JPH04229590A - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はマイクロ波加熱装置に
関する。さらに詳しくは、この発明は、通常、液体、半
液体、または粒状固体の流動状態の物質を、容器内でマ
イクロ波放射線によって加熱し、同時に、その物質をそ
の容器内で混合し、加熱の効率と均一性を改善し、局部
的な高温と低温のスポットができるのを防止する装置に
関する。かような装置は、特に密閉容器内で、生物学的
培地を迅速に滅菌したり、物質を加熱するのに特に有用
であり、その密閉容器は、加熱される物質の汚染を防止
したり、該物質の容器からの漏洩を防止するために密閉
されている。また、この発明は、上記の装置を利用する
、物質のマイクロ波加熱方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】この発明以前に、食料、反応
物質、分析試料、医薬および排棄物等の各種物質を、調
理、化学処理、分析および滅菌等の各種の目的のために
、マイクロ波を照射することによって加熱することは知
られている。

【０００３】そして、調理室内に均一にマイクロ波を照
射して、内容物を確実にむらなく加熱するために、たと
えばローストや鳥肉などの比較的大きな食品のむらのな
い調理を可能にするために、マイクロ波のミキサーを備
えた電子レンジやマイクロ波発生装置も公知である。

【０００４】また、ターンテーブルもしくはカルーセル
のような機械的な手段によって、加熱される物品をマイ
クロ波照射室内で回転させて、均一な加熱をさらに促進
させることも行われている。本願の２名の発明者（ザカ
リアとニース）が、１９８９年５月１５日に出願した米
国特許出願第０７／３５２，００３号には、マイクロ波
照射による生物学的培地の滅菌法が記載されている。そ
の出願に例示される装置内では、液体もしくはゲル状の
培地が、マイクロ波照射室内のターンテーブル上で揺動
回転して移動する密閉可能な容器内で加熱されるように
なっている。しかし、その特許出願に記載されている方
法は、かような媒体を滅菌するのに有効で、かつ従来技
術のオートクレーブの操作よりも速いが、それでも確実
な滅菌を行うためには１，５００Ｗもしくは２，０００
Ｗのマイクロ波発振器を用いて、１５分間も加熱を行わ
なければならない。このため、一層速く、より確実で有
効な滅菌法が要望されている。

【０００５】ところが、マイクロ波加熱する物質を混合
するための従来の方法としては、効率的で便利なものは
ない。また、いくつかのものは、混合される物質の容器
に開口を設け、この開口を貫通する外部駆動のミキサー
シャフトを必要とする。このため、この駆動シャフトと
閉塞部材間の間隙による、混合物の汚染と物質の容器か
らの漏洩が起こるという問題がある。

【０００６】その他は、複雑すぎるか、または大きすぎ
るために、生物学的培地のような比較的少量の物質の滅
菌のような加熱を行うには実用的でないものである。

【０００７】米国特許第４，２５４，３１９号には、組
合せポータブルターンテーブルと、調理される食品を加
熱・攪拌する駆動機構とが記載され、容器内の食品が、
ターンテーブル上で同軸回転して定置スタラーを通過し
て移動するようになっている。米国特許第４，３３６，
４３５号には、凍結血漿のバッグを保持し、マイクロ波
加熱中バッグに運動を加えて、中の血漿を解凍する機構
が記載されている。米国特許第４，５７１，４７４号に
は、電子レンジ用の回転焼肉器が記載され、この装置で
は、マイクロ波を食品内容物に向けて照射しながら傾斜
シリンダーが内部リブとともに回転して、容器内の食品
を攪拌するようになっている。

【０００８】米国特許第４，７１４，８１３号には、電
子レンジとともに使用するミキサーが開示されている。 このミキサーは、ほぼ水平に回転する混合ドラムを備え
、このドラムは電子レンジ中のターンテーブル上に取付
けることができ、その結果、ターンテーブルの回転運動
によって、ドラムの内容物は、ドラムがその軸のまわり
を回転するときに、混合もしくは攪拌される。米国特許
第４，７５１，３５７号は、マイクロ波加熱中に、台板
を垂直方向に変位させることによって生地を混練するの
に特に有用な電子レンジ装置を示している。ら旋形羽根
を有する付属品を使用すると、マイクロ波放射線で加熱
される容器内容物がより均一に混合される。この装置の
駆動軸は、容器の底部を貫通するコネクタを介して、混
練・混合手段と連通している。米国特許第４，７７３，
３１７号は、電子レンジに用いる装置の特許である。こ
の装置は、食品を入れる容器と、容器内に取付可能な羽
根部材を備え、その羽根部材は食品を攪拌するために、
容器が回転しても静止位置に保持されるようになってい
る。米国特許第４，８５５，５５５号は、電子レンジの
調理室中に突出する軸に取付けられる、血漿のような凍
血液体のプラスチックバッグに用いる他のホルダー組立
て体の特許である。この軸は回転可能で、この回転によ
ってマイクロ波加熱中、バッグ内容物を攪拌できる。ま
たそのバッグもしくはホルダーの温度を検出し、温度が
高くなりすぎたならば電源を切る手段も備えている。最
後に挙げる米国特許第４，８５６，２０３号は、マイク
ロ波真空乾燥機の特許であるが、この乾燥機では、プロ
ペラ形の攪拌機が、乾燥される物質のミキサーの本体内
に設けられ、物質はミキサー内で循環され、マイクロ波
放射線はミキサー内に照射される。この装置の羽根は、
外部の駆動モータとシャフトの作用で回転される。その
他の文献としては、米国特許第４，０４５，６３８号；
４，３２６，１４４号；４，４７１，１９５号；４，７
１０，２６６号；４，７４２，２０２号；４，８２５，
０２６号；および４，８８２，８５１号；があるが、こ
れらの文献はそれほど関係するものではない。

【０００９】この発明は、以上のような先行技術よりも
はるかに優れた技術を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、特に、密閉
された容器または密閉可能な容器内の物質をマイクロ波
で加熱し滅菌する際の速度と均一性を改良するため鋭意
研究した結果なされたものであって、この発明は、マイ
クロ波照射室内の容器中の物質のマイクロ波加熱を改良
するものであって、マイクロ波照射室にマイクロ波を照
射するマイクロ波発生装置、マイクロ波照射室内で加熱
物質を収容する容器、マイクロ波加熱の間、内容物を混
合する手段からなる。また、容器の内容物を混合する手
段は、該容器の外部に位置して容器内に磁界を発生させ
る手段、容器を上下方向に運動させる手段、容器内にマ
イクロ波による振動を起こさせる手段を備え、上記の手
段によって上記の磁界が発生すると、容器中のマグネッ
トミキサーが上記磁界の相対変化によって混合運動を始
めるようになっている。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１２】図１は、この発明のマイクロ波加熱装置の
正面斜視図であり、培養培地の容器のような、物質の入
った１２個の容器を示し、これらの容器は、１つの容器
の中の圧力に応答する圧力制御装置を備えた、ディジタ
ル式に制御されるマイクロ波装置の揺動ターンテーブル
に取付けられている。

【００１３】図２は、培養培地のような流動性物質を、
図１のマイクロ波加熱装置内で、加熱、滅菌を行う容器
の一部分解図である。

【００１４】図３は、図２の組立てられた容器の中心に
沿って切断した縦断面図であり、中のマグネチックミキ
サーの位置を示す。

【００１５】図４は、複数の磁石に対する複数の容器（
マグネチックスタラーが入っている）の通路を示す平面
図である。

【００１６】図５は、この発明の部分底面図であり、上
記マイクロ波照射室の底部の下方の所定位置に設置され
た１２個の磁石を示し、それらの磁石のターンテーブル
に対する位置を示している。

