JP5742539B2 - Algae culture apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、藻類培養装置及び方法に関する。 The present invention relates to an algal culture apparatus and method.
下記特許文献1には、付着性微細藻類と培養液との懸濁液を貯留する培養槽の上方に担体を吊り下げ、懸濁液を曝気して懸濁液を飛散させることにより飛沫を発生させ、当該飛沫を担体に付着させることにより付着性微細藻類を大量培養する方法及び装置が開示されている。 In Patent Document 1 below, a carrier is suspended above a culture tank that stores a suspension of adherent microalgae and a culture solution, and the suspension is aerated to generate splashes by scattering the suspension. And a method and apparatus for mass-cultivating adherent microalgae by adhering the droplets to a carrier.
しかしながら、上記従来技術は、懸濁液を曝気して発生する飛沫を担体に付着させるものなので、懸濁液の飛沫を安定して担体に付着させることが困難である。すなわち、曝気によって発生する飛沫は飛散量や飛散方向が不安定であり、よって上記従来技術では、必要量の懸濁液つまり付着性微細藻類及び培養液を安定して担体に付着させることが困難であり、この結果として付着性微細藻類を安定して培養することができない。 However, since the above prior art attaches the droplets generated by aeration of the suspension to the carrier, it is difficult to stably attach the droplets of the suspension to the carrier. That is, the amount of splash and the direction of the splash generated by aeration are unstable. Therefore, it is difficult to stably attach the necessary amount of suspension, that is, adherent microalgae and culture solution, to the carrier with the above-described conventional technology. As a result, the adherent microalgae cannot be stably cultured.
また、曝気によって発生する飛沫は飛散量や飛散方向が不安定なので、担体の表面温度つまり担体の表面に付着した付着性微細藻類の培養温度を所望温度に安定化することが困難である。さらには、上記従来技術では、懸濁液を曝気するために大型の曝気装置を必要とするので、初期設備コストやランニングコストが高いという問題もある。 Further, since the amount of splash and the direction of splash generated by aeration are unstable, it is difficult to stabilize the surface temperature of the carrier, that is, the culture temperature of the adherent microalgae adhering to the surface of the carrier to a desired temperature. Furthermore, since the above-described conventional technique requires a large aeration apparatus to aerate the suspension, there is a problem that initial equipment cost and running cost are high.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
(1)培養液、あるいは微細藻類及び培養液を藻類担体に安定供給する。
(2)微細藻類の培養温度を安定化する。
(3)微細藻類の培養に関する初期設備コスト及びランニングコストを低減する。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has the following objects.
(1) A culture solution, or microalgae and a culture solution are stably supplied to an algal carrier.
(2) Stabilize the culture temperature of microalgae.
(3) Reduce the initial equipment cost and running cost related to the cultivation of microalgae.
上記目的を達成するために、本発明では、藻類培養装置に係る第1の解決手段として、帯状に形成された1つ或いは複数の藻類担体と、前記藻類担体を規定の搬送経路に沿って立ち向き姿勢で搬送させる担体搬送手段と、前記藻類担体の上部から培養液を供給する培養液供給手段とを具備する、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solution for an algal culture apparatus, one or a plurality of algae carriers formed in a strip shape and the algae carriers are set up along a prescribed transport path. A means is used which comprises a carrier transporting means for transporting in an orientation and a culture liquid supply means for supplying a culture liquid from the upper part of the algal carrier.
藻類培養装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記搬送経路の途中に設置され、搬送中の前記藻類担体を圧搾して藻類含有液体を回収する藻類回収手段を備える、という手段を採用する。 As a second solving means relating to the algae culture apparatus, in the first solving means, provided with an algae collecting means that is installed in the middle of the carrying path and collects the algae-containing liquid by pressing the algae carrier being carried. , Is adopted.
藻類培養装置に係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記藻類回収手段は、前記藻類担体の圧搾後に前記藻類担体の殺菌、洗浄及び乾燥処理を順次行う、という手段を採用する。 As the third solving means relating to the algae culture apparatus, in the second solving means, the algae collecting means adopts means in which the algal support is sequentially sterilized, washed and dried after squeezing the algal support. To do.
