JP2006142169A - Centrifugal separator - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal separator which enables an operator to easily change the setting of operation time without pressing load on the operator during the operation and enables the operator to accurately manage the operation time by utilizing a timer function. <P>SOLUTION: The centrifugal separator has: a rotor 13 for separating a sample; a motor 19 for rotationally driving the rotor 13; a operation panel (input unit) 42 for inputting operation conditions such as the number of rotation of the rotor 19 or the operation time; a display ( display means) 43 for displaying the operation conditions; and a CPU (control means) 44 provided with a time counter 45 for counting the operation time, wherein the CPU 44 starts afresh the counting of the operation time by the time counter 45 from the point of time when the operation time is input to the operation panel 42 during the operation. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液体試料中の微粒子を回転体内で分離するための遠心分離機に関するものである。   The present invention relates to a centrifuge for separating fine particles in a liquid sample within a rotating body.

この種の遠心分離機は、生物学や化学分野等における研究用ツールとして使用されている他、ワクチンや医薬品の製造過程において原料からウイルス、培養細胞、培養菌体等を分離するための装置として使用されている。前者の生物学や化学分野等においては、回転体に収容された一定量の試料を分離するバッチ方式の遠心分離機が使用され、後者の医薬品等の製造過程においては大量の試料を連続的に処理する必要があるため、回転体に試料を連続的に流しながらこれを処理する連続式の遠心分離機が使用されている。   This type of centrifuge is used as a research tool in the fields of biology and chemistry, and as a device for separating viruses, cultured cells, cultured cells, etc. from raw materials in the manufacturing process of vaccines and pharmaceuticals. in use. In the former biology and chemistry fields, batch-type centrifuges that separate a certain amount of sample contained in a rotating body are used, and in the latter manufacturing process of pharmaceuticals, a large amount of sample is continuously added. Since it needs to be processed, a continuous centrifuge that uses a sample to flow continuously through a rotating body is used.

ところで、上記何れの方式の遠心分離機においても、試料が入った回転体を高速で回転駆動して遠心力場を形成し、その遠心力場において試料中の微粒子を沈降分離することが行われるが、この場合の試料分離状態は、遠心力や試料の密度等の他、遠心時間（装置の運転時間）に大きく依存する。   By the way, in any of the above-described centrifuges, a rotating body containing a sample is driven to rotate at a high speed to form a centrifugal force field, and fine particles in the sample are settled and separated in the centrifugal force field. However, the sample separation state in this case largely depends on the centrifugation time (operating time of the apparatus) in addition to the centrifugal force and the sample density.

而して、遠心分離機の回転体の運転時間を管理する運転・操作機能には、長時間の連続運転を可能とするホールドモードやオートスタート・オートストップ等のタイマ運転モード、各種運転条件を組み合わせることが可能なプログラム運転モード等があるが、これらは、一定量の試料を処理するバッチ方式の遠心分離機に適したものである。その理由は、バッチ方式の遠心分離機においては、回転数や温度、運転時間等の運転条件は、各試料の分離特性に合わせて運転前に一旦設定されれば運転終了までに変更されないことによる。   Thus, the operation and operation functions for managing the operation time of the centrifuge rotor are combined with a hold mode that enables continuous operation for a long time, timer operation modes such as auto start and auto stop, and various operation conditions. There are program operation modes that can be used, but these are suitable for batch-type centrifuges that process a certain amount of sample. The reason for this is that in batch-type centrifuges, the operating conditions such as the number of revolutions, temperature, and operating time are not changed until the end of operation once they are set before operation according to the separation characteristics of each sample. .

他方、ワクチンや医薬品等の製造用として使用される連続式の遠心分離機においては、回転体の回転数が所定回転数に達した後に回転体に所定の流量で試料の注入が開始され、予定した全ての試料が回転体に注入されると、試料中の粒子が所定の場所に移動（沈降）するのに必要な時間だけ運転が継続される。このように連続式の遠心分離機では、試料の回転体への注入が完了した時点から所定の時間だけ運転を継続する必要があるため、運転時間の設定を途中で変更する必要があった。   On the other hand, in a continuous centrifuge used for the production of vaccines, pharmaceuticals, etc., sample injection is started at a predetermined flow rate after the rotational speed of the rotating body reaches the predetermined rotational speed. When all the samples are injected into the rotating body, the operation is continued for a time required for the particles in the sample to move (sediment) to a predetermined place. As described above, in the continuous centrifuge, since it is necessary to continue the operation for a predetermined time from the time when the injection of the sample into the rotating body is completed, it is necessary to change the setting of the operation time.

ところで、この種の連続式の遠心分離機には、回転体の回転数や運転時間等の運転条件を入力するための入力手段と、運転条件を表示する表示手段と、運転時間をカウントするタイムカウンタを備える制御手段が備えられているが、回転体の回転数が所定回転数（顧客希望回転数）に達した時点から運転時間をカウントする運転時間管理法が提案されている（特許文献１参照）。これによれば、試料や顧客希望回転数の変化に伴う加速に要する時間の変化とは無関係に運転時間の管理が可能となる。   By the way, this type of continuous centrifuge has input means for inputting operating conditions such as the number of rotations of the rotating body and operating time, display means for displaying the operating conditions, and time for counting the operating time. Although the control means provided with the counter is provided, the operation time management method which counts operation time from the time of the rotation speed of a rotary body reaching predetermined rotation speed (customer rotation speed) is proposed (patent document 1). reference). According to this, it is possible to manage the operation time regardless of the change in the time required for the acceleration accompanying the change in the sample and the customer desired rotation speed.

