JPH0616701B2 - 攪拌装置付きバイオリアクタ - Google Patents
攪拌装置付きバイオリアクタInfo
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- JPH0616701B2 JPH0616701B2 JP60055656A JP5565685A JPH0616701B2 JP H0616701 B2 JPH0616701 B2 JP H0616701B2 JP 60055656 A JP60055656 A JP 60055656A JP 5565685 A JP5565685 A JP 5565685A JP H0616701 B2 JPH0616701 B2 JP H0616701B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- shaft
- sun gear
- internal gear
- electric motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
- B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements
- B01F33/4531—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements using an axis supported in several points for mounting the stirring element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
- B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/07—Stirrers characterised by their mounting on the shaft
- B01F27/072—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
- B01F27/0725—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis on the free end of the rotating axis
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電動機により駆動される攪拌羽根を有する攪
拌装置付きバイオリアクタに関するものである。
拌装置付きバイオリアクタに関するものである。
（従来の技術） 酵素の反応などを促進するために、容器に収容された反
応溶液を、回転する攪拌羽根により攪拌するようにした
バイオリアクタは従来より使用されているが、この種の
バイオリアクタでは、反応溶液に雑菌が侵入するのを防
止し、特に嫌気性反応の場合には、大気との遮断を確実
にすることが要求される。また、加圧反応の場合には、
反応溶液の洩れも確実に防止しなければならない。この
ため、容器の底や蓋をシールを介して貫通する回転軸に
より、容器内の攪拌羽根を容器外部から駆動すると、前
記シールが反応溶液に触れることになり、雑菌が反応溶
液内に侵入する危険性が高まるばかりでなく、シールの
摩耗により気密性が低下することにもなり、好ましくな
い。
応溶液を、回転する攪拌羽根により攪拌するようにした
バイオリアクタは従来より使用されているが、この種の
バイオリアクタでは、反応溶液に雑菌が侵入するのを防
止し、特に嫌気性反応の場合には、大気との遮断を確実
にすることが要求される。また、加圧反応の場合には、
反応溶液の洩れも確実に防止しなければならない。この
ため、容器の底や蓋をシールを介して貫通する回転軸に
より、容器内の攪拌羽根を容器外部から駆動すると、前
記シールが反応溶液に触れることになり、雑菌が反応溶
液内に侵入する危険性が高まるばかりでなく、シールの
摩耗により気密性が低下することにもなり、好ましくな
い。
そこで従来より、第２図に示すように、容器１の外部に
電動機２によって回転駆動される駆動用永久磁石３を配
置するとともに、容器１内にこの駆動用永久磁石３に対
向して従動用永久磁石４を配置して、永久磁石カップリ
ング５を形成し、この従動用永久磁石４に１組の攪拌羽
根６を設け、駆動用永久磁石３を介して従動用永久磁石
４を回転させて攪拌羽根６を回転させることにより、容
器１内の反応溶液を攪拌していた。
電動機２によって回転駆動される駆動用永久磁石３を配
置するとともに、容器１内にこの駆動用永久磁石３に対
向して従動用永久磁石４を配置して、永久磁石カップリ
ング５を形成し、この従動用永久磁石４に１組の攪拌羽
根６を設け、駆動用永久磁石３を介して従動用永久磁石
４を回転させて攪拌羽根６を回転させることにより、容