【００１７】図１は、改良されたマイクロ波加熱装置１
１を示し、この装置は、図示の実施例の場合、マイクロ
波発生装置１３と圧力応答式制御装置１５とで構成され
、制御装置１５は、別個の構成要素として示しているが
、その回路と機能はマイクロ波発生装置１３の本体内に
含めてもよい。マイクロ波発生装置１３には、マイクロ
波照射室１７に、マイクロ波を照射させるマイクロ波発
生源（通常マグネトロン、図示せず）を備えている。 また、そのマイクロ波照射室１７は、壁１９、床２１、
上部壁２３および扉２５で区画されており、その扉は一
部分のみを示してある。マイクロ波照射室１７は、好ま
しくはステンレス鋼もしくはアルミニウム製の壁によっ
て区画され、内部にマイクロ波を閉じ込めるようになっ
ている。かような合金や金属は、ミキサーを駆動する混
合用磁石のまわりに発生した磁束を妨害しないものとす
る。マイクロ波発生装置１３の上部２７には、各種の公
知のディジタル制御器、表示器および回路、ならびにマ
イクロ波照射室１７内に照射されるマイクロ波照射線の
マグネトロン源が設けられている。制御器２９、３１お
よび３３は、文字数字式表示器３５と共にマイクロ波装
置の作動を制御しかつマイクロ波の状態を示すのに用い
る。圧力応答式制御装置１５はディジタル制御装置であ
り、この装置によって、マイクロ波照射室１７中の代表
する１つの容器内の圧力を表示し、マグネトロンの作動
のオン・オフを自動的に行うかあるいはこの機能に代え
てまたはこの機能に加えてマグネトロンへの電力量を調
節することにより、マイクロ波照射室１７の、容器内を
所望の圧力及びそれに対応する温度に維持するようにす
るのが望ましい。所望の圧力を制御ボタンもしくはパッ
ド３７によって設定し、設定圧力と実際の圧力を、目視
表示パネル３９に表示してもよい。先に述べたように、
圧力を表示し制御する回路は、かような装置の上部に設
置した別個のキャビネット内に入れる代わりに、マイク
ロ波発生装置１３内に組込んでもよい。このマイクロ波
装置と圧力制御装置は、先に述べた米国特許出願第０７
／３５２，００３号に記載のものに類似している。その
マイクロ波装置は、上記の特許出願においては、ＣＥＭ
マイクロ波滅菌システム（すなわちＣＥＭ　　ＭＳＳ　
　５００）と称されており、ＣＥＭコーポレーション製
のＭＤＳ−８１と称される初期のマイクロ波装置の改良
品であると記載されている。このＭＤＳ−８１装置は、
ＣＥＭコーポレーション、マイクロ波乾燥／消化システ
ム、ＭＤＳ−８１、実験室マイクロ波システムという標
題のパンフレット（１９８１年発行）に記載されている
。またこの装置は米国特許第３，９０９，５９８号にも
記載されている。図示のマイクロ波発生装置１３は、Ｃ
ＥＭ　　ＭＤＳ−８１と同様の高電力（２，０００ワッ
ト）装置であり、揺動ターンテーブルと先に述べたミキ
サーとプリント回路制御装置を備えており、米国特許出
願第０７／３５２，００３号のシステムと同様に、この
システムを作動させるようになっている。

【００１８】マイクロ波照射室１７内の、ターンテーブ
ル４１は、支持デッキ４３と位置決めデッキ４５を備え
、これらは、壁で形成した複数の容器４７を支持し位置
決めするようになっており、これらの容器は、米国特許
出願第０７／３５２，００３号の対応する容器に類似し
ている。その詳細については図２に基づき後述する。 容器５１は圧力ホース４９を介して圧力制御装置１５と
連通している。図に示すように容器５１は、ホース４９
を容器５１の内部と圧力が逃げないように連結する継手
５３を備えている。しかし、マイクロ波照射室１７内の
容器全部を圧力制御装置と連通させることは面倒で実際
的でないことが多く、また容器間の圧力変動は設定圧力
に比べて、すべての容器について許容限界内にあること
が分かったので、かような継手は他の容器には設けず、
代わりにこれらの容器には、例えば頭付キャップ５９の
ような、容器５５の開口を密閉するねじキャップを設け
、その開口を閉じている。加熱の均一性を促進するため
に、容器はすべて、同じ形式でかつ同量の同じ物質が入
っていることが通常好ましい。余分の継手とキャップを
用いずに済むように、圧力接続部を利用しなければなら
ない場合に圧力接続部に連結される容器を除いて、上部
のふた部分５７の上面には開口部を設けず連続した平面
としてもよい。圧力および／または温度のモニタを容器
内もしくは容器上に設置して、加熱と加圧が均一かまた
は許容できる程度に均一に近いことを確かめてもよい。 また温度で作動する制御器を用いてもよい。

【００１９】図２に示すように、容器５５は、（頂部の
近くに）雄ねじを設けた容器本体部６１、キャップ５９
でかくされている雌ねじをきった部分６５を有する閉塞
部材６３、および容器本体６１のねじ６７に対応する雌
ねじをきったふた部すなわちカラー部５７を備えている
。したがって、カラー５７を下方にねじ込むと（これは
手で行うことができる）、容器５５は、マイクロ波照射
室１７と大気から遮断される。圧力制御装置と連通して
いる容器５１は、手で締めつけることができる継手５３
によって、圧力ホースまたは管４９、およびこれを介し
て圧力制御装置１５に連通している点を除いて類似の構
造を有する。そしてこの制御装置は、マグネトロンの作
動をオン・オフすることによりおよび／またはマグネト
ロンへの電力を制御して容器５５の内容物の圧力と温度
を制御することができる。閉止弁もしくは止め弁を配管
４９に設ければ、加熱を完了した後、容器の圧力ロスな
しに、装置から容器５１、止め弁および配管を取外すこ
とができる。

【００２０】図３に、内部にマグネチックスターラーを
備えた図２の容器５５（わずかに変えてある）の詳細を
示す。図３に示す容器は図２の容器と類似のものである
が、閉塞部材６３と部品６５のより詳細な構造を図３に
示し、Ｏリングシール７５の位置も示してある。また、
流路７７が図３に示されているが、この流路は、キャッ
プ５９を接続継手と取替えれば圧力配管４９と連通させ
ることができ、この継手としては例えば圧力配管のフレ
ア状末端に押圧されるようになっている締付けナットが
ある。容器５５の中に、マグネチックスターラー７９が
示されているが、このスターラーは、比較的うすい羽根
８１を備え、この部分は不活性の合成樹脂材料、例えば
、ポリテトラフルオロエチレン製であり、またスターラ
ーは磁性ベース部８３を備え、このベース部は図示され
ているようにポリテトラフルオロエチレンに包まれたセ
ラミック磁石である。羽根８１は、大きさが異なる複数
の円形通孔８５を有し、この通孔によって羽根８１が流
体の容器内容物を通過して運動することが容易になり混
合が促進される。羽根８１は、磁石もしくは磁性材料か
らなるベース部８３に、適切に取付けられ、または支持
されているので、その羽根８１の大部分は非磁性である
が、このミキサーは磁性であるかまたは磁性材料製であ
るといっても差し支えない。勿論、羽根８１は、鉄など
の強磁性の元素または合金のような磁性材料でもよく、
予め磁化してあっもよい。図３に示すように、磁性のベ
ース部８３は底部が平坦なので、容器５５の内部底面８
７で支持することができ、その底と容器に対して自由に
回転もしくは揺動することができる。回転もしくは揺動
中、ミキサーは、容器の内側壁８９に近づこうとし、そ
の結果、内側壁に付着している内容物もしくは内容物の
層を移動させて、さらに混合を促進することができる。 上記のような揺動作用が望ましくない場合、ミキサーを
中心に保持し、容器に対して正確に軸回転させるために
、容器の底部器壁８７の凹部もしくは突出部（図示せず
）に対応する突出部もしくは凹部をミキサーの底部に設
けてもよい。あるいは、磁性ベース部をスタビライザリ
ング（図示せず）に取付けて軸回転させるようにしても
よい。加熱・混合される物質のレベルは８２で示すよう
に羽根８１の上端のわずか上方にあるが、このレベルは
この発明の範囲内において、様々に変えられる。 すなわちミキサー上端よりも上にあっても下にあっても
よい。しかしこのレベルは頂部近傍にあるのが好ましく
、羽根もしくはミキサー部の頂部から１ｃｍ以内のこと
が多い。

