JPS6150655A - 粒子分離方法およびその装置 - Google Patents

粒子分離方法およびその装置

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JPS6150655A JP60149074A JP14907485A JPS6150655A JP S6150655 A JPS6150655 A JP S6150655A JP 60149074 A JP60149074 A JP 60149074A JP 14907485 A JP14907485 A JP 14907485A JP S6150655 A JPS6150655 A JP S6150655A
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wave
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産系１−の（り相分！ｌ１７゜ この発明（Ｊ液体媒質内を伝搬４゛る超昌波＞’１１在
波を用いた種々のタイプのｔ１７．状物質の分離、特に
、専用で（」ないかり１１７トグラフイー用の方法お上
び装置に関ｉ′る。
辣−述ｉ−イｒＷ １′、題に関し、この発明（ｊ生物粒子〜のｌ））離に
関４゛ろ乙のであり、ここで、生物粒子と（Ｊ、例えば
ウィルス、バクテリアおよびイースト閑等を含む夕【１
ヒ、シーブ１１テインから、例えば植物細胞、動物細胞
おＪ、びその集合体等に至るまでの広範囲のり状物質を
含む乙のとして使月１され、」刀ご多数の微細に分Ａ’
ｌさイ１）こ（１機および無機、例えばクレイ等の硅酸
質を含んたものにら使Ｉｌｌざ４］ろ。
化学’）［１７）　、−）フィー（、おい７、同定ｔ　
ｔ　ｒ＝　　　　　　　　　　１めに混合物からの化学
成分の分離（Ｊい４゛れの組成物における非′帛に小さ
ｊｉ　＊　ｍに基づいて行ムイ′）イ１ろっそれは非常
に複雑な混合物か小さなサンプルによ−て安全に代表さ
せ得、よってカラムは当該１：Ｅ意０）分子試料の均質
性に基づき分離処理か鈍感である異性体および等方性組
成等の特性のみか異なる側別分子に対し過負尚とはなら
ない。
米国特許第４２８０８２３号において、カラムを通過ず
ろガス流中に飛沫同伴させｆ１赤血球を分析するように
する一方、該カラムの一端部におけろ超音波変換器がそ
の出力を対向端部の反射器に向けられかつ発射波および
反射波の相互作用により定在波か生成されろようにその
周波数と該反射器からの距離とが整合されたクロマトグ
ラフィーカラムを提供することか提案された。そこには
定在波の各節は化学クロマトグラフィーにおける一連の
フィルタープレートと同様に機能してサンプルが当該カ
ラムに沿って移動するにつれて当該サンプルの各構成要
素への分離をとのようにして促進するかが開示されてい
る。
しかしながら、細胞等の生物粒子群は、各クループの構
成要素かサイズ、年令、代謝状態等において’１６な−
）でいて（Ｊとんと均質でｌｊい、１す！に、クルーフ
内のこｈらの＞＜（１１変１ｔｇ　Ｒ，Ｔ　ｌｔＴ、　
ＣＪ音ｌ＃ｖ、！分Ｍｆｆｌか鋭敏な６のであろ４．そ
のノニめ、人きな固体１ｎυ１分析お、］２びＩｇｉ当
な細動１−旧本１旧こ１）−りそＡ］ぞイ１代人ざイ１
ろ種々のグループの精細ｒ、４識別検出に′１．１１超
音波Ｊ−，ネルギーを１１目）ノーり１Ｊマｌ、　＋７
ラフイーθ、を適用するごとか困ガ１てあろ５、 米国特許第４２８０８２３１ｊ　１．：記載（／’）ツ
ノメツ、ＩＪ、’１物粒子群の仔會の４清、′７９ルー
ー／“υ）′Ｊコａ的八へ用分に完全な分離を（ｌｔ　
７．　／−めに非Ｍに人、き／ｊカフ）・長か必要とな
るため、１１い１」゛い限に、Ａ］八（ｒ　ＩＩＩ　Ｉ
ＩＩを打する乙のである。しかし７なから、サイズか」
コＴｔｉ的に増大４”ろことに、］、ろ入杉化お、ｌ、
