JP3142395B2 - 培養装置用消泡装置 - Google Patents

培養装置用消泡装置

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JP3142395B2 JP04274889A JP27488992A JP3142395B2 JP 3142395 B2 JP3142395 B2 JP 3142395B2 JP 04274889 A JP04274889 A JP 04274889A JP 27488992 A JP27488992 A JP 27488992A JP 3142395 B2 JP3142395 B2 JP 3142395B2
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/02Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of foam
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    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements

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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明に係る培養装置用消泡装置
は、酵母菌や乳酸菌等の微生物、或は植物細胞を培養す
る際に、培養液を撹拌するのに伴なって発生する泡を消
す為に使用する。
【0002】
【従来の技術】近年バイオテクノロジーの分野で各種微
生物を使用して、遺伝子の組み変え等の実験を行なう事
が多くなっている。この様なバイオテクノロジーに関す
る実験に使用する微生物は、純粋なものが多量に必要に
なる為、実験室に於いて培養する必要がある。この為従
来から、例えば図2に示す様な培養装置を使用して、微
生物等の培養を行なっていた。
【0003】この培養装置は、各種制御機構を内装した
中空の基台1の上面に、中空円筒状の支持筒2を介して
円筒状の培養器本体3を設けている。この培養器本体3
の上端に固定した外向フランジ4の上面には、短円筒状
のガラスシリンダ5の下端部に固定した外向フランジ6
を螺子によって結合しており、培養器本体3の上方にガ
ラスシリンダ5を液密に装着している。これら培養器本
体3とガラスシリンダ5とで培養槽7を構成している。
【0004】培養槽7の内側には、この培養槽7と同心
に撹拌軸14を回転自在に設けており、培養槽7を構成
する培養器本体3の内側に於いて撹拌軸14に撹拌翼を
外嵌固定している。この撹拌軸14は、培養作業中に培
養すべき微生物等と培養液との接触を良好にすべく、撹
拌翼を介して培養液を撹拌する為に設ける。
【0005】上記培養器本体3の側面には、この培養器
本体3内のPH値や溶存酸素濃度等、微生物の培養に必要
とされる各種データを測定する為のセンサ8が装着され
ている。図2に於いて9は培養器本体3とガラスシリン
ダ5とに囲まれた培養空間内の気体を排出する為の排気
管で、途中にフィルタ10と開閉弁11とを設けてい
る。
【0006】又、培養槽7を構成するガラスシリンダ5
の内側に於いて撹拌軸14の上端部に、消泡羽根12を
外嵌固定している。この消泡羽根12は、前記支持筒2
内を貫通して設けた撹拌軸14に外嵌固定した撹拌翼に
よって培養液を撹拌した場合に発生する泡を消す為に設
けている。13は、上記撹拌翼の回転時に培養液の撹拌
が効率良く行なわれる様にする為の、邪魔板である。
【0007】上述の様に構成される培養装置を用いて微
生物等の培養を行なう場合、培養器本体3内に培養すべ
き微生物等と培養液(培地)とを入れ、この培養器本体
3内の状態をセンサ8からの信号に基いて微生物等の増
殖に最適な状態を保ちつつ、培養を行なう。
【0008】培養作業を行なう間、上記撹拌軸14を回
転させ、この回転軸14に外嵌固定した撹拌翼を介して
培養液を撹拌するが、この際、前述した様に撹拌に伴な
って泡が発生する。培養作業を効率良く行なうには、上
記泡を確実に取り除く(消す)必要がある為、上記培養
装置に於いては前述した様に消泡羽根12を設け、この
消泡羽根12により上記泡を破壊する様にしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た消泡羽根12による消泡は不十分であり、培養作業の
効率化が抑えられる原因となっていた。即ち、消泡羽根
12は撹拌軸14と共に回転自在とすべく、その先端が
培養槽7を構成するガラスシリンダ5(或は邪魔板1
3)内周面と干渉しない様、両者の間に或る程度の隙間
を設けている。この結果、培養液を撹拌する事によって
発生した泡の一部は、消泡羽根12に衝突する事なく上
記隙間を介して培養槽7内を流れ、この消泡羽根12の
存在に拘らず、破壊されない。この為、上記泡の存在に
より培養作業の効率化が抑えられてしまう。
【0010】撹拌に伴なって発生する泡を消す為に、上
記消泡羽根12を設けず、代って消泡剤を培養槽内に投
入し、化学的に消泡する方法も知られているが、この様
な消泡剤を用いる消泡作業は、培養すべき微生物等に悪