器１内の反応溶液を攪拌していた。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、この場合、容器１の外部に電動機２と駆動用永
久磁石３を配置しなければならず、また容器１内の反応
溶液の粘度が高いと、大きな攪拌力を必要とするため永
久磁石カップリング５または電動機２の容量を大きくし
なければならず、装置全体が大型化するという問題点が
あった。また、容器１内の反応溶液が、固形物を含んで
いたり、また密度が異なり分離し易い複数の溶液を含ん
でいると、１組の攪拌羽根６では、これらの反応溶液を
攪拌して均一にするために、容器１内で場所によって攪
拌力を変えたり、上部と下部とで攪拌速度や攪拌方向を
変えたりすることができないという問題点があった。
久磁石３を配置しなければならず、また容器１内の反応
溶液の粘度が高いと、大きな攪拌力を必要とするため永
久磁石カップリング５または電動機２の容量を大きくし
なければならず、装置全体が大型化するという問題点が
あった。また、容器１内の反応溶液が、固形物を含んで
いたり、また密度が異なり分離し易い複数の溶液を含ん
でいると、１組の攪拌羽根６では、これらの反応溶液を
攪拌して均一にするために、容器１内で場所によって攪
拌力を変えたり、上部と下部とで攪拌速度や攪拌方向を
変えたりすることができないという問題点があった。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、容器内の反応溶液に雑菌侵入の恐れがなく、容器の
気密性が高く、粘度の高い反応溶液に対しても十分の攪
拌力を有し、反応溶液が固形物を含んだり、密度が異な
り分離し易い複数の溶液を含んでいても、これらの反応
溶液を攪拌して均一にすることができ、しかも小型で構
造が簡単な攪拌装置付きバイオリアクタを提供すること
を目的とするものである。
で、容器内の反応溶液に雑菌侵入の恐れがなく、容器の
気密性が高く、粘度の高い反応溶液に対しても十分の攪
拌力を有し、反応溶液が固形物を含んだり、密度が異な
り分離し易い複数の溶液を含んでいても、これらの反応
溶液を攪拌して均一にすることができ、しかも小型で構
造が簡単な攪拌装置付きバイオリアクタを提供すること
を目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の問題点を解決するために、容器の少な
くとも一部分を非磁性かつ非導電性材料で形成し、この
容器の非磁性かつ非導電性の部分を挟んで、前記容器の
外側に配置された回転磁界を形成する固定子と、この固
定子と所定のギヤップｔを置いて対向し、前記容器の内
側に回動自在に配置され前記回転磁界により回転される
回転子を配置して電動機を構成し、前記容器の内側にこ
の電動機によって駆動される内歯差動遊星歯車機構を設
け、この内歯差動遊星歯車機構の公転軸および内歯車に
それぞれ前記容器内の反応溶液を攪拌する上部攪拌羽根
および下部攪拌羽根を取り付ける。
くとも一部分を非磁性かつ非導電性材料で形成し、この
容器の非磁性かつ非導電性の部分を挟んで、前記容器の
外側に配置された回転磁界を形成する固定子と、この固
定子と所定のギヤップｔを置いて対向し、前記容器の内
側に回動自在に配置され前記回転磁界により回転される
回転子を配置して電動機を構成し、前記容器の内側にこ
の電動機によって駆動される内歯差動遊星歯車機構を設
け、この内歯差動遊星歯車機構の公転軸および内歯車に
それぞれ前記容器内の反応溶液を攪拌する上部攪拌羽根
および下部攪拌羽根を取り付ける。
（作用） 以上のように構成することにより、構造が簡単で小型化
された電動機により、内歯差動遊星歯車機構を介して、
この内歯差動遊星歯車機構の公転軸および内歯車にそれ
ぞれ取り付けられた上部攪拌羽根および下部攪拌羽根は
駆動されるので、各攪拌羽根は、電動機の出力回転数よ
り減速されて攪拌羽根力が増大され、かつ内歯差動遊星
歯車機構の特性により、容器の反応溶液の粘度、密度お
よび組成等によって、互に反対方向に同一または異なる
攪拌速度で回転し、または一方の攪拌羽根が停止し他方
の攪拌羽根のみが回転する等、いかなる反応溶液をも攪
拌羽根して均一にすることができる。
された電動機により、内歯差動遊星歯車機構を介して、
この内歯差動遊星歯車機構の公転軸および内歯車にそれ
ぞれ取り付けられた上部攪拌羽根および下部攪拌羽根は
駆動されるので、各攪拌羽根は、電動機の出力回転数よ
り減速されて攪拌羽根力が増大され、かつ内歯差動遊星
歯車機構の特性により、容器の反応溶液の粘度、密度お
よび組成等によって、互に反対方向に同一または異なる
攪拌速度で回転し、または一方の攪拌羽根が停止し他方
の攪拌羽根のみが回転する等、いかなる反応溶液をも攪
拌羽根して均一にすることができる。
（実施例） 以下に、本発明の一実施例を図面について詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の要部断面側面図である。
図において、攪拌装置付きバイオリアクタ１１は、容器
１２、電動機１３、内歯差動遊星歯車機構１４、上部攪
拌羽根１５および下部攪拌羽根１６から構成されてい
る。
１２、電動機１３、内歯差動遊星歯車機構１４、上部攪
拌羽根１５および下部攪拌羽根１６から構成されてい
る。
容器１２は、例えば底部１７の少なくとも一部分１８が
非磁性かつ非導電性材料で形成され、注入口１９より内
部に反応溶液が注入収容される。
非磁性かつ非導電性材料で形成され、注入口１９より内
部に反応溶液が注入収容される。
電動機１３は、容器１２の底部１７の非磁性かつ非導電
性の一部分１８を挟んで、容器１２の外側に配置された
回転磁界を形成する固定子２２と、この固定子２２に所
定のギャップｔを置いて対向し、容器１２の内側に軸受
２０を介して回動自在に配置され前記回転磁界により回
転される回転子２１とから成っている。そして、電動機
１３をかご型誘導電動機とする場合には回転子２１はか
ご型回転子となり、永久磁石型同期電動機とする場合に
は回転子２１は回転方向に極性が交互に変化する永久磁
石で構成される。
性の一部分１８を挟んで、容器１２の外側に配置された
回転磁界を形成する固定子２２と、この固定子２２に所
定のギャップｔを置いて対向し、容器１２の内側に軸受
２０を介して回動自在に配置され前記回転磁界により回
転される回転子２１とから成っている。そして、電動機
１３をかご型誘導電動機とする場合には回転子２１はか
ご型回転子となり、永久磁石型同期電動機とする場合に
は回転子２１は回転方向に極性が交互に変化する永久磁
石で構成される。
内歯差動遊星歯車機構１４は、一端は電動機１３の回転
子２１に固着され、他端は公転軸２９に軸受２３を介し
て支承され、その中間に太陽歯車２４を設けた太陽歯車
軸２５と、この太陽歯車軸２５と同心に容器１２の内側
に軸受２６を介して回動自在に支承された内歯車２７
と、この内歯車２７および太陽歯車２５と噛み合い、各
自転軸２８の回りに自転するととともに、各自転軸２８
を連結し、太陽歯車軸２５と同心に、太陽歯車２４に対
して回転子２１と反対側に設けられた公転軸２９の回り
に公転する複数個の遊星歯車３０とから成っている。従
って、電動機１３を回転させると、太陽歯車軸２５を介
して太陽歯車２４が回転し、外力により内歯車２７が固
定されると内歯差動遊星歯車機構１４は内歯減速遊星歯
車となり公転軸２９のみが減速回転し、外力により公転
軸２９が固定されると内歯差動遊星歯車機構１４は内歯
減速歯車となり内歯車２７のみが減速回転し、内歯車２
７および公転軸２９が外力は受けるが固定されない状態
では内歯車２７および公転軸２９はそれぞれ減速されて
互に反対方向に同一または異なる速度で回転する。
子２１に固着され、他端は公転軸２９に軸受２３を介し
て支承され、その中間に太陽歯車２４を設けた太陽歯車
軸２５と、この太陽歯車軸２５と同心に容器１２の内側
に軸受２６を介して回動自在に支承された内歯車２７
と、この内歯車２７および太陽歯車２５と噛み合い、各
自転軸２８の回りに自転するととともに、各自転軸２８
を連結し、太陽歯車軸２５と同心に、太陽歯車２４に対
して回転子２１と反対側に設けられた公転軸２９の回り
に公転する複数個の遊星歯車３０とから成っている。従
って、電動機１３を回転させると、太陽歯車軸２５を介
して太陽歯車２４が回転し、外力により内歯車２７が固
定されると内歯差動遊星歯車機構１４は内歯減速遊星歯
車となり公転軸２９のみが減速回転し、外力により公転
軸２９が固定されると内歯差動遊星歯車機構１４は内歯
減速歯車となり内歯車２７のみが減速回転し、内歯車２
７および公転軸２９が外力は受けるが固定されない状態
では内歯車２７および公転軸２９はそれぞれ減速されて
互に反対方向に同一または異なる速度で回転する。
上部攪拌羽根１５は、内歯差動遊星歯車機構１４の公転
軸２９に固着され、電動機１３により公転軸２９を介し
て駆動され、容器１２内に収容された反応溶液を攪拌す
る。
軸２９に固着され、電動機１３により公転軸２９を介し
て駆動され、容器１２内に収容された反応溶液を攪拌す
る。
下部攪拌羽根１６は、内歯差動遊星歯車機構１４の内歯
車２７に固着され、電動機１３により内歯車２７を介し
て駆動され、容器１２内に収容された反応溶液を攪拌す
る。
車２７に固着され、電動機１３により内歯車２７を介し
て駆動され、容器１２内に収容された反応溶液を攪拌す
る。
次に、以上の構成を有する攪拌装置付きバイオリアクタ
１１の作用について説明する。
１１の作用について説明する。
電動機１３がかご型誘導電動機である場合、固定子２２
に通電すると、固定子２２に回転界磁が形成され、この
回転磁界により容器１２内の回転子２１が回転し、この
回転子２１の回転は内歯差動遊星歯車機構１４の太陽歯
車軸２５を介して太陽歯車２４に伝達される。そして、
この太陽歯車２４の回転は、上充の内歯差動遊星歯車機
構１４の特性により、容器１２内の反応溶液の粘度、密
度および組成等による攪拌抵抗力を大小に応じて、公転
軸２９および内歯車２７のいずれか一方、または両方に
伝達され、公転軸２９に取付けられた上部攪拌羽根１５
および内歯車２７に取付けけられた下部攪拌羽根１６の
いずれか一方を回転させ、または両方を互に反対方向に
同一または異なる速度で回転させ、いかなる反応溶液を
も攪拌して均一にし、その反応を促進させることができ
る。
に通電すると、固定子２２に回転界磁が形成され、この
回転磁界により容器１２内の回転子２１が回転し、この
回転子２１の回転は内歯差動遊星歯車機構１４の太陽歯
車軸２５を介して太陽歯車２４に伝達される。そして、
この太陽歯車２４の回転は、上充の内歯差動遊星歯車機
構１４の特性により、容器１２内の反応溶液の粘度、密
度および組成等による攪拌抵抗力を大小に応じて、公転
軸２９および内歯車２７のいずれか一方、または両方に
伝達され、公転軸２９に取付けられた上部攪拌羽根１５
および内歯車２７に取付けけられた下部攪拌羽根１６の
いずれか一方を回転させ、または両方を互に反対方向に
同一または異なる速度で回転させ、いかなる反応溶液を
も攪拌して均一にし、その反応を促進させることができ
る。
なお、上述の実施例では、容器の底部の１部を非磁性か
つ非導電性の材料としているが、底部を除く他の個所や
容器全体を非磁性かつ非導電性の材料としてよいことは
自明である。
つ非導電性の材料としているが、底部を除く他の個所や
容器全体を非磁性かつ非導電性の材料としてよいことは
自明である。
（発明の効果） 以上のように、本発明は、電動機を容器の少なくとも一
部分を非磁性かつ非導電性材料で形成し、この部分を挟
んで容器の外側に配置された回転磁界を形成する固定子
と、この固定子と所定のギャップｔを置いて対向し、前
記容器の内側に回動自在に配置され前記回転磁界により
回転される回転子とから成る電動機と、電動機の回転子
側を内歯差動遊星歯車機構と連結し、この内歯差動遊星
歯車機構の公転軸に上部攪拌羽根を、内歯車に下部攪拌
羽根を固着してあるので、構成が簡単で、装置全体を小
型化することができる。また、電動機の回転軸をシール
材を介して容器内に貫通させる必要がなくなり、シール
材を介して、容器内に雑菌が侵入したり、容器内の反応
溶液が洩れたりすることもない。また、上部攪拌羽根お
よび下部攪拌羽根は電動機により内歯差動遊星歯車機構
を介して減速攪拌されるので大きな攪拌力を得ることが
できるとともに、内歯差動遊星歯車機構の特性により、
容器内の反応溶液の粘度、密度および組成による攪拌抵
抗力の大小に応じて、両攪拌羽根のいずれか一方が回転
し、または両方が互に反対方向に同一または異なる速度
で回転し、いかなる反応溶液をも攪拌して均一にするこ
とができる等の効果を有する。
部分を非磁性かつ非導電性材料で形成し、この部分を挟
んで容器の外側に配置された回転磁界を形成する固定子
と、この固定子と所定のギャップｔを置いて対向し、前
記容器の内側に回動自在に配置され前記回転磁界により
回転される回転子とから成る電動機と、電動機の回転子
側を内歯差動遊星歯車機構と連結し、この内歯差動遊星
歯車機構の公転軸に上部攪拌羽根を、内歯車に下部攪拌
羽根を固着してあるので、構成が簡単で、装置全体を小
型化することができる。また、電動機の回転軸をシール
材を介して容器内に貫通させる必要がなくなり、シール
材を介して、容器内に雑菌が侵入したり、容器内の反応
溶液が洩れたりすることもない。また、上部攪拌羽根お
よび下部攪拌羽根は電動機により内歯差動遊星歯車機構
を介して減速攪拌されるので大きな攪拌力を得ることが
できるとともに、内歯差動遊星歯車機構の特性により、
容器内の反応溶液の粘度、密度および組成による攪拌抵
抗力の大小に応じて、両攪拌羽根のいずれか一方が回転
し、または両方が互に反対方向に同一または異なる速度
で回転し、いかなる反応溶液をも攪拌して均一にするこ
とができる等の効果を有する。
第１図は本発明の一実施例の要部断面側面図、第２図は
従来装置の要部断面側面図である。 １１……攪拌装置付きバイオリアクタ、１２……容器、
１３……電動機、１４……内歯差動遊星歯車機構、１５
……上部攪拌羽根、１６……下部攪拌羽根、１７……底
部、２０、２３、２６……軸受、２１……回転子、２２
……固定子、２４……太陽歯車、２５……太陽歯車軸、
２７……内歯車、２８……自転軸、２９……公転軸、３
０……遊星歯車。
従来装置の要部断面側面図である。 １１……攪拌装置付きバイオリアクタ、１２……容器、
１３……電動機、１４……内歯差動遊星歯車機構、１５
……上部攪拌羽根、１６……下部攪拌羽根、１７……底
部、２０、２３、２６……軸受、２１……回転子、２２
