直面した課題
1. 酸素移動効率の限界と設備負荷
急激な菌体増殖のタイミングで、溶存酸素不足が繰り返し発生していました。これを補うために過剰なエアレーションを試みましたが、既存コンプレッサーの容量が限界に達し、高額な大容量コンプレッサーの増設が避けられない状況でした。
2. シール摩耗と汚染リスク
高速回転が求められる発酵プロセスの特性上、既存の上部撹拌機に使用されていたメカニカルシールの摩耗による異物混入リスクが継続的に懸念されていました。
3. スケールアップ工程の不安定性
パイロット段階とは異なり、10kL大型タンクでは流体フローのデッドゾーンが発生していました。特にアンモニア投入時にタンク下部へ沈降する問題があり、全体的な混合均一性が低下していました。
SEDNA ENGのソリューション
1. Down-Flow強化型インペラ設計
SEDNA ENGのエンジニアリングチームは、CFDシミュレーションを通じて、Down-Flow（下向流）を最大化する特殊インペラ形状を適用しました。これにより、気泡が液面へすぐに浮上することを抑制し、タンク下部へ強く循環させることで、気体の滞留時間（Gas Hold-up）を大幅に向上させました。
2. メカニカルシールのない完全密閉構造
マグネチックカップリング方式を採用することで、高速回転時にも摩耗部品が発生しないクリーンなプロセスを実現しました。これにより、汚染リスクを根本から遮断しました。
PROBLEM
SOLUTION
- 導入結果
01
溶存酸素（DO）移動効率の向上
インペラ形状の最適化により、同一のエアレーション条件でも酸素移動効率を高め、コンプレッサー負荷を低減しました。
02
コンプレッサー容量マージンの確保
限界に達していた空気注入量に余裕を確保し、大型コンプレッサー増設に伴う投資費用（CAPEX）を削減しました。
03
プロセス安定性・再現性の向上
アミノ酸生産の重要工程である増殖区間において、安定したDO維持が可能となり、バッチ間のばらつき低減と生産性向上に貢献しました。