JP2005211083A - 固体培養装置における培養原料の盛込装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型化する培養装置に適した小型の盛込装置で、複数の培養装置へ原料を盛り込む。
【解決手段】 培養床１壁面の略法線方向に定めた軌道上を往復移動する移動コンベア４から前記培養床１へ培養原料７を盛り込む装置であって、独立又は連動して前記軌道上を往復移動する複数のコンベア２,３を多段に積層して移動コンベア４を構成してこの移動コンベア４の全長を伸縮可能にし、複数の培養室の培養床１,１,１,１における各軌道の交点を移動コンベア４の旋回中心とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体培養装置における培養原料、例えば回転円板固体培養装置における麹基質の盛込装置に関する。

固体培養装置へ培養原料を盛り込む装置として、ベルトコンベアが多用されている。ベルトコンベアを用いた従来の盛込装置は、一般に上段の供給コンベアと下段の移動コンベアとから構成されている。移動コンベアは、培養床上を壁面の略法線方向に往復移動可能になっており、搬送シュートで送られてきた培養原料は一度供給コンベア上に堆積させ、この供給コンベアから下段の移動コンベアに落とした後、移動コンベアを往復移動させながら培養床へ培養原料を盛り込んでいたのである。この種の盛込装置としては、盛り込んだ培養原料の堆積層の層厚を一定にするものが特許文献１にみられる。

特開平6-327466号

上記ベルトコンベアからなる盛込装置は、装置構成が単純である利点を有する反面、思いのほか設置面積を必要とする欠点がある。前記欠点を克服するため、従来は、隣り合う培養装置の間に正逆回転可能な供給コンベアを配し、この供給コンベアの両端へ別体の移動コンベアを設けて、各培養床に対してそれぞれの移動コンベアを往復移動させていた。しかし、この場合でも設置面積の節約には程遠く、移動コンベアは培養装置と同数必要であった。

また、近年に至っては、移動コンベアが培養装置が大型化する際のボトルネックになることがわかってきた。これまで説明してきたとおり、培養床上を往復移動するのは移動コンベアである。このため、培養装置が大型化、すなわち培養床の大型化が、移動コンベアの長尺化を要求することになり、培養原料の盛込のためだけに広い設置面積を盛込装置に割り当てなければならなくなる。また、長尺化した盛込装置においては、移動コンベアの慣性が大きくなり、制御が難しくなる問題点がある。

そこで、装置構成が簡単であるという利点を持つベルトコンベアからなる盛込装置を基本として、一方において、大型化する培養装置において安定かつ培養床の全面にわたって均一な培養原料を盛り込めるようにし、他方において、培養装置が大型化するのに対抗して逆に小型化を図って設置又は作動に要する面積の削減を目指し、かつ複数の培養装置に対してできるだけ少ない数で対応できる盛込装置を開発すべく、装置構造について検討することにした。

検討の結果開発したものが、複数の培養室の培養床における各軌道又はこれら軌道の延長線の交点を移動コンベアの旋回中心とした盛込装置である。この盛込装置における移動コンベアは進退するコンベアが単一である単層の移動コンベアであってもよいが、上記多層のコンベアから構成する移動コンベアであるとより好ましい。移動コンベアを旋回させることにより、１体の移動コンベアから複数の培養床へ原料を盛り込むことができるようになり、盛込装置の設置数を減らすことができる。

盛込装置と培養床との位置関係は、盛込装置の旋回中心から等距離、すなわち旋回中心を中心とする円周上に培養床を配する場合が基本で、移動コンベアの軌道は培養床の最内周に向かって延びる略半径方向にある。旋回中心が各軌道の延長線の交点にある場合には、旋回した盛込装置は軌道方向に前進した後、移動コンベアを伸長することになる。特に、移動コンベアが本発明の多層のコンベアで構成される盛込装置においては、移動コンベアの最大伸長状態で届く範囲であれば、異なる径の培養床を自由に配しても構わないが、操作又は制御を簡単にするために前記同様円周上に同径の培養床を配する方が好ましい。更に、多数の培養床を数組に分け、各組にそれぞれ異なる旋回中心を設けて、移動コンベアを前記複数の旋回中心の間で移動可能にすれば、１体の盛込装置でより多くの培養床へ原料を盛り込むことができるようになる。

また、本発明の上記移動コンベアを旋回させることにより、１体の移動コンベアから複数の培養床へ原料を盛り込む移動コンベアは従来公知のものでも有効であるが、移動コンベアが、本発明で提案するような独立又は連動して前記軌道上を往復移動する複数のコンベアを多段に積層して移動コンベアを構成した盛込装置とするとよい。最上段のコンベア上には、培養原料を供給する供給コンベアを配し、各段のコンベアはほぼ同長とするのがよい。培養原料は、最上段のコンベアから順に各段のコンベアへと落としていき、最下段のコンベアから盛り込む場合を基本とするが、移動コンベアの伸縮状態によっては、途中の段のコンベアを省略して培養原料を落としたり、途中の段のコンベアから培養原料を盛り込んだり、最上段のコンベアから直接盛り込んだりしてもよい。

