JP2001503268A - 芝藻を用いて魚を養殖する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 飼料として芝藻を用いて生長しきった魚を生産する方法である。この方法は、生長貯水所(10)内で芝藻を最初に育てる一方、芝藻を振動する水の波面に当てる。生長表面からの芝藻を切り取り、切り取られた芝藻を第２の容器(20)に移す。他の実施例にて、酸素の豊富な水は生長貯水所から取り除かれて、第２の容器(20)にリサイクルされる。更に魚の新陳代謝及び呼吸の廃物の少なくとも一部は、芝藻を含む生長貯水所に移される。

Description

【発明の詳細な説明】 芝藻を用いて魚を養殖する方法 ［００１］発明の分野 本発明は芝藻を用いて生長した魚を経済的かつ高生産効率で養殖する方法に関 する。 ［００２］発明の背景 商業的な水産養殖場で水生植物の使用に対する関心がここ数十年の間に高まっ てきている。これまでは、プランクトン藻類の使用に関心が集められていた。し かしながら、数多くの問題があり、微小藻類(microalgae)を水産養殖場で商業的 規模で実行することを困難なものにしている。まず第１に、プランクトン藻類は 採取が困難なことである。そのような藻類は顕微鏡でしか見えない大きさである から、その使用が著しく制限される。第２に、プランクトン藻類は水媒体の中に 広く分散しているため、魚の餌供給手段として効率が悪いことである。 ［００３］ 最近は芝藻に注意が向けられてきた。例えば米国特許第４３３３２６３号には 、芝藻式除去装置（ＡＴＳ）を用いて、廃水から二酸化炭素、栄養分その他の汚 染物質 を除去することが記載されている。米国特許第４９６６０９６号及び第５１９７ ７９５号はその装置を実施するために適当な器具を開示している。今日まで魚飼 育に芝藻を使用した市場性のある方法は示唆されていない。 ［００４］発明の要旨 本発明は成長魚の生産を発展し、高める新規な方法に関するものである。本発 明の方法は薄生長貯水所である第一容器中で、芝藻に周期的な水面変動を加えて 生育させる行程を含んでいる。酸素豊富な水及び／又は芝藻は、幼魚（幼生）を 入れた幼魚タンクである第二容器へ移される。魚の新陳代謝と呼吸によって生成 された排泄物の少なくとも一部は、主にアンモニアと二酸化炭素を含んでいるが 、養魚タンクから芝藻生育容器へ移される。これら行程は、所望する量と大きさ の成長魚が得られ、取り出されるまで必要に応じて持続的に繰り返される。 ［００５］ 養魚タンクへ移されたとき、芝藻の少なくとも一部分は、移す以前に予め成長 表面から明確に切り出される。他の実施例では芝藻は魚自体によって切り出され 、この行程は通常その成長表面に付着させながら芝藻を魚容器へ移動させること により、又はその代わりに魚を生育容器へ集めることによって行われる。魚はこ のとき芝を付着表面から切り出す。 ［００６］図面の簡単な説明 図１は本発明の行程を簡略化した流れ図である。 図２は芝藻製造容器を使う場合の本発明の行程を図示する流れ図である。 図３は本発明の行程を一層詳しく示す流れ図であって、成長容器内で芝藻は魚 の貯蔵餌として使用される。 図４は本発明の行程を一層詳細に示す流れ図であって、成長容器内の芝藻は魚 の貯蔵餌には使用されない。 ［００７］望ましい実施例の詳細な説明 本発明の行程は芝藻を含む貯蔵餌から食用魚を飼育することである。「魚」の 語は、本発明ではティラピアなどのひれ魚を含むように用いられると特に望まし いが、軟体動物及び淡水産２枚貝を含むもっとも広い意味に用いられる。「芝藻 」の語は付着性小型藻のコロニー及び／又は小形の大型藻及び／又は小型藻や小 形の大型藻の胞子を意味する。「小型藻」の語は高さ又は長さが約２ｃｍより小 さな藻を意味する。「小形の大型藻」は高さ又は長さが約２０ｃｍより小なる藻 を意味する。底生性小型藻あるいは主にその様な藻によって作られたコロニーが 望ましい。 ［００８］ 本発明で使用される芝藻は、藻のバイオマス又は藻の 胞子を水システム中で光にさらすことによって形成される。胞子は貯水所の表面 へ「播種」される。芝藻は一層大きな大型藻によって、しばしば過度成長する前 に切り出される。 成長過程で芝藻を形成する任意の藻が本発明の藻源として使用するのに適して いる。付着性藻（これは一般に水中の表面に付着して成長する藻として定義され る）は、底生性藻（底面に成長する藻）と同様に使用される。塩水藻も使用でき るが、それらの藻は通常淡水藻である。 ［００９］ 望ましい藻類は、Cyanophyceae(藍藻綱）、Bacillariophyceae(珪藻綱）及びC hlorophyceae(緑藻綱）であり、望ましい属は次の通りである。 Cyanophyceae（藍藻綱） Oscillatoriasp．