影響を及ぼす事がある為、採用出来ない場合がある。
【0011】本発明の培養装置用消泡装置は、上述の様
な事情に鑑みて考えられたものである。
【0012】
【課題を解決する為の手段】本発明の培養装置用消泡装
置は、蓋体により密閉自在な筒状の培養槽内に中間部に
撹拌翼を外嵌固定した撹拌軸を回転自在に設けて成る培
養装置に付設され、培養槽内の培養液を撹拌する事によ
って発生する泡を消す為のものである。この様な本発明
の培養装置用消泡装置は、上記撹拌軸の中間位置にその
一端を、撹拌軸の回転を自在としたまま支持した支持腕
と、この支持腕の中間部に回転自在に支持された回転軸
と、この回転軸の一部で上記液面よりも上方位置に固定
した輪状の散液板と、上記撹拌軸の回転力を増速して上
記回転軸に伝達する増速伝達手段と、一端を培養液中
に、他端を散液板の上方に、それぞれ位置させた管路
と、この管路の一端から吸引した培養液を他端から吐出
させる送液ポンプとを備えている。
【0013】
【作用】上述の様に構成される本発明の培養装置用消泡
装置により、培養液を撹拌するのに伴なって発生する泡
を消す際の作用は次の通りである。
【0014】培養作業を行なうべく撹拌軸を回転させる
と、増速伝達手段を介して回転軸が回転し、更にこの回
転軸の下端に固定された散液板が回転する。又、上記撹
拌軸が回転を始めるのと同時に送液ポンプが駆動され、
培養槽内の培養液が管路の一端から吸引されつつ管路の
他端から上記散液板の上面に向けて吐出される。
【0015】上記管路の他端から吐出された培養液は、
高速で回転する散液板上面に落ち、遠心力に基づいてこ
の散液板の外周縁から四方に飛散する。そして、飛散し
た培養液の液滴は、培養液の液面から上方に成長する泡
と衝突し、この泡を破壊する。
【0016】
【実施例】次に図示の実施例に就いて説明する。図1は
本発明の培養装置用消泡装置の要部を示す縦断面図であ
る。
【0017】前記図2に示す様に、培養器本体3とガラ
スシリンダ5とから構成される培養槽7の上端開口は、
蓋体17により密閉自在である。この蓋体17の内面中
心部には短筒状の支持壁18を形成し、この支持壁18
の内側に、上記培養槽7の中心部に設けた撹拌軸14の
上端部を、滑り軸受19を介して回転自在に支持してい
る。又、撹拌軸14の中間部には撹拌翼15を固定して
いる。
【0018】上記撹拌軸14の中間部で、培養液16の
液面16aよりも上方位置には、滑り軸受20を介して
支持腕21の一端部(図1の右端部)を支持している。
更に、この支持腕21の中間部に穿設した通孔内には、
滑り軸受22を介して回転軸23の中間部を支持してい
る。この回転軸23の下端は上記液面16aよりも上方
に位置し、その上端は後述する第一の歯車26よりも下
方に位置する。そして、回転軸23の下端に円輪状の散
液板24を、回転軸23と同心に固定している。
【0019】上記回転軸23は、増速伝達手段25を介
して前記撹拌軸14と連結し、回転軸14が回転するの
に伴なってこの撹拌軸14よりも高速で回転する。
【0020】即ち、上記増速伝達手段25を、撹拌軸1
4の上端部に外嵌固定した第一の歯車26と、回転軸2
3の上端部に外嵌固定した第四の歯車29と、上下両端
部を蓋体17及び支持腕21の他端部(図1の左端部)
にそれぞれ支持された軸部材30に、それぞれ回転自在
に支持された第二、第三の歯車27、28とから構成し
ている。
【0021】更に詳しく説明すると、後述する管路31
の他端側の一部を成す軸部材30の上端部を、蓋体17
に穿設した通孔32を通じて蓋体17の上面から突出さ
せると共に、その下端部を上記支持腕21の他端部に穿
設した通孔33に挿通している。そして、上記軸部材3
0の蓋体17から突出した上端部に挟持部材34を圧入
若しくは螺合し、この挟持部材34と軸部材30に形成
した外向フランジ状部30aとの間で蓋体17を挟持し
ている。軸部材30の通孔32挿通部分には、Oリング
35を設け、当該部分の気密、液密を保持する。又、軸
部材30下端部は支持腕21に対し、螺子36により固
定する。
【0022】上述した様に蓋体17と支持腕21との間
で支持固定された軸部材30の中間部には、上記第一の
歯車26と噛合する。この第一の歯車26よりも十分に
小径の第二の歯車27と、前記第四の歯車29と噛合す
る、この第四の歯車29よりも大径の第三の歯車28と
を、それぞれ滑り軸受37、38を介して外嵌支持して
いる。これら第二、第三の歯車27、28は、筒部39
を介して一体とされており、第二の歯車27が回転する
のに伴なって第三の歯車28も回転する。45は、これ
ら第二、第三の歯車27、28が軸方向にずれ動くのを
防止する抑え部材である。
【0023】上述の様に、増速伝達手段25を構成する
第一〜第四の歯車26〜29の内、第二の歯車27を第
一の歯車26よりも小径とし、第三の歯車28を第二の
歯車27よりも大径とし、第四の歯車29を第三の歯車
28よりも小径としている為、下端に散液板24を固定
した回転軸23は、撹拌軸14に比べて高速(例えば1
0倍速)で回転する。実際の場合、上記撹拌軸14の回
転速度は300〜500r.p.m である為、上記した条件
下では回転軸23の回転速度は3000〜5000r.p.
