JP4064699B2 - 酵素反応管理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酵素反応により清酒、ビール、醤油等を製造する物質製造器の酵素反応管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の酵素反応管理装置としては、例えば、特開平８−２５６７５９号公報、特開平１１−３４１９４７号公報に記載されたものがある。
【０００３】
前記特開平８−２５６７５９号公報に記載されたものは、発酵食品の生産にあたり、発酵中の基質にマイクロ波を照射し、透過波の減衰を測定することにより酵素反応を管理している。また、前記特開平１１−３４１９４７号公報に記載されたものは、発酵液の温度及び電気伝導度を測定することにより酵素反応を管理している。
【０００４】
従って、何れの装置も酵素反応管理により、目的の物質を得ようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイクロ波を照射するものでは、照射したマイクロ波により酵素反応に影響を及ぼし、電気伝導度を測定するものでは、発酵液に触れる電極の腐食により酵素反応に影響を及ぼし、何れの装置も正確な酵素反応の管理ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、酵素反応を正確に管理して目的の物質を得ることのできる酵素反応管理装置の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、酵素反応により物質を製造する物質製造器の前記酵素反応の状態を管理する酵素反応管理装置であって、前記物質製造器の酵素反応中の内容物が移動する管状の流路と、該流路の外周に周回状に設けられた測定電極及びグランド電極を備え、前記流路内における前記物質製造器での酵素反応に応じた静電容量の変化を検出する静電容量センサと、基準の酵素反応に応じた基準の静電容量の変化を予め記憶する基準値記憶手段とを備え、前記測定電極及びグランド電極は、相互間に隙間を有して一対設けられると共に、グランド電極が測定電極よりも細く形成され、且つ前記内容物の移動方向に沿って螺旋状に巻かれ、前記流路の断面の周方向で、前記一対の測定電極及びグランド電極が相互間の隙間を持って前記流路の外側を包囲し、該一対の測定電極及びグランド電極間で静電容量を検出し、前記検出した静電容量の変化と記憶した基準の静電容量の変化とを比較して前記物質製造器での酵素反応を管理することを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、物質製造器によって、酵素反応により該酵素反応の状態を管理しながら物質を製造することができる。この物質製造器での酵素反応の管理は、静電容量センサにより前記物質製造器での酵素反応に応じて検出された静電容量の変化と基準値記憶手段に予め記憶された基準の酵素反応に応じた基準の静電容量の変化とを比較して行うことができる。
前記静電容量センサは、流路の外周に周回状に設けられた測定電極及びグランド電極を備え、該測定電極及びグランド電極が、相互間に隙間を有して一対設けられると共に、グランド電極が測定電極よりも細く形成され、且つ内容物の移動方向に沿って螺旋状に巻かれ、前記流路の断面の周方向で、前記一対の測定電極及びグランド電極が相互間の隙間を持って前記流路の外側を包囲し、該一対の測定電極及びグランド電極間で静電容量を検出するため、的確且つ容易に静電容量の変化を検出することができ、物質製造器での酵素反応を的確に管理することができる。従って、物質製造器での酵素反応により目的の物質を製造することができる。
【００１２】
しかも、静電容量の変化を検出することにより酵素反応を管理するため、酵素反応に影響を及ぼすことがなく、目的の物資を正確に製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係り、酵素反応により物質を製造する物質製造器１の前記酵素反応の状態を管理する酵素反応管理装置３の全体概略図である。図１のように、物質製造器１は、例えば酵母菌の酵素反応により目的物である清酒を製造するものである。
【００１７】
前記物質製造器１は、発酵槽５を備えている。この発酵槽５は、槽内温度を電気的に制御できるようになっている。この発酵槽５に、攪拌機７が設けられている。この攪拌機７は、モータ９によって回転駆動される回転軸１１を備えている。この回転軸１１には、上下２段の撹拌羽根１３、１５が取り付けられている。
【００１８】
前記発酵槽５の上部側には、酒母供給管１７，アルコール供給管１９，蒸米供給管２１，水供給管２３，空気供給管２５，空気排出管２７が接続されている。前記酒母供給管１７には、第１電磁開閉バルブ２９が設けられている。前記アルコール供給管１９には、第２電磁開閉バルブ３１が設けられている。前記蒸米供給管２１には、第３電磁開閉バルブ３３が設けられている。前記水供給管２３には、第４電磁開閉バルブ３５が設けられている。前記空気供給管２５には、第５電磁開閉バルブ３７が設けられている。前記空気排出管２７には、第６電磁開閉バルブ３９が設けられている。
【００１９】
前記前記発酵槽５の下部側には、清酒粕排出管４１，清酒取出管４３が設けられている。前記清酒粕排出管４１には、第７電磁開閉バルブ４５が設けられている。前記清酒取出管４３には、第８電磁開閉バルブ４７が設けられている。
【００２０】
前記清酒取出管４３は、絶縁材、例えば塩化ビニル等の絶縁樹脂製のパイプで形成されている。但し、この清酒取出管４３は、第１センサーユニット５９に対応する部分でのみ絶縁材で形成することもできる。前記絶縁材としては、石英ガラスなどを用いることもできる。この清酒取出管４３の端末には取出口４９が設けられている。この取出口４９側には、分岐口５１が設けられている。この分岐口５１には、分岐管５３が接続されている。この分岐管５３は、回収タンク等に接続されている。この回収タンクは、微量異物を含んだ清酒を回収するようになっている。
【００２１】
前記清酒取出管４３の取出口４９側及び前記分岐管５３には、前記清酒の流れを前記取出口７及び第１分岐口５３の何れかへ切り換える調整手段として第９，第１０電磁開閉バルブ５５，５７が備えられている。
【００２２】
前記第９電磁開閉バルブ５５を開けると、清酒取出管４３の取出口４９から微量異物を含まない優良清酒として取り出され、第９電磁開閉バルブ５５が閉じられると、取出口４９からの優良清酒の取り出しが停止される。前記第９電磁開閉バルブ５５が閉じられているときに第１０電磁開閉バルブ５７が開けられると、清酒取出管４３の管体内流路４３ａから分岐管５３を介して回収タンクに微量異物を含んだ清酒が排出される。
【００２３】
