JP3176553B2 - 液体撹拌装置 - Google Patents
液体撹拌装置Info
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- JP3176553B2 JP3176553B2 JP09963596A JP9963596A JP3176553B2 JP 3176553 B2 JP3176553 B2 JP 3176553B2 JP 09963596 A JP09963596 A JP 09963596A JP 9963596 A JP9963596 A JP 9963596A JP 3176553 B2 JP3176553 B2 JP 3176553B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器内に収容させ
た液体中の粒子浮遊状態を改善する液体撹拌装置に関す
る。
た液体中の粒子浮遊状態を改善する液体撹拌装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、撹拌槽内に収容した液体を撹拌す
る撹拌機には大別して２つの方法がある。前者は図１に
示すように、モ−タ（図示せず）に連動して回転するシ
ャフト１の下端に撹拌翼（インペラ）２を取付け、該撹
拌翼２を容器４内に収容した液体５中に配し、該撹拌翼
を回転させることによりに二種以上の液体を撹拌混合さ
せて液体等を混合させていた。また後者は図２に示すよ
うに、モ−タ（図示せず）を内蔵した基台７に連動させ
る載置台６を該基台の上方に水平に取付け、該載置台６
上に容器４を載置させた状態でモ−タを作動させると、
載置台６が前後左右方向に揺動したり、または、一定半
径で回動することにより該載置台６上に載置した容器４
内の液体を撹拌混合させている。ここでいう液体とは、
水などのような低粘度ものから油などの中、高粘度のも
のを含む概念であり、また、混合する物質は液体同志と
は限らず、液体中に各種動植物細胞などの粒子や粒状の
固体物質を均一に混合させる場合も含むものである。
る撹拌機には大別して２つの方法がある。前者は図１に
示すように、モ−タ（図示せず）に連動して回転するシ
ャフト１の下端に撹拌翼（インペラ）２を取付け、該撹
拌翼２を容器４内に収容した液体５中に配し、該撹拌翼
を回転させることによりに二種以上の液体を撹拌混合さ
せて液体等を混合させていた。また後者は図２に示すよ
うに、モ−タ（図示せず）を内蔵した基台７に連動させ
る載置台６を該基台の上方に水平に取付け、該載置台６
上に容器４を載置させた状態でモ−タを作動させると、
載置台６が前後左右方向に揺動したり、または、一定半
径で回動することにより該載置台６上に載置した容器４
内の液体を撹拌混合させている。ここでいう液体とは、
水などのような低粘度ものから油などの中、高粘度のも
のを含む概念であり、また、混合する物質は液体同志と
は限らず、液体中に各種動植物細胞などの粒子や粒状の
固体物質を均一に混合させる場合も含むものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した如く図１に示
す容器４内の液体５を撹拌混合させるには、液体中に配
置させた撹拌翼２を回転させると該撹拌翼の周辺部分で
は該液体が良好に撹拌混合するが、該撹拌翼２から離れ
た個所では液体の混合は効率的に行なわれなかった。即
ち、回転する撹拌翼２の上下両側にリング形をした撹拌
混合されないデッドスペ−スａ、ｂが該液体中に夫々生
じるため、該液体が均一に混合させられるまでには長い
時間を必要としていた。さらに、栄養分などを溶かした
液体５中で各種動植物細胞などを培養する場合に問題と
なるのは、回転する撹拌翼２近傍での高剪断場である。
即ち、各種動植物細胞に栄養を補給するためには、栄養
分を含む液体を撹拌させる必要があるが、撹拌翼２を該
液体中で回転させることにより培養中の各種動植物細胞
が剪断されて破壊されてしまう場合があった。
す容器４内の液体５を撹拌混合させるには、液体中に配
置させた撹拌翼２を回転させると該撹拌翼の周辺部分で
は該液体が良好に撹拌混合するが、該撹拌翼２から離れ
た個所では液体の混合は効率的に行なわれなかった。即
ち、回転する撹拌翼２の上下両側にリング形をした撹拌
混合されないデッドスペ−スａ、ｂが該液体中に夫々生
じるため、該液体が均一に混合させられるまでには長い
時間を必要としていた。さらに、栄養分などを溶かした
液体５中で各種動植物細胞などを培養する場合に問題と
なるのは、回転する撹拌翼２近傍での高剪断場である。
即ち、各種動植物細胞に栄養を補給するためには、栄養
分を含む液体を撹拌させる必要があるが、撹拌翼２を該
液体中で回転させることにより培養中の各種動植物細胞
が剪断されて破壊されてしまう場合があった。