ひ：１ストＵ＋占を除き、距離に応して生じろ超音波の
祿Ｑｔυ、／−めおよび発射波および反射波」、ネルキ
ーかｒめ疋めらＡまた定ｒ（波を形成４ろ６Ｊ、うに１
′分に整合さ、仁でいろような長さに固定さイ１ろノニ
め、採用しｉ＋、１ろ７１３人カジノ、長に）」限界か
ある。ごの１−要問題Ｕ）池に、更に、末国特バ′１第
、１２８０８２３　’Ｊに記・成さイ１へ力′θＺ（Ｊ
カス雰囲気において生物＃：ｔｒ市を操（′１４ろこと
、特に、゛１１重粒子群の損傷あるいは変性の制御およ
び防止４−ることか困難であるという不都合がある。
たとえ、音響エネルギ一方法が非常に小さなザンプルの
簡単な分析よりはむしろ大１分離処理用に用いるように
したとしても大きな粒子固体群、特に生物粒子群の分離
における問題はなお厳しい情況にある。
例えば、もし上述したような英国特許第２０８！１４４
９ＢＡ号に記載されるような装置が混合固体群にお（Ｊ
る大愚粒子群の分離用に用いられたとしたら上記問題に
遭遇するであろうと予想される。
この種の装置において、コンノット内の液体流がある領
域を通過し、この領域において当該コンノットの対向両
端部にお（３る各超音波変換器が駆動信号によりそれら
の間に制御位相角をもって駆動され、これらの２つの変
換器の共通伝搬軸に沿って当該コンノットを通過して動
く定在波パターンを確立するようにされる。上記コンノ
ットを流通する流れによって運ばれる粒子群はその軸を
横断する定０：波内に入り、その音響エネルギーは゛１
′１該コンノントの長さ方向に沿−）た非水に短い距離
にわたってのみ有効とされる。粒子群が定７Ｊ：波に沿
−）で別々に変位することができる範囲は相応的に非常
に限定される。この限定力月二述したＪ、うに非均質粒
子群グループの分離が困難なことと合イ・）さって英国
特許第２０８９４４９８Ａ号に記載の装置は生物粒子群
の分離に全く適用できないことを會味４゛る。
解火切１ヅトζ１−４喋雅 この発明の目的は、異なった音響的性質をｆ」″する粒
子タイプの分離が【ｆ効に行なえろ方法お」；び装置を
提供ケることにある。
この発明によイ１ば、ｄ＆体媒質内に超音波定在波を伝
搬させるととらに議媒質と定在波間において相対運動を
行なイー）Ｌ！、１．記定在波音響」−ネルギおよび／
土たは１．記液体媒質のスト　タス力しく−くけ抗力に
よるーＶな−、た影響を受（ｊ７８異種タイプの粒子群
を分離するにあたり、Ｉ−記音響」゛、ネネルー１云搬
を周期的に変化さｌ、これに４１、す１．記定白波に関
して異なった速度で上記異種タイプの粒子群を運動させ
かっこれにより漸次分離させる方法が提１共される。
この方法は定在波の強さを変化させる変化させることに
より音響エネルギー伝搬の周期的変化を有効に行なうよ
うにするものである。この方法を実施するにあたり、定
在波は音響エネルギーを生成する電気駆動信号の位相の
一貫性を乱すことなく交番状に抑制および再確立が行な
われる。
上記超音波伝搬の変化を有効に行うもう１つの方法にお
いて定在波は可変速度をもって運動させられる。また、
そのような定在波の強さおよび運動の周期的変化を組み
合わせるようにすることらできる。
また、ごの発明によれば、液体媒質内で異種タイプの粒
子群を分離する装置であって、−に記液体媒質内で超音
波定在波を伝搬さ且るとともに当該媒質と定在波間にお
いて相対運動を行なわせる手段および上記音響エネルギ
ー伝搬を周期的に変化さＵる手段を備え、上記定在波の
音響エネルギーおよび／または゛１１該拉ｒ群と液体媒
質問の用２１運動によって発生されたスト−クスカらし
くは抗力に対し異なった応答をずろ異種タイプの粒子−
ｌｉｌが当該定在波に関（２て５１Ｉ！なった速度で運
動さ１１らイ１かつそれにより漸次分離されるようにし
た装置が提供される。
実施例 この発明を添付図面とともに説明４゛る。
