JP3510929B2 - 微細藻類の大量培養システム - Google Patents
微細藻類の大量培養システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クロレラ等の微細藻類
を培養液中にて、二酸化炭素（以下、ＣＯ2とする）を
供給しつつ大量に培養するための大量培養システムに関
し、延ては、ＣＯ2 排出抑制と食料増産を同時に行なう
ことにより、人類の生活環境を改善するために使用され
るものである。
を培養液中にて、二酸化炭素（以下、ＣＯ2とする）を
供給しつつ大量に培養するための大量培養システムに関
し、延ては、ＣＯ2 排出抑制と食料増産を同時に行なう
ことにより、人類の生活環境を改善するために使用され
るものである。
【０００２】クロレラ等の微細藻類は、光照射条件下で
大気中のＣＯ2 を炭素源として光合成を行い、培養液中
の養分を吸収して増殖する。また、微細藻類は一般の緑
色植物に比べ、単位面積当りのＣＯ2 吸収速度が大きく
て増殖速度が速く、培養液中に浮遊するため増殖の管理
がやりやすく、生成物の取扱も容易である。更に、クロ
レラ等の微細藻類はタンパク質、ビタミン類等に富んで
おり、有望な食糧源としても注目されている。
大気中のＣＯ2 を炭素源として光合成を行い、培養液中
の養分を吸収して増殖する。また、微細藻類は一般の緑
色植物に比べ、単位面積当りのＣＯ2 吸収速度が大きく
て増殖速度が速く、培養液中に浮遊するため増殖の管理
がやりやすく、生成物の取扱も容易である。更に、クロ
レラ等の微細藻類はタンパク質、ビタミン類等に富んで
おり、有望な食糧源としても注目されている。
【０００３】また、人類が石油や石炭等の化石燃料をエ
ネルギーとして利用しているため、年々、大気中のＣＯ
2 濃度が上昇し、地球の温暖化が進み、大きな社会的問
題（地球環境問題）となっている。そのため、火力発電
所や製鉄所等から排出される高濃度ＣＯ2 が含まれてい
る排気ガスを利用し、クロレラ等の微細藻類の培養を行
えば、ＣＯ2 排出抑制と食料増産を同時に行なうことが
でき、人類の生活環境が改善できる。
ネルギーとして利用しているため、年々、大気中のＣＯ
2 濃度が上昇し、地球の温暖化が進み、大きな社会的問
題（地球環境問題）となっている。そのため、火力発電
所や製鉄所等から排出される高濃度ＣＯ2 が含まれてい
る排気ガスを利用し、クロレラ等の微細藻類の培養を行
えば、ＣＯ2 排出抑制と食料増産を同時に行なうことが
でき、人類の生活環境が改善できる。
【０００４】
【従来の技術】従来のクロレラ等の微細藻類を大量培養
する技術は、例えば、図６に示すように、培養池１にク
ロレラ等の種株と品種に応じた養分を投入し、攪拌装置
２で底面に沈殿するクロレラ等の微細藻類を水面近くに
浮遊させると共に、気泡を培養液中に混入することによ
り、空気中のＣＯ2 を溶け込ませるものが一般的であっ
た。
する技術は、例えば、図６に示すように、培養池１にク
ロレラ等の種株と品種に応じた養分を投入し、攪拌装置
２で底面に沈殿するクロレラ等の微細藻類を水面近くに
浮遊させると共に、気泡を培養液中に混入することによ
り、空気中のＣＯ2 を溶け込ませるものが一般的であっ
た。
【０００５】ところが、クロレラ等の微細藻類の培養に
好適なＣＯ2 濃度は、大気中における約０．０３５％に
比べて５〜６％と高濃度であり、このような高濃度のＣ
Ｏ2に適応した品種がほとんどである。この点に鑑み本
出願人らにより、特願平５−２５４９５９号のように、
閉鎖式にして、高効率のＣＯ2 混入、培養液の加温（冷
却）、ｐＨ制御による養分濃度管理、自然光又は人工光
による光照射等を行い、良好な培養環境でクロレラ等の
微細藻類を無菌に近い状態で高効率に増殖する微細藻類
培養装置が提案されている。
好適なＣＯ2 濃度は、大気中における約０．０３５％に
比べて５〜６％と高濃度であり、このような高濃度のＣ
Ｏ2に適応した品種がほとんどである。この点に鑑み本
出願人らにより、特願平５−２５４９５９号のように、
閉鎖式にして、高効率のＣＯ2 混入、培養液の加温（冷
却）、ｐＨ制御による養分濃度管理、自然光又は人工光
による光照射等を行い、良好な培養環境でクロレラ等の
微細藻類を無菌に近い状態で高効率に増殖する微細藻類
培養装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
５−２５４９５９号の微細藻類培養装置は、前述した優
れた効果を奏するものではあるが、あくまで小規模向き
の培養装置であるため、かかる装置では、種株程度の微
細藻類を効率よく培養することはできるが、良質の微細
藻類を大量に効率よく培養することは困難であった。ま
た、前記小規模の培養装置を多数用いて大量培養を行な
うことも考えられるが、しかしそれでは、設備費が嵩む
と共に維持管理が面倒であり、著しいコストアップを招
き、クロレラ等の微細藻類の生産コストが商業ベースに
合わなくなり、実際上の実現は難しいという問題点があ
った。
５−２５４９５９号の微細藻類培養装置は、前述した優
れた効果を奏するものではあるが、あくまで小規模向き
の培養装置であるため、かかる装置では、種株程度の微
細藻類を効率よく培養することはできるが、良質の微細
藻類を大量に効率よく培養することは困難であった。ま
た、前記小規模の培養装置を多数用いて大量培養を行な
うことも考えられるが、しかしそれでは、設備費が嵩む
と共に維持管理が面倒であり、著しいコストアップを招
き、クロレラ等の微細藻類の生産コストが商業ベースに
合わなくなり、実際上の実現は難しいという問題点があ
った。
【０００７】また、クロレラ等の微細藻類は一定の環境
条件が整わないと増殖が開始しない性質があるため、図
６に示す従来の大量培養技術では、培養を始める前に気
候が温暖なところ（例えば、台湾等）から種株を購入す
る必要があった。このため、種株の入手、保存、一次増
殖が非常に煩わしいものであった。また、培養池１の水
深が一般的には浅いため、ＣＯ2 の一部しか培養液中に
混入されず、ＣＯ2 の大部分が大気中に放出されてしま
うという問題点があった。
条件が整わないと増殖が開始しない性質があるため、図
６に示す従来の大量培養技術では、培養を始める前に気
候が温暖なところ（例えば、台湾等）から種株を購入す
る必要があった。このため、種株の入手、保存、一次増
殖が非常に煩わしいものであった。また、培養池１の水
深が一般的には浅いため、ＣＯ2 の一部しか培養液中に
混入されず、ＣＯ2 の大部分が大気中に放出されてしま
うという問題点があった。
【０００８】また、培養池１においては、その底面に沈
殿した微細藻類の環境が悪化するため、増殖機能が低下
又は停止することがあり、培養池１での面積当りの増殖
効率は良くなかった。また、培養池１の上面全部を覆う
透明カバーは付けてないことが多く、ＣＯ2 の放出、雑
菌の混入が多いという問題点があった。
殿した微細藻類の環境が悪化するため、増殖機能が低下
又は停止することがあり、培養池１での面積当りの増殖
効率は良くなかった。また、培養池１の上面全部を覆う
透明カバーは付けてないことが多く、ＣＯ2 の放出、雑
菌の混入が多いという問題点があった。
【０００９】更に、培養池１は屋外に設置されるため、
我国の気候では冬期に太陽光の照射量が不足し、かつ気
温も低下するため、クロレラ等の微細藻類の増殖環境が
悪化し、クロレラ等の微細藻類の増殖ができなくなって
いた。仮に、培養池に人工光を照射したり、加温したり
すると増殖環境を改善することは可能であるが、著しい
コストアップとなり、クロレラ等の微細藻類の生産コス
トが商業ベースに合わなくなるばかりでなく、エネルギ
ー消費に伴うＣＯ2 の放出があり、本来の目的に相反す
ることになる。
我国の気候では冬期に太陽光の照射量が不足し、かつ気
温も低下するため、クロレラ等の微細藻類の増殖環境が
悪化し、クロレラ等の微細藻類の増殖ができなくなって
いた。仮に、培養池に人工光を照射したり、加温したり
すると増殖環境を改善することは可能であるが、著しい
コストアップとなり、クロレラ等の微細藻類の生産コス
トが商業ベースに合わなくなるばかりでなく、エネルギ
ー消費に伴うＣＯ2 の放出があり、本来の目的に相反す
ることになる。
【００１０】本発明は、以上のような従来技術の有する
問題点に着目してなされたものであり、その目的とする
ところは、高効率なＣＯ2 の混入並びに微細藻類の増殖
機能の活性化に寄与する培養装置と、大量培養に寄与す
る培養池とを組合わせて適宜利用することで、良質の微
細藻類を大量に効率よく培養する微細藻類の大量培養シ
ステムを提供することである。また他の目的は、微細藻
類が前記培養装置に滞留する時間を任意に制御すること