前記清酒取出管４３には、管体４３内の流路４３ａの静電容量を検出する静電容量センサとして第１センサーユニット５９が設けられている。この第１センサーユニット５９は、清酒取出管４３の分岐口５３の上流側に備えられ、管体内流路４３ａの静電容量の変化を検出することができる。
【００２４】
前記第１センサーユニット５９の上流側には、異物除去フィルタ６１が備えられている。この異物除去フィルタ６１は、前記管体内流路４３ａを流れる清酒に混在する微量異物を除去するためのものである。
【００２５】
前記物質製造器１には、酵素反応に応じた静電容量の変化を検出する静電容量センサとして第２センサユニット６３が設けられている。この第２センサユニット６３は、迂回管６５に取り付けられている。この迂回管６５は、絶縁材、例えば塩化ビニル等の絶縁樹脂製のパイプで形成されている。但し、この迂回管６５は、第２センサユニット６３に対応する部分でのみ絶縁材で形成することもできる。前記絶縁材としては、石英ガラスなどを用いることもできる。
【００２６】
前記迂回管６５は、前記発酵槽５の底部側に設けられたサンプル入口６７と同中間部に設けられたサンプル出口６９とに接続されている。前記サンプル入口６７は、前記撹拌羽根１５に対向している。従って、撹拌羽根１５が撹拌駆動されると、発酵槽５内の内容物がサンプル入口６７から入り、迂回管６５の管体内流路６５ａを流れて第２センサユニット６３の部分を通過し、サンプル出口６９から発酵槽５内へ再び戻るという自動循環が行われる。
【００２７】
前記第１、第２センサーユニット５９，６３の検出信号は、信号処理回路７１を介して制御装置７３に入力されるようになっている。この制御装置７３には、基準の静電容量の変化が前記信号処理回路３３を介して入力されている。
【００２８】
前記基準の静電容量の変化としては、前記管体内流路４３ａを流れる清酒が微小異物を含まないときのもの（異物除去基準値）と、前記物質製造器１での基準の酵素反応に応じた基準の静電容量の変化（製造基準値）としている。前記製造基準値は、品質を高くして出荷することのできる時期と内容物の静電容量変化との関係に関するものであり、後述する。
【００２９】
前記制御装置７３は、例えばＭＰＵ（Microprocessing Unit）７５によって演算部が構成され、メモリ７７等を備えている。前記演算部はＤＳＰ（DigitalSignal Processor）等によって構成することもできる。前記メモリ７７は、基準値記憶手段を構成し、前記異物基準値及び製造基準値が予め記憶されている。前記制御装置７３により、検出した静電容量の変化と記憶した製造基準値とを比較して前記物質製造器１での酵素反応を管理することができる。
【００３０】
すなわち、前記第２センサーユニット６３が検出する静電容量の変化と製造基準値との比較により、管体内流路６５ａを流れる内容物の酵素反応を管理し、出荷に適しているかを判断することができる。
【００３１】
なお、前記第１センサーユニット５９が検出する静電容量の変化と前記異物除去基準値との比較により、管体内流路４３ａを流れる清酒に微小異物がどれだけ含まれているかを計測することができる。
【００３２】
前記制御装置７３には、駆動回路７９を介して前記第１〜第１０電磁開閉バルブ２９，３１，３３，３５，３７，３９，４５，４７，５５，５７が接続されている。
【００３３】
前記制御装置７３には、その他、前記発酵槽５の槽内温度を電気的に制御する制御回路８１や，表示パネル８３，環境センサ８５，データ転送インターフェース８７，電源８９等が接続されている。前記環境センサ８５は、発酵槽５周囲の温度、湿度等を検出するものであり、前記信号処理回路７１を介して制御装置７３に接続されている。
【００３４】
前記酵素反応に応じた基準の静電容量の変化（製造基準値）は、学術論文等で既に知られているもので、図２のような関係により設定されている。この図２下段のグラフは、酵素反応による酵母菌の細胞数の時間変化を示し、図２上段のグラフは、細胞数の変化に対応した静電容量の時間変化を示すグラフである。静電容量の時間変化は、最適な状態のものを１００％とした比誘電率で表されている。
【００３５】
図２において、酵素反応の基材に対する細胞数が適量であるときにおける細胞数の時間変化はＳ１、細胞数が多量であるときにおける細胞数の時間変化はＳ２、細胞数が少量であるときにおける細胞数の時間変化はＳ３となっている。これに対し、前記細胞数の時間変化Ｓ１に対応した静電容量の変化はε１、細胞数の時間変化Ｓ２に対応した静電容量の変化はε２、細胞数の時間変化Ｓ３に対応した静電容量の変化はε３となっている。
【００３６】
図２のように、酵素反応により細部数が６０％以上になったときに出荷すると商品として適したものとなる。この酵素反応の管理を、図２上段の静電容量の変化を見て行うものである。図２では、Ｔ１が出荷可能時期であり、Ｔ２が賞味期限である。従って、検出した静電容量の変化がこの範囲にあれば、優良清酒として出荷することが可能である。このため、前記製造基準値としては、前記ε１の変化を記憶させ、比誘電率が６０％以上で出荷可の判断を行うものとしている。但し、酵母菌の多少などにより、ε２、ε３の変化を記憶させておくことも可能であり、このε２又はε３の変化により酵素反応を管理することも可能である。
【００３７】
前記第１、第２センサーユニット５９，６３は、例えば図３〜図５のようになっている。
【００３８】
図３は前記第１、第２センサーユニット５９，６３及びその周辺を示す拡大断面図である。図４は図３のＳＡ−ＳＡ矢視における拡大断面図である。図５は図３の一部をさらに拡大して示す要部拡大断面図である。なお、第１、第２センサーユニット５９，６３は基本的には同一構成であるため第２センサーユニット６３を説明する。前記第１センサーユニット５９は、取り付ける管が清酒取出管４３である点、第２センサーユニット６３とは異なるが、基本原理は同一であり、その説明は省略する。
【００３９】
図３〜図５のように、前記静電容量センサとしての第２センサーユニット６３は、前記管体内流路６５ａに対し絶縁状態で周回状の導電性金属泊製の測定電極及びグランド電極として電極９９を備えたものである。
【００４０】
前記電極９９は、通路を形成する迂回管６５の外側に装着された装着用円筒１０１に周回状に巻き付けられている。前記装着用円筒１０１は、本実施形態において、絶縁材、例えば塩化ビニル製のパイプで形成されている。但し、この装着用円筒１０１は、絶縁材料で形成されれば良く、ガラス、樹脂モールドなどによって形成することもできる。この装着用円筒１０１は、迂回管６５の外周面に密に嵌合している。この嵌合は、接着剤などで固定することもできる。このように、例えば塩化ビニル製等のパイプの装着用円筒１０１を用いることで、第２センサーユニット６３を迂回管６５に対しアッセンブリとして一体に取り扱うことができ、迂回管６５への取り付けも容易に行うことができる。迂回管６５は本実施形態において、第２センサーユニット６３に対応する部分において塩化ビニルなどの絶縁体によって形成されている。この迂回管６５は、その全体を絶縁体によって形成することもできる。この関係は第１センサーユニット５９に対する清酒取出管４３も同様である。
