JPH0365175A - バイオリアクタ - Google Patents

バイオリアクタ

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JPH0365175A
JPH0365175A JP2191836A JP19183690A JPH0365175A JP H0365175 A JPH0365175 A JP H0365175A JP 2191836 A JP2191836 A JP 2191836A JP 19183690 A JP19183690 A JP 19183690A JP H0365175 A JPH0365175 A JP H0365175A
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stirrer
stirring
cover
stirring rod
bioreactor
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JP2191836A
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Werner Stahl
シュタール ベルナー
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/42Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with pendulum stirrers, i.e. with stirrers suspended so as to oscillate about fixed points or axes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/18Flow directing inserts
    • C12M27/20Baffles; Ribs; Ribbons; Auger vanes

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  • Wood Science & Technology (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はバイオリアクタ、特に少なくとも一のカバーに
より閉止される少なくとも一の開口部を持つリアクタ容
器と、前記カバーを貫通する少なくとも一の撹拌機と、
を含み、該撹拌機は前記カバーの貫通部近傍及び貫通部
から外方に向う撹拌駆動機構の一部に接続されて成るバ
イオリアクタに関する。
[従来の技術] 周知のバイオリアクタではもっばら回転軸が用いられ、
該回転軸の撹拌容器に向けられた端部にプロペラ、アン
カー、タービンホイールまたは揺動バネ撹拌体などの撹
拌部材が取り付けられている。前記紬は電気モータや減
速ギヤあるいは可変ドライブギヤなどにより駆動される
。そして、このような撹拌部材により誘起される回転運
動と被撹拌液とが一部に回転してしまうことを防ぐため
、撹拌容器内部に流れ破壊体あるいは妨害体が配設固定
される。
ところで、特に生物学的物質をこのような装置で処理す
る際に、その容器内部の雰囲気にある種の作用が生じる
ことがある。このような場合、容器へのシャフト貫通部
をシールする方法が採られる。最も簡単な構成としては
バッキングボックスで十分であるが、一般には複動潤滑
・冷却スリップリングシールが使用されている。
スリップリングシールからの若干量の潤滑油の漏洩は避
けられないため、この漏洩した潤滑油がリアクタ容器内
の生成物に悪影響を及ぼすことのなきようシールは容器
内の生物誘起体と共存できる性質であることが要求され
る。スリップリングシール冷却用の媒体もこのような必
要条件との関係に基づいて選択されなければならない。
いわゆる複動スリップリングシールというのは高い技術
レベルで研究開発されたものであり、バイオリアクタに
は極めて好適である。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述したような構成例のバイオリアクタ
においては大気圧に抗してシャフトをシールするには高
度な技術が要求されるので、著しくコスト高になってし
