JPH0461637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酵素又は微生物菌体の粒状化装置に
関する。

酵素又は微生物菌体の固定化方法の１つとし
て、酵素又は微生物菌体とアルギン酸塩溶液又は
カラギーナン水溶液とを含む液状組成物を、ゲル
硬化剤である塩化カルシウム又は塩化カリウム水
溶液中に滴下させて、粒子ゲルとして固定化する
方法が知られている。

例えば、上記の通りの粒子ゲルを製造する方法
においては、ノズルの先端から液即ち上記液状組
成物を押し出し、液滴自身の重力で上記水溶液に
滴下させる方法が普通である。

しかしながら、この滴下方法によると、造粒能
力を増大するためにノズルを太くすると、液滴の
粒子径が大となり、逆に粒子径を小さくするため
にノズルを細くすると、造粒能力が減少し、更に
わずかなゴミあるいはゲル化物などによつてノズ
ルがつまり易くなるなどの問題があつた。

本発明は上記の通りの状況を鑑みてなされたも
のである。

本発明の目的は、造粒能力が優れた粒状化装置
を提供することである。

本発明の目的は、均一の大きさに粒子ゲルを得
ることができる粒状化装置を提供することであ
る。

本発明によると、上記した目的及び他の目的
が、揺動可能に設置され、下方位置に内部と連通
するノズルが配置されている、酵素又は微生物菌
体を含む液状組成物を収容するための第１の容器
と、該第１の容器を揺動せしめる駆動装置と、該
第１の容器の下に配置され、上方が開口してい
る、上記液状組成物を粒状化せしめる媒体を収容
するための第２の容器とを具備することを特徴と
する酵素又は微生物菌体の粒状化装置を提供する
ことによつて達成される。

次に、添付図面を参照して本発明の一具体例に
従う酵素又は微生物菌体の粒子ゲルの製造装置を
説明する。

この製造装置は、揺動可能に設置された第１の
容器１０と、第１の容器１０を揺動せしめる駆動
装置１２と、第１の容器１０の下に配置され、上
方が開口している第２の容器１４とを具備する。

第１の容器１０は、下記する如き酵素又は微生
物菌体を含む液状組成物を収容する、例えば第１
図及び第２図に示した如き平たい直方体で上方が
開放している容器本体１６と、容器本体１６の側
壁を介して延びており、側壁に固定されている揺
動軸１８と、容器本体１６の内部に連通してお
り、その底壁に設置された一列の複数個のノズル
２０を備えている。揺動軸の１８には揺動板３４
が固定されている。

容器本体１６内には、液状組成供給装置２２に
よつて、酵素又は微生物菌体を含む液状組成物が
供給される。この液状組成物供給装置２２は、か
くはん羽根を有するタンク２４と、タンク２４と
容器本体１６の内部とを連通する液輸送用チユー
ブ２６と、このチユーブ２６の中間位置に配置さ
れたポンプ２８とを備えている。チユーブ２６
は、容器本体１６の揺動に適切に適合するよう
に、少なくとも容器本体１６付近において充分な
柔軟性を有する。容器本体１６内の液状組成物の
液面制御は、容器本体１６を透明材料で形成し、
液面を見ながら手動でポンプ２８を調整すること
によつて行なうことができる。あるいは、液面計
を容器本体１６内に配置して、電気的にポンプ２
８を制御して、液面を調整することもできる。更
には、ポンプ２８を用いず、タンク２４内の液面
と容器本体１６内の液面とが同一になるように、
両者を下方部分にて比較的太いチユーブで連通せ
しめることによつても行なうことができる。

駆動装置１２は、モータ３０と、モータ３０の
回転軸に固定された駆動板３２と、駆動板３２と
揺動軸１８に固定された揺動板３４との双方に旋
回可能に連結された連結棒３６とを備えている。

揺動板３４は駆動板３２よりも長いため、駆動
板３２が回転すると、揺動板は左右に揺動するこ
ととなる。連結棒３６は、上記の通りの揺動板３
４に限らず、第１の容器１０の一部に旋回可能に
連結すればよい。

これによつて、容器本体１６が揺動することと
なる。容器本体１６が揺動すると、容器本体１６
内に収容された液状組成物はノズル２０を通り、
ノズル２０の先端に液滴を形成した後、落下す
る。