【００４１】
前記電極９９は銅泊などの導電性金属箔製であり、その具体的構成は後述する。電極９９の外側には、絶縁材１０３を介してシールド材１０５が設けられている。絶縁材１０３は、本実施形態において塩化ビニル製のパイプで形成され、電極９９の外側を密に覆っている。前記絶縁材１０３は、樹脂モールド、石英ガラスなど種々の絶縁材料で構成することができる。
【００４２】
前記シールド材１０５は、本実施形態においてアルミパイプによって形成されている。シールド材１０５は、絶縁材１０３の外面に密に嵌合している。シールド材１０５の両端部には端部シールド材１０７ａ，１０７ｂが固着されている。端部シールド材１０７ａ，１０７ｂは、本実施形態によってアルミニウムによって形成されている。
【００４３】
前記一方の端部シールド材１０７ａには、図５のように貫通孔１０９が設けられ、前記電極９９の配線１１１が外部に引き出されている。端部シールド材１０７ａと配線１１１との間には、例えば樹脂モールド１１３が施されている。配線１１１の端部には、図３，図６のように接続用のコネクタ１１４が設けられている。
【００４４】
前記電極９９の具体的構成は図６のようになっている。図６においては、塩化ビニル製パイプの装着用円筒１０１に電極９９を螺旋状に巻き付けた状態を一点鎖線で示し、電極９９の展開状態を実線で示している。図６のように、電極９９は測定電極１１５と、グランド電極１１７とからなっている。両電極１１５，１１７ともに銅箔により展開状態で略平行四辺形帯状に形成されている。両電極１１５，１１７の短辺の長さ（図６の実線図示の右端又は左端の上下方向の長さ）は、両電極１１５，１１７間の後述する隙間１１９を加えて、装着用円筒１０１の外周長さとほぼ一致している。
【００４５】
前記グランド電極１１７は測定電極１１５よりも細く形成されている。測定電極１１５、グランド電極１１７は装着用円筒１０１の外周面に一点鎖線図示のように流動方向に沿って螺旋状に巻き付けられ、接着などにより固定されている。巻き付け回数は、本実施形態において装着用円筒１０１の外周面をほぼ３周する程度である。但し、電極１１５，１１７により迂回管６５の全周に渡って静電容量の変化が検出できる限り、巻き付け回数は任意に選択できるものである。装着用円筒１０１に巻き付けた両電極１１５，１１７の間には、隙間１１９が設けられている。
【００４６】
前記両電極１１５，１１７は、図６の装着用円筒１０１に巻き付け状態において両者が交互に配置された構成となっている。この巻き付け状態において、隣接する測定電極１１５相互は、短絡点ＡＢ間において短絡接続されている。前記グランド電極１１７は、巻き付け状態において短絡点ＣＤ間において短絡接続されている。電極９９の図６の巻き付け状態において、短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置は、便宜的に同一面側に同時に示しているが、実際の短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置は展開状態の位置で示される箇所にある。
【００４７】
このような構成によって、例えば図７の電極９９Ａと同様な構成の電極配置となっている。すなわち図６の電極９９は、図７のような電極９９Ａにおける点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１に前記短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが位置的に対応し、電極９９では略平行四辺形帯状の電極１１５，１１７及び前記短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでの短絡接続とにより装着用円筒１０１の外面に螺旋状に巻き付けることができるようにしたものである。
【００４８】
尚、電極９９に代え、図７の電極９９Ａの構成にすることも勿論可能である。図７では、電極９９Ａが測定電極１１５Ａとグランド電極１１７Ａとを装着用円筒１０１の外面全周に周回状に巻き付けるものである。但し、図６の電極９９のように装着用円筒１０１の外面に螺旋状に巻き付ける場合は、管体内流路６５ａの静電容量の変化をより的確かつ容易に検出することができる。
【００４９】
図８は、酵素反応管理装置の概略ブロック図を示している。第２センサーユニット６３、発振回路１２１、周波数電圧変換回路１２３、Ａ／Ｄ変換回路１２５、ＭＰＵ７５が、本実施形態の酵素反応管理装置３を構成している。前記制御バルブ１２７は、図１の第８，第９，第１０電磁開閉バルブ４７，５５，５７で構成されている。
【００５０】
前記第１，第２センサーユニット５９，６３が静電容量の変化を検出すると、発振回路１２１から静電容量の変化に対応した周波数変化として周波数電圧変換回路１２３に入力される。周波数電圧変換回路１２３では、入力された周波数変化を電圧変化に変換し、Ａ／Ｄ変換回路１２５に入力する。Ａ／Ｄ変換回路１２５では、入力された電圧変化をディジタル信号の２進数数値に置き換え、ＭＰＵ７５へ入力する。ＭＰＵ７５では、検出により入力された静電容量の変化と前記基準静電容量の変化とが比較される。
【００５１】
前記ＭＰＵ７５は、前記比較結果により、前記第１センサーユニット５９の箇所で前記管体内流路４３ａを流れる清酒に微小異物がどれだけ含まれているかを計測する。また、前記第２センサーユニット６３の箇所では、発酵槽５内での酵素反応により清酒が出荷に適した状態になっているか否かを判断する。
【００５２】
ここで、図１において前記制御装置７３の制御により第１〜第６電磁開閉バルブ２９，３１，３３，３５，３７，３９が適宜開閉駆動され、発酵槽５内に、蒸米、水、酵母菌、アルコールが投入され、発酵槽５内上部に生細胞寿命延長用の空気が通される。また、制御装置７３の制御によりモータ９が駆動され、回転軸１１１により撹拌羽根１３，１５が適宜撹拌駆動される。
【００５３】
かかる状態で前記発酵槽５内の内容物の酵素反応により目的物である清酒を製造することができる。このとき、環境センサ８５は、発酵槽５周囲の温度、湿度などを検出して制御装置７３へ入力しており、検出された周囲環境などに応じて制御回路８１により発酵槽５の槽内温度が電気的に制御される。これら周囲環境、発酵槽５内温度などは、前記表示パネル８３に表示させることができる。
【００５４】
前記清酒の品質は、前記酵素反応を的確に管理することで向上することができる。前記撹拌羽根１５の撹拌作用により発酵槽５内の内容物は、サンプル入口６７から迂回管６５を介し第２センサーユニット６３を通過する。この第２センサーユニット６３において管体内流路６５ａの静電容量の変化が検出される。
【００５５】