【０００４】他方、基台７に内蔵したモ−タ（図示せ
ず）と連動する載置台６を前後左右方向に揺動させたり
回動させることによって、該載置台６上に載置させた容
器４ａ内に収容した液体を撹拌混合させる場合、撹拌翼
を有していないため液体中の各種動植物細胞が破壊され
ることはなかった。しかし、該容器４内の液体は、該容
器と同様に移動するため栄養分を含む液体の撹拌効率が
悪くて短時間では効率よく撹拌できなかった。そのた
め、該容器の中央底部に出現する粒子滞留部、即ち、デ
ッドスペ−スを解消することができず、各種動植物細胞
全体に栄養を十分補給することができないという問題点
を有していた。本発明は、モ−タにより揺動または回動
させられる揺動板上に載置させた容器内に液体を収容
し、該液体中に整流棒を浸漬させて該容器と整流棒を同
期して移動させながら該容器内の液体を攪拌混合させる
ことを目的とする。
ず）と連動する載置台６を前後左右方向に揺動させたり
回動させることによって、該載置台６上に載置させた容
器４ａ内に収容した液体を撹拌混合させる場合、撹拌翼
を有していないため液体中の各種動植物細胞が破壊され
ることはなかった。しかし、該容器４内の液体は、該容
器と同様に移動するため栄養分を含む液体の撹拌効率が
悪くて短時間では効率よく撹拌できなかった。そのた
め、該容器の中央底部に出現する粒子滞留部、即ち、デ
ッドスペ−スを解消することができず、各種動植物細胞
全体に栄養を十分補給することができないという問題点
を有していた。本発明は、モ−タにより揺動または回動
させられる揺動板上に載置させた容器内に液体を収容
し、該液体中に整流棒を浸漬させて該容器と整流棒を同
期して移動させながら該容器内の液体を攪拌混合させる
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、モ−タにより前後左右方向に揺動または
回動させる揺動板と、該揺動板の動きと同期させて同じ
く前後左右方向に揺動または回動させる整流棒とからな
り、前記揺動板に樹立させた支柱に取付ける連結板に複
数の補助連結板を取付けて該補助連結板の下方に夫々前
記整流棒を装着し、前記揺動板を揺動又は回動させるこ
とにより該揺動板上に載置させた複数の容器内に該液体
を収容し、前記整流棒を該液体中に浸漬して、回転する
ことなく前記揺動板と同期して移動させることによりそ
れぞれ撹拌混合させることを特徴とするものである。
決するために、モ−タにより前後左右方向に揺動または
回動させる揺動板と、該揺動板の動きと同期させて同じ
く前後左右方向に揺動または回動させる整流棒とからな
り、前記揺動板に樹立させた支柱に取付ける連結板に複
数の補助連結板を取付けて該補助連結板の下方に夫々前
記整流棒を装着し、前記揺動板を揺動又は回動させるこ
とにより該揺動板上に載置させた複数の容器内に該液体
を収容し、前記整流棒を該液体中に浸漬して、回転する
ことなく前記揺動板と同期して移動させることによりそ
れぞれ撹拌混合させることを特徴とするものである。
【０００６】モ−タに連動する揺動板上に容器を載置
し、該容器内に収容した液体中に他の液体または各種動
植物細胞や粒状の固体物質等を混入して前記モ−タを作
動させて前後左右方向に揺動または回動させる揺動板上
の該容器と、該容器内の液体中に浸漬させた整流棒とを
同期させながら移動または回動させることにより、該容
器内の液体を撹拌混合させる。この容器が前後左右方向
に揺動したり回動すると、該容器内の液体の動きが前記
整流棒によって整えられてマクロ混合が促進し、ついで
液体の流れが乱れてミクロ混合を促進するため、該液体
中にデッドスペ−スの発生を防いで効率よく液体を撹拌
混合することができる。
し、該容器内に収容した液体中に他の液体または各種動
植物細胞や粒状の固体物質等を混入して前記モ−タを作
動させて前後左右方向に揺動または回動させる揺動板上
の該容器と、該容器内の液体中に浸漬させた整流棒とを
同期させながら移動または回動させることにより、該容
器内の液体を撹拌混合させる。この容器が前後左右方向
に揺動したり回動すると、該容器内の液体の動きが前記
整流棒によって整えられてマクロ混合が促進し、ついで
液体の流れが乱れてミクロ混合を促進するため、該液体
中にデッドスペ−スの発生を防いで効率よく液体を撹拌
混合することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に係る第１の実施の形態に
ついて説明すると、図３、４において、１０は揺動装置
の本体で、下部四隅部に高さを調整して水平を保つため
夫々脚部１１、１１を回動可能に取付けてある。この本
体１０に内蔵したモ−タ（図示せず）に連動させた平板
状の揺動板１２を、該本体の上方に配置させてあり、こ
の揺動装置の回転数は５０〜２５０ｒｐｍ、好ましくは
