JP2923931B2 - 光合成培養装置 - Google Patents
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M31/00—Means for providing, directing, scattering or concentrating light
- C12M31/12—Rotating light emitting elements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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- C12M31/08—Means for providing, directing, scattering or concentrating light by conducting or reflecting elements located inside the reactor or in its structure
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光合成細菌、藻類、植
物細胞等の生育に光を必要とする光合成生物の培養装置
に関し、太陽光や人工光源の光を培養槽内部に導いて、
培養液中の光合成生物に均一に光を供給し、該光合成生
物を効率的に培養する装置に関する。本発明はまた、Ｃ
Ｏ2 を高効率に固定化できる装置に関する。
物細胞等の生育に光を必要とする光合成生物の培養装置
に関し、太陽光や人工光源の光を培養槽内部に導いて、
培養液中の光合成生物に均一に光を供給し、該光合成生
物を効率的に培養する装置に関する。本発明はまた、Ｃ
Ｏ2 を高効率に固定化できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光合成生物の培養法としては、太陽光を
直接利用して屋外で培養するオープンポンド方式が従来
方式としてよく知られている。この方式において大量培
養する場合、光の透過距離の関係から液深を大きくとる
ことができず、結果として広大な敷地面積を必要とする
重大な欠点を有する。
直接利用して屋外で培養するオープンポンド方式が従来
方式としてよく知られている。この方式において大量培
養する場合、光の透過距離の関係から液深を大きくとる
ことができず、結果として広大な敷地面積を必要とする
重大な欠点を有する。
【０００３】このような欠点を改良して液深が大きくと
れる光合成培養装置として次に示す培養技術が知られて
いる。例えば、特開昭５０−１５７５８１号公報のよう
に光を透過するガラスなどの材質を外壁として用い、培
養槽の外部から光供給を行なう外部照射型の光合成培養
装置や、特開昭５０−１４２７７８号公報、特開昭５７
−１０２１８１号公報、特開昭６１−１３９３８２号公
報などのように発光管を培養槽内に浸漬したり、外部の
光源から光ファイバーなどにより光を培養槽内部に導い
て光供給を行なう内部照射型の光合成培養装置などであ
る。
れる光合成培養装置として次に示す培養技術が知られて
いる。例えば、特開昭５０−１５７５８１号公報のよう
に光を透過するガラスなどの材質を外壁として用い、培
養槽の外部から光供給を行なう外部照射型の光合成培養
装置や、特開昭５０−１４２７７８号公報、特開昭５７
−１０２１８１号公報、特開昭６１−１３９３８２号公
報などのように発光管を培養槽内に浸漬したり、外部の
光源から光ファイバーなどにより光を培養槽内部に導い
て光供給を行なう内部照射型の光合成培養装置などであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の外部照射型
の培養装置において、その照射面積を大きくするにはガ
ラス等の光透過性の材質でできた槽壁部などを大きくす
る必要があり、構造上、強度上の面から培養槽の大型化
は極めて困難であるという問題を有する。また、この外
部照射型の培養装置では、光合成微生物の濃度が高くな
ると光の到達する距離が短くなり、供給される光量が不
足して光合成微生物の増殖が抑えられるという問題を有
している。さらに、培養をスケールアップする場合、光
供給密度を同一にする必要があるが、この外部照射型の
培養装置では光照射部が培養槽の側面だけなので、例え
ば、培養槽を一般的によく行われる幾何学的相似条件で
スケールアップする場合を考えると容積の増大分と同じ
だけ側面積を大きくすることはできないため光供給密度
を一定に保つことができない。
の培養装置において、その照射面積を大きくするにはガ
ラス等の光透過性の材質でできた槽壁部などを大きくす
る必要があり、構造上、強度上の面から培養槽の大型化
