JP2010148433A - Method for fixing carbon dioxide gas and system thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for fixing carbon dioxide gas in the air with which a culture is performed even using a high-concentration carbon dioxide gas, a culture solution in which carbon dioxide gas is dissolved is approximately uniformly introduced into a culture tank and dissolved carbon dioxide gas concentration in the culture tank is simply controlled and a system therefor. <P>SOLUTION: The system for fixing a carbon dioxide gas includes a carbon dioxide gas source for supplying at least a carbon dioxide gas, a culture system containing at least a culture solution for culturing a chloroplast-containing protozoan or native vegetation, a system for preparing a culture solution of dissolved carbon dioxide gas from a gas containing at least a carbon dioxide gas supplied from the carbon dioxide gas source and the culture solution, at least one carbon dioxide gas liquid-communicating tube for communicating the carbon dioxide gas source to the system for preparing the culture solution of dissolved carbon dioxide gas, and at least two culture solution communicating tubes for liquid-communicating the culture system to the system for preparing the culture solution of dissolved carbon dioxide gas. The method for fixing a carbon dioxide gas makes good use of the system. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は大気中に含まれる不要な炭酸ガスを固定して除去する方法及びそのシステムに関する。   The present invention relates to a method and system for fixing and removing unnecessary carbon dioxide contained in the atmosphere.

大気中の炭酸ガスの濃度の上昇による地球的規模の問題が社会問題化している。この地球的規模の問題を解決する手段には各種の方法が提案されているが、これらの中でも、ユーグレナに属する原生動物や藻類により炭酸ガスを固定する方法が注目されている(特許文献1、特許文献2)。   A global problem due to an increase in the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has become a social issue. Various methods have been proposed as means for solving this global problem, and among these, a method of fixing carbon dioxide with protozoa and algae belonging to Euglena has attracted attention (Patent Document 1, Patent Document 2).

一般的に、ユーグレナに属する原生動物や淡水や海水中に生息する藻類(以下、「葉緑体保有原生動植物」と総称する)の細胞内の葉緑素による光合成においては、炭酸ガス濃度が高ければ高いほど、光合成スピードが速くなることが期待できる。   In general, in photosynthesis by chlorophyll in cells of protozoa belonging to Euglena and algae inhabiting freshwater and seawater (hereinafter collectively referred to as “protoplasts and plants with chloroplasts”), the higher the carbon dioxide concentration, the higher It can be expected that the photosynthesis speed will increase.

また、葉緑体保有原生動植物の生息密度を高める方が設備スペースの節約にもなり好ましいので、そのような生息密度の高いコロニーの個々の葉緑体保有原生動植物にまんべんなく炭酸ガスを供給する為にも培養液中の炭酸ガスの溶存濃度を高める必要がある。   In addition, it is preferable to increase the population density of protoplasts and plants with chloroplasts in order to save equipment space, so that carbon dioxide gas is supplied evenly to individual chloroplasts and plants and plants that have a high population density. In addition, it is necessary to increase the dissolved concentration of carbon dioxide in the culture solution.

しかしながら、ユーグレナに属する原生動物を使用する方法においては、培養液中に通気する気体中の炭酸ガス濃度が上昇すると、該原生動物の細胞中の炭酸同化タンパク質が変質してしまい、通気する炭酸ガスの濃度が約50%を超えると、当該原生動物が死滅すると言う問題があると言われている(非特許文献1)。   However, in the method using a protozoan belonging to Euglena, when the carbon dioxide concentration in the gas aerated in the culture solution increases, the carbon dioxide assimilation protein in the cells of the protozoa is altered and the aerated carbon dioxide gas It is said that there is a problem that the protozoan is killed when the concentration of is over about 50% (Non-patent Document 1).

非特許文献1には、下図に示すように、培養液中に通気する気体中の炭酸ガス濃度が15〜20%をピークとして、その濃度が上昇するに従ってユーグレナの増殖速度が減少し、60〜80%にも達すると逆に死滅するというユーグレナのユニークな特性が開示されている。   In Non-Patent Document 1, as shown in the figure below, the carbon dioxide concentration in the gas aerated in the culture solution peaks at 15 to 20%, and the growth rate of Euglena decreases as the concentration increases. The unique property of Euglena is disclosed that when it reaches 80%, it will die.

Figure 2010148433
出典:非特許文献1
Figure 2010148433
Source: Non-Patent Document 1

本発明者らは、この特性を確認すべく、下記に記載の比較例1にあるような実験条件で追試を行った結果、炭酸ガス濃度がほぼ100%になる気体をユーグレナの培養液中に直接通気したところ、確かに、殆どのユーグレナが死滅し、かつ、その死滅後の細胞の破片が培養液中に散乱すると言う現象を確認した(図8参照)。   In order to confirm this characteristic, the present inventors conducted a supplementary test under the experimental conditions as described in Comparative Example 1 described below. As a result, a gas having a carbon dioxide concentration of almost 100% was contained in the Euglena culture solution. When aeration was performed directly, it was confirmed that most Euglena was killed and that cell fragments after the death were scattered in the culture solution (see FIG. 8).

一方、淡水や海水中に生息する藻類により炭酸ガスを固定する場合においても培養液中に炭酸ガスを通気させることが一般的に行われているが、この場合、培養液中に通気する気体中の炭酸ガス濃度が上昇すると、培養液中に炭酸水素イオンや炭酸イオンが生成され、その結果、培養液のpHが低下して藻類が死滅すると言う問題が特許文献2に指摘されている。   On the other hand, in the case where carbon dioxide is fixed by algae that inhabit freshwater or seawater, carbon dioxide is generally aerated in the culture solution. In this case, in the gas aerated in the culture solution Patent Document 2 points out a problem that when the concentration of carbon dioxide gas increases, bicarbonate ions and carbonate ions are generated in the culture solution, and as a result, the pH of the culture solution decreases and the algae die.

この問題を解決するために、特許文献2においては、培養液を電気分解することによりアルカリ性になるよう制御するためにpH調整手段を具備することが開示されているが、システム操作が複雑になると言う問題がある。例えば、電解質を含む水溶液を電気分解してアルカリ性を維持するとしても、アルカリ性が維持できる領域は陰極の周囲のみであり、陽極には電解質中の金属イオンが析出すると共に、その周囲には酸性領域を形成してしまうと言う問題があり、また、水溶液中の分子やイオンの拡散速度は極めて緩慢であるので、藻類を入れた槽が大きくなると槽内の水溶液のpHを均一に維持することが困難となる等々の問題があった。   In order to solve this problem, Patent Document 2 discloses that a pH adjusting means is provided for controlling the culture medium to be alkaline by electrolysis, but the system operation is complicated. There is a problem to say. For example, even if an aqueous solution containing an electrolyte is electrolyzed to maintain alkalinity, the region where alkalinity can be maintained is only around the cathode, and metal ions in the electrolyte are deposited on the anode, and an acidic region around it. In addition, since the diffusion rate of molecules and ions in the aqueous solution is extremely slow, it is possible to maintain a uniform pH of the aqueous solution in the tank when the tank containing the algae is enlarged. There were problems such as difficulties.

また、特許文献3に開示された低pH耐性の新規微細藻類であっても、非特許文献1に記載されたようなユーグレナの場合と同様な問題、即ち、培養液中に通気する気体中の炭酸ガス濃度がある値をピークとして、その濃度が上昇するに従って増殖速度が減少し、逆に死滅することが開示されている(下図参照)が、特許文献2にはこのような問題は認識されていなく、その解決手段も教示されていない。   Further, even the novel microalgae with low pH tolerance disclosed in Patent Document 3 has the same problem as in Euglena as described in Non-Patent Document 1, that is, in the gas aerated in the culture solution. It is disclosed that the carbon dioxide concentration peaks at a certain value, and the growth rate decreases as the concentration increases, and conversely dies (see the figure below). However, Patent Document 2 recognizes such a problem. And no solution is taught.

Figure 2010148433
(出典:特許文献3)
Figure 2010148433
(Source: Patent Document 3)

上記のような従来技術に内在する課題の原因について、本発明の技術的範囲を何ら制約することなく考察を加えるとすれば、以下のようなことが想定される。即ち、培養液中に炭酸ガスを含む気体を通気する場合には、その気体と培養液との接触面積を増大するために、炭酸ガスを含む気体ができるだけ小さなサイズの気泡となるように多孔質セラミックや中空糸等を介して培養液に通気することが一般的に行われているが、通気手段の如何を問わず、培養液中に現れる気泡中の圧力は大気圧を超えざるを得ない。このような場合、周知のヘンリーの法則により、気泡と液体との界面のごく近傍では、気泡から遠く離れた場所に比べて、また、大気圧下の場合と比較して、気泡中の炭酸ガスがより多く溶解することが想定される。これまた周知の通り、炭酸ガスが液体中に溶解すると、その液体のpHが低下し、極端な場合には、1とか2のような強酸性となることも想定される。例えば、特許文献3には、緩衝作用の強い海水ベースの培養液に炭酸ガスの分圧が20%の気体を吹き込むとpHが4程度まで低下することが開示されている。すると、偶然このような界面近傍に存在した個々の葉緑素保有原生動植物は、その細胞膜が強酸により溶解されることが想定される。このような現象は、通気により培養液中に発生した炭酸ガス含有気体の気泡の大きさよりも遙かに小さいサイズの葉緑体保有原生動植物においては顕著に現れることが想定される。   Assuming that the causes of the problems inherent in the prior art as described above are considered without restricting the technical scope of the present invention, the following is assumed. That is, when a gas containing carbon dioxide gas is passed through the culture solution, the porous material is formed so that the gas containing the carbon dioxide gas is as small as possible in order to increase the contact area between the gas and the culture solution. Although it is common to ventilate the culture solution through ceramics or hollow fibers, the pressure in the bubbles that appear in the culture solution must exceed atmospheric pressure regardless of the means of ventilation. . In such a case, according to the well-known Henry's law, the carbon dioxide gas in the bubble is very close to the interface between the bubble and the liquid compared to a place far away from the bubble and under atmospheric pressure. Are expected to dissolve more. As is well known, when carbon dioxide gas is dissolved in a liquid, the pH of the liquid is lowered, and in extreme cases, it may be assumed that the acidity becomes strong acid such as 1 or 2. For example, Patent Document 3 discloses that pH is lowered to about 4 when a gas having a partial pressure of carbon dioxide of 20% is blown into a seawater-based culture solution having a strong buffering action. Then, it is assumed that the cell membrane of each chlorophyll-carrying native plant and animal that existed near the interface by chance is dissolved by a strong acid. It is assumed that such a phenomenon appears remarkably in a chloroplast-bearing native plant or animal whose size is much smaller than the size of bubbles of carbon dioxide-containing gas generated in the culture solution by aeration.