８０〜１５０ｒｐｍである。この揺動板１２の端部に支
柱１４を樹立して取付け、該支柱１４に後端を連結させ
た連結板１５の先端下方に整流棒１７を着脱可能に取付
けるようにしてある。この整流棒１７の径は太いほど液
体の撹拌効果は高いが、必要以上に太くする必要はな
く、容器内径の５〜５０％の径を有しておれば良好な結
果を得ることが判明した。１９はモ−タをＯＮ、ＯＦＦ
するためのスイッチ、２０は揺動板１２の移動量を調整
するための回動式のハンドルで、このハンドルを回動さ
せることにより揺動板の移動量を大きくすることができ
る。この整流棒１７は必ずしも揺動板１２に取付ける必
要はないが、前記揺動板１２の動きと同期して連動して
移動または回動するようにしてある。
ついて説明すると、図３、４において、１０は揺動装置
の本体で、下部四隅部に高さを調整して水平を保つため
夫々脚部１１、１１を回動可能に取付けてある。この本
体１０に内蔵したモ−タ（図示せず）に連動させた平板
状の揺動板１２を、該本体の上方に配置させてあり、こ
の揺動装置の回転数は５０〜２５０ｒｐｍ、好ましくは
８０〜１５０ｒｐｍである。この揺動板１２の端部に支
柱１４を樹立して取付け、該支柱１４に後端を連結させ
た連結板１５の先端下方に整流棒１７を着脱可能に取付
けるようにしてある。この整流棒１７の径は太いほど液
体の撹拌効果は高いが、必要以上に太くする必要はな
く、容器内径の５〜５０％の径を有しておれば良好な結
果を得ることが判明した。１９はモ−タをＯＮ、ＯＦＦ
するためのスイッチ、２０は揺動板１２の移動量を調整
するための回動式のハンドルで、このハンドルを回動さ
せることにより揺動板の移動量を大きくすることができ
る。この整流棒１７は必ずしも揺動板１２に取付ける必
要はないが、前記揺動板１２の動きと同期して連動して
移動または回動するようにしてある。
【０００８】この揺動板１２上に載置させた容器４内に
収容した液体５中に栄養分と各種動植物細胞等の粒子を
混入させた状態でスイッチ１９を入れてモ−タを駆動さ
せると、該モ−タに連動する揺動板１２が前後左右方向
に揺動または回動するため、該揺動板上に載置させた容
器４内の液体５も同様に移動する。この場合、容器４内
には揺動板１２と同時に連動する整流棒１７が位置して
いるので、該容器内の液体は該揺動板１２と同期して移
動する整流棒１７によってその流動が促進され、従来の
揺動撹拌機と相違して一段と効果的に撹拌混合する。
収容した液体５中に栄養分と各種動植物細胞等の粒子を
混入させた状態でスイッチ１９を入れてモ−タを駆動さ
せると、該モ−タに連動する揺動板１２が前後左右方向
に揺動または回動するため、該揺動板上に載置させた容
器４内の液体５も同様に移動する。この場合、容器４内
には揺動板１２と同時に連動する整流棒１７が位置して
いるので、該容器内の液体は該揺動板１２と同期して移
動する整流棒１７によってその流動が促進され、従来の
揺動撹拌機と相違して一段と効果的に撹拌混合する。
【０００９】この揺動装置は、水等の粘度の低い通常の
液体の場合、水平面上を前後左右方向に移動または回動
させて液体の撹拌混合を促進し、液体中に溶けている栄
養分が一層流動して該液体中の各種動植物細胞に万遍な
く栄養を補給できる。また、液体の種類または粘度の違
いによっては傾斜面や波面上を前後左右方向に移動また
は回動させると、液体の撹拌効果を一層高めることがで
きる。この整流棒１７は図１に示した従来の回転撹拌機
の撹拌翼と異なって回転しない構成のため、該容器４と
同期して該整流棒が前後左右方向に揺動または回動する
ため、各種動植物細胞の粒子が該整流棒１７によって剪
断されることがない。揺動板１２の運動量は、揺動装置
の本体１０に設けたハンドル２０を回動して一定範囲内
で調整することができる。
液体の場合、水平面上を前後左右方向に移動または回動
させて液体の撹拌混合を促進し、液体中に溶けている栄
養分が一層流動して該液体中の各種動植物細胞に万遍な
く栄養を補給できる。また、液体の種類または粘度の違
いによっては傾斜面や波面上を前後左右方向に移動また
は回動させると、液体の撹拌効果を一層高めることがで
きる。この整流棒１７は図１に示した従来の回転撹拌機
の撹拌翼と異なって回転しない構成のため、該容器４と
同期して該整流棒が前後左右方向に揺動または回動する
ため、各種動植物細胞の粒子が該整流棒１７によって剪
断されることがない。揺動板１２の運動量は、揺動装置
の本体１０に設けたハンドル２０を回動して一定範囲内
で調整することができる。
【００１０】図５は第２の実施態様を示すもので、モ−
タ（図示せず）を内蔵した本体１０上に該モ−タに連動
する揺動板１２を配し、該揺動板上に樹立させた支柱１
４に略水平に取付けた連結板１５に複数の補助連結板１