で、微細藻類の増殖機能の活性化状態を調節することが
できる微細藻類の大量培養システムを提供することであ
る。
問題点に着目してなされたものであり、その目的とする
ところは、高効率なＣＯ2 の混入並びに微細藻類の増殖
機能の活性化に寄与する培養装置と、大量培養に寄与す
る培養池とを組合わせて適宜利用することで、良質の微
細藻類を大量に効率よく培養する微細藻類の大量培養シ
ステムを提供することである。また他の目的は、微細藻
類が前記培養装置に滞留する時間を任意に制御すること
で、微細藻類の増殖機能の活性化状態を調節することが
できる微細藻類の大量培養システムを提供することであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の要旨とするところは、以下の各項に存す
る。
ための本発明の要旨とするところは、以下の各項に存す
る。
【００１２】１ 微細藻類を、培養液中にて二酸化炭素
を供給しつつ大量に培養するための大量培養システムで
あって、光透過材質からなる閉鎖状の水槽（１１）内に
攪拌装置（２５）を配設し、該攪拌装置（２５）を構成
する散気管（１３）の空気入口部（１３ａ）と前記水槽
（１１）の空気排出口（１７）とをポンプ（１４）を介
在させた循環路管（１９）により連通し、該循環路管
（１９）の途中に、二酸化炭素供給源（２２）から調整
弁（２１）を介して二酸化炭素を補給する補給管（２
０）を連結してなる培養装置（１０）を有し、前記培養
装置（１０）と、該培養装置（１０）とは別に設けられ
た大量培養用の培養池（３０）とを、培養液及び微細藻
類の混合液を循環させる配管（３１）により環状に連通
し、該配管（３１）の途中に、前記培養池（３０）内の
混合液を培養装置（１０）に供給しない非接続状態と、
前記培養池（３０）内の混合液を培養装置（１０）に供
給し循環させる接続状態とに切換操作が可能な開閉手段
（３５ａ）を設け、前記配管（３１）の途中と前記開閉
手段（３５ａ）とを、前記培養装置（１０）を迂回する
バイパス路（３１ｃ）により接続して、前記開閉手段
（３５ａ）が非接続状態の際、前記培養池（３０）内の
混合液が前記バイパス路（３１ｃ）を通ってそのまま培
養地（３０）に戻るよう設定し、前記開閉手段（３５
ａ）が非接続状態の際、前記培養装置（１０）を種株培
養に利用する一方、前記開閉手段（３５ａ）が接続状態
の際、前記培養装置（１０）を前記培養池（３０）に対
し、二酸化炭素の混入並びに微細藻類の増殖機能の活性
化に利用すべく構成し、前記開閉手段（３５ａ）の接続
状態と非接続状態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に
行ない、前記培養装置（１０）内に微細藻類が滞留する
時間を制御することにより、微細藻類の活性化状態を調
節する制御手段（４０）を有することを特徴とする微細
藻類の大量培養システム。
を供給しつつ大量に培養するための大量培養システムで
あって、光透過材質からなる閉鎖状の水槽（１１）内に
攪拌装置（２５）を配設し、該攪拌装置（２５）を構成
する散気管（１３）の空気入口部（１３ａ）と前記水槽
（１１）の空気排出口（１７）とをポンプ（１４）を介
在させた循環路管（１９）により連通し、該循環路管
（１９）の途中に、二酸化炭素供給源（２２）から調整
弁（２１）を介して二酸化炭素を補給する補給管（２
０）を連結してなる培養装置（１０）を有し、前記培養
装置（１０）と、該培養装置（１０）とは別に設けられ
た大量培養用の培養池（３０）とを、培養液及び微細藻
類の混合液を循環させる配管（３１）により環状に連通
し、該配管（３１）の途中に、前記培養池（３０）内の
混合液を培養装置（１０）に供給しない非接続状態と、
前記培養池（３０）内の混合液を培養装置（１０）に供
給し循環させる接続状態とに切換操作が可能な開閉手段
（３５ａ）を設け、前記配管（３１）の途中と前記開閉
手段（３５ａ）とを、前記培養装置（１０）を迂回する
バイパス路（３１ｃ）により接続して、前記開閉手段
（３５ａ）が非接続状態の際、前記培養池（３０）内の
混合液が前記バイパス路（３１ｃ）を通ってそのまま培
養地（３０）に戻るよう設定し、前記開閉手段（３５
ａ）が非接続状態の際、前記培養装置（１０）を種株培
養に利用する一方、前記開閉手段（３５ａ）が接続状態
の際、前記培養装置（１０）を前記培養池（３０）に対
し、二酸化炭素の混入並びに微細藻類の増殖機能の活性
化に利用すべく構成し、前記開閉手段（３５ａ）の接続
状態と非接続状態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に
行ない、前記培養装置（１０）内に微細藻類が滞留する
時間を制御することにより、微細藻類の活性化状態を調
節する制御手段（４０）を有することを特徴とする微細
藻類の大量培養システム。
【００１３】２ 前記培養池（３０）の開口部（３０
ａ）に、該開口部（３０ａ）を覆う光透過材質からなる
カバー部材（３３）を設けたことを特徴とする前記１項
記載の微細藻類の大量培養システム。
ａ）に、該開口部（３０ａ）を覆う光透過材質からなる
カバー部材（３３）を設けたことを特徴とする前記１項
記載の微細藻類の大量培養システム。
【００１４】
【００１５】
【作用】本発明に係る微細藻類の大量培養システムで
は、培養装置（１０）と、該培養装置（１０）とは別に
設けられた大量培養用の培養池（３０）とを、培養液及
び微細藻類の混合液を循環させる配管（３１）により環
状に連通する。配管（３１）の途中には、前記培養池
（３０）内の混合液を培養装置（１０）に供給しない非
接続状態と、前記培養池（３０）内の混合液を培養装置
（１０）に供給し循環させる接続状態と、に切換操作が
可能な開閉手段（３５ａ）を設ける。また、前記配管
（３１）の途中と前記開閉手段（３５ａ）とを、前記培
養装置（１０）を迂回するバイパス路（３１ｃ）により
接続したことにより、前記開閉手段（３５ａ）を、培養
池（３０）内の混合液を培養装置（１０）に供給しない
非接続状態にすると、培養池（３０）内の混合液はバイ
パス路（３１ｃ）を通ってそのまま培養池（３０）内に
戻るようになっている。
は、培養装置（１０）と、該培養装置（１０）とは別に
設けられた大量培養用の培養池（３０）とを、培養液及
び微細藻類の混合液を循環させる配管（３１）により環
状に連通する。配管（３１）の途中には、前記培養池
（３０）内の混合液を培養装置（１０）に供給しない非
接続状態と、前記培養池（３０）内の混合液を培養装置
（１０）に供給し循環させる接続状態と、に切換操作が
可能な開閉手段（３５ａ）を設ける。また、前記配管
（３１）の途中と前記開閉手段（３５ａ）とを、前記培
養装置（１０）を迂回するバイパス路（３１ｃ）により
接続したことにより、前記開閉手段（３５ａ）を、培養
池（３０）内の混合液を培養装置（１０）に供給しない
非接続状態にすると、培養池（３０）内の混合液はバイ
パス路（３１ｃ）を通ってそのまま培養池（３０）内に
戻るようになっている。
【００１６】例えば我国における冬期等、大量培養に適
しない時期には、前記開閉手段（３５ａ）を非接続状態
にし、前記培養装置（１０）内の混合液を培養池（３
０）に供給しないようにする。すなわち、培養装置（１
０）のみを運転して、培養装置（１０）を種株培養に利
用する。前記培養装置（１０）では、ＣＯ２を含む空気
がポンプ（１４）によって、循環路管（１９）を通り水
槽（１１）内の攪拌装置（２５）から培養液中に噴出す
る。かかる空気は、培養液を効果的にかき回すと同時に
空気中のＣＯ２を培養液に溶解させる。溶解したＣＯ２
は、光透過材質を通して照射される光を受けた微細藻類
による光合成作用によって固定される。
しない時期には、前記開閉手段（３５ａ）を非接続状態
にし、前記培養装置（１０）内の混合液を培養池（３
０）に供給しないようにする。すなわち、培養装置（１
０）のみを運転して、培養装置（１０）を種株培養に利
用する。前記培養装置（１０）では、ＣＯ２を含む空気
がポンプ（１４）によって、循環路管（１９）を通り水
槽（１１）内の攪拌装置（２５）から培養液中に噴出す
る。かかる空気は、培養液を効果的にかき回すと同時に
空気中のＣＯ２を培養液に溶解させる。溶解したＣＯ２
は、光透過材質を通して照射される光を受けた微細藻類
による光合成作用によって固定される。
【００１７】前記培養装置（１０）で培養液中に溶解し
なかったＣＯ2 は、水槽（１１）の空気排出口（１７）
から循環路管（１９）を経てポンプ（１４）に戻され、
このポンプ（１４）によって再び攪拌装置（２５）から
水槽（１１）内の培養液中に噴出されて光合成のために
再利用に供せられる。この際、培養液中の溶存ＣＯ2濃
度を一定水準に保つために、不足するＣＯ2 を調整弁