……固定子、２４……太陽歯車、２５……太陽歯車軸、
２７……内歯車、２８……自転軸、２９……公転軸、３
０……遊星歯車。
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも一部分を非磁性かつ非導電性材
料で形成し、反応溶液を収容する容器と；この容器の非
磁性かつ非導電性の部分を挟んで、前記容器の外側に配
置された回転磁界を形成する固定子と、この固定子と所
定のギャップｔを置いて対向し、前記容器の内側に回動
自在に配置され前記回転磁界により回転される回転子と
から成る電動機と；一端はこの電動機の回転子に同心に
固着され、太陽歯車を有する太陽歯車軸と、この太陽歯
車軸と同心に前器容器の内側に回動自在に軸支された内
歯車と、この内歯車および前記太陽歯車軸の太陽歯車と
噛み合い、各自転軸の回りに自転するとともに、前記各
自転軸を連結し、前記太陽歯車軸と同心に、太陽歯車に
対して前記回転子と反対側に設けられた公転軸の回りに
公転する複数個の遊星歯車とから成る内歯差動遊星歯車
機構と；この内歯差動遊星歯車機構の公転軸および内歯
車にそれぞれ固着され、前記容器内の反応溶液を攪拌す
る２組の攪拌羽根とから成ることを特徴とする攪拌装置
付きバイオリアクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055656A JPH0616701B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 攪拌装置付きバイオリアクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055656A JPH0616701B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 攪拌装置付きバイオリアクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216679A JPS61216679A (ja) | 1986-09-26 |
| JPH0616701B2 true JPH0616701B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=13004879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60055656A Expired - Lifetime JPH0616701B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 攪拌装置付きバイオリアクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616701B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6886568B2 (en) * | 1998-04-08 | 2005-05-03 | The Johns Hopkins University | Method for fabricating cell-containing implants |
| JP5228271B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2013-07-03 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2010178734A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-08-19 | Ihi Corp | 撹拌装置 |
| CN102847478B (zh) * | 2012-10-11 | 2014-09-10 | 北京化工大学 | 一种磁力搅拌装置 |
| CN106731959A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-05-31 | 西安科技大学 | 一种应用于物理相似模拟试验的物料混合装置 |
| CN113351065A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-07 | 深圳市微炎科技有限公司 | 一种催化剂化工原料防腐蚀自动搅拌装置 |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP60055656A patent/JPH0616701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61216679A (ja) | 1986-09-26 |
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