JP2011234677A - 藻類培養装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】撹拌羽根で培養液面が強く叩きつけられることがなく、培養する藻類の細胞膜が破壊されたり、損傷されたりすることがないようにして、培養効率を高め、収穫量を増大させることのできる藻類培養装置を提供する。
【解決手段】回転軸４から放射状に突出させた撹拌羽根５により、培養槽１内の培養液を撹拌混合させながら、その培養液を循環させるようにした藻類培養装置において、前記撹拌羽根５の培養液に浸入する部分Ｐａの少なくとも１／３以上の先端側部分Ｐｂの培養液の液面への浸入角度αを６０〜９０度にしたものとしている。
【選択図】図４

Description

本発明は、特にドナリエラ、スピルリナなどの微細藻類の培養に適した藻類培養装置に関するものである。
従来から知られている藻類の培養装置としては、図８、９に示したように、エアドーム型の温室内に設置されたレースウェイ型の培養槽１１内の培養液を撹拌水車１２で撹拌混合させながら、その培養槽１１内の培養液を循環させるようにしたものが存在する（特許文献１）。
さらに、従来の藻類の培養装置としては、図１０に示したように、藻体濃度計２１、液深計２２、日照量計２３などを設けた培養槽２４内の培養液をパドル２５で撹拌混合させながら、その培養槽２４内の培養液を循環させるようにしたものが存在する（特許文献２）。
特開平５−１８４３４７号公報 特許第３１６５４９９号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載された藻類培養装置では、撹拌水車１２の回転軸１３から放射状に突出した撹拌羽根１４の先端部１４ａの培養液への浸入角度を浅く（約３０度）しているため、培養槽１１内の培養液を撹拌混合させるときに、撹拌水車１２を回転駆動させると、この撹拌水車１２の撹拌羽根１４で培養液面が強く叩きつけられることになり、培養する藻類の細胞膜が破壊されたり、損傷されたりして、培養効率を高めることができないという問題点を有していた。
さらに、上記特許文献２に記載された藻類培養装置でも、パドル２５の回転軸２６から放射状に突出した撹拌羽根２７の先端部２７ａの培養液への浸入角度を非常に浅く（約５〜１０度）しているため、培養槽２４内の培養液を撹拌混合させるときに、パドル２５を回転駆動させると、このパドル２５の撹拌羽根２７で培養液面が非常に強く叩きつけられることになり、培養する藻類の細胞膜が破壊されたり、損傷されたりして、培養効率を高めることができないという問題点を有していた。
そこで、本発明は、従来の藻類培養装置における問題点を解消するためになされたものであり、撹拌羽根で培養液面が強く叩きつけられることがなく、培養する藻類の細胞膜が破壊されたり、損傷されたりすることがないようにして、培養効率を高め、収穫量を増大させることのできる藻類培養装置を提供することを目的としてなされたものである。
本発明の藻類培養装置は、回転軸４から放射状に突出させた撹拌羽根５により、培養槽１内の培養液を撹拌混合させながら、その培養液を循環させるようにしたものとし、前記撹拌羽根５の培養液に浸入する部分Ｐａの少なくとも１／３以上の先端側部分Ｐｂの培養液の液面への浸入角度αを６０〜９０度にしたものとしている。
さらに、本発明の藻類培養装置は、前記撹拌羽根５を屈曲させて、この撹拌羽根５の培養液に浸入する部分Ｐａの少なくとも１／３以上の先端側部分Ｐｂの培養液の液面への浸入角度αを６０〜９０度にしたものとしている。