しかしながら、水中を浮遊しつつ光合成を行う原生動物や微細藻類を活用する炭酸ガス固定法に関する特許文献1乃至特許文献3に代表される従来技術においては、上記のような課題は何ら認識されて来なかった。   However, in the conventional techniques represented by Patent Document 1 to Patent Document 3 relating to carbon dioxide fixing methods utilizing protozoa and microalgae that perform photosynthesis while floating in water, the above problems have been recognized at all. There wasn't.

そこで、本発明者らは、炭酸ガスを簡便に効率良く固定し、更に固定された有機物を有効に活用できる炭酸ガス固定法を提供することを目的として鋭意研究した結果、驚くべきことに、炭酸ガスを培養液中に直接通気しない限りにおいては、あるいは、通気された炭酸ガス含有気体の気泡とユーグレナとが直接接触しない限りにおいては、炭酸ガスが実質的に飽和濃度(大気圧下)で溶解した培養液であっても、ユーグレナが死滅することなく、また、その光合成機能が何ら損なわれることがないことをここに初めて見いだし、この知見に基づいて、炭酸ガスの固定に使用される公知の葉緑体保有原生動植物を使いつつも培養液のpHを調整する必要もない簡便な炭酸ガス固定法及びそのシステムを開発し本発明を為すに至った。   Therefore, as a result of intensive research aimed at providing a carbon dioxide fixing method capable of fixing carbon dioxide simply and efficiently and further effectively utilizing the fixed organic matter, surprisingly, the inventors have Carbon dioxide dissolves at a substantially saturated concentration (under atmospheric pressure) as long as the gas is not directly vented into the culture solution, or unless the aerated carbon dioxide-containing gas bubbles and Euglena are in direct contact with each other. It was found for the first time that Euglena was not killed and its photosynthetic function was not impaired at all even in the case of the prepared culture solution. The present inventors have developed a simple carbon dioxide fixation method and a system thereof that do not require adjustment of the pH of a culture solution while using protoplasts and plants that possess chloroplasts.

特開2002−262858号公報JP 2002-262858 A 特開2008−22740号公報JP 2008-22740 A 特開平7−51051号公報JP-A-7-51051 中野長久他、CELSS学会誌、10(21)、12−23ページ、1995Nakano Nagahisa et al., CELSS Journal, 10 (21), 12-23, 1995 気象研究所技術報告、第41号、2000年、6頁Meteorological Research Institute Technical Report, No. 41, 2000, p. 6

すなわち本発明は、本発明と同じ発明者らにより発明された気液混合装置(国際出願番号PCT/JP2007/066197に開示の気液混合装置)を用い、炭酸ガスを大気圧下で実質的に飽和濃度で溶解する溶液中に炭酸ガスを封入したナノメートルサイズの気泡を含む(以下、「溶存」)炭酸ガス高濃度溶存培養液を別途調製し、この培養液をユーグレナに属する原生動物又は淡水や海水中に生息する藻類(特に、浮遊型微細藻類)の培養槽に供給することを特徴とする炭酸ガス固定法及びそのシステムである。   That is, the present invention uses a gas-liquid mixing apparatus (gas-liquid mixing apparatus disclosed in International Application No. PCT / JP2007 / 066197) invented by the same inventors as the present invention, and carbon dioxide gas is substantially reduced under atmospheric pressure. Separately prepare a high-concentration carbon dioxide-dissolved culture solution containing nanometer-sized bubbles in which carbon dioxide is enclosed in a solution that dissolves at a saturated concentration (hereinafter “dissolved”), and use this culture solution as a protozoan or freshwater belonging to Euglena And a carbon dioxide fixing method and a system thereof for supplying a culture tank for algae (especially floating microalgae) inhabiting in seawater.

本発明に好適に使用できるユーグレナに属する原生動物には、公知のユーグレナ・グラシリス(Euglena gracilis)株、ユーグレナ・グラシリス・クレブス(Klebs)株、ユーグレナ・グラシリス・バル・バチラリス(var bacillaris)株等や、これらの突然変異タイプや遺伝子組み換えタイプのものがあるが、これらに限定されることはない。   The protozoa belonging to Euglena which can be preferably used in the present invention include known Euglena gracilis strains, Euglena gracilis Krebs strains, Euglena gracilis var bacillaris strains, etc. These mutation types and genetic recombination types are available, but are not limited to these.

また、本発明に好適に使用できる藻類は、公知の昆布、ワカメ、ヒジキ、モズク等の褐藻類、アサクサノリやテングサ等の紅藻類、アオコやアオノリ等の緑藻類があり、また、浮遊型藻類には、公知のクロレラやスピルリナ等の原生水中植物があるが、細胞内に葉緑体を含むものであれば、これらに限定されることはない。   In addition, the algae that can be suitably used in the present invention include known brown algae such as kelp, wakame, hijiki and mozuku, red algae such as Asakusa Nori and Tengusa, and green algae such as Aoko and Aonori. Primarily underwater plants such as chlorella and spirulina are known, but are not limited to these as long as the cells contain chloroplasts.

本発明に用いる培養液は光独立栄養型であっても光従属栄養型、あるいは従属栄養型であってもよいが、炭酸ガスを固定するという本発明の意図からすれば炭素ガスからの炭素以外には炭素源を含有しない光独立栄養型を用いるのが好ましい。   The culture medium used in the present invention may be photoautotrophic, photoheterotrophic, or heterotrophic. However, from the intent of the present invention to fix carbon dioxide, other than carbon from carbon gas. It is preferable to use a photoautotrophic type that does not contain a carbon source.

炭素源を有する培養液としては、具体的にはクレマー−マイヤーズ(Cramer-Myers)型培養液(Arch. Microbiol., 17, 384〜402(1952))、やハットナー(Hutner)型培養液(Methods Enzymol., 23, 143〜162(1971))、コーレン−ハットナー(Koren-Hutner)型培養液(J. Protozool., 14, Suppl.17(1967))等の公知の培養液が好適に使用できる。また、これら各種の培養液を天然水、水道水、または海水等で希釈したもの、または栄養塩を含む海水や淡水も好適に使用できることは論を待たない。 Specific examples of the culture solution having a carbon source include a Cramer-Myers type culture solution (Arch. Microbiol., 17 , 384-402 (1952)) and a Hutner type culture solution (Methods). Enzymol., 23 , 143-162 (1971)), Koren-Hutner type culture solution (J. Protozool., 14 , Suppl. 17 (1967)) and the like can be suitably used. . In addition, it is a matter of course that these various culture solutions diluted with natural water, tap water, seawater, or the like, or seawater or fresh water containing nutrient salts can be suitably used.

炭酸ガスを培養液に溶存させる方法としては、散気管等を使用した通常の通気による方法や超音波を活用する方法等々各種あるが、培養液中に溶解または溶存した炭酸ガスが大気中に散逸する速度を極力低減させると言う観点からは、本発明者らにより別途開発された気液混合方法が好適に使用される。   There are various methods for dissolving carbon dioxide in the culture solution, such as a normal aeration method using an air diffuser or the like, and a method using ultrasonic waves. Carbon dioxide dissolved or dissolved in the culture solution is dissipated into the atmosphere. From the viewpoint of reducing the speed of the process as much as possible, a gas-liquid mixing method separately developed by the present inventors is preferably used.

窒素源としては、公知の有機窒素源である、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、第二リン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなどの公知の無機窒素源、グルタミン酸、アスパラギン酸、アルギニンなどのアミノ酸またはペプトン、酵母エキス、コーンスチーブリカー等々が使用できる。   As the nitrogen source, known organic nitrogen sources, known inorganic nitrogen sources such as ammonium nitrate, ammonium sulfate, dibasic ammonium phosphate, ammonium hydrogen carbonate, amino acids such as glutamic acid, aspartic acid, arginine or peptone, yeast extract, corn A steebriker can be used.

培養液に加える無機塩としては公知のカリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、マンガン、コバルト、亜鉛、ナトリウム、銅、ニッケル等々がある。   Inorganic salts added to the culture solution include known potassium, magnesium, calcium, iron, manganese, cobalt, zinc, sodium, copper, nickel and the like.