は極めて困難であるという問題を有する。また、この外
部照射型の培養装置では、光合成微生物の濃度が高くな
ると光の到達する距離が短くなり、供給される光量が不
足して光合成微生物の増殖が抑えられるという問題を有
している。さらに、培養をスケールアップする場合、光
供給密度を同一にする必要があるが、この外部照射型の
培養装置では光照射部が培養槽の側面だけなので、例え
ば、培養槽を一般的によく行われる幾何学的相似条件で
スケールアップする場合を考えると容積の増大分と同じ
だけ側面積を大きくすることはできないため光供給密度
を一定に保つことができない。
【０００５】前記内部照射型の培養装置において、培養
液の攪拌混合を十分に行わないと培養液中の光合成微生
物が発光体の近傍に存在する確率が小さくなるので、攪
拌機能を持たせる必要がある。また、この内部照射型の
培養装置において、微生物濃度が高くなると光の到達距
離が短くなり、増殖が抑えられるので、十分な攪拌混合
を行う必要がある。培養液の攪拌には、攪拌翼で攪拌す
るのが攪拌混合効果としては最も効率がよいが、攪拌翼
の回転部分は発光体を配置できないので、攪拌翼を設け
ると培養槽内の光供給容積効率が下がるという問題があ
る。さらに培養をスケルーアップする場合、この内部照
射型の培養装置において光供給密度を一定に保って、ス
ケールアップすることは外部照射型に比較すると多少は
容易である。しかし、培養槽容積が大きくなると光供給
密度が高ければ高いほど均一混合が困難となり、培養槽
内に占める発光体の割合が大きくなって結果的に光合成
生物の有効培養容積が低下するという問題がある。
液の攪拌混合を十分に行わないと培養液中の光合成微生
物が発光体の近傍に存在する確率が小さくなるので、攪
拌機能を持たせる必要がある。また、この内部照射型の
培養装置において、微生物濃度が高くなると光の到達距
離が短くなり、増殖が抑えられるので、十分な攪拌混合
を行う必要がある。培養液の攪拌には、攪拌翼で攪拌す
るのが攪拌混合効果としては最も効率がよいが、攪拌翼
の回転部分は発光体を配置できないので、攪拌翼を設け
ると培養槽内の光供給容積効率が下がるという問題があ
る。さらに培養をスケルーアップする場合、この内部照
射型の培養装置において光供給密度を一定に保って、ス
ケールアップすることは外部照射型に比較すると多少は
容易である。しかし、培養槽容積が大きくなると光供給
密度が高ければ高いほど均一混合が困難となり、培養槽
内に占める発光体の割合が大きくなって結果的に光合成
生物の有効培養容積が低下するという問題がある。
【０００６】また、発光体を培養槽内に高密度に配置し
て光の供給効率を上げ、ポンプなどにより培養液を循環
混合する方法も従来知られているが、発光体が培養槽内
に高密度に配置されているため、ポンプにより培養液を
均一に混合することは困難であるという問題がある。さ
らにこのように、培養槽内に発光体を余りに高密度に配
置すると培養槽中における発光体の占める割合が大きく
なり、結果的に培養実容積が小さくなるという問題があ
る。
て光の供給効率を上げ、ポンプなどにより培養液を循環
混合する方法も従来知られているが、発光体が培養槽内
に高密度に配置されているため、ポンプにより培養液を
均一に混合することは困難であるという問題がある。さ
らにこのように、培養槽内に発光体を余りに高密度に配
置すると培養槽中における発光体の占める割合が大きく
なり、結果的に培養実容積が小さくなるという問題があ
る。
【０００７】また、発光体を培養槽内部で可動させるこ
とにより、光合成生物に効果的に光供給を行うことがで
きる培養装置は、特開平４−８４８８３号公報により知
られている。該培養装置は、培養槽内に必要充分な光を
均一に、効率よく供給することができ、光合成生物の培
養が高密度に行なえる特徴を持っている。ところで、培
養をスケールアップする場合、光供給密度（培養槽単位
容積あたりの光照射面積）を保ってスケールアップする
ことが必要であり、そのためには発光体の数を増やすな
どの対応が必要とされるが、しかしながら、該培養装置
の発光体は一体となった１枚の平板から構成され、培養
装置の内径の大部分の長さを持っているので、このよう
な形状および配置の発光体では発光体の数を増やして、
スケールアップすることが困難であった。
とにより、光合成生物に効果的に光供給を行うことがで
きる培養装置は、特開平４−８４８８３号公報により知
られている。該培養装置は、培養槽内に必要充分な光を
均一に、効率よく供給することができ、光合成生物の培
養が高密度に行なえる特徴を持っている。ところで、培
養をスケールアップする場合、光供給密度（培養槽単位
容積あたりの光照射面積）を保ってスケールアップする