特許第３０２４３０３号公報Japanese Patent No. 3024303

ところで、従来の連続式の遠心分離機において、運転の途中で運転時間を変更する場合には、現在までの運転経過時間（ホールドモードを選択した場合）又は残り時間（オートストップタイマモードを選択した場合）に以後運転したい実時間を加算した値を算出し、その値を操作パネル等の入力手段から入力し直すという煩わしい作業が必要であった。このため、オペレータは、遠心分離機に備えられたタイマ機能を使用することなく運転時間をストップウォッチで計時し、所定時間が経過すると、操作パネルのストップスイッチを押して手動で運転を停止させる方法を採っていた。   By the way, in the conventional continuous centrifuge, when changing the operation time in the middle of operation, the elapsed operation time up to the present (when the hold mode is selected) or the remaining time (when the auto stop timer mode is selected) ) To calculate the value obtained by adding the real time to be operated thereafter, and input the value again from the input means such as the operation panel. For this reason, the operator measures the operation time with a stopwatch without using the timer function provided in the centrifuge, and when the predetermined time has elapsed, presses the stop switch on the operation panel to manually stop the operation. I took it.

しかし、上記方法では、ストップウォッチの押し忘れ等の人為的なミスを生じる可能性があり、遠心分離機を所望の時間だけ正確に運転することができないために分離試料の損失や回収率の低下を招くことがある。   However, the above method may cause human error such as forgetting to press the stopwatch, and the centrifuge cannot be operated accurately for the desired time, resulting in a loss of separated samples and a decrease in recovery rate. May be invited.

他方、近年、ワクチンや医薬品の製造に当たってはＧＭＰ（Good Maufacturing Practice）という製造に関するソフト面及びハード面での規範が決められ、これに適合する設備や管理の下で製造することが義務付られている。特に、ワクチン等は生物を材料として製造されるため、同じ品質のものを製造することは容易ではない。   On the other hand, in recent years, in manufacturing vaccines and pharmaceuticals, a GMP (Good Manufacturing Practice) standard regarding software and hardware has been determined, and it has been obliged to manufacture under the equipment and management that conform to this. Yes. In particular, since vaccines and the like are manufactured using organisms as materials, it is not easy to manufacture the same quality.

そのため、ＳＯＰ（Standard
Operating Procedure）という標準作業手順書に基づいて製造工程を管理し、製品の品質にばらつきが極力生じないようにしている。 Therefore, SOP (Standard
The manufacturing process is managed on the basis of the standard operating procedure (Operating Procedure), so that variations in product quality do not occur as much as possible.

以上のように運転時間は分離精度に多大な影響を与え、運転時間が不足する場合には、本来分離することができる（分離しなければならない）成分が混入する可能性があり、逆に運転時間が長過ぎる場合には、必要なものが沈降してしまい回収できなくなる可能性がある。このように分離精度に大きく影響する運転時間をオペレータ自身に管理させることは、人為的なミスを最小限に抑えるというＧＭＰ要件を十分満足するとは言い難く、改善が望まれていた。   As described above, the operation time has a great influence on the separation accuracy. If the operation time is insufficient, there is a possibility that components that can be originally separated (must be separated) may be mixed. If the time is too long, there is a possibility that necessary items will settle and cannot be recovered. Thus, it is difficult to say that having the operator himself manage the operation time that greatly affects the separation accuracy sufficiently satisfies the GMP requirement of minimizing human error, and improvement has been desired.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、オペレータに負担を強いることなく運転時間の設定変更を運転中に容易に行うことができ、タイマ機能を活用して正確な運転時間の管理を行うことができる遠心分離機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the intended process is that it is possible to easily change the setting of the operating time during operation without imposing a burden on the operator, and use the timer function to accurately It is an object of the present invention to provide a centrifuge that can manage the operation time.

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、試料を分離するための回転体と、該回転体を回転駆動するモータと、前記回転体の回転数や運転時間等の運転条件を入力するための入力手段と、運転条件を表示する表示手段と、運転時間をカウントするタイムカウンタを備える制御手段を有する遠心分離機において、前記制御手段は、運転中に前記入力手段に運転時間が入力されると、その時点から前記タイムカウンタによる運転時間のカウントを新たに開始することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 inputs a rotating body for separating a sample, a motor for rotating the rotating body, and operating conditions such as the rotational speed and operating time of the rotating body. In the centrifuge having an input means for displaying, a display means for displaying the operating conditions, and a control means having a time counter for counting the operating time, the control means inputs the operating time to the input means during operation. Then, the operation time counting by the time counter is newly started from that point.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記回転体の回転数が設定回転数に達すると該回転体への試料の注入を開始し、試料の注入が完了した時点で前記入力手段に運転時間を入力すると、前記タイムカウンタは運転時間のカウントを新たに開始することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the number of rotations of the rotating body reaches a set number of rotations, sample injection into the rotating body is started, and when the sample injection is completed, When the operating time is input to the input means, the time counter newly starts counting the operating time.

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記入力手段に運転時間が入力された後、設定回転数を変更した場合には、前記制御手段は、その変更された設定回転数に対応する運転時間を遠心理論に基づいて算出し、その算出結果によって運転時間を自動的に延長又は短縮し、前記タイムカウンタは、設定回転数が変更された時点から運転時間のカウントを開始することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when the set rotational speed is changed after the operation time is input to the input means, the control means sets the changed setting. The operation time corresponding to the rotation speed is calculated based on the centrifugal theory, and the operation time is automatically extended or shortened according to the calculation result.The time counter counts the operation time from the time when the set rotation speed is changed. It is characterized by starting.

請求項１記載の発明によれば、運転中に前記入力手段に運転時間が入力されると、その時点からタイムカウンタによる運転時間のカウントを新たに開始するようにしたため、回転体は、その試料に必要な運転時間（分離処理時間）だけ正確に運転され、運転時間の管理をオペレータに頼ることなく、当該遠心分離機に備えられたタイマ機能を活用して正確に行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, when the operation time is input to the input means during operation, the operation of the operation time by the time counter is newly started from that time point. The operation time (separation processing time) required for the operation is accurately performed, and the operation of the operation time can be accurately performed by utilizing the timer function provided in the centrifuge without depending on the operator.

