JP2020188720A - Raising device of organism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ファインバブルを用いた生物の育成装置に関する。 The present invention relates to an organism growing device using a fine bubble.
従来、ファインバブルによる微生物の成長促進を目的とした培養装置において、フィルターによって培養槽内の培養液を微生物と培養ろ過液に分離し、培養ろ過液にファインバブルを含有させ、培養槽に還流する装置が知られている。
例えば特許文献1には、生物反応槽から培養液が導入されるとともに培養液を菌体とろ過液とに分離する菌体ろ過器を有し、ろ過液にファインバブルを含有させ、培養槽に還流する方法と装置が示されている。
Conventionally, in a culture apparatus for promoting the growth of microorganisms by fine bubbles, the culture solution in the culture tank is separated into microorganisms and the culture filter solution by a filter, the culture filter solution contains fine bubbles, and the culture solution is returned to the culture tank. The device is known.
For example,
また、特許文献2には、培養槽から抜き出されろ過器に供給される生物培養液を、マイクロナノバブルを含有するものとするマイクロナノバブル発生装置が示されている。
Further,
しかしながら、上記のいずれの装置も、微生物や菌体を含有する培養液をフィルターに流通させ、微生物、菌体と培養ろ過液に分離させる工程が発生している。この工程により、循環運転を続けているといずれフィルターの目詰まりが発生し、循環量が低下してしまう問題があった。 However, in any of the above-mentioned devices, a step of circulating a culture solution containing microorganisms and bacterial cells through a filter and separating the microorganisms and bacterial cells from the culture filtrate is generated. Due to this step, if the circulation operation is continued, the filter will eventually be clogged, and there is a problem that the circulation amount is reduced.
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、フィルターの目詰まり等を防止できるとともに、効率的に生物を育成することができる生物の育成装置を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned conventional drawbacks, an object of the present invention is to provide an organism growing apparatus capable of preventing clogging of a filter and efficiently growing an organism.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の生物の育成装置は、養液を貯留するとともに、該養液内の生物を育成する育成槽と、前記育成槽内に設けられ、ファインバブルが通過可能な放出膜により区切られた養液循環エリアと、前記養液に前記ファインバブルを添加する発生機と、前記養液循環エリアから前記発生機に前記養液を導く導入管路と、該導入管路を通じて前記発生機に供給され、前記ファインバブルを含有させた前記養液を前記育成槽内の前記養液循環エリアへ還流させる還流管路と、前記導入管路又は還流管路に設けられ前記養液を循環させる循環ポンプを備え、前記養液循環エリアには前記生物が含まれず、前記放出膜を介してファインバブルを前記育成槽内の生物育成エリアに放出することにより、前記養液循環エリアから前記生物育成エリアに前記ファインバブルが拡散される一方、前記養液循環エリア内に前記生物含む固形物が侵入することを防止できることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the organism growing device according to
請求項2に記載の生物の育成装置の前記放出膜は、前記育成槽内の空間を上下に分割するように設けられていることを特徴とする。
The release film of the organism growing device according to
請求項3に記載の生物の育成装置の前記放出膜は、筒状に形成されていることを特徴とする。
The release film of the organism growing device according to
請求項4に記載の生物の育成装置の前記放出膜は、連結された複数個の筒状に形成されていることを特徴とする。 The release film of the organism growing device according to claim 4 is characterized in that it is formed in a plurality of connected tubular shapes.
請求項5に記載の生物の育成装置の前記育成槽は、前記養液が循環する管状に形成され、前記放出膜は、管状に形成されて前記管状の育成槽内に配置され、前記放出膜の一端部に前記導入管路が接続され、他端部に前記還流管路が接続されていることを特徴とする。
The growing tank of the organism growing device according to
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
(1)請求項1に記載の発明においては、放出膜を介して、ファインバブルが生物育成エリアへ供給されるので、バブルと養液の比重差による浮上および拡散効果により、養液循環エリアから生物育成エリアへ供給される一方、放出膜により固形物(生物や微細なゴミ等)が生物育成エリアから養液循環エリアに混入することを防止できる。
したがって、固形物によるファインバブル放出膜の目詰を防止することができる。
(2)請求項2乃至請求項5に記載の発明も前記(1)と同様な効果が得られる。
As is clear from the above description, the following effects can be obtained in the present invention.
