JPH0763607B2 - ビ−ズ製造方法およびその装置 - Google Patents

ビ−ズ製造方法およびその装置

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JPH0763607B2
JPH0763607B2 JP62031223A JP3122387A JPH0763607B2 JP H0763607 B2 JPH0763607 B2 JP H0763607B2 JP 62031223 A JP62031223 A JP 62031223A JP 3122387 A JP3122387 A JP 3122387A JP H0763607 B2 JPH0763607 B2 JP H0763607B2
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supply tank
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顯 鈴木
雄二 坂元
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Kirin Brewery Co Ltd
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Kirin Brewery Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/06Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a liquid medium
    • B01J2/08Gelation of a colloidal solution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/04Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier entrapped within the carrier, e.g. gel or hollow fibres

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、酵素、植物組織等を固定化または包封したゲ
ルビーズを製造するためのビーズ製造方法およびその装
置に関する。
(従来の技術) 滴下法によるゲルビーズの製造方法としては、回転して
いる円板の周囲から硬化液槽内にゾルを分散させる方法
あるいはノズル又は多孔板に形成した小孔を通して硬化
液槽内にゾルを落下せしめる方法がある。そして、多孔
板を使用したものとしては、例えば特開昭59−52521に
開示されたものがあり、この装置においては、原液部の
下部に多孔板を設け、この原液部に一定高さにゾル原液
を入れ、その液面に圧力を加えて多孔板に形成した小孔
から反応液中にゾル原液を落下させるようになってい
る。
(発明が解決しようとする問題点) このように多孔板上に一定高さにゾル原液を貯溜し、そ
の液面を加圧することにより生産性を向上しているが、
その反面一度に多量のゾル原液を多孔板上に供給するの
でビーズが不均質になる。また、本装置では液面の制御
がフィードバック制御となり、その機構が複雑なばかり
でなく、加圧に耐える堅牢な装置が要求される。さら
に、本装置は、ゾル原液供給をバルブの開閉で制御する
ため、バルブの開閉で破壊される可能性のある植物組織
等を包封したビーズの調製には適さない。そこで、本発
明は装置が簡単で高い生産性を有しつつ均質なビーズが
得られるようなビーズ製造方法およびその装置を提供す
ることを目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、酵素、植物組織等を分散させたゾルを
多孔板を介して硬化液中に落下させてゲルビーズを製造
するためのビーズ製造方法において、前記多孔板上に遊
星歯車機構を形成し、この遊星歯車機構の遊星歯車の外
周近傍にゾル供給槽からのゾルを供給し、前記ゾル供給
槽の液面を一定位置に保つように液面の減少につれてゾ
ル供給槽を上昇させるようにしたことを特徴とするビー
ズ製造方法および酵素、植物組織等を分散させたゾルを
多孔板上に供給し、前記多孔板に形成した小孔から前記
ゾルを硬化液槽の硬化液中に落下させるようにしたビー
ズ製造装置において、前記ゾルを貯溜しておくためのゾ
ル供給槽と、このゾル供給槽をその中の液面の下降に応
じて上昇させるためのゾル供給槽移動機構と、前記多孔
板の周囲に形成した内歯車、前記多孔板の中心に設けら
れた太陽歯車および前記内歯車と太陽歯車の間を転動す
る遊星歯車からなる遊星歯車機構とからなり、前記遊星
歯車の外周近傍にゾル供給槽からのゾルを供給するよう