（ユレモ sp.） Oscillatoria subbrevis（ユレモ subbrevis） Oscillatoria princeps （ユレモ princeps） Anabena sp. Bacillariophyceae （珪藻綱） Navicula sp． （フネケイソウ sp.） Nitzschia sp． （ササノハケイソウ sp.） Cyclotella sp． （クラシオシラ sp.） Fragillaria sp． （オビケイソウ sp.） Melosira sp． （タルケイソウ sp.） Melosira varians （タルケイソウvarians） Melosira indica （タルケイソウindica） Amphipleura pellucida （フネケイソウpellucida） Eunotia pectinalis（イチモンジケイソウPectinalis） Cocconeis sp． （ツメケイソウ sp.） Amphora sp． Placoneis sp． Rholkoneis sp． Bacillaria sp． （ササノハケイソウ sp.） Ctenophora sp． Asterionella sp． （オビケイソウ sp.） Stauroneis sp． （フネケイソウ sp.） Surirella sp． Chlorophyceae （緑藻綱） Chlorella sp． （クロレラ sp.） Scenedesmus sp． （イカダモ sp.） Closterium sp． １ （ミカズキモ sp．1） Chroococcus sp． （クロロコックム sp.） Selenastrum sp． Enteromorpha clathrata （アオサ clathrata） Enteromorpha micrococca （アオサ micrococca） Cladophora sp． （シオグサ sp.） Cladophora gracilis （シオグサ gracilis） Cladophora crispata （シオグサ crispata） Ulothix aegualis （ヒビミドロ aegualis） Ulothix sp． （ヒビミドロ sp.） Stigeoclonium sp． （カエトフォラ sp.） Stigeoclonium tenue （カエトフォラtenue） Spirogyra rivularis （ホシミドロ rivularis） Spyrogra sp． Tribonema sp． （ヒモモ sp.） Rhizonclonium sp． Hydradictyon sp． （アミミドロ sp.） Microspora sp． （ミクロスポラ sp.） Pediastrum duplex （アミミドロ duplex） Dichotomosiphon tuberosus(チョウチンミドロtuberosus) Banglophycidae Compsopogon coeruleus ［０１０］ 特に好ましい属は、Ulothrix(ヒビミドロ)、Cladophora(シオグサ)、Enteromo rpha(アオサ)、Oscilliatoria(ユレモ)、Navicula(フネケイソウ)、Anabaena(ネ ンジュモ)、Nitzschia(ササノハケイソウ)である。 本発明で用いられ芝藻の生成において、塩水の属を用いることもできる。一般 的に、本発明で用いられる藻は、次の主な４つのグループに分けられる。 Green Algae （緑藻類） Bryopsis （ハネモ） Derbesia （ジェノイト） Smithsonia Brown Algae （褐藻類） Sphacelaria Giffordia Red Algae （紅藻類） Jania Amphiroa Centroceras Polysiphonia （フジマツモ） Gelidiella（シマテングサ） Ceramium （イギス） Herposiphonia Lophosiphonia Blue-Green Algae （藍藻類） Oscillatoria （ユレモ） SchizothriX Calothrix Microcoleus （ユレモ） ［０１１］ 更に低温の水中では、芝藻は、例えば次のものと、同様又は関連する属によっ て生成される。 Green Algae （緑藻類） Enteromorpha （アオノリ） Ulva （アオサ） Chaetomorpha Cladophora Brown Algae （褐藻類） Ectocarpus （シオミドロ） Giffordia Scytosiphon Red Algae （紅藻類） Acrochaetium Ceramium （イギス） Polysiphonlia （フジマツモ） Blue-Green Algae （藍藻類） Oscillatoria （ユレモ） calothrix Diatoms （珪藻類） Licmophora Melosira （タルケイソウ） ［０１２］ 上記表は、本発明に適用される藻類の主要な分類を単に例示したものである。 藻類は、塩属が望ましく、(1)SPhacelaria、(2)Cladophora、(3)Calothrix、(4) Herposiphonia、(5)Smithsonia及び(6)Giffordiaが挙げられる。 本発明に使用される芝藻は、解剖学的に単純な小さな藻類の密集したマットと して定義でき、一般的には高さ は数センチメートルよりも小さい。ベッドは典型的には平らなメッシュスクリー ンであって、藻類の生長の支持具として供される。そのような芝藻の組織増殖割 合は、通常、乾燥状態の重量で、一日当たり１平方メートル毎に約５〜４０ｇの 間である。十分に発達した芝中では、藻類は、一般的に、生長面の１平方メート ル当たり０．３〜５．０ｇの窒素を吸収する。 ［０１３］ 芝藻の生長は、水環境中で、胞子が定着し、水が通過する適当な増殖面を与え ることによって成り立つ。最初に棲みつくのは、通常非常に小さな珪藻と藍藻( シアノバクテリア)であり、これらは、急速に上記の属の種によって支配される 。