ことが必要であり、そのためには発光体の数を増やすな
どの対応が必要とされるが、しかしながら、該培養装置
の発光体は一体となった１枚の平板から構成され、培養
装置の内径の大部分の長さを持っているので、このよう
な形状および配置の発光体では発光体の数を増やして、
スケールアップすることが困難であった。
【０００８】一方、近年、地球温暖化の原因の一つとし
て大気中におけるＣＯ2 の増加が問題とされており、Ｃ
Ｏ2 の低減技術が要望されている。
て大気中におけるＣＯ2 の増加が問題とされており、Ｃ
Ｏ2 の低減技術が要望されている。
【０００９】そこで、本発明の１番目の目的は、均一な
光供給が可能で、しかも培養のスケールアップが容易な
光合成培養槽を提供することを目的とする。
光供給が可能で、しかも培養のスケールアップが容易な
光合成培養槽を提供することを目的とする。
【００１０】本発明の２番目の目的は、均一な光供給が
可能で、培養液の攪拌混合が良好に行え、しかも培養の
スケールアップが容易な光合成培養槽を提供することを
目的とする。
可能で、培養液の攪拌混合が良好に行え、しかも培養の
スケールアップが容易な光合成培養槽を提供することを
目的とする。
【００１１】また、本発明の付随的な目的は、効率的な
ＣＯ2 の固定化に役立つ光合成培養装置を提供すること
を目的とする。
ＣＯ2 の固定化に役立つ光合成培養装置を提供すること
を目的とする。
【００１２】上記した問題点を解決するために、本発明
は、培養槽内に照射装置を持つ光合成培養装置におい
て、（１）前記照射装置は、各々独立した複数の平板状
発光体であり、（２）該各々の平板状発光体は、前記培
養槽の中心軸の同心円上に一定間隔で垂直に、中心軸と
の間に培養液の上下循環流を阻害する部材が無いように
培養槽の中心軸を軸として回転可能な発光体取付用枠に
取り付けられ、且つ（３）前記各々の平板状発光体は、
その平板状発光体の表面の水平方向が前記培養槽の中心
軸からの水平方向の放射線に対してある一定の角度にな
るように配置され、（４）前記各々の平板状発光体は、
外部光源から光の供給を受けるための光伝送路に接続さ
れていることを特徴とする。
は、培養槽内に照射装置を持つ光合成培養装置におい
て、（１）前記照射装置は、各々独立した複数の平板状
発光体であり、（２）該各々の平板状発光体は、前記培
養槽の中心軸の同心円上に一定間隔で垂直に、中心軸と
の間に培養液の上下循環流を阻害する部材が無いように
培養槽の中心軸を軸として回転可能な発光体取付用枠に
取り付けられ、且つ（３）前記各々の平板状発光体は、
その平板状発光体の表面の水平方向が前記培養槽の中心
軸からの水平方向の放射線に対してある一定の角度にな
るように配置され、（４）前記各々の平板状発光体は、
外部光源から光の供給を受けるための光伝送路に接続さ
れていることを特徴とする。
【００１３】
【００１４】本発明においては、前記各々の平板状発光
体の表面の水平方向と、前記培養槽の中心軸からの水平
方向の放射線との角度は、前記発光体取付用枠が前記培
養槽の中心軸を軸として回転したときに、前記培養槽の
中心軸側から培養槽壁側に向けて培養液が吐出されるよ
うな角度とする。
体の表面の水平方向と、前記培養槽の中心軸からの水平
方向の放射線との角度は、前記発光体取付用枠が前記培
養槽の中心軸を軸として回転したときに、前記培養槽の
中心軸側から培養槽壁側に向けて培養液が吐出されるよ
うな角度とする。
【００１５】
【作用】本発明の光合成培養装置は、培養槽内に各々独
立した複数の平板状発光体を有し、各平板状発光体は外
部光源からの光を受けるための光伝送路に連絡されてい
るので、平板状発光体を培養槽内に増加させて配置する
ことができ、培養のスケールアップに伴っても光供給密
度を一定にすることができるため、培養のスケールアッ
プが比較的容易に達成することができる。したがって、
本発明の光合成培養装置を大型にしても良好な性能が得
られる。
立した複数の平板状発光体を有し、各平板状発光体は外
部光源からの光を受けるための光伝送路に連絡されてい
るので、平板状発光体を培養槽内に増加させて配置する
ことができ、培養のスケールアップに伴っても光供給密
度を一定にすることができるため、培養のスケールアッ
プが比較的容易に達成することができる。したがって、
本発明の光合成培養装置を大型にしても良好な性能が得
られる。
【００１６】また本発明の光合成培養装置は、外部から
伝送してきた光を平板状発光体から培養槽内部に照射供
給し、且つ平板状発光体を培養槽の中心軸を軸として回
転可能としているため、培養液中の光合成微生物に対し
て光源が接近し且つ平板状発光体は攪拌翼としての機能
を果たす。したがって、平板状発光体を回転させること
