| 研究課題/領域番号 |
03650775
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
化学工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
荒井 康彦 九州大学, 工学部, 教授 (50005435)
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| 研究分担者 |
石田尾 徹 九州大学, 工学部, 助手 (90212901)
古屋 武 九州大学, 工学部, 助手 (10219131)
岩井 芳夫 九州大学, 工学部, 助教授 (80176528)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1992年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1991年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 気体溶解度 / 酸素 / 培養培地 / 水溶液 / リン酸水素二カリウム / リン酸二水素カリウム / グルコース / マルトース / 塩化ナトリウム / 硫酸アンモニウム / スクロ-ス |
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| 研究概要 |
バイオテクノロジーのプロセス設計においては、培地に対する酸素の溶解度が基礎的知見として、きわめて重要である。そこで、生物培養培地に対する酸素の溶解度測定装置を作製した。測定原理は静置法(飽和法)とし、培養培地に酸素を接触させ、圧力減少から溶解度を求めた。装置の主要部は、生物培養培地を入れるガラス平衡セル、そのセルを恒温に保つための恒温槽、酸素を入れるシリンダー、系内を脱気するための真空ポンプ、脱気時に培地溶液の損失を防ぐために培地を固化する冷却器、および酸素の圧力を測定するための圧力測定系から構成される。
まず、酸素の純水に対する溶解度を測定し、文献値との比較を試みることで測定法の健全性を確証した。ついで、培地成分として重要な電解質である塩化ナトリウム、硫酸アンモニウムおよび糖類のスクロースを取り上げ、それぞれを含む水溶液(単1成分、2成分、3成分を含む水溶液)に対する酸素の溶解度を測定した。また、リン酸源、カリウム源、緩衝用としても用いられるリン酸二カリウムならびにリン酸水素二カリウムを取り上げた。さらに、炭素源として重要であり、気体の溶解度に大きな影響(塩析効果)をもつ糖に着目し、グルコース、マルトースを含む各水溶液についても酸素の溶解度の測定を行った。測定温度は、標準温度である25℃および実際の培養温度である30℃および37℃とした。
得られた酸素の溶解度データに対し、Scaled-Particle理論に立脚した工学的に有用な溶解度の推算式を適用したところ、ほぼ満足な結果が得られた。すなわち、各系に含まれるイオンおよび糖に必要とされるポテンシャルパラメータ(引力パラメータおよびサイズパラメータ)を適切に与えることにより、工学的に満足すべき精度で推算できた。
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