第１図は、０．７ｍｍの波長、したかって１８１間あた
り１節間距離の一定速度において０３５ｍｍの部間距離
を有４−る超音波定在波１；波の伝搬を説明４′ろムの
である（そのような部間距離は、例えば室を晶での水中
において２ＭＩＩＺのらのに相当する）。液体媒質内で
のこの伝搬は、定在波と油体におけろ該定在波の軸方向
に沿って均一に相対運動を行うＪ：　’）に生起する。
伝搬軸に沿った距離（ｍｍ）か時間軸（（秒）に対しプ
ロットさＡ１、ごのグラフ（Ｊ当該液体に７・ｌし０．
３５ｍｍ／秒の速度をｆｉ’　する移動節（実線）に、
１、び腹（点線）を示４−０」：た、第１図（」１秒間
のサイクルにおいて伝搬される定在波１゛波が０７秒間
中断されたことを表している。該中断は０３秒間に抑え
られている一方、当該定在波と液体間の運動は部間周期
（波長／相対速度）を１秒とする一定の相対運動を伴っ
て連続的に伝搬されたものである。
もし液体に懸濁された粒子の固体群が定在波の音響エネ
ルギーに付されると、該波と液体間の当該相対速度にお
いて音響エネルギーから何ら影響を受けない粒子群は静
止し、そのうち弱い影響を受けた幾らかの粒子は各節が
通過する毎に略平均位置において振動する一方、強力に
影響された他の粒子群は各節とともに移動する。ここで
、当該いずれのタイプの粒子群が各節あるいは腹に引っ
張られ易いかどうかを判定するファクターは不明ではあ
るが、理論的理解が不足していようともこの発明には重
要なことではなく、この明細書において語“節”は節お
よび腹の両者を含むものと理解しなければならない。
１　　　　　　　　　異な°た２′のタイプ４およびＢ
の粒子群は第１図に示すように当該分離処理の開始時に
おいて定在波の節に接触しており、その後定在波を伴っ
た液体に対し相対的に運動する一方、音響力に対する応
答、したがって核部に対する接触強さ（」タイプＢのも
のに対４る。Ｊ、リタイブΔの乙のの方が大きくなって
いる。定ｌｒ波の停止を行った（第１図に示すように、
最初０２秒間行った）場合、拉ｒ群は液体内に静１１−
シて残留した。非蓮に小さい、例えばミクロンオーダー
の粒子（」小さな慣性力を有しかつ液体媒質内にお１」
る両タイプＡおよび１３の粒子は当該波が抑制されると
同時的に垂直方向の運動を停止する。
各節が中断期間に比例した距離を変位する状態で定在波
が０５秒間で再び確立されると、今度は粒子群Ａおよび
［３は始めに保持されていた節と次ぎの腹との間に位置
さｌらイする。音響力が強力に作用するＡタイ１粒子は
節自体が液体に対し相対的に移動する。１；りら速い速
度で元の節に向かって移動しかつこのようにして迅速に
当該節に再接触させられる。また、ＡＢタイプ粒子は元
の節に向　　　　　　　　　１かって移動する一方、そ
の速度が定在波と液体間における相対速度よりし低くな
る程度に引き付はられる。このようにして、Ｂ粒子自体
は次の腹において直ぐに見つかり、そこでは元の節と次
の節との吸引力が互いに解消され、次いで粒子が近（：
１いてくる次の節の影響下に入ってそれに向かって動く
。一方、粒子Ｂ自体は直ぐに次の節と接触し、よって２
つの粒子タイプは部間距離をもって分離される。粒子Ａ
が再び元の節に接触するとともに粒子Ｂカ月節間距離を
離れた後方に置かれると、定在波が再び抑制されるとと
もに当該サイクルが繰り返される。この操作が連続して
行なわれるにつれて、粒子群は当該定在波伝搬の中断回
数に応じた部間距離をもって分離される。一般に、中断
サイクル時間は部間周期と同じオーダの大きさとされ、
よって粒子ＡおよびＢは連続して何回もの機会が与えら
れ、比較的短期間にわたってそれらの分離が増大する。
第１図に示す装置において、節の進行は一定速度の定在
波の移動と関連付けられる。任意の部間周期に対し、定
在波が抑制される際の周期は当該波を再確立した際粒子
