氨控制裝置及氨控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種氨控制方法，其為控制培養槽內培養液的氨濃度的氨控制方法，其使用氨控制裝置控制該培養槽內培養液的氨濃度，所述氨控制裝置至少具備向該培養槽供給氨的氨供給器、響應該培養槽內培養液的非離子化氨的氨傳感器和連接于該氨供給器及該氨傳感器的控制部，所述氨控制方法包括在所述控制部中執行的以下步驟：非離子化氨濃度計算步驟：通過將來自所述氨傳感器的信號代入校正曲線算出所述培養槽內含有的培養液的非離子化氨濃度，所述校正曲線代表培養槽內含有的培養液的非離子化氨濃度與來自所述氨傳感器的信號之間的關系；以及氨供給指示步驟：在算出的非離子化氨濃度低于指定濃度的情況下，對所述氨供給器發出向所述培養槽內供給氨的指示。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種氨控制裝置及氨控制方法，特別涉及一種控制培養槽內培養液的氨濃度的氨控制裝置及氨控制方法。
技術介紹
目前，氨作為用于發酵的必須的營養物質即氮的供給源是非常重要的。作為測定氨濃度的現有技術，存在使用離子電極的技術。例如，在專利文獻1的方法中，將發酵液中的氨濃度控制在一定濃度以下，用更高的pH值培養發酵菌。由此，減少在堿性物質的發酵生產時向培養基添加的平衡離子，結果，大幅度地簡略了制造工序。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：國際公開第2006/038695號冊
技術實現思路
專利技術要解決的問題但是，在上述的現有技術中，具有如下問題點：通過所述技術難以直接地控制發酵液中的氨濃度、即難以在培養中直接地測定或控制培養槽內的氨濃度。即，如圖9(表示現有的氨濃度控制的處理的一例的流程圖)所示，具有如下問題點：為了得知培養液中的總氨濃度(NH3和NH4+的合計濃度)，需要以下一系列的操作：從培養槽內取樣培養液(步驟SA-1)，將該取樣的培養液混入至強堿性的反應液(例如NaOH)(步驟SA-2)，在將存在的氨轉化為非離子化氨(NH3)的狀態下、在培養槽外連續地進行測定(步驟SA-3)。即，難以在培養槽外無菌地測定該取樣的培養液，另外，由于測定中使用的培養液與強堿性的反應液(例如、NaOH)進行混合，因此，不能返回到培養槽內，所以，必須廢棄，越提高測定頻率，越浪費培養液，因此，實際上可以測定的次數很有限(步驟SA-4)。另外，在培養槽內氨連續地被消耗，另外，氨消耗速度不固定，因此，如圖9所示，存在如下問題點：即使通過上述的取樣操作而空出間隔來測定氨濃度(步驟SA-5)，也不能得知短時間中的傾向(趨向)，因此，不能將培養液中的氨濃度控制為一定濃度(步驟SA-6)。而且，鑒于上述現有的問題點，存在如下問題：即使利用離子電極測定在培養液中一部分存在的非離子化氨(NH3)，不容易校正為了修正在培養中產生的誤差。這是因為，為了進行校正，為了得知目前的正確的氨濃度，需要取樣培養液而與強堿性的反應液進行混合，在將培養液中的氨轉化非離子化氨(NH3)的狀態下測定總氨濃度。即，這是因為，在一般的發酵中，培養液中的pH值為弱酸性至弱堿性(pH5～9左右)，作為在培養液中存在的氨中的一部分或幾乎全部作進行了離子化的狀態作為離子化氨離子(NH4+)而存在，因此，僅通過上述的離子電極測定的非離子化氨(NH3)的濃度，難以求出培養液中的總氨濃度(NH3與NH4+的總計濃度)。因此，不能正確地控制總氨濃度。本專利技術是鑒于上述情況而完成的專利技術，其目的在于，提供一種可以一邊連續地任意地控制培養液中的氨濃度、一邊進行培養的氨控制裝置及氨控制方法。解決問題的方法為了實現這種目的，本專利技術提供下述的方法及裝置。(1)一種控制培養槽內培養液的氨濃度的氨控制方法，其是使用氨控制裝置控制該培養槽內的氨濃度的氨控制方法，所述氨控制裝置至少具備向該培養槽供給氨的氨供給器、對該培養槽內培養液的非解離型氨進行響應的氨傳感器、以及連接于該氨供給器及該氨傳感器的控制部，所述氨控制方法包括在所述控制部中執行的以下步驟：制作校正曲線的步驟：制作表示所述培養槽內的非離子化氨濃度與來自所述氨傳感器的信號的關系的校正曲線；非離子化氨濃度計算步驟：將來自所述氨傳感器的信號代入所述校正曲線從而算出所述培養槽內的非離子化氨濃度；以及氨供給指示步驟：在算出的非離子化氨濃度低于指定濃度的情況下，對所述氨供給器發出向所述培養槽內供給氨的指示。