JPS63173589A - 菌体又は酵素の固定化粒子製造装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粒子製造装置に係り、特に、菌体又は酵素を包
括固定化した粒子の製造装置に関する。

〔従来の技術〕

アルギン酸塩溶液、又は、カラギーナン溶液などのコロ
イド溶液に菌体、又は、酵素を混合して液状組成物をｍ
ｌし、これを液滴に分散して塩化カルシウム、又は、塩
化カリウム溶液などのゲル硬化剤と接触させて、粒子ゲ
ルをｊＩ１２造する方法は、ゲル包括による固定化菌体
、又は、固定化酵素の粒子ゲルの製造に広く利用されて
いる。

従来、菌体又は酵素を含む液状組成物を液滴に分散させ
る方法は、ノズルを用いて重力により液滴に滴下する方
法である。また、これらを改良した促案が特開昭６０−
９８９８０号公報に示されている。

この発明は、菌体、又は、酵素を含む液状組成物を収容
するための容器の底部に、内部と連通ずる滴下ノズルを
配置し、容器を振動させる駆動装置に連結して容器とと
もにノズルを振動させる構造であり、小径粒子ゲルの製
造が期待できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、菌体又は酵素を含む液状組成物を、ノズルから
重力により滴下して液滴とする方法は。

得られた粒子ゲルの粒径が大きく、小径の粒子ゲルを得
るために、ノズルの口径を細くすると目詰りするなどの
問題があった。提案された特開昭６０−９８９８０号公
報はこれらの問題を考慮したものであるが、まだ十分で
はない。すなわち、この発明は、菌体又は酵素を含む液
状組成物を収容するための容器の底部に滴下ノズルが直
結されている。

そのために、振動させる駆動装置で滴下ノズルを振動さ
せるには、液状組成物を収容した容器そのものを振動さ
せなければならない。そこで、滴下ノズルのみを振動さ
せる場合よりも駆動装置が複雑な構造となり、振幅が大
きいので装置が大型化し、また、動力の大きな駆動装置
を必要とする。

さらに、底部に滴下ノズルを設けた、液状組成物を収容
する容器は、容器を振動し液状組成物を液滴に分散して
いる間、容器内の液状組成物の液面を何んらかの方法で
監視し、はぼ一定の高さになるよう、液状組成物の供給
量を制御する必要がある。

本発明の目的は、菌体又は酵素を含む液状組成物を液滴
に分散させ、この液滴を硬化剤と接触させて粒子を製造
する際に、ノズルの目詰りなどの問題なしに、小径の粒
子を製造でき、かつ、簡単な構造の菌体、又は、酵素の
粒子製造装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、硬化剤を収納した容器内の液面上部に、加
振機、この加振機に連結された４７！動端子及び菌体、
又は、酵素を含む液状組成物を供給するためのゴム状弾
性体の供給管及び供給管に先端番傾斜を付けて切断した
ノズルを設け、かつノズルの先端が硬化剤の液面上部近
傍で最大振幅が得られるように、供給管と振動端子とを
連結した菌体又は酵素の粒子製造装置及び加振機を駆動
させて、これにれ連結された供給管を加振してノズル先
端が最大振幅になるよう振動させ、供給管を通して、菌
体又は酵素を含む液状組成物を供給し、振動しているノ
ズル先端より液滴に分散させ、この液滴を硬化剤の液面
に落下させて粒子を形成させることにより達成される。

【作用〕

本発明の装置は、滴下ノズルの近傍のみを直接加振する
ので、大きな駆動装置を必要としない。

すなわち、滴下ノズルを振動させるために、菌体又は酵
素を含む液状組成物を収納した容器を振動させる必要が
なく、また容器内の液状組成物の液面の計測及び制御は
必要としない。

また、本発明の装置はゴム状弾性体の供給管を加振して
いることから、ノズル先端は加振機自体の振幅よりも大
きな振幅が得られ、かつ比較的大きな振れ角度で振動さ
せることができる。

さらに、滴下ノズルの先端を傾斜した切り口にしたこと
から、ノズルからの液滴の振り切れが良いので、小径の
粒子が得られ、かつ、比較的開口面積を大きくできるこ
とから、目詰りの問題を生じない。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的に第１図、第２図により説明する
。硬化剤を収納する容器本体１の上部には加振手段、例
えば、電動バイブレータ２が設けられており、振動端子
３が取付けられている。加振手段２には振幅及び振動数
を調節するために振動調節器４が設けられている。また
、これとは別に、菌体、又は、酵素を含む液状組成物を
供給するゴム状弾性体の供給管５が容器１の上壁付近に
取付けられ、接続管６を通して外部と連通している。供
給管５の先端にはノズル７が取付けられている。この供
給管５はノズル７の取付けである近傍で振動端子３に連
結されている。

