(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転円盤固体培養装置において培養基質を盛り込むに際し、培養床を半径方向の盛込範囲に分け、各盛込範囲に定めた盛込位置から前記各盛込範囲それぞれに培養基質を同時に盛り込むことを特徴とする回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法。
【請求項２】
培養床を半径方向に等価な面積比の盛込範囲に分け、各盛込範囲に定めた盛込位置から前記各盛込範囲それぞれに培養基質を同時に盛り込む請求項1記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法。
【請求項３】
盛込位置を半径方向に移動自在にした請求項１又は２いずれか記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法。
【請求項４】
培養基質を所定厚に均しながら盛り込む請求項１〜３いずれか記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法。
【請求項５】
培養基質を薄層で盛り込む手順を繰り返し、多層に盛り込む請求項１〜３いずれか記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法。
【請求項６】
盛り込んだ培養基質を所定厚の薄層に均して盛り込む手順を繰り返し、多層に盛り込む請求項１〜３いずれか記載の回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転円盤固体培養装置では、培養室の回転円盤外周寄り又は内周寄りに位置固定した単数の投入手段(サイクロン、コンベア、シュート等)から培養基質を盛り込み、均し手段(スクリュー、均し板等)を用いて、培養装置内部で培養基質を移動して略均一な層厚に揃えていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、回転円盤固体培養装置の大型化と共に、培養基質の高層堆積化が進んでいる。このため、位置固定した単数の投入手段から培養基質を盛り込み、均し手段を用いて略均一な層厚に揃える盛込方法を用いていたのでは、盛り込んだ培養基質を広範囲にわたって均す必要から、均し手段が培養基質を傷める問題(培養基質の部分的な圧縮や比重分離等)が発生する。また、盛込完了までに時間がかかり、とりわけ互いに撹拌、混合することができない半径方向(内周側及び外周側)の培養基質に、盛込時間差による製品品質のばらつきがでる(培養基質は、固体培養装置に投入する直前で種菌と混合されるため、盛込時期が早い培養基質は菌体の増殖や発熱が早くなるから)等、製品品質に影響することが分かった。
【０００４】
本出願人は、回転円盤固体培養装置、特に大型の回転円盤固体培養装置において培養基質を盛り込むに際し、製品品質に影響しない有効な盛込方法及び装置(例えば特許第2088985号、特許第3002732号、特開平06-327466号、特開平10-248552号等)について、これまで種々開発してきている。中でも、特開平06-327466号の盛込方法は、製品品質の観点から最も優れていたが、既設建物内に同方法を実現する回転円盤固体培養装置を設置したり、既存の回転円盤固体培養装置を改造する場合では、構成及び制御が複雑なこともあり、設置又は改造が難しい面があった。そこで、特開平06-327466号と比較して製品品質の面が同等で、構成及び制御が容易な盛込方法について検討した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
検討の結果、開発したものが、回転円盤固体培養装置において培養基質を盛り込むに際し、培養床を半径方向の盛込範囲に分け、各盛込範囲に定めた盛込位置から前記各盛込範囲それぞれに培養基質を同時に盛り込む回転円盤固体培養装置における培養基質の盛込方法である。より具体的には、培養床を半径方向に等価な面積比の盛込範囲に分け、各盛込範囲に定めた盛込位置から前記各盛込範囲それぞれに培養基質を同時に盛り込む。このように、複数箇所の盛込位置から同時に培養基質を盛り込むことで、盛り込んだ培養基質を均す範囲（＝培養装置内部で培養基質が移動する距離）が狭まり、それだけ均し手段が培養基質を傷めることが減少する。複数箇所の盛込位置から同時に培養基質を盛り込むには、各盛込位置にそれぞれ投入手段を配する。