により、培養液が培養槽の中心軸側から培養槽壁側に向
けて吐出されるように流れるので、光合成微生物自体も
培養槽内に均一に流動分布し、効率よく光を供給するこ
とができる。また培養液を均一に混合することができる
ので培養条件などのコントロールが良好に行える。
伝送してきた光を平板状発光体から培養槽内部に照射供
給し、且つ平板状発光体を培養槽の中心軸を軸として回
転可能としているため、培養液中の光合成微生物に対し
て光源が接近し且つ平板状発光体は攪拌翼としての機能
を果たす。したがって、平板状発光体を回転させること
により、培養液が培養槽の中心軸側から培養槽壁側に向
けて吐出されるように流れるので、光合成微生物自体も
培養槽内に均一に流動分布し、効率よく光を供給するこ
とができる。また培養液を均一に混合することができる
ので培養条件などのコントロールが良好に行える。
【００１７】
【実施例】本発明を実施例により説明する。図１は、本
発明による光合成培養装置の全体概要の一例を示した図
である。また図２は図１のＡ〜Ａ断面図である。図中、
１は培養槽、２は平板状発光体である。平板状発光体２
は本実施例では培養槽１の垂直方向に縦長の平板形状と
しているが、平板状発光体２の形状は本実施例のように
縦長形状に限られるものではない。平板状発光体２は発
光体取付用枠３に取付られている。平板状発光体２は、
その平板状発光体２の表面の水平方向９が培養槽１の垂
直方向の中心軸から水平方向に放射した放射線８に対し
て図２に示すように各々一定角度α角となるように、取
り付けられる。α角は後述のように平板状発光体２が回
転することにより、平板状発光体２が押し出す培養液の
方向が培養槽壁に向かうように０°＜α＜９０°の範囲
で設定する。なお後述のように培養槽１内のスムーズな
フローパターンを得るためには、平板状発光体２の上部
は液面より上に出るようにするのが望ましい（図３参
照）。
発明による光合成培養装置の全体概要の一例を示した図
である。また図２は図１のＡ〜Ａ断面図である。図中、
１は培養槽、２は平板状発光体である。平板状発光体２
は本実施例では培養槽１の垂直方向に縦長の平板形状と
しているが、平板状発光体２の形状は本実施例のように
縦長形状に限られるものではない。平板状発光体２は発
光体取付用枠３に取付られている。平板状発光体２は、
その平板状発光体２の表面の水平方向９が培養槽１の垂
直方向の中心軸から水平方向に放射した放射線８に対し
て図２に示すように各々一定角度α角となるように、取
り付けられる。α角は後述のように平板状発光体２が回
転することにより、平板状発光体２が押し出す培養液の
方向が培養槽壁に向かうように０°＜α＜９０°の範囲
で設定する。なお後述のように培養槽１内のスムーズな
フローパターンを得るためには、平板状発光体２の上部
は液面より上に出るようにするのが望ましい（図３参
照）。
【００１８】前記発光体取付用枠３は回転軸４に取り付
けられ培養槽１の中心軸を中心として図１、図２の矢印
ａで示す方向に回転する。各々独立している平板状発光
体２には光伝送路として光ファイバーバンドル５が接続
され、光が外部光源から平板状発光体２に供給される構
造となっている。外部光源としては太陽光あるいは人工
光源が用いられる。太陽光を集光装置で集め光ファイバ
ーバンドル５に導入してもよいし、人工光源から光を光
ファイバーバンドル５に導入してもよい。平板状発光体
２に光を伝送する光ファイバーバンドル５はさらに束ね
られて回転軸４の内部を通って培養槽１の外部の光源へ
と通じており、このような光伝送路により外部光源から
の光が平板状発光体２に供給される。この平板状発光体
２は光ファイバーバンドル５から受けた光を平板状発光
体２の表面全体から放射することができる機能を持った
ガラス、プラスチックなどの材質で作られた構造体であ
る。
けられ培養槽１の中心軸を中心として図１、図２の矢印
ａで示す方向に回転する。各々独立している平板状発光
体２には光伝送路として光ファイバーバンドル５が接続
され、光が外部光源から平板状発光体２に供給される構
造となっている。外部光源としては太陽光あるいは人工
光源が用いられる。太陽光を集光装置で集め光ファイバ
ーバンドル５に導入してもよいし、人工光源から光を光
ファイバーバンドル５に導入してもよい。平板状発光体
２に光を伝送する光ファイバーバンドル５はさらに束ね
られて回転軸４の内部を通って培養槽１の外部の光源へ
と通じており、このような光伝送路により外部光源から
の光が平板状発光体２に供給される。この平板状発光体
２は光ファイバーバンドル５から受けた光を平板状発光
体２の表面全体から放射することができる機能を持った
ガラス、プラスチックなどの材質で作られた構造体であ