通常、供給管５は、振動に対して適当な長さをもち、容
器ｌ内の中心部付近にほぼ垂直に位置して取付けられて
いる。また、振動端子３はこの供給管５に対してほぼ直
角方向に取付けられている。

すなわち、振動手段２は、はぼ、水平方向に振動するよ
うに設けられている。もちろん、供給管５及び振動手段
２の角度は、液滴の飛散及び取付けの状況により多少の
変化は許される。また、供給管５と振動端子３との連結
は、伝導バイブレータ２で加振された際に、連結された
部分を中心に新たな振動を起し、ノズル７の先端の振幅
が最大になるように最適な位置及び連結方法が採用され
る。

供給管５と振動端子３よの連結は一点支持によるものが
ノズル７の先端を振動させるのに適している。また、供
給管５は、連結された振動端子の振動によって静止時の
ほぼ垂直の状態から１５〜４５度程度の角度をもって曲
折できる弾性の大きい材質のもの１例えば、シリコンゴ
ムなどのゴム性の管が選定される。

また、供給管５の先に取付けられたノズル７は、先端が
傾斜をつけて切断されている。ノズル先端をこのような
形状にすることにより、ノズル７を振動させて液状組成
物を液滴に分散する際に、ノズル先端からの液滴の振り
切れが良くなり、生じる粒子は小径のものが得られる。

これに対し１通常の直角に切断された先端を持つノズル
を用いた場合、ノズル先端からの液滴の振り切れが悪く
、生じる粒子は大きな径のものとなる。

容器１は、供給された菌体又は酵素を含む液状組成物が
ノズル７の振動によって液滴に分散され、飛散した液滴
が容器１の壁に付着しない最小の大きさが選定される。

容器１内に収納された硬化剤の液面とノズル７の先端と
の距離を適切にするために１例えば、容器１の側壁の適
当な位置に液抜出し管８が設けられている。この液抜出
し管８の開口部には生成した粒子が排出されないように
、金網などのスクリーンが取付けである。容器１の底部
には、容器１内に？５精した粒子を容器１の外に排出す
るための粒子排出管９が設けられている。

また、必要に応じて容器１内に収納した硬化剤を攪拌す
るための攪拌機１ｏが設けられる。

菌体又は酵素を含む液状組成物を供給管５を通りノズル
７へ連続的に供給するために、菌体又は酵素を含む液状
組成物を調製する調製槽１０及び供給ポンプ１１、供給
量の計測器１２及び流′を調節器１３が設けられている
。調製槽１０は収納した溶液を槽の内部あるいは外部か
ら加熱及び冷却できる構造とし、さらに収納した溶液を
攪拌するための攪拌機が設けられている。また、調製槽
１０の上部には、固定化剤などを投入するための投入口
及び下部には調製された菌体又は酵素を含む液状組成物
を抜出すための抜出し口が設けられている。第１図は固
定化剤の調製及び固定化剤に菌体または酵素を加えて、
菌体又は酵素を含む液状組成物の調製を、一つの槽で処
理するとしているが、必要に応じてそれぞれ分割した槽
を設けてもよい。

次に、本発明の装置の動作を説明する。

まず、容器１内に硬化剤を収納し、液抜出し口８を開い
て余分な硬化剤を抜出し、容器１内の硬化剤の液面を適
当な位置に調節する。次に、電動バイブレータ２を駆動
し、振動端子３に連結された供給管５を振動させて、ノ
ズル７の先端が適当な振幅が得られるように、振動調節
器４を調節する。これとは別に、調製槽１０内に溶解し
た固定化剤と菌体又は酵素を投入して、攪拌機を回転さ
せて混合し、菌体又は酵素を含む液状組成物を調製する
。次に、電動バイブレータ２の駆動により。

ノズル７の先端の振動状態が安定した所で、調製槽１０
内の菌体、又は、酵素を含む液状組成物を調製槽１ｏの
底部に取付けた液抜出し管より抜出し、ポンプ１１を用
いて送液し、供給量の計測器１２及び調節器１３を用い
て所定の流量を計量して容器１へ供給する。

容量ｌの上部に供給された菌体又は酵素を含む液状組成
物は、供給管５を経て振動しているノズル７へ送液され
る。ノズル７の先端に達した液状組成物は、振動でノズ
ル７の移動方向が逆転することにより、ノズル先端から
振り落されて液滴となり、硬化剤表面に落下する。さら
に、この液滴は硬化剤中に沈降し、硬化して粒子に変化
する。

