JP3468857B2 - 多層光合成培養装置 - Google Patents
多層光合成培養装置Info
- Publication number
- JP3468857B2 JP3468857B2 JP18377794A JP18377794A JP3468857B2 JP 3468857 B2 JP3468857 B2 JP 3468857B2 JP 18377794 A JP18377794 A JP 18377794A JP 18377794 A JP18377794 A JP 18377794A JP 3468857 B2 JP3468857 B2 JP 3468857B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- light
- iout
- iin
- light intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/06—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of illumination
-
- 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
-
- 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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
-
- 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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
-
- 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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/22—Transparent or translucent parts
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多層光合成培養装置に
係り、特に、太陽光の利用効率が高く、大型化にも対応
することができる多層光合成培養装置に関するものであ
る。
係り、特に、太陽光の利用効率が高く、大型化にも対応
することができる多層光合成培養装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】地球温暖化の要因の一つである、大気中
の二酸化炭素（以下、炭酸ガスまたはＣＯ2 という）を
固定、回収する方法として、化学吸収法、物理吸収法、
物理吸着法、膜分離法、深冷分離法、藻類の光合成能を
利用した生物的方法等があり、最近、生物的方法が注目
されている。
の二酸化炭素（以下、炭酸ガスまたはＣＯ2 という）を
固定、回収する方法として、化学吸収法、物理吸収法、
物理吸着法、膜分離法、深冷分離法、藻類の光合成能を
利用した生物的方法等があり、最近、生物的方法が注目
されている。
【０００３】ところで、火力発電所や工場から排出され
る大量のＣＯ2 を固定、回収することを想定すると、藻
類の光合成速度には一定の限度があるために、多量処理
に適した大型培養装置が必要となる。一方、藻類を利用
した生物的ＣＯ2 固定化方法においては太陽光を有効に
利用して光合成を効率よく行う必要があるが、増殖が進
んで藻体濃度が高くなると光透過性が低下する。このた
め、藻体濃度が高くなっても太陽光を効率よく取り入
れ、藻類の高密度培養を行うことができる大型の光合成
培養装置の開発が望まれている。
る大量のＣＯ2 を固定、回収することを想定すると、藻
類の光合成速度には一定の限度があるために、多量処理
に適した大型培養装置が必要となる。一方、藻類を利用
した生物的ＣＯ2 固定化方法においては太陽光を有効に
利用して光合成を効率よく行う必要があるが、増殖が進
んで藻体濃度が高くなると光透過性が低下する。このた
め、藻体濃度が高くなっても太陽光を効率よく取り入
れ、藻類の高密度培養を行うことができる大型の光合成
培養装置の開発が望まれている。
【０００４】このような要求に対して、例えば光照射面
積を増加し、液深を段階的に浅くして光照射面積／培養
槽容積＝（Ａ／Ｖ）を大きくしたオープンポンド型培養
槽、または液膜を形成して、これを更新させながら光照
射する培養装置が提案されている。図９は、従来の、液
膜を形成してこれを更新させながら光照射する方法を採
用した光培養装置（特開平５−３３７３６１号公報）を
示す説明図である。この装置は、培養槽９１と、該培養
槽９１の上部空間部に設けられ、支柱９７でそれぞれ支
持された複数の半球状カプセル９５と、前記培養槽９１
の液溜部１００に蓄えられた培養液９２を移送管９４を
介して前記カプセル９５の外表面に送液するポンプ９３
と、前記移送管９４にＣＯ2 含有ガスを導入するＣＯ2
導入管９８とから主として構成されている。
積を増加し、液深を段階的に浅くして光照射面積／培養
槽容積＝（Ａ／Ｖ）を大きくしたオープンポンド型培養
槽、または液膜を形成して、これを更新させながら光照
射する培養装置が提案されている。図９は、従来の、液
膜を形成してこれを更新させながら光照射する方法を採
用した光培養装置（特開平５−３３７３６１号公報）を
示す説明図である。この装置は、培養槽９１と、該培養
槽９１の上部空間部に設けられ、支柱９７でそれぞれ支
持された複数の半球状カプセル９５と、前記培養槽９１
の液溜部１００に蓄えられた培養液９２を移送管９４を
介して前記カプセル９５の外表面に送液するポンプ９３
と、前記移送管９４にＣＯ2 含有ガスを導入するＣＯ2
導入管９８とから主として構成されている。
【０００５】培養槽９１で培養した藻体を含む培養液９
２は、液溜部１００からポンプ９３によって汲み出さ
れ、ＣＯ2 導入管９８を経て導入されるＣＯ2 含有ガス
中のＣＯ2 を溶解した後、移送管９４を通って半球状カ
プセル９５の上部に供給され、該カプセル９５の外表面
に沿って流下する液膜９６を形成し、例えば太陽光９０
の照射を受け、培養液に含まれる藻類が増殖し、ＣＯ2
が固定化される。増殖した藻体を含んだ培養液９２は前
記カプセル９５の外周端から環状液膜９９として流下
し、前記培養槽９１に循環される。
２は、液溜部１００からポンプ９３によって汲み出さ
れ、ＣＯ2 導入管９８を経て導入されるＣＯ2 含有ガス
中のＣＯ2 を溶解した後、移送管９４を通って半球状カ
プセル９５の上部に供給され、該カプセル９５の外表面
に沿って流下する液膜９６を形成し、例えば太陽光９０
の照射を受け、培養液に含まれる藻類が増殖し、ＣＯ2
が固定化される。増殖した藻体を含んだ培養液９２は前
記カプセル９５の外周端から環状液膜９９として流下