【００２１】図４は、マイクロ波照射室１７の底部２１
の下方に位置する磁石９１に対して矢印９０方向に揺動
回転運動を行うターンテーブル（具体的には図示してい
ない）上に位置する、この発明の４個の容器５５間の関
係を示す概略図である。磁石９１は、実際には照射室底
部２１の下側に位置しているが、明確にするため実線で
示してある。これらの磁石は、上記底部の下面に取付け
てもよくまたは上記底部の近くに取付けてもよい。類似
の磁石を、容器の下に（図示の位置）配置してもよい。 またこれら磁石の代わりにドーナツ形の磁石も用いても
よい。この場合その磁極は、ドーナツの内側（通孔部）
と外側（周囲部）にある。マイクロ波照射室１７の背後
には、マグネトロン、変圧器、各種の制御器、マイクロ
波ミキサー回路、ファン、およびマイクロ波加熱システ
ムのその他の要素が収納されている部分がある。棒磁石
の極性は、交互に、Ｎ−Ｓ、Ｎ−Ｓ、Ｎ−ＳおよびＮ−
Ｓとしているが、他の配列でもよくその方が好ましい場
合もある。容器内のマグネチックミキサーは、容器（お
よびそのミキサー）が各磁石に向かって移動し、その上
方を通過し、それから離れることによって変化する磁界
に応じて運動する。したがって、容器の流動内容物は、
好ましくは加圧下でマイクロ波加熱がなされている間に
混合され、この混合は容器が完全に密閉されたままで実
施できることがわかる。また、一定の磁束強度の磁石を
等間隔に配置することによって、ほぼ等しい混合状態が
得られ、したがって、いくつもの類似容器中の材料をほ
ぼ同じ状態で加熱できる。その結果一つの容器内の圧力
（および温度）を制御すればすべての容器内の圧力（お
よび温度）を十分制御することができる。

【００２２】図５は、マイクロ波照射室１７の底部の下
方に位置し、かつ揺動運動しながら回転するターンテー
ブルの下に設ける磁石の別の配列の仕方路示す。図５に
おいて、磁石９３は照射室の底部２１に対して固定した
位置にあり、ターンテーブル９５は矢印９７で示すよう
に揺動しながら回転運動する。加熱・混合される物質の
１２個の容器が図１に示すようにターンテーブル上に位
置し、その容器は磁石の上方を通過する。磁石の極性を
ＮとＳで示す。

【００２３】次に、その作用を説明する。

【００２４】ターンテーブルが３６０°（各方向に）揺
動すると、混合羽根すなわちミキサーは、一つの磁石上
を通過する毎に１回転するので全部で２４回回転する。 しかし、慣性のために、ミキサーは３６０°完全に回転
しなかったり、それ以上回転することがある。

【００２５】上記の装置を組立てる方法は、図面と装置
についての上記説明から明らかである。まず、加熱材料
、たとえば、細菌のコロニーを増殖させる培地として用
いることができるように滅菌する必要のある細菌学的培
地等を、いくつもの容器に計り分けて入れる。

【００２６】この場合同量であることが極めて好ましく
、例えば１００ｍｌの物質を各１２５ｍｌの容器に入れ
、その容器をターンテーブル上に置き密閉する。容器の
うち１つは、制御装置につながっている圧力管に接続し
、次いで所望の、加熱条件、極限圧力、ターンテーブル
の揺動条件、マグネトロン作動条件、および加熱期間の
長さとタイプをディジタル的に設定し、次いで、装置を
起動させる。加熱の状況は、照射線を遮断するのぞき窓
を通じて観察するようにしてもよい。また、圧力（すな
わち平衡温度）は、装置の性能上可能であれば、加熱期
間中ディジタル表示器で追跡するようにしてもよい。 必要なら、複数の容器の圧力値の追跡ができるように、
いくつかの圧力伝達手段を用いてもよい。また、容器中
の物質の温度が所望の温度に実際到達していることを確
認するために、チェック手段を用いるのもこの発明の特
徴である（たとえば細菌学的培地等の滅菌を実際に確実
に行うためにある温度に到達しなければならないような
場合、上記の特徴は重要である）。この発明の一つの実
施例においては、このようなチェックは、圧力配管の密
閉可能な開口から容器内に入れられる温度プローブによ
って行うことができる。また他の場合には、変色する結
晶性物質、例えば　Ｂｉｇ　Ｔｈｒｅｅ　Ｉｎｄｕｓｔ
ｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．の　Ｔｅｍｐｉｌ　Ｄｉｖｉｓｉｏ
ｎが製造しているようなものを用いてもよい。 ５０ポンド／ｉｎ２　ゲージ圧での平衡温度１４８℃を
わずかに超える１４９℃でかような物質が著しく変色す
ると（出願人は、この圧力は、生物学的培地が上記温度
に数秒間程度保持されさえすれば、該培地を滅菌するの
に十分な圧力であると考えている）、滅菌が行われたこ
とを示す。白色から黒色に変色する結晶性材料を容器内
の液体の上方もしくはシールの内部に置いてもよく、場
合によっては、容器の外側の、中に入っている液体のレ
ベルの上方に取付けてもよい。また異なる結晶を用いる
ことによって、これら材料を内部に置く場合、容器内容
物による悪影響を防ぐことができ、また、外側に置く場
合は、容器の壁の厚みによる温度低下を補償することが
できる。かような取替と補償は、この発明の利用者なら
ば容易に行うことができる。

【００２７】加熱材料を、加熱することによって、消化
、反応、溶融、乾燥（この場合、発生する水蒸気の排出
を容易にする手段を設ける）、滅菌、その他各種の目的
を達成することができる。滅菌の場合、最初に、滅菌が
実際に確実に行われたことをチェックすることが望まし
いが、何度もの運転によって滅菌操作が確実に行われて
いることが判った後は、かような検査は中止するか、ま
たは時々行うだけでよい。