が占有する波パターンと関−１２゜ 連した位置を定める。明らかなように、抑制期間は、粒
子Ａ自体がある節と次の腹間に見出１４るような程度の
（＋／２）Ｘ部間距離より非常に短くする必要があり（
該期間（」部間周期のある累積値であるが、当該期間を
延長することは一般的に（」何ら利点がない）、それは
定在波にとって６刊となる一方、その間に粒子ｒ３は次
の節に後戻しざイする。
抑制期間が部間周期の一部分に相当電る期間に限定され
ると、ある節に向かって運ばれたこイ１らの粒子群は再
び当該節の近くで見出される。一方、粒子群は元の節に
近付ける必要がなく、粒子Ｂに作用する吸引力は当該節
に向かって引き付］Ｊるのに十分に強いものとされる。
各サイクルにおける定在波の伝搬周期に関し、この最も
簡単な方法が両粒子タイプを離間された各節に確実に接
触さＵるのに十分に長い期間定在波を保持する。このよ
うに、各中断時における定在波の状態は可成り精確に繰
り返すことができる。
一方、粒子Ａは粒子Ｂが次に続く節に後戻りさせられる
前に元の節に再び接触し、伝搬期間は、粒子Ａを再接触
させるとともに次の腹の領域内の何処かに粒子Ｂを残留
させるに十分に短縮した時間とすることができる。
これは、特に、高濃度の粒子群を処理する際に重要な意
義があり、そこではグループが頻繁に形成され、他の状
態においては理想的な分離を行えるようにできる限り頻
繁に繰り返される。例えば、１つのグループのある粒子
群を他のグループの粒子群の濃度よりし濃くなるように
することが考えられる。あるいは、もし当該処理が通常
現れるような横方向の乱れを最小とするエネルギー密度
の完全に均一でない定在波内で行なわれるならば、この
処理はカラム内の平均状態を完全に反映して目標の分離
度をもって連続的な粒子群の再配分を行うものと考えら
れる。
第２図は、伝搬周期が１サイクル０６５秒において０．
３５秒に低減された点を除いて第１図にお、　　　　　
　　　けると略同じ条件での処理を示す。第１サイクル
の末期において粒子Ａのエンリッヂ化粒子グループＡ、
が元の節に接触させられる一方、粒子Ｂのエンリッチ化
粒子グループＢ、が次の腹の領域内に存在する。」二足
波が第２サイクルにおいて再確立されると、グループＡ
１は再び第１サイクルにおける節アレイに対し同一位置
とさイ１、らう１つのＢグループの１３−リッチ分画Ｉ
ｌｌ　ｌが次の腹に後戻しされ、よって第３サイクルに
おいて元の節にそれ自体を接触しているグループＡ、は
更に１３グル一プ粒子の含量を低減■しめる一方、グル
ープＢ、はこの第２サイクルにお（ｊる非選別処理に付
されるとどしにイ゛）４″かに次の節と結合さイ１ろ。
第３サイクルにおいて、グループＡ、はグループ］（、
。
内に次のサイクルにお（１ろ元の節にそれ自体を接触さ
せるためにへ粒子の更に精製されたグループＡ、が残留
するように除去さ４また多くの１（タイプ粒子を有する
。第３サイクルにおいて、また第１サイクルにお（」る
元の混合物の位置に対応４′ろ位置でサイクルを開始し
て以来、Ｂ１グループ（」シう１つの分離工程に付さイ
１、Ａ−リッチ画分Ａ１１がそれから抜き出されるとと
乙に１３粒子の精製グループＢ、が残留する。
面間期間に対する伝搬期間、抑制期間およびサイクル期
間を変化させることにより、分離精度および所要の操作
速度を調節することがこの範囲内のものとなる。例えば
、第２図に記載したよりも更に短くすることができ、し
たがって、２つのグループが伝搬期間におｌ−する（Ｉ
／２）ｘ部間距離以下をしって分離されるときは連続分
離を確実に行うことができる。特に、通常は、より強力
に影譬されるグループが当該定在波の抑制前に元の節に
再接触することは必ずしも必要なことではない。
サイクル時間をできる限り最小実行期間に保持すること
により、液体内の非常に短い距離にわたって多数の分離
ステージを含ましめることができるから当該処理は選択