なお、このようにして生成した粒子は、容器１内に蓄積
する。その容器１内の粒子の堆積を均一にするために、
容器１の壁に設けた攪拌機１０を用いて硬化剤及び粒子
のｉ！Ｉ濁液をゆるやかに攪拌する。さらに、その生成
した粒子の蓄積量が過剰になると、粒子の製造に悪影響
を及ぼすので、容器１の底部に設けた抜出し管９より、
適宜、容器外へ抜出す。また１粒子の製造の際に、硬化
剤が消費されるので、その消費量に相当する量を補給す
る。

次に実施例について説明する。

粒子製造装置は、本発明の第１図に示した構成のものを
使用した。供給管は外径４ａｍ、内径２Ｉのシリコンゴ
ム管を用い、ノズルはプラスチック製ピペットの先端を
約７０度に切断したものを用いた。また、加振機は、電
圧１００ｖ、消費電力１ｏｏＷであり、振動数約６００
０Ｈｚ、振幅０．５〜１ｍｍの電動バイブレータを用い
た。電動バイブレータには振動端子の振幅を調整するた
めに、電圧調整器を設けた。ノズルを取付けたシリコン
ゴムの供給管を振動端子に連結し、電動バイブレータを
駆動させると、ノズル先端は５〜７ＩＩＩ１１の振幅が
得られた。

供試した菌体、又は、酵素を含む液状組成物は。

２％＋１％のアルギン酸ソーダ水溶液１ｑに、約３４ｗ
ｔ％の湿潤菌体３００ｇを懸濁して調製した。菌体は市
販のパン酵母を用いた。硬化剤はｌｖｔ％のＣａＣΩ２
水溶液を用いた。

まず、電動バイブレータの振動端子とノズルを取付けた
シリコンゴムの供給管とを連結し、適当な位置に固定す
る。また、ノズルの下方に硬化剤を収納した容器を設は
底部に攪拌機を取付けた。

そこで、電動バイブレータを駆動し、ノズル先端を振動
させた。振動状態が安定した所で、菌体又は酵素を含む
液状組成物を送液し、振動しているノズル先端より液滴
に分散し、硬化剤の液面に落下させた。落下した液滴は
硬化剤中に沈降し、硬化して粒子に変化した。このよう
にして得られた粒子は径１ｍ＋＋＋程度の小径で、はぼ
真球に近いものである。なお、ノズルを振動させない通
常の重力のみで液滴に滴下して得られた粒子の粒径は３
ｍｍ前後と比較的大きい。

このように、本発明の菌体又は酵素の粒子製造装置を用
いて粒子を製造すれば、通常の方法で製造した粒子より
も、小径で、かつ、真球に近い粒子を得られることがわ
かる。かつ、滴下ノズルを一本用いた場合の菌体又は酵
素を含む液状組成物の供給量は３００　ｍ　Ｑ　／　ｈ
　ｉ’ａ度であり５通常のノズル滴下法と同程度の処理
量であった。

次に、本発明のこのほかの態様にもとずく加振機、振動
端子、供給管及びノズルの構成を以下に説明する。

第３図は多数のノズルを設け、同時に振動させる構造の
縦断面図である。第４図は第３図の横断面図である。供
給管は、菌体又は酵素を含む液状組成物の調製槽から硬
化剤を収納した容器本体の上部まで一本の管で配管され
、容器内上部に分配器を設けて、これに適当な長さのゴ
ム状弾性体の供給管を接続し、その各々の供給管の先端
にノズルを取付ける。また、振動端子は分岐して設け、
各ノズルは、他のノズルに影響しない程度に分散して分
岐した振動端子に配置できる。

また、振動端子が大型化した場合、加振器を取付けた位
置とは反対側に、運動可能に支持できるものを設ける。

このように構成することにより、小径粒子の大を製造が
可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来のノズル滴下による粒子製造のよ
うに、目詰りによる問題がなく、小さな振幅かつ少ない
動力で小径粒子の製造ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の位置実施例の菌体又は酵素の粒子製造
装置の概略図、第２図は供給管及びノズルの概略図、第
３図は本発明装置の変形例図、第４図は第３図の横断面
図である。 １・・・容器本体、２・・・加振器、３・・・振動端子
、４・・・振動調節器、５・・・ゴム状弾性体の供給管
、７・・・ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液状の固定化剤と菌体又は、酵素とを混合して液状
   組成物を調整し、これを液滴に分散して硬化剤に接触さ
   せ、前記菌体又は前記酵素の粒子を製造する装置におい
   て、 前記硬化剤を収納した容器内の液面上部に加振機、前記
   加振機に連結された振動端子、前記菌体又は前記酵素を
   含む前記液状組成物を供給するためのゴム状弾性体の供
   給管及び前記供給管の先端にノズルを設け、連結された
   部分を中心に新たな振動を起し、かつ前記ノズルの先端
   の振幅が最大になるように前記振動端子と前記供給管と
   を連結することを特徴とする菌体又は酵素の固定化粒子
   製造装置。