【０００６】
同時に複数箇所の盛込位置から盛り込む場合には、盛込位置を移動自在にしたり、均し手段で培養基質を所定厚に均しながら盛り込むと効果的である。更に、半径方向の培養基質における盛込時間差による製品品質のばらつきを抑制するためには、一度に必要な層厚に達するまで培養基質を盛り込むのではなく、培養基質を薄層で盛り込む手順を繰り返し、多層に盛り込むとよい。この薄層を重ねて必要な層厚をよりよく実現するには、盛り込んだ培養基質を所定厚の薄層に均して盛り込む手順を繰り返し、多層に盛り込むとよい。
【０００７】
同時に複数箇所の盛込位置から盛り込まない場合には、経時的に単数箇所の盛込位置を移動して培養基質を多層状に盛り込み、この盛り込んだ培養基質を所定厚に均せばよい。この盛込方法においても、培養基質を傷めることが減少し、半径方向の製品品質のばらつきを抑制することができる。更に、培養基質を所定厚の薄層に均す手順を繰り返して多層を形成することで、構成及び制御が容易になる。
【０００８】
盛込位置の移動は、投入手段自体を移動させるか、又は位置固定した複数の投入手段を設けて選択的に使用することで実現する。こうした盛込位置の移動は、経時的に連続であっても、断続であっても構わない。また、均し手段は、培養基質を一括して均すように単数設けても、均す範囲を分割して複数設けてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は培養床１の外周及び中間に定めた盛込位置Ｓ,Ｓにそれぞれ投入手段２,２(シュートを図示、以下同じ)を位置固定で設けた盛込方法を表した培養床１の断面図、図２は培養床１の外周及び内周に定めた盛込位置Ｓ,Ｓにそれぞれ投入手段２,２を位置固定で設けた盛込方法を表した培養床１の断面図、図３は培養床１の外周、中間及び内周に定めた盛込位置Ｓ,Ｓ,Ｓにそれぞれ投入手段２,２,２を位置固定で設けた盛込方法を表した培養床１の断面図であり、図４は培養床１の外周、中間及び内周に定めた盛込位置Ｓ,Ｓ,Ｓにそれぞれ投入手段２,２,２を位置固定で設けた別の盛込方法を表した培養床１の断面図である。
【００１０】
まず、回転円盤固体培養装置の培養室内に構成される培養床１(回転円盤11、側板12及び中心円筒13に囲まれる範囲)に対して定めた２箇所(複数)の盛込位置Ｓ,Ｓに、それぞれ投入手段２,２を位置固定に設ける場合を図１のように例示できる。本例の場合、各投入手段２から投入する培養基質の単位時間当たりの量を等しくするために、培養床１の半径方向で等価な面積比の外周盛込範囲３、内周盛込範囲４に分けている。各投入手段から投入する培養基質の単位時間当たりの量が異なる場合には、各投入手段から投入する培養基質の単位時間当たりの量の比と同じ面積比で各盛込範囲を設定するとよい。
【００１１】
盛込位置Ｓ,Ｓは、各盛込範囲３,４の外周側Ｉ区画の外周寄りに定め、外周盛込範囲３ではＩ区画に培養基質５を投入して均し手段９(スクリューを図示、以下同じ)により内周側II区画へ拡げ、内周盛込範囲４でも同じくＩ区画に培養基質５を投入して均し手段９により内周側II区画へ拡げる。本例では、各区画の面積比も等価となるように区分けしている。また、図示では、盛込位置Ｓに対応する区画は太線枠で囲んでクロスハッチングを、均し手段９により培養基質を拡げる区画はそのままとして通常のハッチングを施している。本例では、両Ｉ区画へ同時に培養基質５を盛り込んでいくことで、培養基質を均す範囲が狭まり、培養基質を傷めることが減少する効果がある。このほか、図示は省略するが、分割した盛込範囲の内周側区画の内周寄りに盛込位置を定め、外周側区画へと均していく方法でもよい。
【００１２】
同様に、図２に見られるように、外周盛込範囲３では外周側Ｉ区画の外周寄りに盛込位置Ｓを、内周盛込範囲４では内周側Ｉ区画の内周寄りに盛込位置Ｓを定め、外周盛込範囲３ではＩ区画に投入して均し手段９により内周側II区画へ培養基質５を拡げ、内周盛込範囲４では同じくＩ区画に投入して均し手段９により外周側II区画へ培養基質５を拡げてもよい。本例でも、各区画の面積比も等価となるように区分けしている。また、図示では、盛込位置Ｓに対応する区画は太線枠で囲んでクロスハッチングを、均し手段９により培養基質を拡げる区画はそのままとして通常のハッチングを施している。本例でも、上記例示(図１参照)と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