この検出により、検出された静電容量の変化が製造基準値と比較され、出荷時期が判断される。この出荷時期の判断結果は、前記表示パネル８３に表示させることができる。この出荷時期の判断により、例えば図２の出荷時期Ｔ１であるとされたとき、ＭＰＵ７５から駆動回路７９を介し、第８電磁開閉バルブ４７に信号が送られ、この第８電磁開閉バルブ４７が開とされる。第８電磁開閉バルブ４７の開により、出荷時期Ｔ１に達した清酒を発酵槽５から清酒取出管４３側へ流すことが可能となる。
【００５６】
前記清酒取出管４３では、管体内流路４３ａを清酒が流動し、取出口４９まで配送されるとき、第１センサーユニット５９において管体内流路４３ａの静電容量の変化が検出される。
【００５７】
この検出により、第１センサーユニット２１の箇所で微小異物が検出されたときは、ＭＰＵ７５から駆動回路７９を介し、第９，第１０電磁開閉バルブ５５，５７に信号が送られる。このとき、第９電磁開閉バルブ５５は閉、第１０電磁開閉バルブ５７は開とされ、微小異物を含んだ清酒が分岐管５３を通り、回収タンクに排出される。
【００５８】
前記検出により、第１センサーユニット５９の箇所で微小異物が検出されないときは、同様の制御により第１０電磁開閉バルブ５７は閉、第９電磁開閉バルブ５５は開とされ、微小異物を含まない優良清酒が取出口４９から取り出される。
【００５９】
清酒取りだし後は、駆動回路７９からの信号により第８電磁開閉バルブ４７が閉、第７電磁開閉バルブ４５が開とされ、清酒粕排出管４１から発酵槽５内の清酒粕が排出される。
【００６０】
なお、清酒の取り出しは、作業者が表示パネル８３に表示された出荷適などの表示を確認して手動で行なうことも可能である。
【００６１】
このように、物質製造器１の酵素反応により目的の清酒を製造するとき、静電容量の変化を検出することにより酵素反応を管理するため、酵素反応に影響を及ぼすことがなく、目的の清酒を正確に製造することができる。
【００６２】
図９は、酵素反応管理装置の変形例に係る実施形態を示している。なお、図９において、図８と対応する構成部分には同符号を付して説明する。図９の酵素反応管理装置３Ａでは、前記Ａ／Ｄ変換回路１２５及びＭＰＵ７５に代えて、電圧比較回路１２９、基準電圧発生回路１３１を設けている。
【００６３】
そして、第２センサーユニット６３、発振回路１２１、周波数電圧変換回路１２３、電圧比較回路１２９、基準電圧発生回路１３１が酵素反応管理装置３Ａを構成している。
【００６４】
前記基準電圧発生回路１３１では、電圧比較回路１２９において比較すべき基準電圧を発生するもので、設定すべき異物除去基準値、製造基準値の静電容量の変化に対応した基準電圧が発生される。従って、基準電圧発生回路９１は、本実施形態において基準値記憶手段を構成している。
【００６５】
前記基準電圧発生回路９１で発生した基準電圧が電圧比較回路１２９へ送られ、検出された静電容量の変化に応じた電圧変化と比較され、比較結果に応じて駆動回路７９を介し制御バルブ１２７（４７，５５，５７）に信号が出力される。
【００６６】
この図９の実施形態においても、上記同様に物質製造器１の酵素反応により目的の清酒を製造するとき、静電容量の変化を検出することにより酵素反応を管理するため、酵素反応に影響を及ぼすことがなく、目的の清酒を正確に製造することができる。
【００６７】
上記実施形態では、直線状の迂回管６５、清酒取出管４３に第１，第２センサーユニット５９，６３を嵌合させるようにしたが、装着用円筒１０１、シールド材１０５等を軟質なものとすれば、迂回管６５、清酒取出管４３にコーナー部があっても容易に嵌合させることができ、またコーナー部に取り付けることも可能である。かかる場合、電極９９のように螺旋状に巻き付けられていると、迂回管６５、清酒取出管４３のコーナー部に沿って電極９９を的確に配置することができる。
【００６８】
電極９９，９９Ａは、塩化ビニル製のパイプ、ガラスなどの絶縁材で形成された迂回管６５、又は清酒取出管４３に直接巻き付け、内側の装着用円筒１０１を省略することもできる。また、装着用円筒１０１を迂回管６５、又は清酒取出管４３に介設し、迂回管６５、又は清酒取出管４３の一部として構成することもできる。前記第１センサーユニット５９は、清酒取出管４３内に配置することも可能である。前記第２センサーユニット６３は、迂回管６５内、或いは発酵槽５内に配置することも可能である。
【００６９】
前記各実施形態において、前記静電容量の比較は、その変化値の比較判断に限らず静電容量そのものの比較も均等の範囲である。
【００７０】
前記酵素反応による目的物の製造は、清酒に限らず、醤油、味噌、ヨーグルト、ビタミン、抗生物質など、微生物による物質生産全般に適用することができる。例えば、ヨーグルトの生産では、基材の量、細胞数などによる基準の乳酸酸度の変化に応じた基準の静電容量の変化を予め検出し、製品出荷に適した乳酸酸度のヨーグルトを的確に生産することができる。
【００７１】
前記出荷時期の判断は、一例であり静電容量の比較により種々出荷時期を選択することができる。要は、静電容量の比較により酵素反応を管理することに要旨がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係り、酵素反応により物質を製造する物質製造器の酵素反応の状態を管理する酵素反応管理装置の全体概略図である。
【図２】第１実施形態に係り、酵素反応に応じた基準の静電容量の変化を示すグラフである。
【図３】第１実施形態に係り、センサユニット及びその周辺を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係り、図３のＳＡ−ＳＡ矢視における拡大断面図である。
【図５】第１実施形態に係り、センサーユニットの要部拡大断面図である。
【図６】第１実施形態に係り、電極の巻き付け状態の説明図である。
【図７】第１実施形態に係り、図６の電極に対応する電極を展開状態で示す説明図である。
【図８】第１実施形態に係り、酵素反応管理装置の概略ブロック図である。
【図９】変形例の実施形態に係る酵素反応管理装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 物質製造器
３ 酵素反応管理装置
６３ 第２センサーユニット（静電容量センサ）
７５ メモリ（基準値記憶手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、酵素反応により清酒、ビール、醤油等を製造する物質製造器の酵素反応管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の酵素反応管理装置としては、例えば、特開平８−２５６７５９号公報、特開平１１−３４１９４７号公報に記載されたものがある。
【０００３】
