JPH0350978B2 - - Google Patents

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JPH0350978B2
JPH0350978B2 JP8306884A JP8306884A JPH0350978B2 JP H0350978 B2 JPH0350978 B2 JP H0350978B2 JP 8306884 A JP8306884 A JP 8306884A JP 8306884 A JP8306884 A JP 8306884A JP H0350978 B2 JPH0350978 B2 JP H0350978B2
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cell
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gas
measuring
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Rotsushaa Herumuuto
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HEREUSU INSUTSURUMENTSU GmbH
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HEREUSU INSUTSURUMENTSU GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48Automatic or computerized control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/4163Systems checking the operation of, or calibrating, the measuring apparatus

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は通気培養槽中の熱伝導度測定セルの自
動ゼロ点調整方法に関する。
この明細書で対象とする通気培養槽は、例えば
ドイツ特許第2924446号明細書(米国特許第
4336329号明細書)に記載されている。しかし、
本発明細書に記載の培養槽の構造、実施態様に限
定されるものではない。
(従来の技術) 従来、測定装置、特に作動室のCO2濃度の測定
のための測定装置では時々装置のゼロ点を調整す
ることが一般に必要であり、場合によつてはゼロ
点を修正することが必要であつた。
(発明が解決しようとする課題) 通気培養槽のガス濃度測定においては、数日、
数週および数カ月におよぶ長い測定サイクルが使
用され、槽内の雰囲気は所定の処理条件を維持す
るために連続してチエツクされねばならない。槽
内のガス雰囲気の調節は熱伝導度測定セルにより
行われるが、セルの長期の使用によつてガス濃度
測定センサーが汚染や老化するため、正確な値を
示さないようになることがある。従つて、セルが
槽内のガス濃度を正しく示さない出力信号を与え
ないように、セルの出力信号を時々修正する必要
がある。培養槽は無菌状態にするためにシールさ
れねばならないので、例えばセルを校正
(calibration)する場合に、測定側に直接アクセ
スすることは不可能である。従つて、セルは自己
修正または自己適応するものでなければならな
い。数週または数カ月のような長い測定サイクル
の場合、このような長時間の操作中に測定セルを
テストする系および方法、即ち、同じ条件(雰囲
気)下で測定側の出力信号を照合側の出力信号と
比較する手段の提供が特に重要である。
本発明の目的は、測定系に、従つてCO2濃度に
及ぼす、場合により起こりうるゼロ点変動の影響
を排除するために、該ゼロ点変動を簡単に自動的
に調整する方法を提供するにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の課題は、熱伝導度測定セルにより調節
可能なCO2ガスを作働室雰囲気中に含有する通気
培養槽における熱伝導度測定セルのゼロ点を調整
する方法において、 (a) 校正段階中に、作働室雰囲気を連続的に測定
セルの測定値に当てながら、測定セルの照合側
を作働室雰囲気に曝気し、 (b) 前記校正段階にて得られた出力信号またはズ
レ修正値として照合側および測定側双方の出力
信号の差を測定し、記憶し、そして (c) 測定段階において、記憶された(正または負