m 程度となる。
【0024】第二、第三の歯車27、28を外嵌支持す
ると共に、管路31の一部を成す軸部材30の下端開口
には、管40の上端を接続し、この管40の下端開口を
上記散液板24の端部上面に対向させている。又、この
軸部材30の上端部で蓋体17から突出した部分には、
途中に送液ポンプ41を設けた管42の一端を接続して
いる。管42の他端側は、蓋体17の外周寄り部分に形
成した別の通孔43を貫通して、培養液16中に挿入し
ている。管42の蓋体17貫通部分の気密、液密はOリ
ング44により保持する。この為、送液ポンプ41を駆
動すれば、管42の他端から吸引された培養液16が、
散液板24の上面に送り出される。
【0025】上述の様に構成される本発明の培養装置用
消泡装置を用いて、培養液16を撹拌する事で生じる泡
を消す際の作用は、次の通りである。
【0026】即ち、培養作業を行なうべく撹拌軸14を
回転させると、第一〜第四の歯車26〜29より構成さ
れる増速伝達手段25を介して回転軸23が、高速で回
転する。又、送液ポンプ41を駆動すれば、培養槽7内
の培養液16が管路31を構成する管42から吸引さ
れ、同じく管路31を構成する軸部材30、管40を経
て、散液板24の上面に送り出される。
【0027】管40から送り出された培養液16は、高
速回転する散液板24上面に落ち、遠心力に基づいてこ
の散液板24の外周縁から四方に飛散する。これら飛散
した培養液16の液滴は、培養液16の液面16aから
上方に成長する泡と衝突してこの泡を破壊する。
【0028】この様に本発明に於いては、培養液16の
液滴により培養液16の液面16aのほぼ全範囲に亙っ
て消泡出来る為、確実に、しかも培養すべき微生物等に
何ら悪影響を及ぼす事なく、消泡する事が可能となる。
【0029】尚、本実施例に於いては増速伝達手段25
を、第一〜第四の歯車26〜29により構成している
が、本発明の培養装置用消泡装置はこれに限定される事
はなく、例えばプーリ等により増速伝達手段25を構成
する事も出来る。又、本実施例に於いては散液板24を
一個設けているだけであるが、これを液面16a上方に
等間隔に複数個設ける事も可能である。この様に散液板
24を複数個設ければ、飛散した液滴がより一層、液面
16aの全域に行き亙り、消泡を確実にする。
【0030】
【発明の効果】本発明の培養装置用消泡装置は、上述の
様に構成され作用する為、培養すべき微生物等に何ら悪
影響を及ぼす事なく確実に消泡出来、培養作業をより効
率良く行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す縦断面図。
【図2】本発明の対象となる培養装置の1例を示す正面
図。
【符号の説明】
1 基台 2 支持筒 3 培養器本体 4 外向フランジ 5 ガラスシリンダ 6 外向フランジ 7 培養槽 8 センサ 9 排気管 10 フィルタ 11 開閉弁 12 消泡羽根 13 邪魔板 14 撹拌軸 15 撹拌翼 16 培養液 16a 液面 17 蓋体 18 支持壁 19、20 滑り軸受 21 支持腕 22 滑り軸受 23 回転軸 24 散液板 25 増速伝達手段 26 第一の歯車 27 第二の歯車 28 第三の歯車 29 第四の歯車 30 軸部材 30a 外向フランジ状部 31 管路 32、33 通孔 34 挟持部材 35 Oリング 36 螺子 37、38 滑り軸受 39 筒部 40 管 41 送液ポンプ 42 管 43 通孔 44 Oリング 45 抑え部材

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓋体により密閉自在な筒状の培養槽内に
    中間部に撹拌翼を外嵌固定した撹拌軸を回転自在に設け
    て成る培養装置に付設され、培養槽内の培養液を撹拌す
    る事によって発生する泡を消す培養装置用消泡装置であ
    って、上記撹拌軸の中間位置にその一端を、撹拌軸の回
    転を自在としたまま支持した支持腕と、この支持腕の中
    間部に回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の一
    部で上記液面よりも上方位置に固定した輪状の散液板
    と、上記撹拌軸の回転力を増速して上記回転軸に伝達す
    る増速伝達手段と、一端を培養液中に、他端を散液板の
    上方に、それぞれ位置させた管路と、この管路の一端か
    ら吸引した培養液を他端から吐出させる送液ポンプとを
    備えた、培養装置用消泡装置。
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