JPH0684899U - 培養装置用気泡ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】培養液中に気体を溶け込ませる部分の分解、組
立作業の容易化を図る。 【構成】噴気孔４１、４１から、下側円輪板３５と上側
円輪板３８との間の円輪状空間３９内に気体を吹き込
む。上記各円輪板３５、３８は使用時には固定軸３４の
周囲で回転する。切り欠き３７、３７を形成した支持板
３６、３６が、上記円輪状空間３９内に存在する気体及
び培養液を攪拌する。この結果、気体が培養液中に、効
率良く溶け込む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、乳酸菌等の微生物を培養する培養装置に組み込まれ、培養液中に微 生物の培養に必要な気体を供給する気泡ノズルの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年バイオテクノロジーの分野で、各種微生物を使用して遺伝子の組み変え等 の実験を行なう事が多くなっている。この様なバイオテクノロジーに関する実験 に使用する微生物は、純粋なものが多量に必要になる為、実験室に於いて培養す る必要がある。この様な培養作業を行なう為に従来から、例えば実公平２−３６ ４００号公報に記載されている様な、ジャーファーメンタと呼ばれる培養装置が 使用されている。

【０００３】 図６〜１０は、従来から使用されている培養装置の１例を示している。培養液 を貯める培養槽１は、円筒状のガラス筒２と底板３とから構成されており、ガラ ス筒２の下端縁を底板３上面のパッキング４に突き当てる事により、両部材２、 ３同士の間の液密保持を図っている。又、上記ガラス筒２の上端開口部は、蓋板 ５により開閉自在としている。

【０００４】 一方、上記底板３の上面中央部には固定軸６を、鉛直方向に立設している。こ の固定軸６の周囲にはマグネットカップリングを構成する従動側磁石７を、滑り 軸受８により回転自在に支持している。上記従動側磁石７の上面中央部には支持 柱部９を設けており、この支持柱部９の上端部に、遠心翼１０の中央部を支持し ている。この遠心翼１０は、上記支持柱部９に結合固定される円形の回転板１１ と、この回転板１１の外周側半部に放射方向に支持された複数枚の翼板１２、１ ２とから構成されている。

【０００５】 上述の様に構成される遠心翼１０の上方には、断面がＬ字形で全体が円輪状に 形成された整流板１３を支持している。そして、この整流板１３の上面に形成さ れた円筒状の立壁部１４に、支持枠１５の下端部を外嵌支持している。この支持 枠１５は、ステンレス鋼製の金網や多孔板等により円筒状に形成されている。又 、上記整流板１３の水平板部１６の上面には、円輪状の支持板１７の内周側半部 を支持している。この支持板１７の外周側半部には、図８に示す様に、多数の透 孔１８、１８を形成している。

【０００６】 又、上記支持板１７の外周側半部下面には、複数の放射方向整流板１９、１９ の上端部を結合している。この複数の放射方向整流板１９、１９は、図９〜１０ に示す様にそれぞれが平板状で、上記遠心翼１０の周囲に、それぞれ放射方向に 亙って支持されている。そして、各放射方向整流板１９、１９の下端縁同士を、 欠円環状の連結板２０により連結している。

【０００７】 更に、前記支持柱部９の周囲には、円環状の気泡ノズル２１を配置している。 この気泡ノズル２１は、上面に多数の噴気孔２２、２２を有し、前記複数枚の翼 板１２、１２の内周縁下方位置に設けられている。この気泡ノズル２１に気体を 送り込む為の給気管２３は、前記蓋板５の片隅部を気密に貫通して、前記培養槽 １内に上方から挿入されている。

【０００８】 一方、前記底板３の上面片隅部で、前記パッキング４の内側部分には、コネク タ２４をねじ止め固定している。そして、このコネクタ２４の一端開口と上記給 気管２３とを接続している。又、このコネクタ２４の他端開口には、上記気泡ノ ズル２１に通じる送気管２５の端部を接続している。従って、上記給気管２３に 気体を送り込むと、この気体は、上記気泡ノズル２１に形成した多数の噴気孔２ ２、２２から、前記培養槽１内に貯溜された培養液中に噴出する。