【００２８】生物学的培地等の滅菌を行う場合、加熱材
料の温度および／または圧力を確認できることは通常重
要であるが、これは常に必要という訳ではない。別の種
類の操作の場合には、特別な測定手段と制御手段をかよ
うな条件を測定・制御するのに設ける必要のないことが
ある。広い意味で、この発明は、移動する容器内の物質
の磁気混合に関し、その容器内の磁性ミキサーは外部の
磁石の近くを通過することによって作動するようになっ
ている。この発明の加熱・混合システムの“磁気に関す
る特徴”は、容器中の物質をマイクロ波加熱する間にそ
の物質を磁気で攪拌もしくは混合することによって行う
マイクロ波加熱法に関する。この発明は、別の広い意味
で述べれば、密閉容器中（内容物の汚染および／または
漏洩もしくは損失、および／または圧力損失から内容物
を保護するために密閉される）の物質のマイクロ波加熱
法であり、加熱される物質は、加熱操作中、容器内に配
置された混合手段（この手段は、可動部品によって容器
の外側と物理的に接続されていない）によって、攪拌も
しくは混合される。この広い発明のいくつかの態様を実
施する装置は、混合容器、可動容器支持体、その支持体
を動かす手段、該支持体と支持されている容器の移動通
路の近傍の磁気手段、およびこの磁気手段のそばを通過
すると、磁気手段によって磁気で運動可能になる、容器
中の混合手段からなり、該混合手段が、容器と中に入っ
ている物質に対し運動してその物質を混合するようにな
っている、混合容器中の流動性物質を混合する混合装置
であると定義することができる。かような装置の好まし
い形態では、容器は密閉され、ミキサーが容器内にあり
、ミキサーの駆動手段は容器には物理的に接続されてお
らず、かつ容器からその外側に貫通していない。

【００２９】内部のミキサーを駆動する外部磁気手段と
して、永久磁石を用いることが好ましいが、電磁石を用
い、その作動を制御することにより混合の制御を行って
もよい。たとえば、電磁コイルへの荷電の増減またはオ
ン・オフにより、ミキサーの運動を制御し、加熱される
物質を最高の混合状態にしてもよい。

【００３０】マイクロ波で容器内容物を加熱する間の混
合に利用される磁気手段に代えて、機械的手段、振動手
段および超音波手段のような他の手段も用いたり、両者
を組合せて使ってもよい。したがって、ターンテーブル
の下にソレノイドを設け、ソレノイドに通電されると、
そのコアもしくは延長部がターンテーブルの下面に当た
り、容器を移動させ、容器内の物質中に混合流を発生さ
せるようにすることもこの発明の範囲内である。あるい
は、ターンテーブルにスプリングを組み込んだり、さも
なければ、モーター制御か、あるいはカムとローラーを
組み合わせた装置、たとえばターンテーブルの底面に取
りつけられており、カムとの接触により、あるいは起伏
を設けたトラック上を転がることによって、ターンテー
ブルを上下に動かすローラー等の適切な機械手段によっ
てターンテーブルの速度の増減、あるいは上下方向の移
動を行うようにしてもよい。この発明のこのような機械
的特徴に関する他の実施例では、加熱材料の入った容器
を揺動する支持部材に取付け、振り子状に運動させるよ
うにしてもよい。したがって、揺動運動によって方向が
変化すると、容器はゆり動かされて内容物の混合もしく
は攪拌を助ける。機械的混合手段としては、加熱される
物質の容器を、上下方向に運動させる手段が最も多いが
、かような容器および／またはその内容物を別の方法で
、たとえば慣性で運動させる手段も有用であると考えら
れる。

【００３１】この発明の他の実施例においては、加熱材
料に向けてプローブもしくはホーンから、超音波をあて
てもよい。超音波を使用すると、細菌学的培地の滅菌に
おいてさらに重要な利点がある。すなわち熱を発生して
培地内に存在する細菌を殺すのに加えて、超音波も細菌
を破壊する独自の作用をもっているということである。 適切な超音波のプローブとホーンとしては、Ｈｅａｔ　
Ｓｙｓｔｅｍ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．製の
ものがある。これは同社の１９８７年　ＳＯＮＩＣＡＴ
ＯＲ（登録商標）Ｂｕｌｌｅｔｉｎと１９８８年　ＳＯ
ＮＩＣＡＴＯＲ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｎｏｔｅ　
に記載されている。超音波を用いる代わりに、振動手段
を含む他の手段を、攪拌される物質内に直接入れるかま
たはかような物質の容器に接触させて用いてもよい。

【００３２】この発明のシステムを作製するのに有用な
各種の機器と材料について述べるが、この発明を限定す
るものではない。有用で実用的なマイクロ波照射線源に
ついてはすでに説明したが、その他のマイクロ波発振器
と制御装置も使用することができる。マイクロ波の周波
数は通常２．４５ＧＨｚであるが、０．３〜５０ＧＨｚ
の範囲内であればいかなる周波数であってもよい。マイ
クロ波装置の電力は通常６００〜２０００ワットの範囲
であり、高い方が好ましい。また、さらに大電力の装置
を用いることも考えられるし、将来はそのような装置が
好んで用いられるようになるであろう。通常マグネトロ
ンの電力は、０〜１００％の電力の範囲で制御可能であ
り、必要なら段階的に制御してもよい。

【００３３】ターンテーブル、カルーセルなど容器の支
持体は、通常、マイクロ波透過性で、加熱操作中に発生
する、マイクロ波システムの温度に耐え得る合成樹脂材
料製である。ポリプロピレンのようなポリ低級アルキレ
ン類が好ましいが、ポリテトラフルオロエチレン〔Ｔｅ
ｆｌｏｎ（登録商標）〕のようなフッ素化合物系重合体
やポリエステルイミド類〔Ｕｌｔｅｍ　（登録商標）〕
やその他の有用な重合体も使用できる。ターンテーブル
は、その駆動機構とマイクロ波装置から取外すことがで
きて、加熱される物質を急速冷却し易いようになってい
るものが望ましいが、これは必要不可欠なことではない
。このような急速冷却は、約１２個の滅菌された生物学
的培地の容器を載置した着脱可能なターンテーブルをマ
イクロ波装置から外し、次に氷水などの冷却剤中に浸漬
し（または冷却剤を容器上に噴霧もしくは流し）、容器
の急速冷却を行うことによって実施することができる（
但し圧力保持ストップコックを備えていない場合、圧力
監視用容器は除外する）。かような冷却が、大気圧以下
の圧力で約９５〜１００℃の温度（１００℃より低い温
度が好ましい）まで行われると容器内の圧力が低下する
ので、容器を開き、必要なら、他の容器や皿に迅速に移
すことができる。ターンテーブルの駆動手段は、通常の
ものであるから具体的には記載しなかったが、回転中に
揺動するものであっても揺動しないものであってもよい
。しかし揺動運動を行う方がより好ましい。その回転速
度は通常２〜３０回転／分の範囲内で、たとえば１０ｒ
．ｐ．ｍ．であり、揺動回転運動の場合、揺動の周波数
は通常３〜２０回／分（ｏ．ｐ．ｍ．）の範囲にあり、
好ましくは５〜１５で例えば約１０ｏ．ｐ．ｍ．であり
、揺動の程度は、１０°〜無限大（無揺動）の範囲にあ
り、好ましくは９０°〜７２０°、より好ましくは１３
５°〜４５０°、さらに好ましくは１８０°〜４０５°
で例えば３６０°である。圧力制御装置が１つ以上の容
器に接続されているときは、ターンテーブルが、揺動回
転ではなくて通常の回転運動を行う場合により複雑な接
続が必要である。このような理由及び、揺動運動が、加
熱される内容物質に対して混合作用を起こすのに役立つ
という理由から、ターンテーブルをこのように揺動運動
させることは極めて好ましい。