性の高いものとなる。
第３図は第１図および第２図の処理を実行する装置の概
略構成を示す。液体充填カラム２は対向する両端部に対
向させられた超音波変換器４により伝搬される定在波を
有する。上記カラムの対向両端部は液体槽６．８に浸漬
される一方、超音波エネルギーを透過する端プラグ１０
によりそれら一１６＝ の槽の内容物から遮断されている。各変換器４が各種の
液体に浸漬され、各変換器からの超音波上ネルギーの伝
搬軸か当該カラムの中心軸と同軸となるように配置され
ている。各変換器（」電源１２ａを備える発振器Ｉ２に
よりそれぞれ増幅器１４を介して駆動される。発振器１
２と一方の増幅器１４間の位相制御器１６は２つの変換
器の出力間の位相差を変化ざ仕、各変換器からの２つの
同軸状に伝搬される超音波出力を干渉させることににり
得られる定在波が当該カラム内である方向に沿ってかつ
」−記移相制御器により定められる速度で移動させられ
る。２つの増幅器１４用の？ｌｉ源１８（」スイッチ手
段２０により制御され、両度換器４の励振を連帯してオ
ン・オフすることにより既述ｊ。
たように定在波を周期的に抑制ずろＪ、うにナー）でい
る。
」−配力ラムは］二足プラグ間の液体充填空間の対向両
端部の近くにギヤリア液体用の人１１ボーｉ・２２およ
び出口ボート２４を有する。ザンブル１１−人ボート２
６．２８が各キャリア液体用ボーＩ・間でそれらの近（
に設置されている。
処理の１つのモーＩＳにおいて、液体ボート２２．２４
間に液体の低速連続流が形成され、２つの粒子タイプの
混合ザンブルが液体入［１ボート２２に隣接するボート
２６を介してカラムに射出される。
定在波は人口ボート２２から出口ボート２４に向けて移
動させられ、第１図および第２図の説明において述べた
ように、これらの粒子タイプが漸次分離されかつ当該カ
ラムの対向端部に向（Ｊて移行するにつれて互いに離間
させられる。液体出ロボ−１−２４を閉じかっそれに隣
接４゛るザンブルボート２８を開くことにより、第１の
粒子タイプの分離り′ループが当該カラムの遠位置に近
付いたときに種々の粒子グループが種々の時間間隔にわ
たってザンプルボートに到達するにつれて縦続的に収集
さイする。
更に簡単化するに（Ｊ、定在波によって生起され飯　　
　　　　　　たゆっくりした動きに委ねろことにより、
一端に単に１つの入［］ボートと他端に１対の対向ボー
トとを備えた液体カラムを使用するようにする。人１１
ボート（」カラノ・内にザンブルを６１人４゛ろのに（
・す用されるとともに当該ツノラムの対向端部に１１ろ
２つのボート間にお：」るフラノノコ液流か当該端部に
移動波により移動さ（１らイまた１−）のｔ☆ｒクルー
プを一掃する一方、残りの粒１”−１ｉか当該音響上ネ
ルギーにより影響さＡ１ない入１−１側端部に残留４′
ろ。
種々の超音波周波数および／またはエネルギー強さを選
定することにより混合物から種々の分画を分離すること
かできろ。
この発明のし６１つの処理方法を第４図に１．たかって
説明する。この処理においで定６“波か流動媒質を介し
て種々の速度で移動さＵられろ１．この実施例において
、２つの対向変換器に周期的に連続的に段階状の位ｔ’
（ｌ差変化が導入され、１０ステツプを備えた１秒間の
サイクルが図示さイ］、波速用（ｖ）が図面の左手側の
縦軸線ｌ−に９５ｍｍ／分の最大波速度から５ｍｍ／分
の最小波速度まで０１秒間３カ、Ｉゆ’）　ｈ’　Ｈ８
イ、７い；４，７．ｒ７□２，１□や４，１ことができ
、特別の場合、第４図に点線て示４、］、うな直線変化
か１秒間のサイクルにわたり１００ｍｍ／分から０まで
一定の直線変化率とされる。定在波の１つの節の全行程
距離が図面の右手側の縦軸線」二に目盛られた距離ｄ（
ｍｍ）に対して曲線ＤＡとしてブ〔ノッ）・さイ１．−
Ｃいる。　このように、完全な１ザイタルにわたり全行