し、前記培養槽９１に循環される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうちオープンポンド型培養槽は、大容量のＣＯ
2 含有ガスを処理しようとすると、設置面積が限り無く
大きくなるという欠点があり、また、培養液の液膜を形
成し、これを更新させながら光照射する培養装置は、液
膜形成部と液溜部との間に大きな空間ができるために、
容積効率が低く、大型化が困難である。
来技術のうちオープンポンド型培養槽は、大容量のＣＯ
2 含有ガスを処理しようとすると、設置面積が限り無く
大きくなるという欠点があり、また、培養液の液膜を形
成し、これを更新させながら光照射する培養装置は、液
膜形成部と液溜部との間に大きな空間ができるために、
容積効率が低く、大型化が困難である。
【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、大型化しても必要設置面積が少なくて済み、か
つ太陽光を効率よく利用した容積効率が高い多層光合成
培養装置を提供することにある。
解決し、大型化しても必要設置面積が少なくて済み、か
つ太陽光を効率よく利用した容積効率が高い多層光合成
培養装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１および図２は、溶液
の吸光度と濃度および光透過吸収物質層の厚さとの関係
を示すランベルトベール（Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ）
の法則をＳｐｉｒｕｌｉｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ Ｎ
ＩＥＳ４６培養液に適用したものであり、図１は、照射
光強度と透過光強度の比（Ｉin／Ｉout ）の対数ｌｎ
（Ｉin／Ｉout ）と菌体濃度Ｘ〔ｋｇ／ｍ3〕との関係
を示すものである。図１において、光が透過する液層の
厚さＨを一定とした場合、菌体濃度Ｘが増加するにした
がってｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が次第に大きくなることを
示している。
の吸光度と濃度および光透過吸収物質層の厚さとの関係
を示すランベルトベール（Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ）
の法則をＳｐｉｒｕｌｉｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ Ｎ
ＩＥＳ４６培養液に適用したものであり、図１は、照射
光強度と透過光強度の比（Ｉin／Ｉout ）の対数ｌｎ
（Ｉin／Ｉout ）と菌体濃度Ｘ〔ｋｇ／ｍ3〕との関係
を示すものである。図１において、光が透過する液層の
厚さＨを一定とした場合、菌体濃度Ｘが増加するにした
がってｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が次第に大きくなることを
示している。
【０００９】また、図２は、液深（ｍ）と透過光強度Ｉ
out 〔Ｅ／ｍ2・ｓ〕との関係を示す図であり、菌体濃
度Ｘが一定の場合、液深が深くなるに従って透過光強度
（Ｉout ）が小さくなること、すなわち液深と透過光強
度（Ｉout ）は反比例の関係にあることを示している。
本発明者は、上記藻体培養液における照射光強度、透過
光強度、藻体濃度および透過距離との関係に鑑み、光合
成培養装置における藻体の培養を促進するためには、藻
体濃度が増加しても光照射条件の最適化を図り、藻体濃
度の濃淡にかかわらず光合成速度を一定レベル以上に維
持する必要があることに着目し、光利用率が高く、スケ
ールアップが容易な光合成培養装置を得るために鋭意研
究した結果、光エネルギーを採り入れる受光部を、光源
の光照射方向に対して複数の流路からなる多層構造と
し、各流路を流れる藻体濃度の推定値または実測値と、
照射光強度（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）との関係式
に基いて各流路における照射光強度（Ｉin）と透過光強
度（Ｉout ）との比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．
１〜２．０になるように、各流路の流路幅を設定するこ
とにより、藻体濃度の濃淡にかかわらず一定以上の照射
光強度が確保され、藻体の増殖が促進されることを見出
し、本発明に到達した。
out 〔Ｅ／ｍ2・ｓ〕との関係を示す図であり、菌体濃
度Ｘが一定の場合、液深が深くなるに従って透過光強度
（Ｉout ）が小さくなること、すなわち液深と透過光強
度（Ｉout ）は反比例の関係にあることを示している。
本発明者は、上記藻体培養液における照射光強度、透過
光強度、藻体濃度および透過距離との関係に鑑み、光合
成培養装置における藻体の培養を促進するためには、藻
体濃度が増加しても光照射条件の最適化を図り、藻体濃
度の濃淡にかかわらず光合成速度を一定レベル以上に維
持する必要があることに着目し、光利用率が高く、スケ
ールアップが容易な光合成培養装置を得るために鋭意研
究した結果、光エネルギーを採り入れる受光部を、光源
の光照射方向に対して複数の流路からなる多層構造と
し、各流路を流れる藻体濃度の推定値または実測値と、
照射光強度（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）との関係式
に基いて各流路における照射光強度（Ｉin）と透過光強
度（Ｉout ）との比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．
１〜２．０になるように、各流路の流路幅を設定するこ
とにより、藻体濃度の濃淡にかかわらず一定以上の照射
光強度が確保され、藻体の増殖が促進されることを見出
し、本発明に到達した。
【００１０】すなわち、本願で特許請求される発明は、
以下のとおりである。 （１）液溜部の培養液を透明の材質からなる受光部に流
通し、二酸化炭素の存在下、光を照射して前記培養液中
の藻体を増殖させる光合成培養装置において、前記受光
部を光の照射方向に対して複数の流路が積層された多層
構造とし、照射光強度と、前記受光部の各流路をそれぞ
れ流れる培養液の藻体濃度の推定値または実測値を基
に、下記（１）式を用いて前記受光部の各流路における
入射光強度（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）の比の対数
ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜２．０となるように、
前記受光部の各流路幅を設定したことを特徴とする多層
光合成培養装置。
以下のとおりである。 （１）液溜部の培養液を透明の材質からなる受光部に流