そのような藻は、主として真水藻類である。 ［０１４］ 生長用貯水所は、屋外又は屋内に設けられる。屋外の場合、それは、人工又は 自然に出現した湖又は池又は水路である。特に屋内の場合は、タンク又は大型タ ンクであってよい。ここで使用される「貯水所(reservoir)」又は「容器(vessel )」は、人工的又は自然に形成される水生系の収容手段を意味するものとする。 ［０１５］ 藻類のバイオマスは、人工的な照明又は自然の照明の何れかが存在しなければ 生長しない。生長用貯水所が屋 外に配置されている場合、光源は、通常太陽である。屋内に配置されている場合 、人工光が用いられる。メタルハロゲン光は、最も効果的であり、人工光は藻類 が光を遮られることがないため、特に望ましい。蛍光灯は、さらに、効果的な人 工光源として用いることができる。芝藻には、一日約１２〜約２２時間の間、光 を当てる。 ［０１６］ 光を当てられ、攪拌(turbulent)条件下での藻類は、二酸化炭素や他の栄養物 を効果的に除去する。そのような場合、それらは、酸素を放出しながら、二酸化 炭素及び炭酸水素塩イオンを消費する。それらは、水系のｐＨをさらに増加させ る。栄養物が少ない状況では、それらは、リンと同様に窒素を定着させるのに用 いることができる。その結果、それらの流水は、アンモニア及びアンモニアの副 産物は少ない。それゆえ、芝藻は、低酸素、高二酸化炭素、高アンモニアの環境 を、高酸素、低二酸化炭素及び水性流水を含む低アンモニアに変換することがで きる。そのような流水は、魚を飼養する上で最も望ましい。 十分な光が供給されると仮定すると、藻類の増殖又は生長が制限を受けるのは 、水と着生した藻の細胞との間で、代謝産物−酸素、二酸化炭素及び栄養物−の 交換が不十分な場合である。 ［０１７］ 本発明で用いられる藻類は、生長面の上側に容易に付 着する。芝藻に適した生長面(growth surface)は、底生藻が着生するような、他 のよく知られた面だけでなく、スクリーンも含まれる。芝藻は、望ましくは、目 の細かいプラスチックスクリーンの上で増殖する。そのようなスクリーンは、タ ンクの底に適合したフレームに張って作ることができる。或いはまた、耐久性の 点から、多少粗目のポリエチレンスクリーンを用いることもできる。スクリーン のグリッド寸法は、付着性藻類の胞子が定着するのに適当な大きさにする。その 寸法は、おおよそ０．５〜１０mm、典型的には５mm程度とすることが理想的であ る。後述するとおり、そのようなスクリーンは、水系から取り出せるように設計 されることもある。これによりスクリーンを、魚飼養用タンクの中へ導入した後 、魚により、芝藻の採取(harvesting)が可能となる。 ［０１８］ スクリーンの他に、藻の生長が可能な粗い面であれば、その他の生長表面を用 いることもできる。 適当な光源に加えて、芝藻用の本質的要件として、栄養物を分配すると共に、 生成した一切の廃物を取り除くために、曝気(aeration)と水の攪拌を行なうこと ができる。 ［０１９］ 藻類の生長は、生長上でランダムであり、波作用は、芝を横切ったり通過し、 代謝物細胞周辺の水の交換を高 める。波サージは、藻生産と光合成を劇的に高める。波サージ作用は、さらに、 藻細胞と水媒体との間の代謝物の交換を高める。波作用によって生ずるサージは 、生長用貯水手段内で前後動を生じ、液体の一定の流れが、固定された対象を横 切るときに生ずるに多少のよどみ境界層の発達を阻止する。（定流は、静止位置 に糸状態を固定することがあり、非常に遅い動きの水を表層に発達する。） そのような代謝物細胞周辺の水の交換を最適化することにより、隣り合う細胞 によって、ある細胞が続けて影になることを防止する。それゆえ、望ましい実施 例では、付着性藻類は、振動波サージに影響される。 ［０２０］ 波サージ又は振動波動は、様々な方法で生じさせることができ、最も注目すべ きなのは、機械的な波発生装置である。芝藻の成長用貯水所が池のように自然の 水源である場合、十分な波サージは水の流れの中で自然の乱流によって造られる だろう。芝藻の成長用貯水所が人工である場合、芝藻と交差するように波サージ を発生させる方法は、当技術分野において多種多様に行われている。例えば、ダ ンプバケツ式波発生機について、米国特許第4,333,263号に記載されており、そ の引用を以て本願への記載加入とする。ポンプから生長用貯水所の中に供給され た水は、軸支された浅いバケツを具えた波発生機に送 られる。バケットが満たされると、波発生機は、軸に対して傾いて回転し、増殖 の低い面に波動を引き起こす。波発生機の機能は、投入される水量の作用と、浅 いバケツの大きさによって左右される。出口は、増殖貯水所の他端に形成される 。出口は、ポンプの出力に応じて、水流を調節するための適当な放水口とするこ とができる。 ［０２１］ 生長用貯蔵所内での波サージは、さらに、空気式波駆動システムと同様に、押 板と大きなピストンによって作り出すことができる。これらは、この技術分野で 良く知られている。タンク内の水を動かすために、様々な種類のポンプが利用で きるが、その中で、水中用遠心分離ポンプを用いることが望ましい。さらに、フ ラッパーバルブを有し、小さい吸上力から小さい圧力まで、比較的緩やかに入れ 替わるような、比較的直径の大きいダイヤフラム式ポンプを用いることができる 。化学分野における腐食性スラリーを移送するための圧縮空気駆動式のものが使 用可能であり、その他の産業で使われているものもまた容易に利用できる。 ［０２２］ 集約的な養魚に際して起こりがちな酸素不足と、老廃物の蓄積を避けるため、 芝藻式除去装置（ＡＴＳ）を使うことが通常望ましい。除去装置は主に芝藻を備 えており、分離したユニットであって、生育貯水所中に配置さ れる。適当なＡＴＳが米国特許４３３３２６３号及び第４９６６０９６号に記載 されており、これらを引用して出願の一部とする。ＡＴＳは芝藻のろこ期間中に 酸素を生成し、また点灯中か否かに係わらずアンモニアを除去する。日照時間中 の酸素生成を活用するため、日中芝藻を通した水の一部は別に貯められて、夜間 の供給に使われる。この様にして，ＡＴＳは魚に対する唯一の酸素供給源として 機能する。 ［０２３］ 除去装置は完全塩水、弱塩水及び淡水のシステム中で有効に働く。その結果除 去装置は酸素を飽和点の近く又はそれを超えた点に維持する。除去装置は波運動 を起こす手段と一緒に使われることが望ましい（その様な手段がない場合は、適 切な割合の酸素生成と栄養物除去を行うために、藻の成長の為の一層広い面積が 必要である）。 ［０２４］ 芝藻式除去装置は、最高割合のプラント生産量を達成するように設計されてい る。通常は浅底の槽が、露光と波運動最適条件を作り出す。ポンプが除去装置の 槽へ、除去装置の幅が１フィートあたり毎分約３ないし約２０ガロンの割合で水 を送る。槽の他端では重力式配水管を経て水が容器へ戻り、この水は波発生機に 供給するために使うことが出来る。 ［０２５］ 成長容器中の水のｐＨは理想的には約６．５から約１０．５望ましくは約７． ５から約９．０に維持されることが望ましい。一層酸性の状況が望まれるときは 酸性化し又は二酸化炭素を吹き込むことによってｐＨを下げることが出来る。供 給水にタンニンを加えることによっても酸性ｐＨ状況とすることが出来る。ｐＨ は投げ込み式スクラバー（dump scrubber）を用いるなどによって、水の波運動 と強さを変えてｐＨを調節することも出来る。例えば米国特許第４９６６０９６ 号であり、これを引用することによって出願の一部とする。 ［０２６］ 成長槽の水温は約０℃から約３５℃の間、望ましくは約２５℃から３０℃の間 に正しく維持される。 芝が大型藻へ過成長する以前に芝藻は（少なくともその一部分は）それの成長 表面から離される。これは生産を許容できる高レベルに維持し、採食微生物によ って捕食されることを防止する。表面又は基盤が十分に粗く、網の糸状ベースが 次の切り離しが維持されるとき、芝藻は直ちに再成長する。切り離しの頻度は芝 の生長に関係しており、それは観察せねばならない。 ［０２７］ 芝藻の生長表面がスクリーンである場合、生長表面から芝藻を切り出すには自 動車の風防の氷かきあるいは、かみそり刃のような鋭利なプラスチック製掻取り 具を使 って行われる。この操作は芝が逆らうように進化した捕食を招いている。これは また藻バイオマスに一体化した窒素、リン、炭素を捕まえることにより、全体シ ステムから効果的に栄養分を除去するものである。 ［０２８］ 芝藻を養魚タンクへ移す場合には、芝藻はあらかじめ又は移すと同時に収穫さ れる。スクリーンが使われている場合、芝藻を含むスクリーンが芝藻成長貯水所 から養魚タンクヘ直接に移しても良い。又は養魚タンクへ移す前にプラスティッ ク製スクレーパー又は鋭利な物を用いてスクリーンから芝藻を掻きとってもよい 。次にスクリーンは芝藻成長貯水所へ入れ替えられる。切り離した後、望ましく はスクリーンの目に絡まって残存する器具のフィラメントは除去された物と置き 換わって新しい成長を直ちに始める。更に、この切り離した芝藻はスキージ型の 道具を使って成長表面から藻マットを折ることにより収穫出来る。 ［０２９］ 成長と，それに続いてもし行われる場合は収穫の必要性の周期は、芝藻の成長 率を決める多くの要因に依存する。例えば露光の有無とその強さ、温度、波運動 そしてそれに伴って成長表面を通過する水流量、成長表面の大きさと栄養物の利 用性である。これら条件のそれぞれは藻の特定種の成長促進あるいは藻コロニー の全部の成長率を 改善する場合には、その改善のために変えられる。望ましい収穫周期は通常約７ 日から約２０日である。 ［０３０］ 芝藻は魚の捕食によって、又は手あるいは機械を使って切り取られ、望ましく は収穫される。 幼魚（幼生）又は魚卵を収容した養魚タンクに芝藻を加える以前に、少なくとも 水の一部は藻バイオマスから除去される。水は周知技術である蒸発法によって除 去される。望まれた場合は、芝藻は、パテの濃度（例えば練り歯磨き）になるま で水分除去される。切り取られた芝藻の固形分は約９５重量％である。通常は養 魚タンクへ入れる以前の芝藻の固形含有量は約８から約５０重量％である。 ［０３１］ 望まれた場合は、毎日養魚タンクに投入する芝藻量は推定される魚重量の約０ ．２５から約６％である。テラピアの場合、毎日養魚タンクに加える芝藻の量は タンク中の魚重量の約０．５から約４％である。タンクの大きさと数は重要では ない。しかしながら魚は大きなタンク中ではよく成長し、しかも大きなタンクで は貯蔵密度の調節は容易であるから、タンクには少なくとも約１００ガロンの水 をためることが使用上有利である。 ［０３２］ 高密度の魚養殖には、高割合の酸素供給が必要である。 従って養魚タンク中には適当レベルの酸素を維持することが重要である。