また、本発明の藻類培養装置は、前記撹拌羽根５を湾曲させて、この撹拌羽根５の培養液に浸入する部分Ｐａの少なくとも１／３以上の先端側部分Ｐｂの培養液の液面への浸入角度αを６０〜９０度にしたものとしている。
さらに、本発明の藻類培養装置は、前記撹拌羽根５の培養液への浸入点ａから撹拌羽根５の屈曲点ｂまでの深さＤ１ と、前記屈曲点ｂから撹拌羽根５の先端５ａまで深さＤ2 との比を１：１〜２：１にし、前記撹拌羽根５の屈曲角度βを９０〜１７０度にしたものとしている。
また、本発明の藻類培養装置は、前記撹拌羽根５の曲率半径Ｒを６０〜７０ｃｍにしたものとしている。
本発明の藻類培養装置は、以上に述べたように構成されており、撹拌羽根で培養液面が強く叩きつけられることがなく、培養する藻類の細胞膜が破壊されたり、損傷されたりすることがなく、培養効率を高め、収穫量を増大させることのできるものとなった。
本発明の藻類培養装置の概略平面図である。 本発明の藻類培養装置の撹拌羽根の一実施形態を示す説明図である。 図２に示す撹拌羽根の先端が培養液の液面へ浸入した状態を示す説明図である。 図２に示す撹拌羽根の約１／３の先端側部分が培養液の液面へ浸入した状態を示す説明図である。 本発明の藻類培養装置の撹拌羽根の他の実施形態を示す説明図である。 図５に示す撹拌羽根の先端が培養液の液面へ浸入した状態を示す説明図である。 図５に示す撹拌羽根の約１／３の先端側部分が培養液の液面へ浸入した状態を示す説明図である。 従来の藻類培養装置の一例を示す正面図である。 図８に示す従来の藻類培養装置の平面図である。 従来の藻類培養装置の他の例を示す説明図である。
以下、本発明の藻類培養装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の藻類培養装置は、図１に示したように、培養槽１内の培養液を撹拌水車２で撹拌混合させながら、その培養槽１内の培養液を循環させるようにしている。
培養槽１は、図示したものでは、レースウェイ型の培養槽としているが、他の型式の培養槽であっても実施できることはいうまでもない。培養槽１内には仕切板３で仕切られた循環路Ｃを設け、この仕切板３と培養槽１の壁面１ａとの間に撹拌水車２を設置したものとしている。培養槽１内で培養される藻類は、この培養槽１を循環する間に、培養液中の栄養分や太陽光などを得て増殖する。
藻類としては、ドナリエラ、スピルリナ、クロレラなどの微細藻類を挙げることができるが、微細藻類に限定されることはない。
撹拌水車２は、回転軸４から放射状に複数の撹拌羽根５を突出させたものとしており、これら撹拌羽根５の回転駆動によって、培養槽１内の培養液を撹拌混合させるが、この場合、これら撹拌羽根５の培養液に浸入する部分Ｐａの少なくとも１／３以上の先端側部分Ｐｂの培養液の液面への浸入角度αを６０〜９０度、好ましくは８０〜９０度にしている。なお、撹拌羽根５は、回転軸４から放射状に４枚、突設させたものとするのが、撹拌羽根５の先端側部分Ｐｂの浸入角度を前記したように調整するのに好ましいが、４枚に限定されることはない。
前記撹拌羽根５の先端側部分Ｐｂの培養液の液面への浸入角度を６０〜９０度にするには、撹拌羽根５を、途中から屈曲させたものとしたり、全体的に湾曲させたものとすることにより、実施することができる。
例えば、図２〜４に示したように、培養槽１内の培養液の深さＤを２０〜３０ｃｍとした場合、撹拌羽根５を途中から屈曲させたものとした場合は、撹拌羽根５が最も培養液に浸入したときの培養槽１の底面Ｂから撹拌羽根５の先端５ａまでの距離Ｌを２〜５ｃｍとし、このときの撹拌羽根５の培養液への浸入点ａから撹拌羽根５の屈曲点ｂまでの深さＤ11 と、前記屈曲点ｂから撹拌羽根５の先端５ａまで深さＤ2 との比を１：１〜２：１にし、前記撹拌羽根５の屈曲角度βを９０〜１７０度にすることができる。