通し、二酸化炭素の存在下、光を照射して前記培養液中
の藻体を増殖させる光合成培養装置において、前記受光
部を光の照射方向に対して複数の流路が積層された多層
構造とし、照射光強度と、前記受光部の各流路をそれぞ
れ流れる培養液の藻体濃度の推定値または実測値を基
に、下記（１）式を用いて前記受光部の各流路における
入射光強度（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）の比の対数
ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜２．０となるように、
前記受光部の各流路幅を設定したことを特徴とする多層
光合成培養装置。
【００１１】
Ｉout ＝Ｉin exp （−Ｋ1・Ｘ・Ｈ） ……（１）
ここで、Ｉin ：入射光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕
Ｉout ：透過光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕
Ｋ1 ：藻体の吸光係数
Ｘ ：藻体濃度〔ｋｇ／ｍ3〕
Ｈ ：流路幅〔ｍ〕
（２）前記複数の流路が積層された受光部を一連の多層
構造とし、光源から最も離れた流路に藻体濃度が最も低
い培養液が流通し、藻体濃度が高くなるに従って順次光
源に近い流路を流通するように各流路を連結したことを
特徴とする（１）記載の多層光合成培養装置。
構造とし、光源から最も離れた流路に藻体濃度が最も低
い培養液が流通し、藻体濃度が高くなるに従って順次光
源に近い流路を流通するように各流路を連結したことを
特徴とする（１）記載の多層光合成培養装置。
【００１２】（３）液溜部と透明の材質からなる受光部
との間で培養液を循環し、前記受光部で二酸化炭素の存
在下、光を照射して培養液中の藻体を増殖させる光合成
培養装置において、前記受光部を光の照射方向に対して
複数の流路が積層された多層構造とするとともに前記液
溜部を前記受光部の各流路に対応する多層構造とし、対
応する受光部と液溜部とを相互に連結して複数の循環流
路を形成し、該循環流路を並列に連結し、照射光強度
と、前記積層された各受光部をそれぞれ流れる培養液の
藻体濃度の推定値または実測値を基に、下記（１）式を
用いて各受光部における入射光強度（Ｉin）と透過光強
度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１
〜２．０となるように、前記各循環流路の受光部の流路
幅を設定したことを特徴とする多層光合成培養装置。
との間で培養液を循環し、前記受光部で二酸化炭素の存
在下、光を照射して培養液中の藻体を増殖させる光合成
培養装置において、前記受光部を光の照射方向に対して
複数の流路が積層された多層構造とするとともに前記液
溜部を前記受光部の各流路に対応する多層構造とし、対
応する受光部と液溜部とを相互に連結して複数の循環流
路を形成し、該循環流路を並列に連結し、照射光強度
と、前記積層された各受光部をそれぞれ流れる培養液の
藻体濃度の推定値または実測値を基に、下記（１）式を
用いて各受光部における入射光強度（Ｉin）と透過光強
度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１
〜２．０となるように、前記各循環流路の受光部の流路
幅を設定したことを特徴とする多層光合成培養装置。
【００１３】
Ｉout ＝Ｉin exp （−Ｋ1・Ｘ・Ｈ） ……（１）
ここで、Ｉin ：入射光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕
Ｉout ：透過光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕
Ｋ1 ：藻体の吸光係数
Ｘ ：藻体濃度〔ｋｇ／ｍ3〕
Ｈ ：流路幅〔ｍ〕
（４）前記受光部の各流路における入射光強度（Ｉin）
と透過光強度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout
）が０．１〜２．０の範囲で一定となるように受光部
の各流路幅を設定したことを特徴とする（１）ないし
（３）のいずれか記載の多層光合成培養装置。
と透過光強度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout
）が０．１〜２．０の範囲で一定となるように受光部
の各流路幅を設定したことを特徴とする（１）ないし
（３）のいずれか記載の多層光合成培養装置。
【００１４】
【作用】受光部を、光源に対して複数の流路が積層され
た多層構造とし、各流路を流通する培養液の藻体濃度の
推定値に基いて、照射光強度（Ｉin）と透過光強度（Ｉ
out ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜２．
０となるように、前記各流路幅を設定したことにより、
前記受光部の各流路において所定以上の光照射強度が確
保されるので、藻体の増殖、すなわちＣＯ2 の固定化が
促進される。また容積効率が高くなり、装置を大型化し
ても設置面積を必要最小限に抑えることができる。
た多層構造とし、各流路を流通する培養液の藻体濃度の
推定値に基いて、照射光強度（Ｉin）と透過光強度（Ｉ
out ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜２．
０となるように、前記各流路幅を設定したことにより、
前記受光部の各流路において所定以上の光照射強度が確
保されるので、藻体の増殖、すなわちＣＯ2 の固定化が
促進される。また容積効率が高くなり、装置を大型化し
ても設置面積を必要最小限に抑えることができる。
【００１５】図３は、本発明の原理を示す、多層光合成
培養装置の受光部の光透過方向の藻体濃度、光強度およ
び層間距離の分布図である。図において、光源側から反
光源側に向かって、透明な材質からなる隔壁によって区
画された５層の受光部４、３、２、１および０が示され
ている。いま、最も内側の流路（光源から最も離れた流
路）０に最も藻体濃度の低い培養液を滞留または流通さ
せ、順次光源に近づくに従って（外側になるに従って）
藻体濃度の高い培養液を滞留または流通させるものとす
る。
培養装置の受光部の光透過方向の藻体濃度、光強度およ
び層間距離の分布図である。図において、光源側から反
光源側に向かって、透明な材質からなる隔壁によって区
画された５層の受光部４、３、２、１および０が示され
ている。いま、最も内側の流路（光源から最も離れた流
路）０に最も藻体濃度の低い培養液を滞留または流通さ
せ、順次光源に近づくに従って（外側になるに従って）
藻体濃度の高い培養液を滞留または流通させるものとす
る。
【００１６】各流路における照射光（入射光）強度（Ｉ