藻類培養装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、前記培養液供給手段は、前記藻類担体の下方に設けられ、上部が開放する培養液貯槽と、前記培養液貯槽から前記培養液を汲み上げて前記藻類担体の上部に供給するポンプとを備える、という手段を採用する。 As a fourth solution according to the algal culture apparatus, in any one of the first to third solutions, the culture solution supply unit is provided below the algae carrier, and a culture solution storage tank opened at an upper portion is provided. And a pump that pumps the culture solution from the culture solution storage tank and supplies it to the upper part of the algal carrier.
藻類培養装置に係る第5の解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段において、前記培養液供給手段は、前記培養液に含まれる雑菌を殺菌あるいは滅菌する殺菌装置を備える、という手段を採用する。 As a fifth solving means related to the algae culture apparatus, in any of the first to fourth solving means, the culture solution supply means includes a sterilization device for sterilizing or sterilizing various bacteria contained in the culture solution. Adopt the means.
藻類培養装置に係る第6の解決手段として、上記第1〜第5のいずれかの解決手段において、前記培養液供給手段は、前記培養液の温度を調節する温度調節装置を備える、という手段を採用する。 As a sixth solving means relating to the algae culture apparatus, in any one of the first to fifth solving means, the culture liquid supply means includes a temperature adjusting device for adjusting a temperature of the culture liquid. adopt.
藻類培養装置に係る第7の解決手段として、上記第1〜第6のいずれかの解決手段において、前記藻類担体を覆う防御シートをさらに備える、という手段を採用する。 As a seventh solving means relating to the algae culture apparatus, a means is adopted in which any one of the first to sixth solving means further includes a protective sheet covering the algal carrier.
藻類培養装置に係る第8の解決手段として、上記第4〜第7のいずれかの解決手段において、前記培養液貯槽に代えて、前記藻類担体の下方に漏斗を設けて前記培養液を回収し、当該培養液を小型培養液貯槽に貯留する、という手段を採用する。 As an eighth means for solving the algae culture apparatus, in any one of the above fourth to seventh means, instead of the culture solution storage tank, a funnel is provided below the algae carrier to collect the culture solution. The means for storing the culture solution in a small culture solution storage tank is adopted.
藻類培養装置に係る第9の解決手段として、上記第1〜第8のいずれかの解決手段において、前記藻類担体は無端帯状に形成されており、前記担体搬送手段は、前記藻類担体を周回路状の前記搬送経路に沿って立ち向き姿勢で無端回送させる、という手段を採用する。 As a ninth solving means relating to the algae culture apparatus, in the above first to eighth solving means, the algae carrier is formed in an endless belt shape, and the carrier transporting means circulates the algae carrier. A means is adopted in which endless feeding is performed in a standing posture along the above-described conveyance path.
また、本発明では、藻類培養方法に係る第1の解決手段として、帯状に形成された1つ或いは複数の藻類担体を規定の搬送経路に沿って立ち向き姿勢で搬送させながら、前記藻類担体の上部から培養液を供給する、という手段を採用する。 Further, in the present invention, as a first solving means relating to the algae culture method, one or a plurality of algae carriers formed in a belt shape are conveyed in a standing posture along a prescribed conveying path, The means of supplying the culture solution from the top is adopted.
本発明によれば、帯状に形成された1つ或いは複数の藻類担体を規定の搬送経路に沿って立ち向き姿勢で搬送させながら、前記藻類担体の上部から培養液を供給するので、従来の培養液の飛散による供給方法に比較して、培養液、あるいは微細藻類及び培養液を藻類担体に安定供給することが可能であると共に、微細藻類の培養温度を安定化することが可能である。
さらには、従来技術のように大型の曝気装置が不要なので、微細藻類の培養に関する初期設備コスト及びランニングコストを低減させることが可能である。
According to the present invention, since the culture solution is supplied from the upper part of the algal carrier while conveying the one or more algae carriers formed in a strip shape in a standing posture along a predetermined conveyance path, Compared with the supply method by splashing of the liquid, it is possible to stably supply the culture liquid, or the microalgae and the culture liquid to the algal carrier, and to stabilize the culture temperature of the microalgae.