【０００９】 上述の様に構成される培養装置によって、酵母菌、或は乳酸菌等の微生物を培 養させる場合、培養槽１の内側に、培養液と共に培養すべき微生物を、必要に応 じてアルギン酸カルシウム等により造られた粒状のゲル中に固定した状態で投入 し、気泡ノズル２１から上記培養液中に清浄空気（嫌気性菌の場合は窒素、二酸 化炭素等、酸素を含まない清浄気体）を吹き込みつつ、図示しないモータにより 、前記従動側磁石７を含んで構成されるマグネットカップリングを介して、前記 遠心翼１０を回転させる。

【００１０】 遠心翼１０の回転により、培養液を貯溜した培養槽１の底部に、整流板１３を 構成する水平板部１６の下面に沿って培養槽１の中心寄り部分から外側に向う流 れが惹起され、これに伴って、整流板１３の立壁部１４の内側に通じる支持枠１ ５の内側の圧力が、外側の圧力よりも低くなる。この様に、支持枠１５の内外に 圧力差が生じる事によって、この支持枠１５の外側に存在する培養液が支持枠１ ５の内側に流れ込もうとする流れが惹起される。支持枠１５に形成された多数の 小孔（網目）の内径は、培養液と共に培養槽１内に投入された多数の粒状ゲルの 粒径（３〜５mm）よりも小さく、培養液と共に流れようとする各粒状ゲルは、こ の小孔を通過する事が出来ない。この為、上記多数の粒状ゲルは、支持枠１５の 外周面に吸着される。

【００１１】 外周面に粒状ゲルを吸着した支持枠１５を通過して流れる培養液中には、前記 遠心翼１０の直下位置に設けた気泡ノズル２１から気体が送り込まれており、こ の培養液中に常に十分な気体が溶存した状態に保たれている。即ち、上記気泡ノ ズル２１に形成された多数の噴気孔２２、２２から上方に噴出した気体は、上記 遠心翼１０により攪拌されて、上記培養液中に効率良く溶け込む。この為、上記 支持枠１５に吸着した粒状ゲルに固定された微生物には、常に十分な気体が供給 され、連続的な培養が行なわれて、培養液中の微生物の数が次第に増加する。

【００１２】

【考案が解決しようとする問題点】

ところが、上述した様に構成され作用する培養装置に組み込まれる気泡ノズル は、遠心翼１０と気泡ノズル２１とを別個に造り、両部材を互いに独立して培養 槽１内に装着する為、上記気泡ノズル２１を培養槽の底部に組み付ける作業が面 倒で、培養装置の製作費を高くする原因となるだけでなく、清掃等の際の分解、 組立作業が面倒になっていた。

【００１３】 本考案の培養装置の気泡ノズルは、上述の様な事情に鑑みて考案したもので、 遠心翼と気泡ノズルとの着脱作業を容易に行える様にするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案の培養装置用気泡ノズルは、有底円筒状の培養槽を有し、この培養槽内 に注入した液体を使用して培養を行なう培養装置に組み込まれる気泡ノズルであ って、上記培養槽の底面中央部から鉛直方向に立設された固定軸と、この固定軸 の周囲に回転自在に支持された、マグネットカップリングを構成する従動側磁石 と、この従動側磁石の上面に支持された下側円輪板と、この下側円輪板の上面に 放射方向に固定された複数の支持板と、各支持板の両面同士を連通させる連通路 と、上記各支持板の上縁に固定された上側円輪板と、この上側円輪板の下面と上 記下側円輪板の上面との間に設けられ、上記複数の支持板により円周方向に亙っ て仕切られた円輪状空間と、上記上側円輪板の上面に放射方向に固定された複数 枚の翼板と、上記固定軸の内部に設けられた給気通路と、この給気通路に一端を 通じさせ、上記固定軸の外周面で上記円輪状空間の内周側開口に対向する部分に 他端を開口させた噴気孔とから構成されている。

【００１５】

【作用】

上述の様に構成される本考案の培養装置用気泡ノズルの作用は次の通りである 。培養作業時には下側、上側両円輪板を、マグネットカップリングを介して培養 槽外から回転駆動すると共に、給気通路内に送り込んだ気体を噴気孔から噴出さ せる。

【００１６】 噴気孔から噴出した気体は、下側円輪板上面と上側円輪板上面との間の円輪状 空間内に、その内周側開口から送り込まれる。培養装置の使用時に上記各円輪板 は回転しているので、上記円輪状空間内に送り込まれた気体は遠心力に基づいて 、この円輪状空間をその内周側開口から外周側開口に向け、直径方向外方に流れ る。この様に円輪状空間を直径方向外方に流れる際に上記気体は、この円輪状空 間を円周方向に亙って仕切る支持板により攪拌される。この結果上記気体は、上 記円輪状空間を流れる間に、培養槽内に貯溜された培養液中に効率良く溶け込む 。

【００１７】 特に、本考案の培養装置用気泡ノズルは、前述した従来構造の様な、遠心翼と は独立した円環状の気泡ノズルを設けない為、気泡ノズル部分の分解、組立作業 の簡略化を図れる。

【００１８】

【実施例】

図１〜５は本考案の実施例を示している。有底円筒状の培養槽１ａは、円筒状 のガラス筒２と、このガラス筒２の下端開口を塞ぐ底蓋ユニット２６とから構成 される。この底蓋ユニット２６の上端開口部外周縁に固定された下側フランジリ ング２７の上面内周側半部にはパッキング４ｂを添着し、このパッキング４ｂの 上面に、上記ガラス筒２の下端縁を突き当てている。一方、ガラス筒２の上端縁 は、上側フランジリング２８の下面内周側半部に添着したパッキング４ａに突き 当てている。上記下側、上側両フランジリング２７、２８同士は、図示しないス タッドにより連結している。従って、上記ガラス筒２の上下両端縁は、上記両パ ッキング４ａ、４ｂに十分に強く当接して、各当接部分の液密保持を確実に図る 。

【００１９】 上記底蓋ユニット２６は、上記下側フランジリング２７の他、底蓋本体２９と 保温ジャケット３０とを含んで構成される。この内の底蓋本体２９は、金属板を 絞り成形する事で有底円筒状に形成されており、その上端開口部を上記下側フラ ンジリング２７の内周縁部に、溶接等により液密に接合している。又、上記保温 ジャケット３０は、上記底蓋本体２９の外周面を覆う状態で、上記下側フランジ リング２７の下面に固定されている。この保温ジャケット３０の内周面と上記底 蓋本体２９の外周面との間に形成されるジャケット空間３１内には、培養装置の 使用時に、加温用の温水、或は冷却用の冷水を循環させて、前記培養槽１ａ内に 貯溜された培養液の温度維持を図る。

【００２０】 一方、上記底蓋本体２９の底面中央部には円孔３２を穿設しており、この円孔 ３２に取付ボルト３３を、底蓋本体２９の下面側から上面側に向け挿通している 。そして、この取付ボルト３３によって固定軸３４を、上記底蓋本体２９の底面 中央部に、鉛直方向に立設している。そして、この固定軸３４の周囲に従動側磁 石７を、滑り軸受８を介して、回転自在に支持している。この従動側磁石７は、 上記底蓋本体２９の下方に設けられ、モータにより回転駆動される駆動側磁石（ 図示せず）と共に、マグネットカップリングを構成する。

【００２１】 上記従動側磁石７の上面には下側円輪板３５を、上記固定軸３４と同心に支持 している。そして、この下側円輪板３５の上面に複数の支持板３６、３６を、放 射方向に固定している。これら各支持板３６、３６の上縁と下縁とには、それぞ れ複数個ずつ（図示の例では３個ずつ合計６個）の切り欠き３７、３７を形成し て、各支持板３６、３６の両面同士を連通させる連通路を構成している。

【００２２】 又、上記各支持板３６、３６の上縁には上側円輪板３８を、上記下側円輪版３ ５と同心に固定している。この結果、この上側円輪板３８の下面と上記下側円輪 板３５の上面との間には円輪状空間３９が設けられる。この円輪状空間３９は、 上記複数の支持板３６、３６により、円周方向に亙って仕切られた状態となって いる。そして、上記上側円輪板３８の上面に複数枚の翼板１２ａ、１２ａを、放 射方向に支持固定している。

【００２３】 又、前記固定軸３４の内部には、給気通路４０を設けている。この固定軸３４ には、直径方向に亙って複数の噴気孔４１、４１を形成し、各噴気孔４１、４１ の一端を上記給気通路４０に通じさせ、他端を上記固定軸３４の外周面に開口さ せている。この固定軸３４外周面の、上記各噴気孔４１、４１の他端開口は、上 記円輪状空間３９の内周側開口に対向している。

【００２４】 又、上記給気通路４０の上端開口部には、コネクタ２４ａを介して給気管２３ ａの下端部を接続し、この給気通路４０内に圧縮気体を送り込み自在としている 。又、この給気管２３の上端部に接続した接続管４２は、蓋板５ａの中央部を、 液密に貫通している。そして、この蓋板５ａは、前記上側フランジリング２８の 上面に液密に被着されている。

【００２５】 更に、前記複数の翼板１２ａ、１２ａの上方には、円筒状の立壁部１４と円輪 状の水平板部１６とを備えた整流板１３を、ステー４６、４６により支持してい る。そして、この内の立壁部１４に、金網により円筒状に造られた支持枠１５の 下端部を支持している。この支持枠１５の下端部は、抑えバンド４３により、上 記立壁部１４の外周面に抑え付けている。又、上記水平板部１６の上面には、金 網等の多孔板材により造られた支持板１７ａの内周側半部を支持している。４４ は、この内周側半部を上記水平板部１６の上面に抑え付ける為の抑え板である。

【００２６】 又、上記支持板１７ａの外周側半部下面には、複数の放射方向整流板１９ａ、 １９ａの上端部を結合している。この複数の放射方向整流板１９ａ、１９ａは、 図４〜５に示す様に前記翼板１２ａ、１２ａの周囲に、それぞれ放射方向に亙っ て支持されている。そして、各放射方向整流板１９ａ、１９ａの下端縁同士を、 円環状の連結板２０ａにより連結している。尚、前記底蓋本体２９の内周面中間 部には係止片４５が固定されており、上記支持板１７ａの外周縁部は、この係止 片４５に載置されている。

【００２７】 上述の様に構成される本考案の気泡ノズルを組み込んだ培養装置によって、酵 母菌、或は乳酸菌等の微生物を培養させる場合、培養槽１ａの内側に、培養液と 共に培養すべき微生物を、粒状のゲル中に固定した状態で投入し、図示しないモ ータにより、前記従動側磁石７を含んで構成されるマグネットカップリングを介 して、前記下側、上側両円輪板３５、３８を回転させる。

【００２８】 上面に翼板１２ａ、１２ａを固定した上側円輪板３８の回転により、培養液を 貯溜した培養槽１ａの底部に、整流板１３を構成する水平板部１６の下面に沿っ て培養槽１ａの中心寄り部分から外側に向う流れが惹起され、整流板１３の立壁 部１４の内側に通じる支持枠１５の内側の圧力が、外側の圧力よりも低くなって 、この支持枠１５の外側に存在する培養液が支持枠１５の内側に流れ込もうとす る流れが惹起され、前記多数の粒状ゲルが、支持枠１５の外周面に吸着される。

【００２９】 外周面に粒状ゲルを吸着した支持枠１５を通過して流れる培養液中には、本考 案の気泡ノズルから気体が送り込まれており、この培養液中に常に十分な気体が 溶存した状態に保たれている。即ち、前記固定軸３４の外周面に開口した噴気孔 ４１、４１から噴出した気体は、下側円輪板３５上面と上側円輪板３８下面との 間の円輪状空間３９内に、その内周側開口から送り込まれる。培養装置の使用時 に上記各円輪板３５、３８は回転しているので、上記円輪状空間３９内に送り込 まれた気体は遠心力に基づいて、この円輪状空間３９内をその内周側開口から外 周側開口に向け、直径方向外方に流れる。