の)ズレ修正値を、測定セルの照合側が次の測
定サイクルにおいて照合ガスに曝気されるとき
に、測定セルの測定側から得られる出力信号に
代数的に加える、 ことを特徴とする熱伝導度測定セルのゼロ点調整
方法を提供することにより達成される。
なお、上記(c)において、「代数的に加える」と
は、正のズレ修正値が得られた場合は足す(プラ
スする)ことであり、負のズレ修正値の場合は引
く(マイナスする)ことを意味する。
本発明の上記以外の構成要件は、特許請求の範
囲第2項ないし第4項および実施例の記載並びに
図の説明に記述のとおりである。本発明の思想を
逸脱することなく、本発明の実施態様を改変でき
ることは自明のことである。
特に、既知の構成要件、例えばドイツ特許第
2924446号明細書から既知の構成要件との全ての
組み合わせは本発明に含まれるものである。
本発明による方法は、普通の電子工学を用いて
操作を開始するように実施例では行われる。その
後に熱伝導度検出器での測定で始まる測定段階が
行われ、次いで測定結果の読み取りが行われる。
次に校正段階が行われ、校正段階後ゼロ点修正
が行われる。最後にこれらの処理をプログラム
化、例えば小型電子計算機またはマイクロプロセ
ツサーによりプログラム化し、ゼロ点はOKかど
うかを反問させ、イエスまたはノーと答えさせ、
イエスの場合には上記の操作を繰り返し、ノーと
答えた場合にはその直後に行う工程として誤差を
測定し、次いで修正信号を発信させる。修正信号
を記憶し、記憶した信号を前に行われた最も近い
校正段階の後に戻してゼロ点修正を行う。
図は本発明の実施例の説明図である。
第1図は本発明の操作工程図である。第2A図
および第2B図は熱伝導度測定セルおよびそれに
接続するラインを示す概略説明図である。
該測定セルは、測定側2bと照合側2aを有し
ている。第2A図および第2B図においてガスの
流れの方向は矢印で示した。即ち、第2A図およ
び第2B図において、測定段階におけるガスの流
れは破線で示し、校正段階におけるガスの流れは
実線で示した。
測定段階では、ガス雰囲気は入口管2mより測
定セルに導入され、熱伝導度検出器2の測定側2
bは絶えず作働室のガス雰囲気と接触しガス濃度
が測定される。一方照合側2aには空気ポンプ2
6により滅菌フイルター27および電磁弁29ま
たはY字形部材31を経て空気が導かれる。
校正段階では、空気ポンプ26が止められ、回
転フアン30により雰囲気ガスが照合側2aへ導
入される。第2A図ではガス雰囲気の一部の流れ
は回転フアン30の作動により導管28および開
いた電磁弁29を経て熱伝導度検出器2の照合側
2aに達する。第2B図では回転フアン30によ
りガス雰囲気の一部の流れは熱伝導度検出器2の
照合側2a、Y字形部材31および絞り弁毛細管
32を経て吸引される。
ガス雰囲気の導入により照合側2aから得られ
る出力信号と測定側2bからの出力信号との差が
測定され、これが記憶される。もし、端子2sで
の出力信号の差がゼロでないときは、例えば照合
側に対して正または負のズレ(偏差)修正値(即
ち、両出力信号の差)が得られ、この偏差値がつ
ぎの測定サイクルに用いられる。測定側または照
合側のどちらかのズレのため、ゼロ点修正信号が
得られ、そして新たな校正段階入るまでに、該修
正信号は次の測定のために使用される。
このように、測定段階中はガス雰囲気は測定側
に適用され、そして照合ガスは照合側に適用され
ており、校正段階においてはガス雰囲気を連続的
に測定セルの測定側に当てながら、測定セルの照
合側をガス雰囲気に曝気して出力信号を測定、記
憶するので、測定中に操作を中断する必要がな
い。
第3図は熱伝導度検出器2をバイパス1に備え
た、ドイツ特許公報第2924446号明細書によりそ
れ自体既知の培養槽を示すものである。本発明の
方法は、この培養槽における測定セルのゼロ点調
整に適用される得る。
第3図に示すように通気培養槽は作働室10中
に電子的に調節された生物適合雰囲気を備え、こ
の雰囲気はビボ(vivo)条件に近似している。こ
の場合、雰囲気の組成、特に雰囲気のガス混合物
の成分および成分割合に関しては大幅に変えるこ
とができ、ガス混合物がCO2の外にさらに酸素
(または空気)および水蒸気を含んでいるときは
特にガスの相対湿度、温度およびそれらガスの含
有量を制御された範囲において変えることがで
き、それによつてヘンダーソン−ハツセルバツハ
の等式に従つて、例えばCO2を調節することによ
りPH値の調節も可能であり、且つ有利である。