(1) In the invention according to
Therefore, it is possible to prevent clogging of the fine bubble release film due to solid matter.
(2) The invention according to
図1は本発明の第1の実施形態を示す説明図である。
図2は本発明の第2の実施形態を示す説明図である。
図3は本発明の第3の実施形態を示す説明図である。
図4は本発明の第4の実施形態を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。
図1に示す本発明を実施するための第1の形態において、1は本発明のファインバブルを用いた生物の育成装置である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail in accordance with the embodiments shown in the drawings for carrying out the present invention.
In the first embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 1, 1 is an organism breeding device using the fine bubble of the present invention.
なお、説明の便宜上、循環管路11及び養液循環エリア5を循環し、ファインバブルを含有した養液2を循環養液2Aという。
For convenience of explanation, the
この生物の育成装置1は、図1に示すように、養液2を貯留するとともに、前記養液2内の生物を育成する育成槽3と、前記育成槽3内に設けられ、ファインバブルが通過可能な放出膜4により区切られた養液循環エリア5及び生物育成エリア10と、前記養液循環エリア5の養液2を循環させる循環管路11と、この循環管路11に設けられ、前記養液2に前記ファインバブルを添加する発生機6と、循環管路11に設けられ前記循環養液2Aを循環させる循環ポンプ9とで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
循環管路11は、前記養液循環エリア5から前記発生機6に前記循環養液2Aを導く導入管路7と、該導入管路7を通じて前記発生機6に供給され、ファインバブルを含有させた前記循環養液2Aを前記育成槽3内の前記養液循環エリア5へ還流させる還流管路8とで構成されており、循環ポンプ9は、前記導入管路7又は還流管路8のいずれに設けてもよい。
The
養液2は、育成対象の生物に適した液体が用いられ、例えば、本実施形態では藻類の微生物を育成しており、淡水又は海水等が用いられている。その他にも水草を育成する場合には淡水、水の中の有機物を分解する微生物を育成する場合には、有機物を多量に含んだ液体等が用いられる。
As the
また、この育成槽3で育成される生物は、動植物及び微生物(好気性微生物、嫌気性微生物、藻類等)を含むものである。
In addition, the organisms grown in the
ファインバブルにされるガスも、育成する生物に合わせて適宜適切な物質が用いられる。本実施形態では、藻類の微生物を育成するため、二酸化炭素を用いている。
育成槽3は、液体を保持できるとともに導入管路7や還流管路8が接続可能な容器で、その大きさや材質等は育成する生物や育成規模に応じて適宜変更できるものである。
As for the gas to be made into fine bubbles, an appropriate substance is used according to the organism to be grown. In this embodiment, carbon dioxide is used to grow algae microorganisms.
The growing
養液循環エリア5は、前記育成槽3内に設けられており、育成槽3とは放出膜4を介して区切られた状態で設けられており、この養液循環エリア5には前記生物が含まれない。本実施形態では、育成槽3の中心部から下部付近の内部の空間を上下に分割するように放出膜4が設けられており、この放出膜4の下方が養液循環エリア5となる。この放出膜4は、本実施形態では、微生物を育成するものであるため、その大きさに合わせて開き目が1〜50 μmで、エリアを上下に区切るためにプリーツ型やシート型のものを用いている。育成槽3内の養液循環エリア5は生物育成エリア10の液相に配置されることが好ましく、後述する異なる形態の図2に示すような生物育成エリア10へ上部からの投げ込み式であってもよく、図4に示すような管状の生物育成エリア10の内部に沿うように配置されてもよい。
The nutrient
一方、この放出膜4よりも上方のエリアは、養液2及び育成対象の生物が存在する生物育成エリア10となる。
On the other hand, the area above the release membrane 4 is the