微量栄養素としてビタミンB1、ビタミンB12などの公知の微量栄養素を添加して培養するのが好ましいが、必要に応じてその他の微量栄養素を添加してもよい。 It is preferable to add and cultivate known micronutrients such as vitamin B 1 and vitamin B 12 as micronutrients, but other micronutrients may be added as necessary.

炭素源としては炭酸ガスから得られる炭素で足りるが、必要に応じて、公知の炭素源、例えば、グルコース、デンプン加水分解物、糖蜜加水分解物、グルタミン酸、酢酸、エタノール、メバロン酸、ラノステロール、エルゴステロール、ファルネソール、ゲラニオール、各種脂肪酸(C3〜C18)および各種脂肪アルコール(C3〜C18)などを添加してもよい。 As the carbon source, carbon obtained from carbon dioxide is sufficient, but if necessary, known carbon sources such as glucose, starch hydrolyzate, molasses hydrolyzate, glutamic acid, acetic acid, ethanol, mevalonic acid, lanosterol, ergo Sterol, farnesol, geraniol, various fatty acids (C 3 to C 18 ) and various fatty alcohols (C 3 to C 18 ) may be added.

具体的に上記葉緑体保有原生動植物に炭酸ガスを固定させる方法の特徴は、これらの培養槽から培養液を取り出し、この取り出した培養液に本発明者らにより開発された気液混合装置を使用して炭酸ガスを溶存させることで調製された炭酸ガス溶存培養液を調製し、この調製された炭酸ガス溶存培養液を葉緑体保有原生動植物の培養槽に循環させることである。   Specifically, the characteristic of the method of fixing carbon dioxide gas to the above chloroplast-bearing native plants and animals is that the culture solution is taken out from these culture tanks, and a gas-liquid mixing device developed by the present inventors is added to the taken out culture solution. A carbon dioxide-dissolved culture solution prepared by dissolving carbon dioxide gas is prepared, and the prepared carbon dioxide-dissolved culture solution is circulated to a culture tank of a chloroplast-bearing native plant or animal.

本発明に好適に使用される炭酸ガス溶存培養液は、その中に炭酸ガスを溶解した液体部分と、炭酸ガスあるいは炭酸ガスを含む気体を気体状で封入した気泡部分とから構成されているのが好ましいが、この気泡部分の存在は必ずしも必須ではない。この気泡部分が存在する場合には、その気泡のサイズは、培養する葉緑体保有原生動植物の体長(例えば、ユーグレナの場合は体長が30〜50μmであるので、その約100分の1(300〜500nm))よりも小さく、好ましくは、100nmより小さく、より好ましくは、2〜20nm程度の個々のナノバブル(直径がナノメートルサイズの気泡)から構成されていることを特徴とする培養液である。なお、このようなナノメートルサイズの気泡を以下、ナノバブルと呼称し、炭酸ガスを封入したナノバブルを、以下、炭酸ガス封入ナノバブルと呼称する。   The carbon dioxide-dissolved culture solution suitably used in the present invention is composed of a liquid portion in which carbon dioxide gas is dissolved therein and a bubble portion in which carbon dioxide gas or a gas containing carbon dioxide gas is enclosed in a gaseous state. However, the presence of this bubble portion is not always essential. When this bubble part exists, the size of the bubble is the length of the chloroplast-carrying native plant and animal to be cultured (for example, in the case of Euglena, the length is 30 to 50 μm; Smaller than 100 nm, preferably less than 100 nm, more preferably about 2 to 20 nm of individual nanobubbles (bubbles having a diameter of nanometer size). . Such nanometer-sized bubbles are hereinafter referred to as nanobubbles, and the nanobubbles filled with carbon dioxide are hereinafter referred to as carbon dioxide-filled nanobubbles.

本発明に好適に使用される炭酸ガス封入ナノバブルの場合は、そのナノバブルの内圧は大気圧とナノバブルの存在する溶液中おいて加えられる液圧を超えることがないので、このような炭酸ガス封入ナノバブルを含む培養液は、常温常圧下に放置されても液中からの炭酸ガス封入ナノバブルの散逸が極めて緩慢である。特に、粒径が2〜20nm程度の場合は、これが顕著に見られる。従って、炭酸ガス封入ナノバブルの周辺の溶液中に溶解した炭酸ガスがユーグレナや浮遊型藻類に消費されることによりその周辺の溶液のpHが上昇しても、炭酸ガス封入ナノバブルの中に含まれている炭酸ガスがヘンリーの法則により平衡を保とうとしてその減少した分だけの炭酸ガスが周囲の溶液中に溶解されることが予期されるので、炭酸ガスを溶存させた培養液のpHの変動も少なくなることが予期される。   In the case of carbon dioxide-filled nanobubbles preferably used in the present invention, the internal pressure of the nanobubbles does not exceed the liquid pressure applied in a solution containing atmospheric pressure and nanobubbles. In the culture solution containing, the dissipation of carbon dioxide-filled nanobubbles from the solution is extremely slow even when left at normal temperature and pressure. This is particularly noticeable when the particle size is about 2 to 20 nm. Therefore, even if carbon dioxide dissolved in the solution around the carbon dioxide-enclosed nanobubbles is consumed by Euglena or floating algae and the pH of the surrounding solution rises, it is included in the carbon dioxide-enclosed nanobubbles. As the carbon dioxide gas is expected to be balanced by Henry's law, the reduced amount of carbon dioxide gas is expected to be dissolved in the surrounding solution. Expected to be less.

炭酸ガスを含む気泡のサイズが約50nmを超えると液中からの気泡の散逸速度が大きくなり好ましいとは言えないが、本発明においては、このような大きなサイズの炭酸ガス含有気泡を含む培養液を排除するものではない。また、培養液中に炭酸ガスが所定濃度溶存するのであれば、炭酸ガス封入ナノバブルが全く培養液中に存在しなくてもかまわない。   If the size of bubbles containing carbon dioxide exceeds about 50 nm, the rate of bubble dissipation from the solution increases, which is not preferable. However, in the present invention, a culture solution containing such large-sized carbon dioxide-containing bubbles is used. Is not to be excluded. Further, if carbon dioxide is dissolved in a predetermined concentration in the culture solution, the carbon dioxide-filled nanobubbles may not be present in the culture solution at all.

培養は炭酸ガス溶存培養液が循環される環境下でありさえすれば、静置培養であってもよいが、効率の良い培養を行うためには流動、振盪または撹拌しながら行うことが好ましい。この流動や攪拌には公知の方法が好適に使用できるが、循環される炭酸ガス溶存培養液を培養槽に戻すときにそれを培養槽に小さなノズルから圧入することによる攪拌効果を活用することもできる。また、炭酸ガス溶存培養液が培養槽中に均一に供給されるように多数の小さなノズルが略均等に具備されたプレート等を介して圧入することもできる。   The culture may be stationary culture as long as it is in an environment in which the carbon dioxide-dissolved culture solution is circulated, but in order to perform efficient culture, it is preferably performed while flowing, shaking or stirring. A known method can be suitably used for this flow and stirring, but when returning the circulated carbon dioxide-dissolved culture liquid to the culture tank, it is also possible to utilize the stirring effect by pressing it into the culture tank from a small nozzle. it can. Moreover, it can also press-fit through the plate etc. which were equipped with many small nozzles substantially uniformly so that a carbon dioxide-dissolved culture solution may be supplied uniformly in a culture tank.

葉緑体保有原生動植物の培養は常温から30℃の条件下で行えばよいが、28〜30℃で行うのが最も好ましい。培養液のpHは培養液の組成や溶存させる炭酸ガスの濃度および炭酸ガス溶存培養液の注入量により異なるが、ユーグレナの場合を一例とすると、そのpHが2.8〜6.0であれば培養が可能でありpH3〜5で特に良好な生育を示すと言われている。本発明による固定法においてユーグレナを使用した場合には、ユーグレナは炭酸ガス溶存培養液のpHが2.8という酸性条件においても生育を示す為、特に培養液のpHの調整を行う必要はない。但し、培養液を所望によりアルカリでpHを調整することを完全に排除するものでもない。   Cultivation of chloroplast-bearing native plants and animals may be performed under conditions of room temperature to 30 ° C., but is most preferably performed at 28 to 30 ° C. The pH of the culture solution varies depending on the composition of the culture solution, the concentration of carbon dioxide to be dissolved, and the injection amount of the carbon dioxide-dissolved culture solution. In the case of Euglena, for example, if the pH is 2.8 to 6.0 It is said that it can be cultured and exhibits particularly good growth at pH 3-5. When Euglena is used in the fixing method according to the present invention, Euglena grows even under acidic conditions in which the pH of the carbon dioxide-dissolved culture solution is 2.8, so there is no need to adjust the pH of the culture solution. However, adjusting the pH of the culture solution with alkali as desired is not completely excluded.

