JP2537516Y2 - バイオリアクタ - Google Patents
バイオリアクタInfo
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- JP2537516Y2 JP2537516Y2 JP3451691U JP3451691U JP2537516Y2 JP 2537516 Y2 JP2537516 Y2 JP 2537516Y2 JP 3451691 U JP3451691 U JP 3451691U JP 3451691 U JP3451691 U JP 3451691U JP 2537516 Y2 JP2537516 Y2 JP 2537516Y2
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- cylinder
- liquid
- microalgae
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は不純物の混入のほとんど
ない微細藻の大量培養に適用されるバイオリアクタに関
する。
ない微細藻の大量培養に適用されるバイオリアクタに関
する。
【０００２】
【従来の技術】発電所や一般産業用ボイラー等での化石
燃料の燃焼により大気中の二酸化炭素濃度が増し、近年
温室効果と呼ばれている地球温暖化現象が問題視される
こととなった。この地球環境破壊を防止するための手段
の１つとして、燃焼ガスや大気中から二酸化炭素ガスを
回収して海水に溶解し、この溶解した二酸化炭素と太陽
光により海水中に生息する生物、たとえば微細藻に光合
成作用を生じさせ、二酸化炭素中の炭素を藻体成分の構
成源として固定化する方法が知られている。この炭素を
藻体成分の構成源とした微細藻は乾燥して燃料等として
も利用でき、二次公害の少ない有力な二酸化炭素の固定
化方法として期待が大きい。そのため、実際に微細藻を
用いて各種の試験研究が行われるなど、微細藻の需要が
急増している。
燃料の燃焼により大気中の二酸化炭素濃度が増し、近年
温室効果と呼ばれている地球温暖化現象が問題視される
こととなった。この地球環境破壊を防止するための手段
の１つとして、燃焼ガスや大気中から二酸化炭素ガスを
回収して海水に溶解し、この溶解した二酸化炭素と太陽
光により海水中に生息する生物、たとえば微細藻に光合
成作用を生じさせ、二酸化炭素中の炭素を藻体成分の構
成源として固定化する方法が知られている。この炭素を
藻体成分の構成源とした微細藻は乾燥して燃料等として
も利用でき、二次公害の少ない有力な二酸化炭素の固定
化方法として期待が大きい。そのため、実際に微細藻を
用いて各種の試験研究が行われるなど、微細藻の需要が
急増している。
【０００３】しかし、たとえば、試験研究等に用いる微
細藻は不純物の混入の少ないものを必要とするため、三
角フラスコや、その他の容器の中に微細藻の生息する液
を入れ、光とＣＯ2 ガスを供給し培養しているが、微細
藻の濃度によっては光の透過距離は水面より、２〜３cm
程度、または、それ以外となり、深い容器を使用しても
効果はなく、この方法で大量の培養をする場合は容器を
置くための面積を多く必要とし、かつ一つ一つの容器に
光とＣＯ2 ガスを供給したり、培養された微細藻の回収
したりする設備や人手が大変なものとなるなど大きな問
題があった。
細藻は不純物の混入の少ないものを必要とするため、三
角フラスコや、その他の容器の中に微細藻の生息する液
を入れ、光とＣＯ2 ガスを供給し培養しているが、微細
藻の濃度によっては光の透過距離は水面より、２〜３cm
程度、または、それ以外となり、深い容器を使用しても
効果はなく、この方法で大量の培養をする場合は容器を
置くための面積を多く必要とし、かつ一つ一つの容器に
光とＣＯ2 ガスを供給したり、培養された微細藻の回収
したりする設備や人手が大変なものとなるなど大きな問
題があった。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】本考案は上記技術水準
に鑑み、光の透過距離を考慮した効率的な微細藻への
光の照射を行えるようにする、微細藻の培養に最適な
条件（照射光の強さや光質、微細藻の生息する液のＣＯ
2 濃度や液の温度）設定や調節を容易に行えるようにす
る、微細藻の生息する液の大気との直接的な接触を避
けるようにすることにより、前述の従来の方法の問題点