Furthermore, since a large aeration apparatus is not required as in the prior art, it is possible to reduce initial equipment costs and running costs related to the cultivation of microalgae.
以下、図面を参照して、本発明の第1、第2実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
第1実施形態に係る藻類培養装置は、図1に示すように、藻類担体1、担体搬送装置2、培養液滴下装置3、培養液貯槽4、ポンプ5、殺菌装置6、温度調節装置7、藻類回収装置8及び防御シート9によって構成されている。なお、図1(a)は藻類培養装置の上面図であり、図1(b)は藻類培養装置の側面図(図1(a)のA方向から視た図)である。
Hereinafter, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the algae culture apparatus according to the first embodiment includes an algae carrier 1, a
藻類担体1は、微細藻類を担持する担体であり、例えばスポンジのような多孔質材料を無端帯状に形成したものである。以下では、この藻類担体1をスポンジベルトと称する。このスポンジベルト1は、後述の担体搬送装置2から与えられる駆動力によって、規定の搬送経路(ここでは周回路状の搬送経路)に沿って立ち向き姿勢で無端回走すると共に、後述の培養滴下装置3によって上部から培養液Xを供給(滴下)される。
The algae carrier 1 is a carrier for supporting microalgae, and is formed by forming a porous material such as a sponge in an endless belt shape. Hereinafter, the algal carrier 1 is referred to as a sponge belt. The sponge belt 1 runs endlessly in a standing posture along a prescribed conveyance path (here, a circumferential circuit-shaped conveyance path) by a driving force applied from a
スポンジベルト1の表面には無数の微細な孔が存在しており、微細藻類はこれらの孔に付着し増殖する。従って、スポンジベルト1の材質は、微細藻類が付着し易いもの(表面に微細な孔が多数存在するもの)が好ましく、例えば安価な発砲ポリエステルやポリウレタンが好ましい。また、スポンジベルト1の色は、光透過性に優れた透明、或いは熱を吸収し難い色(白色系)が好ましい。スポンジベルト1の厚さは、光透過性を考慮して1〜10cm程度が好ましい。 Innumerable fine pores exist on the surface of the sponge belt 1, and microalgae adhere to these pores and multiply. Therefore, the material of the sponge belt 1 is preferably a material to which microalgae easily adhere (a material having a large number of fine holes on the surface). For example, inexpensive foamed polyester or polyurethane is preferable. Moreover, the color of the sponge belt 1 is preferably transparent with excellent light transmittance or a color that hardly absorbs heat (white color). The thickness of the sponge belt 1 is preferably about 1 to 10 cm in consideration of light transmittance.
上記微細藻類は、食品や燃料等の原料になる産業上有用な植物性プランクトンであり、例えば体内で炭化水素(燃料)を生成するボトリオコッカス・ブラウニー(学名:Botryococcus braunii)やアオコ、または食品原料として有用なクロレラである。このような微細藻類は、スポンジベルト1の表面において培養液Xを供給されつつ照明光(例えば太陽光)を照射されることにより光合成を繰り返して増殖する。培養液Xは、例えばC培地(NIES-Collection.List of Strains Fifth Edition Microalgae and Protozoa, Nissei Eblo Co., 140pp(1997))に代表される藻類の培養に必要な栄養塩を含むものが好ましい。 The above-mentioned microalgae are industrially useful phytoplankton that can be used as raw materials for foods and fuels. For example, Botryococcus braunii (scientific name: Botryococcus braunii) that produces hydrocarbons (fuel) in the body Chlorella is useful as a raw material. Such microalgae grow by repeating photosynthesis by being irradiated with illumination light (for example, sunlight) while being supplied with the culture solution X on the surface of the sponge belt 1. The culture medium X preferably contains a nutrient salt necessary for culturing algae represented by C medium (NIES-Collection. List of Strains Fifth Edition Microalgae and Protozoa, Nissei Eblo Co., 140pp (1997)).