ここで、本発明の技術的範囲を何ら制約することなくユーグレナの特性について考察を加えるとすれば、以下のようなことが想定される。即ち、周知の通り、炭酸ガスは溶液中でCO2*(aq)とHCO3 -とCO3 2-との間が平衡状態になるように存在し、それらの比率は溶液のpHによって変化する(下図参照)。

Figure 2010148433
(出典:非特許文献2) Here, if the characteristics of Euglena are considered without restricting the technical scope of the present invention, the following is assumed. That is, as is well known, carbon dioxide is present in the solution so that there is an equilibrium between CO 2 * (aq), HCO 3 and CO 3 2−, and their ratio varies depending on the pH of the solution. (See the figure below).
Figure 2010148433
(Source: Non-Patent Document 2)

一方、葉緑体保有原生動植物が細胞内の葉緑体で炭酸同化作用を行うには、その細胞膜を通して細胞の外から二酸化炭素を細胞内に一旦取り入れなくてならない。その場合、細胞膜の外側表面に有する炭酸脱水素酵素でもって周囲の炭酸水素イオンを二酸化炭素に変換した上で細胞内に取り込むもの(炭酸水素イオン利用型)と、そのような酵素を有することなく周囲から二酸化炭素の状態のままで細胞内に取り込むもの(炭酸水素イオン非利用型)とがある(一般的に、生物の細胞膜には二酸化炭素のような極性のない分子であれば通過できる孔があることが知られている)と言われている。ここで、例えば、ユーグレナの場合には、pHが4〜5付近で大きな増殖速度を呈すると言われているので、上記の平衡図を鑑みると、ユーグレナは炭酸水素イオン非利用型であることが予想される。してみると、特にユーグレナの場合には、培養液中に炭酸ガス封入ナノバブルが存在する場合の方がその生育環境的には好ましいことが期待される。   On the other hand, in order for protoplasts and plants possessing chloroplasts to perform carbon assimilation with chloroplasts in cells, carbon dioxide must be once taken into the cells from the outside through the cell membrane. In that case, the carbonic acid dehydrogenase on the outer surface of the cell membrane converts the surrounding hydrogen carbonate ions into carbon dioxide and then incorporates them into the cell (bicarbonate ion utilization type), without having such an enzyme There are some that are taken into the cell in the state of carbon dioxide from the surrounding (non-bicarbonate ion utilization type) (generally, a pore that can pass through a biological cell membrane if it is a nonpolar molecule such as carbon dioxide) Is known to be). Here, for example, in the case of Euglena, it is said that a high growth rate is exhibited when the pH is around 4 to 5. Therefore, in view of the above equilibrium diagram, Euglena may be a non-bicarbonate ion type. is expected. In particular, in the case of Euglena, it is expected that the presence of carbon dioxide-filled nanobubbles in the culture solution is preferable in terms of the growth environment.

炭酸ガスを効率よく固定するためには培養を常時光照射下で行うことが好ましいが、大量の炭酸ガスを経済的に処理するためには屋外に培養槽を置き、自然状態(日中太陽光照射、夜間は無照射)で培養を行っても良い。   In order to fix carbon dioxide efficiently, it is preferable to always carry out the culture under light irradiation. However, in order to economically treat a large amount of carbon dioxide, a culture tank is placed outdoors and the natural state (daytime sunlight Irradiation and no irradiation at night) may be performed.

本発明によれば、ユーグレナに属する原生動物やクロレラ等の浮遊型藻類による公知の機能を活用することで炭酸ガスを効率良く固定するだけでなく、固定された有機物を栄養源として、また有用脂肪酸等の原料として用いることが可能である。   According to the present invention, not only the carbon dioxide gas is efficiently fixed by utilizing known functions by floating algae such as protozoa and chlorella belonging to Euglena, but also the fixed organic matter as a nutrient source and a useful fatty acid. It can be used as a raw material.

培養液よりユーグレナに属する原生動物やクロレラ等の浮遊型藻類を分離するには、沈殿法、濾過もしくは遠心分離などの通常の固液分離法を用いればよい。ユーグレナに属する原生動物やクロレラ等の浮遊型藻類の菌体は比較的大きいため通常の方法で容易に回収できる。   In order to separate protozoa belonging to Euglena and floating algae such as chlorella from the culture solution, ordinary solid-liquid separation methods such as precipitation, filtration or centrifugation may be used. Since microbial cells of protozoa belonging to Euglena and floating type algae such as chlorella are relatively large, they can be easily recovered by ordinary methods.

分離したユーグレナに属する原生動物やクロレラ等の浮遊型藻類は凍結乾燥、加熱乾燥、天日乾燥等の通常の方法で乾燥させた後、栄養源として家畜、魚類、稚蚕等の飼料に用いることができる。また、細胞成分の分離によりパラミロン、トレハロース、高度不飽和脂肪酸、ワックスエステル、ビタミン類が得られ、それぞれの特性に応じて高度な利用が可能である。   Protozoa belonging to the isolated Euglena and floating algae such as chlorella should be dried by usual methods such as freeze drying, heat drying, sun drying, etc., and used as feed for livestock, fish, juveniles, etc. Can do. Moreover, paramylon, trehalose, highly unsaturated fatty acid, wax ester, and vitamins can be obtained by separation of cell components, and can be used in a high degree according to their characteristics.

本願発明の炭酸ガスの固定方法は、火力発電の排気ガス中に含まれる炭酸ガスや天然ガスの精製時に放出される炭酸ガス等の化石燃料の使用により放出される炭酸ガスを除去するのに特に有用である。例えば火力発電の排気ガス中には炭酸ガスが9%含有されているが、この排気ガス中の炭酸ガスを適当な方法で濃縮し、ユーグレナに属する原生動物やクロレラ等の浮遊型藻類の培養槽に導き有用な有機物として固定することにより炭酸ガスの大気中への放出を大幅に減少させることができる。   The carbon dioxide fixing method according to the present invention is particularly suitable for removing carbon dioxide released by the use of fossil fuels such as carbon dioxide contained in the exhaust gas of thermal power generation and carbon dioxide released during the purification of natural gas. Useful. For example, the exhaust gas of thermal power generation contains 9% carbon dioxide, but the carbon dioxide in this exhaust gas is concentrated by an appropriate method, and a culture tank for protozoa belonging to Euglena and floating algae such as chlorella The release of carbon dioxide into the atmosphere can be greatly reduced by fixing it as a useful organic substance.

本発明の方法により、培養槽に炭酸ガス(又は炭酸ガスを含む気体)を直接通気する方法と比較して、高濃度の炭酸ガスを使用しても培養が可能となり、また炭酸ガスを溶存する培養液を培養槽にほぼ均一に導入することが可能となり、更に、培養槽中の炭酸ガス溶存濃度を簡便に制御できるシステムを提供することで、炭酸ガスを効率良く簡便に資化固定することが可能となる。さらに本発明による炭酸ガスの固定により得られる有機物は様々な用途に有用である。   According to the method of the present invention, compared to a method in which carbon dioxide gas (or a gas containing carbon dioxide gas) is directly vented to the culture tank, culture can be performed even when high concentration carbon dioxide gas is used, and carbon dioxide gas is dissolved. It is possible to introduce the culture solution almost uniformly into the culture tank, and furthermore, by providing a system that can easily control the dissolved concentration of carbon dioxide in the culture tank, it is possible to efficiently and efficiently assimilate and fix carbon dioxide. Is possible. Furthermore, the organic substance obtained by fixing the carbon dioxide gas according to the present invention is useful for various applications.

次に、本発明に係る炭酸ガス固定システムの一実施態様について図面を参照して説明する。   Next, an embodiment of the carbon dioxide fixing system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施態様の炭酸ガス固定システムの概念図を示す。同図に示すように、本実施態様の炭酸ガス固定システムは、炭酸ガス源100と、炭酸ガス溶存培養液調製システム200と、ユーグレナに属する原生動物やクロレラ等の浮遊型藻類の培養システム300とを備えている。   FIG. 1 shows a conceptual diagram of a carbon dioxide fixing system of this embodiment. As shown in the figure, the carbon dioxide fixing system of the present embodiment includes a carbon dioxide source 100, a carbon dioxide-dissolved culture medium preparation system 200, and a culture system 300 for floating algae such as protozoa and chlorella belonging to Euglena. It has.

培養液に溶存させる炭酸ガスは、炭酸ガス源100から連通管400を通って培養液調製システム200に供給される。この場合に供給される炭酸ガスは大気圧以上に加圧されていてもいなくても良い。なお、炭酸ガス源として火力発電所等からの排ガスを使用する場合には、その排ガス中に含まれるNOxやSOxを公知の方法で除去する必要があることは論を待たない。   Carbon dioxide dissolved in the culture solution is supplied from the carbon dioxide source 100 to the culture solution preparation system 200 through the communication pipe 400. In this case, the carbon dioxide gas supplied may or may not be pressurized to atmospheric pressure or higher. It should be noted that when exhaust gas from a thermal power plant or the like is used as a carbon dioxide gas source, it is not a matter of course that it is necessary to remove NOx and SOx contained in the exhaust gas by a known method.

培養システムにおいてユーグレナに属する原生動物やクロレラ等の浮遊型藻類を光独立型栄養により培養する場合には、増殖に伴い培養液中の炭酸ガスが消費されて炭酸ガスの溶存濃度が低下するが、この炭酸ガスの溶存濃度が低下した培養液は培養システム300と培養液調製システム200とを流体的に連通する培養液連通管500を通じて培養液調製システム200に供給される。   When culturing floating algae such as protozoa and chlorella belonging to Euglena in the culture system by light-independent nutrients, carbon dioxide in the culture is consumed with growth, and the dissolved concentration of carbon dioxide decreases. The culture solution in which the dissolved concentration of carbon dioxide gas is reduced is supplied to the culture solution preparation system 200 through a culture solution communication pipe 500 that fluidly connects the culture system 300 and the culture solution preparation system 200.

