JPH05328961A - プロセス観測装置 - Google Patents
プロセス観測装置Info
- Publication number
- JPH05328961A JPH05328961A JP4142655A JP14265592A JPH05328961A JP H05328961 A JPH05328961 A JP H05328961A JP 4142655 A JP4142655 A JP 4142655A JP 14265592 A JP14265592 A JP 14265592A JP H05328961 A JPH05328961 A JP H05328961A
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- JP
- Japan
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- observation
- observation window
- reactor
- inner solution
- observing
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/22—Transparent or translucent parts
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プロセスをオンラインで観測する。
【構成】 プロセス観測装置１は内溶液中に一部が浸漬
した状態でリアクタに取り付けられる。プロセス観測装
置１は、対物レンズ３と保護管４と観測窓５とを有する
顕微鏡２を有する。観測窓５に対向して複数個の圧電素
子６が平面的に配置されている。電圧が印加されると、
圧電素子６は超音波振動を発生する。圧電素子６から発
生された超音波振動は振動板７によって観測窓５に伝達
する。一定方向に所定速度で流れている内溶液中の微生
物や生成物を静止した状態で観察するために、振動波の
伝搬速度が内溶液の流れの速度と等しく、かつ振動波の
伝搬方向が内溶液の流れ方向と逆方向になるように、圧
電素子６に印加する交流電圧を調節する。
した状態でリアクタに取り付けられる。プロセス観測装
置１は、対物レンズ３と保護管４と観測窓５とを有する
顕微鏡２を有する。観測窓５に対向して複数個の圧電素
子６が平面的に配置されている。電圧が印加されると、
圧電素子６は超音波振動を発生する。圧電素子６から発
生された超音波振動は振動板７によって観測窓５に伝達
する。一定方向に所定速度で流れている内溶液中の微生
物や生成物を静止した状態で観察するために、振動波の
伝搬速度が内溶液の流れの速度と等しく、かつ振動波の
伝搬方向が内溶液の流れ方向と逆方向になるように、圧
電素子６に印加する交流電圧を調節する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バイオプロセス等のプ
ロセス内部の状態を観測するために用いるプロセス観測
装置に関し、特に、リアクタが運転状態のときにオンラ
インでリアクタ内の微生物や生成物等の反応物質を観測
するために用いるプロセス観測装置に関する。
ロセス内部の状態を観測するために用いるプロセス観測
装置に関し、特に、リアクタが運転状態のときにオンラ
インでリアクタ内の微生物や生成物等の反応物質を観測
するために用いるプロセス観測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、バイオプロセス等のプロセスの観
測は、次のようにして行われている。すなわち、リアク
タの一部に穴を空け、この穴にガラス或いはプラスチッ
ク等の透明板からなる観測窓を設ける。この観測窓から
オペレータがリアクタ内部の状態を観測していた。或い
は、テレビカメラや顕微鏡等で間接的にプロセスの観察
を行っていた。
測は、次のようにして行われている。すなわち、リアク
タの一部に穴を空け、この穴にガラス或いはプラスチッ
ク等の透明板からなる観測窓を設ける。この観測窓から
オペレータがリアクタ内部の状態を観測していた。或い
は、テレビカメラや顕微鏡等で間接的にプロセスの観察
を行っていた。
【０００３】リアクタ内部の内溶液内の固形物や気泡や
微生物等が観測窓に付着することがある。これを防ぐた
めに、観測窓にワイパーを取り付けることもあった。
微生物等が観測窓に付着することがある。これを防ぐた
めに、観測窓にワイパーを取り付けることもあった。
【０００４】また、顕微鏡等で拡大してプロセスの内部
状態を観測する際には、リアクタに備えられた攪拌機の