容器本体１６の揺動角度は、通常60〜180゜の範
囲で、左右対称に振れるのが好ましい。

第２の容器１４は、図示した如く、第１の容器
１０の下に配置されており、これは、下記する如
き、酵素又は微生物菌体を含む液状組成物をゲル
化させる多価金属イオンを含有する水性媒体を収
容する。即ち、第１の容器１０のノズル２０によ
つて形成された、酵素又は微生物菌体を含む液状
組成物の液滴は、第２の容器１４に収容された多
価金属イオンを含有する水性媒体中に落下して、
ゲル化する。第２の容器１４の底面は、第１図に
示した如く、中央部分が低くなつていて、形成さ
れた粒子ゲルが、中央部分に自然に集まるように
なつている。第２の容器１４の底面の中央部分の
下にはバルブ３８が設けられていて、このバルブ
３８を介して形成された粒子ゲルを回収する。

本発明の一具体例に従う酵素又は微生物菌体の
粒子ゲルの製造装置は上記の通りに構成されてい
るので、モータ３０を作動せしめると、第１の容
器１０が揺動し、ノズル２０から酵素又は微生物
菌体を含む液状組成物が液滴として、第２の容器
１４内の多価金属イオンを含有する水性媒体中に
落下する。通常の作動条件下においては、ノズル
２０がほぼ最も左の位置（第１図）にある時及び
ほぼ最も右の位置にある時に、液状組成物はノズ
ル２０から離れ、落下を開始する。これは、左端
及び右端において、ノズル２０の移動方向が逆転
するためと理解される。

このように、各揺動においてそして各ノズル２
０に関して、所定位置（即ちほぼ最も左の位置及
びほぼ最も右の位置）において、液状組成物がノ
ズル２０から離れると、それぞれの液滴の大きさ
がほぼ一定となり、粒子ゲルの寸法がほぼ一定と
なり好ましい。

また、第２図に示した如く、複数個のノズル２
０を揺動軸１８に沿つて一列に配置すると、それ
らの条件が一定になり、それらによつて形成され
る液滴が一定の大きさになるのみならず、液滴
の、中空又は第２の容器１６内の水性媒体中での
相互接触を防止できる。

ゲル粒子の直径は、内径の異なつたノズル２０
を使用すること及び第１の容器１０の揺動数を変
えることによつて、容易に調節できる。ノズル２
０の内径は通常0.2〜３mmφであり、第１の容器
の揺動数は通常50〜500回／分である。これらの
組み合せによつて、0.5〜５mmφの範囲のゲル粒
子が得られる。

次に、液状組成物及び水性媒体について説明す
る。

液状組成物は、酵素又は微生物菌体を含む。

これらの酵素又は微生物菌体の種類には特に制
約はなく、どのような種類の酵素又は微生物菌体
でも、その酵素活性を実質的に失活させることな
く固定化することができる。

しかして、酵素及び微生物菌体の代表例を示せ
ば次のとおりである。

(イ) 酵素の例 ラクテートデヒドロゲナーゼ（1.1.2.3）、ラ
クテートオキシダーゼ（1.1.3.2）、グルコース
オキシダーゼ（1.1.3.4）、など。

（註）カツコ内の数字は酵素番号を表わす。

(ロ) 微生物菌体の例： ラクトバチルス・ブルガリクス
（Lactobacillus bulgaricus）、 アエロバクター・アエロゲネス
（Aerobacter aerogenes）、 バチルス・ズブチリス（Bacillus subtilis）、 サツカロミセス・フオルモセンシス
（Sacckaromyces formosensis）、 サツカロミセス・セルビシア
（Saccharomyces cerevisiae）、 サツカロミセス・ロブスタス
（Sacckaromyces robustus）など。

液状組成物は、更に、例えば、下記する水性媒
体中の多価金属イオンと接触したときにゲルに変
化する能力を有する高分子多糖類を含む。

このような高分子多糖類は、一般に約3000〜約
2000000の分子量を有し、また、多価金属イオン
と接触させる前の水溶性の状態で通常少なくとも
約10ｇ／（25℃）の溶解度を示すものが好適に
使用される。