培養液連通管500を通じて培養液調製システム200に供給された炭酸ガスの溶存濃度が低下した培養液は、この培養液調製システム200の中で以下詳述するように磁場内に設置されたベンチュリー管を利用して炭酸ガス源100から連通管400を通って供給される炭酸ガスと気液混合される。   A culture solution having a reduced dissolved concentration of carbon dioxide gas supplied to the culture solution preparation system 200 through the culture solution communication pipe 500 is a Venturi tube installed in the magnetic field in the culture solution preparation system 200 as described in detail below. The gas is mixed with the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide source 100 through the communication pipe 400 using the gas.

培養液調製システム200により炭酸ガスを所定の濃度溶存するように調製された炭酸ガス溶存培養液は培養液調製システム200と培養システム300とを流体的に連通する炭酸ガス溶存培養液連通管600を通じて培養システム300に供給される。   The carbon dioxide-dissolved culture solution prepared so that carbon dioxide is dissolved at a predetermined concentration by the culture solution preparation system 200 passes through the carbon dioxide-dissolved culture solution communication pipe 600 that fluidly connects the culture solution preparation system 200 and the culture system 300. Supplied to the culture system 300.

図2は図1における炭酸ガス溶存培養液調製システム200の概念図である。同図に示すように、培養液調製システム200は、排気装置210と、脱気装置220と、エジェクター(又はベンチュリー管)230と、磁気発生装置240と、炭酸ガス溶存培養液貯蔵タンク250と、第1ポンプ260と、第2ポンプ270とを備え、これらが図示されるように相互に流体連通している。   FIG. 2 is a conceptual diagram of the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system 200 in FIG. As shown in the figure, the culture solution preparation system 200 includes an exhaust device 210, a deaeration device 220, an ejector (or a Venturi tube) 230, a magnetism generator 240, a carbon dioxide-dissolved culture solution storage tank 250, A first pump 260 and a second pump 270 are provided and are in fluid communication with each other as shown.

培養液貯蔵タンク250に一旦貯蔵された培養液は、第1ポンプ260により培養液貯蔵タンク250から取り出されて、磁気発生装置240の中に具備されたエジェクター230の中を圧送させられる。   The culture solution once stored in the culture solution storage tank 250 is taken out from the culture solution storage tank 250 by the first pump 260 and is pumped through the ejector 230 provided in the magnetic generator 240.

本発明を何ら限定することなくエジェクター230の中での現象を推察すると以下のようになろう。この圧送される過程でアスピレーション作用により炭酸ガス源100から炭酸ガス(又は炭酸ガスを含む気体)が吸引されると共にエジェクター230を通過して急激に減圧されて噴霧状あるいは蒸気状になった培養液とが混合される。このとき培養液の微細な液滴の周囲には炭酸ガスが充満しているので、ヘンリーの法則により、この液滴の表面を介して炭酸ガスが個々の液滴の中に溶解する。次に、炭酸ガスを溶解した液滴と炭酸ガスとの混合物が磁場内で個々の液滴の表面張力により再度相互に合体する過程で更に炭酸ガスを気体のまま極めて微細(ナノメートルのオーダー)な気泡の中に封入する。このようにして炭酸ガスを溶解した培養液の中にナノサイズの炭酸ガス気泡を含む炭酸ガス溶存培養液が生成される。   If the phenomenon in the ejector 230 is inferred without limiting the present invention, it will be as follows. In the process of being pumped, carbon dioxide gas (or a gas containing carbon dioxide gas) is sucked from the carbon dioxide source 100 by the aspiration action, and is passed through the ejector 230 and rapidly reduced in pressure to be sprayed or vaporized. The liquid is mixed. At this time, the carbon dioxide gas is filled around the fine droplets of the culture solution, so that the carbon dioxide gas dissolves into the individual droplets through the surface of the droplets according to Henry's law. Next, in the process in which a mixture of carbon dioxide-dissolved droplets and carbon dioxide is recombined with each other by the surface tension of the individual droplets in a magnetic field, the carbon dioxide remains as a gas and is extremely fine (on the nanometer order). Enclose in a bubble. In this way, a carbon dioxide-dissolved culture solution containing nano-sized carbon dioxide bubbles is generated in the culture solution in which carbon dioxide is dissolved.

但し、この段階で生成された炭酸ガス溶存培養液には、ナノサイズの炭酸ガス気泡の他にミクロンサイズやミリサイズのような巨大な炭酸ガス気泡も含まれるので、これを脱気装置220に移してこのような巨大な炭酸ガス気泡を除去する。   However, since the carbon dioxide-dissolved culture solution generated at this stage includes nano-sized carbon dioxide bubbles and huge carbon dioxide bubbles such as micron-size and millimeter-size, this is added to the deaerator 220. To remove such huge carbon dioxide bubbles.

脱気装置220の中で巨大な炭酸ガス気泡が除去された炭酸ガス溶存培養液は、再度、培養液貯蔵タンク250に移され、炭酸ガスの溶存濃度及び炭酸ガスのナノバブルの粒径分布の特性が所定の値になるまで上記ステップが繰り返される。   The carbon dioxide-dissolved culture medium from which the huge carbon dioxide bubbles have been removed in the degassing apparatus 220 is transferred again to the culture medium storage tank 250, and the characteristics of the dissolved concentration of carbon dioxide and the particle size distribution of carbon dioxide nanobubbles. The above steps are repeated until becomes a predetermined value.

ここで注目すべき点は、以下に述べるように、本発明のシステムにおいては、炭酸ガスの溶存濃度は所定の処理時間が経過すると自動的に平衡に達するので、エジェクター230の中で気液混合する気体の中に含まれる炭酸ガスの比率を制御しさえすれば、ヘンリーの法則により、炭酸ガスの分圧に応じた溶解挙動を呈するので、培養液中にはこの分圧に応じた炭酸ガスが溶解されることである。このことにより、炭酸ガス溶存培養液調製システム200には炭酸ガス溶存濃度計を具備する必要がなく、システムが簡便になると言うメリットがある。   It should be noted here that, as described below, in the system of the present invention, the dissolved concentration of carbon dioxide gas automatically reaches an equilibrium after a predetermined processing time has elapsed. As long as the ratio of carbon dioxide contained in the gas to be controlled is controlled, the dissolution behavior according to the partial pressure of carbon dioxide is exhibited according to Henry's law. Is to be dissolved. Thus, the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system 200 does not need to be equipped with a carbon dioxide-dissolved concentration meter, and has an advantage that the system is simple.

炭酸ガス溶存濃度は、例えば、エジェクター230の中を圧送される培養液の供給速度が6リットル/分で、炭酸ガスほぼ100%の気体を4リットル/分気液混合した場合は、この繰り返し時間が160分から180分で平衡に達する。図3は、オルガノ製18MΩのイオン交換純水装置により処理して得られた純水に上記の方法で炭酸ガスを気液混合した場合の炭酸ガス溶存濃度(縦軸)と処理時間(横軸)との関係を示すグラフである。このときの水の総量は180リットルで、炭酸ガス溶存濃度は水酸化ナトリウムによる適定方式で計測した。   The dissolved concentration of carbon dioxide is, for example, the repetition time when the supply rate of the culture liquid fed through the ejector 230 is 6 liters / minute and gas of almost 100% carbon dioxide is mixed by 4 liters / minute. Reaches equilibrium in 160 to 180 minutes. FIG. 3 shows the carbon dioxide dissolved concentration (vertical axis) and treatment time (horizontal axis) when carbon dioxide is gas-liquid mixed with pure water obtained by treatment with an 18MΩ ion-exchange pure water device manufactured by Organo. ). The total amount of water at this time was 180 liters, and the carbon dioxide dissolved concentration was measured by a fixed method using sodium hydroxide.

また、この平衡状態に達した炭酸ガス溶存水の中に含まれる炭酸ガス封入ナノバブルの大きさを堀場製作所製の動的光散乱式粒度分布測定装置(LB−550)により測定した得られた粒度分布結果を図4に示す。同図において縦軸は頻度(%)を表し横軸は粒子径(nm)を対数軸で表す。同図に示すように、炭酸ガス封入ナノバブルの殆どが2〜20nmの範囲のサイズで存在することが理解できる。   Moreover, the particle size obtained by measuring the size of the carbon dioxide-filled nanobubbles contained in the carbon dioxide-dissolved water reaching the equilibrium state with a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (LB-550) manufactured by HORIBA, Ltd. The distribution result is shown in FIG. In the figure, the vertical axis represents frequency (%) and the horizontal axis represents particle diameter (nm) on a logarithmic axis. As shown in the figure, it can be understood that most of carbon dioxide-filled nanobubbles exist in a size range of 2 to 20 nm.

炭酸ガスを封入した気泡をこのようなナノメートルサイズにするメリットの一つには、浮力の効果が実質的に無くなることであり、この結果、炭酸ガス封入ナノバブルが液中から散逸しなくなる、あるいは、散逸したとしても、極めて少量となることである。このことは、ひいては、炭酸ガスナノバブルを含有すると同時に炭酸ガスを液中に溶解している培養液の場合には、溶液中に溶解した炭酸ガスがユーグレナや浮遊型藻類に消費されることによりその周辺の溶液のpHが上昇しても、炭酸ガス含有ナノバブルの中に含まれている炭酸ガスがヘンリーの法則により平衡を保とうとしてその減少した分だけの炭酸ガスが溶解されることが期待されるので、炭酸ガスを溶存させた培養液のpHの変動も少なくなることが期待される。   One of the merits of making carbon dioxide encapsulated bubbles into such nanometer size is that the effect of buoyancy is virtually eliminated, and as a result, carbon dioxide encapsulated nanobubbles do not dissipate from the liquid, or Even if it is dissipated, it becomes a very small amount. This means that in the case of a culture solution containing carbon dioxide nanobubbles and simultaneously dissolving carbon dioxide in the liquid, the carbon dioxide dissolved in the solution is consumed by Euglena and floating algae. Even if the pH of the surrounding solution rises, it is expected that the carbon dioxide contained in the carbon dioxide-containing nanobubbles will be dissolved as much as the carbon dioxide contained in the carbon dioxide is reduced by trying to maintain equilibrium according to Henry's law. Therefore, it is expected that the variation in pH of the culture solution in which carbon dioxide gas is dissolved is also reduced.