担体搬送装置2(担体搬送手段)は、上記スポンジベルト1を周回路状の搬送経路に沿って立ち向き姿勢で無端回走させるものであり、搬送経路上の複数箇所において立ち向き姿勢のスポンジベルト1を両側から挟み込むように立設された一対の搬送ローラ2a、2bと、これら搬送ローラ2a、2bを回転させるモータ等の回転駆動機構(図示省略)とから構成されている。これら搬送ローラ2a、2bによって、スポンジベルト1が立ち向き姿勢に維持されながら搬送経路に沿って搬送されることになる。
The carrier transport device 2 (carrier transport means) causes the sponge belt 1 to run endlessly in a standing posture along a circumferential circuit-shaped transport path, and is in a standing posture at a plurality of locations on the transport path. 1 includes a pair of
搬送ローラ2a、2b間の距離は、搬送ローラ2a、2bに挟まれてスポンジベルト1が圧搾されないよう適切な値に設定することが好ましい。これにより、スポンジベルト1の搬送が困難となる場合には、搬送ローラ2a、2bの少なくとも一方の上端(下端でも良い)にスプロケットを同軸接続すると共に、スポンジベルト1の上端縁(下端縁でも良い)に沿って上記スプロケットの歯と噛合する孔を設け、上記スプロケットの回転によってスポンジベルト1を搬送する構成を採用しても良い。
また、搬送ローラ2a、2bによってスポンジベルト1を支持しきれずに、スポンジベルト1が下方に落下するような場合には、スポンジベルト1の下端縁をガイドレール等の支持部材によって支持するような構成を採用しても良い。
The distance between the
Further, when the sponge belt 1 falls down without being supported by the
なお、本実施形態では、図1(a)に示すように、スポンジベルト1の搬送経路上に、直線セクションと蛇行セクションとが設けられている場合を例示している。蛇行セクションを設けることにより、限られた敷地面積内でスポンジベルト1の全長を長くできるので、微細藻類の付着面積を拡大することができ、その結果、微細藻類の培養効率の向上に寄与できる。また、強い光の入射は、微細藻類の増殖阻害要因となるが、スポンジベルト1を蛇行させて、スポンジベルト1同士が対向する箇所を設けることにより、入射した光が反射や吸収によってほど良く弱光化し、日光のような強い光でも有効利用することができる。 In addition, in this embodiment, as shown to Fig.1 (a), the case where the linear section and the meandering section are provided on the conveyance path | route of the sponge belt 1 is illustrated. By providing the meandering section, the entire length of the sponge belt 1 can be increased within a limited site area, so that the adhesion area of the microalgae can be increased, and as a result, the culture efficiency of the microalgae can be improved. Moreover, although the incidence of strong light becomes a factor that inhibits the growth of microalgae, by making the sponge belt 1 meander and providing a location where the sponge belts 1 face each other, the incident light is moderately weakened by reflection and absorption. It can be used effectively even with strong light such as sunlight.