運転を停止させて、一旦プロセスの流れを止め、内溶液
および内溶液に含まれる物質が滞留した状態で、観測し
ていた。
状態を観測する際には、リアクタに備えられた攪拌機の
運転を停止させて、一旦プロセスの流れを止め、内溶液
および内溶液に含まれる物質が滞留した状態で、観測し
ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のプロセス観測装置では、リアクタの一部に穴を空けて
設けた観測窓から、オペレータがリアクタ内部の状態を
観察し、テレビカメラや顕微鏡等で間接的にプロセスの
観察を行っていた。しかしながら、大きさがわずか数μ
ｍ程度の微生物または生成物をリアクタ内に流れがある
状態で顕微鏡を用いて観測することはできない。このた
め、従来のプロセス観測装置では、内溶液からサンプル
を採取してオフラインでプロセスを観測しなければなら
ない。換言すれば、従来のプロセス観測装置は、オンラ
インでプロセスを観察することができない。
のプロセス観測装置では、リアクタの一部に穴を空けて
設けた観測窓から、オペレータがリアクタ内部の状態を
観察し、テレビカメラや顕微鏡等で間接的にプロセスの
観察を行っていた。しかしながら、大きさがわずか数μ
ｍ程度の微生物または生成物をリアクタ内に流れがある
状態で顕微鏡を用いて観測することはできない。このた
め、従来のプロセス観測装置では、内溶液からサンプル
を採取してオフラインでプロセスを観測しなければなら
ない。換言すれば、従来のプロセス観測装置は、オンラ
インでプロセスを観察することができない。
【０００６】さらに、観測窓にワイパーを取り付けるこ
とは、内溶液の流れを阻害することになり、正確な観測
を妨げる原因になっていた。また、観測窓にワイパーを
取り付けると、機構が複雑で大掛かりな装置になり、保
守にも手間が掛かるという欠点があった。
とは、内溶液の流れを阻害することになり、正確な観測
を妨げる原因になっていた。また、観測窓にワイパーを
取り付けると、機構が複雑で大掛かりな装置になり、保
守にも手間が掛かるという欠点があった。
【０００７】したがって、本発明の目的は、プロセスを
オンラインで観察することができるプロセス観測装置を
提供することにある。
オンラインで観察することができるプロセス観測装置を
提供することにある。
【０００８】また、本発明の別の目的は、観測窓の付着
物を容易に除去でき、しかも小型で構造が簡単で保守が
容易に行えるプロセス観測装置を提供することにある。
物を容易に除去でき、しかも小型で構造が簡単で保守が
容易に行えるプロセス観測装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるプロセス観
測装置は、リアクタ内に収容された、所定方向に所定速
度で流れている内溶液中の反応物質をオンラインで観測
するために用いるプロセス観測装置であって、内溶液中
に浸漬される観測窓と；この観測窓に振動波を伝搬させ
る複数個の圧電素子と；複数個の圧電素子に、振動波の
伝搬速度が観測窓における内溶液の速度と等しく、かつ
振動波の伝搬方向が内溶液の流れ方向と逆方向になるよ
うな、互いに位相の異なる交流電圧を印加する交流電圧
印加手段とを有することを特徴とする。
測装置は、リアクタ内に収容された、所定方向に所定速
度で流れている内溶液中の反応物質をオンラインで観測
するために用いるプロセス観測装置であって、内溶液中
に浸漬される観測窓と；この観測窓に振動波を伝搬させ
る複数個の圧電素子と；複数個の圧電素子に、振動波の
伝搬速度が観測窓における内溶液の速度と等しく、かつ
振動波の伝搬方向が内溶液の流れ方向と逆方向になるよ
うな、互いに位相の異なる交流電圧を印加する交流電圧
印加手段とを有することを特徴とする。
【００１０】また、上記プロセス観測装置は、複数個の
圧電素子を、観測窓に付着した付着物を取り除くことが
できる周波数で振動させる手段を含むことが望ましい。
圧電素子を、観測窓に付着した付着物を取り除くことが
できる周波数で振動させる手段を含むことが望ましい。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１２】図２に、本発明に係るプロセス観測装置を
バイオプロセスのリアクタに取り付けた観測システムの
構成を示す。
バイオプロセスのリアクタに取り付けた観測システムの
構成を示す。
【００１３】図示の観測システムは、内溶液１０を収容
しているリアクタ９に、内溶液１０中に一部が浸漬した
状態で、取り付けられたプロセス観測装置１を有する。
プロセス観測装置１で観測された映像はＣＣＤカメラ１