請求項２記載の発明によれば、回転体の回転数が設定回転数に達すると該回転体への試料の注入を開始し、試料の注入が完了した時点で入力手段に運転時間を入力すると、タイムカウンタが運転時間のカウントを新たに開始するようにしたため、運転毎に変化する試料の注入時間とは無関係に、回転体を所定の運転時間だけ正確に運転してその内部の試料を適正に遠心処理することができ、運転時間の過不足に伴う分離試料の損失や回収率の低下を防ぐことができる。   According to the second aspect of the present invention, when the rotational speed of the rotating body reaches the set rotational speed, the injection of the sample into the rotating body is started, and when the operation time is input to the input means when the sample injection is completed. Because the time counter newly starts the operation time count, the rotating body is operated accurately for the predetermined operation time regardless of the sample injection time that changes every operation, and the internal sample is properly set. Thus, it is possible to prevent the loss of the separated sample and the decrease in the recovery rate due to excessive or insufficient operation time.

請求項３記載の発明によれば、運転中に設定回転数を変更した場合には、その変更された設定回転数に対応する運転時間が遠心理論に基づいて算出されて自動的に延長又は短縮され、その延長又は短縮された運転時間だけ回転体が正確に運転されるため、運転時間の管理をオペレータに頼ることなく、当該遠心分離機に備えられたタイマ機能を活用して正確に行うことができる。   According to the invention described in claim 3, when the set rotational speed is changed during operation, the operating time corresponding to the changed set rotational speed is calculated based on the centrifugal theory and automatically extended or shortened. Since the rotating body is accurately operated only for the extended or shortened operation time, the operation of the operation time should be accurately performed by utilizing the timer function provided in the centrifuge without depending on the operator. Can do.

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る遠心分離機の正面図、図２は同遠心分離機の制御系の構成を示すブロック図であり、図示の遠心分離機１は、図１に示すように、回転装置部１０と、その両側に配置された試料注入装置３０及び制御装置部４０とで構成されている。 <Embodiment 1>
FIG. 1 is a front view of a centrifuge according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a control system of the centrifuge, and the illustrated centrifuge 1 is a rotating device as shown in FIG. The unit 10 is composed of a sample injection device 30 and a control device unit 40 arranged on both sides thereof.

上記回転装置部１０は、床面上に固定されたベース１１上に垂直に立設された円筒状のチャンバ１２を備えており、図２に示すように、該チャンバ１２内のロータ室Ｓには、円筒状の回転体であるロータ１３が回転可能に収容されている。そして、ロータ１３の上下からは上回転軸１４と下回転軸１５が垂直にそれぞれ延びており、上回転軸１４は、円板状のアッパプレート１６に設置された駆動部１７に連結されている。又、下回転軸１５は、前記ベース１１に固設された下軸受部１８によって回転自在に支承されている。尚、駆動部１７には駆動源としてのモータ１９が設けられており、該モータ１９の出力軸（モータ軸）内には前記上回転軸１４が挿入固着されている。又、上回転軸１４と下回転軸１５には、試料が通過するための円孔状の通路（図示せず）が形成されている。   The rotating device section 10 includes a cylindrical chamber 12 that is vertically installed on a base 11 fixed on a floor surface. As shown in FIG. 2, the rotating device section 10 includes a rotor chamber S in the chamber 12. The rotor 13 which is a cylindrical rotating body is rotatably accommodated. An upper rotary shaft 14 and a lower rotary shaft 15 extend vertically from the upper and lower sides of the rotor 13, and the upper rotary shaft 14 is connected to a drive unit 17 installed on a disc-shaped upper plate 16. . The lower rotary shaft 15 is rotatably supported by a lower bearing portion 18 fixed to the base 11. The drive unit 17 is provided with a motor 19 as a drive source, and the upper rotary shaft 14 is inserted and fixed in an output shaft (motor shaft) of the motor 19. The upper rotary shaft 14 and the lower rotary shaft 15 are formed with circular holes (not shown) through which the sample passes.

又、前記試料注入装置３０は、図１に示すように、床面上を移動可能な枠体３１を備えており、この枠体３１には、試料を収容した試料タンク３２が設置されており、その上方には液送ポンプ３３が配され、更にその上方には切替バルブ３４とフローメータ３５が設置されている。そして、試料タンク３２から上方へ延びる配管３６は、前記液送ポンプ３３の吸入側に接続されており、液送ポンプ３３の吐出側から延びる配管３７は、前記回転装置部１０の下軸受部１８に連結された試料注入コネクタ２０に接続されている。又、前記駆動部１７の上側に連結された試料排出コネクタ２１からは配管３８が試料注入装置３０に向かって延びており、その端部は不図示の試料排出タンク内に挿入されている。   Further, as shown in FIG. 1, the sample injection apparatus 30 includes a frame 31 that can move on the floor surface. A sample tank 32 that contains a sample is installed in the frame 31. Above this, a liquid feed pump 33 is arranged, and further above that, a switching valve 34 and a flow meter 35 are installed. A pipe 36 extending upward from the sample tank 32 is connected to the suction side of the liquid feed pump 33, and a pipe 37 extending from the discharge side of the liquid feed pump 33 is connected to the lower bearing portion 18 of the rotating device 10. Are connected to the sample injection connector 20 connected to. A pipe 38 extends from the sample discharge connector 21 connected to the upper side of the drive unit 17 toward the sample injection device 30 and its end is inserted into a sample discharge tank (not shown).