まうという問題があった。
また特にバイオリアクタにおいては、大きな剪断応力の
発生を避けるため、撹拌エネルギーはりアクタ容器内の
液体体積に対して可能な限り均一に供給することが重要
な要素となる。ところが、例えばタービンバネ撹拌機な
どの回転軸にて駆動される撹拌機の場合、撹拌部材の端
縁に非常に高い剪断傾度が生じ、これによって繊細な組
繊細胞が破壊されてしまうという不都合が生じていた。
ドイツ国実用新案登録第7435369号には撹拌コン
テナ及びカバーを有する撹拌機が開示されている。前記
カバーは撹拌ロッドが搭載される伸性領域を有し、前記
撹拌ロッドには駆動部により撹拌運動が与えられる。し
かし、この装置では、大型化を図る場合にカバーの弾性
領域の軸受特性及び弾性特性が著しく低減してしまうた
め、研究室内等での実験用としては使用できるが産業的
規模に適用することはできないというのが実情であった
発明の目的 本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は容器内の物質を破壊したり悪影響を及ぼすこと
なく均一に撹拌作用を得ることができ、また簡単かつ安
価な方法で産業的規模で製造及びシール可能なバイオリ
アクタを提供することにある。
[課題を解決するための手段及び作用]上記目的を達成
するために本発明は、撹拌機の流路から外側に向う部分
上に該撹拌機の取付は部材を設けたことを特徴とするも
のである。
従って、従来の撹拌機に比し、撹拌部材取付体の機能と
反応容器のシールとが分離されるという利点がある。こ
の結果、バイオリアクタを産業構造物として用いるよう
な場合でも、撹拌機が偏位する際に要求されるシール弾
性に合致した薄い弾性シールを用いることが可能となる
前記シールは撹拌機を取り付けるために用いられるので
はない。撹拌機の取付部材はジンバル型であることが好
適であり、これは保守を容易に行えるよう前記シール上
方に配置される。撹拌機はベネシアン撹拌機あるいは水
掻き体として構成され、その端縁部は被撹拌物質へ大き
な剪断力が加わるのを避けるため角取りがなされている
また、撹拌機は、例えばC字状の側面を持つ撹拌ロッド
として構成しても良い。この場合、流通抵抗は撹拌ロッ
ドの運動方向の関数として表されることになる。ロッド
の流通抵抗はその側面に異なるからである。
撹拌機またはロッドはいくつかの異なる方法テ駆動可能
であるが、円形または楕円形状の運動を行わせる方法が
好適である。しかし、より効果の大きいのがタンプリン
グ運動であり、この運動は2個の円形動作を重ねたよう
な形に見える。
また、撹拌機は例えばその上端をクロスヘツド継手上に
振子のように支持することが可能であり、この撹拌器の
偏位は該撹拌器の下方で作用するスライダクランク継手
により生起されることになる。
しかしながら、本発明の改善された構成例においては撹
拌機取付体はカバー貫通孔流路近傍に配設されている。
そして、撹拌駆動手段は例えばディスクカム機構などを
有し、これが撹拌機の上端部で作用する。
本発明に係る更に他の好適な実施例において、撹拌機に
対し反転運動を与えるため、撹拌駆動手段には従動円形
ディスクが設けられ、該ディスクには同様に回転駆動さ
れる第2回転ディスクが同軸上に固定されると共に、そ
の内部には同じく同軸上に撹拌機のガイドが配設されて
いる。そして、撹拌機の反転運動は撹拌される化学的あ
るいは生物学的サンプルに対し手動で行われる撹拌運動
とほぼ同様の作用が得られる。このような撹拌運動は特
に非常に繊細な細胞環境内の生物学的物質を全体的に撹
拌する際に有効である。理由は、大きな剪断力を回避し
つつ、被撹拌物質に対し均一に撹拌作用を与えられるか
らである。
近年行われている回転軸を用いる攪社処理の場合と異な
り、このようなタービンホイール撹拌機すなわち反転運
動による撹拌作用というのは古い撹拌原理に基づくもの
であるが、この方法もまた上述した場合に効果を発揮で
きる。
リアクタ容器内で撹拌機の撹拌作用と合致して被撹拌液
も同じ方向に動いてしまうという問題を回避するため、
リアクタ容器内には流通妨害手段が含まれている。この
ような流通妨害手段はエツジ形状を呈することが好適で
あり、これらはりアクタ容器の内壁から中心部に向うよ
う配設されている。
層流を防ぐため、定期的に撹拌機の回転方向を反転させ