を解決し、不純物の混入のほとんどない微細藻の大量培
養に適するバイオリアクタを提供しようとするものであ
る。
に鑑み、光の透過距離を考慮した効率的な微細藻への
光の照射を行えるようにする、微細藻の培養に最適な
条件（照射光の強さや光質、微細藻の生息する液のＣＯ
2 濃度や液の温度）設定や調節を容易に行えるようにす
る、微細藻の生息する液の大気との直接的な接触を避
けるようにすることにより、前述の従来の方法の問題点
を解決し、不純物の混入のほとんどない微細藻の大量培
養に適するバイオリアクタを提供しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本考案は （１）夫々の筒体に順次配設された横断面がほゞ相似形
の少なくとも大筒体、中筒体及び小筒体を具備してな
り、小筒体内には発光体を設置し、小筒体と中筒体の間
隙を所定温度の流体の循環通路とし、中筒体と大筒体の
間隙を微細藻の培養域としてなることを特徴とするバイ
オリアクタ。
の少なくとも大筒体、中筒体及び小筒体を具備してな
り、小筒体内には発光体を設置し、小筒体と中筒体の間
隙を所定温度の流体の循環通路とし、中筒体と大筒体の
間隙を微細藻の培養域としてなることを特徴とするバイ
オリアクタ。
【０００６】（２）発光体が外部光源から光を伝送する
光ファイバであることを特徴とする上記（１）記載のバ
イオリアクタ。
光ファイバであることを特徴とする上記（１）記載のバ
イオリアクタ。
【０００７】（３）大筒体の周壁を光反射性にしてなる
ことを特徴とする上記（１）又は（２）記載のバイオリ
アクタである。
ことを特徴とする上記（１）又は（２）記載のバイオリ
アクタである。
【０００８】
【作用】微細藻の培養はその光合成作用（炭酸同化作
用）のために、適度の光の照射とＣＯ2 の供給及び微細
藻が生息する液の温度の保持が必要である。
用）のために、適度の光の照射とＣＯ2 の供給及び微細
藻が生息する液の温度の保持が必要である。
【０００９】光の照射については、微細藻の培養により
その濃度が増すにつれ光の透過距離は短くなり、ある一
定以上の距離には光は届かず、培養に寄与しない。そこ
で本考案バイオリアクタにおいては培養のため適度の光
を効率的に照射するために、液の光入射面を広くし、液
中の微細藻に対してほぼ均一に照射できるような面照射
とする。
その濃度が増すにつれ光の透過距離は短くなり、ある一
定以上の距離には光は届かず、培養に寄与しない。そこ
で本考案バイオリアクタにおいては培養のため適度の光
を効率的に照射するために、液の光入射面を広くし、液
中の微細藻に対してほぼ均一に照射できるような面照射
とする。
【００１０】また、微細藻が生息する液を適温に保持す
るためと発光体より発生する熱の影響を避けるため、光
源と微細藻の生息する液との間に所定温度の流体、例え
ば水を循環させる。
るためと発光体より発生する熱の影響を避けるため、光
源と微細藻の生息する液との間に所定温度の流体、例え
ば水を循環させる。
【００１１】微細藻が生息する液へはＣＯ2 ガスと空気
の混合ガスを供給するが、液への光の入射面を縦位置と
し、混合ガスを液の下側から供給することにより、該混
合ガスは気泡となって、その浮力により自然に上昇しな
がら、液中に溶け込んで行き、しかもその全工程におい
てほぼ均一に光の照射がなされる。この気泡の上昇は液
の攪拌効果をも、もたらし、微細藻の光合成作用を促進
し、培養速度を速める効果がある。これは特別な攪拌装
置も不要としリアクタの小型化にも寄与している。
の混合ガスを供給するが、液への光の入射面を縦位置と
し、混合ガスを液の下側から供給することにより、該混
合ガスは気泡となって、その浮力により自然に上昇しな
がら、液中に溶け込んで行き、しかもその全工程におい
てほぼ均一に光の照射がなされる。この気泡の上昇は液
の攪拌効果をも、もたらし、微細藻の光合成作用を促進
し、培養速度を速める効果がある。これは特別な攪拌装
置も不要としリアクタの小型化にも寄与している。
【００１２】光源としては円筒状の面発光体である蛍光
灯などが適するが、太陽光や電球等のリアクタ外部の光
源を多数の光ファイバで伝送し、必要な液面近くで光フ
ァイバの側面で漏光させ面照射することにより、多種多
様な光源に対応することができる。特に太陽光の使用は
微細藻の培養にとって好条件であるばかりでなく省エネ
ルギにも寄与する。
灯などが適するが、太陽光や電球等のリアクタ外部の光