（２１）により調整しつつ二酸化炭素供給源（２２）か
ら循環路管（１９）に送気し、ＣＯ2 を補給した状態で
ポンプ（１４）によって培養液中に噴出させればよい。
なかったＣＯ2 は、水槽（１１）の空気排出口（１７）
から循環路管（１９）を経てポンプ（１４）に戻され、
このポンプ（１４）によって再び攪拌装置（２５）から
水槽（１１）内の培養液中に噴出されて光合成のために
再利用に供せられる。この際、培養液中の溶存ＣＯ2濃
度を一定水準に保つために、不足するＣＯ2 を調整弁
（２１）により調整しつつ二酸化炭素供給源（２２）か
ら循環路管（１９）に送気し、ＣＯ2 を補給した状態で
ポンプ（１４）によって培養液中に噴出させればよい。
【００１８】一方、冬期以外の大量培養に適する時期
（春、夏、秋）には、前記開閉手段（３５ａ）を切換操
作により接続状態にし、ポンプ（３６）等を作動させて
前記培養装置（１０）内の混合液を大量培養用の培養池
（３０）に供給して循環させる。すなわち、培養装置
（１０）を培養池（３０）に対し、高効率なＣＯ２の混
入並びに微細藻類の増殖機能の活性化に利用しつつ、培
養池（３０）では良質な微細藻類の大量培養を行なう。
（春、夏、秋）には、前記開閉手段（３５ａ）を切換操
作により接続状態にし、ポンプ（３６）等を作動させて
前記培養装置（１０）内の混合液を大量培養用の培養池
（３０）に供給して循環させる。すなわち、培養装置
（１０）を培養池（３０）に対し、高効率なＣＯ２の混
入並びに微細藻類の増殖機能の活性化に利用しつつ、培
養池（３０）では良質な微細藻類の大量培養を行なう。
【００１９】このように、前記培養装置（１０）を高効
率のＣＯ2 混入装置として使用するようにしたため、培
養液に対するＣＯ2 の混入効率が良く、ロスが少なくな
った。更に、従来の培養池（１）ではその底面部の培養
環境の悪化により微細藻類の増殖機能が低下又は停止
し、培養池（１）での増殖効率が良くなかったが、前記
培養装置（１０）により良好な培養環境を作ることによ
り、微細藻類の増殖機能を活性化する機能を付加した。
それにより、培養池（３０）での受光面積当りの増殖効
率を大幅に向上させることができる。
率のＣＯ2 混入装置として使用するようにしたため、培
養液に対するＣＯ2 の混入効率が良く、ロスが少なくな
った。更に、従来の培養池（１）ではその底面部の培養
環境の悪化により微細藻類の増殖機能が低下又は停止
し、培養池（１）での増殖効率が良くなかったが、前記
培養装置（１０）により良好な培養環境を作ることによ
り、微細藻類の増殖機能を活性化する機能を付加した。
それにより、培養池（３０）での受光面積当りの増殖効
率を大幅に向上させることができる。
【００２０】また、従来は大量培養を始める前に、気候
が温暖なところから種株を購入する必要があったが、以
上のような微細藻類の大量培養システムによって、冬期
等には培養装置（１０）を種株培養に利用できるため、
煩わしかった種株の入手、保存、一次増殖の手間が省
け、良好な種株の保存、増殖が容易にできる。
が温暖なところから種株を購入する必要があったが、以
上のような微細藻類の大量培養システムによって、冬期
等には培養装置（１０）を種株培養に利用できるため、
煩わしかった種株の入手、保存、一次増殖の手間が省
け、良好な種株の保存、増殖が容易にできる。
【００２１】それにより、希望する品種を選ぶことがで
き、環境悪化による雑菌の繁殖を極力抑えることがで
き、また、種株にかかるコストを低減でき、更に、輸送
中に死滅するということもない。なお、前記培養装置
（１０）に人工光照射装置や加温装置を設けたとして
も、その規模は培養池（３０）に比べて小形のため、極
力設備コストを抑えることができ、かつエネルギー消費
も少ない。
き、環境悪化による雑菌の繁殖を極力抑えることがで
き、また、種株にかかるコストを低減でき、更に、輸送
中に死滅するということもない。なお、前記培養装置
（１０）に人工光照射装置や加温装置を設けたとして
も、その規模は培養池（３０）に比べて小形のため、極
力設備コストを抑えることができ、かつエネルギー消費
も少ない。
【００２２】前記微細藻類の大量培養システムにおい
て、培養池（３０）の開口部（３０ａ）に、該開口部
（３０ａ）を覆う光透過材質からなるカバー部材（３
３）を設ければ、培養池（３０）中の培養液を外気と遮
断して閉鎖状態にすることができる。それにより、ＣＯ
2 の放出、雑菌の混入が防げるようになった。また、前
記カバー部材（３３）は太陽光を透過させるので、光合
成作用を行わせることができ、光透過材質にビニール樹
脂やアクリル樹脂を用いれば、紫外線をカットするため
光合成速度を促進できる。更に、カバー部材（３３）の
温室効果により培養液の加温ができる等の効果も生じ
た。
て、培養池（３０）の開口部（３０ａ）に、該開口部
（３０ａ）を覆う光透過材質からなるカバー部材（３
３）を設ければ、培養池（３０）中の培養液を外気と遮
断して閉鎖状態にすることができる。それにより、ＣＯ
2 の放出、雑菌の混入が防げるようになった。また、前
記カバー部材（３３）は太陽光を透過させるので、光合
成作用を行わせることができ、光透過材質にビニール樹
脂やアクリル樹脂を用いれば、紫外線をカットするため
光合成速度を促進できる。更に、カバー部材（３３）の
温室効果により培養液の加温ができる等の効果も生じ
た。
【００２３】また、前記開閉手段（３５ａ）の接続状態
と非接続状態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に行な
う制御手段（４０）を有するので、培養装置（１０）と
培養池（３０）の接続、非接続を間欠的に行ない、クロ
レラ等の微細藻類が該培養装置（１０）内に滞留する時
間を制御することができるため、クロレラ等の活性化状
態の調節が自動的に行えるようになった。それにより、
微細藻類の増殖効率を更に向上させることができる。
と非接続状態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に行な
う制御手段（４０）を有するので、培養装置（１０）と
培養池（３０）の接続、非接続を間欠的に行ない、クロ
レラ等の微細藻類が該培養装置（１０）内に滞留する時
間を制御することができるため、クロレラ等の活性化状
態の調節が自動的に行えるようになった。それにより、
微細藻類の増殖効率を更に向上させることができる。
【００２４】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の各種実施例を説
明する。図１及び図２は本発明の第１実施例を示してい
る。本発明に係る微細藻類の大量培養システムは、クロ
レラ等に代表される微細藻類を培養液中にて、ＣＯ2 を
供給しつつ大量に培養するための装置である。
明する。図１及び図２は本発明の第１実施例を示してい
る。本発明に係る微細藻類の大量培養システムは、クロ
レラ等に代表される微細藻類を培養液中にて、ＣＯ2 を
供給しつつ大量に培養するための装置である。
【００２５】かかる大量培養システムは、図１に示すよ
うに、比較的小規模な培養装置１０と、該培養装置１０
とは別に設けられた大量培養用の培養池３０とを、配管
３１により環状に連通して成る。配管３１の途中には、
培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給しない非接
続状態と、培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給
する接続状態とに切換操作可能な開閉手段３５が設けら
れている。以下、順に説明する。
うに、比較的小規模な培養装置１０と、該培養装置１０
とは別に設けられた大量培養用の培養池３０とを、配管
３１により環状に連通して成る。配管３１の途中には、
培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給しない非接
続状態と、培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給
する接続状態とに切換操作可能な開閉手段３５が設けら
れている。以下、順に説明する。
【００２６】培養池３０は、コンクリート製又は樹脂製
のプール状のものであり、その開口部３０ａの面積は、
処理する排気ガスの量と受光効率で決定される。培養池
３０の深さは２０〜３０ｃｍ程度であり、また、攪拌装
置３２が装備されている。攪拌装置３２は、培養池３０
の底面に微細藻類が滞留しないように培養液を攪拌する
と共に、水面上部の空気中のＣＯ2 を培養液中に混入さ
せるものである。具体的に言えば攪拌装置３２は、本実
施例では図示した如く水車であるが、その他に、例えば
エジェクターや、バブリング装置等としてもよい。