また、図５〜７に示したように、培養槽１内の培養液の深さＤを約２０〜３０ｃｍとした場合、撹拌羽根５を全体的に湾曲させたものとした場合は、撹拌羽根５が最も培養液に浸入したときの培養槽１の底面Ｂから撹拌羽根５の先端５ａまでの距離Ｌを２〜５ｃｍとし、その撹拌羽根５の曲率半径Ｒを６０〜７０ｃｍにすることができる。
さらに、撹拌水車３の回転数は、培養槽１内の大きさによって異なるが、図１に示したように、培養槽１の幅Ｗａを約１０ｍ、培養槽１の長さＬａを約１５０ｍ、培養槽１の深さＤを約２０〜３０ｃｍとした約３００〜４５０ｔのレースウェイ型の培養槽１とした場合で、撹拌水車３の幅Ｗｂを約５ｍにしたときは、８〜１１回転／分とした。
このように構成した本発明の藻類培養装置を用いて、ドナリエラの培養を行ったところ、以下のような結果が得られた。
培養条件は、ドナリエラ用の一般的な培養液（天然海水に塩化ナトリウム１. ５Ｍ、硝酸カリウム２. ０ｍＭおよびリン酸二水素カリウム０. ２ｍＭを溶解させた培養液；ｐＨ７〜９）を用い、光源は、太陽光を利用し、屋外培養とした。レースウェイ型の培養槽１の底部からは、二酸化炭素を０．０２リットル／分の割合で吹き込み、撹拌水車２の回転数は１１回転／分とし、培養期間は２０日間、培養液温度は２８〜３５℃とした。
前記培養条件下のドナリエラの収穫量は、培養槽１の深さＨを約２０ｃｍにしたときでは約３３ｋｇとなり、培養槽１の深さＨを約３０ｃｍにしたときでは約４７ｋｇとなった。これは、従来の藻類の培養装置を用いて培養を行った場合のドナリエラの収穫量（培養槽１の深さＨを約２０ｃｍにしたときでは約２５ｋｇ、培養槽１の深さＨを約３０ｃｍにしたときでは約１７ｋｇ）の約３０〜１７５％の増加となった。
よって、本発明の藻類培養装置では、撹拌羽根で培養液面が強く叩きつけられることがないので、培養する藻類の細胞膜が破壊されたり、損傷されたりすることがなく、培養効率を高めることができ、収穫量を増大させることのできるものとなった。
１ 培養槽
４ 回転軸
５ 撹拌羽根
５ａ 先端
Ｐａ 培養液に浸入する部分
Ｐｂ 先端側部分
ａ 浸入点
ｂ 屈曲点
Ｄ１ 深さ
Ｄ２ 深さ
α 浸入角度
β 屈曲角度
Ｒ 曲率半径

Claims (5)

  1. 回転軸（４）から放射状に突出させた撹拌羽根（５）により、培養槽（１）内の培養液を撹拌混合させながら、その培養液を循環させるようにした藻類培養装置において、前記撹拌羽根（５）の培養液に浸入する部分（Ｐａ）の少なくとも１／３以上の先端側部分（Ｐｂ）の培養液の液面への浸入角度（α）を６０〜９０度にしたことを特徴とする藻類培養装置。
  2. 前記撹拌羽根（５）を屈曲させたことを特徴とする請求項１記載の藻類培養装置。
  3. 前記撹拌羽根（５）を湾曲させたことを特徴とする請求項１記載の藻類培養装置。
  4. 前記撹拌羽根（５）の培養液への浸入点（ａ）から撹拌羽根（５）の屈曲点（ｂ）までの深さ（Ｄ1 ）と、前記屈曲点（ｂ）から撹拌羽根（５）の先端（５ａ）まで深さ（Ｄ2 ）との比を１：１〜２：１にし、前記撹拌羽根（５）の屈曲角度（β）を９０〜１７０度にしたことを特徴とする請求項２記載の藻類培養装置。
  5. 前記撹拌羽根（５）の曲率半径（Ｒ）を６０〜７０ｃｍにしたことを特徴とする請求項３記載の藻類培養装置。
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