JPH07502688A - 反応器系 - 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】 反応器系 発明の詳細な説明 本発明は反応器系に関する。

反応器系はしばしば撹拌要素が配置された釜または槽から成っている。

しかしこのような系では例えば消化管中における消化過程は非常に不完全にしか 模倣することはできない。特に物質を均一化し移動させるのに寄与する螺動運動 が存在していない。

本発明の目的は極めて粘稠な液体を混合し均一化することができ、特に消化管の モデルを組み立てるのに適した螺動混合反応器系を提供することである。

本発明に従えば、本発明の反応器系は２個またはそれ以上の加圧室から成り、各 加圧室の中には両端が開いた可撓性材料がらっくられたホースが存在し、該ホー スは加圧室の壁と該ホースとの間の空間が閉じられるように端を密閉されて固定 されている少なくとも１個の装置：該加圧室の壁とホースとの間の空間へ気体ま たは液体を供給し、またそこから取り出す連結装置： 加圧室を互いにおよび／または端部材または中間部材に結合する結合装置： 成分をホースへ供給しそこから取り出す端部材または中間部材中にある連結部材 から成ることを特徴とする反応器系である。

螺動運動の頻度と力とを正確にコントロールするためには、制御装置を用いて加 圧室の壁とホースとの間の閉じた空間中の圧力を上下させることができる。これ らの制御装置は通常コンピュータ制御ポンプから成っている。

反応系の容積は、装置１個当たりの加圧室の数および装置の数を変化させ得ると いう事実により、必要に応じて調節することができる。反応器系は好ましくはモ ジュラ−である。即ち系に成分を供給する供給器および系から成分を取出す取出 し装置は標準化された端部材および中間部材によって操作することができ、系は 簡単な方法で、特に本発明の原理による螺動フラップ弁ポンプにより膨張させる ことができることが好ましい。

日本特許明細書５５−２９４２号抄録５５９２１３０号には、中間部材により互 いに連結され、内部に凹みをもった袋から成る混合機が記載されている。個の中 間部材はまた供給バイブおよび取出しバイブを含んでいる。混合は袋の容積を交 互に増減させ、その過程生成分を常に一つの袋から他の袋へと動かし、また戻す ことによって行われる。このような加圧室の場合には、可撓性材料でつくられた 両端が開いているホースが取り付けられており、従って疑いもな（任意所望の数 の加圧室を相互に、或いは中間のまたは端の部材に連結することができない。従 ってこの公知の混合機は必要に応じモジュラ−構造を膨張させ得る反応系をつく るのには適していない。

数個の連続的に連結された反応装置の場合には、第１の装置の混合酸を取り付け ることができる。

このような反応器系においては、生体の状況に高度に対応した消化管の試験管モ デルを組立てることができる。強力に収縮させることにより粒子を粉末にするこ とができる。この反応器を用いると、微生物の過度の成育を防ぐ上で重要な小腸 における機械的洗浄効果を極めて良く模倣することができる。培養基の媒質、正 規の食事による消化管の内容物、または大腸の内容物のような極めて粘稠な液体 について動作させることができる。撹拌機のような突出した部分がないこと、お よび可撓性の壁が存在することにより、微生物の成育が著しく減少する。穏やか に収縮させることにより摩擦感受性細胞を成育させることができる。

可撓性のホースはシリコーン・ゴムでつくることが好ましい。

栄養物、産生物および廃棄物、液体および気体の交換は半透膜を使用して達成す ることができる。少なくとも１個の装置が低分子量成分の交換装置、特に中空の 膜状繊維が取り付けられた装置に連結されている場合にもこのことは適用される 。

可撓性の内管を少なくとも１個の加圧室のホースに取り付けることもできる。こ の可撓性の管に供給される液体はホースと可撓性の管の間の空間で物質を透析液 と交換することができる。

加圧室の壁とホースとの間の空間へと運ぶことができる液体または気体の媒質を 加熱する装置が反応器に取付けられている場合には、混合反応器の内容物の温度 を所望の温度（例えば３７°Ｃ）にすることができる。

さらに本発明の反応器系は消化管の試験管モデルに適しているばがり品産業およ びバイオテクノロジー産業、実験室および教育の分野にも有用である。

反応器の中に１個またはそれ以上のｐＨ電極を入れ、反応器の内容物のｐＨをコ ンピュータ制御によって生理的な値に保持することができる。

また胃が次第に空になる様子を模倣することができる。

本発明の反応器系は完全にコンビコータ制御を行うのに極めて適している。

本発明の原理はまた螺動フラップ弁ポンプに使用するのに有利である。

螺動フラップ弁ポンプは３個またはそれ以上の加圧室をもち、その各々には可撓 性のホースが取り付けられ、加圧室の壁とホースとの間の空間が閉じられ、ホー スは互いに連結されており、加圧室の壁とホースとの間の閉じた空間の各々へ開 いた気体または液体の入口装Ｗおよび出口装置があり、また気体または液体を加 圧室の壁とホースとの間の閉じた空間へ供給しまたそこから取り出す制御装置を もっている。