のプール状のものであり、その開口部３０ａの面積は、
処理する排気ガスの量と受光効率で決定される。培養池
３０の深さは２０〜３０ｃｍ程度であり、また、攪拌装
置３２が装備されている。攪拌装置３２は、培養池３０
の底面に微細藻類が滞留しないように培養液を攪拌する
と共に、水面上部の空気中のＣＯ2 を培養液中に混入さ
せるものである。具体的に言えば攪拌装置３２は、本実
施例では図示した如く水車であるが、その他に、例えば
エジェクターや、バブリング装置等としてもよい。
【００２７】培養池３０の開口部３０ａには、該開口部
３０ａを覆う光透過材質からなるカバー部材３３が設け
られている。カバー部材３３は、培養池３０中の培養液
を外気から遮断して閉鎖状態を保ち、外部へのＣＯ2 の
放出を防ぎ、かつ外部からの雑菌の混入を防ぐためもの
である。更に詳しく言えば、カバー部材３３は、培養池
３０の開口部３０ａに合致する形状・大きさに、例えば
透明なビニール樹脂又はアクリル樹脂等を成形したもの
である。
３０ａを覆う光透過材質からなるカバー部材３３が設け
られている。カバー部材３３は、培養池３０中の培養液
を外気から遮断して閉鎖状態を保ち、外部へのＣＯ2 の
放出を防ぎ、かつ外部からの雑菌の混入を防ぐためもの
である。更に詳しく言えば、カバー部材３３は、培養池
３０の開口部３０ａに合致する形状・大きさに、例えば
透明なビニール樹脂又はアクリル樹脂等を成形したもの
である。
【００２８】カバー部材３３は、太陽光を透過させるの
で微細藻類の光合成作用を阻害することがなく、ビニー
ル樹脂やアクリル樹脂性の場合は紫外線をカットするた
め光合成速度を促進できるものである。更に、カバー部
材３３は、温室効果により培養液の加温ができる等の効
果も生じさせ得るものでもある。
で微細藻類の光合成作用を阻害することがなく、ビニー
ル樹脂やアクリル樹脂性の場合は紫外線をカットするた
め光合成速度を促進できるものである。更に、カバー部
材３３は、温室効果により培養液の加温ができる等の効
果も生じさせ得るものでもある。
【００２９】培養池３０中の培養液は、クロレラ等の品
種の培養に最も適したものを適宜選び、光照射条件下で
あることと、ＣＯ2 ガスの吸収を目的としたものである
から独立栄養を前提としたものを用いればよい。ここで
クロレラとは、クロレラ目（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃａｌ
ｅｓ）に属する単細胞緑藻の属名であり、一般的に細胞
は球形、或は楕円型で直径３〜１０μｍの大きさを有す
る。なお、培養対象である微細藻類はクロレラに限定さ
れるものではない。
種の培養に最も適したものを適宜選び、光照射条件下で
あることと、ＣＯ2 ガスの吸収を目的としたものである
から独立栄養を前提としたものを用いればよい。ここで
クロレラとは、クロレラ目（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃａｌ
ｅｓ）に属する単細胞緑藻の属名であり、一般的に細胞
は球形、或は楕円型で直径３〜１０μｍの大きさを有す
る。なお、培養対象である微細藻類はクロレラに限定さ
れるものではない。
【００３０】図２に示すように、培養装置１０は、閉鎖
式に構成されており、高効率のＣＯ2 混入、培養液の加
温、ｐＨ制御による養分濃度管理、及び自然光又は人工
光による光照射等を行うもので、良好な培養環境でクロ
レラ等の微細藻類を無菌に近い状態で高濃度に増殖する
ための装置である。この培養装置１０は、光透過材質か
らなる閉鎖状の水槽１１内に攪拌装置２５を配設し、該
攪拌装置２５を構成する散気管１３の空気入口部１９と
水槽１１の空気排出口１７とをポンプ１４を介在させた
循環路管１９で連通し、該循環路管１９の途中に、二酸
化炭素供給源２２から調整弁２１を介してＣＯ2 を補給
する補給管２０を連結して成る。
式に構成されており、高効率のＣＯ2 混入、培養液の加
温、ｐＨ制御による養分濃度管理、及び自然光又は人工
光による光照射等を行うもので、良好な培養環境でクロ
レラ等の微細藻類を無菌に近い状態で高濃度に増殖する
ための装置である。この培養装置１０は、光透過材質か
らなる閉鎖状の水槽１１内に攪拌装置２５を配設し、該
攪拌装置２５を構成する散気管１３の空気入口部１９と
水槽１１の空気排出口１７とをポンプ１４を介在させた
循環路管１９で連通し、該循環路管１９の途中に、二酸
化炭素供給源２２から調整弁２１を介してＣＯ2 を補給
する補給管２０を連結して成る。
【００３１】更に詳しく言えば、水槽１１は、クロレラ
等を培養するための培養液を収容するものであり、クロ
レラ等による光合成が可能なように、例えば透明なアク
リル樹脂などの光透過材質からなり、大気から遮断され
た閉鎖状態に構成されている。この水槽１１内には、ド
ラフトチューブ１２と該ドラフトチューブ１２の真下位
置に配した散気管１３とから成る攪拌装置２５が配設さ
れており、水槽１１内の培養液に対流現象を起こさせる
と同時に、かき回し効果を高める構造となっている。こ
れにより、水槽１１内で培養されるクロレラ等が、培養
液中に平均的に分散され培養環境が良好になると共に、
ＣＯ2 の溶解も促進される。
等を培養するための培養液を収容するものであり、クロ
レラ等による光合成が可能なように、例えば透明なアク
リル樹脂などの光透過材質からなり、大気から遮断され
た閉鎖状態に構成されている。この水槽１１内には、ド
ラフトチューブ１２と該ドラフトチューブ１２の真下位
置に配した散気管１３とから成る攪拌装置２５が配設さ
れており、水槽１１内の培養液に対流現象を起こさせる
と同時に、かき回し効果を高める構造となっている。こ
れにより、水槽１１内で培養されるクロレラ等が、培養
液中に平均的に分散され培養環境が良好になると共に、
ＣＯ2 の溶解も促進される。
【００３２】前記散気管１３の空気入口部１３ａは、水
槽１１外に設置してあるポンプ１４の吐出口に連続する
供給管１５に連結しており、また水槽１１の気相部１６
にある空気排出口１７は、前記ポンプ１４の吸引口に連
続する排出管１８に連結している。このように供給管１
５と排出管１８とは、水槽１１内に送気する空気をポン
プ１４を介在して循環させる循環路管１９を構成してい
る。ここでポンプ１４とは、例えば一般のエアーポンプ
である。
槽１１外に設置してあるポンプ１４の吐出口に連続する
供給管１５に連結しており、また水槽１１の気相部１６
にある空気排出口１７は、前記ポンプ１４の吸引口に連
続する排出管１８に連結している。このように供給管１
５と排出管１８とは、水槽１１内に送気する空気をポン
プ１４を介在して循環させる循環路管１９を構成してい
る。ここでポンプ１４とは、例えば一般のエアーポンプ
である。
【００３３】また、前記排出管１８の途中には、培養液
中で光合成により固定されるＣＯ2を補給するための補
給管２０が連結してあり、この補給管２０は、ＣＯ2 を
補給する流量を調節するための調整弁２１を介在して二
酸化炭素供給源２２に連通している。ここで二酸化炭素
供給源２２とは、例えばクロレラ等の培養に好適な５％
〜６％のＣＯ2 濃度を有するＣＯ2 強化空気を充填した
タンク等である。なお、前記補給管２０の連結箇所より
上流側に位置する排出管１８途中には、排気管２３が連
結している。かかる排気管２３は、内部圧力が高くなら
ないように排気するものである。
中で光合成により固定されるＣＯ2を補給するための補
給管２０が連結してあり、この補給管２０は、ＣＯ2 を
補給する流量を調節するための調整弁２１を介在して二
酸化炭素供給源２２に連通している。ここで二酸化炭素
供給源２２とは、例えばクロレラ等の培養に好適な５％
〜６％のＣＯ2 濃度を有するＣＯ2 強化空気を充填した
タンク等である。なお、前記補給管２０の連結箇所より
上流側に位置する排出管１８途中には、排気管２３が連
結している。かかる排気管２３は、内部圧力が高くなら
ないように排気するものである。
【００３４】図１に示すように、前記培養装置１０と培
養池３０とは、配管３１によって環状に連結されてお
り、互いの混合液（培養液及び藻体）が連通可能な状態
に構成されている。更に詳しく言えば、培養池３０の一
側壁に開設された流出口３０ｃは、前記配管３１の一部
をなす混合液送出管３１ａを介して、培養装置１０の水
槽１１にある導入口１１ａ（図２参照）に接続されてい
る。一方、培養池３０の他側壁に開設された流入口３０
ｂは、前記配管３１の一部をなす混合液送入管３１ｂを
介して、培養装置１０の水槽１１にある排出口１１ｂ
（図２参照）に接続されている。
養池３０とは、配管３１によって環状に連結されてお
り、互いの混合液（培養液及び藻体）が連通可能な状態