ると共に、被撹拌液の慣性が静止している撹拌機上で渦
流を生成するために用いられるときに回転方向が反転す
る際にポーズ(−時休止期間)を介在させることにより
、流通妨害手段として機能することになる。
なお、上述したような操作工程においては必ずしも流れ
妨害手段を設けることは必要なく、これによってより安
価なりアクタ容器を使用できる。
また、このような流れ妨害手段のないリアクタ容器はメ
インテナンスやクリーニング作業が一層簡素化されると
いう面でも有利である。
また、毒性物質を撹拌しなければならない場合には、安
全性を考慮してシールを連続して重ね配置したマルチバ
リアーを設けることが望ましい。
このようにして、本発明によればカバーの弾性領域は2
個の平行かつゴム弾性を持つシールから形成され、これ
らは撹拌機とカバーの固定部との間に配置されている。
前記各シール間のギャップ部分はシール液にて充填され
、該シール液はりアクタ容器の内面に対して少なくとも
等しい圧力、特に若干高い圧力を有する。もしいずれか
のシールが損傷や不具合を生じたとしても、2個のシー
ルバリアはその機能を発揮し得るよう残存する。前記ギ
ャップ内におけるシール液の圧力はコントロールシステ
ムによりモニタされると共に供給及び排出ラインにより
調節されている。毒性気体は、例えば生物学的物質の嫌
気分解時などに発生する。
本発明の更に有利な応用例においては、撹拌機は、少な
くとも一の風量測定車状の羽根車装置が非回転形式で取
り付けられた撹拌ロッドを含む。
撹拌ロッドが撹拌作用を行うと羽根車装置は偏位し、こ
れによって撹拌効果が得られることになる。
羽根車の羽根が、縦に2分割された楕円状の回転体とし
て構成されその断面が凹状曲面であることが好適である
。このため、前記羽根は半楕円状回転体の両軸方向に互
いに著しく異なる流体抵抗が生じるよう設定されており
、これによって羽根車装置の撹拌運動が強化されること
となる。
また、羽根車装置の代りに複数の水掻き状撹拌板を撹拌
ロッド上に非回転形式で設けるか、あるいはプロペラ状
サスペンション上に前記各撹拌板と平行に棒状部材を設
けるなどの方法を作用すること、も可能である。
前記撹拌板は前記績に2分割された楕円状回転体に対応
する断面を有することが好適であり、これによって広い
領域に亘って均一な撹拌作用が達成される。もしリアク
タ容器の底部に向う撹拌板が撹拌ロッドに向けて若干円
錐状に先細りになるよう構成されていると、各撹拌板は
りアクタ容器に対向する位置でリアクタ容器の壁部に対
しほぼ平行となる。この両者間の間隔は最小限に保持さ
れることが好適であり、これによってリアクタ容器内の
全容量に対して良好な全体撹拌効果を得ることができる
さらに、縦に2分割された楕円状の回転体あるいは撹拌
板に代えて、撹拌ロッドに固定された装置に対し以下の
特性を持つ撹拌体を採用することも可能である。すなわ
ち、このような撹拌体は往動と復動との間に大きな流体
抵抗を持ち、また高い側抵抗を持つものであることが要
求される。これにより、非回転形式に取り付けられた装
置は高速度の回転運動が可能となり、この結果大きな側
面によって側方移動の間強い乱流が得られる。反転して
いる撹拌機の速度及び偏心度は操作パラメータにより変
更可能である。
また、本発明の構成を簡単で安価なものとするならば、
撹拌機を偏心駆動機構により撹拌運動を行わせるように
すれば良い。
更に、撹拌機の撹拌運動を遊星ギアを持つ駆動機構によ
り与えられるよう構成すれば、操作上の信頼性が著しく
向上する。モータの駆動軸が遊星ギアの中の太陽ギアを
担持し、他方遊星車のためのケージ上には撹拌機の上部
を固定するためのジンバル型取付体を配設する。遊星車
は太陽ギアと内側に歯が形式されたリングとの間に設け
られている。もしこれらの遊星車の大きさが互いに等し
ければ、太陽ギア回転時にこれらに与えられる回転は遅
くなり、この回転が前記ジンバル型取付体を介してケー
ジに伝達される。このような駆動機構によって非常に大
きな力が長い操作期間に亘って伝達可能となる。従って
、このような駆動機構は産業的構造体におけるバイオリ
アクタ用として非常に適するものとなる。
さらに本発明の有利な他の応用例として、撹拌機に、撹
拌機軸に平行な複数の壁部を持つ少なくとも一のフオー
ムブレーカを担持させることが好適である。このフオー