にしたビーズ製造装置が得られる。
(作 用) ゾル供給槽内のゾルが遊星歯車機構の遊星歯車の周囲近
傍に供給され、多孔板上に均質にゾルが分散供給され、
しかもゾル供給槽のゾル液面と多孔板との落差を一定に
するようにゾル供給槽をその液面の下降を補うように上
昇させたので一定量のゾルが多孔板上に供給される。こ
れによりビーズの粒径が均質となり、しかも被包封物が
植物組織、種子など脆弱なものであって、それらが損傷
を受けることなく包封されたビーズが得られる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
第1図において、本発明のビーズ製造装置Mは酵素、植
物組織等を分散させたゾルを貯溜しておくためのゾル供
給槽1を有し、このゾル供給槽は筒状の本体1aと、蓋1b
と、この蓋1b上に載置されたモータ1cと、このモータ1c
によって本体1a内で回転されるスクリュー1dとを有して
いる。前記本体1a内に貯溜されるゾルとしては、たとえ
ばアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、カルボ
キシメチルセルロース、カラギーナン、寒天、ゼラチ
ン、ペクチン、ジェランガム等が単独または混合して使
用され、この中に酵素、植物組織等が分散され、前記ゾ
ルはスクリュー1dによってゆっくりと撹拌される。酵
素、植物組織等の例としては、グルコアミラーゼ、アミ
ノアシラーゼなどの酵素類、乳酸菌、酵母などの菌類、
動植物の細胞、不定胚、不定芽などの植物組織、種子な
どをあげることができるが、これらに限られるものでは
ない。
前記ゾル供給槽1はゾル供給槽移動機構2によって上下
に移動可能とされ、この移動機構2は移動枠2aを有し、
この移動枠2aは腕2bを備え、この腕2bが前記本体1aの周
面を保持している。前記移動枠2aの側面にはモータ2cが
設けられ、このモータ2cによって図示しないラックピニ
オン機構が作用して移動枠2aがポール3に沿って上下動
するようになっている。
前記ゾル供給槽1の下端にはホース4の上端が連結さ
れ、このホース4によって多孔板5上に一定量のゾルが
分散供給される。この多孔板5には等間隔で多数の小孔
5a,5a、…5aが形成されている。前記多孔板5の下方に
は、硬化液槽6が設けられ、前記多孔板5は支持柱7,7,
…7によって硬化液槽6上に保持されている。
この硬化液槽6内には、使用するゾルに対応してそれら
を硬化するための錯化剤、溶液、有機溶媒、温度調節し
た流動パラフィン等が貯溜されている。使用するゾルお
よびその硬化液については、経営開発センター出版の
「水溶性高分子・水分散型樹脂の最新加工・改質技術と
用途開発総合技術資料集」(1981年)を参照するとよ
い。
前記多孔板5の周囲には内歯車8が形成されるとともに
多孔板5の中心には太陽歯車9が設けられ、これら内歯
車8と太陽歯車9間に遊星歯車10が設けられている。前
記遊星歯車10の周辺近傍にゾル供給口10aが設けられ、
このゾル供給口10a内にホース4の下端が保持されてい
る。前記太陽歯車9は前記硬化液槽6の下面に付着され
たモータ11の図示しない軸に固着され、このモータ軸11
は硬化液槽の中心ベアリング部6aを貫通して多孔板上に
伸びている。
前記太陽歯車の回転によって遊星歯車10が自転しつつ太
陽歯車の周りを公転する。この遊星歯車機構によって前
記ゾル供給口10aからのゾルを多孔板5上に均一に分散
供給せしめる。
前記多孔板5の裏側にはたとえばテフロン等の撥水被膜
5bが付着され、このような撥水処理によって小孔5aを通
ったゾルの切れがよくなり、第3図に示すような“タ
レ”部分aがなくなる。
また、前記多孔板に形成した小孔5aが、第4図に示すよ
うなラッパ状に絞られた穿孔によって形成せしめたもの
である場合は、ビーズの球状化が均質となる。
今、第5図に示すように内歯車8の歯数をN3、太陽歯車
9の歯数をN1、遊星歯車10の歯数をN2とすれば、遊星歯
車機構の原理から N3=N1+2N2となり、 遊星歯車10の1公転する間に太陽歯車9は1−N3/N1
遊星歯車10は1+N3/N2だけ自転することになる。
前記ゾル供給口10aが同じ軌跡を通らないようにするた
めにはN1とN2の最小公倍数(LMC)が大きい方がよいの
で、例えば (1)N1=30,N2=50でLMC=150 (2)N1=31,N2=51でLMC=1581 (3)N1=29,N2=53でLMC=1537 となる。場合(1)は第7図(サイクル初期)の如くな
り、場合(2)のサイクル終了まじかは第8図の如くな
り、更に、N1=80、N2=30のサイクル初期は第9図の如
くなり、N1=60,N2=31の場合のサイクル初期は第10図
の如く、N1=47,N2=37の場合は第11図の如くなり。こ