に構成されている。更に詳しく言えば、培養池３０の一
側壁に開設された流出口３０ｃは、前記配管３１の一部
をなす混合液送出管３１ａを介して、培養装置１０の水
槽１１にある導入口１１ａ（図２参照）に接続されてい
る。一方、培養池３０の他側壁に開設された流入口３０
ｂは、前記配管３１の一部をなす混合液送入管３１ｂを
介して、培養装置１０の水槽１１にある排出口１１ｂ
（図２参照）に接続されている。
【００３５】混合液送出管３１ａの途中には、切換操作
により流路を開閉可能な開閉手段３５が設けられてい
る。かかる開閉手段３５は、通常のバルブ等からなり、
閉じたとき培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給
しない非接続状態と、開いたとき培養池３０内の混合液
を培養装置１０に供給する接続状態とに切換操作が可能
なものである。
により流路を開閉可能な開閉手段３５が設けられてい
る。かかる開閉手段３５は、通常のバルブ等からなり、
閉じたとき培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給
しない非接続状態と、開いたとき培養池３０内の混合液
を培養装置１０に供給する接続状態とに切換操作が可能
なものである。
【００３６】そして前記開閉手段３５が非接続状態の
際、培養装置１０を種株培養に利用する一方、前記開閉
手段３５が接続状態の際、培養装置１０を培養池３０に
対し、ＣＯ2 の混入並びに微細藻類の増殖機能の活性化
に利用すべく、大量培養システムは構成されている。な
お、混合液送出管３１ａの途中には、培養装置１０と培
養池３０との互いの混合液を循環させるための循環ポン
プ３６が設けられている。この循環ポンプ３６の作動
は、培養池３０から送られてきた混合液の培養装置１０
内における滞留時間を考慮して、適宜制御されるように
構成されている。
際、培養装置１０を種株培養に利用する一方、前記開閉
手段３５が接続状態の際、培養装置１０を培養池３０に
対し、ＣＯ2 の混入並びに微細藻類の増殖機能の活性化
に利用すべく、大量培養システムは構成されている。な
お、混合液送出管３１ａの途中には、培養装置１０と培
養池３０との互いの混合液を循環させるための循環ポン
プ３６が設けられている。この循環ポンプ３６の作動
は、培養池３０から送られてきた混合液の培養装置１０
内における滞留時間を考慮して、適宜制御されるように
構成されている。
【００３７】次に作用を説明する。図１に示すように培
養池３０を、開閉手段３５の操作により培養装置１０に
対し接続、又は非接続状態に切換可能に構成したことに
より、以下の如く微細藻類の大量培養システムを運用す
ることができる。
養池３０を、開閉手段３５の操作により培養装置１０に
対し接続、又は非接続状態に切換可能に構成したことに
より、以下の如く微細藻類の大量培養システムを運用す
ることができる。
【００３８】冬期は前記開閉手段３５を非接続状態に
し、前記培養装置１０内の混合液を培養池３０に供給し
ないようにする。すなわち、培養装置１０のみを運転し
て、主として培養装置１０を種株培養に利用する。図２
に示すように培養装置１０では、ＣＯ2 を含む空気がエ
アーポンプ１４によって、循環路管１９を通り水槽１１
内の攪拌装置２５から培養液中に噴出する。かかる空気
は、培養液を効果的にかき回すと同時に空気中のＣＯ2
を培養液に溶解させる。溶解したＣＯ2 は、光透過材質
を通して照射される光を受けた微細藻類による光合成作
用によって固定される。
し、前記培養装置１０内の混合液を培養池３０に供給し
ないようにする。すなわち、培養装置１０のみを運転し
て、主として培養装置１０を種株培養に利用する。図２
に示すように培養装置１０では、ＣＯ2 を含む空気がエ
アーポンプ１４によって、循環路管１９を通り水槽１１
内の攪拌装置２５から培養液中に噴出する。かかる空気
は、培養液を効果的にかき回すと同時に空気中のＣＯ2
を培養液に溶解させる。溶解したＣＯ2 は、光透過材質
を通して照射される光を受けた微細藻類による光合成作
用によって固定される。
【００３９】前記培養装置１０で培養液中に溶解しなか
ったＣＯ2 は、水槽１１の空気排出口１７から循環路管
１９を経てエアーポンプ１４に戻され、このエアーポン
プ１４によって再び攪拌装置２５から水槽１１内の培養
液中に噴出されて光合成のために再利用に供せられる。
この際、培養液中の溶存ＣＯ2 濃度を一定水準に保つた
めに、不足するＣＯ2 を調整弁２１により調整しつつ二
酸化炭素供給源２２から循環路管１９に送気しＣＯ2 を
補給した状態でエアーポンプ１４によって培養液中に噴
出する。
ったＣＯ2 は、水槽１１の空気排出口１７から循環路管
１９を経てエアーポンプ１４に戻され、このエアーポン
プ１４によって再び攪拌装置２５から水槽１１内の培養
液中に噴出されて光合成のために再利用に供せられる。
この際、培養液中の溶存ＣＯ2 濃度を一定水準に保つた
めに、不足するＣＯ2 を調整弁２１により調整しつつ二
酸化炭素供給源２２から循環路管１９に送気しＣＯ2 を
補給した状態でエアーポンプ１４によって培養液中に噴
出する。
【００４０】一方、冬期以外の時期（春、夏、秋）に
は、前記開閉手段３５を切換操作により接続状態にし、
循環ポンプ３６を作動させて前記培養装置１０内の混合
液を大量培養用の培養池３０に供給して循環させる。す
なわち、培養装置１０を培養池３０に対し、高効率なＣ
Ｏ2 の混入並びに微細藻類の増殖機能の活性化に利用し
つつ、培養池３０では良質な微細藻類の大量培養を行な
う。この場合、培養池３０内の混合液は、混合液送出管
３１ａを通って連続的に培養装置１０内に送られ、最適
環境が高度に実現される培養装置１０内にて微細藻類
は、増殖機能等、諸々の生理機能が活性化された後、高
濃度のＣＯ2 を含む培地と共に混合液送入管３１ｂを通
って、再び培養池１０に戻されて大量培養に供される。
は、前記開閉手段３５を切換操作により接続状態にし、
循環ポンプ３６を作動させて前記培養装置１０内の混合
液を大量培養用の培養池３０に供給して循環させる。す
なわち、培養装置１０を培養池３０に対し、高効率なＣ
Ｏ2 の混入並びに微細藻類の増殖機能の活性化に利用し
つつ、培養池３０では良質な微細藻類の大量培養を行な
う。この場合、培養池３０内の混合液は、混合液送出管
３１ａを通って連続的に培養装置１０内に送られ、最適
環境が高度に実現される培養装置１０内にて微細藻類
は、増殖機能等、諸々の生理機能が活性化された後、高
濃度のＣＯ2 を含む培地と共に混合液送入管３１ｂを通
って、再び培養池１０に戻されて大量培養に供される。
【００４１】このように、培養装置１０を高効率のＣＯ
2 混入装置として使用するようにしたため、培養液に対
するＣＯ2 の混入効率が良く、ロスが少なくなった。更
に、図６に示した従来の培養池１ではその底面部の培養
環境の悪化により微細藻類の増殖機能が低下又は停止
し、培養池１での増殖効率が良くなかったが、前記培養
装置１０によって良好な培養環境を作ることにより、微
細藻類の増殖機能を活性化する機能を付加した。それに
より、培養池３０での受光面積当りの増殖効率を大幅に
向上させ、良質のクロレラ等の微細藻類を大量培養する
ことができる。
2 混入装置として使用するようにしたため、培養液に対
するＣＯ2 の混入効率が良く、ロスが少なくなった。更
に、図６に示した従来の培養池１ではその底面部の培養
環境の悪化により微細藻類の増殖機能が低下又は停止
し、培養池１での増殖効率が良くなかったが、前記培養
装置１０によって良好な培養環境を作ることにより、微
細藻類の増殖機能を活性化する機能を付加した。それに
より、培養池３０での受光面積当りの増殖効率を大幅に
向上させ、良質のクロレラ等の微細藻類を大量培養する
ことができる。
【００４２】また、培養池３０の開口部３０ａには、光
透過材質からなるカバー部材３３を設けたから、培養池
３０中の培養液を外気と遮断して閉鎖状態にすることが
できる。それにより、ＣＯ2 の放出、雑菌の混入が防ぐ
ことができ、微細藻類を無菌に近い状態で大量培養する
ことができる。また、カバー部材３３は太陽光を透過さ
せるので、光合成作用を行わせることができ、光透過材
質にビニール樹脂やアクリル樹脂を用いれば、紫外線を
カットするため光合成速度を促進できる。更に、カバー
部材３３の温室効果により培養液の加温ができる等の効
果も生じた。
透過材質からなるカバー部材３３を設けたから、培養池
３０中の培養液を外気と遮断して閉鎖状態にすることが
できる。それにより、ＣＯ2 の放出、雑菌の混入が防ぐ
ことができ、微細藻類を無菌に近い状態で大量培養する
ことができる。また、カバー部材３３は太陽光を透過さ
せるので、光合成作用を行わせることができ、光透過材