前記特開平８−２５６７５９号公報に記載されたものは、発酵食品の生産にあたり、発酵中の基質にマイクロ波を照射し、透過波の減衰を測定することにより酵素反応を管理している。また、前記特開平１１−３４１９４７号公報に記載されたものは、発酵液の温度及び電気伝導度を測定することにより酵素反応を管理している。
【０００４】
従って、何れの装置も酵素反応管理により、目的の物質を得ようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイクロ波を照射するものでは、照射したマイクロ波により酵素反応に影響を及ぼし、電気伝導度を測定するものでは、発酵液に触れる電極の腐食により酵素反応に影響を及ぼし、何れの装置も正確な酵素反応の管理ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、酵素反応を正確に管理して目的の物質を得ることのできる酵素反応管理装置の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、酵素反応により物質を製造する物質製造器の前記酵素反応の状態を管理する酵素反応管理装置であって、前記物質製造器の酵素反応中の内容物が移動する管状の流路と、該流路の外周に周回状に設けられた測定電極及びグランド電極を備え、前記流路内における前記物質製造器での酵素反応に応じた静電容量の変化を検出する静電容量センサと、基準の酵素反応に応じた基準の静電容量の変化を予め記憶する基準値記憶手段とを備え、前記測定電極及びグランド電極は、相互間に隙間を有して一対設けられると共に、グランド電極が測定電極よりも細く形成され、且つ前記内容物の移動方向に沿って螺旋状に巻かれ、前記流路の断面の周方向で、前記一対の測定電極及びグランド電極が相互間の隙間を持って前記流路の外側を包囲し、該一対の測定電極及びグランド電極間で静電容量を検出し、前記検出した静電容量の変化と記憶した基準の静電容量の変化とを比較して前記物質製造器での酵素反応を管理することを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、物質製造器によって、酵素反応により該酵素反応の状態を管理しながら物質を製造することができる。この物質製造器での酵素反応の管理は、静電容量センサにより前記物質製造器での酵素反応に応じて検出された静電容量の変化と基準値記憶手段に予め記憶された基準の酵素反応に応じた基準の静電容量の変化とを比較して行うことができる。
前記静電容量センサは、流路の外周に周回状に設けられた測定電極及びグランド電極を備え、該測定電極及びグランド電極が、相互間に隙間を有して一対設けられると共に、グランド電極が測定電極よりも細く形成され、且つ内容物の移動方向に沿って螺旋状に巻かれ、前記流路の断面の周方向で、前記一対の測定電極及びグランド電極が相互間の隙間を持って前記流路の外側を包囲し、該一対の測定電極及びグランド電極間で静電容量を検出するため、的確且つ容易に静電容量の変化を検出することができ、物質製造器での酵素反応を的確に管理することができる。従って、物質製造器での酵素反応により目的の物質を製造することができる。
【００１２】
しかも、静電容量の変化を検出することにより酵素反応を管理するため、酵素反応に影響を及ぼすことがなく、目的の物資を正確に製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係り、酵素反応により物質を製造する物質製造器１の前記酵素反応の状態を管理する酵素反応管理装置３の全体概略図である。図１のように、物質製造器１は、例えば酵母菌の酵素反応により目的物である清酒を製造するものである。
【００１７】
前記物質製造器１は、発酵槽５を備えている。この発酵槽５は、槽内温度を電気的に制御できるようになっている。この発酵槽５に、攪拌機７が設けられている。この攪拌機７は、モータ９によって回転駆動される回転軸１１を備えている。この回転軸１１には、上下２段の撹拌羽根１３、１５が取り付けられている。
【００１８】
前記発酵槽５の上部側には、酒母供給管１７，アルコール供給管１９，蒸米供給管２１，水供給管２３，空気供給管２５，空気排出管２７が接続されている。前記酒母供給管１７には、第１電磁開閉バルブ２９が設けられている。前記アルコール供給管１９には、第２電磁開閉バルブ３１が設けられている。前記蒸米供給管２１には、第３電磁開閉バルブ３３が設けられている。前記水供給管２３には、第４電磁開閉バルブ３５が設けられている。前記空気供給管２５には、第５電磁開閉バルブ３７が設けられている。前記空気排出管２７には、第６電磁開閉バルブ３９が設けられている。
【００１９】
前記前記発酵槽５の下部側には、清酒粕排出管４１，清酒取出管４３が設けられている。前記清酒粕排出管４１には、第７電磁開閉バルブ４５が設けられている。前記清酒取出管４３には、第８電磁開閉バルブ４７が設けられている。
【００２０】
前記清酒取出管４３は、絶縁材、例えば塩化ビニル等の絶縁樹脂製のパイプで形成されている。但し、この清酒取出管４３は、第１センサーユニット５９に対応する部分でのみ絶縁材で形成することもできる。前記絶縁材としては、石英ガラスなどを用いることもできる。この清酒取出管４３の端末には取出口４９が設けられている。この取出口４９側には、分岐口５１が設けられている。この分岐口５１には、分岐管５３が接続されている。この分岐管５３は、回収タンク等に接続されている。この回収タンクは、微量異物を含んだ清酒を回収するようになっている。
【００２１】
前記清酒取出管４３の取出口４９側及び前記分岐管５３には、前記清酒の流れを前記取出口７及び第１分岐口５３の何れかへ切り換える調整手段として第９，第１０電磁開閉バルブ５５，５７が備えられている。
【００２２】
前記第９電磁開閉バルブ５５を開けると、清酒取出管４３の取出口４９から微量異物を含まない優良清酒として取り出され、第９電磁開閉バルブ５５が閉じられると、取出口４９からの優良清酒の取り出しが停止される。前記第９電磁開閉バルブ５５が閉じられているときに第１０電磁開閉バルブ５７が開けられると、清酒取出管４３の管体内流路４３ａから分岐管５３を介して回収タンクに微量異物を含んだ清酒が排出される。
【００２３】
前記清酒取出管４３には、管体４３内の流路４３ａの静電容量を検出する静電容量センサとして第１センサーユニット５９が設けられている。この第１センサーユニット５９は、清酒取出管４３の分岐口５３の上流側に備えられ、管体内流路４３ａの静電容量の変化を検出することができる。
【００２４】
前記第１センサーユニット５９の上流側には、異物除去フィルタ６１が備えられている。この異物除去フィルタ６１は、前記管体内流路４３ａを流れる清酒に混在する微量異物を除去するためのものである。
【００２５】