in）と透過光強度（Ｉout ）との関係は次式で表され
る。 Ｉout ＝Ｉin exp （−Ｋ1・Ｘ・Ｈ） ……（１） ここで、Ｉin ：入射光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｉout ：透過光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｋ1 ：藻体の吸光係数 Ｘ ：藻体濃度〔ｋｇ／ｍ3〕 Ｈ ：流路幅〔ｍ〕 である。
in）と透過光強度（Ｉout ）との関係は次式で表され
る。 Ｉout ＝Ｉin exp （−Ｋ1・Ｘ・Ｈ） ……（１） ここで、Ｉin ：入射光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｉout ：透過光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｋ1 ：藻体の吸光係数 Ｘ ：藻体濃度〔ｋｇ／ｍ3〕 Ｈ ：流路幅〔ｍ〕 である。
【００１７】最も外側の流路である流路４の入射光強度
（Ｉin）は、光源の照射光強度として実測可能であり、
藻体の吸光係数は各藻体固有の定数である。従って、流
路４に滞留または流通する藻体濃度として経験的な推定
値または実測値を用い、照射光強度（Ｉin）と透過光強
度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）を０．１
〜２．０の範囲内の所定値、例えば１．５に設定すれ
ば、上記（１）式により、流路４の流路幅が決定され、
一定の照射光強度が確保される。
（Ｉin）は、光源の照射光強度として実測可能であり、
藻体の吸光係数は各藻体固有の定数である。従って、流
路４に滞留または流通する藻体濃度として経験的な推定
値または実測値を用い、照射光強度（Ｉin）と透過光強
度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）を０．１
〜２．０の範囲内の所定値、例えば１．５に設定すれ
ば、上記（１）式により、流路４の流路幅が決定され、
一定の照射光強度が確保される。
【００１８】いま、流路４〜流路０に滞留または流通す
る、例えばＳｐｉｒｕｌｉｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ
ＮＩＥＳ４６培養液（吸光係数：２．３×１０2 〔ｍ3
／ｋｇ・ｍ〕）の藻体濃度Ｘをそれぞれ、１．２〔ｋｇ
／ｍ3〕、０．６〔ｋｇ／ｍ3〕、０．３〔ｋｇ／
ｍ3〕、０．１〔ｋｇ／ｍ3〕、０．０５〔ｋｇ／ｍ3〕
とし、また光源の照射光強度を１０００〔μＥ／ｍ2・
ｓｅｃ〕として上記（１）式に基いて各流路におけるｌ
ｎ（Ｉin／Ｉout ）が、例えば１．５で一定になるよう
に流路幅を設定すると、各流路幅は、流路４が０．００
５４ｍ、流路３が０．０１１ｍ、流路２が０．０２２
ｍ、流路１が０．０６５ｍ、流路０が０．１２９ｍ（半
径として）となる。
る、例えばＳｐｉｒｕｌｉｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ
ＮＩＥＳ４６培養液（吸光係数：２．３×１０2 〔ｍ3
／ｋｇ・ｍ〕）の藻体濃度Ｘをそれぞれ、１．２〔ｋｇ
／ｍ3〕、０．６〔ｋｇ／ｍ3〕、０．３〔ｋｇ／
ｍ3〕、０．１〔ｋｇ／ｍ3〕、０．０５〔ｋｇ／ｍ3〕
とし、また光源の照射光強度を１０００〔μＥ／ｍ2・
ｓｅｃ〕として上記（１）式に基いて各流路におけるｌ
ｎ（Ｉin／Ｉout ）が、例えば１．５で一定になるよう
に流路幅を設定すると、各流路幅は、流路４が０．００
５４ｍ、流路３が０．０１１ｍ、流路２が０．０２２
ｍ、流路１が０．０６５ｍ、流路０が０．１２９ｍ（半
径として）となる。
【００１９】この場合、各流路におけるｌｎ（Ｉin／Ｉ
out ）は、流路４から順に、ｌｎ（１０００／２２
３）、ｌｎ（２２３／４９）、ｌｎ（４９／１１．
１）、ｌｎ（１１．１／２．４）となり、ほぼ一定値を
示す。従って、藻体濃度が最も高い流路４においても、
最も低い流路０においても、一定の照射光強度が得られ
るので、藻体濃度が高くなることによる照射光強度の低
下を防止して藻体の増殖、すなわちＣＯ2 の固定化を促
進することができる。
out ）は、流路４から順に、ｌｎ（１０００／２２
３）、ｌｎ（２２３／４９）、ｌｎ（４９／１１．
１）、ｌｎ（１１．１／２．４）となり、ほぼ一定値を
示す。従って、藻体濃度が最も高い流路４においても、
最も低い流路０においても、一定の照射光強度が得られ
るので、藻体濃度が高くなることによる照射光強度の低
下を防止して藻体の増殖、すなわちＣＯ2 の固定化を促
進することができる。
【００２０】本発明において、照射光（入射光）強度
（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin
／Ｉout ）は０．１〜２．０であり、好ましくは１．０
〜１．７であり、より好ましくは１．４〜１．６であ
る。ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１よりも小さくなると
受光部における流路幅が狭すぎて処理量を十分に確保す
ることができない。一方、２．０よりも大きくなると照
射光強度が不足して光合成が十分に行われなくなる。ま
た、１．０〜１．７であると藻体の流動性も確保できる
流路幅となるので好ましく、さらに１．４〜１．６であ
ると各藻体濃度に対して適性な光照射強度となりＣＯ2
固定化速度が一定の範囲に維持できるのでより好まし
い。
（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin
／Ｉout ）は０．１〜２．０であり、好ましくは１．０
〜１．７であり、より好ましくは１．４〜１．６であ
る。ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１よりも小さくなると
受光部における流路幅が狭すぎて処理量を十分に確保す
ることができない。一方、２．０よりも大きくなると照
射光強度が不足して光合成が十分に行われなくなる。ま
た、１．０〜１．７であると藻体の流動性も確保できる
流路幅となるので好ましく、さらに１．４〜１．６であ
ると各藻体濃度に対して適性な光照射強度となりＣＯ2
固定化速度が一定の範囲に維持できるのでより好まし
い。
【００２１】本発明において、培養開始当初の培養液を
最も内側の流路に流通させ、藻体の光合成がすすんで藻
体濃度が高くなるにつれて、順次外側の流路に流通させ
ることが好ましい。これによって低濃度から高濃度まで
の培養を一連の操作として行うことができる。また、各
流路のｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が全ての流路で一定になる