質にビニール樹脂やアクリル樹脂を用いれば、紫外線を
カットするため光合成速度を促進できる。更に、カバー
部材３３の温室効果により培養液の加温ができる等の効
果も生じた。
【００４３】以上のような微細藻類の大量培養システム
によって、特に冬期は培養装置１０を種株培養に利用で
きるため、従来、大量培養を始める前において煩わしか
った種株の入手や、保存、それに一次増殖等の手間が省
け、良好な種株の保存、増殖を容易に行なうことができ
る。それにより、希望する品種を選ぶことができ、環境
悪化による雑菌の繁殖を極力抑えることもできる。ま
た、種株にかかるコストを低減でき、更に、輸送中に死
滅するということもない。なお、前記培養装置１０に人
工光照射装置や加温装置を設けたとしても、その規模は
小さいため極力設備コストを抑えることができ、かつエ
ネルギー消費も少ない。
によって、特に冬期は培養装置１０を種株培養に利用で
きるため、従来、大量培養を始める前において煩わしか
った種株の入手や、保存、それに一次増殖等の手間が省
け、良好な種株の保存、増殖を容易に行なうことができ
る。それにより、希望する品種を選ぶことができ、環境
悪化による雑菌の繁殖を極力抑えることもできる。ま
た、種株にかかるコストを低減でき、更に、輸送中に死
滅するということもない。なお、前記培養装置１０に人
工光照射装置や加温装置を設けたとしても、その規模は
小さいため極力設備コストを抑えることができ、かつエ
ネルギー消費も少ない。
【００４４】図３は本発明の第２実施例を示している。
本実施例では、前記開閉手段３５ａの接続状態と非接続
状態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に行ない、前記
培養装置１０内に微細藻類が滞留する時間を制御するこ
とにより、微細藻類の活性化状態を調節する制御手段４
０を有している。なお、前記第１実施例と同種の部位に
は、同一符号を付して重複した説明を省略する。
本実施例では、前記開閉手段３５ａの接続状態と非接続
状態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に行ない、前記
培養装置１０内に微細藻類が滞留する時間を制御するこ
とにより、微細藻類の活性化状態を調節する制御手段４
０を有している。なお、前記第１実施例と同種の部位に
は、同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００４５】混合液送出管３１ａの途中にある開閉手段
３５ａは、電気的に切換操作が可能な三方電磁弁、或は
三方電動弁で構成されており、かかる開閉手段３５ａの
一方流通口と、混合液送入管３１ｂの途中とは、前記培
養装置１０を迂回するバイパス路３１ｃにより接続され
ている。すなわち本実施例では、開閉手段３５ａを、、
培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給しない非接
続状態にすると、培養池３０内の混合液はバイパス路３
１ｃ等を通ってそのまま培養池３０内に戻るように設定
されている。
３５ａは、電気的に切換操作が可能な三方電磁弁、或は
三方電動弁で構成されており、かかる開閉手段３５ａの
一方流通口と、混合液送入管３１ｂの途中とは、前記培
養装置１０を迂回するバイパス路３１ｃにより接続され
ている。すなわち本実施例では、開閉手段３５ａを、、
培養池３０内の混合液を培養装置１０に供給しない非接
続状態にすると、培養池３０内の混合液はバイパス路３
１ｃ等を通ってそのまま培養池３０内に戻るように設定
されている。
【００４６】制御手段４０は、電磁弁等の切り換え時刻
を制御するためのものであり、例えばタイムスイッチに
より構成されている。かかるタイムスイッチを前記開閉
手段３５ａに信号線を介して接続することにより、前記
開閉手段３５ａを自動的に、接続状態と、非接続状態と
に間欠的に繰り返すことができる。接続状態と非接続状
態との各時間は任意に設定できる。なお、タイムスイッ
チの構成は一般的であるので説明は省略する。
を制御するためのものであり、例えばタイムスイッチに
より構成されている。かかるタイムスイッチを前記開閉
手段３５ａに信号線を介して接続することにより、前記
開閉手段３５ａを自動的に、接続状態と、非接続状態と
に間欠的に繰り返すことができる。接続状態と非接続状
態との各時間は任意に設定できる。なお、タイムスイッ
チの構成は一般的であるので説明は省略する。
【００４７】このような第２実施例によれば、培養装置
１０と培養池３０の接続、非接続を間欠的に行ない、ク
ロレラ等の微細藻類が該微細藻類培養装置１０内に滞留
する時間を制御することができるため、クロレラ等の活
性化状態の調節が自動的に行えるようになった。それに
より、微細藻類り増殖効率を更に向上させることができ
る。
１０と培養池３０の接続、非接続を間欠的に行ない、ク
ロレラ等の微細藻類が該微細藻類培養装置１０内に滞留
する時間を制御することができるため、クロレラ等の活
性化状態の調節が自動的に行えるようになった。それに
より、微細藻類り増殖効率を更に向上させることができ
る。
【００４８】ここで、クロレラの増殖機能の活性化につ
いて説明すると、種の違いで大きく異なるが、例えば中
温種と呼ばれるものは至適温度が２５℃前後であり、光
は５０００〜１０、０００ｌｘ程度、ＣＯ2 濃度は１〜
２％程度が適していることがわかっている。このクロレ
ラに低い藻濃度で連続光を照射したとき、１０〜２０時
間の間隔で、初期の藻濃度Ｎ０と、時間ｔ経過後の藻濃
度Ｎ１を調べ、生育速度定数ｋを式［ｋ＝１／ｔ・ｌｎ
Ｎ１／Ｎ０］で計算すると、ｋの値は２．３〜２．５ｄ
ａｙ-1（１日の増加倍数で１０〜１２倍）を示すものが
多い。
いて説明すると、種の違いで大きく異なるが、例えば中
温種と呼ばれるものは至適温度が２５℃前後であり、光
は５０００〜１０、０００ｌｘ程度、ＣＯ2 濃度は１〜
２％程度が適していることがわかっている。このクロレ
ラに低い藻濃度で連続光を照射したとき、１０〜２０時
間の間隔で、初期の藻濃度Ｎ０と、時間ｔ経過後の藻濃
度Ｎ１を調べ、生育速度定数ｋを式［ｋ＝１／ｔ・ｌｎ
Ｎ１／Ｎ０］で計算すると、ｋの値は２．３〜２．５ｄ
ａｙ-1（１日の増加倍数で１０〜１２倍）を示すものが
多い。
【００４９】ここで、クロレラに明暗周期を与えると、
明期には生長して細胞容積が増加し、暗期には分裂して
細胞数が増加するようになり、たとえば１６時間明期、
８時間暗期の周期が最大の増殖速度を示すようになる。
明期には生長して細胞容積が増加し、暗期には分裂して
細胞数が増加するようになり、たとえば１６時間明期、
８時間暗期の周期が最大の増殖速度を示すようになる。
【００５０】このように、増殖環境が最適条件に近い場
合は、ある周期でクロレラは盛んに生長し、分裂を繰り
返すが、温度が至適温度から離れていたり、光の照射量
が少なかったり、藻密度が高いため光が遮蔽されたり、
ＣＯ2 が十分供給されなかったり、無機質養分が不足し
たりすると、クロレラは光合成を行わず、エネルギー源
を他にもとめる従属栄養で生活するようになり、さらに
条件が悪化すると、休眠あるいは枯死状態に至る。当然
のことながら、独立栄養で生活しているとき、すなわち
光を受けて盛んに光合成を行っているときが、栄養価が
最も高く、ＣＯ2 の吸収速度も大きいことになる。独立
栄養と従属栄養の切り替わりは瞬時に起こるものではな
く、ある時間の経過後に起こるものである。従って、本
発明に係る大量培養システムはこの性質を巧みに利用し
て、増殖効率の増加を図ろうとするものでもある。
合は、ある周期でクロレラは盛んに生長し、分裂を繰り
返すが、温度が至適温度から離れていたり、光の照射量
が少なかったり、藻密度が高いため光が遮蔽されたり、
ＣＯ2 が十分供給されなかったり、無機質養分が不足し
たりすると、クロレラは光合成を行わず、エネルギー源
を他にもとめる従属栄養で生活するようになり、さらに
条件が悪化すると、休眠あるいは枯死状態に至る。当然
のことながら、独立栄養で生活しているとき、すなわち
光を受けて盛んに光合成を行っているときが、栄養価が
最も高く、ＣＯ2 の吸収速度も大きいことになる。独立
栄養と従属栄養の切り替わりは瞬時に起こるものではな
く、ある時間の経過後に起こるものである。従って、本
発明に係る大量培養システムはこの性質を巧みに利用し
て、増殖効率の増加を図ろうとするものでもある。
【００５１】図４は本発明の第３実施例を示している。
本実施例は、前記第１実施例及び第２実施例に係る大量
培養システムを構成する培養装置１０の他の構成を示す
ものである。なお、前記各種実施例と同種の部位には、
同一符号を付して重複した説明を省略する。