望まし い実施例では、芝藻成長時水所（及び／又は望ましくは芝藻生成容器）から富酸 素水の少なくとも一部を取り出し、それを養魚タンクへ再循環することによって 天然資源を維持する。水中で芝藻が光合成によって生成した酸素は、魚の呼吸の ため養魚タンクヘ直接に使用される。芝藻式除去装置は、通常芝藻が露光されて いる間中、酸素を生成する。それは露光されているか否かに関係なく、アンモニ アを除去する。日中製造された酸素を利用するため、昼間芝藻を流通した水の一 部を夜間に使うために別にしておく。この様にして芝藻式除去装置は、魚に対し て唯一の酸素供給源として働く。又は補助酸素が周知な各種の手段によって供給 される。 ［０３３］ 養魚タンク中の水温は収容する魚の種類によって最適レベルに維持される。テ ラピアの場合、例えば最適水温は約７５°Ｆから約９０°Ｆである。 養魚タンク中に於けるアンモニア濃度は定期的に監視されねばならない。望まし くは、ほぼ毎日そして魚の種類によって異なる周期で行わねばならない。例えば 、テラピアの場合、少なくとも１０．ｐｐｍ更に望ましくは約５．０ｐｐｍ以下 に維持されねばならない。 ［０３４］ 魚の生成量を最大にするには、亜硝酸塩（nitrite）の濃度を最小にすること が最も重要である。パイプの内壁において、バクテリアは、アンモニアを亜硝酸 塩に（通常、パイプ表面において２〜６gN/m²/日のオーダで）急速に硝化する。 廃水中のアンモニアは、藻の主な生成源として、（尿素および尿酸から任意に） すぐに利用可能である。亜硝酸塩の濃度を最小にすることは、アンモニアの取込 みおよび藻の生成を最大にするために最も望ましい。亜硝酸塩の形成は、藻の擦 り落とし表面（scrubbing surface）に比してパイピング（piping）の量を最小 にすることにより、最も上手く回避される。パイピングが芝藻の生成に必要であ る場合、或るパイプラインの使用中にもう１つのパイプラインを清掃し得るよう に、交換用のパイプラインを使用することが望ましい。これにより、亜硝酸塩の 形成は、最小になる。亜硝酸塩の濃度は、１ppm以下に維持されるべきである。 硝酸塩の濃度は、約２００〜約３００ppm以下に維持されるべきである。 ［０３５］ また、養魚タンク内の水のｐＨを、ほぼ毎日規則的に監視し、必要があれば、 ｐＨを約６．５〜約８．５、望ましくは約７．０に維持するように調節すべきで ある。ｐＨが低い場合には、石灰、またはその他の無毒な水溶性アルカリ物質を 追加すべきである。ｐＨが高すぎる場合には、塩酸、または魚や植物の生命と両 立できるその他の 酸を追加すべきである。 ［０３６］ 養魚タンクにおいて生成された廃物の少なくとも一部は、芝藻養育用貯水所に 送られる。前記廃物は、主に二酸化炭素およびアンモニアである。二酸化炭素は 、生成中の芝藻によって使用される。アンモニアは、魚の主要な排泄物であり、 芝藻（algal turf）の成長のための良好な窒素源である。 ［０３７］ 本発明の他の実施例では、養魚タンクからの廃物は、芝藻養育用貯水所とは別 の芝藻生成用容器にリサイクルされる。通常、この実施例は、芝藻養育用貯水所 が天然の湖、池または水路であり、芝藻生成用容器が人工の水産地（aqueous ha bitat）であり、該水産地が、夫々の藻の胞子が定着して、芝藻養育領域を提供 できる領域を有している場合に使用される。芝藻生成用容器の芝藻は、養魚タン ク内の稚魚（immature fish）の貯蔵餌として使用され、上述の方法で、芝藻生 成用容器から切り離されて適宜刈り取られる。芝藻生成用容器内の芝藻の養育は 、芝藻養育用貯水所における芝藻の養育と相違することは無く、芝藻養育用貯水 所に関して上述したのと同じ条件およびパラメータの下で作用する(operate)。 ［０３８］ 本発明の全工程は、塩やその他の化学剤を追加するこ と無く処理されることができる。 さらに、本発明の処理を連続モードで稼動できる。この実施例では、養魚タン クからの廃物および呼吸の副産物は、芝藻の成長を促進するために、芝藻養育用 貯水所（及び／又は芝藻生成用容器）にリサイクルされる。次に、生成された（ resulting）芝藻は、本願にて説明されるように、養魚タンクに供給されて、サ イクルが繰り返される。次に、成魚の連続的な供給が手に入る。 ［０３９］ 本発明は、図１および図２に示される。図１では、養育用貯水所(10)において 芝藻が生成される。養育用貯水所は、水を有する人工または天然の物体の何れか である。芝藻は、切り離されると直ちに、若い（幼生の）魚を含む養魚タンク(2 0)内に導入される。魚は、分離した芝藻を消費する。養魚タンク(20)にて生成さ れた廃物および呼吸産物(28)、特に二酸化炭素、アンモニアおよびリン（phosph orous）が豊富な固体の有機廃物は、養育用貯水所(10)にリサイクルされて、芝 藻を生成するために使用される。光合成(15)から生じる生成物は、酸素、炭水化 物、タンパク質、リン（phosphorus）、およびその他のミネラルを含んでおり、 養魚タンク内に導入され、魚によって消費される。その他の方法としては、魚に とって必要な酸素を確実に供給するために、新鮮な酸素流(29)がタンク(20)に導 入される。 ［０４０］ 図２は、芝藻養育用貯水所とは別の芝藻生成用容器を使用することが望ましい システムを例示している。一般に、このことは、養育用貯水所が天然の水源であ る環境において起こりうる。明らかなように、タンク(20)からの呼吸産物および 廃物(38)は、芝藻生成用容器(30)に移される。