ように流路幅を決定することが好ましい。これによって
藻体の光合成速度を一定とした安定な培養が可能とな
る。
最も内側の流路に流通させ、藻体の光合成がすすんで藻
体濃度が高くなるにつれて、順次外側の流路に流通させ
ることが好ましい。これによって低濃度から高濃度まで
の培養を一連の操作として行うことができる。また、各
流路のｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が全ての流路で一定になる
ように流路幅を決定することが好ましい。これによって
藻体の光合成速度を一定とした安定な培養が可能とな
る。
【００２２】本発明において、受光部の各流路毎に、液
溜部と受光部との間を培養液が循環する循環流路を形成
し、各循環流路を並列に接続することにより、培養速度
が小さい藻体であっても培養効率を高めることができ
る。本発明において、受光部の流路数、すなわち受光部
の積層数は、例えば２〜１０であり、好ましくは３〜５
である。
溜部と受光部との間を培養液が循環する循環流路を形成
し、各循環流路を並列に接続することにより、培養速度
が小さい藻体であっても培養効率を高めることができ
る。本発明において、受光部の流路数、すなわち受光部
の積層数は、例えば２〜１０であり、好ましくは３〜５
である。
【００２３】本発明において、多層の受光部を構成する
隔壁は、透明なものであり、例えばアクリル樹脂、ポリ
カーボネート等の透明のプラスチック板またはガラス等
からなる。光源としては、太陽光が好適に使用される
が、他の光源、例えばハロゲンランプ、螢光ランプ、白
熱ランプ等を用いることもできる。
隔壁は、透明なものであり、例えばアクリル樹脂、ポリ
カーボネート等の透明のプラスチック板またはガラス等
からなる。光源としては、太陽光が好適に使用される
が、他の光源、例えばハロゲンランプ、螢光ランプ、白
熱ランプ等を用いることもできる。
【００２４】
【実施例】次に、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明する。図４は、本発明の一実施例を示す塔型の多層
光合成培養装置の受光部を示す模式図、図５は、図４の
Ｖ−Ｖ線矢示方向断面図である。図４において、この受
光部は、口径の異なる、例えば透明のプラスチックから
なる円筒体１１〜１５を同心円状に積層して光の照射方
向に対して複数の流路１６〜２０が積層された多層構造
をしており、各流路の出口とその外側に隣接する流路の
入口とがそれぞれ順次培養液流通ライン２２〜２５で連
結されている。前記受光部の各流路１６〜２０の流路幅
は、照射光強度と、各流路をそれぞれ流れる培養液の藻
体濃度の推定値を基に、前述の（１）式を用いてｌｎ
（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜２．０の範囲内で一定、例
えば１．５になるように設定されている。
説明する。図４は、本発明の一実施例を示す塔型の多層
光合成培養装置の受光部を示す模式図、図５は、図４の
Ｖ−Ｖ線矢示方向断面図である。図４において、この受
光部は、口径の異なる、例えば透明のプラスチックから
なる円筒体１１〜１５を同心円状に積層して光の照射方
向に対して複数の流路１６〜２０が積層された多層構造
をしており、各流路の出口とその外側に隣接する流路の
入口とがそれぞれ順次培養液流通ライン２２〜２５で連
結されている。前記受光部の各流路１６〜２０の流路幅
は、照射光強度と、各流路をそれぞれ流れる培養液の藻
体濃度の推定値を基に、前述の（１）式を用いてｌｎ
（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜２．０の範囲内で一定、例
えば１．５になるように設定されている。
【００２５】このような構成において、藻体としてＳｐ
ｉｒｕｌｉｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ ＮＩＥＳ４６を
含む培養液は、図示省略した気液接触部においてＣＯ2
含有ガスと接触してＣＯ2 を吸収、溶解した後、培養液
導入ライン２１経て中心部の流路１６に導入され、ここ
で流路２０、１９、１８および１７を透過して照射され
る照射光エネルギーを受けて藻体が増殖する。このよう
にして増殖した藻体を含んだ培養液は流路１６を流出
し、培養液流通ライン２２を経て隣接する流路１７に入
り、ここで流路２０、１９および１８を透過して照射さ
れる光を受けて藻体が増殖し、以下、藻体の増殖を繰り
返しながら順次外側に隣接する流路を流通し、最も藻体
濃度が高くなった培養液は流路２０から培養液排出ライ
ン２６を経て系外へ取り出される。
ｉｒｕｌｉｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ ＮＩＥＳ４６を
含む培養液は、図示省略した気液接触部においてＣＯ2
含有ガスと接触してＣＯ2 を吸収、溶解した後、培養液
導入ライン２１経て中心部の流路１６に導入され、ここ
で流路２０、１９、１８および１７を透過して照射され
る照射光エネルギーを受けて藻体が増殖する。このよう
にして増殖した藻体を含んだ培養液は流路１６を流出
し、培養液流通ライン２２を経て隣接する流路１７に入
り、ここで流路２０、１９および１８を透過して照射さ
れる光を受けて藻体が増殖し、以下、藻体の増殖を繰り
返しながら順次外側に隣接する流路を流通し、最も藻体
濃度が高くなった培養液は流路２０から培養液排出ライ
ン２６を経て系外へ取り出される。
【００２６】本実施例によれば、藻体の濃度に応じて受
光部の流路幅を変えて光照射条件を適性化したことによ
り、藻体濃度が高くなるに従って光照射効率が低下する
ことによる光合成速度の低下を防止し、藻体濃度の濃淡
にかかわらず一定以上の光合成速度を維持することがで
きるので、培養装置全体としての藻体の増殖能が向上す
る。
光部の流路幅を変えて光照射条件を適性化したことによ
り、藻体濃度が高くなるに従って光照射効率が低下する
ことによる光合成速度の低下を防止し、藻体濃度の濃淡
にかかわらず一定以上の光合成速度を維持することがで
きるので、培養装置全体としての藻体の増殖能が向上す
る。
【００２７】また本実施例によれば、受光部の流路を一
連の多層構造としたことにより、入射光エネルギーを各
流路毎にそれぞれ有効利用することができるので、光利
用効率が向上し、これによって容積効率が改善され、装
置を大型化しても従来技術に比べて設置面積が少なくて
済む。また低濃度から高濃度までの連続培養に対応する
ことができる。
連の多層構造としたことにより、入射光エネルギーを各
流路毎にそれぞれ有効利用することができるので、光利
用効率が向上し、これによって容積効率が改善され、装
置を大型化しても従来技術に比べて設置面積が少なくて
済む。また低濃度から高濃度までの連続培養に対応する
ことができる。
【００２８】図６は、本発明の他の実施例を示す多層光