【００３４】ターンテーブルの下に配置する磁石は、上
記の目的に適したものであればよい。簡便さ及びコスト
効率の面からは、コバルト−ニッケル合金または強磁性
体製の磁石のような通常の永久磁石が一般に用いられる
が、セラミック磁石の方がより好ましい。ターンテーブ
ル上に設ける磁石の数は、所望の混合方式と混合される
物質の容器の数によってきまるが、その数は通常１〜２
０の範囲内にあり、好ましくは２〜１６、さらに好まし
くは６〜１４であり例えば１０と１２である。磁石は、
その磁気効果によって容器内のマグネチックミキサーが
所望の運動を行うかぎり棒状および／またはドーナツ形
および／または他の適切な形であってもよく、また、回
転もしくは揺動中の容器の通路を真下に、ターンテーブ
ルの中心もしくは周囲に向いて位置していればよい。磁
石の極は、容器の中心の通路に沿って一線上に並べるこ
とは必須ではなく、また、時にはこの通路に対して角度
をもって並べる方が望ましい場合もあるが、通常一列に
配列するのが好ましい。またその極性は通常、交互に配
列されるがＮ−Ｎ、Ｓ−ＳおよびＮ−Ｓ、Ｎ−Ｓの混合
配列のようなＮ−ＮとＳ−Ｓ配列も有効である。この発
明の有用な特徴は、磁石がマイクロ波照射室に隣接して
設けたのでモード攪拌効果をもたらし、加熱される培地
内に高温部分と低温部分ができるのを回避するのに役立
つということである。磁界はマイクロ波加熱を妨害せず
かつマイクロ波は磁界を弱めることはない。

【００３５】ターンテーブル上にある、加熱される物質
の容器の数は、通常、１〜５０もしくは１００であり、
好ましくは１〜２５、より好ましくは２〜２０、さらに
好ましくは４もしくは６〜１６、例えば１０と１２であ
り、これら容器の形は垂直の円筒形である。容器の壁と
部品は、少なくとも一部分がマイクロ波透過性物質で形
成し、可能なら、マイクロ波照射室内の他の部材と同様
に、全体を上記の材料で作ることが好ましい。通常、容
器は合成樹脂製であり、その内、製造材料として好まし
いのは、不活性、マイクロ波透過性、および高温・高圧
下での強度の点で、ポリイミド樹脂と、ポリテトラフル
オロエチレンのようなフッ素樹脂である。容器と連通し
ている圧力配管、および容器に接続されているその他の
配管とホース、例えば通孔、プローブ、ケーブル、超音
波手段の部品などを封入もしくはカバーする配管とホー
スは、テフロン製が好ましい。テフロンは、耐熱性でか
つ耐薬品性であり、ターンテーブルが回転によるねじれ
とねじれの戻りにも耐える十分な可撓性を有する。

【００３６】磁石と共に混合手段を構成しているマグネ
チックミキサーもしくは攪拌板は、合成樹脂材料、例え
ばポリテトラフルオロエチレンもしくはポリイミド樹脂
製のものが好ましく、これらの樹脂は、容器内の内容物
に対して不活性であり、かような材料の予想が熱温度で
寸法的に十分安定している。マグネチックミキサーとし
ては、種々の形態のものを用いることができるが、最も
簡単なものは、容器と同軸で、容器の内容物を充分混合
し、使用中該内容物が付着する内面をきれいにできる垂
直の羽根もしくはうすい帯状体である。このような羽根
は、図に示すように孔を設けたものが好ましく、羽根の
下方に位置しているマグネチックミキサー部に連結され
、および／またはその運動によって駆動されるものがよ
い。マグネチックミキサー部は、磁性材料製でなければ
ならないが、これらの材料としては、セラミック磁石（
その磁気が加熱後に回復するので好ましい）コバルト−
ニッケルやその他の強磁性材料があり、これらの材料は
、容器内容物と接触しないように合成樹脂製のカバー内
に封入すべきである。このミキサーは通常長方形であり
、混合を最高に促進するために、容器の高さの５０〜９
５％まで、例えば、８０％まで延びている。混合羽根を
駆動するための容器中の磁気手段は、通常その極を、タ
ーンテーブルの下の磁石に最高に反応する位置に設ける
。このことは通常、この極がほぼ同じ水平面内にあるこ
とを意味するが、ミキサーが満足すべき作動をするのに
不可欠なことではない。

【００３７】上記装置を用いて物質を加熱するこの発明
の方法において、容器の容積は、通常Ｓ〜２０００ｍｌ
の範囲にあり、好ましくは５０〜４００ｍｌであり、高
さ／直径の比率が１：１〜２０：１の範囲で好ましくは
１．５：１〜５：１の垂直の円筒であり、該円筒の高さ
の少なくとも　１／２にわたって延びる混合要素もしく
は混合羽根が入っている。容器は、その円筒の高さの約
５０〜９０％が加熱される物質で満たされており、これ
らの物質は液体、半液体もしくは粉末固体状態であって
もよい。かような加熱によって、上記の物質が滅菌、消
化、反応、乾燥もしくは処理され、これら物質の加熱温
度は、水を含有もしくは水和されている物質に対して、
８０〜２００℃の範囲にあり、より好ましくは１００〜
１８０℃または１２０〜１７０℃で、最も好ましいのは
１４６℃もしくは１５０〜１６０℃でさらに例えば１８
０℃までである。

【００３８】水性物質を上記のように１００℃を超える
温度まで加熱するには、これらの物質を加圧する必要が
ある。そして実験の結果、その圧力はゲージ圧で少なく
とも４６ｌｂ／ｉｎ２　まで上げなければならず、好ま
しくは少なくとも、５０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ　例えば５０〜
１００ｐ．ｓ．ｉ．ｇ　、またはより好ましくは５０〜
６０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ　まで上げなければならないことが
分かった。この圧力は、ゲージ圧であり、約３．２、３
．５　、４．２　２および７．０ｋｇ／ｃｍ２　ｇ，６
１、６５、７５および１１５ｌｂ／ｉｎ２　の絶対圧力
（ｐ．ｓ．ｉ．ｇ　）または４．３、４．６、５．３お
よび８．１ｋｇ／ｃｍ２　絶対圧力に相当する。これら
の圧力に対する平衡温度はそれぞれ１４６℃、１４８℃
、１５３℃および１７０℃である。上記のこれらの範囲
は、完全な滅菌を目的とし、かつ滅菌される培地が劣化
する可能性があるので、必要以上に高い温度を用いるこ
とが一般に望ましくない滅菌操作のためのものである。 しかし、他の方法では異なる温度範囲が用いられ、用い
られる機器の性能と加熱される物質に若干左右されるが
４０℃もしくは５０℃のような低温から４００℃のよう
な高温までの範囲である。滅菌される物質は通常、滅菌
のために必要最小限の時間だけ加熱される。温度（また
は圧力）をあるレベルまで上げてその後物質を冷却した
ときに滅菌されてさえいれば十分であることが分かった
。マグネトロンの電力と、加熱される物質の体積によっ
て、全加熱操作は、１５秒間から６０分間までの範囲の
時間を要し、通常加熱される物質の全体積によってきま
るが、普通はこのような時間は、２〜３０分間、好まし
くは４〜１５分間、より好ましくは４〜８分間である。 マイクロ波システムの外部で容器とその内容物質を冷却
して内圧を低下させて、８ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．以下の圧力
例えば５および１ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．の圧力下で容器を早
く開き易くし、次いで内容物を外に出すことによって、
全体の操作時間を短縮できる。

【００３９】容器にねじ蓋がついていると、ゆっくり開
放して徐々に圧力を放出することができ、培地の沸騰が
最小限にとどめられる。培地は、そのいくらかが蒸発す
ると、その蒸発によって冷却される。