れら各種分布軌跡の内前記LMCが大きい第8図に示す軌
跡および第11図に示すものが良好で、第10図の軌跡は偏
りがあり、第9図に示すものは分布は良いが中央部分が
大きすぎ好ましくない。
これらの軌跡は第6図に示すようにして求められる。す
なわち、太陽歯車9の中心を原点01とし、X軸,Y軸を定
め、遊星歯車10の中心をO2とした場合、今太陽歯車9が
θだけ回転すると、遊星歯車10はθだけ逆方向に回
転し、このときゾル供給口10aの座標は X=(r1+r2)cosθ+r′2cos(θ+θ) Y=(r1+r2)sinθ+r′2sin(θ+θ) となる。r′は遊星歯車10の中心O2からゾル供給口10
aまでの距離である。
ここでr1,r2は太陽歯車、遊星歯車の半径であり、r1θ
=r2θの関係が成立する。したがって となる。また、r′をr2と仮定し、 を上記式に代入すると となる。
かかる式によってコンピュータでその軌跡を求めると第
7図乃至第11図の如くになる。
今、酵素、植物組織等を包封した径が4mmのビーズを作
るものとし、径が10mmのホース4中を流速10cm/secで原
液ゾルを多孔板5上に供給するものとすれば、1時間で
は、 N=843750ケ/h =234ケ/sec の数のビーズが得られる。
したがって、ホース4を介して原液ゾルを供給しても所
定時間に充分な数のビーズが得られる。
また、前記ゾル供給口10aに常に一定量のゾルを供給す
るために、前記ゾル供給槽の液面が多孔板5に対して一
定になるように(落差が一定になるように)、前記移動
枠2aは前記液面の減少に比例して所定速度で上昇され
る。
〔発明の効果〕
本発明は、以上のように構成したので、多孔板上に一定
量の原液ゾルが均一に分布するように供給され、均一な
径のビーズが得られる。また、被包封物が植物組織、種
子など脆弱なものであっても、それらが損傷を受けるこ
となく包封されたビーズが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のビーズ製造装置の斜視図、第2図、
第3図、第4図は多孔板の部分断面図、第5図は遊星歯
車機構の構成図、第6図はゾル供給口の座標説明図、第
7図乃至第11図はゾル供給口の軌跡図である。 1……ゾル供給槽、2……ゾル供給槽移動機構、3……
ポール、4……ホース、5……多孔板、6……硬化液
槽、8……内歯車、9……太陽歯車、10……遊星歯車。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酵素、植物組織等を分散させたゾルを多孔
    板を介して硬化液中に落下させてゲルビーズを製造する
    ためのビーズ製造方法において、前記多孔板上に遊星歯
    車機構を形成し、この遊星歯車機構の遊星歯車の外周近
    傍にゾル供給槽からのゾルを供給し、前記ゾル供給槽の
    液面を一定位置に保つように液面の減少につれてゾル供
    給槽を上昇させるようにしたことを特徴とするビーズ製
    造方法。
  2. 【請求項2】酵素、植物組織等を分散させたゾルを多孔
    板上に供給し、前記多孔板に形成した小孔から前記ゾル
    を硬化液槽の硬化液中に落下させるようにしたビーズ製
    造装置において、前記ゾルを貯溜しておくためのゾル供
    給槽と、このゾル供給槽をその中の液面の下降に応じて
    上昇させるためのゾル供給槽移動機構と、前記多孔板の
    周囲に形成した内歯車、前記多孔板の中心に設けられた
    太陽歯車および前記内歯車と太陽歯車の間を転動する遊
    星歯車からなる遊星歯車機構とからなり、前記遊星歯車
    の外周近傍にゾル供給槽からのゾルを供給するようにし
    たビーズ製造装置。
  3. 【請求項3】前記多孔板の裏側にテフロン等の撥水被膜
    を付着せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第2項
    記載のビーズ製造装置。
  4. 【請求項4】前記多孔板に形成した小孔がラッパ状に絞
    られた穿孔によって形成されたものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載のビーズ製造装置。
JP62031223A 1987-02-13 1987-02-13 ビ−ズ製造方法およびその装置 Expired - Lifetime JPH0763607B2 (ja)

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JPS63197530A JPS63197530A (ja) 1988-08-16
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