JP3458192B2 - 光合成微生物の培養装置とその運転方法 - Google Patents

光合成微生物の培養装置とその運転方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光合成細菌、微細藻類
等光合成微生物を培養するための装置とその運転方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に光合成微生物の培養は、クロレラ
培養に代表されるように、屋外に建設された浅い平面池
で行なわれている。このため、(1)寒冷池において
は、広大な水面からの熱損失が大きく、特に夜間に培養
液が冷却され光合成微生物の増殖速度が小さくなる、
(2)ミジンコ、ワムシ等の侵入を防ぐことが困難であ
り、この大量発生を防ぐには、人体に有害な薬品を使用
せざるをえない、(3)自然光と人工光の効果的な併用
ができない、などの問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、開放
系での光合成微生物の培養における、前記(1)、
(2)、(3)の問題点を解決すること、すなわち、寒
冷地での培養液の冷却を防ぎ、ミジンコ、ワムシの大量
発生を防ぎ、自然光と人工光の効果的な併用が可能とな
る光合成微生物の培養装置およびその運転方法を提供
し、かつこれによって光合成微生物の安定的かつ効率的
な培養を可能ならしめることを目的とする。
【0004】
【問題を解決するための手段】すなわち、本発明は、第
1に光合成細菌、微細藻類等光合成微生物を培養するた
めの装置において、太陽光の照射を受けかつ大気と接触
する大きな表面積を有する、前記光合成微生物と培養液
の懸濁液を満たすための平面池1と、前記懸濁液と大気
との接触を避けるよう前記懸濁液を収納するための上方
に隔壁を備えた格納槽2を有し、平面池1格納槽2
間の前記懸濁液の移動を行なうための液移動装置を備え
ることを特徴とする光合成微生物の培養装置であり、第
2に、前記装置を用い、夜間には前記懸濁液を格納槽2
に収納し、該懸濁液を保温し、昼間には該懸濁液を平面
池1に移し、太陽光の照射を受けさせることを特徴とす
る光合成微生物の培養装置の運転方法であり、第3に、
前記装置を用い、前記懸濁液を平面池1にて太陽光の照
射を受けさせ、光合成微生物を増殖させるとともに、適
宜に前記懸濁液を格納槽2に移動収納し、懸濁液を嫌気
状態に保ち、これにより、ミジンコ、ワムシ等の光合成
微生物を捕食する微小動物を死滅させることことを特徴
とする光合成微生物の培養装置の運転方法であり、第4
に、前記装置を用い、夜間には前記懸濁液を格納槽2
収納し、前記懸濁液に人工光を照射し、昼間には、該懸
濁液を平面池1に移動し、太陽光の照射を受けさせるこ
とを特徴とする光合成微生物の培養装置の運転方法であ
る。
【0005】
【実施例と作用】次に、実施例に基いて本発明を更に詳
しく説明する。図1乃至図5は本発明の装置の一実施例
を示す図面であり、図1は平面図、図2および図3はA
−A縦断面図、図4はB−B縦断面図、図5はC−C縦
断面図である。本装置は、上方から太陽光の照射を受け
る浅い平面池1と、その下方に設けられた上部密閉の格
納槽2からなる。平面池1は、隔壁3で2つに区画さ
れ、一端は隔壁3を平面池1の側壁から離すことにより
連通し、他端は平面池1底部に開口し下方に伸び、屈曲
し、再び上方に伸び、平面池1底部に開口する水路4で
連通し、1つの無終端水路に構成されている。水路4の
一方の垂直部分の下方には、炭酸ガス強化空気又は空気
等の気体を圧入するための通気管5が開口配備され、通
気管5の開口部には散気装置6が備えられ、通気管
流量調節弁7を経てブロワー8に連絡されている。光合
成微生物と培養液の懸濁液を収納するための格納槽2
は、平面池1の下方で、水路4に接した位置に設けら
れ、その下方で水路4と連絡されている。格納槽2の上
部には気体をぬくための脱気管9が開閉弁10とともに
設けられている。また、格納槽2の下部には、気体を圧
入するための通気管11が開口配備され、これにより、
平面池1と格納槽2の間の懸濁液の移動を行なう液移動
装置が構成されている。開閉弁10を閉じ、通気管11
を介して気体を圧入した状態では、懸濁液は平面池1に
存在し、ブロワー8の作動により、通気管5より気体を
圧入すると、平面池1内に矢印の方向の流れが生じる。
開閉弁12を閉じ、開閉弁10を開けた状態では、懸濁
液は自然落差により格納槽2内に収納される。格納槽2
は平面池1の下方でない別の位置に独立して設けること
もできるが、本実施例のように平面池1の下方に設けれ
ば敷地の節約になり、平面池1から格納槽2への懸濁液
の移動を自然落差を利用して行なえ、エネルギーを節約
できる。また、格納2から平面池1への懸濁液の移動
に揚水ポンプを利用してもよいが、本実施例のように平
面池の流動撹拌に利用するブロワー8を利用した格納
2から平面池1への懸濁液の移動は、懸濁液の移動が迅
速であり、操作が簡単で、機器類の節約にもなる。寒冷
地で光合成微生物を培養する場合、夜間は格納槽2内に
懸濁液を収納し、昼間は、平面池12懸濁液を移動し、
太陽光をあて、光合成微生物を増殖させる。格納槽2の
表面積は平面池1のそれと比較して小さく、格納槽2の
上表面は外気と遮断されているので、夜間の懸濁液の冷
却を軽減できる。この保温効果に関する実施例をあげれ
ば下記のとおりである。 実施例1 図1乃至図5に示した装置2基を用いて、1990年1
月11日から1月27日まで保温効果に関する実験を行