更に、前記制御装置部４０は、矩形ボックス状のケース４１の上部には、入力手段としての操作パネル４２を設置して構成されており、操作パネル４２には、装置を起動・停止するためのスタート／ストップスイッチ、ロータ１３の回転数や運転時間、温度等の運転条件を入力するための各種ボタン、それらの運転条件を表示する表示器４３（図２参照）が設けられている。   Further, the control unit 40 is configured by installing an operation panel 42 as an input means on an upper part of a rectangular box-shaped case 41. The operation panel 42 is used for starting and stopping the device. A start / stop switch, various buttons for inputting operating conditions such as the rotational speed, operating time, and temperature of the rotor 13, and a display 43 (see FIG. 2) for displaying the operating conditions are provided.

又、ケース４１内には、図２に示す制御手段としてのＣＰＵ４４が設けられており、このＣＰＵ４４には運転時間をカウントするタイムカウンタ４５が内蔵されている。このＣＰＵ４４は、オペレータによって前記操作パネル４２から入力される運転条件に基づく制御信号をモータ駆動回路４６に送信して前記モータ１９の駆動、つまりロータ１３の回転を制御するためのものであって、これには前記操作パネル４２及び前記表示器４３の他、制御プログラムを記憶するためのＲＯＭ４７と、運転時間を記憶するためのＲＡＭ４８が接続されている。   Further, a CPU 44 as a control means shown in FIG. 2 is provided in the case 41, and this CPU 44 has a built-in time counter 45 for counting operation time. The CPU 44 is for transmitting a control signal based on an operating condition input from the operation panel 42 by an operator to the motor driving circuit 46 to control the driving of the motor 19, that is, the rotation of the rotor 13. In addition to the operation panel 42 and the display 43, a ROM 47 for storing a control program and a RAM 48 for storing operation time are connected.

尚、図示しないが、ケース４１内には、駆動部電源、冷却水及びロータ１３を冷却するための冷凍機、チャンバ１２内のロータ室Ｓを減圧するための真空ポンプ、前記回転装置部１０の各部にオイルを供給するためのオイルポンプと冷却水を供給するための冷却水ポンプ等が組み込まれている。   Although not shown, the case 41 includes a drive unit power supply, a cooling water and a refrigerator for cooling the rotor 13, a vacuum pump for decompressing the rotor chamber S in the chamber 12, and the rotation device unit 10. An oil pump for supplying oil to each part and a cooling water pump for supplying cooling water are incorporated.

次に、以上の構成を有する遠心分離機１の運転制御方法を図３及び図４に基づいて説明する。   Next, an operation control method of the centrifuge 1 having the above configuration will be described with reference to FIGS.

図３はロータ回転数の経時変化を示すタイミングチャート、図４は運転時間の管理手順を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a timing chart showing the change over time of the rotor rotational speed, and FIG.

装置の駆動に先立ち、密度の異なるショ糖等の密度勾配液を収容した不図示の複数のタンクから密度勾配液が液送ポンプ３３によって密度の小さいものから順に配管３７から試料注入コネクタ２０及び下回転軸１５内の通路を通ってロータ１３の内部に注入される。そして、ロータ１３の内部に密度勾配液が充填されると、オペレータによって操作パネル４２上のスタートスイッチが押され、モータ１９が駆動されてその出力軸（モータ軸）の回転が上回転軸１４を経てロータ１３に伝達されるため、該ロータ１３が減圧状態にあるロータ室Ｓ内で回転を開始する。すると、同時にＣＰＵ４４のタイムカウンタ４５が運転時間のカウントを開始する。尚、オペレータは、運転に先立ち、運転モードとして長時間連続運転可能なホールドモードを選択し、顧客希望回転数（設定回転数）Ｎｓやロータ室Ｓの温度等の運転条件を操作パネル４２上において入力する。このとき、これらの運転条件は表示器４３に表示される。   Prior to driving of the apparatus, the density gradient liquid from a plurality of tanks (not shown) containing density gradient liquids such as sucrose having different densities is sequentially supplied from the pipe 37 to the sample injection connector 20 and the lower one by the liquid feed pump 33 in ascending order of density. It is injected into the rotor 13 through a passage in the rotary shaft 15. When the density gradient liquid is filled in the rotor 13, the start switch on the operation panel 42 is pushed by the operator, the motor 19 is driven, and the rotation of the output shaft (motor shaft) causes the upper rotation shaft 14 to rotate. After that, since it is transmitted to the rotor 13, the rotor 13 starts rotating in the rotor chamber S in a decompressed state. At the same time, the time counter 45 of the CPU 44 starts counting the operation time. Prior to operation, the operator selects a hold mode capable of continuous operation for a long time as the operation mode, and sets the operation conditions such as the customer desired rotation speed (set rotation speed) Ns and the temperature of the rotor chamber S on the operation panel 42. input. At this time, these operating conditions are displayed on the display 43.

而して、上述のようにロータ１３が回転駆動されると、該ロータ１３の回転は図３に示すように略リニアに加速され、その回転数が時間ｔ１において設定回転数Ｎｓに達する（所要時間Ｔａ）。尚、ロータ１３の加速中においては、該ロータ１３内にリン酸緩衝液等のバッファ液が液送ポンプ３３によって注入され、加速中にロータ１３内に発生した空洞部がバッファ液で埋められ、ロータ１３内が密度勾配液とバッファ液で満たされる。   Thus, when the rotor 13 is rotationally driven as described above, the rotation of the rotor 13 is accelerated substantially linearly as shown in FIG. 3, and the rotational speed reaches the set rotational speed Ns at time t1 (required) Time Ta). During the acceleration of the rotor 13, a buffer solution such as a phosphate buffer solution is injected into the rotor 13 by the liquid feed pump 33, and the cavity generated in the rotor 13 during the acceleration is filled with the buffer solution, The rotor 13 is filled with the density gradient liquid and the buffer liquid.