前記物質製造器１には、酵素反応に応じた静電容量の変化を検出する静電容量センサとして第２センサユニット６３が設けられている。この第２センサユニット６３は、迂回管６５に取り付けられている。この迂回管６５は、絶縁材、例えば塩化ビニル等の絶縁樹脂製のパイプで形成されている。但し、この迂回管６５は、第２センサユニット６３に対応する部分でのみ絶縁材で形成することもできる。前記絶縁材としては、石英ガラスなどを用いることもできる。
【００２６】
前記迂回管６５は、前記発酵槽５の底部側に設けられたサンプル入口６７と同中間部に設けられたサンプル出口６９とに接続されている。前記サンプル入口６７は、前記撹拌羽根１５に対向している。従って、撹拌羽根１５が撹拌駆動されると、発酵槽５内の内容物がサンプル入口６７から入り、迂回管６５の管体内流路６５ａを流れて第２センサユニット６３の部分を通過し、サンプル出口６９から発酵槽５内へ再び戻るという自動循環が行われる。
【００２７】
前記第１、第２センサーユニット５９，６３の検出信号は、信号処理回路７１を介して制御装置７３に入力されるようになっている。この制御装置７３には、基準の静電容量の変化が前記信号処理回路３３を介して入力されている。
【００２８】
前記基準の静電容量の変化としては、前記管体内流路４３ａを流れる清酒が微小異物を含まないときのもの（異物除去基準値）と、前記物質製造器１での基準の酵素反応に応じた基準の静電容量の変化（製造基準値）としている。前記製造基準値は、品質を高くして出荷することのできる時期と内容物の静電容量変化との関係に関するものであり、後述する。
【００２９】
前記制御装置７３は、例えばＭＰＵ（Microprocessing Unit）７５によって演算部が構成され、メモリ７７等を備えている。前記演算部はＤＳＰ（DigitalSignal Processor）等によって構成することもできる。前記メモリ７７は、基準値記憶手段を構成し、前記異物基準値及び製造基準値が予め記憶されている。前記制御装置７３により、検出した静電容量の変化と記憶した製造基準値とを比較して前記物質製造器１での酵素反応を管理することができる。
【００３０】
すなわち、前記第２センサーユニット６３が検出する静電容量の変化と製造基準値との比較により、管体内流路６５ａを流れる内容物の酵素反応を管理し、出荷に適しているかを判断することができる。
【００３１】
なお、前記第１センサーユニット５９が検出する静電容量の変化と前記異物除去基準値との比較により、管体内流路４３ａを流れる清酒に微小異物がどれだけ含まれているかを計測することができる。
【００３２】
前記制御装置７３には、駆動回路７９を介して前記第１〜第１０電磁開閉バルブ２９，３１，３３，３５，３７，３９，４５，４７，５５，５７が接続されている。
【００３３】
前記制御装置７３には、その他、前記発酵槽５の槽内温度を電気的に制御する制御回路８１や，表示パネル８３，環境センサ８５，データ転送インターフェース８７，電源８９等が接続されている。前記環境センサ８５は、発酵槽５周囲の温度、湿度等を検出するものであり、前記信号処理回路７１を介して制御装置７３に接続されている。
【００３４】
前記酵素反応に応じた基準の静電容量の変化（製造基準値）は、学術論文等で既に知られているもので、図２のような関係により設定されている。この図２下段のグラフは、酵素反応による酵母菌の細胞数の時間変化を示し、図２上段のグラフは、細胞数の変化に対応した静電容量の時間変化を示すグラフである。静電容量の時間変化は、最適な状態のものを１００％とした比誘電率で表されている。
【００３５】
図２において、酵素反応の基材に対する細胞数が適量であるときにおける細胞数の時間変化はＳ１、細胞数が多量であるときにおける細胞数の時間変化はＳ２、細胞数が少量であるときにおける細胞数の時間変化はＳ３となっている。これに対し、前記細胞数の時間変化Ｓ１に対応した静電容量の変化はε１、細胞数の時間変化Ｓ２に対応した静電容量の変化はε２、細胞数の時間変化Ｓ３に対応した静電容量の変化はε３となっている。
【００３６】
図２のように、酵素反応により細部数が６０％以上になったときに出荷すると商品として適したものとなる。この酵素反応の管理を、図２上段の静電容量の変化を見て行うものである。図２では、Ｔ１が出荷可能時期であり、Ｔ２が賞味期限である。従って、検出した静電容量の変化がこの範囲にあれば、優良清酒として出荷することが可能である。このため、前記製造基準値としては、前記ε１の変化を記憶させ、比誘電率が６０％以上で出荷可の判断を行うものとしている。但し、酵母菌の多少などにより、ε２、ε３の変化を記憶させておくことも可能であり、このε２又はε３の変化により酵素反応を管理することも可能である。
【００３７】
前記第１、第２センサーユニット５９，６３は、例えば図３〜図５のようになっている。
【００３８】
図３は前記第１、第２センサーユニット５９，６３及びその周辺を示す拡大断面図である。図４は図３のＳＡ−ＳＡ矢視における拡大断面図である。図５は図３の一部をさらに拡大して示す要部拡大断面図である。なお、第１、第２センサーユニット５９，６３は基本的には同一構成であるため第２センサーユニット６３を説明する。前記第１センサーユニット５９は、取り付ける管が清酒取出管４３である点、第２センサーユニット６３とは異なるが、基本原理は同一であり、その説明は省略する。
【００３９】
図３〜図５のように、前記静電容量センサとしての第２センサーユニット６３は、前記管体内流路６５ａに対し絶縁状態で周回状の導電性金属泊製の測定電極及びグランド電極として電極９９を備えたものである。
【００４０】
前記電極９９は、通路を形成する迂回管６５の外側に装着された装着用円筒１０１に周回状に巻き付けられている。前記装着用円筒１０１は、本実施形態において、絶縁材、例えば塩化ビニル製のパイプで形成されている。但し、この装着用円筒１０１は、絶縁材料で形成されれば良く、ガラス、樹脂モールドなどによって形成することもできる。この装着用円筒１０１は、迂回管６５の外周面に密に嵌合している。この嵌合は、接着剤などで固定することもできる。このように、例えば塩化ビニル製等のパイプの装着用円筒１０１を用いることで、第２センサーユニット６３を迂回管６５に対しアッセンブリとして一体に取り扱うことができ、迂回管６５への取り付けも容易に行うことができる。迂回管６５は本実施形態において、第２センサーユニット６３に対応する部分において塩化ビニルなどの絶縁体によって形成されている。この迂回管６５は、その全体を絶縁体によって形成することもできる。この関係は第１センサーユニット５９に対する清酒取出管４３も同様である。
【００４１】
前記電極９９は銅泊などの導電性金属箔製であり、その具体的構成は後述する。電極９９の外側には、絶縁材１０３を介してシールド材１０５が設けられている。絶縁材１０３は、本実施形態において塩化ビニル製のパイプで形成され、電極９９の外側を密に覆っている。前記絶縁材１０３は、樹脂モールド、石英ガラスなど種々の絶縁材料で構成することができる。