次に添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

図１は本発明の反応器系の模式図である。

図２は構造上の可能な具体化例の長手方向の断面図を示す。

図３は本発明の反応器系のさらに拡張した形式の模式図を示す。

図４は本発明の反応器系のコンピュータ制御された胃の試験管モデルの模式図を 示す。

図１に模式的に示された反応器系は円筒形の中間部材４によって互いている。ホ ース５と加圧室２および３の壁との間には閉じた空間６があり、その各々へ入口 ９および出口８が開いている。入口９および出口８は同じ通路であることができ る。

ホース５の端縁部の固定部分は気体および液体に対して密封されている。

図１かられかるように、加圧室３の空間６には入口９から気体または液体が加圧 して充填されており、その結果ホース５は室３の中では締付けられている。加圧 室３のホースの中にある物質混合物は該ホースから押出され、中間部材４を通っ て加圧室２の締付けられていないホース５へと押込まれる。加圧室３を満たして いる気体または液体が出口８を通って押出され、加圧室２の空間６が気体または 液体で満たされると、室２のホース５の内容物は再び室３のホース５の中へ再び 逆流する。このようにして胃および腸管の螺動運動が模倣され、反応器の内容物 の良好な混合と均一化を行うことができる。反応器を充填する目的に対しては、 供給バイブ１０が中間部材４の方へ開いており、他方反応器の中で混合された材 料を取出すためには、中間部材４から延び出した取出しバイブ１１を用いる。別 法として、加圧室２および３の間に中間部材を置かず、加圧室２の左端部に混合 すべき成分に対する供給装置を備えた端部材を取付け、加圧室３の右端部には混 合成分の取出し装置を備えた端部材を取り付ける。

図１の反応器の可能な構造上の具体化例は図２で見ることができる。

対応する部材には同じ番号が付けられている。

ホース５の端縁部は加圧室２および３のケースのフランジがｆ」いた縁の中に１ １３を取付け、該環１３の孔および中間部材４のフランジ１５の孔に固定用のボ ルトを通す。

内部にｐＨ電極１７が延びている閉鎖用部材１６が加圧室２および３の端面に互 いに向き合って配置されている、この閉鎖用部材１６はボルト１４により環１３ に固定されている。バイブ１０および／または１１が取付けられている中間部材 ４を端部材として使用することができ、この場合中間部材が閉鎖用部材１６の代 わりに取り付けられる。

図３は胃、十二指腸および空腸に対する試験管モデルとなる連続した装置１ａ、 ｌｂおよび１ｃを極めて模式的に示している。

第１の装置１ａの取出しバイブ１１は第２の装置１ｂの供給バイブ１０ａと一体 となっており、第２の装置１ｂの取出しバイブ１１は第３の装置ＩＣの供給パイ プ１０ａと一体となっている。４個の弁１８．１９．２０および２１が示されて いるが、これらの弁によって物質の供給および取出しが正確に制御できる。各装 置はさらに１個またはそれ以上の供給パイプ１０ｂをもっている。

中空の膜状繊維から成る交換装置２２が第２の装置１ｂに連結されている。これ によって低分子量の気体および成分を交換することができる。

各装置１ａ、１ｂ、１ｃには試料を取出すポート２３が備えられている。

膜状繊維を加圧室の中心に置くこともできる。

図４は本発明の螺動混合反応器の試験管モデルの模式図である。

電気的に加熱される（例えば３７°Ｃ）水浴が２４によって示されている。ポン プ２５および２６により温水を加圧室２および３の入口に圧入−タは２８で示さ れている。参照番号２９は塩酸（ＭＣＩ）のタンクを示し、３０は酵素のタンク を示す。塩酸および酵素をポンプ装置３１を用い中間部材４へ圧入することがで きる。食物の成分は通常の供給入口１０から導入する。