そして、ロータ１３の回転数が設定回転数Ｎｓに達すると、液送ポンプ３３を駆動して試料タンク３２内の試料のロータ１３への注入を開始する。即ち、液送ポンプ３３が駆動され、試料タンク３２内の試料が配管３６，３７を経て回転装置部１０の試料注入コネクタ２０から下回転軸１５の通路を通ってロータ１３内に下方から注入される。尚、試料の注入を開始した時点では、表示器４３には実運転時間として回転開始からの時間ｔ１が表示される。   When the rotational speed of the rotor 13 reaches the set rotational speed Ns, the liquid feed pump 33 is driven to start injection of the sample in the sample tank 32 into the rotor 13. That is, the liquid feed pump 33 is driven, and the sample in the sample tank 32 is injected from below into the rotor 13 through the pipes 36 and 37 from the sample injection connector 20 of the rotating device 10 through the passage of the lower rotary shaft 15. The At the time when the sample injection is started, the display 43 displays the time t1 from the start of rotation as the actual operation time.

そして、試料のロータ１３への注入を開始した時間ｔ１からＴｓ時間経過後の時間ｔ２において試料の注入が全て終了すると、オペレータは、試料中の微粒子が所定の位置まで移動して沈降分離するまでに要する運転時間Ｔｂを操作パネル４２から入力設定する。ここで、試料の注入開始から注入終了までに要する時間Ｔｓは一定ではなく、試料の量によって運転毎に変化する。   When the injection of the sample is completed at time t2 after the elapse of Ts time from the time t1 when the injection of the sample into the rotor 13 is started, the operator moves until the fine particles in the sample move to a predetermined position and settle and separate. Is input from the operation panel 42. Here, the time Ts required from the start of injection of the sample to the end of injection is not constant, and varies from operation to operation depending on the amount of the sample.

而して、試料のロータ１３への注入が終了した時点（時間ｔ２）においてオペレータによる運転時間Ｔｂの入力設定が行われると、ＣＰＵ４４において実行される制御プログラムは図４に示すタイマ割り込み処理を行う。即ち、オペレータによって運転時間（分離処理時間）Ｔｂが入力され（図４のステップＳ１）、操作パネル４２上の不図示のＥＮＴＥＲボタンが押されると（ステップＳ２での判断結果がＹｅｓである場合）、入力された運転時間ＴｂがＲＡＭ４８に記憶されるとともに、ＣＰＵ４４内のタイムカウンタ４５のカウント時間がクリアされ、タイムカウンタ４５は運転時間のカウント・ダウンを新たに開始する（ステップＳ３）。尚、オペレータによる運転時間Ｔｂの入力設定がなされても、ＥＮＴＥＲボタンが押されない場合（ステップＳ２での判断結果がＮｏである場合）には、ＥＮＴＥＲボタンが押されるまで以後の処理がなされない。   Thus, when the operator sets the operation time Tb when the injection of the sample into the rotor 13 is completed (time t2), the control program executed in the CPU 44 performs the timer interrupt process shown in FIG. . That is, when the operating time (separation processing time) Tb is input by the operator (step S1 in FIG. 4) and an ENTER button (not shown) on the operation panel 42 is pressed (when the determination result in step S2 is Yes). The input operation time Tb is stored in the RAM 48, the count time of the time counter 45 in the CPU 44 is cleared, and the time counter 45 newly starts to count down the operation time (step S3). Even if the operation time Tb is set by the operator, if the ENTER button is not pressed (when the determination result in step S2 is No), the subsequent processing is not performed until the ENTER button is pressed.

従って、タイムカウンタ４５は、オペレータによって運転時点Ｔｂが設定された時点からの運転時間を正確にカウントするとともに、残りの運転時間が表示器４３上に表示され（ステップＳ４）、タイムカウンタ４５によるカウント時間がＲＡＭ４８に記憶された運転時間Ｔｂに達したか否か（つまり、両者の差がゼロになったか否か）が判断され（ステップＳ５）、カウント時間が運転時間Ｔｂに達すると（ステップＳ５での判断結果がＹｅｓであると）、ＣＰＵ４４は時間ｔ３においてモータ駆動回路４６に制御信号を送信してモータ１９の回転の減速を開始し（ステップＳ６）、以後は通常の処理に戻され（ステップＳ７）、ロータ１３は図３に示すように回転が略リニアに減速されてやがて停止する。尚、カウント時間が運転時間Ｔｂに達するまでの間（ステップＳ５での判断結果がＮｏである間）は残りの運転時間の表示（ステップＳ４）とカウント時間と運転時間Ｔｂの比較（ステップＳ５）が繰り返される。   Therefore, the time counter 45 accurately counts the operation time from the time when the operation time Tb is set by the operator, and the remaining operation time is displayed on the display 43 (step S4). It is determined whether or not the time has reached the operation time Tb stored in the RAM 48 (that is, whether or not the difference between the two has become zero) (step S5), and when the count time reaches the operation time Tb (step S5). If the result of determination in step S5 is Yes), the CPU 44 transmits a control signal to the motor drive circuit 46 at time t3 to start decelerating the rotation of the motor 19 (step S6), and thereafter returns to normal processing (step S6). In step S7), the rotor 13 is decelerated approximately linearly as shown in FIG. Until the count time reaches the operation time Tb (while the determination result in Step S5 is No), the remaining operation time is displayed (Step S4) and the count time is compared with the operation time Tb (Step S5). Is repeated.