ムブレーカによってリアクタ容器内の物質を良好に全体
混合できると共に、妨害水頭が形式されることを回避で
きる。この妨害水頭は装置の動作期間が長引くような状
況下において非常に大きな妨害作用を引き起す。
また、リアクタ容器の各側に複数の撹拌機を配置するこ
とによって容器内の大量の物質を均一に撹拌することが
可能である。
さらに、他の好適な応用例において、撹拌機に拡散層に
より包囲された液体供給部を持つケージを配置すること
によって液体濃縮、傅にリアクタ容器内物質の酸素濃縮
作用を得ることも可能である。この場合、拡散層はガー
ゼ形態、特に貴金属からなるガーゼ形態とすることが好
適である。
これにより、酸素が均一かつ正確にリアクタ容器内の物
質に供給されると共に、撹拌機の撹拌動作によってリア
クタ容器内における酸素濃度のバラツキが低減できる。
このような方法による酸素導入は間接酸素導入法と呼ば
れ、これは特に例えば乳細胞などの繊細な細胞を含む物
質に対して非常に適している。
他の応用発展例は本明細書末尾に付記として示した。
[実施例] 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。
第1図に示すバイオリアクタ10は円柱状のりアクタ容
器12を含み、その開口頂部はカバーまたはリッド14
にて閉止されている。カバー14は中央孔部を有し、該
中央孔部を通ってロッド状の撹拌機16が容器12内の
反応領域へ侵入すム構造となっている。撹拌ロッド16
の下端18は水掻きのように拡大形成されている。
カバー14の貫通孔を介して撹拌ロッド16はジンバル
型取付部20に接続されている。そして、撹拌ロッド1
6は前記貫通孔近傍で弾性ゴムスリーブ22を介して外
気封止状態でカバー14に接続されている。撹拌ロッド
16の上端は、図示例ではその概略のみを示した駆動手
段24によりカバー14の面と平行に偏位される。
このようにして撹拌ロッド16は軸支された状態で任意
な回動が可能となる。円形または楕円形の通路とするこ
とも可能である。しかし、撹拌ロッド16が反転方式、
すなわち2つの重畳された同軸円形運動とみなされるよ
うな運動であることがより好ましい。
第2図は前記第1図に係る実施例に近似したカバー32
を通って撹拌ロッド30が侵入する領域を示す。撹拌ロ
ッド30及びカバー32は2個のほぼ平行配置されたゴ
ム弾性シール34.36により互いに接続されている。
該両シール34.36相互間のギャップ38にはシール
液が満たされており、該シール液の圧力はりアクタ室内
圧よりも若干大きい圧力に設定されている。
これにより、たとえいずれかのシールにJji t&が
生じても信頼性の高い密封作用を保持できる。このよう
なシール液にはりアクタ容器内の物質に悪影響を及す毒
性効果などは全くないことが確認されている。そして、
不図示のセンサーを用いることによって密封液圧を継続
的にモニタしまた不図示の供給/排出ラインなどにて圧
力調整が可能である。
第3図には原理的に前記第1図のバイオリアクタ10内
の撹拌ロッド16の代りに用いることのできる撹拌機4
0を示す。撹拌機40は撹拌ロッド42を含み、その下
端部は風量測定車状の羽根車機構44に非回転形式で接
続されている。
第4図に撹拌ロッド42の軸方向における羽根車装置4
4の平面図を示す。羽根車装置44はプロペラ状の突出
リンク46を含み、該突出リンク46は非回転形式で撹
拌ロッド42の中央部に接続されている。プロペラ状突
出リンク46の周外端部には半(縦方向に2分割された
)楕円状の回転部48.50が設けられ、その断面52
.54は凹状のカーブに形成されている。
第5図に示すバイオリアクタ60では、撹拌機62(よ
3個の羽根車機構66.68.70を有する撹拌ロッド
64を含む。該3個の羽根車機構66.68.70の突
出リンク長さは上側羽根車機構66から下側羽根車機構
70に向かうにつれて短くなっていく。これにより、こ
れら全ての羽根車機構66.68.70はその半楕円形
回転部74.76.78のリアクタ容器壁部72対向位
置での両者間の間隙はほぼ等しくなる。このようにして
3個の回転部74.76.78は撹拌ロッド64の下端
部に向けてテーパ形状を有する円錐面状に配置され、そ
の壁部は図において破線にて示した。羽根車機構66.