程距離は０．８３ｍｍである。
定在波の速度変化が各粒子タイプの分離に対し当該定在
波による種々の影響がどのようにもたらされるかを理解
するために、前述した実施例からつぎのように理解され
る。即し、定在波の動きに伴う粒子の進行運動が当該定
在波に対する粒子の応答の強さに応じた限定された速度
を有し、したがって該応答は当該粒子に対するストーク
ス力を越えるしのにする必要がある。もし第４図に示す
要件にお］量る速度範囲をザンブルにおける種々の粒子
タイプの応答に整合するようにすれば、最も強力に影響
される粒子のみがギヤリア流動媒体に対する最高流速で
該波により引きずられかっ該定在波Ｅ波の速度と同一の
平均速度をもって運動する。
定在波の速度が最高速度よりある臨界値を低下すると、
影響度の弱い粒子群のみが当該定在波に引きすられる。
第４図（Ｊ定在波ｒ波にり・１し異ム゛−・へ応答をす
る３種類のｆ※ｉ′−１１Ａ、Ｉｌわ、１ミびＣの行（
′−距離曲線ＤＡ、Ｉ）ｌｌお６Ｊ、びＤＧを示４−０
ごイ１らのｔｓ＜　ｒ群に対する応答と（Ｊ、例えば、
粒子−△にχ・１４“ろ臨界あるいは過渡速度＋Ｊ：　
Ｉ　Ｉ　Ｏｍｍ／分、ｔ７ｒｌｌに／−）するそれは６
　（ｌ　ｍｍ／分、拉【Ｃに対４“ろそイ］（」３０ｍ
ｍ／分とさイする。当該波の最高速度、Ｊ、り入３い臨
界速度を有ｌｌ−ろｔ台子Ａ（」１つの面全体にわ〕−
一。
て接触］またままとさイするととらに１サイクルに４ノ
いて０．８３ｍｍの距離をｆｊ−ｉｔ’ろ節と　緒に動
く。ｔＩＩ丁Ｂは、当該サイクルの０４秒間において波
速度か６０ｍｍ／分以下に低下するまで定ｆＩ波に引き
ずらイ１、こイ１は当該サイクルの全残り部分０　、３
ｍｍにイ・）ノこ−、て行なわれる。同様に、粒子Ｃ１
１，０，７秒援引き４゛られかつ当該サイクルの末期に
０．０７５ｍｍ／ｌｌｌ移１ｒする。
−に記サイクルを連続して繰り返ケことにより各グルー
プに漸次分離されるのを改善するととしに分離された粒
子グループ間の離間距離を大きくすることができる。こ
の処理の効率（Ｊサイクル周波数とは比較的独ｑしたし
のとさイする。しかるに、サイクル時間か短くなれば成
る程好まシ、＜、４Ｍ１１ｚオーダの周波数において実
質的に１秒以下の短いサイクル時間（Ｊ当該粒子群を１
つの節に向１」て変位さＵるのに１゛分な長さの励振時
間ではないことが理解されよう。
第５図は、第４図に示す可変速度パターンを生成ずろた
めの各変換器用駆動回路のゆ形例のブ［７ソク図である
。
各変換器が第３図に示すと同様にして液体カラムに設置
される。いま、発振器１２が位相し！ツクユニット３２
を介して２つの増幅器１４の一方を駆動したどするど、
その人力および出力間の１１”ｔ　Ｉｌｌ差が選定さイ
する一方、移相制御器３４が所望の速度ブ〔ｌフィルに
関し当該選定されたｆ＆、Ｉ’ｌｌ差を変化さＵる。
移相器を用いろことにより、また第１図おＪ、び、　　
　　　　　　　第２図に示ず波抑制期間を設定すること
に代えて、実質的により短いサイクル時間において各節
の等価変位をりえるより大きいあるい（」より小さい位
相変化とする情況を確）ｆケることかてきる。こイ１は
第６図にしたか−）で説明される。その４１、パ）へ゛
情況において（Ｊ各ね−ｒに慣Ｐｌ力をＡ１容させるこ
とか要求さイ１ろ。しかるに、ごＡ１け比軸的急激か−
）大きな力の変化がそイ］らの拉１’　ＩＴに印加さイ
１ろことになるかししれないか小さなしのである。
既に述へたにうに、この発明（」りｃＪ−ｉトグフフィ
ーにのゐ適用てさるぽかりてなく、その（小用υ〕〜例
を小４′第７図にしたか−・て説明さイするＪ、″）に
連続分離処理に使用・するごとが−Ｃきろ１．第７図Ｕ
）装置（Ｊ第３図のカラ１．２を置換４−ろごとか′Ｃ
きる改良型酸体プノラノ、４２を小ｉ、超、“′、徹り
定白θす発！１丁段（」図示しないか、第５図にし１．