る。
【００１９】図３に本発明の光合成培養装置の培養槽内
フローパターンを示し、図４は、図３のＢ−Ｂ断面を示
す。図３、図４に基づいて、培養槽内の培養液のフロー
を説明する。平板状発光体２が回転軸４を中心にして矢
印ａの方向に回転することにより、培養槽１内に矢印で
示す培養液の循環流が生じる。即ち、平板状発光体２の
回転により培養液は培養槽１中心部から平板状発光体２
と平板状発光体２の間を通って、培養槽１の槽壁方向に
吐き出される。培養槽１の中心部から培養液が、槽壁部
に流れるため、培養液の流れは培養槽１の底壁部から培
養槽１の底の中心へ向かい、培養槽１の中心部から上昇
流が生じる。この上昇流は槽中心部から槽壁部へと向か
い、再び平板状発光体２の間を通って槽壁部へと吐き出
され、槽中心部での上昇流と槽壁部での下降流を基本と
する上下循環流が形成される。さらに、槽壁部への流れ
は平板状発光体２の回転方向への放射流となるので、槽
壁に沿って回転しながら下降して、より複雑なフローパ
ターンが形成され、培養液の均一混合が可能となる。こ
のようにして本発明の光合成培養装置においては、光合
成微生物は平板状発光体２の近傍を繰り返し通過するの
で十分な光供給を受けることができる。
フローパターンを示し、図４は、図３のＢ−Ｂ断面を示
す。図３、図４に基づいて、培養槽内の培養液のフロー
を説明する。平板状発光体２が回転軸４を中心にして矢
印ａの方向に回転することにより、培養槽１内に矢印で
示す培養液の循環流が生じる。即ち、平板状発光体２の
回転により培養液は培養槽１中心部から平板状発光体２
と平板状発光体２の間を通って、培養槽１の槽壁方向に
吐き出される。培養槽１の中心部から培養液が、槽壁部
に流れるため、培養液の流れは培養槽１の底壁部から培
養槽１の底の中心へ向かい、培養槽１の中心部から上昇
流が生じる。この上昇流は槽中心部から槽壁部へと向か
い、再び平板状発光体２の間を通って槽壁部へと吐き出
され、槽中心部での上昇流と槽壁部での下降流を基本と
する上下循環流が形成される。さらに、槽壁部への流れ
は平板状発光体２の回転方向への放射流となるので、槽
壁に沿って回転しながら下降して、より複雑なフローパ
ターンが形成され、培養液の均一混合が可能となる。こ
のようにして本発明の光合成培養装置においては、光合
成微生物は平板状発光体２の近傍を繰り返し通過するの
で十分な光供給を受けることができる。
【００２０】また、本発明の光合成培養装置は、培養の
スケールアップに伴って平板状発光体２の数を光供給密
度を一定に保てるように増やすことができる配置構造と
なっている。すなわち、培養槽１の垂直方向の中心軸を
中心にした同心円上に配置される平板状発光体２相互の
取付間隔を小さくすれば平板状発光体２の取付枚数は多
くなり、光供給密度を変えることができる。したがっ
て、スケールアップのために培養槽の容積を大きくした
ために光供給密度が低下するような場合には、上記のよ
うに平板状発光体２の取付枚数を多くして、光供給密度
を一定に保ち、培養環境を同じように調整することがで
きる。
スケールアップに伴って平板状発光体２の数を光供給密
度を一定に保てるように増やすことができる配置構造と
なっている。すなわち、培養槽１の垂直方向の中心軸を
中心にした同心円上に配置される平板状発光体２相互の
取付間隔を小さくすれば平板状発光体２の取付枚数は多
くなり、光供給密度を変えることができる。したがっ
て、スケールアップのために培養槽の容積を大きくした
ために光供給密度が低下するような場合には、上記のよ
うに平板状発光体２の取付枚数を多くして、光供給密度
を一定に保ち、培養環境を同じように調整することがで
きる。
【００２１】さらに平板状発光体２の別の配置例の光合
成培養装置の断面図を図５に示す。図５は、平板状発光
体２１，２２を、培養槽１の垂直方向の中心軸を中心に
した径の異なる複数の同心円上に、多段に培養槽１内に
配置した例であり、このようにして培養槽１内の平板状
発光体２１、２２の数をさらに増やすことができる。こ
のように光合成培養装置をスケールアップし、同時に光
供給密度（単位培養槽容積あたりの光照射面積）及び供
給光強度を一定にすることにより培養槽容積が変化して
も、同じ生産性を得ることができる。
成培養装置の断面図を図５に示す。図５は、平板状発光
体２１，２２を、培養槽１の垂直方向の中心軸を中心に
した径の異なる複数の同心円上に、多段に培養槽１内に
配置した例であり、このようにして培養槽１内の平板状
発光体２１、２２の数をさらに増やすことができる。こ
のように光合成培養装置をスケールアップし、同時に光
供給密度（単位培養槽容積あたりの光照射面積）及び供
給光強度を一定にすることにより培養槽容積が変化して