炭酸ガス溶存培養液調製システム200において調整されて所定の炭酸ガス溶存濃度を有するようになった炭酸ガス溶存培養液は、次に、炭酸ガス溶存培養液連通管600を通じて培養システム300に供給される。   The carbon dioxide-dissolved culture solution adjusted in the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system 200 to have a predetermined carbon dioxide-dissolved concentration is then supplied to the culture system 300 through the carbon dioxide-dissolved culture fluid communication pipe 600. .

光独立型栄養による培養の場合における炭酸ガス溶存培養液の供給量は、ユーグレナを一例とすると、乾重量20gのユーグレナはパラミンとして二酸化炭素を約3g〜14g固定すると言われているので、この比率に合わせて適宜選択される。   When the Euglena is taken as an example, the supply amount of the carbon dioxide-dissolved culture solution in the case of culturing by light-independent nutrition is said to be about 3 g to 14 g of carbon dioxide fixed as paramine in Euglena with a dry weight of 20 g. It is suitably selected according to

本発明においては、炭酸ガス溶解濃度が20℃大気圧で飽和濃度になる炭酸ガス溶存培養液を使用することを基本としているが、その場合の供給量が後述するように培養槽中のユーグレナや浮遊型藻類の攪拌に必要な流量に達しない場合には、炭酸ガス溶存培養液調製システム200に供給される炭酸ガス含有気体中の炭酸ガスの比率を低下させることで炭酸ガス溶存培養液調製システム200により調製される炭酸ガス溶存培養液中の炭酸ガス濃度を低減させ、その反面、供給される二酸化炭素の総量が同一となるように供給量を適宜増大させることができる。   In the present invention, it is based on using a carbon dioxide-dissolved culture solution in which the carbon dioxide-dissolved concentration becomes a saturated concentration at 20 ° C. atmospheric pressure. When the flow rate required for stirring floating algae is not reached, the carbon dioxide dissolved culture broth preparation system is reduced by reducing the ratio of carbon dioxide in the carbon dioxide-containing gas supplied to the carbon dioxide dissolved broth preparation system 200. The carbon dioxide concentration in the carbon dioxide-dissolved culture solution prepared by 200 can be reduced, while the supply amount can be appropriately increased so that the total amount of carbon dioxide supplied is the same.

また、培養する微生物の種類によっては、炭酸ガスと共に酸素も必要とする場合があるが、そのような場合には、炭酸ガス溶存培養液調製システム200と同様な機構の酸素溶存培養液調製システムを更に加えることも可能である。また、炭酸ガス源として炭酸ガスと酸素とを所定の比率で含む気体を使用することにより、それぞれの分圧に応じた溶存濃度を有する培養液を得ることも可能である。   Further, depending on the type of microorganism to be cultured, oxygen may be required together with carbon dioxide gas. In such a case, an oxygen-dissolved culture solution preparation system having the same mechanism as the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system 200 is used. Further additions are possible. Further, by using a gas containing carbon dioxide and oxygen in a predetermined ratio as a carbon dioxide source, it is possible to obtain a culture solution having a dissolved concentration corresponding to each partial pressure.

図5は本発明による培養システム300の概念図である。同図に示すように、培養システム300は、培養増310と、供給培養液分散手段320と、ヒーター360(オプショナル)と、ロータリースクリーン330と、光源340(室内培養の場合)とを備えている。   FIG. 5 is a conceptual diagram of a culture system 300 according to the present invention. As shown in the figure, the culture system 300 includes a culture increment 310, a supply culture medium dispersion means 320, a heater 360 (optional), a rotary screen 330, and a light source 340 (in the case of indoor culture). .

培養槽310の設置場所は屋外、屋内いずれに設置しても良い。屋外の場合は、例えば陸上、海上に設置される。   The culture tank 310 may be installed outdoors or indoors. In the case of outdoors, for example, it is installed on land or at sea.

培養槽310において培養するユーグレナ等の葉緑体保有原生動植物のコロニー密度は特に制限は無いが葉緑体保有原生動植物は供給される炭酸ガスを消費して増殖するので、所定の期間増殖された後には培養槽310から取り出して、適宜最適な密度に保つようにすることが好ましい。   The colony density of protoplasts and plants that possess chloroplasts such as Euglena cultured in the culture tank 310 is not particularly limited, but the protoplasts and plants that possess chloroplasts grow by consuming the supplied carbon dioxide gas, so that they were grown for a predetermined period. It is preferable to remove the cell from the culture vessel 310 later and keep it at an optimal density as appropriate.

炭酸ガス溶存培養液調製システム200にて調製された炭酸ガス溶存培養液は、流体連通管600を通り、供給培養液分散手段320を介して培養槽310に供給される。   The carbon dioxide-dissolved culture solution prepared by the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system 200 is supplied to the culture tank 310 through the fluid communication pipe 600 and the supply culture solution dispersion means 320.

供給培養液分散手段320は、液体中の炭酸ガスや炭酸水素イオン等の拡散速度が極めて緩慢なので、培養槽310中のユーグレナ等の微生物にできる限り均一に炭酸ガスが供給されるようにすると同時に、炭酸ガス溶存培養液を圧入するときに発生する乱流を活用して培養槽310の内部を攪拌する効果をも期待されるが、本発明においては、必須ではない。   Since the supply culture liquid dispersion means 320 has a very slow diffusion rate of carbon dioxide gas or hydrogen carbonate ions in the liquid, carbon dioxide gas is supplied to the microorganisms such as Euglena in the culture tank 310 as uniformly as possible. The effect of stirring the inside of the culture tank 310 by utilizing the turbulent flow generated when the carbon dioxide-dissolved culture solution is injected is also expected, but it is not essential in the present invention.

培養槽310にはその周囲にヒーター360を具備しても良いが、このヒーター360は必須ではない。   The culture vessel 310 may be provided with a heater 360 around it, but this heater 360 is not essential.

ロータリースクリーン330は、培養槽310から葉緑体保有原生動植物共々培養液を取り出し葉緑体保有原生動植物と培養液とを分離し、分離された葉緑体保有原生動植物を培養槽310に戻り管350を介して戻し、培養液のみを流体連通管500を介して炭酸ガス溶存培養液調製システム200に供給するためのものである。   The rotary screen 330 extracts the chloroplast-bearing native plant and animal from the culture vessel 310, separates the chloroplast-bearing native plant and animal from the culture solution, and returns the separated chloroplast-bearing native plant and animal to the culture vessel 310. In this case, the medium is returned through 350 and only the culture solution is supplied to the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system 200 through the fluid communication pipe 500.

室内で培養する場合には、光源340には、赤色、緑色、青色のLED群を有する照明からの光源、あるいは、白色LED群を有する照明からの光源が好適に使用できる。また、屋外の太陽光を光ファイバでもって培養槽310内に導光して照射するようにしても良い。これによって室内でも葉緑体保有原生動植物の培養が可能となる。   When culturing indoors, the light source 340 can be preferably a light source from an illumination having a red, green, and blue LED group, or a light source from an illumination having a white LED group. Moreover, you may make it irradiate and guide outdoor sunlight in the culture tank 310 with an optical fiber. This makes it possible to culture protoplasts and plants that possess chloroplasts even indoors.

LEDを利用して室内で培養する場合には、培養槽310の底に光検出器710(図示せず)を設置して、この光検出器710からの信号を図6にその概念図を示す制御システムに出力させ、図6の制御システムにより照射光量を調節できるようにしても良い。   When culturing indoors using LED, a photodetector 710 (not shown) is installed at the bottom of the culture vessel 310, and the signal from the photodetector 710 is shown in FIG. The output may be output to the control system, and the irradiation light quantity may be adjusted by the control system of FIG.

図6にその概念図を示す制御システムは、公知の技術を使用して、照射光量と共に炭酸ガス溶存濃度をも制御できるように構成されているが、この場合、培養槽310中の溶存炭酸ガス濃度検出器740(図6中には図示せず)からの信号に基づいて図2中に参照番号280で示された電磁バルブが操作されるように構成できる(制御配線等は図示せず)。   The control system whose conceptual diagram is shown in FIG. 6 is configured to be able to control the concentration of carbon dioxide dissolved together with the amount of irradiation light using a known technique. In this case, the dissolved carbon dioxide in the culture tank 310 Based on a signal from a concentration detector 740 (not shown in FIG. 6), the electromagnetic valve indicated by reference numeral 280 in FIG. 2 can be operated (control wiring and the like are not shown). .