(2)上述的氨控制方法，其進一步包括制作校正曲線的步驟：制作表示所述培養槽內的非離子化氨濃度與來自所述氨傳感器的信號的關系的校正曲線。(3)上述的氨控制方法，其中，所述氨控制裝置進一步連接于測定所述培養槽內培養液的pH值的pH傳感器，所述氨控制方法進一步包括在所述控制部中執行的計算總氨濃度的步驟：基于表示所述培養槽內的非離子化氨濃度及理解型氨濃度在各pH值下的存在率的氨解離曲線，由所述非離子化氨濃度及來自所述pH傳感器的pH值通過所述非離子化氨濃度計算步驟計算總氨濃度，所述非離子化氨濃度通過所述算出非離子化氨濃度的步驟算出，在所述氨供給指示步驟中，使用所述總氨濃度代替所述非離子化氨濃度。(4)上述氨控制方法，其包括：準備設置在所述培養槽外的外置氨傳感器，其為測定非離子化氨濃度的氨傳感器，獲取利用所述外置氨傳感器測定培養液的非解離型氨的濃度時來自所述外置氨傳感器的信號作為校正用信號，所述培養液在從所述培養槽中采樣后進行了充分的堿性化使氨離子轉化為非離子化氨；以及所述氨控制方法進一步包括在所述控制部中執行的校正步驟：其對所述校正曲線進行校正，使得基于所述校正曲線由所述校正用信號算出的非離子化氨濃度與在所述總氨濃度計算步驟算出的總氨濃度相一致。(5)上述氨控制方法，其中，所述氨控制裝置連接于所述外置氨傳感器，所述氨控制方法進一步包括在所述控制部中執行的輸入校正用信號的步驟：輸入來自所述外置氨傳感器的信號作為校正用信號。(6)利用發酵法制造目標物質的方法，其包括在含有培養液的培養槽中培養具有目標物質生產能力的微生物，并從培養物中采集目標物質，所述方法一邊利用上述氨控制方法控制所述培養液中的氨濃度一邊進行培養。(7)上述的制造方法，其中，所述目標物質為L-氨基酸、有機酸、核酸、醇或蛋白質。(8)上述的制造方法，其中，所述目標物質為選自L-賴氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸中的堿性氨基酸。(9)上述的制造方法，其包括：在總培養工序中的至少一部分期間，將培養液中的總氨濃度調整為一定濃度范圍，從而削減作為所述堿性氨基酸的抗衡離子使用的硫酸根離子和/或氯化物離子的使用量。(10)上述的制造方法，其中，所述一定濃度范圍為300mM以下。(11)上述的制造方法，其中，所述一定濃度范圍為200mM以下。(12)上述的制造方法，其中，所述一定濃度范圍為100mM以下。(13)一種氨控制裝置，其至少具備：向培養槽供給氨的供給器、氨傳感器以及控制部，其中，所述氨傳感器對該培養槽內培養液中的非解離型氨進行響應，所述控制部連接于所述氨供給器和所述氨傳感器，所述控制部：制作表示所述培養液中的非離子化氨濃度與來自所述氨傳感器的信號的關系的校正曲線，通過將來自所述氨傳感器的信號代入所述校正曲線，算出所述培養液中的非離子化氨濃度，在算出的非離子化氨濃度低于指定濃度的情況下，對所述氨供給器發出向所述培養槽內供給氨的指示。(14)上述的氨控制裝置，其進一步連接于測定所述培養槽內培養液的pH值的pH傳感器，其中，所述控制部進一步基于表示所述培養液中的非離子化氨濃度及解離型氨濃度在各pH值下的存在率的氨解離曲線，由所述非離子化氨濃度及來自所述pH傳感器的pH值計算總氨濃度，所述非離子化氨濃度利用所述非離子化氨濃度算出機構算出，以及使用所述總氨濃度代替所述非離子化氨濃度。