【００４０】所望の加熱は、ターンテーブル上に先に述
べた数の容器を用い、この発明の装置について述べた揺
動回転運動を利用し、指定の圧力（および対応する温度
）まで加熱することによって達成される。その結果、物
質の満足すべき加熱と確実な滅菌がなされる。上記のよ
うな加圧加熱なしで混合した場合、培地を滅菌するため
に非常に長時間のマイクロ波加熱が必要であり、培地が
滅菌されない場合がある。上記の方法で処理された物質
はいずれの場合も滅菌されるので、上記の欠点はこの発
明によって克服される。このことは、この発明の方法と
装置を用いて多数の試料を厳密に試験し、これらの試料
を、オートクレーブ処理したり加熱期間中、上記混合な
しでマイクロ波加熱した対照物と比較することによって
確認された。

【００４１】以下に実験例によってこの発明を説明する
がこの発明を限定するものではない。

【００４２】〔実験例１〕この発明の装置と方法により
攪拌することによる、マイクロ波加熱と滅菌の均一性、
完全性および効率を試験するために、滅菌することが困
難な試験微生物であるバシラス・ステアロサーモフィラ
ス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈ
ｉｌｕｓ　）の胞子を接種した水性の細菌学的培地（Ｄ
ｉｆｃｏ．登録商標）、普通ブイヨンを、この発明の装
置を用いて加熱した。用いた普通ブイヨンの量は１００
ｍｌで、これを、高さ：直径比が約１．８：１の円筒形
で、容量が１２５ｍｌのポリエーテルイミド（Ｕｌｔｅ
ｍ　）製容器に入れた。この１００ｍｌの普通ブイヨン
に、バシラス・ステアロサーモフィラスの胞子１０７　
を接種して胞子濃度を１０５　／ｍｌにした。

【００４３】用いた装置は図１と図４に示すものであり
８個の磁石を備えている（４個の棒磁石と４個のドーナ
ツ形磁石）。容器とミキサーの詳細は、図２と図３に最
もよく示してある。そのミキサーはポリテトラフルオロ
エチレン製の平羽根ミキサーであり、容器と同軸で、底
部の磁気部分すなわちポリテトラフルオロエチレンで包
まれたセラミック磁石によって駆動される。１２個の各
容器に１００ｍｌの接種されたブイヨンを満たし、１個
の容器は圧力配管を介して圧力センサに接続する。１２
個の容器がすべて、ターンテーブルに取付けられ、図４
に示す位置にある８個の永久磁石の上を通過する（但し
これらの磁石には、図４に示す４個の容器の下にある４
個のドーナツ形磁石も含まれる）。ディジタル制御装置
は、マグネトロンの電力が２，０００ワットのとき１分
当り３６０°揺動を１０回行うように設定され、監視さ
れる容器内の圧力は、約５分以内、５０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ
．である。加熱期間中、ミキサーは、１回の揺動に付き
約１６回転すなわち各ミキサーは１分間に１６０回揺動
運動した。透明容器を用いる場合（Ｕｌｔａｍ　は不透
明である）、ブイヨンが容器の中で乱流運動をしている
のを目視することができる。圧力が５０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ
．（４．６ｋｇ／ｃｍ２　ａ．）に達したならば直ちに
、マイクロ波加熱を停止し、容器をできるだけ速く冷却
したが、容器を約１ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．まで冷却するのに
約５分かかった。またこの１ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．の圧力に
おいて容器は通気して開けることができ、加熱生成物を
取出した。

【００４４】取出した試料を、処理されたブイヨン１重
量部当り、１０と１００と１，０００の重量部の無菌食
塩水を用いて希釈し、各希釈液０．１ｍｌづつを、別個
の普通寒天のプレートに、２個宛接種し、計数するのに
妥当な数のコロニーを有するプレート（１プレート当り
３０〜３００の範囲）を用いたコロニーを計数した。分
離した各コロニーが単一の胞子／細胞から生成しており
希釈率がわかっている場合は、処理した物質１ｍｌ当り
の生きている胞子の数を、計数したコロニーから計算す
ることができる。マイクロ波加熱／混合を行う前に接種
されたブイヨンの胞子濃度は６．７×１０５　／ｍｌで
あったが、５０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．まで加熱した後は、そ
の培地で覆った寒天プレートをインキユベートしてもコ
ロニーは全く生成しなかった。実験を繰返し、試料を３
つの別の容器から取出した。これらの容器はすべて当初
６．４×１０５　胞子／ｍｌの濃度の胞子を含有してい
たが、３試料ともすべて、寒天プレート上にコロニーが
全く生成しなかった。圧力を５５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．（３
．９ｋｇ／ｃｍ２　ｇ．）まで上げることを除いて同じ
実験を繰返した。接種された普通ブイヨンは７．６×１
０５　胞子／ｍｌの濃度の胞子を含有していたがこの加
熱・混合された物質から細胞コロニーは全く培養されな
かった。その他の接種された普通ブイヨンの試料を同様
の方式でマイクロ波加熱と混合を行い培養したが、その
普通ブイヨンは、はじめに６．７×１０５　胞子／ｍｌ
の濃度の胞子を含有していたにもかかわらず、やはり寒
天プレート上にコロニーは全く発生しなかった。上記の
この発明の装置を用い、圧力を６０、６５、７０、７５
および８０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．まで上げてこの発明の方法
で処理する実験を繰返したが、その普通ブイヨン中のバ
シラス・ステアロサーモフィラスの胞子の初期濃度が全
試料について７．６×１０５　ｍｌであったにもかかわ
らず、寒天プレート上にコロニーは全く生成しなかった
。同じ処理法を用い圧力を４７、４８および４９ｐ．ｓ
．ｉ．ｇ．にしたその他の実験では、その普通ブイヨン
中の胞子の初期濃度は６．４×１０５　胞子／ｍｌであ
ったが寒天プレート上に細胞コロニーは全く生成しなか
った。装置を４５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．の圧力が生じるまで
運転し、直ちにブイヨンの容器を冷却して寒天プレート
試験したところ、１５細胞／ｍｌが寒天プレート上に生
成した。５．７×１０５　胞子／ｍｌより少ないが、ブ
イヨンは滅菌されていなかったのであるから不十分であ
る。４．６×１０５　胞子／ｍｌの濃度の胞子を含有す
るブイヨンを用いる類似の実験で、ブイヨンの容器を、
撹拌しながら５分間４５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．に保持したこ
とを除いて同じ方法で処理した。３つの実験から得た試
料には、インキユベートした寒天プレート上のコロニー
は全く認められなかった。

【００４５】撹拌しながらマイクロ波加熱を行う上記の
方法は、接種もしくは汚染された普通ブイヨンなどの生
物学的培養培地の圧力を少なくとも４６ｐ．ｓ．ｉ．ｇ
．まで、好ましくは少なくとも５０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．ま
で上げるか、または圧力を４５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．まで上
げてその圧力を２〜１０分間例えば５分間、撹拌しなが
ら保持するならば、上記培地を滅菌するのに利用するこ
とができることを上記の結果が証明している。この実験
で得た結果は、予想外のことであり、非常に重要である
と考えられる。その理由は、混合しかつ滅菌すべき物質
の容器内の圧力を増大しながら、マイクロ波加熱するこ
とによって、処理される物質を、高温・高圧下で比較的
長期間保持する必要なしに、確実に完全に滅菌できるか
らである。混ぜ合わせることによって隠れていたり高温
から保護されている胞子がマイクロ波加熱されている材
料の高温の部分に動かされるために、滅菌作用が高まる
という考えには異論があるかもしれないが、この発明の
容器の容積は比較的小さいので、胞子が隠れていたり高
温から保護されているとは言えないであろう。また、普
通ブイヨンは比較的希薄な物質であり、水の含量が高い
のでそのマイクロ波加熱は非常に効率的なはずである。 それ故に、撹拌しながらマイクロ波加熱することに優れ
た滅菌作用があるということは予期し得ないであろう。