養育用貯水所(10)に芝藻を生成し 続けることが望ましい場合には、前記廃物および呼吸産物は、(28)を介して養育 用貯水所に移される。結果として生じる芝藻における光合成産物(35)は、容器(3 0)からタンク(20)に移される。容器(30)にて生成された芝藻は、切り離されると 直ちに、タンク(20)に渡される。 ［０４１］ 図３は、本発明の方法における詳細な模式図である。芝藻は、例えば、米国特 許の第４３３３２６３号および第４９６６０９６号に記載されるような、芝藻ス クラバー（芝藻除去装置）(algal turf scrubber)(40)において生成される。流 入する水流は、低酸素、高二酸化炭素および高アンモニア濃度であり、(40)にお いて酸素の高い廃水流(50)へ移される。(40)において生成された芝藻(41)と、追 加の廃水流(50)は、養魚タンク(20)に移される。前記タンクは、150000ガロン程 度の水を保持できる。一般に、１ガロンの水に対して約０．７〜約０．８ポンド の魚が養魚タンク(20)内に存在する。水(22)は、タンク (20)に供給される。廃物および呼吸産物(28)は、廃水流(24)としてタンク(20)を 出る。廃水流(24)は、酸素が低く、且つ二酸化炭素およびアンモニアが高く、芝 藻スクラバー(40)に入る。 ［０４２］ さらに、廃水流(50)の一部は、ポンプ(60)に入る。流れの一部は、(64)におい てシステムから分離されて処分される。酸素流は、(68)において流れ(50)の残り 部分に注入される。それから、酸素が豊富な廃水流(70)は、養魚タンク(20)に入 る。 必要ならば、（第２の）芝藻スクラバー(45)を使用することにより、養魚タン ク(20)に導入される藻の供給量を増加できる。栄養分が豊富な流れ(44)は、第２ 芝藻スクラバーに入る。スクラバー(45)にて生成された芝藻は、藻の供給(55)と なって、養魚タンク(20)に追加される。 ［０４３］ 図４は、藻の供給路の無い養魚用の経路の概要を示している。(47)においてス クラバー(40)から放出された芝藻は、例えば、人間用の藻の食材のような、他へ の適用に引続き使用される。スクラバー(40)からの廃水は、養魚タンク(20)へリ サイクルされる前に、酸素注入器(69)によって追加されることができる。 本発明は、以下の例と関連して、より明確に示されるであろう。 ［０４４］例１ 図１に示されるシステムは、養魚タンク(20)、（ハーベスター(harvester)、 養育表面、（永続的或いは一時的に取り付けられたスクリーン(screen)、波発生 器からなる）芝藻スクラバー(40)、循環ポンプ、および酸素注入システム（オプ ション）からなる。養魚タンクは、形状は任意であり、当該分野において周知で ある。芝藻擦落しシステムは、稍傾斜した養育表面からなり、養育表面は、プラ スチックスクリーンで被覆されたプラスチックライナ（liner）材料によって形 成されており、プラスチックスクリーンは、該ライナに永続的または一時的に取 り付けられる。水は、循環ポンプにより、養魚タンクと芝藻スクラバーユニット を接続する配管（pipework）を通って移動する。水の流れが確立されると直ちに 、養魚タンクには、少量の若い魚が放流され、芝藻スクラバーには、藻の胞子が 蒔かれる。ティラピア（Tilapia）の生産工場の場合では、設計変数のシーケン スは、以下の方法で確立される。 a)一日の成長率を1.5％、所望する年間生産量を10000ポンドと仮定すると、未 収穫物（standing crop）の平均値は、1826.5ポンドに確立される。これは、酸 素消費量が約15.4ポンド／日（1826.5×0.00841）であると解される。 b)飼料供給の変換率（conversationratio）を1.7と仮定すると、食糧供給の要 求値は、約46.6ポンド／日（1826.5×1.5×1.7/100）であり、約1.4ポンド／日 （46.6×0.03）の窒素が水のカラム（column）に排泄される考えられる。 ［０４５］ 芝藻スクラバーに対する要求は、窒素を分離するのに必要な表面領域を評価す ることによって最良に決定される。魚養殖システム内の芝藻スクラバーは、２〜 15mg/m²/日/ラングリー(Langley)（太陽光線の計測単位）で窒素を分離する。太陽絶 縁（solar insulation）の最小値が400ラングリーである場所を用いると、芝藻スクラ バーの表面領域は、795平方メートル（1.4×1000×1000／(2×400×2.2)）であ る。芝藻スクラバーが生成した酸素は、約３8mg/m²/日/ラングリーである。この結果 、芝藻スクラバーにより、酸素の最小値は、26.6ポンド（38×400×2.2×795/10 00000）となる。生成された芝藻は、重量に関して、生成された酸素にほぼ等し い。その結果、給餌、窒素と酸素のそれぞれの管理に関して、芝藻スクラバーと 競争相手（competing alternatives）との最適のトレードオフは、容易に決定さ れる。 ［０４６］ 酸素を含んだ芝藻スクラバーの廃水は、日中に生成され、該廃水の一部は、夜 中に魚へ放出するために蓄積さ れる。しかしながら、夜間の酸素消費量を最小にするように供給時間を管理でき る。 藻は、以下に挙げる種々の方法の１つで収穫される。収穫オプション１ 芝藻スクラバーは、永続的に取り付けられたスクリーン、または付着した藻を 保持するのに適当なその他の粗い面により構成される。