(15)上述的氨控制裝置，其中，所述控制部進一步具備：校正機構：其校正所述校正曲線，使得基于所述校正曲線由校正用信號算出的非離子化氨濃度與在所述總氨濃度計算機構算出的總氨濃度相一致，所述校正用信號為如下獲取的信號：準備設置在所述培養槽外的外置氨傳感器，其為測定非解離型氨濃度的氨傳感器，利用所述外置氨傳感器測定培養液的非解離型氨的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制培養槽內培養液的氨濃度的氨控制方法，其是使用氨控制裝置控制該培養槽內的氨濃度的氨控制方法，所述氨控制裝置至少具備：向該培養槽供給氨的氨供給器、對該培養槽內培養液的非解離型氨進行響應的氨傳感器、以及連接于該氨供給器及該氨傳感器的控制部，所述氨控制方法包括在所述控制部中執行的以下步驟：非離子化氨濃度計算步驟：將來自所述氨傳感器的信號代入校正曲線算出所述培養槽內的非離子化氨濃度，所述校正曲線表示所述培養槽內的非離子化氨濃度與來自所述氨傳感器的信號之間的關系；以及氨供給指示步驟：在算出的非離子化氨濃度低于指定濃度的情況下，對所述氨供給器發出向所述培養槽內供給氨的指示。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.10.02 JP 2013-2075191.一種控制培養槽內培養液的氨濃度的氨控制方法，其是使用氨控制裝置控制該培養槽內的氨濃度的氨控制方法，所述氨控制裝置至少具備：向該培養槽供給氨的氨供給器、對該培養槽內培養液的非解離型氨進行響應的氨傳感器、以及連接于該氨供給器及該氨傳感器的控制部，所述氨控制方法包括在所述控制部中執行的以下步驟：非離子化氨濃度計算步驟：將來自所述氨傳感器的信號代入校正曲線算出所述培養槽內的非離子化氨濃度，所述校正曲線表示所述培養槽內的非離子化氨濃度與來自所述氨傳感器的信號之間的關系；以及氨供給指示步驟：在算出的非離子化氨濃度低于指定濃度的情況下，對所述氨供給器發出向所述培養槽內供給氨的指示。2.如權利要求1所述的氨控制方法，其進一步包括制作校正曲線的步驟：制作表示所述培養槽內的非離子化氨濃度與來自所述氨傳感器的信號之間的關系的校正曲線。3.如權利要求1或2所述的氨控制方法，其中，所述氨控制裝置進一步連接于測定所述培養槽內培養液的pH值的pH傳感器，所述氨控制方法進一步包括在所述控制部中執行的總氨濃度計算步驟：基于表示所述培養槽內的非離子化氨濃度及氨離子濃度在各pH值下的存在率的氨解離曲線，由所述非離子化氨濃度及來自所述pH傳感器的pH值計算總氨濃度，所述非離子化氨濃度通過所述非離子化氨濃度計算步驟算出，在所述氨供給指示步驟中，使用所述總氨濃度代替所述非離子化氨濃度。4.如權利要求3所述的氨控制方法，其包括：準備設置在所述培養槽外的外置氨傳感器，其為測定非解離型氨濃度的氨傳感器，獲取利用所述外置氨傳感器測定培養液的非解離型氨的濃度時來自所述外置氨傳感器的信號作為校正用信號，所述培養液在從所述培養槽中采樣后進行了充分的堿性化使氨離子轉化為非離子化氨；以及所述氨控制方法進一步包括在所述控制部中執行的校正步驟：其對所述校正曲線進行校正，使得基于所述校正曲線由所述校正用信號算出的非離子化氨濃度與在所述總氨濃度計算步驟算出的總氨濃度相一致。5.如權利要求4所述氨控制方法，其中，所述氨控制裝置連接于所述外置氨傳感器，所述氨控制方法進一步包括在所述控制部中執行的輸入校正用信號的步驟：輸入來自所述外置氨傳感器的信號作為校正用信號。6.利用發酵法制造目標物質的方法，其包括在含有培養液的培養槽中培養具有目標物質生產能力的微生物，并從培養物中采集目標物質，所述方法一邊利用權利要求1～5所述的方法控制所述培養液中的氨濃度一邊進行培養。7.如權利要求6所述的方法，其中，所述目標物質為L-氨基酸、有機酸、核酸、醇或蛋白質。8.如權利要求7所述的方法，其中，所述目標物質為選自L-賴氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸中的堿性氨基酸。9.如權利要求8所述的方法，其包括：在總培養工序中的至少一部分期間，將培養液中的總氨濃度調整為一定濃度范圍，從而削減作為所述堿性氨基酸的抗衡離子使用的硫酸根離子和/或氯化物離子的使用量。10.如權利要求9所述的方法，其中，所述一定濃度范圍為300mM以下。11.如權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：竹下亮，
申請(專利權)人：味之素株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP