(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続された空調機から除菌又は殺菌された気体が導入可能で、蒸気又は殺菌剤で殺菌可能な培養装置本体の内部に培養床を設けた通気式固体培養装置において、培養装置本体は、縦型円筒加圧タイプである容器と、該容器に開閉可能な天蓋とからなり、前記容器の底部を貫通する回転軸に、多孔板と外周側壁とを一体にした培養床を取り付けたことを特徴とする無菌固体培養装置。
【請求項２】
培養装置本体は、回転軸に培養床を嵌め込むことで、前記培養床を回転軸に脱着可能に装着する請求項１記載の無菌固体培養装置。
【請求項３】
培養装置本体は、培養装置本体から脱着可能な竪形リボンスクリューである手入れ機を脱着可能にした請求項１又は２いずれか記載の無菌固体培養装置。
【請求項４】
培養装置本体は、底部を貫通する回転軸と本体壁面との間隙に対して蒸気吹込口又は無菌気体吹込口を設けた請求項１〜３いずれか記載の無菌固体培養装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無菌固体培養装置に関するもので、醸造、食品、酵素、医薬品工業などにおいて有用な微生物の無菌培養が可能な通気式固体培養装置における培養装置の構造、特に内部構造や内部部品の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、雑菌を排除した固体麹等の純粋培養装置については多くの提案がなされている。必要とする菌を接種して純粋固体培養を行うには一般に調温、調湿した無菌空気を培養床の下から通気させることはもちろんであるが、雑菌の侵入経路は種々考えられ、装置上の配慮が必要である。例えば、特開平4-8283号には、培地原料の蒸煮装置と培地の製麹装置を直接接続させることが記載されているし、さらに進んで回転可能な加圧缶で麹原料の撒水(浸漬)、蒸煮、放冷及び製麹までの諸工程を原料の移動なくして同一缶内で実施することが特開平7-107966号に記載されている。
【０００３】
固体培養装置に取り込む空気又は水を無菌化することも純粋培養には不可欠で、本発明者らも特開平9-154569号において提案している。また、従来からのエアーの循環方式に代えてワンパス方式にして循環を行なわず、完全に外気のみを除菌フィルターを介して導入し、それを空調機で調節して培養室へ送り、培養基質を通過した後は、すべて外気中に放出する方式も提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術をふまえ、合理的な無菌固体培養装置を開発すべく、培養装置の内部構造や内部部品について検討を加え、原料の投入が容易で、投入後の原料及び装置内の殺菌が容易かつ完全であり、培養後の取出しが容易で、培養中の植菌、加水、手入れ、サンプリングなどが雑菌の侵入なく容易に実施可能で、清掃、洗浄が容易な無菌固体培養装置を開発することにつき検討したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、接続された空調機から除菌又は殺菌された気体が導入可能で、蒸気又は殺菌剤で殺菌可能な培養装置本体の内部に培養床を設けた通気式固体培養装置において、培養装置本体は、縦型円筒加圧タイプである容器と、該容器に開閉可能な天蓋とからなり、前記容器の底部を貫通する回転軸に、多孔板と外周側壁とを一体にした培養床を取り付けた無菌固体培養装置である。ここにいう「無菌」とは、雑菌数が０である場合ばかりでなく、培養に対してほとんど無視できる程度に雑菌数が少ない場合をいう。通常、培養後の雑菌数が102個／ｇ程度以下であれば、先の「無菌」といえる。
【０００６】
ここで、培養装置本体は、上部において天蓋部分が分割可能にクランプ等で本体に組付け可能なものがよい。また、装置本体の内部に設ける培養床は多孔板と外周側壁とが一体に装着でき、かつ、装置本体から脱着可能なものにすると、培養中に多孔板と外周側壁との接合部からの原料のこぼれがなくなり、洗浄、殺菌が容易になり、培養後も原料を培養床と一体で取り出すことができ便利である。具体的には、培養装置本体は、回転軸に培養床を嵌め込むことで、回転軸に脱着可能に取り付ける構成にする。
【０００７】
培養装置本体はまた、その上部を開閉可能な天蓋構造とし、かつ培養装置本体が略水平軸に対して回動可能であり、傾動により内部の原料排出が可能なものにすると、天蓋を取り外して上方から原料を取り出すのが不便な場合であっても、容易な取り出し作業ができるし、装置本体内部の洗浄も容易となる。
【０００８】
内部に装着している手入れ機は、培養装置本体から脱着可能な竪形リボンスクリューにすると、撹拌効率がよいばかりでなく、リボンスクリューであるため培養中も原料堆積中に埋められたままでも何ら培養に影響を与えないので昇降装置などが不要となり構造が簡単になるし、手入機の取り外しによって培養後の原料の排出が容易となり、装置本体内部の洗浄に際しても、容易かつ安全に実施できる。
【０００９】
培養装置本体は、底部を貫通する回転軸と本体壁面との間隙に対して蒸気吹込口又は無菌気体吹込口を設け、培養装置本体壁面を貫通する往復軸に閉空間を形成し、前記閉空間に対して蒸気吹込口又は無菌気体吹込口を設けるとよい。往復軸は、例えば温度センサやサンプリングのロッドのような上下動軸である。これにより、培養中に貫通軸が往復運動等することによる雑菌の侵入を防ぐことができ、最も洗浄し難く雑菌の繁殖しやすい軸部間隙部が清浄になり、無菌化に貢献する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき具体的に説明する。図１は無菌固体培養装置の全体構造を示す概略図、図２は回転軸貫通部の構造を示す断面図であり、図３は上下動軸貫通部の構造を示す断面図である。培養床は円形のみならず、角形であってもよく、角形の培養床の場合は外周側壁が一体となった培養床を固定とし、手入機が移動するようにしてもよい。
【００１１】
本発明の無菌固体培養装置の全体構造を図１によって説明する。培養装置本体１はジャケット壁２又は断熱壁形の縦型円筒加圧タイプの容器３とその上方にクランプ５により開閉可能な天蓋４とからなる。この培養装置本体１内部には培養床６と手入れ機７とが収容されている。培養床６は床面の多孔板８と外周側壁９とを一体にバケット状に形成したもので、培養装置本体１内壁から内方へ突出した床受縁10に対して回転可能に載置し、多孔板８の下面は、モータ11により回転する回転軸12に脱着可能に装着されている。この回転軸12に対する培養床６の着脱は、回転軸12の半径方向に突出したピン36に培養床６の嵌合溝37を嵌め込むことで実現しており、培養床６は回転軸12に従って回転するが、容易に上方へ取り外すことができるようになっている。
【００１２】
図示はしていないが、この培養装置本体１のジャケット壁２側壁の直径方向外方に水平方向の軸受を設け、培養装置本体１を水平軸に対して回動可能なように支持すると培養装置本体１の傾動によって内部の原料排出に際して排出装置など複雑な排出機構が不要となる。また、洗浄、修理等が容易に行なえることにもなる。
【００１３】
培養床６が回転軸12から着脱可能で、かつ天蓋４や手入れ機７を取り外すことができるので、原料の培養床６への投入が容易で、培養床６を培養装置本体１外部で原料の浸漬、水切り、蒸煮処理等の容器として使用し、これらの処理後の原料を培養床６から移し替えることなく培養装置本体１内へセットすることもできる。天蓋４は、上述のようにクランプ５により、また手入れ機７及び後述の接種ノズル16については締結バンド38,39によって、着脱を実現している。締結バンドにに代えてクランプを用いてもよい。
【００１４】
手入れ機７は竪形リボンスクリューであり、植菌時及び培養中の加水時に均一撹拌ができる。またリボンタイプであるから培養中に手入れ機７が原料内に挿入されたままであっても培養に影響を与えない利点がある。この手入れ機７も培養装置本体１から脱着可能にすると、培養床６毎の培養装置本体１からの取り出しができ、底部の清掃や洗浄が容易である。
【００１５】
上記の培養床６は培養装置本体１の底面を貫通する回転軸12で支持・回転するのであるが、貫通部は軸回りの間隙19に、蒸気が吹込みできるよう蒸気吹込口14を設けたり、切換えにより無菌気体吹込口にしたりする。ここで、貫通軸と間隙19を構成する壁面には、本体壁面だけでなく、これら壁面に取り付けられているノズル、シリンダ等の壁面を含む。また、排水口15もこの部分に設け、雑菌汚染原因となる有機物を洗い流すこともできる。容器３にはまた種菌の接種ノズル16が取り付けられ、これも培養床６を上方へ引き揚げる必要から、脱着自在に装着している。
【００１６】
図２は容器３の底部を貫通する回転軸12とそのシール部の部分拡大断面図である。この例ではシール部を底面より下方に突出させ、回転軸12まわりの間隙19に対して蒸気吹込口14と排水口15を設けている。回転軸12まわりの間隙19は構造上形成されざるを得ない。本発明では、この間隙19へ蒸気等を吹込みことにより、間隙19内を殺菌して汚染防止を図り、併せて間隙19に留った原料を排出して、間隙19内を清浄にするのである。
【００１７】