6g、70それぞれは2個あるいは3個またはそれ以上
の回転部を撹拌素子として持つ。
第4図に示すように、回転部48.50の周面断面52
.54に対する頂部は丸みを持たせることが好適であり
、これによってリアクタ容器内へ収納される生物学的物
質中の細胞に対し損傷を与えることを防止できる。図示
例のように撹拌素子を縦に2分割された楕円状として構
成したことにより、被撹拌物質または液体に生ずる剪断
力はごくわずかの限定されたものとすることができ、こ
れによって繊細な生物学的物質をも処理可能となる。
第5図に示す実施例において、楕円状の回転部74.7
6.78に代えて、破線で示すような撹拌ストリップま
たは棚部を設けても良い。この場合、撹拌ストリップは
回転部48または50の楕円の長手断面に対応する断面
を有することになる(第4図参照)。
第6図は撹拌機を駆動するために用いられる遊星ギア8
0の一部断面平面図を示す。遊星ギア80は内側歯機構
84を有する円形の外壁82、ケージ88により接続さ
れた2個の遊星車90.92及び該両遊星車90.92
間に配置されモータのシャフト95に固定された太陽ギ
ア94を含む。
前記2個の遊星車90.92の直径は違いに等しく、歯
の数も同じである。
2個の遊星ホイールを接続するケージ88上には撹拌機
の上部と接続するための球形継手ガイド86が形成され
ている。駆動機構80はりアクタ容器上に位置しており
、これによってシャフト95の回転時に撹拌機の球形継
手ガイド86は円形運動を行う。
また、撹拌機の軸支揺動する上部は球形継手ガイド86
を介して遊星ギアの回転ケージ88に接続される。この
ような駆動機構80によってがなりの力を長時間に亘っ
て撹拌機へ伝達することができる。
第7図は円柱型リアクタ容器98を有する他のバイオリ
アクタ96の構成例を示す。本実施例において、リアク
タ容器98に底部100は下方へ円弧状に突出した形状
となっており、これによって撹拌機の下端部までの距離
と全軸支揺動領域の下端部までの距離とはほぼ等しくな
る。パイオリアクタ96は撹拌機102を有し、その上
端部は不図示の駆動機構によって偏位されている。撹拌
機102はジンバル型取付体104により固定されてい
る。
リアクタ容器のカバー106と撹拌機102との間には
シール作用を果すコルゲートチューブ補償体状のゴムス
リーブ108が設けられている。
また、撹拌機102の下端部は泡粉砕部110として形
成され、該泡粉砕部110は不図示の複数の同心円柱型
または上方に向けて拡大するテーパ型のチューブを持つ
。この結果、容器内に生じた強い泡はチューブの壁部1
12上に滞積し、特に泡粉砕部110の円形運動によっ
て反応容器98内の液体114中へ滴下していくことと
なる。
第8図は3個直列配置された撹拌機116を持つバイオ
リアクタ114を極簡略的に示したもので、前記各撹拌
機116はサスペンションポイント118上に取り付け
られている。各撹拌装置の上端部は不図示の駆動機構へ
ブツシュ/プルロッド120にて接続されている。こう
して各撹拌機116は互いに同時に偏位することとなる
第9図は撹拌ロッド122の断面を示す。撹拌機が棚状
の撹拌ロッド122として構成されていることにより被
撹拌物質又は液体中へ液体または特に酸素を導入させる
ことが可能である。撹拌ロッド122は長細目高紙スチ
ールガーゼ126により包囲されたケージ124を有す
る。こうした形式の酸素供給方法は被撹拌誘起物質への
間接酸素導入法と呼ばれ、その酸素導入工程は例えば乳
細胞などの非常に繊細な細胞に対して用いられる。
液体または酸素は供給ライン128を介してケージへ送
給される。酸素の泡は高級スチールガーゼ126上で凝
固し、ここを通過してしまうことはない。そして、酸素
は生長細胞により満たされた反応室内のガーゼ126の
網目を介して拡散作用及び/または液体濾過作用により
液体内に溶出することとなる。
撹拌機の拡散方向への運動により、拡散または液体移動
作用が加速される。同時に、撹拌機122の撹拌作用に
よってリアクタ容器内の液体中に含まれる酸素濃度のバ
ラツキが抑制されることになる。撹拌作用中の反転動作
により、良好な撹拌作用及び液体中の酸素の高速撹拌の
双方を実現できる。
撹拌機122に代えて、このような撹拌機のセット全体
を例えば第8図に示すような方法にて操作することも可
能である。この場合、各ケージは第3図〜第5図に示す
ような羽根車機構として構成することができ、撹拌ロッ
ド部分から羽根車機構部への移行点で酸素供給を行える
ことが必要である。また、こうしたケージを円柱型とす
ることも可能である。