【００４２】
前記シールド材１０５は、本実施形態においてアルミパイプによって形成されている。シールド材１０５は、絶縁材１０３の外面に密に嵌合している。シールド材１０５の両端部には端部シールド材１０７ａ，１０７ｂが固着されている。端部シールド材１０７ａ，１０７ｂは、本実施形態によってアルミニウムによって形成されている。
【００４３】
前記一方の端部シールド材１０７ａには、図５のように貫通孔１０９が設けられ、前記電極９９の配線１１１が外部に引き出されている。端部シールド材１０７ａと配線１１１との間には、例えば樹脂モールド１１３が施されている。配線１１１の端部には、図３，図６のように接続用のコネクタ１１４が設けられている。
【００４４】
前記電極９９の具体的構成は図６のようになっている。図６においては、塩化ビニル製パイプの装着用円筒１０１に電極９９を螺旋状に巻き付けた状態を一点鎖線で示し、電極９９の展開状態を実線で示している。図６のように、電極９９は測定電極１１５と、グランド電極１１７とからなっている。両電極１１５，１１７ともに銅箔により展開状態で略平行四辺形帯状に形成されている。両電極１１５，１１７の短辺の長さ（図６の実線図示の右端又は左端の上下方向の長さ）は、両電極１１５，１１７間の後述する隙間１１９を加えて、装着用円筒１０１の外周長さとほぼ一致している。
【００４５】
前記グランド電極１１７は測定電極１１５よりも細く形成されている。測定電極１１５、グランド電極１１７は装着用円筒１０１の外周面に一点鎖線図示のように流動方向に沿って螺旋状に巻き付けられ、接着などにより固定されている。巻き付け回数は、本実施形態において装着用円筒１０１の外周面をほぼ３周する程度である。但し、電極１１５，１１７により迂回管６５の全周に渡って静電容量の変化が検出できる限り、巻き付け回数は任意に選択できるものである。装着用円筒１０１に巻き付けた両電極１１５，１１７の間には、隙間１１９が設けられている。
【００４６】
前記両電極１１５，１１７は、図６の装着用円筒１０１に巻き付け状態において両者が交互に配置された構成となっている。この巻き付け状態において、隣接する測定電極１１５相互は、短絡点ＡＢ間において短絡接続されている。前記グランド電極１１７は、巻き付け状態において短絡点ＣＤ間において短絡接続されている。電極９９の図６の巻き付け状態において、短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置は、便宜的に同一面側に同時に示しているが、実際の短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置は展開状態の位置で示される箇所にある。
【００４７】
このような構成によって、例えば図７の電極９９Ａと同様な構成の電極配置となっている。すなわち図６の電極９９は、図７のような電極９９Ａにおける点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１に前記短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが位置的に対応し、電極９９では略平行四辺形帯状の電極１１５，１１７及び前記短絡点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでの短絡接続とにより装着用円筒１０１の外面に螺旋状に巻き付けることができるようにしたものである。
【００４８】
尚、電極９９に代え、図７の電極９９Ａの構成にすることも勿論可能である。図７では、電極９９Ａが測定電極１１５Ａとグランド電極１１７Ａとを装着用円筒１０１の外面全周に周回状に巻き付けるものである。但し、図６の電極９９のように装着用円筒１０１の外面に螺旋状に巻き付ける場合は、管体内流路６５ａの静電容量の変化をより的確かつ容易に検出することができる。
【００４９】
図８は、酵素反応管理装置の概略ブロック図を示している。第２センサーユニット６３、発振回路１２１、周波数電圧変換回路１２３、Ａ／Ｄ変換回路１２５、ＭＰＵ７５が、本実施形態の酵素反応管理装置３を構成している。前記制御バルブ１２７は、図１の第８，第９，第１０電磁開閉バルブ４７，５５，５７で構成されている。
【００５０】
前記第１，第２センサーユニット５９，６３が静電容量の変化を検出すると、発振回路１２１から静電容量の変化に対応した周波数変化として周波数電圧変換回路１２３に入力される。周波数電圧変換回路１２３では、入力された周波数変化を電圧変化に変換し、Ａ／Ｄ変換回路１２５に入力する。Ａ／Ｄ変換回路１２５では、入力された電圧変化をディジタル信号の２進数数値に置き換え、ＭＰＵ７５へ入力する。ＭＰＵ７５では、検出により入力された静電容量の変化と前記基準静電容量の変化とが比較される。
【００５１】
前記ＭＰＵ７５は、前記比較結果により、前記第１センサーユニット５９の箇所で前記管体内流路４３ａを流れる清酒に微小異物がどれだけ含まれているかを計測する。また、前記第２センサーユニット６３の箇所では、発酵槽５内での酵素反応により清酒が出荷に適した状態になっているか否かを判断する。
【００５２】
ここで、図１において前記制御装置７３の制御により第１〜第６電磁開閉バルブ２９，３１，３３，３５，３７，３９が適宜開閉駆動され、発酵槽５内に、蒸米、水、酵母菌、アルコールが投入され、発酵槽５内上部に生細胞寿命延長用の空気が通される。また、制御装置７３の制御によりモータ９が駆動され、回転軸１１１により撹拌羽根１３，１５が適宜撹拌駆動される。
【００５３】
かかる状態で前記発酵槽５内の内容物の酵素反応により目的物である清酒を製造することができる。このとき、環境センサ８５は、発酵槽５周囲の温度、湿度などを検出して制御装置７３へ入力しており、検出された周囲環境などに応じて制御回路８１により発酵槽５の槽内温度が電気的に制御される。これら周囲環境、発酵槽５内温度などは、前記表示パネル８３に表示させることができる。
【００５４】
前記清酒の品質は、前記酵素反応を的確に管理することで向上することができる。前記撹拌羽根１５の撹拌作用により発酵槽５内の内容物は、サンプル入口６７から迂回管６５を介し第２センサーユニット６３を通過する。この第２センサーユニット６３において管体内流路６５ａの静電容量の変化が検出される。
【００５５】
この検出により、検出された静電容量の変化が製造基準値と比較され、出荷時期が判断される。この出荷時期の判断結果は、前記表示パネル８３に表示させることができる。この出荷時期の判断により、例えば図２の出荷時期Ｔ１であるとされたとき、ＭＰＵ７５から駆動回路７９を介し、第８電磁開閉バルブ４７に信号が送られ、この第８電磁開閉バルブ４７が開とされる。第８電磁開閉バルブ４７の開により、出荷時期Ｔ１に達した清酒を発酵槽５から清酒取出管４３側へ流すことが可能となる。
【００５６】