本装置では、天蓋４の方にも種々の部品が取り付けられている。すなわち、温度や湿度のセンサ17やサンプリングロッド18などは天蓋４を貫通して取り付けられ、かつシリンダにより上下に移動する。このようにジャケット壁２を貫通して軸が移動する部分は軸の移動によって軸に付着している雑菌が装置内に進入したり、洗浄不完全による繁殖をもたらす場所となるので、極力このような弊害のないようにする必要がある。
【００１８】
図３は軸部が温度センサやサンプリングロッドのように上下動をするものについての断面図である。この例では間隙19の上下にシールリング20があって閉空間を形成している。上下動軸21が下へ動くと、外部に触れた軸部が閉空間内に入ってこの閉空間を汚染し、次にもう一度上下動すると汚れた閉空間内にあった軸部が本体内へ入り、本体に雑菌の侵入を許してしまうことにもなりかねない。そこで、この閉空間に蒸気又は無菌エアーを通すと、上下動軸21のまわりの汚れが拭い去られ殺菌でき、無菌状態を保つことができる。したがって、軸の回転や上下動による雑菌の侵入や繁殖が抑制できる。
【００１９】
図１の左側は空調機35を示すもので、空気取入口31には粗フィルターを設け、送風機32に続いて除菌フィルター33を設け、冷却機34等を通して容器３の底部から培養装置本体１内部へ通気する。除菌フィルター33には、HEPAフィルターやULPAフィルターを用いることができる。導入気体は、オゾン処理によって殺菌するほか、空調機35を含む装置内で過酸化水素(図１参照)等の殺菌剤を用いた殺菌をするようにしてもよい。この通気は循環することなく天蓋４の放出口22から流量計23を通して外部へ放出される。
【００２０】
【実施例】
図１に示す装置全体、すなわち培養装置本体１及び空調機35とこれらの経路内をまず蒸気殺菌する。軸貫通部の蒸気供給口にも蒸気を供給して蒸気殺菌する。除菌フィルター33では過酸化水素殺菌をする。次に、約60％水分に調整したフスマを培養床６上に投入して天蓋４を閉め、２Kg／cm2Ｇに蒸気加圧して40分間原料殺菌を行なった。続いて除菌空気でもってフスマを冷却した後、培養床６を回転しながら無菌水で懸濁した種菌を種菌タンク24から接種ノズル16を通じてフスマに散布しながら、竪形リボンスクリューの手入れ機７で撹拌混合した。
【００２１】
手入れ機７はフスマ堆積層中に挿入したままで培養し、培養中は軸貫通部の間隙19に対して常に無菌空気を通気しておいた。また、センサ、サンプリングロッドを上下動させた後は必ず閉空間内を蒸気殺菌した。このような操作を行なうと、培養中のサンプリングも安全にでき、しかもサンプル中の雑菌数を分析しても常に０個／ｇであったし、培養後も０個／ｇの分析結果を得た。培養終了後天蓋を開け、手入れ機７、接種ノズル16を取り外して、培養床６ごと培養原料を取り出した。
【００２２】
以上の培養を５回連続して行なった。毎回培養床６と手入れ機７を容器３から取り外して洗浄し、その後組付けて蒸気殺菌をしたために常に原料中の雑菌数は０であり、回を重ねても、バッチ毎の品質が一定していた。また、全体に酵素の収率が高くなり抽出効率が向上した。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の無菌固体培養装置は以上のような構造としたことにより、洗浄性が向上するとともに無菌純粋培養によって高品質の製品の製造が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】無菌固体培養装置の全体構造を示す概略図である。
【図２】回転軸貫通部の構造を示す断面図である。
【図３】上下動軸貫通部の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  培養装置本体
２  ジャケット壁
３  容器
４  天蓋
５  天蓋のクランプ
６  培養床
７  手入れ機
８  多孔板
９  外周側壁
10  床受縁
11  モータ
12  回転軸
13  軸受
14  蒸気吹込口
15  排水口
16  接種ノズル
17  センサ
18  サンプリングロッド
19  間隙
20  シールリング
21  上下動軸
22  放出口
23  流量計
24  種菌タンク
31  空気取入口
32  送風機
33  除菌フィルター
34  冷却機
35  空調機
36  ピン
37  嵌合溝
38  手入れ機の締結バンド
39  接種ノズルの締結バンド
【図１】
0004316021.tif 000002
【図２】
0004316021.tif 000003
【図３】
0004316021.tif 000004