ハーベスターは、スキー ジ状のもので、または剃る様にして、バイオマスを切り離す様に養育表面を横切 る。これは、水が流れていても、滞っていても実行される。藻は、スキージ式ハ ーベスターの働きにより、或いは、収穫が水の流れにより行なわれる場合には、 水の運動により、スクリーンに対して養育表面の下方へ移動する。収穫された藻 は、スクリーンによって水から分離され、例えば、楔ワイヤ型（wedgewire）ス クリーンの柔和な活動によって分離される。該スクリーンは、養育表面の底縁を 横切るように向けられ、捕集用凹みにおける流れの中に向けられる。この時点で 、藻は、ペーストのような状態へと受動的に脱水され（dewater）て、魚に供給 される。 ［０４７］収穫オプション２ 芝藻スクラバーは、スクリーンで構成され、藻は、該スクリーン上に生長する 。スクリーンは、分離できるように、一時的な方法で、下方のプラスチックシー トに保 持される。スクリーンは、多数の方法で、プラスチックシート上に保持されるよ うに重みをかけられており、該方法の１つは、スロープの方向に通常は長手方向 に重いケーブルを配置することである。収穫の時がくると、スクリーンを下方に 保持する重りを持ち上げることにより、スクリーンが分離される。次に、スクリ ーンは、プラスチックライナーから引き離され、魚がスクリーンから藻を食べら れるように魚タンク内に配備される。収穫すると直ちに、スクリーンは、芝藻ス クラバーに戻されて、サイクルが繰り返される。 ［０４８］収穫オプション３ 魚は、芝藻スクラバーユニット上に集められ、藻を食べることができるように する。藻が分離されると、魚は、養育表面から離れて集められて、藻は、再び生 成されることができる。 表面領域を所望の利点に従って拡大または縮小できることは明らかである。例 えば、より多くの藻が魚を育てるのに必要とされる場合には、藻の生産量を増や すために、表面が拡大され、栄養源が追加される。或いは、魚の餌が不要な場合 、例えば、藻を食べない種類の魚を養殖する場合には、藻の生産のために表面領 域を増加する必要は無い。さらに、ＡＴＳの表面領域が上記養殖される領域より も少ない場合には、（当該分野において周知の システムにより）余分な酸素の追加および余分な窒素の除去が行なわれる。 ［０４９］ 以下のクレーム記載するような、本発明の精神および範囲から離れることなし に、本願に記載した種々の要素、工程および手順における性質、構成、操作およ び配置を変化させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 パーガソン，リチャード アメリカ合衆国 77479 テキサス，シュ ガー ランド，ジョンソン レーン，リチ ャード 631,

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．魚を育てる方法に於いて、 (A)芝藻が大形藻(macroalgae)にまで生長する前に、芝藻生長貯水所の生長表面 から切り取られた芝藻を養魚タンクに移す工程と、 (B)養魚タンク内の若魚に切り取られた芝藻をあてがい、切り取られた芝藻の少 なくとも一部を魚に消費させる工程と、 (C)芝藻生長貯水所から酸素の豊富な水を取り出し、養魚タンクにリサイクルす る工程と、 (D)魚の新陳代謝及び呼吸時の廃物の少なくとも一部を芝藻生長貯水所に移す工 程と、 (E)工程(A)(B)(C)及び(D)を養魚タンク内で生長した魚を得るまで繰り返す工程 と、 (F)養魚タンクから生長しきった魚を収穫する工程とから構成される方法。 ２．請求項１の方法に於いて、切り取られた芝藻は工程(A)の前に生長表面から 収穫される。 ３．請求項１の方法に於いて、切り取られた芝藻は工程(A)に続いて生長表面か ら収穫される。 ４．請求項１の方法に於いて、芝藻生長貯水所内の芝藻は振動する水の波面に当 てられる。 ５．請求項１の方法に於いて、芝藻生長貯水所内の芝藻 への生長表面はスクリーンである。 ６．請求項１の方法に於いて、芝藻生長貯水所内の生長表面から切り取られた芝 藻はヒビミドロ(Ulothrix)、シオグサ(Cladophora)、アオサ(Enteromorpha)、ユ レモ(Oｓcillatoria)、フネケイソウ(Navicula)、ネンジュモ(Anabaena)、ササ ノハケイソウ(Nitzschia)属である。 ７．生長しきった魚を育てる方法に於いて、 (A)芝藻に生長貯水所を供給し、該貯水所内で芝藻への生長表面は水に接し、芝 藻は生長表面の上面にくっつき、芝藻を横切って振動する水の波面を形成する工 程と、 (B)生長表面からの芝藻の少なくとも一部を切り取る工程と、 (C)切り取られた芝藻を若魚を含む養魚タンクに移し、移された芝藻の少なくと も一部を魚に消費させる工程と、 (D)生長貯水所から酸素の豊富な水を取り除き、養魚タンクにリサイクルする工 程と、 (E)養魚タンクから魚からの新陳代謝及び呼吸時の廃物の少なくとも一部を、芝 藻を含む生長貯水所に移す工程と、 (F)工程(B)から(E)を、養魚タンク内で生長した魚を得るまで連続的に繰り返す 工程と、 (G)養魚タンクから生長した魚を収穫する工程とから構成される方法。 ８．請求項７の方法に於いて、芝藻は養魚タンクに導入れる前に生長表面から刈 り取られる。 ９．請求項７の方法に於いて、芝藻の生長表面はスクリーンである。 １０．請求項７の方法に於いて、工程(D)にて生長貯水所から取り出された水は 、養魚タンクに移される前に、自由酸素(free oxygen)によって処理される。 １１．請求項７の方法に於いて、工程(A)の芝藻は藻の胞子を生長貯水所に導入 し、前記胞子に生長表面を供給し、該生長表面に光を当てて生成される。 １２．請求項７の方法に於いて、魚はテラピア(Tilapia)である。 １３．請求項７の方法に於いて、芝藻はヒビミドロ、シオグサ、アオサ、ユレモ 、フネケイソウ、ネンジュモ、ササノハケイソウ属である。 １４．生長しきった魚を生成する方法に於いて、 (A)芝藻生長貯水所から芝藻を養魚タンクに移す工程と、 (B)養魚タンク内の若魚に移された芝藻をあてがい、移された芝藻の少なくとも 一部を魚に消費させる工程と、 (C)生長しきった魚が生成されるまで工程(A)と(B)を 必要に応じて繰り返す工程と、 (D)養魚タンクから生長しきった魚を得る工程とから構成される方法。 １５．請求項１４の方法に於いて、工程(D)の前に芝藻生長貯水所から酸素の豊 富な水を取り出し、養魚タンクにリサイクルする工程を更に有する。 １６．請求項１４の方法に於いて、工程(D)の前に魚の新陳代謝及び呼吸の廃物 を養魚タンクから芝藻生長貯水所に移す工程を更に有する。 １７．請求項１４の方法に於いて、芝藻は工程(A)の前に生長表面から収穫され る。 １８．請求項１４の方法に於いて、芝藻は工程(A)に引き続いて生長表面から収 穫される。 １９．請求項１４の方法に於いて、芝藻生長貯水所にて生成された芝藻は振動す る水の波面に当てられる。 ２０．請求項１４の方法に於いて、芝藻生長貯水所内の芝藻への生長表面はスク リーンである。 ２１．請求項１４の方法に於いて、芝藻はヒビミドロ、シオグサ、アオサ、ユレ モ、フネケイソウ、ネンジュモ、ササノハケイソウ属である。 ２２．生長しきった魚を生成する方法に於いて、 (A)生長貯水所内の芝藻に生長表面を供給し、生長表面は水に接触する工程と、 (B)生長表面に光を提供して、該生長表面上の芝藻を 育てる一方、生長表面を水の波動に当てて、細胞包囲水との交換を促進する工程 と、 (C)生長表面からの芝藻の少なくとも一部を切り取る工程と、 (D)芝藻の少なくとも一部を若魚を含む養魚タンクに移し、若魚に少なくとも一 部の芝藻を消費させる工程と、 (E)養魚タンク内の魚が生み出した廃物を芝藻の生長表面を有する芝藻生成容器 に移す工程と、 (F)芝藻生成容器の生長表面に光を当てて、該生長表面上の芝藻を育てる工程と 、 (G)芝藻生成容器の芝藻を水の波動に当てて、容器内の細胞包囲水との交換を促 進する工程と、 (H)芝藻生成容器からの芝藻の少なくとも一部を養魚タンクに移し、前記魚に少 なくとも一部の芝藻を消費させる工程と、 (K)養魚タンクにて生長しきった魚を得るまで、工程(E)から(H)までを連続して 繰り返す工程と、 (L)養魚タンクから生長しきった魚を収穫する工程とから構成される方法。 ２３．請求項２２の方法に於いて、生長貯水所からの芝藻の少なくとも一部は養 魚タンクに導入する前に、芝藻の生長表面から収穫される。 ２４．請求項２２の方法に於いて、芝藻生成容器からの 芝藻の少なくとも一部は養魚タンクに導入する前に、芝藻の生長表面から収穫さ れる。 ２５．請求項２３の方法に於いて、芝藻生成容器からの芝藻の少なくとも一部は 養魚タンクに導入する前に、芝藻の生長表面から収穫される。 ２６．請求項２２の方法に於いて、芝藻生長貯水所内の芝藻への生長表面はスク リーンである。 ２７．請求項２２の方法に於いて、芝藻生成容器内の芝藻への生長表面はスクリ ーンである。 ２８．請求項２６の方法に於いて、芝藻生成容器内の芝藻への生長表面はスクリ ーンである。 ２９．請求項２２の方法に於いて、工程(C)に引き続いて、酸素の豊富な水を芝 藻生長貯水所から養魚タンクに移す工程を更に有する。 ３０．請求項２２の方法に於いて、工程(G)に引き続いて、酸素の豊富な水を芝 藻生成容器から養魚タンクに移す工程を更に有する。 ３１．請求項３０の方法に於いて、工程(G)に引き続いて、酸素の豊富な水を芝 藻生長貯水所から養魚タンクに移す工程を更に有する。 ３２．請求項２２の方法に於いて、工程(D)にて養魚タンクに移される芝藻は、 ヒビミドロ、シオグサ、アオサ、ユレモ、フネケイソウ、ネンジュモ、ササノハ ケイソウ属である。 ３３．請求項２２の方法に於いて、魚はテラピアである。 ３４．生長しきった魚を生成する方法に於いて、 (A)生長貯水所内の芝藻に生長表面を供給し、生長表面が水に接触する工程と、 (B)生長表面に光を当てて、該表面上の芝藻を育てる工程と、 (C)酸素の豊富な水の少なくとも一部を、新陳代謝交換の為に生長貯水所から若 魚を含む養魚タンクに移す工程と、 (D)魚の新陳代謝及び呼吸の廃物の少なくとも一部を芝藻生長貯水所に移す工程 と、 (E)生長しきった魚が得られるまで、工程(B)から(D)を連続して繰り返す工程と 、 (F)養魚タンクから生長しきった魚を収穫する工程とから構成される方法。 ３５．請求項３４の方法に於いて、芝藻生長貯水所内の 芝藻は、振動する水の 波面に当てられる。 ３６．請求項３４の方法に於いて、芝藻生長貯水所内の芝藻の生長表面はスクリ ーンである。 ３７．請求項３４の方法に於いて、工程(C)にて生長貯水所から取り除かれた水 は養魚タンクに移される前に自由酸素(free oxygen)によって処理される。