
−出口栓を閉め、
−２２０ｇ（約２２０ｍｌ）の溶液を導入し、
−上部カバーをシリンダーにねじ締めし、
−吸気管をクランプし、
−圧力を確認し、１．０ｂａｒに調整し、
−ビーカーをろ過装置下の秤り上に配置する。風袋を押す。
−出口栓を開け、
−濾液が現れなくなったら試験を停止する。
【００７２】
秤りにより、濾液の量を時間に応じて測定する。それぞれの場合において示される質量は、可視的に読み取ることができるが、無論自動的に読み取り、評価することができる。
【００７３】
保持率：
保持率Ｒは、膜の分離挙動を特性決定するために使用する（Ｍｅｌｉｎ，Ｒａｕｔｅｎｂａｃｈ，上記文献６頁参照）。
【００７４】
Ｒ＝１−ある時間における（透過液中のグルカンの濃度）をこの時間における保持液中のグルカンの濃度により割ったもの。
【００７５】
グルカンは透過液として得られるので、保持率は可能な限り低くあるべきである。精密ろ過の場合、保持率は一般に０％超である。保持率は時間の過程において変化し得るので、経時的な平均保持率を指標として記載する。
【００７６】
本発明により使用されるフィルター膜を用いると、６０％未満の平均保持率、有利な場合においてはさらに３０％未満の平均保持率が得られる。このことは、グルカンを発酵ブロスから十分に回収することができることを意味する。
【００７７】
濃縮係数：
発酵ブロスの濃縮において、濃縮係数ＭＫは重要な量である。この係数は、０時間において使用される発酵ブロスの質量を、グルカン単離の終了時の発酵ブロスの質量により割った比として定義される。濃縮係数は可能な限り大きくあるべきである。
【００７８】
本発明による方法を用いると、最大１５の濃縮係数、有利な場合においてはさらに最大３０の濃縮係数を達成することができる。
【００７９】
比較例
対称フィルター膜を使用するろ過
使用されるクロスフローろ過装置を図２に示す。この装置は、１２０リットルの容量を有する撹拌二重ジャケット受け器Ｂ１、偏心ねじポンプＰ１、管束熱交換器Ｗ１、圧力リリーフ弁Ｖ１ならびに２つのフィルターモジュールＦ１およびＦ２からなるものであった。フィルターモジュールＦ１およびＦ２は、それぞれの場合において３００秒の間隔において、それぞれの場合において２００ｍｌの透過液を用いて３方向弁Ｖ３およびＶ４により透過液を用いて逆洗し、窒素の圧力は７ｂａｒであった。容器Ｂ１の二重ジャケットおよび熱交換器Ｗ１を介してクロスフローろ過プラントの含有物を２４℃に冷却した。
【００８０】
フィルターモジュールＦ１およびＦ２において、対称管膜、すなわち、セラミックＡＴＺ（アルミナ／チタニア／ジルコニア）を含むＴＡＭＩ製の５流路要素を使用した。膜の細孔径Ｄ９０は３．５μｍであった。膜は、対称構造を有し、分離層または中間層を有しなかった。膜管の長さは１ｍであり、外径は２０ｍｍであった。モジュール要素の膜面積は０．１１ｍ2であった。流路の水力直径は６ｍｍであった。
【００８１】
本実験にはシゾフィルム・コムネを使用し、すなわち、「Ｕｄｏ  Ｒａｕ，Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ａ．Ｓｔｅｉｎｂｕｃｈｅｌ編，ＷＩＬＥＹ−ＶＣＨ出版，６巻，６３−７９頁」に記載のシゾフィランを回分発酵において調製した。発酵時間は９６時間であった。９９．６ｋｇのこの発酵ブロス（＝フィード）を容器Ｂ１（図２）中に導入し、ポンプＰ１により７ｍ3／ｈの循環速度において４ｂａｒ圧において４５分間循環させた。容器の含有物を分析し、１リットル当たり９．８グラムのシゾフィランの含有率が測定された。
【００８２】
次いで、循環速度を５．１ｍ3／ｈに設定し、１．１ｂａｒの膜透過圧を加えた。膜透過流速は５ｍ／ｓであった。フィルターモジュールから現れる透過液を回収し、秤量した。本実験の最初の１０分間の間、０．７５ｋｇの透過液が得られた。これは、２０．４ｋｇ／ｈ／ｍ２の透過液流に対応する。膜透過圧は２．９ｂａｒであった。ろ過を１６時間運転し、この時間において６．１８ｋｇの透過液が得られた。最後の１時間においては、５．４ｇの透過液のみを得ることができたにすぎなかった。それというのも、膜が事実上完全に閉塞されたからである。