而して、上述のように試料の注入が終了した時点（時間ｔ２）から所定の時間Ｔｂだけロータ１３が回転数Ｎｓで回転駆動されると、該ロータ１３内の試料中の微粒子が遠心力場において沈降分離され、この沈降分離された微粒子は、ロータ１３の回転が停止した後にロータ１３外に取り出されて回収される。   Thus, when the rotor 13 is rotationally driven at the rotational speed Ns for a predetermined time Tb from the time when the sample injection is completed (time t2) as described above, the fine particles in the sample in the rotor 13 are subjected to centrifugal force. The fine particles separated and settled in the field are taken out of the rotor 13 and collected after the rotation of the rotor 13 is stopped.

以上一連の分離処理において、前述のように試料の注入開始から注入終了までに要する時間Ｔｓは一定ではなく、試料の量によって運転毎に変化するが、本実施の形態では、試料の注入が終了した時点（時間ｔ２）においてオペレータが運転時間（分離処理時間）Ｔｂを入力した時点からタイムカウンタ４５が運転時間のカウントを新たに開始するようにしたため、試料の注入時間Ｔｓとは無関係に、ロータ１３は、その試料に必要な運転時間（分離処理時間）Ｔｂだけ正確に運転され、運転時間の管理をオペレータに頼ることなく、当該遠心分離機１に備えられたタイムカウンタ４５によるタイマ機能を活用して正確な運転管理を行うことができる。   In the series of separation processes described above, as described above, the time Ts required from the start of sample injection to the end of injection is not constant and varies depending on the amount of sample, but in this embodiment, the sample injection is completed. Since the time counter 45 newly starts counting the operation time from the time when the operator inputs the operation time (separation processing time) Tb at the time (time t2), the rotor is independent of the sample injection time Ts. No. 13 is operated accurately for the operating time (separation processing time) Tb necessary for the sample, and the timer function by the time counter 45 provided in the centrifuge 1 is utilized without relying on the operator to manage the operating time. Thus, accurate operation management can be performed.

このように、タイマ機能を活用して正確な運転管理が可能となる結果、運転時間の過不足に伴う分離試料の損失や回収率の低下を招くことがなく、又、オペレータの負担を軽減して人為的なミスを最小限に抑えるというＧＭＰ要件を十分満たすことができる。   As described above, accurate operation management can be performed by using the timer function, so that there is no loss of separated sample and reduction in recovery rate due to excessive or insufficient operation time, and the burden on the operator is reduced. The GMP requirement of minimizing human error can be fully met.

ところで、運転時間Ｔｂの変更はタイムカウンタ４５によるカウント時間が０になるまでの間はいつでも可能である。例えば、図３に示すように、当初設定した運転時間Ｔｂを短縮してＴｂ’（＜Ｔｂ）とし、或は逆に延長してＴｂ”としたい場合には、オペレータは、その時点（例えば、時間ｔ４）において残りの運転時間ΔＴｂ’或はΔＴｂ”を入力すれば良い。すると、ＣＰＵ４４のタイムカウンタ４５は、その運転時間ΔＴｂ’或はΔＴｂ”が入力された時点（時間ｔ４）から運転時間のカウント・ダウンを新たに開始し、ロータ１３は、変更された運転時間Ｔｂ’或はＴｂ”だけ正確に運転される。この結果、運転時間の管理をオペレータに頼ることなく、当該遠心分離機１に備えられたタイマ機能を活用して正確な運転管理を行うことができる。尚、運転時間ＴｂをＴｂ’又はＴｂ”に変更した場合のロータ１３の回転数の経時変化は図３に破線にて示すようになる。   By the way, the operation time Tb can be changed at any time until the time counted by the time counter 45 becomes zero. For example, as shown in FIG. 3, when the initially set operation time Tb is shortened to Tb ′ (<Tb), or conversely extended to Tb ″, the operator selects the time (for example, The remaining operating time ΔTb ′ or ΔTb ″ may be input at time t4). Then, the time counter 45 of the CPU 44 newly starts counting down the operation time from the time (time t4) when the operation time ΔTb ′ or ΔTb ″ is input, and the rotor 13 is changed to the changed operation time Tb. It is operated accurately by “or Tb”. As a result, accurate operation management can be performed by utilizing the timer function provided in the centrifuge 1 without depending on the operator to manage the operation time. Note that the change over time in the rotational speed of the rotor 13 when the operation time Tb is changed to Tb ′ or Tb ″ is shown by a broken line in FIG. 3.

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図５及び図６に基づいて説明する。 <Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図５は本発明の実施の形態におけるロータ回転数の経時変化を示すタイミングチャート、図６は運転時間の管理手順を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a timing chart showing the change over time of the rotor rotational speed in the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for managing the operation time.

本実施の形態に係る遠心分離機の基本構成は実施の形態１のそれと同じであるが、本実施の形態では、オペレータによって操作パネル４２に運転時間Ｔｂが入力設定された後、回転数を変更した場合の制御方法について説明する。尚、本実施の形態では、実施の形態１において使用した符号を用いて説明する（図１及び図２参照）。   The basic configuration of the centrifuge according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. However, in this embodiment, after the operation time Tb is input and set to the operation panel 42 by the operator, the rotation speed is changed. The control method in the case of having performed is demonstrated. In the present embodiment, description will be made using the reference numerals used in Embodiment 1 (see FIGS. 1 and 2).