【００４６】正常培地であるか汚染もしくは接種された
培地であるかにかかわらずその他の培地を試験した場合
、および他の物質を上記のマイクロ波システム内で上記
の方法で混合しながら加熱する場合、同様の結果を得る
ことができる。同様のことは、上記以外の材料を蒸煮（
たとえば硝酸で処理した重金属廃棄物の蒸煮）したり、
化学反応させたり、分析したりするために、上記の装置
と方法を用いて加熱する場合にも言える。乾燥操作を行
う場合もしくは水蒸気の除去を行う必要がある場合、圧
力を一定の値まで上げる必要なしに、（発生する水蒸気
を除くように改良して）上記のシステムを用いることが
でき、より効率的な加熱が達成されるであろう。

【００４７】磁石による混合の代わりに、機械的な混合
手段を用いることができるが、効率的であるとは到底い
えず、その装置は運転と保守が困難である。また、上記
のように超音波もしくは振動の手段を用いてもよい。所
望の圧力を確実に得られたことを二重チェックするため
に、変色性結晶物質例えば　Ｂｉｇ　Ｔｈｒｅｅ　Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．の　Ｔｅｍｐｉｌ　Ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ製のものを取付けてもよい。この結晶性物質
のいくつかは、１４９℃の温度で白色から黒色に変色す
るが、この温度は約５２ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．（３．７ｋｇ
／ｃｍ２　ｇ．）に相当する。この部材は、容器の中に
取り付けてもよいし外側に取付けてもよい。外側に取付
ける場合、容器の壁の温度勾配を補償するため補正係数
が適用される。

【００４８】〔実験例２〕実験例１に記載したようにし
て、滅菌するのが難かしい試験微生物のバシラス・ステ
アロサーモフィラスの胞子を接種した普通ブイヨンを各
種の条件下でオートクレーブ処理をし、これらのオート
クレーブ処理をしたブイヨンをプレート化して、胞子が
オートクレーブ処理によって殺された程度を測定した。 容器は実験例１で使用したのと同じであったが、各容器
内で加熱したブイヨンの体積は１００ｍｌであった。標
準のオートクレーブ圧１５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．をすべての
場合に用いてブイヨンの温度を１２１℃まで上げた。ブ
イヨンを、オートクレーブ中で上記の温度と圧力に１５
分間保持したところ、生胞子数の減少が比較的少ないこ
とが分かった。たとえば、２．４×１０５　胞子／ｍｌ
の初期胞子数が２．３×１０５　胞子／ｍｌまで減少し
、２．０×１０５　の初期濃度が６．８×１０４　に減
少し、ならびに１．９×１０５　、１．９×１０４　お
よび１．９×１０３　の初期濃度はそれぞれ１．２×１
０５　、１．０×１０４　および３．６×１０２　に減
少した。オートクレーブ処理を２０分間にわたって行っ
たところ、８．７×１０５　、８．７×１０４　および
８．７×１０３　からそれぞれ１．３×１０５　、１．
３×１０４　および９．４×１０２　に減少した。３０
分間のオートクレーブ処理によって１．９×１０５　、
１．９×１０４　および１．９×１０３　からそれぞれ
４．４×１０２　、１．２×１０２　および１０より小
さい（および１より大きい）胞子／ｍｌまで減少したが
、このような条件下ではブイヨンは滅菌されなかった。

【００４９】これらのデータから、オートクレーブ処理
は、通常のオートクレーブ圧１５ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．下で
３０分間もの長時間行っても、この発明の上記装置を利
用して行うこの発明の迅速な方法ほど有効でないことは
明らかである。オートクレーブ処理においては、オート
クレーブを開放する前に冷却しなければならず、しかも
オートクレーブ中には多量の水があるなどの理由で冷却
するのに約３０分間かかり、そのためオートクレーブが
滅菌に有効であったとしても、余分の時間を要すること
は、この発明の装置に比較してオートクレーブを使用す
ることは不利になるであろうということは留意しなけれ
ばならない。

【００５０】〔実験例３〕（対照−混合なしのマイクロ
波加熱）マイクロ波装置で加熱される培地の容器からミ
キサーを省略し、マイクロ波加熱の時間を延長すること
によって、混合の工程を省略したこと以外は、実験例１
と全く同じ方法を実施した。したがって“所望の圧力に
到達したならばマグネトロンは直ちに停止するフラッシ
ュ滅菌”を利用する代わりに、上記圧力を、１５分間ま
での各種の時間保持した。圧力の範囲が３０ｐ．ｓ．ｉ
．ｇ．〜８０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．でマイクロ波加熱の時間
が５〜１５分間で２２回の実験を行った。４５、７０お
よび８０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．での実験は各々、加熱時間は
５分間だけで行ったが、３０、４０、５０および６０ｐ
．ｓ．ｉ．ｇ．での実験はすべて、加熱時間は５、１０
および１５分間で行った。これらの実験のうちの１つの
場合だけ、すなわち６０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ．で１５分間の
場合だけしか滅菌は達成できなかった。

【００５１】この実験例は、この発明の加熱（および滅
菌）装置を利用する場合、加熱される培地を最も有効に
マイクロ波加熱するには、培地を混合する必要があるこ
とを証明している。上記ミキサーを設け、これを上記の
方法で作動させた場合、滅菌（有効な加熱の尺度とみな
される）が、比較的低い圧力と温度で、“フラッシュ処
理”することによって得ることができるが、かような混
合をしなければ、たとえ長時間加熱しても効果が著しく
低い。またこの発明の装置の構造から、かような加熱は
加熱される物質を汚染する危険なしで行うことができる
。その理由は、加熱される物質が、その容器に汚染物が
入ることができるような通路によって大気もしくは外部
と連通していない密閉容器内で加熱されるからである。

【００５２】例示実験例を含む上記の開示事項から、こ
の発明が、滅菌が必要な細菌学的培地として用いる普通
ブイヨンのような流動性物質を滅菌するのに有効な改良
されたマイクロ波加熱装置の発明であることは明らかで
ある。このような加熱は密閉容器内で実施することがで
き、その内容物は簡単な密閉された混合要素によって混
合することができる。また、その混合要素は可動ターン
テーブルあるいはその他の支持手段に支持された容器と
、上記支持手段の移動中に容器内の混合手段を動かすた
めの磁性駆動手段間の相対運動により作動するようにな
っている。

【００５３】この発明は、図示してその実施例について
説明したが、この発明はそれらに限定されるものではな
い。その理由は、当該技術分野の熟練者なら、本願明細
書を見れば、この発明から逸脱することなく、置換物お
よび均等物を利用することができるであろうことは明ら
かだからである。

【００５４】

【発明の効果】この発明に係る装置は、各種の分析法、
化学的方法および乾燥方法に用いられる市販のマイクロ
波装置に容易に設置することができる。また、この発明
によって、流動性物質の迅速かつ有効で再現性のある加
熱が行い易くなり、このような作動を密閉容器内で加圧
下で行うことができ、この加圧によって内容物の汚染、
漏洩が防止され、良好に加熱されることが見出された。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のマイクロ波加熱装置の正面斜視図