合成培養装置の側断面図である。この装置は、光の照射
方向に対して流路幅が異なる複数の流路３５〜３８が積
層された多層構造の受光部と、該各受光部に対応するよ
うに多層構造に設けられた液溜部３１〜３４と、対応す
る受光部と液溜部とを培養液流通ライン３９〜４２でそ
れぞれ連結した各循環流路とを有し、各循環流路は、前
記液溜部で並列に連結されている。この培養装置におい
ても、各受光部の流路幅は、前記実施例と同様、照射光
強度と、各受光部を流通する培養液の藻体濃度の推定値
または実測値を基に、各流路のｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が
０．１〜２．０の範囲内で一定、例えば１．５になるよ
うに設定されている。
合成培養装置の側断面図である。この装置は、光の照射
方向に対して流路幅が異なる複数の流路３５〜３８が積
層された多層構造の受光部と、該各受光部に対応するよ
うに多層構造に設けられた液溜部３１〜３４と、対応す
る受光部と液溜部とを培養液流通ライン３９〜４２でそ
れぞれ連結した各循環流路とを有し、各循環流路は、前
記液溜部で並列に連結されている。この培養装置におい
ても、各受光部の流路幅は、前記実施例と同様、照射光
強度と、各受光部を流通する培養液の藻体濃度の推定値
または実測値を基に、各流路のｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が
０．１〜２．０の範囲内で一定、例えば１．５になるよ
うに設定されている。
【００２９】このような構成において、培養液導入ライ
ン４３から最も外側の液溜部３１に流入した、ＣＯ2 を
含有した培養液は、最も内側のドーム状受光部３５を流
通し、ここでドーム状の受光部３８、３７および３６を
透過して照射される光エネルギーを受けて培養液中の藻
体が増殖する。増殖した藻体を含んだ培養液は、次い
で、培養液流通ライン３９を経て液溜部３１に循環し、
その一部が隣接する内側の液溜部３２に流入し、次いで
ドーム状受光部３６に流入し、ここでドーム状受光部３
８および３７を透過して照射される光エネルギーを受け
て藻体が増殖する。増殖した藻体を含んだ培養液は、以
下同様にして循環流路を循環しつつ、順次外側のドーム
状受光部に流入し、光エネルギーを受けて藻体が増殖
し、最終的に、高濃度となった培養液は液溜部３４から
培養液排出ライン４４を経て系外へ取り出される。
ン４３から最も外側の液溜部３１に流入した、ＣＯ2 を
含有した培養液は、最も内側のドーム状受光部３５を流
通し、ここでドーム状の受光部３８、３７および３６を
透過して照射される光エネルギーを受けて培養液中の藻
体が増殖する。増殖した藻体を含んだ培養液は、次い
で、培養液流通ライン３９を経て液溜部３１に循環し、
その一部が隣接する内側の液溜部３２に流入し、次いで
ドーム状受光部３６に流入し、ここでドーム状受光部３
８および３７を透過して照射される光エネルギーを受け
て藻体が増殖する。増殖した藻体を含んだ培養液は、以
下同様にして循環流路を循環しつつ、順次外側のドーム
状受光部に流入し、光エネルギーを受けて藻体が増殖
し、最終的に、高濃度となった培養液は液溜部３４から
培養液排出ライン４４を経て系外へ取り出される。
【００３０】本実施例によれば、受光部を多層とし、各
受光部毎に液溜部との間で培養液の循環流路を形成し、
これらを並列に連結したことにより、増殖速度の小さい
藻体であっても効率よく増殖させることができる。ま
た、前記実施例と同様、ドーム状受光部３５〜３８にお
いて、ほぼ同様の光照射強度が得られ、藻体が増殖する
ことによる照射光強度の低下を招くことなく、藻体の光
合成反応を促進することができる。さらに受光部を多層
構造としたことにより、容積効率が向上し、同一処理量
を確保するための設置面積が少なくなる。
受光部毎に液溜部との間で培養液の循環流路を形成し、
これらを並列に連結したことにより、増殖速度の小さい
藻体であっても効率よく増殖させることができる。ま
た、前記実施例と同様、ドーム状受光部３５〜３８にお
いて、ほぼ同様の光照射強度が得られ、藻体が増殖する
ことによる照射光強度の低下を招くことなく、藻体の光
合成反応を促進することができる。さらに受光部を多層
構造としたことにより、容積効率が向上し、同一処理量
を確保するための設置面積が少なくなる。
【００３１】図７は、本発明の別の実施例である多層光
合成培養装置の側断面図である。この装置は、上記第２
実施例の培養装置と同様の形式であるが、４層からなる
ドーム型受光部４９〜５２と、これに対応して設けられ
た液溜部４５〜４８とを別々に設け、培養液流通ライン
５３〜５６および５７〜６０で連結した簡易型の装置で
ある。
合成培養装置の側断面図である。この装置は、上記第２
実施例の培養装置と同様の形式であるが、４層からなる
ドーム型受光部４９〜５２と、これに対応して設けられ
た液溜部４５〜４８とを別々に設け、培養液流通ライン
５３〜５６および５７〜６０で連結した簡易型の装置で
ある。
【００３２】本実施例においても、上記第２実施例と同
様、装置全体の藻体培養効率が向上するとともに、容積
効率も改善され、装置の大型化も容易となる。次に本発
明の具体的実施例を説明する。
様、装置全体の藻体培養効率が向上するとともに、容積
効率も改善され、装置の大型化も容易となる。次に本発
明の具体的実施例を説明する。
【００３３】実施例１
光源の照射光強度を１０００〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕と
し、各受光部を流通する培養液の藻体濃度を外側の流路
からそれぞれ１．２、０．６、０．３および０．１〔ｋ
ｇ／ｍ3〕と仮定し、各流路におけるｌｎ（Ｉin／Ｉout
）が１．５と一定になるように受光部の流路幅を設定
した図６の装置において、培養液としてＳｐｉｒｕｌｉ
ｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ ＮＩＥＳ４６を用い、培養
液温度を２７℃、通気ガス中のＣＯ2 濃度を０．０３
％、各循環流路における培養液循環量を１．０リットル
／ｍｉｎ、循環流量に対する、隣接する循環流路への流
入量比を１０００対１として０．１ｋｇ／ｍ3の初濃度
で培養したところ、培養開始１０日後の培養到達濃度は
１．２ｋｇ／ｍ3であった。
し、各受光部を流通する培養液の藻体濃度を外側の流路
からそれぞれ１．２、０．６、０．３および０．１〔ｋ
ｇ／ｍ3〕と仮定し、各流路におけるｌｎ（Ｉin／Ｉout
）が１．５と一定になるように受光部の流路幅を設定
した図６の装置において、培養液としてＳｐｉｒｕｌｉ
ｎａ ｐｌａｔｅｎｓｉｓ ＮＩＥＳ４６を用い、培養
液温度を２７℃、通気ガス中のＣＯ2 濃度を０．０３
％、各循環流路における培養液循環量を１．０リットル