培養液滴下装置3は、搬送経路上の蛇行セクションを走行するスポンジベルト1の上部から培養液Xを供給(滴下)するものであり、蛇行セクションにおけるスポンジベルト1の直線走行部分に並行に延設された複数の培養液供給配管3aと、各培養液供給配管3aの下端に一定間隔で設けられた複数の培養液滴下ノズル3bとから構成されている。後述の培養液貯槽4、ポンプ5、殺菌装置6及び温度調節装置7を介して培養液供給配管3aに供給された培養液Xは、培養液滴下ノズル3bからスポンジベルト1へ向けて滴下される。なお、図1(a)中の三角印は、上記の培養液滴下装置3による培養液Xの滴下箇所を示している。
The culture
培養液貯槽4は、スポンジベルト1の下方に設けられると共に上部が開放した貯留槽であり、スポンジベルト1から滴下した培養液Xを貯留する。ポンプ5は、上記培養液貯槽4から培養液Xを汲み上げ、殺菌装置6及び温度調節装置7を介して培養液滴下装置3(培養液供給配管3a)に供給する。このポンプ5によってスポンジベルト1の上部に供給される培養液Xの供給量は、スポンジベルト1の表面が乾かない程度、つまりスポンジベルト1の表面に付着している微細藻類が培養液Xに常に浸る程度を最小限とし、且つ、正常な増殖速度で微細藻類が増殖する際に消費する栄養塩を供給できる量に設定される。
The culture
殺菌装置6は、上記ポンプ5の吐出口側に設けられており、培養液Xに含まれる雑菌を殺菌あるいは滅菌する装置であり、例えば紫外線やオゾンを用いて雑菌を死滅させるものである。温度調節装置7は、培養液Xの流れ方向において上記殺菌装置6の下流側に設けられており、培養液Xを所定温度、つまり微細藻類の増殖に適した温度に調節する。
これら各構成要素のうち、培養液滴下装置3、培養液貯槽4、ポンプ5、殺菌装置6及び温度調節装置7は、培養液供給手段を構成している。
The
Among these components, the culture
藻類回収装置8(藻類回収手段)は、搬送経路の途中、例えば直線セクションに設置され、直線セクションを走行中のスポンジベルト1を圧搾して藻類含有液体を回収するものであり、立ち向き姿勢のスポンジベルト1を両側から一定圧力で挟み込むように立設された一対の圧搾ローラ8a、8bを備えている。また、この藻類回収装置8は、圧搾ローラ8a、8bによるスポンジベルト1の圧搾後に、スポンジベルト1の殺菌、洗浄及び乾燥処理を順次行う後処理装置8cを備えている。
The algae collection device 8 (algae collection means) is installed in the straight section, for example, in the straight section, and squeezes the sponge belt 1 running through the straight section to collect the algae-containing liquid. A pair of squeezing
防御シート9は、上記スポンジベルト1、担体搬送装置2、培養液滴下装置3、培養液貯槽4及び藻類回収装置8を覆う透明シートである。この防御シート9は、スポンジシート1の表面で増殖する微細藻類に外部から飛来する虫や気中物質が付着して増殖を阻害することを防止あるいは抑制する役割を担う。
The
また、このような防御シート9を設けることにより、防御シート9の内部空間の雰囲気を微細藻類の増殖に適した雰囲気とすることが容易となる。すなわち、防御シート9の内部空間に酸素を含まないガスを積極的に供給することにより、或いは防御シート9の内部空間における酸素を他のガスに置換することにより、微細藻類が光合成によって生成する酸素の濃度が下がるので、微細藻類による光合成が活発になって微細藻類の増殖が促進される。
Moreover, by providing such a
次に、上記のように構成された第1実施形態に係る藻類培養装置を利用して実現される藻類培養方法について詳細に説明する。
藻類培養装置を稼働させて微細藻類を培養するに際して、初期的な微細藻類の植種方法には2つの方法が考えられる。すなわち、微細藻類をスポンジベルト1の表面に植種する方法と微細藻類を培養液Xに植種する方法とが考えられる。これら2つの植種方法のうち、スポンジベルト1に植種する方法はスポンジベルト1の全長が長いことを考慮すると作業が煩雑であり時間を要するが、培養液Xに植種する方法は、ポンプ5が作動することによって培養液Xがスポンジベルト1に供給され、これによって培養液X中の微細藻類がスポンジベルト1の表面に付着するので、作業性に優れている。
Next, the algae culture method realized using the algae culture apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described in detail.
When cultivating microalgae by operating the algae culture apparatus, there are two conceivable methods for initial microalgae seeding. That is, a method of inoculating microalgae on the surface of the sponge belt 1 and a method of inoculating microalgae into the culture solution X are conceivable. Of these two seeding methods, the method of seeding on the sponge belt 1 is cumbersome and time consuming considering that the overall length of the sponge belt 1 is long. When 5 is activated, the culture medium X is supplied to the sponge belt 1, whereby the microalgae in the culture medium X adhere to the surface of the sponge belt 1, so that the workability is excellent.