【
図２】密閉容器の分解斜視図

【図３】密閉容器の縦断面図

【図４】密閉容器の通路と磁石との関係を示す平面図

【
図５】マイクロ波照射室の底面図

【符号の説明】

１１　　マイクロ波加熱装置 １３　　マイクロ波発生装置 １７　　マイクロ波照射室 ５１　　容器 ８１　　羽根 ８３　　磁性ベース部 ９１　　磁石

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マイクロ波照射室と、マイクロ波照射
   室にマイクロ波を照射するマイクロ波発生装置と、マイ
   クロ波照射室内に設置される密閉容器と、密閉容器内に
   収容された被加熱物質の混合手段とからなるマイクロ波
   加熱装置において、上記混合手段を、上記密閉容器内に
   設けた、少なくとも一部が磁性材料によって形成したミ
   キサーと、このミキサーを磁界の相対変化によって回転
   させる、密閉容器の外部に設けた磁気発生手段とによっ
   て構成したことを特徴とするマイクロ波加熱装置。
2. 【請求項２】　　上記密閉容器に、閉塞手段を有する開
   口を設けたことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波
   加熱装置。
3. 【請求項３】　　上記磁気発生手段を、密閉容器の下方
   に設けた磁石によって構成したことを特徴とする請求項
   ２記載のマイクロ波加熱装置。
4. 【請求項４】　　上記ミキサーの回転運動を、密閉容器
   の外部に設けた磁石の運動に応答させた請求項３記載の
   マイクロ波加熱装置。
5. 【請求項５】　　上記密閉容器を、ほぼ水平回転するタ
   ーンテーブルに支持し、このターンテーブルの下方に磁
   石を設けたことを特徴とする請求項４記載のマイクロ波
   加熱装置。
6. 【請求項６】　　上記ターンテーブルを、水平面に対し
   て１０°以上の角度で揺動しながら回転するように構成
   し、このターンテーブルに密閉容器を複数支持したこと
   を特徴とする請求項５記載のマイクロ波加熱装置。
7. 【請求項７】　　複数の磁石を、ターンテーブルの下方
   の固定位置に設け、ターンテーブルの回転によって磁石
   と密閉容器内のミキサーとの相対位置を変化させること
   を特徴とする請求項６記載のマイクロ波加熱装置。
8. 【請求項８】　　複数の密閉容器内にそれぞれミキサー
   を設けたことを特徴とする請求項７記載のマイクロ波加
   熱装置。
9. 【請求項９】　　ターンテーブルが、回転しながら揺動
   することを特徴とする請求項８記載のマイクロ波加熱装
   置。
10. 【請求項１０】　　ターンテーブルの回転範囲を９０°
    〜７２０°、磁石の数を１〜２０、密閉容器の数を１〜
    ５０とし、密閉容器の少なくとも一つに、内部圧力また
    は内部温度の少なくとも一方を検知する手段を設けたこ
    とを特徴とする請求項９記載のマイクロ波加熱装置。
11. 【請求項１１】　　ターンテーブルの回転範囲を１３５
    °〜４５０°、磁石の数を２〜１６、密閉容器の数を１
    〜２５にしたことを特徴とする請求項９記載のマイクロ
    波加熱装置。
12. 【請求項１２】　　ターンテーブルの回転範囲を１８０
    °〜４０５°、磁石の数を４〜１６、密閉容器の数を４
    〜１６にしたことを特徴とする請求項１１記載のマイク
    ロ波加熱装置。
13. 【請求項１３】　　密閉容器を垂直方向に延びる円筒形
    とし、ミキサーを、その周縁部が密閉容器の内壁に近接
    するように同軸に設けたことを特徴とする請求項３記載
    のマイクロ波加熱装置。
14. 【請求項１４】　　ミキサーを開口を有する羽根形とし
    、その底部に、密閉容器の内底部上に位置する軸受けを
    設けたことを特徴とする請求項１３記載のマイクロ波加
    熱装置。
15. 【請求項１５】　　密閉容器を垂直方向に延びる円筒形
    とし、開口を有する羽根形のミキサーを密閉容器内に、
    周縁部が密閉容器の内壁に近接するように同軸に設け、
    ミキサーの底部に、密閉容器の内底部上に位置する軸受
    けを設けたことを特徴とする請求項１２記載のマイクロ
    波加熱装置。
16. 【請求項１６】　　密閉容器をポリエーテルイミド樹脂
    によって形成し、ミキサーをポリテトラフルオロエチレ
    ンによって形成し、ミキサーの底部の磁石部分をポリテ
    トラフルオロエチレンによって被覆したことを特徴とす
    る請求項１５記載のマイクロ波加熱装置。
17. 【請求項１７】　　密閉容器内に、高温になったことを
    検知する、変色物質からなる検知手段を設けたことを特
    徴とする請求項１０記載のマイクロ波加熱装置。
18. 【請求項１８】　　ほぼ水平面内を回転しながら密閉容
    器を回転させる容器支持手段と、密閉容器をほぼ水平面
    から移動させて内容物を混合する機械的手段とを備えた
    ことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波加熱装置。
19. 【請求項１９】　　密閉容器内の内容物に超音波を当て
    て混合する超音波混合手段を備えたことを特徴とする請
    求項１記載のマイクロ波加熱装置。
20. 【請求項２０】　　流動性物質を収容する混合容器と、
    この混合容器を移動させる混合容器の支持体と、混合容
    器の移動通路の近傍に設けた磁気手段と、この磁気手段
    によって運動する、混合容器内に設けられた混合手段と
    からなる混合装置。
21. 【請求項２１】　　上記混合容器を密閉し、その内部に
    混合手段が収容されている請求項２０記載の混合装置。
22. 【請求項２２】　　流動性物質をマイクロ波透過性容器
    に収容し、このマイクロ波透過性容器の近傍に設けた磁
    石の磁力によって、マイクロ波透過性容器内のミキサー
    を運動させながら、流動性物質にマイクロ波を照射して
    加熱することを特徴とする流動性物質のマイクロ波加熱
    方法。
23. 【請求項２３】　　マイクロ波透過性容器を、１０°の
    角度で揺動させながら回転運動させ、８０°〜２００℃
    の範囲の高温に加熱することを特徴とする請求項２２記
    載の流動性物質のマイクロ波加熱方法。
24. 【請求項２４】　　マイクロ波透過性容器内の圧力を１
    ５〜１００ｐ．ｓ．ｉ．ｇ　に上げて、マイクロ波透過
    性容器を回転角度９０°〜７２０°の範囲で５〜１５回
    分回転させながら、１２０°〜１７０℃に加熱すること
    を特徴とする請求項２３記載の流動性物質のマイクロ波
    加熱方法。
25. 【請求項２５】ポリイミド樹脂製のマイクロ波透過性容
    器を使用し、マイクロ波透過性容器内の圧力を４６〜６
    ０ｐ．ｓ．ｉ．ｇ　に上げて、マイクロ波透過性容器を
    回転角度１８０°〜４０５°の範囲で５〜１５回分回転
    させながら、１４６°〜１５０℃に加熱して滅菌するこ
    とを特徴とする請求項２４記載の流動性物質のマイクロ
    波加熱方法。
26. 【請求項２６】　　流動性物質としての細菌学的培地を
    使用し、圧力と温度が所定の範囲に到達したときにマイ
    クロ波加熱を自動的に停止することを特徴とする請求項
    ２５記載の流動性物質のマイクロ波加熱方法。