／ｍｉｎ、循環流量に対する、隣接する循環流路への流
入量比を１０００対１として０．１ｋｇ／ｍ3の初濃度
で培養したところ、培養開始１０日後の培養到達濃度は
１．２ｋｇ／ｍ3であった。
【００３４】比較例１
受光部が単層の従来装置を用いた以外は上記実施例１と
同様の条件で行ったことろ、培養開始１０日後の培養到
達濃度は０．９ｋｇ／ｍ3であった。実施例１および比
較例１の培養結果を図８に合わせて示した。図８におい
て、本実施例装置を用いると、単層型従来装置に比べて
培養到達濃度が著しく高くなり、培養速度が高いことが
分かる。
同様の条件で行ったことろ、培養開始１０日後の培養到
達濃度は０．９ｋｇ／ｍ3であった。実施例１および比
較例１の培養結果を図８に合わせて示した。図８におい
て、本実施例装置を用いると、単層型従来装置に比べて
培養到達濃度が著しく高くなり、培養速度が高いことが
分かる。
【００３５】
【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、受
光部を多層構造とし、各層を流通する培養液濃度に基い
て各流路幅を設定し、全ての流路において十分な光照射
強度を確保するようにしたことにより、装置全体の藻体
培養効率が向上する。また、光利用効率が向上し、容積
効率を改善することもできる。
光部を多層構造とし、各層を流通する培養液濃度に基い
て各流路幅を設定し、全ての流路において十分な光照射
強度を確保するようにしたことにより、装置全体の藻体
培養効率が向上する。また、光利用効率が向上し、容積
効率を改善することもできる。
【００３６】本願の請求項２記載の発明によれば、低濃
度から順次高濃度へ増殖する藻体に対し、十分な照射強
度が確保されるので装置全体の藻体培養効率が向上す
る。本願の請求項３記載の発明によれば、受光部を多層
構造とし、各受光部毎に培養液の循環流路を形成し、こ
れらを並列に接続したことにより、培養速度が小さい藻
体であっても効率よく培養することができる。
度から順次高濃度へ増殖する藻体に対し、十分な照射強
度が確保されるので装置全体の藻体培養効率が向上す
る。本願の請求項３記載の発明によれば、受光部を多層
構造とし、各受光部毎に培養液の循環流路を形成し、こ
れらを並列に接続したことにより、培養速度が小さい藻
体であっても効率よく培養することができる。
【００３７】本願の請求項４記載の発明によれば、上記
発明の効果に加え、全ての受光部でほぼ同一の照射光強
度を確保できるので、藻体の増殖速度が安定する。
発明の効果に加え、全ての受光部でほぼ同一の照射光強
度を確保できるので、藻体の増殖速度が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す説明図。
【図２】本発明の原理を示す説明図。
【図３】本発明の原理を示す説明図。
【図４】本発明の一実施例である多層光合成培養装置の
要部を示す概念図。
要部を示す概念図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢示方向断面図。
【図６】本発明の他の実施例を示す説明図。
【図７】本発明の別の実施例を示す説明図。
【図８】本発明の実施例の効果を示す説明図。
【図９】従来技術を示す説明図。
１１〜１５…透明の円筒体、１６〜２０…流路（受光
部）、２１…培養液導入ライン、２２〜２５…培養液流
通ライン、２６…培養液排出ライン、３１〜３４…液溜
部、３５〜３８…ドーム状受光部、３９〜４２…培養液
流通ライン、４３…培養液導入ライン、４４…培養液排
出ライン、４５〜４８…液溜部、４９〜５２…受光部、
５３〜６０…培養液流通ライン、６１…培養液導入ライ
ン、６２…培養液流出ライン。
部）、２１…培養液導入ライン、２２〜２５…培養液流
通ライン、２６…培養液排出ライン、３１〜３４…液溜
部、３５〜３８…ドーム状受光部、３９〜４２…培養液
流通ライン、４３…培養液導入ライン、４４…培養液排
出ライン、４５〜４８…液溜部、４９〜５２…受光部、
５３〜６０…培養液流通ライン、６１…培養液導入ライ
ン、６２…培養液流出ライン。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３５Ｚ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C12M 1/00 - 3/10
C12N 1/00 - 5/28
B01D 53/34
B01D 53/62
C01B 31/20
Claims (4)
- 【請求項１】 液溜部の培養液を透明の材質からなる受
光部に流通し、二酸化炭素の存在下、光を照射して前記
培養液中の藻体を増殖させる光合成培養装置において、
前記受光部を光の照射方向に対して複数の流路が積層さ
れた多層構造とし、照射光強度と、前記受光部の各流路
をそれぞれ流れる培養液の藻体濃度の推定値または実測
値を基に、下記（１）式を用いて前記受光部の各流路に
おける入射光強度（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）の比
の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜２．０となるよ
うに、前記受光部の各流路幅を設定したことを特徴とす
る多層光合成培養装置。 Ｉout ＝Ｉin exp （−Ｋ1・Ｘ・Ｈ） ……（１） ここで、Ｉin ：入射光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｉout ：透過光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｋ1 ：藻体の吸光係数 Ｘ ：藻体濃度〔ｋｇ／ｍ3〕 Ｈ ：流路幅〔ｍ〕 - 【請求項２】 前記複数の流路が積層された受光部を一
連の多層構造とし、光源から最も離れた流路に藻体濃度
が最も低い培養液が流通し、藻体濃度が高くなるに従っ
て順次光源に近い流路を流通するように各流路を連結し
たことを特徴とする請求項１記載の多層光合成培養装
置。 - 【請求項３】 液溜部と透明の材質からなる受光部との
間で培養液を循環し、前記受光部で二酸化炭素の存在
下、光を照射して培養液中の藻体を増殖させる光合成培
養装置において、前記受光部を光の照射方向に対して複
数の流路が積層された多層構造とするとともに前記液溜
部を前記受光部の各流路に対応する多層構造とし、対応
する受光部と液溜部とを相互に連結して複数の循環流路
を形成し、該循環流路を並列に連結し、照射光強度と、
前記積層された各受光部をそれぞれ流れる培養液の藻体
濃度の推定値または実測値を基に、下記（１）式を用い
て各受光部における入射光強度（Ｉin）と透過光強度
（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin／Ｉout ）が０．１〜
２．０となるように、前記各循環流路の受光部の流路幅