更に、図３に見られるように、培養床１の半径方向で等価な面積比となるように外周盛込範囲３、中間盛込範囲６及び内周盛込範囲４に三等分し、各盛込範囲３,６,４の外周側Ｉ区画の外周寄りに盛込位置Ｓ,Ｓ,Ｓを定め、各盛込範囲３,６,４のＩ区画に培養基質５を投入して均し手段９により内周側II区画へ拡げてもよい。本例でも、各区画の面積比も等価となるように区分けしている。また、図示では、盛込位置Ｓに対応する区画は太線枠で囲んでクロスハッチングを、均し手段９により培養基質を拡げる区画はそのままとして通常のハッチングを施している。本例では、各Ｉ区画及びII区画が上記例示(図１又は図２参照)よりも半径方向に狭くなることで、更に培養基質を傷めることが減少する。
【００１４】
図４は３層の例であるが、近年見られる高層堆積に応じて更に層の数を多く設定することもできる。各層の盛込範囲３,６,４のＩ区画では、培養基質５を投入して均し手段９により内周側II区画へ拡げて薄層を形成し、この手順を３回繰り返して盛込を完了する。本例でも、各区画の面積比も等価となるように区分けしている。また、図示では、盛込位置Ｓに対応する区画は太線枠で囲んでクロスハッチングを、均し手段９により培養基質を拡げる区画はそのままとして通常のハッチングを施している。本例でも上記例示(図３参照)と同様の効果が得られると共に、各層が薄層であるために内外周の盛込時間差を是正でき、製品品質が向上する。本例では、盛込完了後の堆積層において、下層部と上層部には盛込時間差が発生するが、上下方向の培養基質は次工程である培養工程中に撹拌、混合されるため、製品品質のばらつきを招くことはない。
【００１５】
製品品質の向上をよりよく達成するには、盛込位置を移動させて盛り込む方法が好ましい。図５は培養床１の外周及び中間の盛込位置Ｓ,Ｓからそれぞれ内周側に定めた盛込位置Ｓ,Ｓに移動、停止して盛り込む２基の投入手段２,２を設けた盛込方法を表した培養床１の断面図、図６は培養床１の外周から内周に向かう半径方向の盛込位置Ｓ,Ｓ,Ｓに移動、停止して盛り込む単数の投入手段２を設けた盛込方法を表した培養床１の断面図、図７は培養床１の外周から内周に向かう半径方向の盛込位置Ｓに沿って連続的に移動して盛り込む単数の投入手段２を設けた盛込方法を表した培養床１の断面図、図８は同盛込方法を表した培養床１の平面図、そして図９は培養床１の外周及び内周に定めた盛込位置Ｓ,Ｓ,Ｓ,Ｓに連続的に移動して盛り込む２基の投入手段２を設けた盛込方法を表した培養床１の断面図である。
【００１６】
図５に見られるように、投入手段２,２を外周盛込範囲３及び内周盛込範囲４内でそれぞれ断続的にＩ区画からIII区画へ移動して培養基質５を盛り込むと、均し手段９により培養基質を拡げる距離がＩ区画及びII区画間、III区画及びIV区画間に短縮され、均し手段９による培養基質の損傷の割合を低減又は抑制できる。図示では、盛込位置Ｓに対応する区画は太線枠で囲んでクロスハッチングを、均し手段９により培養基質を拡げる区画はそのままとして通常のハッチングを施している。
【００１７】
投入手段２が単数の場合、図６に見られるように、断続的にＩ区画、III区画、更にＶ区画へと移動して培養基質５を盛り込み、均し手段９によりそれぞれの内周側のII区画、IV区画、VI区画へ拡げて薄層を形成する手順を４回繰り返して盛込を完了することもできる。図６中下から１層目及び３層目は、外周盛込範囲３をＩ区画及びII区画、中間盛込範囲６をIII区画及びIV区画、内周盛込範囲４をＶ区画及びVI区画とし、同図６中下から２層目及び４層目は、内周盛込範囲４をＩ区画及びII区画、中間盛込範囲６をIII区画及びIV区画、外周盛込範囲３をＶ区画及びVI区画として順次盛り込む。均し手段９による培養基質の移動距離と内外周における盛込時間差が低減され、製品品質が改善できる。また、予め各投入位置Ｓ,Ｓ,Ｓそれぞれに対して個別の投入手段を設置し、経時的に投入手段を切り換えるようにしても、本例同様の効果を得ることができる。
【００１８】