前記清酒取出管４３では、管体内流路４３ａを清酒が流動し、取出口４９まで配送されるとき、第１センサーユニット５９において管体内流路４３ａの静電容量の変化が検出される。
【００５７】
この検出により、第１センサーユニット２１の箇所で微小異物が検出されたときは、ＭＰＵ７５から駆動回路７９を介し、第９，第１０電磁開閉バルブ５５，５７に信号が送られる。このとき、第９電磁開閉バルブ５５は閉、第１０電磁開閉バルブ５７は開とされ、微小異物を含んだ清酒が分岐管５３を通り、回収タンクに排出される。
【００５８】
前記検出により、第１センサーユニット５９の箇所で微小異物が検出されないときは、同様の制御により第１０電磁開閉バルブ５７は閉、第９電磁開閉バルブ５５は開とされ、微小異物を含まない優良清酒が取出口４９から取り出される。
【００５９】
清酒取りだし後は、駆動回路７９からの信号により第８電磁開閉バルブ４７が閉、第７電磁開閉バルブ４５が開とされ、清酒粕排出管４１から発酵槽５内の清酒粕が排出される。
【００６０】
なお、清酒の取り出しは、作業者が表示パネル８３に表示された出荷適などの表示を確認して手動で行なうことも可能である。
【００６１】
このように、物質製造器１の酵素反応により目的の清酒を製造するとき、静電容量の変化を検出することにより酵素反応を管理するため、酵素反応に影響を及ぼすことがなく、目的の清酒を正確に製造することができる。
【００６２】
図９は、酵素反応管理装置の変形例に係る実施形態を示している。なお、図９において、図８と対応する構成部分には同符号を付して説明する。図９の酵素反応管理装置３Ａでは、前記Ａ／Ｄ変換回路１２５及びＭＰＵ７５に代えて、電圧比較回路１２９、基準電圧発生回路１３１を設けている。
【００６３】
そして、第２センサーユニット６３、発振回路１２１、周波数電圧変換回路１２３、電圧比較回路１２９、基準電圧発生回路１３１が酵素反応管理装置３Ａを構成している。
【００６４】
前記基準電圧発生回路１３１では、電圧比較回路１２９において比較すべき基準電圧を発生するもので、設定すべき異物除去基準値、製造基準値の静電容量の変化に対応した基準電圧が発生される。従って、基準電圧発生回路９１は、本実施形態において基準値記憶手段を構成している。
【００６５】
前記基準電圧発生回路９１で発生した基準電圧が電圧比較回路１２９へ送られ、検出された静電容量の変化に応じた電圧変化と比較され、比較結果に応じて駆動回路７９を介し制御バルブ１２７（４７，５５，５７）に信号が出力される。
【００６６】
この図９の実施形態においても、上記同様に物質製造器１の酵素反応により目的の清酒を製造するとき、静電容量の変化を検出することにより酵素反応を管理するため、酵素反応に影響を及ぼすことがなく、目的の清酒を正確に製造することができる。
【００６７】
上記実施形態では、直線状の迂回管６５、清酒取出管４３に第１，第２センサーユニット５９，６３を嵌合させるようにしたが、装着用円筒１０１、シールド材１０５等を軟質なものとすれば、迂回管６５、清酒取出管４３にコーナー部があっても容易に嵌合させることができ、またコーナー部に取り付けることも可能である。かかる場合、電極９９のように螺旋状に巻き付けられていると、迂回管６５、清酒取出管４３のコーナー部に沿って電極９９を的確に配置することができる。
【００６８】
電極９９，９９Ａは、塩化ビニル製のパイプ、ガラスなどの絶縁材で形成された迂回管６５、又は清酒取出管４３に直接巻き付け、内側の装着用円筒１０１を省略することもできる。また、装着用円筒１０１を迂回管６５、又は清酒取出管４３に介設し、迂回管６５、又は清酒取出管４３の一部として構成することもできる。前記第１センサーユニット５９は、清酒取出管４３内に配置することも可能である。前記第２センサーユニット６３は、迂回管６５内、或いは発酵槽５内に配置することも可能である。
【００６９】
前記各実施形態において、前記静電容量の比較は、その変化値の比較判断に限らず静電容量そのものの比較も均等の範囲である。
【００７０】
前記酵素反応による目的物の製造は、清酒に限らず、醤油、味噌、ヨーグルト、ビタミン、抗生物質など、微生物による物質生産全般に適用することができる。例えば、ヨーグルトの生産では、基材の量、細胞数などによる基準の乳酸酸度の変化に応じた基準の静電容量の変化を予め検出し、製品出荷に適した乳酸酸度のヨーグルトを的確に生産することができる。
【００７１】
前記出荷時期の判断は、一例であり静電容量の比較により種々出荷時期を選択することができる。要は、静電容量の比較により酵素反応を管理することに要旨がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係り、酵素反応により物質を製造する物質製造器の酵素反応の状態を管理する酵素反応管理装置の全体概略図である。
【図２】第１実施形態に係り、酵素反応に応じた基準の静電容量の変化を示すグラフである。
【図３】第１実施形態に係り、センサユニット及びその周辺を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係り、図３のＳＡ−ＳＡ矢視における拡大断面図である。
【図５】第１実施形態に係り、センサーユニットの要部拡大断面図である。
【図６】第１実施形態に係り、電極の巻き付け状態の説明図である。
【図７】第１実施形態に係り、図６の電極に対応する電極を展開状態で示す説明図である。
【図８】第１実施形態に係り、酵素反応管理装置の概略ブロック図である。
【図９】変形例の実施形態に係る酵素反応管理装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ 物質製造器
３ 酵素反応管理装置
６３ 第２センサーユニット（静電容量センサ）
７５ メモリ（基準値記憶手段）
Claims (1)
- 酵素反応により物質を製造する物質製造器の前記酵素反応の状態を管理する酵素反応管理装置であって、
前記物質製造器の酵素反応中の内容物が移動する管状の流路と、
該流路の外周に周回状に設けられた測定電極及びグランド電極を備え、前記流路内における前記物質製造器での酵素反応に応じた静電容量の変化を検出する静電容量センサと、
基準の酵素反応に応じた基準の静電容量の変化を予め記憶する基準値記憶手段とを備え、
前記測定電極及びグランド電極は、相互間に隙間を有して一対設けられると共に、グランド電極が測定電極よりも細く形成され、且つ前記内容物の移動方向に沿って螺旋状に巻かれ、
前記流路の断面の周方向で、前記一対の測定電極及びグランド電極が相互間の隙間を持って前記流路の外側を包囲し、該一対の測定電極及びグランド電極間で静電容量を検出し、
前記検出した静電容量の変化と記憶した基準の静電容量の変化とを比較して前記物質製造器での酵素反応を管理することを特徴とする酵素反応管理装置。
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