、、か−・て記載さイｌろ手段を用いで第４図にし７八
か−、ご記載さイ１〕−特ｐｌの回廊強度の波を採用４
゛ることかてきる。
カラ１．４２ｉＪ両端ブフタ”１０間のＪｉさｈ向（−
沿・て離間さ■て配置した一連のボートｄ　ｌｌ、１１
〔）、４８．５０および５２を（ｊｌる。ボート・１４
と４１６け循環コンノット５４と接続さＡ］、該循環：
Ｉノジソ）・５４を通して液体かポンプ５〔）に、Ｊ、
り引上出され、よ−）て該液体はカラ１３を通し−ζボ
ート４６からボート４４に流れろ。また、液体が乙５１
つのポンプ５８によりボート５０を介して当該カラムに
ポンプ輸送され、ボート４８および５２を介して送出さ
れる。分離しようとする粒状物質がボート６０を介して
循環コンジット５４に導入される。このポンプ輸送速度
はボート５０からボート４８への液体流速よりボー１−
　ｌＩ　６からボート４４への液体流速が大きくなるよ
うにされる一方、ボート４６からボート４８への逆方向
に低速流が存ｒ「するようにされる。
ボート４６の反対側の領域において定在波による十分な
影響を受（）る粒子群がボート５０に向かって動（各節
によってピックアップされ、ごのとき定在波と液体間の
相対速度はボート４６と４４間の比較的高速値からボー
ト４６と４８間の比較的低速値に変化させられる。ボー
ト４８の上方に向流液体流が形成され、再び定在波に対
する速度が高められる一方、その速度（Ｊ当該定在波か
ら全粒子群を遮蔽させるような大きさとはさイ］ない。
この、Ｊ、うにして、スト−クスカにス・ｌｌしｊｌ、
Ｉろ稈１艷に各節に強力に接触さｔｌら４１．、　／＝
　ｇ※ｒｊ旧」定在波ｌｆ７１Ｉ人緒にカラフ、を１ｋ
ｆＪろ　−ツバ残りのｔ５．　ｒ−Ｉｆｆ　＋」当該液
体流と一緒にカーフ１、からボートｌＩ　８り介（、て
離脱スル。ホｔ・４８ヲＪ過Ｌ−ｒｌ’ＪＩＩＬ４．ｉ
’ｅｌｌルＬｌｊｌ’グループｉＪ　＞１′Ｉ該液体流
と　緒にカラ１、からポー１５２を介（、て除去さＡす
る。
この処理方法において、カラ１、にお１ｊる２゛ツカ連
続した部分に４５いで２つの顕′ｌＸな向流系か１ｉ７
０７され、Ｊ、−・て循環流から抜き出さイ１ろ杓ｒｌ
ＩＣ’＋２つのグループか形１戊さイ］ろ３．どの実ｊ
１（１例か・−リド。
かなように、当該カラ！、の長さｈ向に沿・てさらに液
体入１−１および／土ノー（」出］Ｉボートを含」１１
て一連の異ちった速度情況を僅）７４ろごとかでき、こ
れにより連続処理にわいて況合拉ｒＩｉＴタルーブか分
離さイ１ろ分１ＩｒＩｌ数を増大４′ろごとかてきろ３
゜
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図（」としにその伝搬か周期的に抑制
さＡ１ろ定在波１：波により流動媒Ｔ’ｈ内にわ（）ろ
種々の粒子タイプの分離処理の概略説明図、第３図は第
１図おｊ、び第２図に記載される分離処理を実行するた
めの装置の概要構成図、第４図は定在波が可変速度をも
って伝搬される液体媒質にお（Ｊる種々の粒子タイプの
らう１つの分離処理を概略説明図、第５図は第４図の分
離処理を行うための第３図の装置を部分的に変形した装
置の部分構成図、第６図はらう１つの分離処理の変形例
であって、段階状に変位させるように定在波の伝搬時に
１ケ相を可変とした種々の粒子タイプの分離処理の説明
図、第７図は連続分離処理を実行するための第３図の装
置を部分的に変形した装置の部分構成図である。 ２・・カラト、　４・・変換器、　６．８・槽、１０　
端プラグ、１２　・発振器、１２ａ・電源、１４　増幅
器、１６　・位相制御器、１８・・電源、２０　スイッ
ヂ手段、　　２２　・入口ボート、２４・出口ボート、
２６．２Ｂ・ザンブル注入ボート、飯　　　　　　　　
　３２・位相ロックユニット、３４　移相制御器、４２
・・プノラム、４２．４４．４６．４８．５０．５２・