も、同じ生産性を得ることができる。
【００２２】光合成には光及び基質としてのＣＯ2 が必
要であるので、培養槽１内の低部には通気管が配置され
ており、ＣＯ2 を含む通気ガス７が通気管６により培養
槽１内に供給できるようになっている。本実施例では通
気管６はリングスパージャを用いているが、シングルノ
ズルなどによる他の通気装置を用いてもよい。通気ガス
７は平板状発光体２が回転したときに形成される円筒の
内側に吐出されるような機構とする。このように構成す
ることにより、形成された円筒内部での培養液の上昇流
を強めるため、培養槽１内の上下循環を促進して培養槽
１内の培養環境をより均一にする効果を持つ。
要であるので、培養槽１内の低部には通気管が配置され
ており、ＣＯ2 を含む通気ガス７が通気管６により培養
槽１内に供給できるようになっている。本実施例では通
気管６はリングスパージャを用いているが、シングルノ
ズルなどによる他の通気装置を用いてもよい。通気ガス
７は平板状発光体２が回転したときに形成される円筒の
内側に吐出されるような機構とする。このように構成す
ることにより、形成された円筒内部での培養液の上昇流
を強めるため、培養槽１内の上下循環を促進して培養槽
１内の培養環境をより均一にする効果を持つ。
【００２３】また、通気ガス７は上昇しながら平板状発
光体２の回転効果により培養槽１の中心部より槽壁部へ
と分散されるので、培養液へのＣＯ2 の供給は均一に効
果的に行なわれる。培養槽１内へ通気するガスは、火力
発電所等からの排ガスや該排ガスを洗浄などの前処理し
たもの、或いはＣＯ2 ガスを空気などで所定のＣＯ2濃
度に調整したガスを用いることができる。
光体２の回転効果により培養槽１の中心部より槽壁部へ
と分散されるので、培養液へのＣＯ2 の供給は均一に効
果的に行なわれる。培養槽１内へ通気するガスは、火力
発電所等からの排ガスや該排ガスを洗浄などの前処理し
たもの、或いはＣＯ2 ガスを空気などで所定のＣＯ2濃
度に調整したガスを用いることができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、本発明の光合成培養装
置は、培養槽内に各々独立した複数の平板状発光体を有
し、各平板状発光体は外部光源からの光を受けるための
光伝送路に連絡されているので、平板状発光体を培養槽
内に増加させて配置することができ、均一な光供給が可
能で、しかも、光供給密度を均一に保った培養のスケー
ルアップが容易であるという効果を有する。
置は、培養槽内に各々独立した複数の平板状発光体を有
し、各平板状発光体は外部光源からの光を受けるための
光伝送路に連絡されているので、平板状発光体を培養槽
内に増加させて配置することができ、均一な光供給が可
能で、しかも、光供給密度を均一に保った培養のスケー
ルアップが容易であるという効果を有する。
【００２５】また本発明の光合成培養装置は、上記の効
果に加えて、培養液の攪拌混合が良好に行なえる効果を
有する。したがって、培養槽内の環境も均一に保たれる
ため培養条件のコントロールも容易であり、高い生産性
が得られる。
果に加えて、培養液の攪拌混合が良好に行なえる効果を
有する。したがって、培養槽内の環境も均一に保たれる
ため培養条件のコントロールも容易であり、高い生産性
が得られる。
【００２６】また、本発明は、効率的なＣＯ2 の固定化
に役立つ光合成培養装置を提供することができる。
に役立つ光合成培養装置を提供することができる。
【００２７】さらに、本発明は光合成生物の培養だけで
なく、光触媒などを用いた光反応装置などに適用するこ
とが可能である。
なく、光触媒などを用いた光反応装置などに適用するこ
とが可能である。
【図１】本発明の光合成生物の培養装置の全体概要を示
す。
す。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す。
【図３】本発明の光合成培養装置の培養槽内のフローパ
ターンを示す。
ターンを示す。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面を示す。
【図５】平板状発光体の別の配置例の光合成培養装置の
断面図である。
断面図である。