かかる特性をもつ水溶液高分子多糖類の具体例
としては、アルギン酸のアルカリ金属塩、カラギ
ーナン、コンニヤクマンナン等が包含される。

液状組成物は、好ましくは、更に、親水性光硬
化性樹脂（特公昭55−40号公報、特公昭55−
20676号公報等参照）及び公重合開始剤を含む。
これらを含む場合においては、ゲル化を達成した
後、光を照射して、酵素又は微生物菌体の粒状固
定化物の、機械的強度を強めることができる。

一方、水性媒体には、多価金属イオン、例えば
マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロ
ンチウムイオン、バリウムイオン等のアルカリ土
類金属イオン或いはアルミニウムイオン、セリウ
ムイオン、ニツケルイオン等の他の多価金属イオ
ンのうちの少なくとも１種の多価金属イオンを溶
解せしめておく。ゲル化が起る多価金属イオンの
濃度は水溶性高分子多糖類の種類等により異なる
が、一般には少なくとも0.01mol／である。

上記水性媒体中に含ませうる多価金属イオンと
しては、該液状組成物中の水溶性高分子多糖類を
ゲル化させる能力のあるものが選ばれる。その
際、該多価金属イオンが該水溶性高分子多糖類を
ゲル化させる能力を有しているか否かは、例え
ば、親水性光硬化性樹脂と水溶性高分子多糖類を
均一に含む混合水溶液を該多価金属イオン液に滴
下して粒状ゲル化するかどうか観察することによ
り容易に決定することができる。

本発明の粒状化装置は、従来の装置よりも造粒
能力が優れている。従来の滴下法に従う装置の造
粒能力は、例えば直径2.5mmφの粒子を得る場合、
１ノズルあたり100ml／hour程度であるが、本発
明の粒状化装置の造粒能力は、１ノズルあたり
450ml／hourであり、その値は飛躍的に増大す
る。また、粒子生産量の調整は、例えば、容器本
体１６内の液の深さ、揺動数などを変えることに
より行なうが、容器本体１６を密閉した後、滅菌
したガスで一定の圧力をかけながら、液状組成物
をノズルの先端へ押し出すことにより、更に多大
な生産量を得ることができる。またノズル数を増
加させることによつても当然生産量を上げること
ができる。

また、本発明の粒状化装置を用いると、ほぼ真
球状の粒子ゲルを得ることができる。これは、第
１図に示した如く、液状組成物の液滴が第２の容
器１４内の水性媒体内にその上表面にほぼ垂直に
進入することによると理解される。尚、液状組成
物の表面張力が低いと、非球形になる場合があ
る。

このような場合には、水性媒体に微量の界面活
性剤を添加することが、その真球状を保つのに有
効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一具体例に従う酵素又は微
生物菌体の粒状化装置の縦断面図。第２図は、第
１図の装置の要部斜視図。 １０……第１の容器、１２……駆動装置、１４
……第２の容器、１６……容器本体、１８……揺
動軸、２０……ノズル、２４……タンク、３０…
…モータ、３６……連結棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 揺動可能に設置され、下方位置に内部と連通
   するノズルが配置されている、酵素又は微生物菌
   体を含む液状組成物を収容するための第１の容器
   と、 該第１の容器を揺動せしめる駆動装置と、 該第１の容器の下に配置され、上方が開口して
   いる、上記液状組成物を粒状化せしめる水性媒体
   を収容するための第２の容器と を具備することを特徴とする酵素又は微生物菌体
   の粒状化装置。 ２ 該第１の容器が、平たい直方体形状の容器本
   体と、該容器本体の底部に一列に配置された複数
   個のノズルとを備えている特許請求の範囲第１項
   記載の酵素又は微生物菌体の粒状化装置。 ３ 該第１の容器が、内部を大気圧よりも高圧に
   できるように密封されている容器本体を備えてい
   る特許請求の範囲第１項記載の酵素又は微生物菌
   体の粒状化装置。 ４ 該駆動装置が、モータと、該モータの回転軸
   に固定された駆動板と、該駆動板と該第１の容器
   とに旋回可能に連結された連結棒とを備えている
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の酵素又は微生物菌体の粒状化装置。 ５ 該第２の容器が、中央部分が低くなつた底面
   と、該底面の中央部分に設置された、粒子ゲルを
   回収するためのバルブとを備えている特許請求の
   範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の酵素又
   は微生物菌体の粒状化装置。