１で撮像される。この撮像された映像は画像処理装置１
２で画像処理された後、モニタテレビ１３に写しだされ
る。また、リアクタ９内の内溶液１０は、リアクタ９に
設置された攪拌機１４で攪拌される。
しているリアクタ９に、内溶液１０中に一部が浸漬した
状態で、取り付けられたプロセス観測装置１を有する。
プロセス観測装置１で観測された映像はＣＣＤカメラ１
１で撮像される。この撮像された映像は画像処理装置１
２で画像処理された後、モニタテレビ１３に写しだされ
る。また、リアクタ９内の内溶液１０は、リアクタ９に
設置された攪拌機１４で攪拌される。
【００１４】図１に、本発明の一実施例によるプロセス
観測装置１の構成を示す。プロセス観測装置１は顕微鏡
２を有する。顕微鏡２は、対物レンズ（光学系）３と、
顕微鏡本体を保護するための保護管４と、図２に示した
リアクタ９中の内溶液１０の状態を観察するための観測
窓５とを有する。本実施例では、観測窓５はガラス板か
ら成る。この観測窓５に対向して、複数個の圧電素子６
が平面的に配置されている。電圧が印加されると、これ
ら圧電素子６は超音波振動を発生する。圧電素子６から
発生された超音波振動は振動板７によって観測窓５に伝
達する。また、これら圧電素子６は圧電素子取付板８に
取り付けられている。周知のように、圧電素子６は、配
線や電源線を介して、外部に設けられている外部回路や
電源（共に図示せず）に接続されるが、図面では、配線
や電源線を省略している。
観測装置１の構成を示す。プロセス観測装置１は顕微鏡
２を有する。顕微鏡２は、対物レンズ（光学系）３と、
顕微鏡本体を保護するための保護管４と、図２に示した
リアクタ９中の内溶液１０の状態を観察するための観測
窓５とを有する。本実施例では、観測窓５はガラス板か
ら成る。この観測窓５に対向して、複数個の圧電素子６
が平面的に配置されている。電圧が印加されると、これ
ら圧電素子６は超音波振動を発生する。圧電素子６から
発生された超音波振動は振動板７によって観測窓５に伝
達する。また、これら圧電素子６は圧電素子取付板８に
取り付けられている。周知のように、圧電素子６は、配
線や電源線を介して、外部に設けられている外部回路や
電源（共に図示せず）に接続されるが、図面では、配線
や電源線を省略している。
【００１５】前述したように、圧電素子６から発生した
超音波振動は、振動板７を介して観測窓５に伝達する。
このように、超音波振動が間接的に伝えられるので、観
測窓５の損傷を防止できる。また、圧電素子６が故障し
た場合等に、圧電素子６の交換が容易となる。
超音波振動は、振動板７を介して観測窓５に伝達する。
このように、超音波振動が間接的に伝えられるので、観
測窓５の損傷を防止できる。また、圧電素子６が故障し
た場合等に、圧電素子６の交換が容易となる。
【００１６】図３に、平面的に複数個の圧電素子６を配
置した駆動部を示す。この図３から明らかなように、駆
動部の中心部分に観測窓用の空間が空けてある。
置した駆動部を示す。この図３から明らかなように、駆
動部の中心部分に観測窓用の空間が空けてある。
【００１７】図４は、駆動部の駆動原理を示す図であ
る。圧電素子６には、横または縦方向の８個を単位とし
て、交流電圧Ｅ1 およびＥ2 が印加される。
る。圧電素子６には、横または縦方向の８個を単位とし
て、交流電圧Ｅ1 およびＥ2 が印加される。
【００１８】図５に交流電圧Ｅ1 およびＥ2 の波形を示
す。図５から明らかなように、交流電圧Ｅ1 およびＥ2
は、互いにわずかに位相のずれた正弦波である。これら
２つの交流電圧Ｅ1 およびＥ2 を圧電素子６に印加する
と、圧電素子６が励振されてそこから超音波振動が発生
する。この発生した超音波振動は、振動板７（図１）に
横または縦方向の波として伝達される。この振動板７を
伝達する振動波は、観測窓５に伝わり、さらに、リアク
タ９の内溶液１０にまで達する。
す。図５から明らかなように、交流電圧Ｅ1 およびＥ2
は、互いにわずかに位相のずれた正弦波である。これら
２つの交流電圧Ｅ1 およびＥ2 を圧電素子６に印加する
と、圧電素子６が励振されてそこから超音波振動が発生
する。この発生した超音波振動は、振動板７（図１）に
横または縦方向の波として伝達される。この振動板７を
伝達する振動波は、観測窓５に伝わり、さらに、リアク
タ９の内溶液１０にまで達する。
【００１９】ここで、通常、内溶液１０は攪拌機１４で
攪拌されているので、内溶液１０は一定方向に流れてい
る。この内溶液１０の流れの速度と振動波の伝搬速度と
が同じになるように、図示しない位相差調節手段で交流
電圧Ｅ1 およびＥ2 間の位相差を調節する。さらに、図