源を多数の光ファイバで伝送し、必要な液面近くで光フ
ァイバの側面で漏光させ面照射することにより、多種多
様な光源に対応することができる。特に太陽光の使用は
微細藻の培養にとって好条件であるばかりでなく省エネ
ルギにも寄与する。
【００１３】複数の光ファイバに入射した光を光ファイ
バの側面より漏光させて面照射をするには、光ファイバ
を湾曲させ、その曲率半径を伝送されて来た光の全反射
角よりも小さくなるように設定すればよく、漏光量も曲
率半径を変えることにより変化させることができる。照
射された光の一部はリアクタの各部を通過し、リアクタ
外に出ることになるが、最外側の筒体の内面や外面など
で光を反射させることにより光の有効利用をすることが
できる。
バの側面より漏光させて面照射をするには、光ファイバ
を湾曲させ、その曲率半径を伝送されて来た光の全反射
角よりも小さくなるように設定すればよく、漏光量も曲
率半径を変えることにより変化させることができる。照
射された光の一部はリアクタの各部を通過し、リアクタ
外に出ることになるが、最外側の筒体の内面や外面など
で光を反射させることにより光の有効利用をすることが
できる。
【００１４】
【実施例】（例１） 本考案の一実施例を図１（下図はバイオリアクタの縦断
側面図、上面は下面のＡ−Ａ矢視平面図）および図２に
よって説明する。図１において、大円筒体１、中円筒体
２、小円筒体３は夫々透明のアクリル材料を使用してい
る。もちろん、光を透過するものであればガラス等を使
用してもよい。
側面図、上面は下面のＡ−Ａ矢視平面図）および図２に
よって説明する。図１において、大円筒体１、中円筒体
２、小円筒体３は夫々透明のアクリル材料を使用してい
る。もちろん、光を透過するものであればガラス等を使
用してもよい。
【００１５】下方のフランジ４と上方のフランジ５によ
り大、中、小円筒体１、２、３は固定かつシールされて
いる。大円筒体１と中円筒体２で形成される間隙６およ
び中円筒体２と小円筒体３で形成される間隙７には流体
の流入および排出のためのノズル８（この実施例では上
下各２個）、ノズル９（本実施例では上下各２個）があ
る。間隙６の下端には焼結金属板１０が取り付けられて
いる。小円筒体３の中心部には蛍光灯１１があり、大円
筒体１の外側には任意個数の液サンプリングノズル１２
が設けられている。
り大、中、小円筒体１、２、３は固定かつシールされて
いる。大円筒体１と中円筒体２で形成される間隙６およ
び中円筒体２と小円筒体３で形成される間隙７には流体
の流入および排出のためのノズル８（この実施例では上
下各２個）、ノズル９（本実施例では上下各２個）があ
る。間隙６の下端には焼結金属板１０が取り付けられて
いる。小円筒体３の中心部には蛍光灯１１があり、大円
筒体１の外側には任意個数の液サンプリングノズル１２
が設けられている。
【００１６】次に、図２により本考案のリアクタを用い
て微細藻を培養する場合を付帯設備を含めて説明する。
なお、リアクタ本体の符号は図１と同じとして説明す
る。
て微細藻を培養する場合を付帯設備を含めて説明する。
なお、リアクタ本体の符号は図１と同じとして説明す
る。
【００１７】ＣＯ2 ボンベ２１からＣＯ2 ガスと空気圧
縮機２２からの空気は混合器２３により混合され、逆流
防止管２４を通り、ノズル８より焼結金属板１０を通過
し、焼結金属板１０上の間隙６にある微細藻が生息する
液に入り、気泡となって上昇しなから液に溶け込む。液
に溶け込まずに液中を通過したＣＯ2 ガスと空気との混
合ガスは、微細藻の光合成作用により発生する酸素とと
もに上部ノズル８より系外へ排出される。ここで焼結金
属板１０を使用しているのは、下からの圧縮混合ガスを
通過させかつ、上部にある液の漏洩を防ぐものであり、
細かい網状のものを多量にしたもの等でもよい。
縮機２２からの空気は混合器２３により混合され、逆流
防止管２４を通り、ノズル８より焼結金属板１０を通過
し、焼結金属板１０上の間隙６にある微細藻が生息する
液に入り、気泡となって上昇しなから液に溶け込む。液
に溶け込まずに液中を通過したＣＯ2 ガスと空気との混
合ガスは、微細藻の光合成作用により発生する酸素とと
もに上部ノズル８より系外へ排出される。ここで焼結金
属板１０を使用しているのは、下からの圧縮混合ガスを
通過させかつ、上部にある液の漏洩を防ぐものであり、
細かい網状のものを多量にしたもの等でもよい。
【００１８】恒温層２５で所定温度になった水はノズル