作働室10に熱的に連結したバイパス1にCO2
ガスの濃度測定探子(熱伝導度検出器2)、循環
流の温度測定探子3、湿度測定探子4並びに必要
に応じ酸素ガス検出用電極およびPH値検出用電極
のような測定要素が配置される。特に、酸素ガス
検出用電極およびPH値検出用電極は他の場所、有
利には作働室10中の液状培地の中に配置しても
よい。
作働室は例えば下記に詳細に説明するように、
CO2、空気または酸素あるいは窒素の給源から減
圧弁を経て選択的に制御された状態で通気され、
これらのガスは個々にあるいは一緒にして導管8
の滅菌フイルター8aおよび培養槽の二重ケーシ
ング11中の予熱器9を経てバイパス1に導入さ
れ、バイパス1で導管7からの水蒸気は培養槽の
外部の蒸発器20中で過熱されて滅菌された後冷
却されたものである。
培養槽10および二重ケーシング11は断熱層
11aにより囲まれ、さらに湿気を通さない被
覆、例えばアルミニウム箔で外部に対して遮蔽さ
れ、外部空気の滲透および冷温帯域が湿つて濡れ
ることがないように保護される。二重ケーシング
11内の中間室内の空気の循環は好ましくは二重
ケーシング11の断面全域に広がる送風流12に
より行われる。二重ケーシング11の内壁、従つ
て作働室10に付属する壁には加熱要素13、特
に電気加熱要素および冷却管14が好適には対称
的配列、即ちケーシング周囲全面に一様に分布さ
れている。二重ケーシング11はこのようにして
作働室10が極めて一様な温度になるのを保証
し、作働室の中は高温度であるにも拘わらず露点
には達しない。
湿度調節は乾湿計により調節された適当な標準
回路を使用し、乾湿計はポンプ15と制御用導管
を介して結合し、ポンプ15は貯槽19から例え
ば脱イオン水を蒸発器20へ導入し、この蒸発器
20で水は蒸発され、100℃以上約500℃までの温
度に過熱することによつて滅菌した後、バイパス
1に導かれ、作働室10を循環する。乾湿計は乾
式温度計と湿式温度計、例えば抵抗温度計とから
なり、この場合湿式温度計は芯を備え、この芯は
吸引カツプ中に突出し、これら部品はバイパス1
に配置される。
乾湿計は湿式温度計の測定探子が循環する媒体
の最適流通速度を定めるようなバイパスの、好ま
しくは断面積が狭まつた位置に設置される。バイ
パス1にはCO2ガスの濃度測定探子(熱伝導度検
出器2)および循環する流れの温度測定探子3が
配置される。
CO2の調節は、CO2濃度測定探子が熱伝導度測
定セルである調節回路中で行われる。該測定セル
は測定側2bと照合側2aとからなり、測定段階
では測定側は作働室内部のガス雰囲気に連続的に
さらされ、一方照合側は空気または既知の組成の
他のガス、即ち照合ガスで洗われている。
作働室雰囲気の熱伝導度が変わつたら、測定探
子を別々に冷却することにより、該雰囲気中の
CO2の割合に応じた電気信号が発生する。この信
号は直接調節装置に送られ、例えばCO2の供給を
調節するバルブ36が操作される。
温度調節の場合には、温度測定探子3として白
金抵抗測定器Pt100およびPID特性を備えた調
節器が好ましく、この調節器は時間−温度プログ
ラム発信機に接続できる。冷却トラツプ5は除霜
加熱器5aおよび捕集とい5bが付属し、生成し
た凝縮水は水位検出器24aを備えた受器24に
導かれ、ここから必要に応じ時々ポンプ23によ
り吸引されて蒸発器20に導かれ、大気へ放出さ
れる。
蒸発器20は、好ましくは管状炉の形態のもの
で、炉の周表面には所定の温度に加熱するための
電気加熱装置を備えている。更に、蒸発器20か
らバイパス1への水蒸気導入ラインには凝縮装置
25(管状コイル)および電磁弁22が備えられ
ている。
(発明の効果) 本発明は種々の利点を有する。特に、CO2測定
セルによつて変動する結果を生じない。本発明の
方法によれば、周期的ゼロ点調整および作業温度
の変動に伴う再補正を必要としない。例えばガス
分析装置の交換により現存の通気培養槽にも装着
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の操作工程図、第2A図は熱伝
導度測定セルおよび導管接続関係の概略図、第2
B図は第2A図の熱伝導度測定セルの改変実施態
様の概略図、第3図は熱伝導度測定セルを取り付
けた通気培養槽の概略説明図である。 1:バイパス、2:熱伝導度測定セル(検出
器)、2a:照合側、2b:測定側、2m:入口
管、2s:端子、3:温度測定探子、4:湿度測
定探子、5:冷却トラツプ、5a:除霜加熱器、