この放出膜4は、ファインバブルのみが通過できる大きさの開き目とすることにより、放出膜4により生物等(生物や固形物等)が生物育成エリア10から養液循環エリア5に混入することを防止できる。また、放出膜4を介してファインバブルを前記育成槽3内の生物育成エリア10に放出することにより、前記養液循環エリア5から前記生物育成エリア10に前記ファインバブルが拡散される一方、前記養液循環エリア5内に前記生物含む固形物が侵入することを防止できる。
The release membrane 4 has an opening having a size that allows only fine bubbles to pass through, so that organisms (organisms, solids, etc.) are mixed into the nutrient
また、従来の方法ではフィルターに循環流体の全量が通過するのに対して、本発明では放出膜4に循環養液2Aのファインバブルのみが通過するため、非常に目詰まりが発生しにくい。
Further, in the conventional method, the entire amount of the circulating fluid passes through the filter, whereas in the present invention, only the fine bubbles of the circulating
発生機6は、ファインバブルを発生させることができるものであれば、どのような機器を用いてもよい。
As the
導入管路7は、養液循環エリア5から発生機6に循環養液2Aを導く管路で、本実施形態においては一端部が育成槽3の養液循環エリア5に連通するとともに、他端部が発生機6に接続されている。
The
なお、本実施形態のように発生機6の上流側に循環ポンプ9を設ける場合には、この循環ポンプ9を介して導入管路7の他端部が発生機6に接続される。
When the
還流管路8は、発生機6を通過し、ファインバブルを含有した循環養液2Aを養液循環エリア5へ導く管路で、その一端部が発生機6に接続され、他端部が育成槽3の養液循環エリア5に連通している。
The
循環ポンプ9は、導入管路7に設けられ、これらの管路7、8及び発生機6を通過する循環養液2Aを昇圧し、循環させるポンプである。この循環ポンプ9は、液体を昇圧し圧送できるものであれば、どのようなものを用いてもよい。ところで、本実施形態においては、導入管路7に循環ポンプ9を設けたが、使用するガスによっては還流管路8(発生機6の下流側)に循環ポンプ9を用いてもよく、循環ポンプ9は発生機6に内蔵されていてもよい。
The
ところで、養液循環エリア5の平均流速は5 m/sec以下、より好ましくは1 m/sec 以下としている。
従来の方法ではフィルターに循環流体の全量が通過するのに対して、本発明では放出膜4に循環流体の全量が通過することはないため、非常に目詰まりが発生しにくい。
ファインバブルはバブルと養液2の比重差による浮上および拡散効果により、養液循環エリア5から前記育成槽3内の生物育成エリア10へファインバブルのみが供給される一方、放出膜4により生物を含む固形物が生物育成エリア10から養液循環エリア5および還流管路8および循環ポンプ9および発生機6内に混入することを抑えることができる。
ここで、「固形物」とは、育成対象の生物自身を含むものであり、その他にも生物が排出する固形の排出物や、ゴミ、ほこり等が含まれる。
By the way, the average flow velocity of the nutrient
In the conventional method, the entire amount of the circulating fluid passes through the filter, whereas in the present invention, the entire amount of the circulating fluid does not pass through the release membrane 4, so that clogging is very unlikely to occur.
The fine bubbles are supplied from the nutrient
Here, the "solid matter" includes the organism itself to be cultivated, and also includes solid waste discharged by the organism, dust, dust and the like.
このように構成された生物の育成装置1で例えば藻類等の微生物を育成(培養)する場合には、養液2として淡水又は海水を用い、ファインバブル用のガスとして二酸化炭素を用いる。
When growing (culturing) microorganisms such as algae in the
循環ポンプ9により循環養液2Aを養液循環エリア5に循環させるとともに、発生機6を起動して二酸化炭素をファインバブルにする。このファインバブルは、放出膜4を通過して生物育成エリア10に拡散される。
この拡散されたファインバブルにより藻類等の微生物を効率よく育成することができる。
The
Microorganisms such as algae can be efficiently grown by this diffused fine bubble.