【００８３】
回収された透過液を分析し、１リットル当たり６．７グラムのグルカン含有率が見出された。したがって、収率は４％にすぎなかった。透過液のＭＰＦＲ値は２．８であり、本実験の間のグルカンの平均保持率は３２％であった。濃縮係数は１．０７にすぎなかった。
【００８４】
（実施例１）
非対称フィルター膜を使用するろ過
本実施例においても、実施例１に記載のクロスフローろ過装置を使用した。フィルターモジュールＦ１およびＦ２は、それぞれの場合において１２０秒の間隔において、それぞれの場合において２００ｍｌの透過液を用いて３方向弁Ｖ３およびＶ４により透過液を用いて逆洗し、窒素の圧力は４ｂａｒであった。容器Ｂ１の二重ジャケットおよび熱交換器Ｗ１によってクロスフローろ過プラントの含有物を２２℃に冷却した。
【００８５】
ＳＩＣを含む非対称管膜、すなわち、３７流路要素（Ｓｔ．Ｇｏｂａｉｎ製の「ＣＲＹＳＴＡＲ，Ｔｙｐｅ  ＦＴ３０００」モデル）をフィルターモジュールＦ１およびＦ２において使用した。膜の細孔径Ｄ９０は３．０μｍであった。支持材料の細孔径Ｄ９０は、３０μｍであった。膜管の長さは１ｍであり、外径は３２ｍｍであった。モジュール要素の膜面積は０．４２ｍ2であった。流路の水力直径は３．４ｍｍであった。
【００８６】
本実験には実施例１に記載の発酵排液を使用した。１１５ｋｇのこの発酵ブロス（＝フィード）を容器Ｂ１中に導入し、ポンプＰ１により４ｂａｒ圧および７ｍ3／ｈの循環速度において５０分間循環させた。容器の含有物を分析し、１リットル当たり８．７グラムのシゾフィランの含有率が測定された。
【００８７】
この後、循環速度を４．１ｍ3／ｈに設定し、１．１ｂａｒの膜透過圧を加えた。膜透過流速は１．７ｍ／ｓであった。フィルターモジュールから現れる透過液を回収し、秤量した。透過液取り出しの開始５０分後、２５ｋｇの発酵ブロスを容器Ｂ１に添加した。透過液取り出しの開始１６時間２０分後、４０ｋｇの発酵ブロスを容器Ｂ１に添加し、循環速度を６．５ｍ3／ｈに設定した。この時間まで、７７ｋｇの透過液が得られた。これは、５．６ｋｇ／ｍ２／ｈの平均透過液流に対応する。本実験の開始から２０時間後、さらなる５５ｋｇの発酵ブロスを容器Ｂ１に添加した。本実験の開始後２２．５時間後、１０９ｋｇの透過液が透過液容器中で回収された。透過液を分析した。
【００８８】
この第１のろ過工程における透過液のＭＰＦＲ値は、１．３であった。シゾフィランの含有率は、１リットル当たり６．９グラム（この時間までの平均保持率２６％）であり、７／ｓにおける粘度は１３８０ｍＰａ・ｓであった。
【００８９】
ここで透過液のための回収容器を交換し、さらなる２０ｋｇの発酵ブロスを容器Ｂ１に添加し、ろ過をさらに１９．５時間運転した。この時間において、さらなる８５ｋｇの透過液が得られた。これは、５．１ｋｇ／ｈ／ｍ２の平均透過液流に対応する。
【００９０】
第２のろ過工程の間に回収された透過液を分析した。ＭＰＦＲ値は１．２であり、シゾフィランの含有率は１リットル当たり７．８グラム（全実験にわたる平均保持率２９％）であり、７／ｓにおける粘度は１５６０ｍＰａ・ｓであった。
【００９１】
したがって、両方のろ過工程にわたる収率は６４％であった。濃縮係数は４．２であった。
【００９２】
考察
比較例および実施例の値を以下の表１に再度列記する。
【００９３】
【表１】
2013514067.tif 000002
【００９４】