一般に、液体中のガスやイオンの拡散速度は極めて緩慢であるので、培養槽310に直接炭酸ガス(あるいは炭酸ガスを含む気体)を通気することで溶存炭酸ガス濃度を所望のレベルに正確に維持することは、通気により発生する気泡の近傍ではヘンリーの法則によりその気泡の中の炭酸ガスの分圧に等しい濃度の炭酸ガス溶存培養液が得られるが、その気泡から離れた箇所の炭酸ガス溶存濃度は依然変化しないと言う現象が生じるので、非常に困難であるが、本発明の場合には、予め均一に炭酸ガスが溶存した培養液を培養槽310に導入するので培養槽310中の溶存炭酸ガス濃度の制御がより容易になる。   In general, the diffusion rate of gases and ions in a liquid is extremely slow. Therefore, the concentration of dissolved carbon dioxide can be accurately maintained at a desired level by directly passing carbon dioxide (or a gas containing carbon dioxide) through the culture vessel 310. In the vicinity of a bubble generated by aeration, a carbon dioxide-dissolved culture solution having a concentration equal to the partial pressure of carbon dioxide in the bubble can be obtained according to Henry's law. Since the phenomenon that the concentration does not change still occurs, it is very difficult, but in the case of the present invention, since the culture solution in which carbon dioxide gas is uniformly dissolved is introduced into the culture vessel 310, the concentration in the culture vessel 310 is dissolved. Control of the carbon dioxide concentration becomes easier.

以上が最良な実施形態であるが、上述した実施態様や変形実施態様の一部又は全部を適宜組み合わせても良いし、本発明は上記実施態様に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。   Although the above is the best embodiment, some or all of the above-described embodiments and modified embodiments may be combined as appropriate, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and does not depart from the spirit thereof. Needless to say, various modifications are possible.

以下本願発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。
使用したユーグレナ:独立行政法人国立環境研究所から、ユーグレナ・グラシリス(Euglena gracilis)(分類番号NIES-48)の入った15ml入り培養原液を4本入手して、これを、寒天培地を含むハットナー(Hutner)培地4リットルを、3段階で液増量しながら、各段階7日間で培養した。このときのユーグレナのサイズは、体長が30μm〜50μmである。培養中は恒温水槽にて水温を25〜26℃に保持し、12時間太陽光に加えてLEDランプ(培養に用いた三角フラスコ表面で1700ルクス以上)を照射し、次に12時間無光状態にて保持して、ユーグレナ培養原液を調製した。どちらの場合にも、適量の大気の散気管による通気を行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Euglena used : Four 15 ml culture stock solutions containing Euglena gracilis (Category No. NIES-48) were obtained from the National Institute for Environmental Studies. Hutner) 4 liters of culture medium was cultured for 7 days at each stage while increasing the volume in 3 stages. The Euglena size at this time is 30 μm to 50 μm in body length. During culture, the water temperature is maintained at 25-26 ° C. in a constant temperature water bath, irradiated with LED lamps (1700 lux or more on the surface of the Erlenmeyer flask used for the culture) for 12 hours, and then unlit for 12 hours. To prepare a Euglena culture stock solution. In both cases, air was ventilated through a suitable amount of air diffuser.

実施例1:図2の炭酸ガス溶存培養液調製システムを使用して炭酸ガス溶存培養液を調製した。このとき使用した培養液は、オルガノ製18MΩのイオン交換純水装置により処理して得られた30リットルの純水に5%濃度でHUT培地(但し、寒天培地は含まない)を1.5リットル加えて混合して調製した。得られた培養液を図2の炭酸ガス溶存培養液調製システムに投入して、タンク他配管内の液総量を30リットルのレベルに調整し、毎分4リットル(常温常圧)の炭酸ガス(ほぼ100%濃度)を磁気作用併用エジェクターにて循環混合して炭酸ガス溶存培養液を調製した。これにより得られた炭酸ガス溶存培養液中の炭酸ガス溶解濃度は1670ppmであった。このとき用いた炭酸ガス溶解濃度計測装置は、島津製作所製の5000Aであった。次に、この炭酸ガス溶解培養液900ミリリットルを100ミリリットルの上記ユーグレナ培養原液の入ったガラス容器に加えてユーグレナを培養した。 Example 1 A carbon dioxide-dissolved culture solution was prepared using the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system shown in FIG. The culture solution used at this time was 1.5 liters of HUT medium (but not an agar medium) at a concentration of 5% in 30 liters of pure water obtained by treatment with an 18MΩ ion exchange pure water device manufactured by Organo. In addition, it was prepared by mixing. The obtained culture solution is put into the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system shown in FIG. 2, and the total amount of liquid in the tank and other pipes is adjusted to a level of 30 liters. Carbon dioxide-dissolved culture solution was prepared by circulating and mixing with a magnetic action combined ejector. The carbon dioxide dissolved concentration in the carbon dioxide-dissolved culture solution thus obtained was 1670 ppm. The carbon dioxide dissolution concentration measuring device used at this time was 5000A manufactured by Shimadzu Corporation. Next, 900 ml of this carbon dioxide-dissolved culture solution was added to a glass container containing 100 ml of the above Euglena culture stock solution, and Euglena was cultured.

比較例1:実施例1と同様にしてオルガノ製18MΩのイオン交換純水装置により処理して得られた30リットルの純水に5%濃度でHUT培地(但し、寒天培地は含まない)を1.5リットル加えて混合して炭酸ガスを溶解しない培養液を調製した。この培養液900ミリリットルを100ミリリットルの上記ユーグレナ培養原液の入ったガラス容器に加えてユーグレナを培養した。次に、このガラス容器の中のユーグレナ培養液に、実施例1の混合炭酸ガス量(120リットル(4リットル×30分)を30リットルの培養液と気液混合した)と同じになるように、毎分1リットルの炭酸ガス(ほぼ100%濃度)を炭酸ガスボンベから直接、4分間、散気管を介して通気した。 Comparative Example 1 1 HUT medium (excluding an agar medium) at a concentration of 5% was added to 30 liters of pure water obtained by treatment with an 18 MΩ ion exchange pure water apparatus made in the same manner as in Example 1. A culture solution that does not dissolve carbon dioxide was prepared by adding 5 liters and mixing. Euglena was cultured by adding 900 ml of this culture solution to a glass container containing 100 ml of the above Euglena culture stock solution. Next, the Euglena culture solution in the glass container is the same as the mixed carbon dioxide gas amount of Example 1 (120 liters (4 liters × 30 minutes) mixed with 30 liters of the culture solution). 1 liter of carbon dioxide gas (approximately 100% concentration) per minute was directly ventilated from the carbon dioxide cylinder through the air diffuser for 4 minutes.

ユーグレナの生育状態の確認:上記実施例1と比較例1で培養したユーグレナの一部を東京都産業技術センター駒沢支所に持ち込み顕微鏡下で生育状態の確認を行った結果、顕微鏡写真1及び2にある小さな升80枠にある数をカウントし、その1000倍が1ミリリットル中の数として算出したときの数は、それぞれ以下の通りとなった。
実施例1:275個×1000倍=275,000個(図7参照)
比較例1:8個×1000倍=8,000個(図8参照)
なお、比較例1においては、ユーグレナが破壊分解したと思われる破片が多数確認されると共に、生きているユーグレナも殆ど動かず健康ではないと思われた。
Confirmation of the growth state of Euglena : A part of Euglena cultured in Example 1 and Comparative Example 1 was brought to Tokyo Industrial Technology Center Komazawa Branch, and the growth state was confirmed under a microscope. The numbers when the number in a certain small 80 frame was counted and 1000 times the number was calculated as the number in 1 ml were as follows.
Example 1: 275 × 1000 times = 275,000 (see FIG. 7)
Comparative Example 1: 8 × 1000 times = 8,000 (see FIG. 8)
In Comparative Example 1, it was confirmed that there were many debris that Euglena was thought to have broken and decomposed, and that the living Euglena hardly moved and was not healthy.

図1は、本発明の炭酸ガス固定システムの概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a carbon dioxide fixing system of the present invention. 図2は、本発明の炭酸ガス溶存培養液調製システムの概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of the carbon dioxide-dissolved culture medium preparation system of the present invention. 図3は、オルガノ製18MΩのイオン交換純水装置により処理して得られた純水に本発明の方法で炭酸ガスを気液混合した場合の炭酸ガス溶存濃度(縦軸)と処理時間(横軸)との関係を示すグラフである。FIG. 3 shows the carbon dioxide dissolved concentration (vertical axis) and treatment time (horizontal) when carbon dioxide is gas-liquid mixed with pure water obtained by treatment with an 18MΩ ion-exchange pure water apparatus manufactured by Organo using the method of the present invention. It is a graph which shows the relationship with an axis | shaft. 図4は、図3において平衡状態に達した炭酸ガス溶存水の中に含まれる炭酸ガス封入ナノバブルの大きさを堀場製作所製の動的光散乱式粒度分布測定装置(LB−550)により測定した得られた粒度分布結果を示す。FIG. 4 shows the size of carbon dioxide-filled nanobubbles contained in the carbon dioxide-dissolved water that has reached an equilibrium state in FIG. 3 using a dynamic light scattering particle size distribution measuring device (LB-550) manufactured by Horiba. The obtained particle size distribution results are shown. 図5は、本発明の培養システムの概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of the culture system of the present invention. 図6は、本発明に使用できる照射光・炭酸ガス溶存濃度制御システムの概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of an irradiation light / carbon dioxide dissolved concentration control system that can be used in the present invention. 図7は、実施例1によるユーグレナの生育状態を示す顕微鏡写真(×1,000)である。FIG. 7 is a photomicrograph (× 1,000) showing the growth state of Euglena according to Example 1. 図8は、比較例1によるユーグレナの死滅状態を示す顕微鏡写真(×1,000)である。FIG. 8 is a photomicrograph (× 1,000) showing the killed state of Euglena according to Comparative Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