５ａを夫々取付け、該補助連結板の下面に必要数の整流
棒１７ａを夫々取付け、同じく揺動板１２上に載置させ
た複数の容器４内に収容した液体中に浸漬させて配置し
てある。そのため、モ−タを作動させることにより揺動
板１２を前後左右方向に揺動させたり、または、回動さ
せると各整流棒１７ａおよび容器４も同時に該揺動板１
２と同期して移動し、その結果、複数の容器４内の液体
は夫々撹拌混合させられる。この場合、該容器内の液体
に加わる慣性力によって移動する液体の動きは、該整流
棒１７ａによって整えられてデッドスペ−スの発生を防
いで短時間に液体を撹拌混合することができる。
タ（図示せず）を内蔵した本体１０上に該モ−タに連動
する揺動板１２を配し、該揺動板上に樹立させた支柱１
４に略水平に取付けた連結板１５に複数の補助連結板１
５ａを夫々取付け、該補助連結板の下面に必要数の整流
棒１７ａを夫々取付け、同じく揺動板１２上に載置させ
た複数の容器４内に収容した液体中に浸漬させて配置し
てある。そのため、モ−タを作動させることにより揺動
板１２を前後左右方向に揺動させたり、または、回動さ
せると各整流棒１７ａおよび容器４も同時に該揺動板１
２と同期して移動し、その結果、複数の容器４内の液体
は夫々撹拌混合させられる。この場合、該容器内の液体
に加わる慣性力によって移動する液体の動きは、該整流
棒１７ａによって整えられてデッドスペ−スの発生を防
いで短時間に液体を撹拌混合することができる。
【００１１】この実施態様における整流棒１７を図６、
７に基づいてさらに詳細に説明すると、２１、２１ａは
透明または不透明なアクリル樹脂やその他の樹脂等から
なる整流棒用の部品で中心に通孔２２、２２ａを有して
おり、周面部２３には一定または適宜間隔毎に半円状の
凹入部２４や約９０度の角度を有した凹入部２４ａを設
けてある。該凹入部２４、２４ａのいずれかの中央に
は、前記通孔２２、２２ａの中心に向かって小孔２５、
２５ａを設けてある。さらに、この凹入部２４は半円状
に限らず、図６Ｂに示す他の部品２１ａのように周面部
２３ａに一定または適宜間隔毎に９０度の角度を存して
凹入部２４ａを設けたり、その他、任意形状の凹入部に
形成してもよいものである。
７に基づいてさらに詳細に説明すると、２１、２１ａは
透明または不透明なアクリル樹脂やその他の樹脂等から
なる整流棒用の部品で中心に通孔２２、２２ａを有して
おり、周面部２３には一定または適宜間隔毎に半円状の
凹入部２４や約９０度の角度を有した凹入部２４ａを設
けてある。該凹入部２４、２４ａのいずれかの中央に
は、前記通孔２２、２２ａの中心に向かって小孔２５、
２５ａを設けてある。さらに、この凹入部２４は半円状
に限らず、図６Ｂに示す他の部品２１ａのように周面部
２３ａに一定または適宜間隔毎に９０度の角度を存して
凹入部２４ａを設けたり、その他、任意形状の凹入部に
形成してもよいものである。
【００１２】この部品２１を複数重ねて各通孔２２にア
クリル樹脂、その他の樹脂、金属等からなる棒杆２７を
挿通し、各小孔２５に挿通したボルトで固定する。この
場合、図７Ｃに示すように凹入部２４を上下方向に直線
状に揃えて固定してもよいし、図７Ｄに示すように各凹
入部２４を少しづつ位置をずらせて上下方向にスパイラ
ル状に揃えて固定してもよい。この凹入部２４を直線状
またはスパイラル状に揃えても水等の粘度の低い液体を
撹拌混合させる効果はほとんど差はないが、該液体の粘
度によっては整流棒の凹入部をスパイラル状に揃えた方
が撹拌効果を高めることができる。いずれにしてもこの
整流棒１７は、容器４内に収容した液体中に浸漬させて
あり、該容器を載置させている揺動板と同期して前後左
右方向に揺動または回動させることにより、該液体の流
動を促進することによって撹拌効果を高めるもので、撹
拌時間を短縮することができる。
クリル樹脂、その他の樹脂、金属等からなる棒杆２７を
挿通し、各小孔２５に挿通したボルトで固定する。この
場合、図７Ｃに示すように凹入部２４を上下方向に直線
状に揃えて固定してもよいし、図７Ｄに示すように各凹
入部２４を少しづつ位置をずらせて上下方向にスパイラ
ル状に揃えて固定してもよい。この凹入部２４を直線状
またはスパイラル状に揃えても水等の粘度の低い液体を
撹拌混合させる効果はほとんど差はないが、該液体の粘
度によっては整流棒の凹入部をスパイラル状に揃えた方
が撹拌効果を高めることができる。いずれにしてもこの
整流棒１７は、容器４内に収容した液体中に浸漬させて
あり、該容器を載置させている揺動板と同期して前後左
右方向に揺動または回動させることにより、該液体の流
動を促進することによって撹拌効果を高めるもので、撹
拌時間を短縮することができる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例を図８に基づいて説明
すると、透明なアクリル樹脂製の平底状をした筒状の容
器４は内径Ｄが１７ｃｍであり、その中心には容器内底
部４ａから自由表面３に達するまで種々の直径（Ｄｃ＝
０．４〜８ｃｍ）をしたアクリル樹脂製等からなる整流
棒１７を設置してある。この容器４内の液体の高さＨ
は、内径Ｄと同じ１７ｃｍにしてある。該容器の回転直
径ｄを１〜４ｃｍの間で種々と変化させ、さらに、水道
水を用いた液体５中の粒子浮遊状態の検討には、固体粒
子として比重１．５、粒子径が７８０μｍのイオン交換
樹脂を粒子濃度Ｘ0 ＝０．５ｗｔ％で投入した。粒子濃
度分布の測定にはサンプリング法を用い、また、粒子濃
度分布を評価するパラメ−タは次式で表される標準偏差
σを用いた。ここで、Ｘ0 は仕込粒子濃度、Ｘ1 は局所
粒子濃度である。
すると、透明なアクリル樹脂製の平底状をした筒状の容
器４は内径Ｄが１７ｃｍであり、その中心には容器内底
部４ａから自由表面３に達するまで種々の直径（Ｄｃ＝
０．４〜８ｃｍ）をしたアクリル樹脂製等からなる整流
棒１７を設置してある。この容器４内の液体の高さＨ
は、内径Ｄと同じ１７ｃｍにしてある。該容器の回転直
径ｄを１〜４ｃｍの間で種々と変化させ、さらに、水道
水を用いた液体５中の粒子浮遊状態の検討には、固体粒
子として比重１．５、粒子径が７８０μｍのイオン交換
樹脂を粒子濃度Ｘ0 ＝０．５ｗｔ％で投入した。粒子濃
度分布の測定にはサンプリング法を用い、また、粒子濃
度分布を評価するパラメ−タは次式で表される標準偏差
σを用いた。ここで、Ｘ0 は仕込粒子濃度、Ｘ1 は局所
粒子濃度である。
【００１４】
【数１】
【００１５】この容器４内に収容した液体にアルミ粉を
少量分散し、幅５ｍｍのスリット光を容器側壁から当
て、アルミ粉の描く軌跡を揺動装置と同期回転するカメ
ラにより写真撮影したものを図９にそれぞれ図示した。
混合時間ｔｍの測定には、デッドスペ−スａ、ｂの確認
を重視したためヨ−ドとチオ硫酸ナトリウムの反応によ
る脱色法を採用した。なお、ヨ−ドとチオ硫酸ナトリウ
ムの当量比は、脱色の終点の判定が比較的容易とされて
いる１：１．４として行なった。
少量分散し、幅５ｍｍのスリット光を容器側壁から当
て、アルミ粉の描く軌跡を揺動装置と同期回転するカメ
ラにより写真撮影したものを図９にそれぞれ図示した。
混合時間ｔｍの測定には、デッドスペ−スａ、ｂの確認
を重視したためヨ−ドとチオ硫酸ナトリウムの反応によ
る脱色法を採用した。なお、ヨ−ドとチオ硫酸ナトリウ
ムの当量比は、脱色の終点の判定が比較的容易とされて
いる１：１．４として行なった。
【００１６】さらに整流棒１７の直径Ｄｃは２．７ｃｍ
（Ｄｃ／Ｄ＝０．１６）で、該整流棒の取付け位置を容
器４の中心にして回転直径が４ｍｍの場合の実験結果に
ついて以下に考察する。まず、粒子浮遊状況の改善につ
いては、図９から明らかなように整流棒無しの場合（図
９ｅ〜ｇ）は、粒子を分散させるためには２．１７ｓ-1
の回転数を必要としている（図９ｇ）。しかし、容器４
の中心に位置させて整流棒１７を取付けた場合（図９Ｅ
〜Ｇ）には１．８３ｓ-1の回転数でも、整流棒無しの図
９ｇに示した場合と同等以上の分散状態を実現した（図
９Ｆ）。即ち、整流棒１７を容器４の中心に位置して取
付けることにより、この容器４が回転直径ｄによる回転
数は１．８３ｓ-1での該容器４内の粒子濃度分布の標準
偏差σは３．５から１．５まで減少していた。つまり、
粒子浮遊に対しては回転数を２０ｒｐｍ低減することが
できる結果が得られた。
（Ｄｃ／Ｄ＝０．１６）で、該整流棒の取付け位置を容
器４の中心にして回転直径が４ｍｍの場合の実験結果に
ついて以下に考察する。まず、粒子浮遊状況の改善につ
いては、図９から明らかなように整流棒無しの場合（図
９ｅ〜ｇ）は、粒子を分散させるためには２．１７ｓ-1
の回転数を必要としている（図９ｇ）。しかし、容器４
の中心に位置させて整流棒１７を取付けた場合（図９Ｅ
〜Ｇ）には１．８３ｓ-1の回転数でも、整流棒無しの図
９ｇに示した場合と同等以上の分散状態を実現した（図
９Ｆ）。即ち、整流棒１７を容器４の中心に位置して取
付けることにより、この容器４が回転直径ｄによる回転
数は１．８３ｓ-1での該容器４内の粒子濃度分布の標準
偏差σは３．５から１．５まで減少していた。つまり、
粒子浮遊に対しては回転数を２０ｒｐｍ低減することが
できる結果が得られた。
【００１７】先に説明した容器内の液体中に混入させる
イオン交換樹脂の浮遊状態を改善して効果を高めるに
は、フロ−パタ−ンが変化することに起因すると考え
て、アルミ粉法によるフロ−パタ−ンを整流棒１７を有
したもの（図１０Ｊ〜Ｍ）と整流棒無しのもの（図１０
ｊ〜ｍ）とを比較すると、整流棒無しの場合にはフロ−
パタ−ンが１．８３ｓ−１で旋回流型となった（図１０
ｍ）（図１１ｒ）。また、整流棒付きの場合にはフロ−
パタ−ンが、１．３３ｓ−１で既に旋回流型になってい
ることが判明した（図１０Ｋ）（図１１Ｐ）。旋回流型
のフロ−パタ−ンは、液体が混合を促進する流れである
ので、混合を目的とした場合には回転数を３０ｒｐｍ低
減することができる結果が得られた。さらに、操作回転
数を種々変化させることにより整流棒の有無による混合
時間を比較した結果を以下の表１に示す。
イオン交換樹脂の浮遊状態を改善して効果を高めるに
は、フロ−パタ−ンが変化することに起因すると考え
て、アルミ粉法によるフロ−パタ−ンを整流棒１７を有
したもの（図１０Ｊ〜Ｍ）と整流棒無しのもの（図１０
ｊ〜ｍ）とを比較すると、整流棒無しの場合にはフロ−
パタ−ンが１．８３ｓ−１で旋回流型となった（図１０
ｍ）（図１１ｒ）。また、整流棒付きの場合にはフロ−
パタ−ンが、１．３３ｓ−１で既に旋回流型になってい
ることが判明した（図１０Ｋ）（図１１Ｐ）。旋回流型
のフロ−パタ−ンは、液体が混合を促進する流れである
ので、混合を目的とした場合には回転数を３０ｒｐｍ低
減することができる結果が得られた。さらに、操作回転
数を種々変化させることにより整流棒の有無による混合
時間を比較した結果を以下の表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】全ての操作回転数において整流棒１７によ
る液体と粒子等との混合時間の改善効果が観察される
が、特に、混合限界回転数５０〜１５０ｒｐｍ近傍の低
回転操作においてその改善効果が表れ、好ましくは８０
〜１００ｒｐｍ近傍でその効果が顕著であることが判明
した。また、整流棒の直径Ｄｃがどの程度であれば混合
促進効果があるのかを検討するため、混合過程の可視化
と混合時間の測定を行ったが、整流棒１７の直径が太い
ほど混合促進効果が大きく、液体中にデッドスペ−スを
観察することができなかった。また、表２に示した混合
時間の測定結果からも同様の結果が得られた。この場
合、液体の流動中に乱れが必要なのはミクロ混合に対し
てであってミクロ混合の前にはマクロ混合が必要であ
る。このため容器内全体をくまなく循環する液体の流れ
を形成するためには、まず該液体の流れを整える必要が
ある。
る液体と粒子等との混合時間の改善効果が観察される
が、特に、混合限界回転数５０〜１５０ｒｐｍ近傍の低
回転操作においてその改善効果が表れ、好ましくは８０
〜１００ｒｐｍ近傍でその効果が顕著であることが判明
した。また、整流棒の直径Ｄｃがどの程度であれば混合
促進効果があるのかを検討するため、混合過程の可視化
と混合時間の測定を行ったが、整流棒１７の直径が太い
ほど混合促進効果が大きく、液体中にデッドスペ−スを
観察することができなかった。また、表２に示した混合
時間の測定結果からも同様の結果が得られた。この場
合、液体の流動中に乱れが必要なのはミクロ混合に対し
てであってミクロ混合の前にはマクロ混合が必要であ
る。このため容器内全体をくまなく循環する液体の流れ
を形成するためには、まず該液体の流れを整える必要が
ある。
【００２０】
【表２】
【００２１】ここで、整流棒１７の直径が太いほど混合
促進効果は大きいが、液体の処理量が減少するため、装
置スケ−ルを含めて最適な直径を決定する必要がある。
ただ整流棒の直径が４ｍｍ（Ｄｃ／Ｄ＝０．０５）でも
混合時間の短縮が達成され、ある程度の太さがあれば十
分に改善効果が期待されることがわかった。即ち、整流
棒の直径は容器内径の０．５〜５０％の範囲内が液体処
理量との関係で好ましいことが判明した。
促進効果は大きいが、液体の処理量が減少するため、装
置スケ−ルを含めて最適な直径を決定する必要がある。
ただ整流棒の直径が４ｍｍ（Ｄｃ／Ｄ＝０．０５）でも
混合時間の短縮が達成され、ある程度の太さがあれば十
分に改善効果が期待されることがわかった。即ち、整流
棒の直径は容器内径の０．５〜５０％の範囲内が液体処
理量との関係で好ましいことが判明した。
【００２２】整流棒１７の直径をパラメ−タとした整流
棒付き容器の混合限界回転数Ｎｃの相関式をＥｑ．
（１）に、フロ−パタ−ンとの対応マップとして表３に
示すと共に、次式の数２として示す。
棒付き容器の混合限界回転数Ｎｃの相関式をＥｑ．
（１）に、フロ−パタ−ンとの対応マップとして表３に
示すと共に、次式の数２として示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【数２】
【００２５】ここでＦｒｃ（＝Ｎ2cＤ／ｇ）は混合限界
回転数Ｎｃに関するＦｒ数を表したものであり、Ｒｅｃ
（＝Ｎｃｄ2 ／ν）はＮｃに関するＲｅ数を表してい
る。また、Ｄｃ／Ｄは０．０５〜０．５まで変化させ
て、さらに、Ｌｃ／Ｈが１．０と０．７５の数値を比較
すれば、各回転数においてほとんど一致していることか
