JPS6019581Y2 - 嫌気性菌を処理したり培養したりするための装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は酸素を含む混合ガス中の酸素のみを、電気化学
的に分離除去する機能を有するいわゆる電気化学的脱酸
素装置を装備した嫌気性菌を処理したり培養したりする
ための装置の改良に係り、その目的とするところは該装
置内を嫌気性雰囲気に保ったま）で硫化水素吸収剤の交
換を可能ならしめんとするにある。

一般に、嫌気性菌を処理したり培養したりするための装
置として嫌気性グローブボックスが用いられる。

従来の嫌気性グローブボックスに於てはその内部を嫌気
性雰囲気即ち、無酸素雰囲気にし、かつそれを保持する
手法として外部より注入した水素をパラジウムなどの触
媒上で酸素と反応させ該酸素を水として除去する。

いわゆる触媒法を採用していた。

これに対し、本願出願者等は酸素を電気化学的に還元し
得るガス拡散電極を用いたいわゆる電気化学的脱酸素装
置による方法を提案した。

この方法は、水素を使う必要がないため、安全なこと及
び電源スィッチを入れるだけで脱酸素が可能なこと、と
いう大きな長所を持っている。

上記電気化学的脱酸素装置の構造と機能とを説明するた
め、以下、図面に沿って述べる。

第１図は、電気化学的脱酸素装置の断面構造略図であり
、図に於て、１は燃料電池などの技術で公知の酸素を電
気化学的に還元し得るガス拡散電極、２は白金とイリジ
ウムとの複合酸素化をコーティングしたチタン板からな
る酸素発生電極、３は５規定の硫酸電解液、４はＡＢＳ
樹脂からなる電槽、５は酸素発生電極２表面で発生した
酸素を系外へ導出するための酸素導出口、６はガス室、
７はガス循環用エアーポンプ、８は系内を大気圧に保つ
ための均圧装置、９，９′は脱酸素すべきグローブボッ
クス（図には示されていない）に連結する軟質塩化ビニ
ール酸の接続管、１０は直流電源装置である。

気密室、例えばグローブボックス内を脱酸素する際には
、まず該グローブボックスとガス室６とを接続管９，９
′を用いて接続する。

次いで循環用エアーポンプ７を作動させて、グローブボ
ックス内の酸素を含む混合ガスをガス室６に導き、ガス
拡散電極１に接触させつ）、該ガス拡散電極１を陰極、
酸素発生電極２を陽極として、両電極間に直流電圧を印
加すると、 陰極では ０２＋４Ｈ”＋４８− →２Ｈ２０（１）陽
極テハ２Ｈ２０＋０２↑＋４Ｈ”十七−（２）なる反応
が起こり、陰極では酸素が還元消費され、陽極では酸素
が発生する。

発生した酸素は電解液３中を気泡となって（ぐり抜け、
酸素導出口５から系外へ排出除去される。

この時排出除去される酸素用だけ系内が負圧になるので
均圧装置８が働いて大気を取り入れ系内を常に常圧に保
つ。

とり入れられた大気中の酸素も陰極で還元して除去され
る。

かくしてグローブボックス内の酸素は火弟にその濃度を
減じて行き、やがて無酸素雰囲気になる。

グローブボックス内を嫌気性雰囲気のま）保持したい場
合には上記電気化学的脱酸素装置のスイッチを入れたま
）にしておけばよい。

一方、嫌気性菌は、その培養中に硫化水素を出すことが
知られており、該硫化水素が前記ガス拡散電極１に接触
すると、該ガス拡散電極上に担持された白金などの触媒
が不活性化し、電気化学的脱酸素装置の脱酸素スピード
は大幅に低下する。

これを防ぐためには、硫化水素を含むガスが、ガス拡散
電極に接触する前に、該硫化水素を完全に除去する必要
がある。

本願出願者等は先に炭酸鉛を充填した硫化水素吸収カラ
ムを、ガス室６の循環ガス入口の前に配し、該吸収カラ
ムで完全に硫化水素を吸収除去されたガスのみが、ガス
拡散電極に接触するようにした装置を提案した。

この装置に於て、上記硫化水素吸収カラムは極めて有効
に作用し、ガス拡散電極ひいては電気化学的脱酸素装置
の寿命を大幅に延長するものであるが炭酸鉛あるいはカ
ラムを交換する時、カラム内の空気がグローブボックス
に循環して行き、短時間ではあるが嫌気性雰囲気をくず
すという難点をも持っている。