９より間隙７に入り、間隙層６にある液と熱交換を行っ
て、液を所定温度に保持し、さらに光源より発生する熱
の間隙６にある液への影響を防ぐ役目もあり循環使用さ
れる。光源である蛍光灯１１にはタイマー２６が設けら
れ、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、昼夜と同じ循環を自動的
に繰り返すことができるようにしてある。
９より間隙７に入り、間隙層６にある液と熱交換を行っ
て、液を所定温度に保持し、さらに光源より発生する熱
の間隙６にある液への影響を防ぐ役目もあり循環使用さ
れる。光源である蛍光灯１１にはタイマー２６が設けら
れ、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、昼夜と同じ循環を自動的
に繰り返すことができるようにしてある。
【００１９】（例２） 本考案の他の実施例を図３により説明する。図３におい
て、図１と同じ部分には同一符号を付している。（但
し、図面の整理上、上部の液ノズル９の部位は省略して
ある。）
て、図１と同じ部分には同一符号を付している。（但
し、図面の整理上、上部の液ノズル９の部位は省略して
ある。）
【００２０】たとえば、太陽光や電球等のリアクタの外
部にある光源から光ファイバ３１で光を伝送し、リアク
タの小円筒体３の内面に沿って光ファイバ３１を付設
し、光ファイバ３１の側面より光を均一に漏光させるよ
うにした以外は図１の構成と同じである。
部にある光源から光ファイバ３１で光を伝送し、リアク
タの小円筒体３の内面に沿って光ファイバ３１を付設
し、光ファイバ３１の側面より光を均一に漏光させるよ
うにした以外は図１の構成と同じである。
【００２１】光ファイバ３１は光源から遠ざかるにつれ
て光ファイバ３１そのものゝ曲率半径が小さくなるよう
に湾曲させることにより、また光ファイバ３１を径や設
置間隔を変えて透明横糸によって織って光ファイバ３１
の曲率半径を変化させることにより、漏光量を変えるこ
とができる。すなわち、漏光により光ファイバ内の光が
減衰するに従い、曲率半径を小さくすればより平均化し
た照射ができる。
て光ファイバ３１そのものゝ曲率半径が小さくなるよう
に湾曲させることにより、また光ファイバ３１を径や設
置間隔を変えて透明横糸によって織って光ファイバ３１
の曲率半径を変化させることにより、漏光量を変えるこ
とができる。すなわち、漏光により光ファイバ内の光が
減衰するに従い、曲率半径を小さくすればより平均化し
た照射ができる。
【００２２】なお、例１および例２に共通であるが、大
円筒体１の内面または外面を光反射性にすることによ
り、リアクタ外部に光を漏れることを防止し、光を有効
に活用することができる。
円筒体１の内面または外面を光反射性にすることによ
り、リアクタ外部に光を漏れることを防止し、光を有効
に活用することができる。
【００２３】以上の実施例では円筒体を使用したが、多
数のリアクタを並べたり、設置場所の制約等により、角
型の筒体を使用してもよい。
数のリアクタを並べたり、設置場所の制約等により、角
型の筒体を使用してもよい。
【００２４】
【考案の効果】（１）液（微細藻が生息する液）の光の
入射面を縦位置とすることにより、装置の小さな専有面
積にもかかわらず、大きな光の入射面積を得ることがで
きる。たとえば、光源の蛍光灯を縦位置に複数本配置す
ることにより、装置の専有面積を一定のままで液への光
の入射面積を増減させることができる。 （２）液は大気との接触がないので、研究等に適した、
不純物の混入のほとんどない微細藻を得ることができ
る。 （３）微細藻の培養環境、すなわち液温度やＣＯ2 濃
度、照射光量や光質、明暗のサイクルを微細藻の種類等
に応じて自由に設定およびコントロールができ、効率的
な培養ができる。
入射面を縦位置とすることにより、装置の小さな専有面
積にもかかわらず、大きな光の入射面積を得ることがで
きる。たとえば、光源の蛍光灯を縦位置に複数本配置す
ることにより、装置の専有面積を一定のままで液への光
の入射面積を増減させることができる。 （２）液は大気との接触がないので、研究等に適した、
不純物の混入のほとんどない微細藻を得ることができ
る。 （３）微細藻の培養環境、すなわち液温度やＣＯ2 濃
度、照射光量や光質、明暗のサイクルを微細藻の種類等
に応じて自由に設定およびコントロールができ、効率的
な培養ができる。
【図１】本考案の第１実施例に係るバイオリアクタの説