本実施例は、前記第１実施例及び第２実施例に係る大量
培養システムを構成する培養装置１０の他の構成を示す
ものである。なお、前記各種実施例と同種の部位には、
同一符号を付して重複した説明を省略する。
【００５２】本実施例では、調整弁２１の途中に二酸化
炭素濃度制御器２４が接続されている点が特徴となって
いる。二酸化炭素濃度制御器２４は、排気管１３から排
気されるＣＯ2 の濃度を検出し、検出濃度と予め設定さ
れた目標値とを比較して調整弁２１の開閉量を調節する
ものである。
炭素濃度制御器２４が接続されている点が特徴となって
いる。二酸化炭素濃度制御器２４は、排気管１３から排
気されるＣＯ2 の濃度を検出し、検出濃度と予め設定さ
れた目標値とを比較して調整弁２１の開閉量を調節する
ものである。
【００５３】すなわち、ＣＯ2 の検出濃度が目標値より
も低いならば調整弁２１を更に開き、一方、検出濃度が
目標値よりも高いならば調整弁２１を更に閉じ、二酸化
炭素供給源２２から補給管２０を通して循環路管１９に
補給するＣＯ2 の流量を自動的に調節する。ここで、目
標値は必要に応じて任意に設定できるが、クロレラ等の
培養に好適なＣＯ2 濃度、例えば５％〜６％のＣＯ2 濃
度に設定しておくことが望ましい。
も低いならば調整弁２１を更に開き、一方、検出濃度が
目標値よりも高いならば調整弁２１を更に閉じ、二酸化
炭素供給源２２から補給管２０を通して循環路管１９に
補給するＣＯ2 の流量を自動的に調節する。ここで、目
標値は必要に応じて任意に設定できるが、クロレラ等の
培養に好適なＣＯ2 濃度、例えば５％〜６％のＣＯ2 濃
度に設定しておくことが望ましい。
【００５４】図５は本発明の第４実施例を示している。
本実施例も前記第３実施例と同様に、前記第１実施例及
び第２実施例に係る大量培養システムを構成する培養装
置１０の他の構成を示すものである。なお、前記各種実
施例と同種の部位には、同一符号を付して重複した説明
を省略する。
本実施例も前記第３実施例と同様に、前記第１実施例及
び第２実施例に係る大量培養システムを構成する培養装
置１０の他の構成を示すものである。なお、前記各種実
施例と同種の部位には、同一符号を付して重複した説明
を省略する。
【００５５】すなわち、大型の水槽１１を用いてクロレ
ラ等の培養を行なう場合の例であって、ドラフトチュー
ブ１２と散気管１３とから成る攪拌装置１５を水槽１１
内に複数並列に配設し、水槽１１内の培養液全体を平均
的にかき回すことができるようにしてある。各散気管１
３に連結する各供給管１５には、それぞれエアーポンプ
１４が設けてあり、各エアーポンプ１４から延びる各排
出管は一つの排出管１８に連結している。また、ドラフ
トチューブ１２の配設位置に対応して水槽１１の気相部
１６には空気排出口１７が複数個設けてあって、前記排
出管１８からの分岐管にそれぞれ連結している。このよ
うに、培養装置１０をある程度大型化すれば、より大規
模な培養池と組合わせることができる。
ラ等の培養を行なう場合の例であって、ドラフトチュー
ブ１２と散気管１３とから成る攪拌装置１５を水槽１１
内に複数並列に配設し、水槽１１内の培養液全体を平均
的にかき回すことができるようにしてある。各散気管１
３に連結する各供給管１５には、それぞれエアーポンプ
１４が設けてあり、各エアーポンプ１４から延びる各排
出管は一つの排出管１８に連結している。また、ドラフ
トチューブ１２の配設位置に対応して水槽１１の気相部
１６には空気排出口１７が複数個設けてあって、前記排
出管１８からの分岐管にそれぞれ連結している。このよ
うに、培養装置１０をある程度大型化すれば、より大規
模な培養池と組合わせることができる。
【００５６】なお、前記第１及び第２実施例において
は、前記開閉手段を配管の混合液送出管の途中に設けた
が、混合液送入管側に設けてもよく、この場合でも循環
経路の一部を接続、非接続にすることにより、培養装置
内の混合液を培養池に供給しないことが、結局、培養池
内の混合液を培養装置に供給しないこととなる。
は、前記開閉手段を配管の混合液送出管の途中に設けた
が、混合液送入管側に設けてもよく、この場合でも循環
経路の一部を接続、非接続にすることにより、培養装置
内の混合液を培養池に供給しないことが、結局、培養池
内の混合液を培養装置に供給しないこととなる。
【００５７】また、前記第２実施例においては、前記制
御手段としてタイムスイッチから成るものを挙げたが、
これだけに限定されるものではなく、例えばマイクロコ
ンピュータによって構成してもよい。その他、本発明に
係る微細藻類の大量培養装置は、図示した前記第１〜第
４実施例の具体的構成に限定されるものではない。
御手段としてタイムスイッチから成るものを挙げたが、
これだけに限定されるものではなく、例えばマイクロコ
ンピュータによって構成してもよい。その他、本発明に
係る微細藻類の大量培養装置は、図示した前記第１〜第
４実施例の具体的構成に限定されるものではない。
【００５８】
【発明の効果】本発明に係る微細藻類の大量培養システ
ムによれば、高効率なＣＯ2 の混入並びに微細藻類の増
殖機能の活性化に寄与する培養装置と、大量培養に寄与
する培養池とを配管で連通し、配管途中に設けた開閉手
段の切換操作により、ある時期には非接続状態にして前
記培養装置を種株培養に利用し、またある時期には接続
状態にして前記培養装置を培養池に対し、二酸化炭素の
混入並びに微細藻類の増殖機能の活性化に利用するか
ら、先ず、従来は煩わしかった種株の入手、保存、一次
増殖の手間が省け、良好な種株の保存、増殖が容易とな
る。このため、希望する品種を選ぶことができ、また環
境悪化による雑菌の繁殖を極力抑えることができ、また
種株にかかるコストを低減でき、更に輸送中に死滅する
という事態をなくすことができる。
ムによれば、高効率なＣＯ2 の混入並びに微細藻類の増
殖機能の活性化に寄与する培養装置と、大量培養に寄与
する培養池とを配管で連通し、配管途中に設けた開閉手
段の切換操作により、ある時期には非接続状態にして前
記培養装置を種株培養に利用し、またある時期には接続
状態にして前記培養装置を培養池に対し、二酸化炭素の
混入並びに微細藻類の増殖機能の活性化に利用するか
ら、先ず、従来は煩わしかった種株の入手、保存、一次
増殖の手間が省け、良好な種株の保存、増殖が容易とな
る。このため、希望する品種を選ぶことができ、また環
境悪化による雑菌の繁殖を極力抑えることができ、また
種株にかかるコストを低減でき、更に輸送中に死滅する
という事態をなくすことができる。
【００５９】また、従来は培養池でＣＯ2 を混入してい
たが、ＣＯ2 混入は培養装置で行なうようにしたため、
培養液へのＣＯ2 の混入効率が良く、ロスが少なくなっ
た。また、培養装置により良好環境を作り、培養液を一
定時間滞留させることにより微細藻類の増殖機能を活性
化する機能を付加したから、培養池での受光面積当りの
増殖効率を大幅に向上させることができる。
たが、ＣＯ2 混入は培養装置で行なうようにしたため、
培養液へのＣＯ2 の混入効率が良く、ロスが少なくなっ
た。また、培養装置により良好環境を作り、培養液を一
定時間滞留させることにより微細藻類の増殖機能を活性
化する機能を付加したから、培養池での受光面積当りの
増殖効率を大幅に向上させることができる。
【００６０】また、前記培養池の開口部に、光透過材質
からなるカバー部材を設ければ、培養池中の培養液を外
気と遮断して閉鎖状態にすることができ、ＣＯ2 の放出
や、雑菌の混入を極力防ぐことができる。
からなるカバー部材を設ければ、培養池中の培養液を外
気と遮断して閉鎖状態にすることができ、ＣＯ2 の放出
や、雑菌の混入を極力防ぐことができる。
【００６１】更に、前記開閉手段の接続状態と非接続状
態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に行なう制御手段
を有する場合には、クロレラ等の微細藻類が培養装置内
に滞留する時間を制御できるため、微細藻類の活性化状
態の調節が自動的に行えるようになり、微細藻類の増殖
効率を更に向上させることができる。
態との切換操作を所定間隔毎に間欠的に行なう制御手段
を有する場合には、クロレラ等の微細藻類が培養装置内
に滞留する時間を制御できるため、微細藻類の活性化状
態の調節が自動的に行えるようになり、微細藻類の増殖
効率を更に向上させることができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る微細藻類の大量培養
システムの全体を概略的に示す模式図である。
システムの全体を概略的に示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る微細藻類の大量培養