第10図はバイオリアクタ130の断面を示す。
バイオリアクタ130の円周方向において、円柱型リア
クタ容器は90″間隔をもって形成され流れ妨害手段と
して作用するリアクタ容器の内部に向って突出した4個
の棚またはストリップ134を持つ。これらにより、撹
拌機136が円形撹拌動作を行うような場合でもリアク
タ容器132内の物質は所望の乱流を生起されることと
なる。
また、各組が複数個例えば10個の撹拌機から成る複数
組のりアクタを同時に操作することも勿論可能である。
さらに、各撹拌機をそれぞれ累なる側、例えばリアクタ
容器に対して異なる壁面から挿通ずることも可能である
。このようにすればりアクタ容器内の撹拌される液体の
均一化がより促進されることとな−る。理由は、同じ撹
拌作用を得るのに単一の撹拌機のみを用いた場合よりも
各撹拌装置の偏位が小さくてすむからである。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、撹拌機をリアクタ
容器の外側で取付体に接続したので、リアクタ容器の撹
拌機貫通部のシール性を良好に保持できる。
また、被撹拌物質に対し与えられる剪断力が周知の撹拌
工程に比し著しく抑制されるので、従来のプロペラまた
は磁石棒撹拌機の場合に比し極めて良好な撹拌効果が得
られることになる。
また、上記本発明に係る撹拌工程は特に産業プラント関
係や大規模な装置に適している。
[付記] (1)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記撹
拌駆動機構はディスクカム機構を有することを特徴とす
る。
(2)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記撹
拌機の反転運動を生起させるための撹拌駆動機構は従動
円形ディスクを有し、該従動円形ディスクには回転駆動
される第2円形ディスクが同心状に固定されると共にそ
の内部には撹拌機のガイドが同心状に構成配設されてい
ることを特徴とする。
(3)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記撹
拌機の取付体は前記通路近傍に配置されていることを特
徴とする。
(4)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記流
れ妨害手段はりアクタ容器内に配設されていることを特
徴とする。
(5)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記流
れ妨害手段はりアクタ容器の内壁から中心部に向けて伸
張した単円として構成されていることを特徴とする。
(6)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記撹
拌機はバイオリアクタの上端部に取り付けられ、スライ
ダクランク駆動機構により下方に向けて駆動されること
を特徴とする。
(7)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記カ
バーの弾性領域は2個の平行なゴム弾性シールから形成
されていることを特徴とする。
(8)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記ゴ
ム弾性シールは撹拌機とカバーの固定部との間に配置さ
れ、各シール間のギャップには封止液が充填され、該封
止液は少なくとも同じ圧力を有しまた特にリアクタ容器
の内部領域に対しては若干高い圧力であることを特徴と
する。
(9)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記撹
拌機は水掻き状撹拌ロッドとして構成されていることを
特徴とする。
(10)i求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
撹拌ロッドは非対称型断面を有することを特徴とする。
(11)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
撹拌機は撹拌ロッドを有し、該撹拌ロッドには風量iT
?1定ホイール型の少なくとも一の羽根車機構が固定さ
れていることを特徴とする。
(12)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
羽根車機構の各羽根は縦に2分割された楕円状の回転体
として構成され、その断面は凹状曲面であることを特徴
とする。
(13)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