移動コンベアを複数のコンベアの積層により構成することで、各段のコンベア単体の長さは短くでき、盛込装置としての設置面積を減少させる。この設置面積の減少は、培養床外における移動コンベアの移動面積をも削減する。しかも、各段のコンベアが短くできるので、前進した各段のコンベアを支持することも比較的容易である。また、各段のコンベアが短いということは、それぞれの自重が軽くなることを意味し、駆動力も少なくて済む。そして、こうした短いコンベアを独立又は連動して往復移動させることにより、移動コンベアとしての全長を、従来よりも細かく調整することができる。

本発明の盛込装置により、大型化する培養床への原料の盛込を可能にしつつ、一方では設置面積を削減し、また培養床外における移動コンベアの移動範囲を小さくすることで、より効率的な空間利用を実現し、他方では盛込装置自体の設置数を削減して装置の導入コスト、そしてメンテナンスコストを削減することができる。

大型の培養床へ原料が盛り込めることは、一度に大量の原料を処理できるようになることを意味し、製品単価の低減に寄与することができる。また、旋回する盛込装置は、盛込装置の移動を最小限に抑えて複数の培養床への原料の盛込に要する時間を短縮し、単位時間当たりの処理量を高めることになり、同じく製品単価の低減に務めることができる。このように、本発明の盛込装置は、装置自体の経済性と、運用面における製品の低廉化とに効果があるのである。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。より好ましい移動コンベアの例は、円形の培養床１の略法線方向に定めた直線軌道上を独立又は連動して往復移動する、上コンベア２と下コンベア３とを積層して移動コンベア４を構成し、この移動コンベア４上に供給コンベア５を配した盛込装置６であり、図１は上コンベア２、下コンベア３を共に前進させ、最内周へ原料７を盛り込めるように移動コンベア４を最大限伸長した盛込装置６の部分破断側面図(伸縮状態Ａ)、図２は同伸縮状態Ａにおける盛込装置６と培養床１の関係を示した平面図(図中各コンベアのみを図示)であり、図３は上コンベア２、下コンベア３を共に後退させ、移動コンベア４を最大限縮退した状態の盛込装置６の部分破断側面図(伸縮状態Ｄ)である。上コンベア２、下コンベア３には、個別に駆動装置を取り付け、両者の独立又は連動を図る制御装置を盛込装置に設けているが、各図においては駆動装置、制御装置は省略している。

本発明の盛込装置６は、図１又は図２に見られるように、基台８の最上層に供給コンベア５を位置固定し、この供給コンベア５の下方、基台８内に設けた収納レール９上に、独立又は連動して往復移動する上コンベア２と下コンベア３とを配している。上コンベア２と下コンベア３とは、共に前進した状態で供給コンベア５から下コンベア３の先端までの長さが、培養床１の最内周へ原料７を盛り込める長さとなり、図３に見られるように、共に後退し、積層状態で供給コンベア５下方に格納できる。なお、本例は基台８が床置式であるが、天井からの吊下式にしても構わない。

移動コンベア４を構成する上コンベア２と下コンベア３とは、それぞれ基台８に設けた収納レール９と、この収納レール９に続く培養床１内に懸架された延設レール10に支持されて、培養床１の略法線方向の軌道上を往復移動する。延設レール10は、通常、培養床１内に常設してあり、原料７を盛り込むときのみ、培養床１壁面に設けた扉(図示せず)を開いて基台８の収納レール９と連続して、上コンベア２、下コンベア３の往復移動に供するものである。

培養床１に対する原料７の盛込位置と移動コンベア４の伸縮関係を説明する。図４は伸縮状態Ａから上コンベア２、下コンベア３を共に後退させて中間周へ原料７を盛り込めるようにした盛込装置６の部分破断側面図(伸縮状態Ｂ)、図５は伸縮状態Ｂから更に上コンベア２、下コンベア３を後退させて最外周へ原料７を盛り込めるようにした盛込装置６の部分破断側面図(伸縮状態Ｃ)である。原料７は、まず搬送シュート11から供給コンベア５上へ堆積され、供給コンベア５から上コンベア２へ、上コンベア２から下コンベア３へと段階的に運ばれ、下コンベア３先端から培養床１へ盛り込まれる。

本例の盛込装置は、培養床の最内周から原料を盛り込み始め、上コンベア２と下コンベア３とが協調しながら共に後退し(図１、図４及び図５参照)、培養原料を盛り込む下コンベア３の先端が連続的に変位することにより、培養床の半径方向での連続的な原料の盛込を実現する。実際には、盛込時に培養床は回転しているから、下コンベア３が半径方向に横断する間に、培養原料は培養床の全域にわたる薄層を形成する。このように、本例の盛込装置は、薄層多段方式により培養床に培養原料を盛り込む。