システムを構成する培養装置を示す正面図である。
システムを構成する培養装置を示す正面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る微細藻類の大量培養
システムの全体を概略的に示す模式図である。
システムの全体を概略的に示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施例に係る微細藻類の大量培養
システムを構成する培養装置を示す正面図である。
システムを構成する培養装置を示す正面図である。
【図５】本発明の第４実施例に係る微細藻類の大量培養
システムを構成する培養装置を示す正面図である。
システムを構成する培養装置を示す正面図である。
【図６】従来の培養池を示す模式図である。
１０…培養装置
１１…水槽
１４…ポンプ（エアーポンプ）
１３…散気管
１９…循環路管
２１…調整弁
２２…二酸化炭素供給源
２５…攪拌装置
３０…培養池
３０ａ…開口部
３１…配管
３３…カバー部材
３５…開閉手段（バルブ）
４０…制御手段（タイムスイッチ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭50−142778（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−153912（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C12M 1/00 - 3/10
Claims (2)
- 【請求項１】微細藻類を、培養液中にて二酸化炭素を供
給しつつ大量に培養するための大量培養システムであっ
て、 光透過材質からなる閉鎖状の水槽内に攪拌装置を配設
し、該攪拌装置を構成する散気管の空気入口部と前記水
槽の空気排出口とをポンプを介在させた循環路管により
連通し、該循環路管の途中に、二酸化炭素供給源から調
整弁を介して二酸化炭素を補給する補給管を連結してな
る培養装置を有し、 前記培養装置と、該培養装置とは別に設けられた大量培
養用の培養池とを、培養液及び微細藻類の混合液を循環
させる配管により環状に連通し、該配管の途中に、前記
培養池内の混合液を培養装置に供給しない非接続状態
と、前記培養池内の混合液を培養装置に供給し循環させ
る接続状態とに切換操作が可能な開閉手段を設け、前記配管の途中と前記開閉手段とを、前記培養装置を迂
回するバイパス路により接続して、前記開閉手段が非接
続状態の際、前記培養池内の混合液が前記バイパス路を
通ってそのまま培養地に戻るよう設定し、 前記開閉手段が非接続状態の際、前記培養装置を種株培
養に利用する一方、前記開閉手段が接続状態の際、前記
培養装置を前記培養池に対し、二酸化炭素の混入並びに
微細藻類の増殖機能の活性化に利用すべく構成し、 前記開閉手段の接続状態と非接続状態との切換操作を所
定間隔毎に間欠的に行ない、前記培養装置内に微細藻類
が滞留する時間を制御することにより、微細藻類の活性
化状態を調節する制御手段を有する ことを特徴とする微
細藻類の大量培養システム。 - 【請求項２】前記培養池の開口部に、該開口部を覆う光
透過材質からなるカバー部材を設けたことを特徴とする
請求項１記載の微細藻類の大量培養システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32856194A JP3510929B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 微細藻類の大量培養システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32856194A JP3510929B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 微細藻類の大量培養システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08173139A JPH08173139A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3510929B2 true JP3510929B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18211656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32856194A Expired - Lifetime JP3510929B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 微細藻類の大量培養システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3510929B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101863834B1 (ko) * | 2018-02-26 | 2018-06-11 | 대한민국 | 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO320950B1 (no) * | 2004-06-11 | 2006-02-20 | Priforsk Partners As | Anordning for algeproduksjon |
| CN100562564C (zh) | 2005-12-12 | 2009-11-25 | 中国科学院过程工程研究所 | 用于大规模培养微藻的补碳装置及其使用方法和用途 |
| DE102009022754A1 (de) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel | Photobioreaktor |
| JP5975602B2 (ja) * | 2011-03-03 | 2016-08-23 | 株式会社筑波バイオテック研究所 | 微細藻類連続培養装置およびこの装置を用いた微細藻類連続培養方法 |
| US9476023B2 (en) | 2011-07-27 | 2016-10-25 | Ihi Corporation | Culture device |
| US20160213353A1 (en) | 2011-10-28 | 2016-07-28 | Hironari Masui | Ultrasound imaging apparatus, ultrasound imaging method and ultrasound imaging program |
| JP2015198649A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-12 | 住友共同電力株式会社 | 藻類の培養システム及び藻類の培養方法 |
| JP6471020B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2019-02-13 | 大陽日酸株式会社 | 熱交換器 |
| US11319522B2 (en) * | 2015-05-19 | 2022-05-03 | Zhongzhi He | Photobioreactor used for algae cultivation, and algae cultivation system |
| FR3095210A1 (fr) * | 2019-04-21 | 2020-10-23 | Dominique Delobel | Système de production de micro organismes photosynthétiques |
| CN110396470A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-01 | 济宁学院 | 微藻固定烟气co2转化生物质的设备及方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32856194A patent/JP3510929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101863834B1 (ko) * | 2018-02-26 | 2018-06-11 | 대한민국 | 이동성이 높은 적조생물 맞춤형 고밀도 배양장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08173139A (ja) | 1996-07-09 |
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