なった。装置NO.1では、午前8時から午後5時まで
平面池1(長さ22m、幅0.9m、側壁10cmコン
クリートブロック1段積み、水深12cm)で懸濁液を
循環させ、午後5時から翌日の午前8時まで格納槽2
(側壁10cmコンクリートブロック9段積み)に懸濁
液を収納した。装置NO.2では、同様の平面池1にお
いて実験期間中懸濁液を循環させた。実験期間中は午後
1時に水温を測定した。その結果、装置NO.1での水
温が装置NO.2での水温より平均摂氏1.5度高く保
温効果が認められた。また、本装置を利用して、 懸濁
液を平面池1にて太陽光の照射を受けさせ、光合成微生
物を増殖させ、開閉弁10を開け適宜に懸濁液を格納槽
2に移動収納し、開閉弁10を閉め懸濁液を嫌気状態に
保ち、これにより、ミジンコ、ワムシ等の光合成微生物
を捕食する微小動物を死滅させることができ、光合成微
生物を薬品を使用することなく安定的に効率よく培養で
きる。格納槽2に収納すると、 光の照射がなくなり、藻
額の酸素発生が停止し、藻類や共存生物の呼吸作用によ
り酸素が消費され、懸濁液は、嫌気状態となる。格納槽
2に収納する際に糖類などの有機物を添加すると更に効
果がある。この殺虫効果に関する実施例をあげれば下記
のとおりである。 実施例2 豚舎排水を培養液としてクロレラを培養し、ミジンコの
発生により緑色が退色し始めた、懸濁液を、前記装置N
1及びNO.2にそれぞれ分配した。装置NO
では、昼間平面池で循環させながら培養し、夜間は格納
槽2に収納した。装置NO.2では実験期間中平面池1
に懸濁液を循環して培養した。その結果、装置NO.1
では、ミジンコ個体数の減少が観察されると同時に緑色
が回復した。装置NO.2では、ミジンコ個体数は減少
せず、懸濁液は透明化した状態が約1ヶ月間続いた。ま
た、本装置を利用して、夜間には懸濁液を格納槽2に収
納し、該懸濁液に人口光を照射し、昼間には該懸濁液を
平面池1に移動し、太陽光の照射を受けさせることで夜
間余剰電力の有効利用が可能となる。この場合、格納槽
2の上部壁面下端が密封された透明パイプを挿入設置
し、ここから格納槽2内の懸濁液に人工光を照射すれば
よく、照明装置が平面池1の上部を覆うこともない。
【0006】
【発明の効果】以上、本発明の利点を挙げれば下記のと
おりである。 (1) 夜間の懸濁液の冷却を軽減できる。 (2) ミジンコ、ワムシ等の大量発生を防げる。 (3) 自然光と人工光の効果的な併用も可能となる。 これらによって、光合成微生物の安定的かつ効率的な培
養が可能となる。
【図面の簡単な説明】
[図]]本発明の装置の1実施例を示す平面図である。 [図2]図1におけるA−A縦断面図である。 [図3]図1におけるA−A縦断面図であり、平面池1
の懸濁液を格納槽2へ移動した時の状態を示している。 [図4]B−B縦断面図である。 [図5]C−C縦断面図である。 [符号の説明] 1は平面池、2は格納槽、3は隔壁、4は水路、5は通
気管、6は散気装置、7は流量調節弁、8はブロワー、
9は脱気管、10は開閉弁、11は通気管、12は開閉
弁、13は散気装置、矢印は流れの方向を示す。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光合成細菌、微細藻類等光合成微生物を培
    養するための装置において、太陽光の照射を受けかつ大
    気と接触する大きな表面積を有する、前記光合成微生物
    と培養液の懸濁液を満すための平面池1と、前記懸濁液
    と大気との接触を避けるよう前記懸濁液を収納するため
    上方に隔壁を備えた格納槽2を有し、平面池1格納
    槽2の間の前記懸濁液の移動を行なうための液移動装置
    を備えることを特徴とする光合成微生物の培養装置。
  2. 【請求項2】格納槽2平面池1の下方に設けられるこ
    とを特徴とする請求項1記載の光合成微生物の培養装
    置。
  3. 【請求項3】格納槽2が脱気のための管および開閉弁を
    備えた密閉容器であるとともに、該密閉容器内に気体を
    圧入するための通気管及び平面池1と格納槽2下方を連
    絡する流路を開口配備することにより、前記液移動装置
    を構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載
    の光合成微生物の培養装置。
  4. 【請求項4】夜間には前記懸濁液を格納槽2に収納し、
    該懸濁液を保温し、昼間には該懸濁液を平面池1に移
    し、太陽光の照射を受けさせることを特徴とする請求項
    1又は請求項2又は請求項3記載の光合成微生物の培養
    装置の運転方法。
  5. 【請求項5】前記懸濁液を平面池1にて、太陽光の照射
    を受けさせ、光合成微生物を増殖させるとともに、適宜
    に前記懸濁液を格納槽2に移動収納し、懸濁液を嫌気状
    態に保ち、これにより、ミジンコ、ワムシ等の光合成微
    生物を捕食する微小動物を死滅させることことを特徴と
    する請求項1又は請求項2又は請求項3記載の光合成微
    生物の培養装置の運転方法。
  6. 【請求項6】夜間には前記懸濁液を格納槽2に収納し、
    前記懸濁液に人工光を照射し、昼間には、該懸濁液を
    面池1に移動し、太陽光の照射を受けさせることを特徴
    とする請求項1又は請求項2又は請求項3記載の光合成
    微生物の培養装置の運転方法。
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