を設定したことを特徴とする多層光合成培養装置。 Ｉout ＝Ｉin exp （−Ｋ1・Ｘ・Ｈ） ……（１） ここで、Ｉin ：入射光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｉout ：透過光強度〔μＥ／ｍ2・ｓｅｃ〕 Ｋ1 ：藻体の吸光係数 Ｘ ：藻体濃度〔ｋｇ／ｍ3〕 Ｈ ：流路幅〔ｍ〕 - 【請求項４】 前記受光部の各流路における入射光強度
（Ｉin）と透過光強度（Ｉout ）の比の対数ｌｎ（Ｉin
／Ｉout ）が０．１〜２．０の範囲で一定となるように
受光部の各流路幅を設定したことを特徴とする請求項１
ないし３のいずれか記載の多層光合成培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377794A JP3468857B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 多層光合成培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377794A JP3468857B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 多層光合成培養装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0838154A JPH0838154A (ja) | 1996-02-13 |
| JP3468857B2 true JP3468857B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=16141768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18377794A Expired - Fee Related JP3468857B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 多層光合成培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468857B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL143421A0 (en) * | 1999-09-29 | 2002-04-21 | Micro Gaia Co Ltd | Method for culturing algae |
| CN104593223A (zh) * | 2015-01-04 | 2015-05-06 | 新奥科技发展有限公司 | 一种微藻养殖装置和方法 |
-
1994
- 1994-08-04 JP JP18377794A patent/JP3468857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0838154A (ja) | 1996-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Assunção et al. | Enclosed “non-conventional” photobioreactors for microalga production: A review | |
| US5846816A (en) | Apparatus for biomass production | |
| US5137828A (en) | Biomass production apparatus | |
| US3768200A (en) | Apparatus for the production of algae including a filtering medium | |
| CN101838606B (zh) | 污水处理碳减排气升环流微藻自养-异养耦合光生物反应器 | |
| JP2935065B2 (ja) | 培地を酸素化する装置 | |
| US9260689B2 (en) | Device for a photochemical process | |
| JPS5835676B2 (ja) | シヨクブツサイボウノゾウシヨクホウホウ | |
| JP5992451B2 (ja) | 微生物を培養するための方法及びバイオリアクター | |
| KR101611275B1 (ko) | 생물공학적 수중 삼중수소 제거 방법 및 장치 | |
| WO2013149442A1 (zh) | 一种基于强化光照方向混合的新型内部构件及光生物反应器 | |
| JP2743316B2 (ja) | チューブラ型フォトバイオリアクタ | |
| EP0217848A1 (en) | REACTOR FOR CULTIVATING BIOLOGICAL MATERIAL LIKE IMMOBILIZED CELLS. | |
| US20110318804A1 (en) | Photobioreactor | |
| CN108328725B (zh) | 一种波导强化光传输的光生物污水处理系统 | |
| US8895289B2 (en) | Method and device for photochemical process | |
| JP3468857B2 (ja) | 多層光合成培養装置 | |
| EP1124938A1 (en) | A vessel | |
| AU730424B2 (en) | Apparatus to carry out photochemical and photocatalytic reactions and photoinduced processes | |
| CN110734858A (zh) | 一种多模式三维灌流式细胞培养仪 | |
| JPH04190782A (ja) | バイオリアクタ | |
| CA2764291A1 (en) | Low-cost integrated pond-photobioreactor | |
| JPH07289239A (ja) | 光合成生物の培養方法 | |
| JPH0716091A (ja) | 光合成生物の培養装置 | |
| CN217437875U (zh) | 一种同步去除水中氮磷和养殖雨生红球藻的系统 |
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: 20030813 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100905 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100905 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |