JP4209643B2 - 回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転円盤固体培養装置では、装置の円形培養床へ培養基質を所定厚に盛込むことが重要であり、従来は、培養室の円形培養床外周寄り又は内周寄りに位置固定した投入手段、具体的にはサイクロン、コンベア、シュート等から培養基質を盛込み、均し手段、例えばスクリュー、均し板等を用いて、培養装置内部で培養基質を移動して略均一な層厚に揃えていた。あるいは、培養基質の投入手段に移動型のコンベアを用い、円形培養床の半径方向へ往復運動させながら培養基質を盛込んでいた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、回転円盤固体培養装置の大型化と共に、培養基質の高層堆積化が進んでいる。このため、位置固定した単数の投入手段から培養基質を盛込み、均し手段を用いて略均一な層厚に揃える盛込方法を用いていたのでは、盛込んだ培養基質を広範囲にわたって均す必要から、均し手段が培養基質を傷める問題、例えば培養基質の部分的な圧縮や比重分離等が発生する。また、培養基質が大量になって、これの盛込完了までに時間がかかり、とりわけ互いに撹拌、混合することができない半径方向の内周側と外周側の培養基質に、盛込時間差による製品品質のばらつきがでる。これは、培養基質が固体培養装置に投入する直前で種菌と混合されるため、盛込時期が早い培養基質は菌体の増殖や発熱が早くなるからであって、装置の大型化が製品品質に大きく影響することが分かってきたのである。
【０００４】
本出願人は、回転円盤固体培養装置、特に大型の回転円盤固体培養装置において培養基質を盛込むに際し、製品品質に影響しない有効な盛込方法及び装置として、例えば特許第2088985号、特許第3002732号、特開平06-327466号、特開平10-248552号等で提案したように、早くから種々開発してきている。中でも、特開平06-327466号の盛込方法は、製品品質の観点から最も優れていたが、既設建物内に同方法を実現する回転円盤固体培養装置を設置したり、既存の回転円盤固体培養装置を改造する場合では、構成及び制御が複雑なこともあり、設置又は改造が難しい面があった。
【０００５】
また、従来から用いられている前述の固体培養装置における均し装置には、排出スクリューを使用する場合が一般的であるが、円盤の回転につれ、培養基質は円周方向の回転とは逆方向に投げ出されながら均し方向に送られるので、比重分離し、比重の重い物は投入手段側に残り、軽い物は均し方向に送られることになる。そこで、特開平06-327466号と比較しても製品品質の面が同等あるいはそれ以上で、いかなる新設、既設の装置であっても、構成の改良及び制御が容易な盛込方法及びその盛込装置について検討した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転円盤固体培養装置において培養基質を１層又は複数層で盛込むに際し、円形培養床のほぼ半径方向に配置した盛込装置のケーシングに設けた複数箇所の盛込位置から、ほぼ半径方向へ時間差を置いて盛込む操作を繰り返して行うことを特徴とする回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法である。
【０００７】
ここで、盛込装置のケーシングに設けた複数箇所の盛込位置から、ほぼ半径方向へ時間差を置いて盛込む操作は、複数箇所の盛込位置を円形培養床の中心軸側から外周側へ順次移動しながら培養基質の盛込みを行う。
【０００８】
上記の盛込操作は、盛込量が各盛込位置における円形培養床の周速にほぼ比例するように制御して行う。
【０００９】
円形培養床上に１層又は複数層に盛込まれた培養基質の表面を盛込途中又は盛込み終了後にほぼ平らに均す。
【００１０】
本発明の上記盛込方法に好適な回転円盤固体培養装置は、その装置の円形培養床の半径方向かつ昇降可能に設置した盛込コンベアを設けてあり、この盛込コンベアのケーシングが搬送手段と搬送手段を囲む背面板と、底面及び他の側面を覆う形状の搬送手段に着脱可能な盛込ケーシングとからなる。したがって、盛込コンベアのケーシングとして機能するときは、背面板とこの盛込ケーシングの装着とで搬送手段を囲み込むことになる。そして、搬送手段と背面板を有する盛込コンベアの一部を盛込ケーシングから昇降離脱可能にさせると、盛込層の表面均しや、培養終了後の培養基質の排出に利用できるのである。
【００１１】
盛込コンベアの搬送手段は、スクリュー又はかき羽根が好ましく、形態に応じて、盛込ケーシングの形状や着脱手段が自由に適合できる。
【００１２】
盛込ケーシングの底面は盛込コンベアの長手方向へ複数に分割された開口部を有する可動板となっている。この可動板の複数に分割された開口部の時間差開閉によって、本発明の方法である回転円盤のほぼ半径方向に配置した盛込装置のケーシングに設けた複数箇所の盛込位置から、ほぼ半径方向へ時間差を置いて盛込む操作を繰り返して行うことを可能としている。本発明の盛込コンベアは、ケーシングの中に搬送手段が入っており、培養基質はそのまま移動するので比重分離が起こりにくく、また、万一起きても、ケーシング内の培養基質は全部送られるので、重い部分が投入手段側、軽い物が反対側へと分けられることはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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。図１は本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアを装着した回転円盤固体培養装置の断面図、図２は本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの正面図、図３は本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの他の例を示す正面図、図４は本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの更に他の例を示す正面図である。
【００１４】
まず、本発明の回転円盤固体培養方法は、図１に示すように、中心軸１を軸として回転する円形培養床２に対して培養基質３を１層又は複数層で盛込む。図の右側の例では、所定盛込厚さを４層に分割して盛込むことを示している。そのために、円形培養床２のほぼ半径方向に配置した盛込コンベア４が中心軸１と培養室内天井26との間に、図２に示す上面の昇降ベース６で支持されて昇降可能となっている。本発明の培養基質３の盛込方法は、盛込コンベア４の盛込ケーシング９に設けた複数箇所の盛込位置から、ほぼ半径方向へ時間差を置いて盛込む操作を繰り返して行うことを特徴とする。
【００１５】
具体的には、図１及び図２に示すように、盛込コンベア４は搬送手段としてのスクリュー７を囲む背面板８と盛込ケーシング９とからなり、背面板８は昇降ベース６に対し位置固定して取り付けてあり、盛込ケーシング９は底面及び前面板を覆う形状であって、図２の場合は、底面のみが可動の底面板10で、前面板は昇降ベース６に位置固定の前面板11からなる。底面板10は前面板11の下縁に対してヒンジ12で回動可能に連結され、エアシリンダ13により開口部14の開閉をする。
【００１６】
開口部14は、この盛込ケーシング９の底面で盛込コンベア４の長手方向へ複数に分割されており、これら複数個の開口部14のそれぞれに底面板10が設けられている。
【００１７】
本発明の盛込方法は、この底面板10を円形培養床２のほぼ半径方向に配置した盛込装置により、本装置のケーシングに設けた複数箇所の開口部14を中心軸１付近の内周側から外周側に向かって、順次、底面板10をほぼ半径方向へ時間差を置いて図２のように開いて盛込位置を移動させながら盛込む操作を各層毎に繰り返して行うのである。図１の右側培養基質３の分割点線は、半径方向にａ〜ｇの７分割かつ層厚方向に４分割した例である。
【００１８】
この盛込方法を更に詳細に説明すると、まず、培養基質３はシュート５によって盛込コンベア４の円形培養床２の外周側へ供給されるが、そのときは盛込ケーシング９の底面板10がすべての開口部14を閉じた状態にある。したがって、ケーシング内に投入された培養基質は搬送手段のスクリュー７によって円形培養床２の外周へは落下することなく内周側へと搬送される。そして、培養基質がケーシング内に満たされると、中心軸１付近の内周側から外周側に、ほぼ半径方向へ予め設定された時間差を置いて順次底面板10をエアシリンダ13により開き、開口部14から培養基質３を図１に示すように円形培養床２のほぼ全面に盛込む操作を繰り返して行うのである。
円形培養床上に１層又は複数層に盛込まれた培養基質はほぼ所定厚であるが、盛込工程の途中又は盛込み後に手入機25により表面を均一に均してもよい。手入機25に代えてスクリュー等の均し装置を使用してもよい。盛込コンベアが昇降していつも同じ距離から培養基質を落下させることにより、盛込み状態を常に一定にさせることができる。
【００１９】
上記の盛込操作は、盛込量が各盛込位置における円形培養床の周速にほぼ比例するように制御して行う。底面板10の複数に分割された開口部14の時間差開閉は、エアシリンダ13の操作により行う。
【００２０】
図３は、本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの他の例を示すもので、図２と対比して明らかなように、スクリュー７を囲む背面板８は固定位置関係が同じであるが、盛込ケーシング９の構造が異なる。この盛込ケーシング９は所定の盛込位置に対して培養室内天井26からの取付アーム15に固定された長手方向のケーシング取付ベース16へ盛込コンベアの長さとほぼ同等の前面板11を立設し、複数の底面板10とそれらのヒンジ12及びエアシリンダ13により各開口部14の開閉をするように取り付けられている。盛込ケーシング９がスクリュー７及び背面板８と分離可能に設置されたことにより、スクリュー７と背面板８は昇降ベース６と共に下降し、培養終了後の培養基質の排出手段となるのである。
【００２１】
図４は、本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの更に他の例を示すもので、盛込ケーシング９の前面板11と底面板10とが一体に複数に分割してなり、個々に開閉する構造である。つまり、複数に分割された盛込ケーシング９が、ヒンジ12となるピニオン軸17でウオームギア18を介してモータ19で個々に開閉するようにしているのである。本例の盛込コンベア４ではすべての盛込ケーシング９を２点鎖線で示す位置まで開き、盛込コンベア４全体が下降することで培養終了後の培養基質の排出手段となることができる。
【００２２】
図５は、かき羽根を搬送手段としたフロー型盛込コンベア20の断面図である。このコンベアの搬送手段であるかき羽根21は、一種のチェーン型コンベアであって、チェーン22とその左右に突出した送り板23から構成し、ケーシング内前後のチェーンスプロケット24,24によって旋回駆動する。
【００２３】