5b:捕集とい、6:送風機、6a:入口、6
b:出口、7:導管、8:導管、8a:滅菌フイ
ルター、9:予熱器、10:作働室、11:二重
ケーシング、11a:断熱層、12:送風流、1
3:加熱要素、14:冷却管、15:ポンプ、1
9:貯槽、20:蒸発器、22:電磁弁、23:
ポンプ、24:受器、24a:水位検出器、2
5:凝縮装置、26:空気ポンプ、27:滅菌フ
イルター、28:導管、29:電磁弁、30:回
転フアン、31:Y字形部材、32:絞り弁毛細
管、36:バルブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱伝導度測定セルにより調節可能なCO2ガス
    を作働室雰囲気中に含有する通気培養槽における
    熱伝導度測定セルのゼロ点を調整する方法におい
    て、 (a) 校正段階中に、作働室雰囲気を連続的に測定
    セルの測定側に当てながら、測定セルの照合側
    を作働室雰囲気に曝気し、 (b) 前記校正段階にて得られた出力信号またはズ
    レ修正値として照合側および測定側双方の出力
    信号の差を測定し、記憶し、そして (c) 測定段階において、記憶された(正または負
    の)ズレ修正値を、測定セルの照合側が次の測
    定サイクルにおいて照合ガスに曝気されるとき
    に、測定セルの測定側から得られる出力信号に
    代数的に加える、 ことを特徴とする熱伝導度測定セルのゼロ点調整
    方法。 2 測定セルの自動ゼロ点調整のために、校正用
    のCO2含有量の連続測定を中断する特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 3 作働室雰囲気を構成するガスまたはガス混合
    物の少なくとも一部を校正段階において、測定段
    階とは逆方向に熱伝導度測定セル中を流通させる
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 4 熱伝導度測定セルの照合側を測定段階中空気
    または他の既知の組成の照合ガスで連続的に洗気
    することからなる特許請求の範囲第1項ないし第
    3項のいずれかに記載の方法。
JP8306884A 1983-04-26 1984-04-26 通気培養槽中の熱伝導度測定セル中のゼロ点調整方法 Granted JPS59208447A (ja)

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DE19833315085 DE3315085C2 (de) 1983-04-26 1983-04-26 Verfahren zur Nullpunktkontrolle an Wärmeleitfähigkeitsmeßzellen in Begasungsbrutschränken
DE3315085.0 1983-04-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59208447A JPS59208447A (ja) 1984-11-26
JPH0350978B2 true JPH0350978B2 (ja) 1991-08-05

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ID=6197395

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JP8306884A Granted JPS59208447A (ja) 1983-04-26 1984-04-26 通気培養槽中の熱伝導度測定セル中のゼロ点調整方法

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DE (1) DE3315085C2 (ja)
FR (1) FR2545219A1 (ja)
GB (1) GB2138949B (ja)
SE (1) SE8402259L (ja)

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GB8410531D0 (en) 1984-05-31
GB2138949B (en) 1986-08-28
SE8402259D0 (sv) 1984-04-25
JPS59208447A (ja) 1984-11-26
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