ら両者にほとんど差がないことが判明した。また整流棒
の効果が最も現れるのは、たとえば、Ｌｃ／Ｈが１．０
と整流棒なしとを比較すると、その数値の変化割合が最
も高いのが、８０、９０、１００ｒｐｍの個所であり、
このことから混合回転数５０〜２５０ｒｐｍの内、Ｌｃ
の効果が現れるのは上限の限界回転数Ｎｃは約１５０ｒ
ｐｍ前後であり、下限の限界回転数Ｎｃは８０〜９０ｒ
ｐｍであることが判明した。
回転数Ｎｃに関するＦｒ数を表したものであり、Ｒｅｃ
（＝Ｎｃｄ2 ／ν）はＮｃに関するＲｅ数を表してい
る。また、Ｄｃ／Ｄは０．０５〜０．５まで変化させ
て、さらに、Ｌｃ／Ｈが１．０と０．７５の数値を比較
すれば、各回転数においてほとんど一致していることか
ら両者にほとんど差がないことが判明した。また整流棒
の効果が最も現れるのは、たとえば、Ｌｃ／Ｈが１．０
と整流棒なしとを比較すると、その数値の変化割合が最
も高いのが、８０、９０、１００ｒｐｍの個所であり、
このことから混合回転数５０〜２５０ｒｐｍの内、Ｌｃ
の効果が現れるのは上限の限界回転数Ｎｃは約１５０ｒ
ｐｍ前後であり、下限の限界回転数Ｎｃは８０〜９０ｒ
ｐｍであることが判明した。
【００２６】
【表４】
【００２７】
【発明の効果】本発明は、揺動板に設けた支柱に取付け
た複数の補助連結板の下方にそれぞれ整流棒を装着し、
該揺動板上に載置させた容器に収容した液体内に浸漬さ
せた状態で、該揺動板と同期させて該整流棒を前後左右
方向に揺動または回動させることにより、該容器内に出
現する粒子滞留部を解消させ、操作回転数を低減させて
撹拌効果を高めて撹拌混合時間を短縮できる。この整流
棒は回転することなく容器内の液体中に浸漬して静止し
た状態で該容器と同期して揺動または回動されるため、
従来の回転撹拌翼のように該液体中の粒子の破壊を防
ぎ、粒子浮遊状態及び流動状態を改善して細胞等への栄
養補給を行なって各種実験を行なう場合に該細胞を破壊
しないので各種実験を正確に行なうことができる。以上
た複数の補助連結板の下方にそれぞれ整流棒を装着し、
該揺動板上に載置させた容器に収容した液体内に浸漬さ
せた状態で、該揺動板と同期させて該整流棒を前後左右
方向に揺動または回動させることにより、該容器内に出
現する粒子滞留部を解消させ、操作回転数を低減させて
撹拌効果を高めて撹拌混合時間を短縮できる。この整流
棒は回転することなく容器内の液体中に浸漬して静止し
た状態で該容器と同期して揺動または回動されるため、
従来の回転撹拌翼のように該液体中の粒子の破壊を防
ぎ、粒子浮遊状態及び流動状態を改善して細胞等への栄
養補給を行なって各種実験を行なう場合に該細胞を破壊
しないので各種実験を正確に行なうことができる。以上
【図１】従来の回転攪拌機の要部を示すもので、容器内
に収容した液体を撹拌する状態を示した断面図である。
に収容した液体を撹拌する状態を示した断面図である。
【図２】従来の揺動攪拌機を示した斜視図である。
【図３】本発明に係る揺動装置を示したもので、液体を
収容した容器内に整流棒を配した状態の断面図である。
収容した容器内に整流棒を配した状態の断面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すもので、複数の容器
内に夫々整流棒を挿入させた揺動装置の斜視図である。
内に夫々整流棒を挿入させた揺動装置の斜視図である。
【図６】周面に一定間隔毎に複数の凹入部を設けた整流
棒を構成する部品を示したもので、（Ａ）は整流棒の部
品の周面部に半円状の凹入部を一定間隔毎に複数設けた
整流棒部品の平面図、（Ｂ）は整流棒の部品の周面部に
９０度の角度を有した凹入部を一定間隔毎に複数設けた
整流棒部品の平面図である。
棒を構成する部品を示したもので、（Ａ）は整流棒の部
品の周面部に半円状の凹入部を一定間隔毎に複数設けた
整流棒部品の平面図、（Ｂ）は整流棒の部品の周面部に
９０度の角度を有した凹入部を一定間隔毎に複数設けた
整流棒部品の平面図である。
【図７】図６Ａに示す部品をシャフトの下端に複数取付
けた状態を示すもので、（Ｃ）は凹入部を上下方向に直
線状に揃えた整流棒の状態の正面図、（Ｄ）は凹入部を
上下方向にスパイラル状に揃えた状態の整流棒の正面図
である。
けた状態を示すもので、（Ｃ）は凹入部を上下方向に直
線状に揃えた整流棒の状態の正面図、（Ｄ）は凹入部を
上下方向にスパイラル状に揃えた状態の整流棒の正面図
である。
【図８】揺動装置と整流棒と容器との関係を示した断面
図である。
図である。
【図９】（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は各容器内の液体中に整流
棒を挿入してアルミ粉を浮遊させて回転数を夫々相違し
た状態を示す断面図、（ｅ）（ｆ）（ｇ）は各容器内に