ボート、５４　循環コンノット、　　５６．５８　ポン
プ、６０・・ボート、Ａ、［３、Ｃ粒子タイプ、ＤＡ、
　ｒ）ｒ３．　ＤＣ節の全行程距離。 特許出願人　　ユニリーバ・ナーム〔Ｊ−ズ・ヘンノッ
トジャツブ 代理人弁理士　青　山　葆　はか１名 ｈ　寸　ｎ　輸　Ｎ Ｅ　　ｚ　　（ｇ、　　ＯＳ　（：） し

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）液体媒質内に超音波定在波を伝搬させるとともに
    該媒質と定在波間において相対運動を行なわせ、上記定
    在波音響エネルギーおよび／または上記液体媒質のスト
    ークス力もしくは抗力による異なつた影響を受ける異種
    タイプの粒子群を分離するにあたり、 上記エネルギー伝搬を周期的に変化させ、これにより上
    記定在波に関して異なつた速度で上記異種タイプの粒子
    群を運動させかつこれにより漸次分離させることを特徴
    とする方法。
  2. （２）定在波周期的に異なつた速度で移動させる特許請
    求の範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）移動定在波を生起するように相互作用を行なうよ
    うにした２つの音響エネルギー出力に実質的に瞬時位相
    変化を導入し、これにより当該定在波の実質的な連続運
    動に間欠的運動を付加するように重畳させる特許請求の
    範囲第２項に記載の方法。
  4. （４）定在波を可変速サイクルに付し、各サイクルにお
    いて当該定在波に対し運動の最大速度〜最小速度範囲内
    において一定方向に可変速させる特許請求の範囲２に記
    載の方法。
  5. （５）音響エネルギー伝搬の周期的変化を実効あらしめ
    るように定在波を変化させる特許請求の範囲第１項〜第
    ４項のいずれかに記載の方法。
  6. （６）定在波を周期的に抑制および再確立する特許請求
    の範囲５に記載の方法。
  7. （７）音響エネルギーを生起する電気駆動信号の位相の
    一貫性を乱すことなく定在波の周期的な抑制および再確
    立を行うようにした特許請求の範囲第６項に記載の方法
    。
  8. （８）液体媒質内で異種タイプの粒子群を分離する装置
    において、 上記液体媒質内で超音波定在波を伝搬させるとともに当
    該媒質と定在波間において相対運動を行なわせる手段お
    よび 上記音響エネルギー伝搬を周期的に変化させる手段を備
    え、 上記定在波の音響エネルギーおよび／または当該粒子群
    と液体媒質間の相対運動によつて発生されたストークス
    力もしくは抗力に対し異なつた応答をする異種タイプの
    粒子群が当該定在波に関して異なつた速度で運動させら
    れかつそれにより漸次分離されるようにしたことを特徴
    とする装置。
  9. （９）２つの超音波エネルギー出力間に位相差を生起さ
    せる位相制御手段を含み、これらの超音波エネルギー出
    力の相互作用により定在波を生成するようにした特許請
    求の範囲第８項に記載の装置。
  10. （１０）音響エネルギー伝搬を周期的に変化させるため
    に定在波に漸増変化を生起させる手段を設けた特許請求
    の範囲８または特許請求の範囲９に記載の装置。
  11. （１１）定在波を周期的に抑制する手段を備え、該定在
    波と液体媒質間において相対運動を行なわせるようにし
    た特許請求の範囲第８項に記載の装置。
  12. （１２）定在波を貫通する循環液体流を確立する手段を
    備えた特許請求の範囲第８項〜第１１項のいずれかに記
    載の装置。
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