本実施の形態においては、ロータ１３への試料注入までの処理（時間ｔ２までの処理）は前記実施の形態１と同じであり、試料の注入が終了した時間ｔ２においてオペレータが運転時間Ｔｂを操作パネル４２において設定した後、例えば時間ｔ５において設定回転数Ｎｓをこれよりも高いＮｓ’（＞Ｎｓ）とし、或はＮｓよりも低いＮｓ”（＜Ｎｓ）に変更したい場合には、オペレータは、操作パネル４２によって設定回転数としてＮｓ’又はＮｓ”を入力する（図６のステップＳ１１）。そして、操作パネル４２上の不図示のＥＮＴＥＲボタンが押されると（ステップＳ１２での判断結果がＹｅｓである場合）、ロータ１３の回転数は時間ｔ６において変更後の設定回転数Ｎｓ’又はＮｓ”に達し、ＣＰＵ４４は、その変更された設定回転数Ｎｓ’又はＮｓ”に対応する運転時間（残りの運転時間）Ｔｂ’又はＴｂ”を遠心理論に基づいて算出し（ステップＳ１３）、運転時間を自動的に延長又は短縮する。具体的には、図５に破線にて示すように、Ｎｓよりも高い設定回転数Ｎｓ’に対応する運転時間Ｔｂ’はＴｂよりも短く（Ｔｂ’＜Ｔｂ）、逆にＮｓよりも低い設定回転数Ｎｓ”に対応する運転時間Ｔｂ”はＴｂよりも長くなる（Ｔｂ”＞Ｔｂ）。   In the present embodiment, the processing up to the sample injection into the rotor 13 (the processing up to time t2) is the same as in the first embodiment, and the operator operates the operation time Tb at the time t2 when the sample injection is completed. After setting on the panel 42, for example, when the set rotational speed Ns is set to Ns ′ (> Ns) higher than this at time t5, or to change to Ns ″ (<Ns) lower than Ns, the operator Ns ′ or Ns ″ is input as the set rotational speed by the operation panel 42 (step S11 in FIG. 6). When an unillustrated ENTER button on the operation panel 42 is pressed (when the determination result in Step S12 is Yes), the rotational speed of the rotor 13 is changed to the set rotational speed Ns ′ or Ns ″ after the change at time t6. The CPU 44 calculates the operation time (remaining operation time) Tb ′ or Tb ″ corresponding to the changed set rotational speed Ns ′ or Ns ″ based on the centrifugal theory (step S13), and calculates the operation time. Specifically, as shown by a broken line in Fig. 5, the operation time Tb 'corresponding to the set rotational speed Ns' higher than Ns is shorter than Tb (Tb' <Tb). On the contrary, the operation time Tb ″ corresponding to the set rotational speed Ns ″ lower than Ns becomes longer than Tb (Tb ″> Tb).

すると、算出された運転時間Ｔｂ’又はＴｂ”がＲＡＭ４８に記憶されるとともに、ＣＰＵ４４内のタイムカウンタ４５のカウント時間がクリアされ、タイムカウンタ４５は、運転時間のカウント・ダウンを新たに開始する（ステップＳ１４）。従って、タイムカウンタ４５は、ロータ１３の回転数が変更後の設定回転数Ｎｓ’又はＮｓ”に達した時点（時間ｔ６）からの運転時間を正確にカウントするとともに、残りの運転時間が表示器４３上に表示され（ステップＳ１５）、タイムカウンタ４５によるカウント時間がＲＡＭ４８に記憶された運転時間Ｔｂ’又はＴｂ”に達したか否か（つまり、両者の差がゼロになったか否か）が判断され（ステップＳ１６）、カウント時間が運転時間Ｔｂ’又はＴｂ”に達すると（ステップＳ１６での判断結果がＹｅｓであると）、ＣＰＵ４４はモータ駆動回路４６に制御信号を送信してモータ１９の回転の減速を開始し（ステップＳ１７）、以後は前記実施の形態１と同様の処理がなされ、遠心分離された試料中の微粒子がロータ１３外へと排出されて回収される。   Then, the calculated operation time Tb ′ or Tb ″ is stored in the RAM 48, the count time of the time counter 45 in the CPU 44 is cleared, and the time counter 45 newly starts counting down the operation time ( Step S14) Accordingly, the time counter 45 accurately counts the operation time from the time (time t6) when the rotation speed of the rotor 13 reaches the set rotation speed Ns ′ or Ns ″ after the change, and the remaining operation. The time is displayed on the display 43 (step S15), and whether or not the count time by the time counter 45 has reached the operation time Tb ′ or Tb ″ stored in the RAM 48 (that is, whether the difference between the two has become zero) Is determined (step S16), and when the count time reaches the operating time Tb ′ or Tb ″ (in step S16) If the disconnection result is Yes), the CPU 44 transmits a control signal to the motor drive circuit 46 to start the deceleration of the rotation of the motor 19 (step S17), and thereafter the same processing as in the first embodiment is performed. Fine particles in the centrifuged sample are discharged out of the rotor 13 and collected.

ここで、ＣＰＵ４４において運転時間（残りの運転時間）Ｔｂ’又はＴｂ”を算出する根拠となる遠心理論について以下に簡単に説明する。   Here, the centrifugal theory that is the basis for calculating the operation time (remaining operation time) Tb ′ or Tb ″ in the CPU 44 will be briefly described below.

運転時間（残りの運転時間）Ｔｂ’又はＴｂ”は、ロータ１３内に収容された試料に含まれる粒子が沈殿するまでに要する時間ｔとして以下の式（１）に基づいて算出される（詳細は、廣川書店刊「化学と生物 実験ライン２９：遠心分離法−理論と実験−［第２版］参照）。   The operation time (remaining operation time) Tb ′ or Tb ″ is calculated based on the following equation (1) as the time t required for the particles contained in the sample accommodated in the rotor 13 to settle (details). Is published by Yodogawa Shoten, "Chemistry and Biology Experiment Line 29: Centrifugation Method-Theory and Experiment-[Second Edition]".