示しない位相ずれ方向切換手段によって交流電圧Ｅ1お
よびＥ2 間の位相のずれ方向を切換えて、振動波の伝搬
方向が内溶液１０の流れ方向と逆方向になるようにす
る。
攪拌されているので、内溶液１０は一定方向に流れてい
る。この内溶液１０の流れの速度と振動波の伝搬速度と
が同じになるように、図示しない位相差調節手段で交流
電圧Ｅ1 およびＥ2 間の位相差を調節する。さらに、図
示しない位相ずれ方向切換手段によって交流電圧Ｅ1お
よびＥ2 間の位相のずれ方向を切換えて、振動波の伝搬
方向が内溶液１０の流れ方向と逆方向になるようにす
る。
【００２０】このようにすることにより、観測窓５の近
傍では、内溶液１０の流れと振動波とが相殺しあう。こ
の結果、図６に示すように、内溶液１０中に含まれる微
生物または生成物を、静止した状態で観測することがで
きる。
傍では、内溶液１０の流れと振動波とが相殺しあう。こ
の結果、図６に示すように、内溶液１０中に含まれる微
生物または生成物を、静止した状態で観測することがで
きる。
【００２１】また、長期間に渡ってプロセスの観測を行
っていると、観測窓５に微生物、不純物、気泡等が付着
する。この付着物を観測窓５から取り除くために、図示
しない周波数可変手段によって交流電圧Ｅ1 およびＥ2
の周波数を適度に高くして、高速度の振動波を縦横に発
生する。
っていると、観測窓５に微生物、不純物、気泡等が付着
する。この付着物を観測窓５から取り除くために、図示
しない周波数可変手段によって交流電圧Ｅ1 およびＥ2
の周波数を適度に高くして、高速度の振動波を縦横に発
生する。
【００２２】尚、上記実施例では、振動波を縦横方向に
伝搬させているが、平面的に配置された圧電素子６全体
をわずかずつ位相をずらして電圧を印加すると、任意の
方向に観測窓５付近の内溶液１０を移動させることがで
きる。例えば、流れている微生物を中心の観測部分に寄
せ集めるような動作も可能になる。
伝搬させているが、平面的に配置された圧電素子６全体
をわずかずつ位相をずらして電圧を印加すると、任意の
方向に観測窓５付近の内溶液１０を移動させることがで
きる。例えば、流れている微生物を中心の観測部分に寄
せ集めるような動作も可能になる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、リアクタ
の内溶液中に浸漬された観測窓に振動波を伝搬させる複
数個の圧電素子に、振動波の伝搬速度が観測窓における
内溶液の速度と等しく、かつ振動波の伝搬方向が内溶液
の流れ方向と逆方向になるような、互いに位相の異なる
交流電圧を印加しているので、内溶液中の反応物質をオ
ンラインで観測することができる。また、圧電素子を高
周波数で振動させることにより、観測窓に付着した付着
物を取り除くこともできる。
の内溶液中に浸漬された観測窓に振動波を伝搬させる複
数個の圧電素子に、振動波の伝搬速度が観測窓における
内溶液の速度と等しく、かつ振動波の伝搬方向が内溶液
の流れ方向と逆方向になるような、互いに位相の異なる
交流電圧を印加しているので、内溶液中の反応物質をオ
ンラインで観測することができる。また、圧電素子を高
周波数で振動させることにより、観測窓に付着した付着
物を取り除くこともできる。
【００２４】今後のバイオリアクタの開発に際して、バ
イオプロセスのオンライン観測の需要に応えることがで
きる。また、本発明によるプロセス観測装置は、バイオ
プロセス以外のプロセスにおいても、化学反応における
結晶の観察あるいは粒子の観察等にも応用できる。
イオプロセスのオンライン観測の需要に応えることがで
きる。また、本発明によるプロセス観測装置は、バイオ
プロセス以外のプロセスにおいても、化学反応における
結晶の観察あるいは粒子の観察等にも応用できる。
【図１】本発明の一実施例によるプロセス観測装置の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】図１に示したプロセス観測装置をリアクタに取
り付けた観測システムを示す概略構成図である。
り付けた観測システムを示す概略構成図である。
【図３】平面的に複数個の圧電素子を配置した駆動部を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】駆動部の駆動原理を示す回路図である。
【図５】図４に示す駆動部の交流電圧の波形を示す波形
図である。
図である。
【図６】本発明のプロセス観測装置で観測された微生物
または生成物を示す平面図である。
または生成物を示す平面図である。