[発明を実施するための異なる形態]
次に、図2乃至図4に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第1の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図2に示す本発明を実施するための第2の形態において、前記本発明を実施するための第1の形態と主に異なる点は、筒状に形成され、その一端部に前記導入管路7が接続され、その他端部に前記還流管路8が接続された放出膜4Aとした点で、このような放出膜4Aを用いた生物の育成装置1Aにしても、前記本発明を実施するための第1の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、本実施形態においては、この筒状の放出膜4Aで区切られた放出膜4Aの内側のエリアが養液循環エリア5となる。
[Different forms for carrying out the invention]
Next, different modes for carrying out the present invention shown in FIGS. 2 to 4 will be described. In the description of these different embodiments for carrying out the present invention, the same components as those of the first embodiment for carrying out the present invention are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
The second embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 2 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that it is formed in a tubular shape, and the introduction pipe is provided at one end thereof. The present invention is also carried out in the organism growing device 1A using such a
In the present embodiment, the area inside the
図3に示す本発明を実施するための第3の形態において、前記本発明を実施するための第1の形態と主に異なる点は、互いに連結された複数個の筒状の放出膜4Bにした点で、このような放出膜4Bを用いた生物の育成装置1Bにしても、前記本発明を実施するための第1の形態と同様な作用効果が得られる。
The third embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 3 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in a plurality of
なお、本実施形態においては、この複数個の筒状の放出膜4Bで区切られた放出膜4Bの内側のエリアがそれぞれ養液循環エリア5となる。
複数個の放出膜4Bは、どのように連結してもよく、例えば本実施形態のように4つの放出膜4Bを並列状に2つずつ連結してもよいし、複数個の放出膜4Bを直列状に連結してもよい。このように複数個の放出膜4Bが直接又は間接的に互いに連結されていればよい。
In the present embodiment, the inner areas of the
The plurality of
図4に示す本発明を実施するための第3の形態において、前記本発明を実施するための第1の形態と主に異なる点は、前記循環養液2Aが循環する管状に形成された育成槽3Aを用いるとともに、前記育成槽3A内に配置され、管状に形成されるとともに、その一端部に前記導入管路7が接続され、その他端部に前記還流管路8が接続された前記放出膜4Cにした点で、このような育成槽3A及び放出膜4Cを用いた生物の育成装置1Cにしても、前記本発明を実施するための第1の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、本実施形態においては、この管状の放出膜4Cで区切られた放出膜4Cの内側のエリアが養液循環エリア5となる。
The third embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 4 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that the circulating
In the present embodiment, the area inside the
また、本発明の実施形態で藻類の微生物を育成する場合について説明したが、育成する生物としては植物(水耕栽培)や養殖魚等にしてもよく、植物の場合には、養液を水耕養液とし、養殖魚を育成する場合には、淡水又は海水を養液として使用し、ファインバブルとして使用される気体を酸素や空気等にしてもよい。 Further, although the case of growing algae microorganisms has been described in the embodiment of the present invention, the growing organism may be a plant (hydroponics), aquaculture fish, or the like, and in the case of a plant, the nutrient solution is water. When aquaculture liquid is used to grow farmed fish, fresh water or seawater may be used as the nutrient liquid, and the gas used as fine bubbles may be oxygen, air, or the like.
本発明は生物を育成する産業に利用される。 The present invention is used in an industry that grows organisms.
1、1A、1B、1C:生物の育成装置、
2、2A:養液、 3、3A:育成槽、
4、4A、4B、4C:放出膜、 5:養液循環エリア、
6:発生機、 7:導入管路、
8:還流管路、 9:循環ポンプ、
10:生物育成エリア、 11:循環管路。
1, 1A, 1B, 1C: Organism breeding device,
2, 2A: nutrient solution, 3, 3A: growth tank,
4, 4A, 4B, 4C: Release membrane, 5: Nutrient solution circulation area,
6: Generator, 7: Introduction pipeline,
8: Reflux line, 9: Circulation pump,
10: Biological growth area, 11: Circulation pipeline.
Claims (5)
前記養液循環エリアには前記生物が含まれず、前記放出膜を介してファインバブルを前記育成槽内の生物育成エリアに放出することにより、前記養液循環エリアから前記生物育成エリアに前記ファインバブルが拡散される一方、前記養液循環エリア内に前記生物含む固形物が侵入することを防止できる生物の育成装置。 In the nutrient solution, a growth tank for storing the nutrient solution and growing the organisms in the nutrient solution, a nutrient solution circulation area provided in the growth tank and separated by a release film through which fine bubbles can pass, and the nutrient solution. The generator to which the fine bubbles are added, an introduction pipe that guides the nutrient solution from the nutrient solution circulation area to the generator, and the introduction pipeline that is supplied to the generator through the introduction pipe and contains the fine bubbles. A circulation pipe for circulating the nutrient solution to the nutrient solution circulation area in the growth tank and a circulation pump provided in the introduction pipe or the reflux pipe for circulating the nutrient solution are provided.
The nutrient solution circulation area does not contain the organism, and by releasing fine bubbles to the organism growth area in the growth tank through the release membrane, the fine bubbles are released from the nutrient solution circulation area to the organism growth area. An organism growing device capable of preventing the invasion of solid matter containing the organism into the nutrient solution circulation area.
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