これらの実験は、本発明によりろ過された産生物が、ＭＰＦＲ値の決定の間に１．２μｍフィルターを閉塞し得る実質的に少ない構成成分を含むことを示す。本発明による方法を用いると、発酵ブロスをさらに大きい程度に濃縮することができる。本発明による方法における収率は、対称フィルター膜を使用する比較例における収率よりもかなり高く、さらに非対称フィルター膜を使用する本発明による実施例における保持率は、対称フィルター膜を使用する比較例における保持率よりもかなり低い。
【００９５】
（実施例２）
非対称フィルター膜を使用するろ過
本実施例においても、実施例１に記載のクロスフローろ過装置を使用した。しかしながら、透過液逆洗のために、装置は２つの「ＢＡＣＫＰＵＬＳＥ  ＤＥＣＯＬＭＡＴＥＵＲ  ＢＦ１００」ピストンシステム（図３参照、位置Ｂ３およびＢ４）を備えた。フィルターモジュールＦ１およびＦ２は、それぞれの場合において９００秒の間隔において、それぞれの場合において１００ｍｌの透過液を用いてボール弁Ｖ３およびＶ４により透過液を用いて逆洗し、窒素の圧力は１０ｂａｒであった。
【００９６】
容器Ｂ１を包囲する二重ジャケットおよび熱交換器Ｗ１を使用してクロスフローろ過ユニットの含有物を２９℃から３０℃に温度制御した。
【００９７】
アルミナを含む非対称管膜、すなわち、１９流路要素（Ｐａｌｌ製の「ＭＥＭＢＲＡＬＯＸ，Ｔｙｐｅ  ＥＰ１９４０」モデル）をフィルターモジュールＦ１およびＦ２において使用した。膜の細孔径Ｄ９０は５．０μｍであった。支持材料の細孔径Ｄ９０は、１２μｍであった。膜管の長さは１０２０ｍｍであった。膜管は、丸みのついた角を有する六角形の形状を有し、２つの対向する角間の距離は３１ｍｍであり、２つの対向する縁間の距離は２８ｍｍである。モジュール要素の膜面積は０．２４ｍ2であった。流路の直径は４ｍｍであった。
【００９８】
本実験は、比較例に記載のとおり調製された、１リットル当たり８．３グラムのシゾフィランを含有する発酵排液を用いて実施した。本実験の開始時、１００ｋｇのこの発酵ブロス（＝フィード）を容器Ｂ１中に導入し、ポンプＰ１の循環速度を２．８ｍ3／ｈに設定し、膜透過圧を０．９ｂａｒに設定した。膜透過流速は１．６ｍ／ｓであった。フィルターモジュールから現れる透過液を回収し、秤量した。透過液取り出しの開始２０分後、４１ｋｇの発酵ブロスを容器Ｂ１に添加した。透過液取り出しの開始１０時間３５分後、膜透過圧は１．８ｂａｒに上昇した。透過液取り出しを中断した。この時間まで、１００．６ｋｇの透過液が得られた。これは、１９．８ｋｇ／ｍ2／ｈの平均透過液流に対応する。透過液を分析した。この第１のろ過工程における透過液のＭＰＦＲ値は、１．７であった。シゾフィランの含有率は、１リットル当たり６．３グラムであった。
【００９９】
ここで透過液のための回収容器を交換し、さらなる１０７ｋｇの発酵ブロスを容器Ｂ１に添加し、膜透過圧を１．２ｂａｒに設定した。この第２のろ過工程の開始から７時間５５分後、２４．３ｋｇの透過液が回収された。これは、６．４ｋｇ／ｍ2／ｈの平均透過液流に対応する。この第１のろ過工程における透過液の分析は、１．６のＭＰＦＲ値および１リットル当たり７．４グラムのシゾフィランの含有率を示した。
【０１００】
ここで透過液のための回収容器を交換し、ろ過をさらに１５時間運転した。この時間において、さらなる４７．２ｋｇの透過液が得られ、膜透過圧は１．５ｂａｒに上昇した。平均透過液流は６．６ｋｇ／ｈ／ｍ2であった。第３のろ過工程の間に回収された透過液を分析した。ＭＰＦＲ値は２．２であり、シゾフィランの含有率は１リットル当たり７．７グラムであった。
【０１０１】
３つのろ過工程にわたるグルカンの収率は５７％であり、濃縮係数は３．３であり、保持率は２８％であった。
【図１】
2013514067.tif 000003
【図２】
2013514067.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
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