１ 培養槽 ２，２１，２２ 平板状発光体 ３ 発光体取付用枠 ４ 回転軸 ５ 光ファイバーバンドル ６ 通気管 ７ 通気ガス ８ 放射線 ９ 平板状発光体の表面の水平方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末広 文一 東京都港区西新橋２−８−11 第７東洋 海事ビル８階 財団法人 地球環境産業 技術研究機構内 (72)発明者 坂本 庸一郎 東京都港区西新橋２−８−11 第７東洋 海事ビル８階 財団法人 地球環境産業 技術研究機構内 (56)参考文献 特開 平３−58780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−125889（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112481（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−272677（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−81883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−134986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−77258（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12M 1/00 - 3/10
Claims (2)
- 【請求項１】 培養槽内に照射装置を持つ光合成培養装
置において、 （１）前記照射装置は、各々独立した複数の平板状発光
体であり、 （２）該各々の平板状発光体は、前記培養槽の中心軸の
同心円上に一定間隔で垂直に、中心軸との間に培養液の
上下循環流を阻害する部材が無いように培養槽の中心軸
を軸として回転可能な発光体取付用枠に取り付けられ、
且つ （３）前記各々の平板状発光体は、その平板状発光体の
表面の水平方向が前記培養槽の中心軸からの水平方向の
放射線に対してある一定の角度になるように配置され、（４） 前記各々の平板状発光体は、外部光源から光の供
給を受けるための光伝送路に接続されていることを特徴
とする光合成培養装置。 - 【請求項２】 前記各々の平板状発光体の表面の水平方
向と、前記培養槽の中心軸からの水平方向の放射線との
角度は、前記発光体取付用枠が前記培養槽の中心軸を軸
として回転したときに、前記培養槽の中心軸側から培養
槽壁側に向けて培養液が吐出されるような角度である請
求項１記載の光合成培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342311A JP2923931B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光合成培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342311A JP2923931B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光合成培養装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07163331A JPH07163331A (ja) | 1995-06-27 |
| JP2923931B2 true JP2923931B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=18352749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5342311A Expired - Fee Related JP2923931B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光合成培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923931B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9169505B2 (en) * | 2012-11-07 | 2015-10-27 | Andritz, Inc. | High solids enzyme reactor mixer with vertical paddle and method |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP5342311A patent/JP2923931B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07163331A (ja) | 1995-06-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
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