ｔ＝ｋ／ｓ［ｈｒ］ … （１）
ここに、ｋ：ロータの沈降効率を表す値
ｓ：粒子の沈降係数
ｋ＝２．５３×１０¹¹｛ｌｎ（ｒmax ／ｒmin ）｝／Ｎ² … （２）
ここに、ｒmax ：ロータの最大半径［ｃｍ］
ｒmin ：ロータの最小半径［ｃｍ］
Ｎ ：ロータの回転数［ｒｐｍ］
ｓ＝（ｄｒ／ｄｔ）／ω² ｒ［Svedberg］ … （３）
ここに、ｄｒ／ｄｔ：粒子の速度（注）［Svedberg］＝［１０⁻¹³ sec］
ω ：角速度［rad/sec
］
而して、本実施の形態では、運転中に設定回転数を変更した場合には、その変更された設定回転数に対応する運転時間が遠心理論に基づいて算出されて自動的に延長又は短縮され、その延長又は短縮された運転時間だけロータ１３が正確に運転されるため、運転時間の管理をオペレータに頼ることなく、当該遠心分離機１に備えられたタイマ機能を活用して正確に行うことができる。 t = k / s [hr] (1)
Where k is a value representing the sedimentation efficiency of the rotor
s: Settling coefficient of particles k = 2.53 × 10 ¹¹ {ln (rmax / rmin)} / N ² (2)
Where rmax: maximum radius of the rotor [cm]
rmin: Minimum radius of the rotor [cm]
N: Number of rotations of the rotor [rpm]
s = (dr / dt) / ω ² r [Svedberg] (3)
Here, dr / dt: velocity of the particle (Note) [Svedberg] = [10 ⁻¹³ sec]
ω: Angular velocity [rad / sec
]
Thus, in this embodiment, when the set rotational speed is changed during operation, the operating time corresponding to the changed set rotational speed is calculated based on the centrifugal theory and automatically extended or shortened. Since the rotor 13 is accurately operated only for the extended or shortened operation time, the operation of the operation time is accurately performed by utilizing the timer function provided in the centrifuge 1 without depending on the operator. be able to.

又、変更された設定回転数に対応する運転時間が遠心理論に基づいて算出されて自動的に延長又は短縮されるため、オペレータの負担が更に軽減される。   Further, since the operation time corresponding to the changed set rotational speed is calculated based on the centrifugal theory and automatically extended or shortened, the burden on the operator is further reduced.

尚、本実施の形態においても、設定回転数Ｎｓの変更はタイムカウンタ４５によるカウント時間が０になるまでの間はいつでも可能である。   Also in this embodiment, the set rotation speed Ns can be changed at any time until the count time by the time counter 45 becomes zero.

本発明は、特に連続式の遠心分離機における運転時間の管理に対して有用である。   The present invention is particularly useful for managing the operating time in a continuous centrifuge.

本発明に係る遠心分離機の正面図である。It is a front view of the centrifuge which concerns on this invention. 本発明に係る遠心分離機の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the centrifuge which concerns on this invention. 本発明の実施の形態１におけるロータ回転数の経時変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows a time-dependent change of the rotor rotation speed in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における運転時間の管理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the management procedure of the operation time in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２におけるロータ回転数の経時変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows a time-dependent change of the rotor rotation speed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における運転時間の管理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the management procedure of the operation time in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 遠心分離機
１０ 回転装置部
１２ チャンバ
１３ ロータ（回転体）
１７ 駆動部
１９ モータ
３０ 試料注入装置
４０ 制御装置部
４２ 操作パネル（入力手段）
４３ 表示器（表示手段）
４４ ＣＰＵ（制御手段）
４５ タイムカウンタ
４６ モータ駆動回路
４７ ＲＯＭ
４８ ＲＡＭ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal separator 10 Rotating device part 12 Chamber 13 Rotor (rotary body)
Reference Signs List 17 drive unit 19 motor 30 sample injection device 40 control device unit 42 operation panel (input means)
43 Display (display means)
44 CPU (control means)
45 Time counter 46 Motor drive circuit 47 ROM
48 RAM

Claims (3)

試料を分離するための回転体と、該回転体を回転駆動するモータと、前記回転体の回転数や運転時間等の運転条件を入力するための入力手段と、運転条件を表示する表示手段と、運転時間をカウントするタイムカウンタを備える制御手段を有する遠心分離機において、
前記制御手段は、運転中に前記入力手段に運転時間が入力されると、その時点から前記タイムカウンタによる運転時間のカウントを新たに開始することを特徴とする遠心分離機。 A rotating body for separating the sample, a motor for rotationally driving the rotating body, input means for inputting operating conditions such as the rotational speed and operating time of the rotating body, and display means for displaying the operating conditions In a centrifuge having a control means having a time counter for counting operation time,
When the operation time is input to the input means during operation, the control means newly starts counting the operation time by the time counter from that time point. 前記回転体の回転数が設定回転数に達すると該回転体への試料の注入を開始し、試料の注入が完了した時点で前記入力手段に運転時間を入力すると、前記タイムカウンタは運転時間のカウントを新たに開始することを特徴とする請求項１記載の遠心分離機。   When the rotational speed of the rotating body reaches the set rotational speed, injection of the sample into the rotating body is started, and when the operation time is input to the input means when the injection of the sample is completed, the time counter 2. The centrifuge according to claim 1, wherein counting is newly started. 前記入力手段に運転時間が入力された後、設定回転数を変更した場合には、前記制御手段は、その変更された設定回転数に対応する運転時間を遠心理論に基づいて算出し、その算出結果によって運転時間を自動的に延長又は短縮し、前記タイムカウンタは、設定回転数が変更された時点から運転時間のカウントを開始することを特徴とする請求項１又は２記載の遠心分離機。   When the set rotational speed is changed after the operating time is input to the input means, the control means calculates the operating time corresponding to the changed set rotational speed based on the centrifugal theory, and the calculation 3. The centrifuge according to claim 1, wherein the operation time is automatically extended or shortened according to a result, and the time counter starts counting the operation time from the time when the set rotational speed is changed.

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