【００３０】 この様に円輪状空間３９を直径方向外方に流れる際に上記気体は、この円輪状 空間３９を円周方向に亙って仕切る支持板３６、３６により攪拌される。この攪 拌時に、上記円輪状空間３９内に存在する気体及び培養液は、上記各支持板３６ 、３６に形成された切り欠き３７、３７を通じて円周方向にも流れる。この結果 上記気体は、上記円輪状空間３９を流れる間に、培養槽１内に貯溜された培養液 中に効率良く溶け込む。尚、上記切り欠き３７、３７に代えて、上記各支持板３ ６、３６に通孔を形成しても、同様の効果を得られる。

【００３１】

【考案の効果】

上述の様に構成され作用する本考案の培養装置用気泡ノズルは、遠心翼とは独 立した円環状の気泡ノズルを設けない為、気泡ノズル部分の分解、組立作業の簡 略化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す縦断面図。

【図２】図１の下部拡大図。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図。

【図４】同Ｂ−Ｂ断面図。

【図５】同Ｃ−Ｃ断面図。

【図６】従来構造を示す縦断面図。

【図７】図６の下部拡大図。

【図８】図７のＤ−Ｄ断面図。

【図９】同Ｅ−Ｅ断面図。

【図１０】同Ｆ−Ｆ断面図。

【符号の説明】

１、１ａ 培養槽 ２ ガラス筒 ３ 底板 ４、４ａ、４ｂ パッキング ５、５ａ 蓋板 ６ 固定軸 ７ 従動側磁石 ８ 滑り軸受 ９ 支持柱部 １０ 遠心翼 １１ 回転板 １２、１２ａ 翼板 １３ 整流板 １４ 立壁部 １５ 支持枠 １６ 水平板部 １７、１７ａ 支持板 １８ 透孔 １９ 放射方向整流板 ２０、２０ａ 連結板 ２１ 気泡ノズル ２２ 噴気孔 ２３、２３ａ 給気管 ２４、２４ａ コネクタ ２５ 送気管 ２６ 底蓋ユニット ２７ 下側フランジリング ２８ 上側フランジリング ２９ 底蓋本体 ３０ 保温ジャケット ３１ ジャケット空間 ３２ 円孔 ３３ 取付ボルト ３４ 固定軸 ３５ 下側円輪板 ３６ 支持板 ３７ 切り欠き ３８ 上側円輪板 ３９ 円輪状空間 ４０ 給気通路 ４１ 噴気孔 ４２ 接続管 ４３ 抑えバンド ４４ 抑え板 ４５ 係止片 ４６ ステー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 有底円筒状の培養槽を有し、この培養槽
   内に注入した液体を使用して培養を行なう培養装置に組
   み込まれる気泡ノズルであって、上記培養槽の底面中央
   部から鉛直方向に立設された固定軸と、この固定軸の周
   囲に回転自在に支持された、マグネットカップリングを
   構成する従動側磁石と、この従動側磁石の上面に支持さ
   れた下側円輪板と、この下側円輪板の上面に放射方向に
   固定された複数の支持板と、各支持板の両面同士を連通
   させる連通路と、上記各支持板の上縁に固定された上側
   円輪板と、この上側円輪板の下面と上記下側円輪板の上
   面との間に設けられ、上記複数の支持板により円周方向
   に亙って仕切られた円輪状空間と、上記上側円輪板の上
   面に放射方向に固定された複数枚の翼板と、上記固定軸
   の内部に設けられた給気通路と、この給気通路に一端を
   通じさせ、上記固定軸の外周面で上記円輪状空間の内周
   側開口に対向する部分に他端を開口させた噴気孔とから
   成る培養装置用気泡ノズル。