グローブボックスがカラムに対して非常に大きい場合に
は、このカラム中の空気はほとんど問題ないが、グロー
ブボックスが比較的小さな場合には、この空気中に含ま
れる酸素が雰囲気内の酸素濃度を高めて、培養中の嫌気
性菌に悪影響を及ぼす。

本考案は、先に提案した装置のか）る欠点を除去するも
のであり、以下、本考案の一実施例にかかる嫌気性グロ
ーブボックスについて図面に沿って詳述する。

第２図は本考案にかかる電気化学的脱酸素装置を備えた
嫌気性グローブボックスの断面構造略図であり、図に於
て１は第１図に示した電気化学的脱酸素装置、２は軟質
塩化ビニール酸の気密室１１、実験器材を出し入れする
ための予備室１２及びゴム手袋１３からなるグローブボ
ックス、１４は炭酸鉛を充填した硫化水素吸収カラム、
１５は上記カラム１４と気密室２との間で接続管９゜９
′を短絡する短絡管、１６ａ、１６ｂ、及び１６Ｃはバ
ルブである。

通常、バルブ１６ａは閉じ、バルブ１６ｂ及び１６ｃは
開いておき、グローブボックス２内を電気化学的脱酸素
装置１で脱酸素しつづける。

硫化水素吸収カラム１４内の炭素鉛が硫化水素を吸収し
て黒変したら新しい炭酸鉛と交換するわけであるが、そ
の手法は、まず電気化学的脱酸素装置１を止め、バルブ
１６ｂ及び１６ｃを閉め、欠いて吸収カラム１４を接続
管９から切り離す。

カラムに新しい炭酸鉛を充填した後、これを再度接続管
９につなぎ、今度はバルブ１６ａを開いて電気化学的脱
酸素装置１を作動させる。

この操作によりカラム１４の中の空気は接続管９，９′
及び短絡管１５内を循環しながら脱酸素される。

上記脱索が完了したらバルブ１６ｂ及び１６ｃを開き次
いでバルブ１６ａを閉じれば、本装置はもとの状態に復
帰したことになる。

もちろんカラム１４内の酸素は除去されるので炭酸鉛の
交換に伴なうグローブボックス内の酸素濃度の上昇はあ
り得ない。

以上詳細した如く、本考案はグローブボックス内を完全
に嫌気性雰囲気に保ったま）炭酸鉛などの硫化水素吸収
剤を交換することの可能な電気化学的脱酸素装置を備え
た嫌気性菌を処理したり培養したりするための装置を提
供するものであり、その工業的価値極めて犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気化学的脱酸素装置の断面構造略図である。 第２図は本考案にかかる嫌気性グローブボックスの断面
構造略図である。 １・・・・・・ガス拡散電極、２・・・・・・酸素発生
電極、３・・・・・・硫酸電解液、４・・・・・・電槽
、５・・・・・・酸素導出口、６・・・・・・ガス室、
７・・・・・・ガス循環用エアーポンプ、８・・・・・
・均圧装置、９，９・・・・・・接続管、１０・・・・
・・直流電源装置、１・・・・・・電気化学的脱酸素装
置、業・・・・・・グローブボックス、１１・・開気密
室、１２・・・・・・予備室、１３・・・・・・ゴム手
袋、１４・・・・・・硫化水素吸収カラム、１５・・・
・・・短絡管、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・・・・バ
ルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 酸素を電気化学的に還元し得るガス拡散電極を陰極とし
   、酸素発生電極を陽極とし、硫酸、炭酸カリあるいは陽
   イオン交換膜を電解質とする電解槽、ガス循環用エアー
   ポンプ、系内を大気圧に保つための均圧装置及び直流電
   源装置とから基本的に構成される電気化学的脱索装置１
   を２本の接続管９，９′でもって気密室２に連結してな
   る嫌気性菌を処理したり培養したりするための装置に於
   て、上記２本の接続管９，９′を気密室２と硫化水素吸
   収カラム１４との間で短絡管１５でもって短絡せしめ、
   該短絡管１５及び上記２本の接続管９．９′の各各にハ
   ／Ｌ／ブ１６ａ、１６ｂ及び１６Ｃを設けたことを特徴
   とする嫌気性菌を処理したり培養したりするための装置
   。