図６は図５の正面図であって、このフロー型盛込コンベア20のケーシングも、前述の図３に示した盛込スクリュー７の場合と同様に、所定の盛込位置に対して培養室内天井26からの取付アーム15に支持された長手方向のケーシング取付ベース16へ盛込コンベアの長さとほぼ同等の前面板11を立設し、複数の底面板10とそれらのヒンジ12及びエアシリンダ13により各開口部14の開閉をするように取り付けられている。もちろん、図２のように、前面板11を背面板８と同様に昇降ベース６と一体に取付け、底面板10のみが開閉する構造であっても、また、図４のように、盛込ケーシング９が一体に開閉する可動型にしても、本発明の盛込方法に使用可能である。
【００２４】
図７は、本発明の回転円盤固体培養装置による培養基質の盛込方法を円形培養床２の平面的に説明するものである。すなわち、これまで説明してきた盛込コンベア４によって、複数箇所の盛込位置を回転円盤床２の中心軸１側から外周側へ例えば図１に示すようにａ〜ｇへと順次移動しながら培養基質の盛込みを行う。この盛込操作は、盛込量が各盛込位置における回転円盤の周速にほぼ比例するように制御して行うと、ほぼ扇形に平均厚さに盛込まれる。そして、円形培養床上に１層又は複数層に盛込まれた培養基質は、ほぼ所定厚に盛込まれるが、さらに平滑にするため、手入機等により盛込み途中、又は盛込み後に均してもよい。
【００２５】
本発明の上記盛込方法に好適な回転円盤固体培養装置は、その装置の培養床の半径方向かつ昇降可能に設置した盛込コンベアを設けてあり、この盛込コンベアのケーシングが搬送手段と位置固定した背面板と、底面及び前面を覆う形状の搬送手段に着脱可能な盛込ケーシングとからなる。したがって、盛込コンベアのケーシングとして機能するときは、背面板とこの盛込ケーシングの装着とで搬送手段を囲み込むことになる。そして、盛込ケーシングの全部又は一部を搬送手段から離脱又は排出に支障がないように囲み込みを取除くと、盛込層の表面均しや、培養終了後の培養基質の排出に利用できるのである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上詳述したような、回転円盤固体培養装置による培養基質の盛込方法であるので、多層盛込方式の特徴が効率よく発揮できる。すなわち、従来の大型装置では、盛込基質が大量になって、これの盛込完了までに時間がかかり、とりわけ互いに撹拌、混合することができない半径方向の内周側と外周側の培養基質に、盛込時間差による製品品質のばらつきがでる問題や、均し作業時に発生する培養基質の部分的な圧縮や比重分離等によって培養基質を傷める問題が、本発明の多層盛込方法で解決できた。その結果、盛込み後の培養基質の品温は、内周中周外周共に同じ経過をたどり、ムラの無い、良質な製品を得ることができた。
【００２７】
また、装置の面からも、多くの回転円盤固体培養装置の培養基質排出手段として用いられている排出スクリューを改造して、盛込コンベアと共用する構造にもなり、盛込ケーシングと排出スクリューの背面板とを組合わせることで、装置のコストダウンと省スペース、洗浄物の低減にも貢献できたのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアを装着した回転円盤固体培養装置の断面図である。
【図２】本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの正面図である。
【図３】本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの他の例を示す正面図である。
【図４】本発明のスクリューを搬送手段とした盛込コンベアの他の例を示す正面図である。
【図５】本発明のかき羽根を搬送手段としたフロー型盛込コンベアの断面図である。
【図６】本発明のかき羽根を搬送手段としたフロー型盛込コンベアの正面図である。
【図７】本発明の回転円盤固体培養装置による培養基質の盛込方法の説明図である。
【符号の説明】
１ 中心軸
２ 円形培養床
３ 培養基質
４ 盛込コンベア
５ シュート
６ 昇降ベース
７ スクリュー
８ 背面板
９ 盛込ケーシング
10 底面板
11 前面板
12 ヒンジ
13 エアシリンダ
14 開口部
15 取付アーム
16 盛込ケーシング取付ベース
17 ピニオン軸
18 ウオームギア
19 モータ
20 フロー型盛込コンベア
21 かき羽根
22 チェーン
23 送り板
24 チェーンスプロケット
25 手入機
26 天井

Claims (4)

1. 回転円盤固体培養装置の円盤床の半径方向に設置した盛込コンベアにおいて、該盛込コンベアが搬送手段と、該搬送手段を囲む長手方向の背面板と、底面板及び前面板の盛込ケーシングとからなり、少なくとも底面板は長手方向に複数に分割してなり、個々に開閉可動であることを特徴とする回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込装置。
2. 盛込ケーシングを有する盛込コンベアの全体又は部分を昇降可能に設置した請求項１記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込装置。
3. 盛込コンベアの搬送手段がスクリュー又はかき羽根である請求項１記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込装置。
4. 盛込ケーシングの前面板と底面板が培養室側に支持され、底面板のみが開閉する請求項１記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込装置。

Images