整流棒を挿入させないで容器内の液体中にアルミ粉を浮
遊させて回転数が夫々相違した状態を示す各断面図であ
る。
棒を挿入してアルミ粉を浮遊させて回転数を夫々相違し
た状態を示す断面図、（ｅ）（ｆ）（ｇ）は各容器内に
整流棒を挿入させないで容器内の液体中にアルミ粉を浮
遊させて回転数が夫々相違した状態を示す各断面図であ
る。
【図１０】（Ｊ）（Ｋ）（Ｌ）（Ｍ）は夫々整流棒を容
器内に挿入して夫々回転数を相違させた状態の平面図で
あり、（ｊ）（ｋ）（ｌ）（ｍ）は夫々整流棒を有しな
い容器の夫々回転状態を相違させた状態の平面図であ
る。
器内に挿入して夫々回転数を相違させた状態の平面図で
あり、（ｊ）（ｋ）（ｌ）（ｍ）は夫々整流棒を有しな
い容器の夫々回転状態を相違させた状態の平面図であ
る。
【図１１】（Ｏ）（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）は夫々整流棒を容
器内に挿入して夫々回転数を相違した状態の縦断面図で
あり、（ｏ）（ｐ）（ｑ）（ｒ）は夫々整流棒を有しな
い容器の縦断面図である。
器内に挿入して夫々回転数を相違した状態の縦断面図で
あり、（ｏ）（ｐ）（ｑ）（ｒ）は夫々整流棒を有しな
い容器の縦断面図である。
【符号の説明】 ４ 容器 ５ 液体 １０ 揺動装置の本体 １２ 揺動板 １４ 支柱 １７ 整流棒
Claims (1)
- 【請求項１】 モ−タにより前後左右方向に揺動または
回動させる揺動板と、該揺動板の動きと同期させて同じ
く前後左右方向に揺動または回動させる整流棒とからな
り、前記揺動板に樹立させた支柱に取付けた連結板に複
数の補助連結板を取付けて該補助連結板の下方に夫々前
記整流棒を装着し、前記揺動板を揺動又は回動させるこ
とにより該揺動板上に載置させた複数の容器内に液体を
収容し、前記整流棒を該液体中に浸漬して、回転するこ
となく前記揺動板と同期して移動させることによりそれ
ぞれ撹拌混合させることを特徴とする液体撹拌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09963596A JP3176553B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 液体撹拌装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09963596A JP3176553B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 液体撹拌装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09262453A JPH09262453A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3176553B2 true JP3176553B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=14252534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09963596A Expired - Fee Related JP3176553B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 液体撹拌装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176553B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107794116B (zh) * | 2017-12-11 | 2020-04-17 | 卡梅德生物科技（天津）有限公司 | 一种用于油脂提取的单工位搅拌振荡装置 |
| CN107987964B (zh) * | 2017-12-11 | 2020-04-17 | 卡梅德生物科技（天津）有限公司 | 一种用于油脂提取的双工位搅拌振荡装置 |
| CN108786600A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-13 | 常熟国和新材料有限公司 | 一种用于水性树脂混合的搅拌装置 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP09963596A patent/JP3176553B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09262453A (ja) | 1997-10-07 |
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