撹拌機は少なくとも一の撹拌ロッドを有し、該撹拌ロッ
ド上にはプロペラ型のサスペンション上に複数のひれ型
撹拌ストリップがほぼ互いに平行に固定されていること
を特徴とする。
(工4)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
リアクタ容器の底部に向う各撹拌ストリップは撹拌ロッ
ドに向けて若干円錐状に広がっていくテーパ型を有する
ことを特徴とする。
(15)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
撹拌機駆動機構は遊星ギアとして構成されていることを
特徴とする。
(16)W求項に記載のバイオリアクタにおいて、撹拌
機の球形継手ガイドが配設されていることを特徴とする
(17) fW請求項記載のバイオリアクタにおいて、
前記撹拌機は少なくとも一のフオームブレーカを担持し
、該泡粉砕機は前記撹拌機の軸に平行に配置された複数
の壁部を有することを特徴とする。
(18) 請求項の記載のバイオリアクタにおいて、前
記各壁部は同心状の円柱として構成されていることを特
徴とする。
(19)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
複数の撹拌機はりアクタ容器の異なる側面に設けられて
いることを特徴とする。
(20) 請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前
記撹拌機は流体供給ラインを持つケージを含むことを特
徴とする。
(21)i求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
拡散層はガーゼ、特に貴金属からなるガーゼとして構成
されていることを特徴とする特(22)fl請求項記載
のバイオリアクタにおいて、前記撹拌機の全部品が中空
断面を有し、該中空断面は相互に接続されると共にその
内部では羽根、ひれまたはストリップ状の撹拌手段が対
応形成された貴金属ガーゼケージとして構成され、該ケ
ージには通路を介して外側に向う撹拌機の一部から撹拌
容器に向けて均一に分布させるための液体が供給される
ことを特徴とする。
(23)3’ff求項に記載のバイオリアクタにおいて
、前記液体は酸素を含むことを特徴とする。
(24)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
撹拌機の取付体は駆動機構として構成されていることを
特徴とする。
(25)請求項に記載のバイオリアクタにおいて、前記
撹拌機には撹拌駆動機構により直動(並進)運動が与え
られることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
第1図は水掻き状撹拌ロッドとして構成された撹拌機を
有するバイオリアクタの側面図、第2図は、カバーに対
する撹拌機の貫通状態を示す詳細側面図、 第3図はその下端に羽根車装置が配設された撹拌ロッド
の側面図、 第4図は第3図のTV−IV断面を示す平面図、第5図
は3個の羽根車装置を備えた撹拌ロッドを有するバイオ
リアクタの図、 第6図は撹拌機の駆動手段として用いられる遊星ギアの
断面図、 第7図はフオームブレーカとして構成された撹拌機を有
するバイオリアクタの部分側断面図、第8図は同時に駆
動される複数の撹拌機を有するバイオリアクタの図、 第9図はりアクタ領域内に配置された物質に対し、酸素
を導入するための撹拌機の断面図、第10図は流れ破壊
手段を有するバイオリアクタの断面図である。 10 ・・・ バイオリアクタ 12 ・・・ リアクタ容器 16 ・・・ 撹拌ロッド 20 ・・・ ジンバル形取付は台 22 ・・・ 弾性ゴムスリーブ 24 ・・・ 撹拌駆動機構

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少なくとも一のカバーにより閉止される少なくとも一の
    開口部を持つリアクタ容器と、 前記カバーを貫通する少なくとも一の撹拌機と、を含み
    、 前記カバーの貫通部近傍及び該貫通部の外側で前記撹拌
    機は撹拌駆動機構に接続され、 前記貫通部の外側で撹拌機の一部が取付け手段に接続さ
    れていることを特徴とするバイオリアクタ。
JP2191836A 1989-07-19 1990-07-18 バイオリアクタ Pending JPH0365175A (ja)

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