図７に見られるように、経時的に単数箇所の盛込位置を連続して移動させて培養基質を盛り込むこともできる。培養床１を回転させながら半径方向の盛込位置Ｓ(本例の場合、無数の盛込位置が半径方向に連なった盛込ラインＳと呼ぶ方が正確)に沿って投入手段２を移動させると、外周から内周への往路ではＩ区画、II区画、そしてIII区画の順に、次いで内周から外周への復路では前記各区画の間、すなわちIV区画、Ｖ区画、そしてVI区画に培養基質５を盛り込むことができる。
【００１９】
この手順を培養床１上方から見ると、図８に見られるように、二重の螺旋状に培養基質５を盛り込むことになる。螺旋の間隔(ピッチ)や盛込の幅により、均し手段９の使用頻度(各層盛込毎又は最上層盛込後のみ)は自由である。螺旋の向きは培養床の回転方向によって決まり、図８中では往路(実線)と復路(破線)とで培養床の回転方向が異なる。本例では、投入手段２の半径方向における往復により、内周折返点７及び外周折返点８で二重の螺旋が折り返しながら、薄層多段(図示は３段)の盛込を実施している。図示では、最上層盛込後表面の培養基質のみを均し、区画にわたる均しを要せずに各区画毎に直接培養基質を盛り込むことから、盛込位置Ｓに対応する各区画に盛込順序に従った異なるクロスハッチングを施してはいるが、特に太線枠による区画分けはしていない。
【００２０】
また、投入手段を連続して移動できるとすれば、均し手段９の使用頻度を大幅に低減できる。図９に見られるように、投入手段２,２をＩ区画及びII区画間でそれぞれ連続的に移動させて培養基質を盛り込み、次に内周側に移動して、III区画及びIV区画間で連続的に移動させて培養基質を盛り込む。均し手段９が盛込を終えた培養基質表面のみを均すだけで層厚を一定にできる。Ｉ区画及びII区画間、又はIII区画及びIV区画間での盛込時間差を低減できるほか、均し手段９の使用頻度を低減するので、製品品質を大きく向上させることができる。図示では、最上層盛込後表面の培養基質のみを均し、区画にわたる均しを要せずに各区画毎に直接培養基質を盛り込むことから、盛込位置Ｓに対応する各区画に盛込順序に従った異なるクロスハッチングを施してはいるが、特に太線枠による区画分けはしていない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明には、回転円盤固体培養装置に培養基質を盛り込むに際して、均し手段の使用頻度を低減して、培養基質の損傷を回避できるようにするほか、内外周の盛込時間差を短縮できるため、総じて製品の品質を高める効果がある。また、特開平06-327466号の多層盛込方法と比較して、製品品質の面で同等でありながら、構成及び制御が容易になっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】投入手段を位置固定で設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【図２】投入手段を位置固定で設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【図３】投入手段を位置固定で設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【図４】投入手段を位置固定で設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【図５】移動、停止する投入手段を設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【図６】断続的に移動、停止する投入手段を設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【図７】盛込位置に沿って連続的に移動する投入手段を設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【図８】同盛込方法を表した培養床の平面図である。
【図９】連続的に移動する投入手段を設けた盛込方法を表した培養床の断面図である。
【符号の説明】
１  培養床
２  投入手段
３  外周盛込範囲
４  内周盛込範囲
５  培養基質
６  中間盛込範囲
７  内周折返点
８  外周折返点
９  均し手段
11  回転円盤
12  側板
13  中心円筒
Ｓ  盛込位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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