100 炭酸ガス源
200 炭酸ガス溶存培養液調製システム
210 排気装置
230 エジェクター
240 磁気発生装置
250 タンク
260 第1ポンプ
270 第2ポンプ
300 培養システム
310 戻り管
320 供給培養液分散手段
330 ロータリースクリーン
340 排出管
360 ヒーター
700 制御システム
710 光検出器
720 光制御部
730 照明装置
740 溶存炭酸ガス濃度検出器
750 濃度制御部
760 炭酸ガス溶存培養液
100 Carbon dioxide source 200 Carbon dioxide dissolved culture preparation system 210 Exhaust device 230 Ejector 240 Magnetic generator 250 Tank 260 First pump 270 Second pump 300 Incubation system 310 Return pipe 320 Supply culture liquid dispersion means 330 Rotary screen 340 Discharge pipe 360 Heater 700 Control system 710 Light detector 720 Light control unit 730 Illumination device 740 Dissolved carbon dioxide concentration detector 750 Concentration control unit 760 Carbon dioxide dissolved culture medium

Claims (18)

炭酸ガスを葉緑体保有原生動植物を用いて固定する方法において、
該原生動植物の培養槽から培養液の一部を抽出する第1ステップと、
該抽出された培養液を炭酸ガス高濃度溶存培養液に変換する第2ステップと、
該変換ステップで調製された炭酸ガス高濃度溶存培養液を該培養槽に戻す第3ステップとを含む
ことを特徴とする炭酸ガス固定法。
In the method of fixing carbon dioxide using protoplasts and plants that possess chloroplasts,
A first step of extracting a part of the culture solution from the culture tank of the native plant and animal,
A second step of converting the extracted culture solution into a carbon dioxide gas high concentration dissolved culture solution;
And a third step of returning the carbon dioxide high concentration dissolved culture medium prepared in the conversion step to the culture tank.
前記第1乃至3ステップを間歇的又は連続的に繰り返す
ことを特徴とする請求項1記載の炭酸ガス固定法。
2. The carbon dioxide fixing method according to claim 1, wherein the first to third steps are repeated intermittently or continuously.
前記炭酸ガス高濃度溶存培養液が、少なくとも炭酸ガスを溶解して存在する液体部分と、少なくとも炭酸ガスを封入して存在するナノバブルとから構成される
ことを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定法。
3. The carbon dioxide gas high-concentration-dissolved culture medium is composed of a liquid portion that exists by dissolving at least carbon dioxide gas and nanobubbles that are present by enclosing at least carbon dioxide gas. The carbon dioxide fixing method according to claim 1.
前記ナノバブルの中の炭酸ガス濃度が、80体積%を超え100体積%以下である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定法。
The carbon dioxide gas fixing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon dioxide gas concentration in the nanobubbles is more than 80% by volume and 100% by volume or less.
前記ナノバブルの粒径が、前記葉緑体保有原生動植物の体長の100分の1未満である
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定法。
The carbon dioxide fixing method according to any one of claims 1 to 4, wherein a particle size of the nanobubble is less than 1/100 of a length of the chloroplast-carrying native plant and animal.
前記ナノバブルの粒径が、2nm〜20nmの範囲に入る
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定法。
The carbon dioxide gas fixing method according to any one of claims 1 to 5, wherein a particle diameter of the nanobubble falls within a range of 2 nm to 20 nm.
前記炭酸ガスが、化石燃料の使用により発生した炭酸ガスである
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定法。
The carbon dioxide fixing method according to any one of claims 1 to 6, wherein the carbon dioxide is carbon dioxide generated by using fossil fuel.
前記葉緑体保有原生動植物の前記培養液中における増殖時の炭素原が前記炭酸ガスであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定法。   The carbon dioxide fixing method according to any one of claims 1 to 6, wherein the carbon source during growth of the chloroplast-bearing native plant and animal in the culture solution is the carbon dioxide gas. オプションとして、更に、上記培養液中の炭酸ガス溶存濃度及び/又は上記原生動植物の光合成用の光強度を自動制御するステップを含む
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定法。
The carbon dioxide fixation method according to any one of claims 1 to 7, further comprising a step of automatically controlling the concentration of carbon dioxide dissolved in the culture solution and / or the light intensity for photosynthesis of the native plant and animal as an option. .
炭酸ガスを葉緑体保有原生動植物を用いて固定するシステムにおいて、
少なくとも炭酸ガスを供給する炭酸ガス源と、
葉緑体保有原生動植物を培養するための培養液を少なくとも有する培養システムと、
該炭酸ガス源から供給される炭酸ガスを少なくとも含む気体と培養液とから炭酸ガス溶存培養液を調製する炭酸ガス溶存培養液調製システムとを備え、
該炭酸ガス源と該炭酸ガス溶存培養液調製システムとが流体連通し、
該培養システムと該炭酸ガス溶存培養液調製システムとが流体連通している
ことを特徴とする炭酸ガス固定システム。
In a system that fixes carbon dioxide using protoplasts and plants that possess chloroplasts,
A carbon dioxide source supplying at least carbon dioxide;
A culture system having at least a culture solution for culturing a chloroplast-bearing native plant and animal,
A carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system for preparing a carbon dioxide-dissolved culture solution from a gas containing at least carbon dioxide supplied from the carbon dioxide source and the culture solution,
The carbon dioxide source and the carbon dioxide dissolved culture preparation system are in fluid communication;
A carbon dioxide fixing system, wherein the culture system and the carbon dioxide dissolved medium preparation system are in fluid communication.
前記培養システムと前記炭酸ガス溶存培養液調製システムとの間の流体連通が二本の連通管により提供され、
該二本の連通管の一方には前記培養システムから前記培養液の一部を抽出するための第1ポンプが具備され、
該二本の連通管の他方には前記炭酸ガス溶存培養液調製システムで調製された炭酸ガス溶存培養液を該培養システムに戻すための第2ポンプが具備され、
前記第1ポンプと前記培養システムの間には培養システム内の葉緑体保有原生動植物と培養液とを分離する分離手段が具備されている
ことを特徴とする請求項9記載の炭酸ガス固定システム。
Fluid communication between the culture system and the carbon dioxide-dissolved culture medium preparation system is provided by two communication pipes,
One of the two communication pipes is provided with a first pump for extracting a part of the culture solution from the culture system,
The other of the two communication pipes is provided with a second pump for returning the carbon dioxide-dissolved culture solution prepared by the carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system to the culture system.
10. The carbon dioxide gas fixing system according to claim 9, further comprising a separating means for separating the chloroplast-bearing native plant and animal and the culture solution in the culture system between the first pump and the culture system. .
オプションとして、更に、上記培養液中の炭酸ガス溶存濃度及び/又は上記原生動植物の光合成用の光強度を自動制御する自動制御手段を含む
請求項9乃至10のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定システム。
The carbon dioxide gas according to any one of claims 9 to 10, further comprising, as an option, automatic control means for automatically controlling the carbon dioxide dissolved concentration in the culture solution and / or the light intensity for photosynthesis of the native plant and animal. Fixing system.
前記炭酸ガス溶存培養液調製システムが、少なくとも磁場内に配置されたエジェクターを含む
ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定システム。
The carbon dioxide fixing system according to any one of claims 9 to 11, wherein the carbon dioxide-dissolved culture medium preparation system includes an ejector disposed at least in a magnetic field.
前記炭酸ガス溶存培養液調製システムが、少なくとも炭酸ガスを溶解して存在する液体部分と、少なくとも炭酸ガスを含む気体を封入して存在するナノバブルとから構成される炭酸ガス溶存培養液を調製することができる
ことを特徴とする請求項12に記載の炭酸ガス固定システム。
The carbon dioxide-dissolved culture solution preparation system prepares a carbon dioxide-dissolved culture solution composed of a liquid portion that is present by dissolving at least carbon dioxide and nanobubbles that are present by enclosing a gas containing at least carbon dioxide. The carbon dioxide fixing system according to claim 12, wherein
前記ナノバブルに封入された気体中の炭酸ガス濃度が80体積%を超え100体積%以下である
ことを特徴とする請求項13に記載の炭酸ガス固定システム。
14. The carbon dioxide fixing system according to claim 13, wherein the concentration of carbon dioxide in the gas enclosed in the nanobubbles is more than 80% by volume and not more than 100% by volume.
前記ナノバブルの粒径が、前記葉緑体保有原生動植物の体長の100分の1未満である
ことを特徴とする請求項13乃至14のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定システム。
The carbon dioxide gas fixing system according to any one of claims 13 to 14, wherein a particle size of the nanobubble is less than 1/100 of a length of the chloroplast-bearing native plant and animal.
前記ナノバブルの粒径が、2nm〜20nmの範囲に入る
ことを特徴とする請求項13乃至15のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定システム。
The carbon dioxide gas fixing system according to any one of claims 13 to 15, wherein a particle diameter of the nanobubble falls within a range of 2 nm to 20 nm.
前記炭酸ガスが、化石燃料の使用により発生した炭酸ガスである
ことを特徴とする請求項9乃至16のいずれか一項に記載の炭酸ガス固定システム。
The carbon dioxide fixing system according to any one of claims 9 to 16, wherein the carbon dioxide is carbon dioxide generated by using fossil fuel.
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