上記の反応器を用いると成分を極めて良く混合、均一化することができるが、成 分は損傷されることもあり、されない場合もある。

螺動に基づく本発明の原理は３個またはそれ以上の加圧室２．３から成る螺動フ ラップ弁ポンプに適用することができる。気体または液体を加圧室の壁とホース との間の閉じた空間へ供給しまたその空間から取出す操作は、例えばコンピュー タで制御された制御装置によって調節される。３個の装置が連結されている場合 、第１段階では第３の室のホースだけを締付け、第２段階では第１および第３の 室のホースを締付け、第３段階では第１の室のホースだけを締付け、第４段階で は第１および第２の室のホースを締付け、第５段階では３個の室のホースを締付 けることができる。多数の室が前後に配置されている装置の場合、室の壁とホー スとの間の空間に対する液体または気体の圧力の調節が容易になり、従って容易 に螺動押出し運動を調節するために、コンピュータ制御の磁気弁を用いることが できる。液体または気体の圧力を増減させる回数を制御するばかりではなく、例 えばシリンダー内を調節可能な止めの間で動き得るピストンを用いて計量するこ とにより供給する容積を調節することができる。図３においては取り出しバイブ １１、供給パイプ１０および弁１９の組み９せを、３個の室２．３を結合してつ くられる本発明の螺動フラップ井ポンプで代用することができよう。

本発明の反応器系で重要なことは開いたホースが加圧室の中に取り付けられてお り、加圧室の壁と問題のホースの間の空間は該ホースを締付けるためばかりでな く、この空間中の液体または気体によりホースの中の成分を加熱するためにも使 用できる点である。加圧室を互いにおよび／または端部材または中間部材と結合 するための結合装置が存在し、また成分を該ホースに供給し、それから成分を取 り出すために該端部材または中間部材中に連結装置が存在することも重要である 。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．２個またはそれ以上の加圧室（２，３）から成り、各加圧室の中には両端が 開いた可撓性材料からつくられたホース（５）が存在し、該ホースは加圧室の壁 と該ホースとの間の空間（６）が閉じられるように端を密閉されて固定されてい る少なくとも１個の装置（１）；該加圧室の壁とホースとの間の空間（６）へ気 体または液体を供給し、またそこから取り出す連結装置（８、９）；加圧室を互 いにおよび／または端部材または中間部材（４）に結合する結合装置； 成分をホースへ供給しそこから取り出す端部材または中間部材中にある連結部材 （１０、１１）を具備することを特徴とする反応器系。
2. ２．加圧室（２、３）の壁とホース（５）との間の閉じた空間内の圧力の増減を 調節するための制御装置（２５、２６、２８）を有することを特徴とする請求の 範囲１記載の反応器系。
3. ３．各加圧室（２、３）の両端近くに厚くなった、即ちフランジ付きの縁（１２ ）が備えられ、中間部材または端部材（４）を加圧室に固定するためまたは加圧 室を相互に直接固定するために、厚くなった部分、即ちフランジ付きの縁（１２ ）の各々にに隣接して環（１３）が取り付けられ、該環にはボルトを通すための 孔が備えられており、このボルトは中間または端部材（４）のフランジ（１５） の孔、または次の加圧室の環（１３）の中にある孔に通すことができることを特 徴とする請求の範囲１または２記載の反応器系。
4. ４．連続した装置（１）において、第１の装置の成分に対する取出しパイプ（１ １）が第２の装置の成分の供給パイプ（１０）に連結されることができ、一緒に なった取出し供給パイプ（１０、１１）にはコンピュータ制御弁（１８、１９、 ２０、２１）が固定されていることを特徴とする請求の範囲１〜３記載の反応器 系。
5. ５．可撓性のホース（５）はシリコーン・ゴムからつくられていることを特徴と する請求の範囲１〜４記載の反応器系。
6. ６．少なくとも１個の装置（１）の可撓性ホース（５）が半透過性材料でつくら れていることを特徴とする請求の範囲１〜５記載の反応器系。
7. ７．少なくとも１個の装置には試料を取出すためのポート（２３）が備えられて いることを特徴とする請求の範囲１〜６記載の反応器系。
8. ８．少なくとも１個の装置には低分子量成分を交換するための装置（２２）が連 結され、この装置には特に中空の膜状繊維が備えられていることを特徴とする請 求の範囲１〜７記載の反応器系。
9. ９．加圧室の壁とホースとの間の空間へと移動させ得る液体または気体を加熱す るための装置が備えられていることを特徴とする請求の範囲１〜８記載の反応器 系。
10. １０．該ホースの中の該加圧室の一つの少なくとも中心において可撓性の菅また は一組の繊維膜が備えられていることを特徴とする請求の範囲１〜９記載の反応 器系。
11. １１．３個またはそれ以上の加圧室を具備し、その各々には可撓性のホースが固 定されており、加圧室の壁とホースとの間の空間が閉じられ、該ホースは互いに 連結されており、１個の加圧室の壁と１個のホースとの間の閉じた空間の各々へ 気体または液体を供給しまたそこから取出すための入口および出口装置、および 加圧室の壁とホースとの間の閉じた空間へ気体または液体を供給しまたそこから 取出す操作を調節するための制御装置が備えられていることを特徴とする蠕動フ ラップ弁ポンプ。