明図
明図
【図２】本考案の第１実施例に係る微細藻培養のフロー
図
図
【図３】本考案の第２実施例に係るバイオリアクタの説
明図
明図
１：大円筒体 ２：中円筒体 ３：小円筒体 ６：間隙 ７：間隙 ８：ノズル ９：ノズル １１：蛍光体 ３１：光ファイバ
フロントページの続き (72)考案者 石井 登 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社 本社内 (72)考案者 金子 雅人 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)考案者 羽田 道夫 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社 広島研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 夫々の筒体に順次配設された横断面がほ
ゞ相似形の少なくとも大筒体、中筒体及び小筒体を具備
してなり、小筒体内には発光体を設置し、小筒体と中筒
体の間隙を所定温度の流体の循環通路とし、中筒体と大
筒体の間隙を微細藻の培養域としてなることを特徴とす
るバイオリアクタ。 - 【請求項２】 発光体が外部光源から光を伝送する光フ
ァイバであることを特徴とする請求項１記載のバイオリ
アクタ。 - 【請求項３】 大筒体の周壁を光反射性にしてなること
を特徴とする請求項１又は２記載のバイオリアクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3451691U JP2537516Y2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | バイオリアクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3451691U JP2537516Y2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | バイオリアクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100U JPH07100U (ja) | 1995-01-06 |
| JP2537516Y2 true JP2537516Y2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=12416434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3451691U Expired - Lifetime JP2537516Y2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | バイオリアクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537516Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4519542B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2010-08-04 | 小糸工業株式会社 | 培養装置 |
| JP2006014628A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Koito Ind Ltd | 培養装置 |
| US10197338B2 (en) * | 2013-08-22 | 2019-02-05 | Kevin Hans Melsheimer | Building system for cascading flows of matter and energy |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP3451691U patent/JP2537516Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07100U (ja) | 1995-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970114 |
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