１ プロセス観測装置 ２ 顕微鏡 ３ 対物レンズ ４ 保護管 ５ 観測窓 ６ 圧電素子 ７ 振動板 ８ 圧電素子取付板 ９ リアクタ １０ 内溶液 １１ ＣＣＤカメラ １２ 画像処理装置 １３ モニタテレビ
Claims (2)
- 【請求項１】 リアクタ内に収容された、所定方向に所
定速度で流れている内溶液中の反応物質をオンラインで
観測するために用いるプロセス観測装置であって、 前記内溶液中に浸漬される観測窓と、 該観測窓に振動波を伝搬させる複数個の圧電素子と、 前記複数個の圧電素子に、前記振動波の伝搬速度が前記
観測窓における前記内溶液の速度と等しく、かつ前記振
動波の伝搬方向が前記内溶液の流れ方向と逆方向になる
ような、互いに位相の異なる交流電圧を印加する交流電
圧印加手段とを有することを特徴とするプロセス観測装
置。 - 【請求項２】 前記圧電素子を、前記観測窓に付着した
付着物を取り除くことができる周波数で振動させる手段
を有することを特徴とするプロセス観測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142655A JPH05328961A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | プロセス観測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142655A JPH05328961A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | プロセス観測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328961A true JPH05328961A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15320418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4142655A Withdrawn JPH05328961A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | プロセス観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05328961A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008156037A1 (ja) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | 固浸レンズホルダ |
| WO2008156038A1 (ja) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | 観察装置及び方法 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP4142655A patent/JPH05328961A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008156037A1 (ja) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | 固浸レンズホルダ |
| WO2008156038A1 (ja) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | 観察装置及び方法 |
| JP2009003133A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 固浸レンズホルダ |
| JP2009003134A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 観察装置及び方法 |
| US8094389B2 (en) | 2007-06-20 | 2012-01-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Solid immersion lens holder |
| US8582202B2 (en) | 2007-06-20 | 2013-11-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | Observing device and method |
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