移動コンベア４の伸縮を決定する上コンベア２又は下コンベア３の進退は、自由に組み合わせることができる。本例のように、上コンベア２と下コンベア３とを協調させて同時に後退させるほか、上コンベア２を前進位置から後退位置へと３段階に後退させ、各前進位置に対して下コンベア３を前進位置から後退位置へと変位させたり、上コンベア２は前進位置、後退位置の２段階に変位させ、各位置に対して下コンベア３を前進位置から後退位置へと変位させてもよい。この上コンベア２又は下コンベア３の進退の組合せは、培養床の形状、大きさを勘案して決定し、プログラミングできる。

上記伸縮状態Ａ〜Ｃ(図１、図４及び図５)を経て原料７の盛込が終わると、上コンベア２と下コンベア３とは、共に収納レール９上にまで後退し、図３(伸縮状態Ｄ)に見られるように、供給コンベア５下方に格納できる。図３から明らかなように、本発明の盛込装置６は非常にコンパクトにまとめることができ、大型化する培養床の設置面積確保に役立つ。更に、この小型であるという利点を活かし、次のような盛込装置６を実現できるようになる。

図６は、ほぼ円周上に並ぶ４基の培養床１,１,１,１の略法線方向の軌道を前記円周の中心で交差させ、この交点を旋回中心12とした盛込装置６の部分破断側面図、図７は同盛込装置６の旋回状態を表した平面図である。この例では、４基の培養床１が90度ずつ離れた円周上に並び、移動コンベア及び供給コンベアが一体となった盛込装置６自体が旋回中心12を軸に水平回動する。これにより、１基の盛込装置６で４機の培養床１,１,１,１への原料の盛込が可能となる。本発明の盛込装置６は比較的コンパクトなので、図６に見られるような狭いスペースでの旋回が容易なのである。こうして、培養床１を含めた装置の設置面積を抑えることができ、ひいては装置の導入コストを削減できるようになる。

盛込装置６の旋回中心12は、３基以上の培養床においては、各培養床１への軌道の交点として一義的に定まる。しかし、２基の培養床においては、各培養床の軌道が互いに斜行する関係においてのみ交点が求められるが、特別な例として、図８に見られるように、２基の培養床１の軌道が直線上に並ぶ場合には交点として旋回中心を求めることができない。この場合の旋回中心は、互いの軌道が並ぶ直線上であれば限定されないが、それぞれの培養床１,１における最内周の盛込位置からの距離が等しい地点を旋回中心12とするのが好ましい。これにより、盛込装置６の移動コンベア４の長さを最小に抑えられるからである。

移動コンベア４の伸縮長さを大きくすれば、図９に見られるように、不規則に配置された６基の培養床１に対して、１基の盛込装置６で対応できる。また、図10に見られるように、図６の旋回する盛込装置６の旋回中心12を移動用レール13に従って、３基ずつ２組の培養床１の島14,14の間で往復させるようにして、１基の盛込装置６で多数の培養床１に対応させてもよい。上述したように、本発明の盛込装置６はコンパクトであるため、限られた空間で密に配置された複数の培養床１の隙間をぬって旋回並びに移動させることができ、各培養床１の配置間隔を狭くして、従来に比べて設置面積を削減できるようになる。

盛込装置の部分破断側面図(伸縮状態Ａ)である。 同伸縮状態Ａにおける盛込装置と培養床の関係を示した平面図である。 盛込装置の部分破断側面図(伸縮状態Ｄ)である。 盛込装置の部分破断側面図(伸縮状態Ｂ)である。 盛込装置の部分破断側面図(伸縮状態Ｃ)である。 ４基の培養床の並ぶ円周の中心を旋回中心とした盛込装置の部分破断側面図である。 ４基の培養床の並ぶ円周の中心を旋回中心とした盛込装置の旋回状態を表した平面図である。 ２基の培養床の並ぶ直線上に旋回中心を設けた盛込装置の旋回状態を表した平面図である。 ６基の培養床に対応して旋回する盛込装置及び各培養床の配置関係を表した平面図である。 ３基ずつ２組の培養床の島の間で往復させた盛込装置及び各培養床の配置関係を表した平面図である。

符号の説明

１ 培養床
２ 上コンベア
３ 下コンベア
４ 移動コンベア
５ 供給コンベア
６ 盛込装置
７ 原料
８ 基台
９ 収納レール
10 延設レール
11 搬送シュート
12 旋回中心
13 移動用レール
14 培養床の島

Claims (2)

1. 培養床壁面の略法線方向に定めた軌道上を往復移動する移動コンベアから前記培養床へ培養原料を盛り込む装置であって、複数の培養室の培養床における各軌道又は該軌道の延長線の交点を移動コンベアの旋回中心として、培養床外における移動コンベアの設置数を減少したことを特徴とする固体培養装置における培養原料の盛込装置。
2. 培養床壁面の略法線方向に定めた軌道上を往復移動する移動コンベアから前記培養床へ培養原料を盛り込む装置が、独立又は連動して培養床壁面の略法線方向に定めた軌道上を往復移動するように個別に駆動装置を取り付け、両者の独立又は連動を図る制御装置を設けた複数のコンベアを多段に積層して移動コンベアを構成し、培養床外における移動コンベアの設置面積を減少した装置である請求項１記載の固体培養装置における培養原料の盛込装置。

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