例えば、培養液Xに微細藻類を植種して培養を行う場合、培養開始時に培養液貯槽4に一定量の培養液Xを外部から供給すると共に当該培養液Xに一定量の微細藻類を植種用として添加した後、担体搬送装置2を作動させて(搬送ローラ2a、2bを回転させて)、スポンジベルト1を搬送経路に沿って無端回走させながら、ポンプ5を作動させて植種用の微細藻類が混じった培養液Xを培養液貯槽4からスポンジベルト1の上部に供給する。この結果、培養液Xは、スポンジベルト1の上部からその表面を経由して下方に徐々に垂下して最終的に培養液貯槽4に滴下する。
For example, when culturing by inoculating microalgae into the culture medium X, a certain amount of the culture medium X is supplied from the outside to the culture
そして、これによって植種用の微細藻類はスポンジベルト1の表面に徐々に付着するので、培養液X中における微細藻類の濃度は徐々に低下して、最終的に培養液Xには微細藻類が殆ど含まれない状態となる。そして、スポンジベルト1の表面に付着した微細藻類は、ポンプ5の作動によって順次供給される培養液X中の栄養塩及び照明光(太陽光)の照射により光合成を繰り返して増殖する。そして、一定期間(培養期間)に亘って培養液X中の供給と照明光(太陽光)の照射とを継続することにより、スポンジベルト1の表面に付着した微細藻類は、所望量まで増殖する。
As a result, the microalgae for planting gradually adhere to the surface of the sponge belt 1, so that the concentration of the microalgae in the culture solution X gradually decreases, and finally the microalgae are contained in the culture solution X. It becomes a state that is hardly included. The microalgae adhering to the surface of the sponge belt 1 grows by repeating photosynthesis by irradiation with nutrient salts and illumination light (sunlight) in the culture solution X sequentially supplied by the operation of the
ここで、培養期間の経過とともに培養液X中の栄養塩の濃度が低下するので、培養期間においては、このような栄養塩の濃度低下を補うために、培養液貯槽4中の培養液X(栄養塩の度が低下したもの)を一定の割合で新品状態の培養液Xと入れ替える処理を行う必要がある。このような培養液Xの入れ替え方法については、種々の方法が考えられるが、例えばポンプ5の作動を停止することなく、培養液貯槽4中の培養液X(栄養塩の度が低下したもの)を所定流量で徐々に抜き取ると共に、当該所定流量で新品状態の培養液Xを培養液貯槽4に供給することを連続的に行うことにより、培養期間における培養液Xの栄養塩の濃度が所望値に維持されるようにすることが好ましい。
Here, since the concentration of the nutrient salt in the culture solution X decreases with the progress of the culture period, in the culture period, in order to compensate for such a decrease in the concentration of the nutrient salt, the culture solution X ( It is necessary to carry out a process of replacing the one having a reduced nutrient salt) with a new culture medium X at a certain rate. Various methods for replacing the culture medium X are conceivable. For example, without stopping the operation of the
また、培養期間においては植種用の微細藻類に初期的に含まれていたこと等に由来する雑菌も増殖するが、このような雑菌は、培養液Xがポンプ5によってスポンジベルト1の上部に供給される際に通過する殺菌装置6によって除去されるので、微細藻類の増殖を妨げることはない。なお、培養の初期段階においては、培養液X中に植種用の微細藻類が混じっているので、殺菌装置6を作動停止状態にすることが好ましい。
In addition, during the culture period, various germs derived from the initial inclusion in the microalgae for planting also grow. However, such germs are transferred to the upper part of the sponge belt 1 by the
また、培養期間において、培養液Xは、温度調節装置7によって微細藻類の増殖に適した温度に調節されるので、微細藻類の増殖環境は、温度環境として最適化される。例えば、太陽光を照明光とし屋外で微細藻類を培養する場合、季節や時間に応じて培養温度は著しく変動する。すなわち、夏場においては周囲温度が高くなり、冬場においては周囲温度が低くなるので、スポンジベルト1の表面温度つまり微細藻類の培養温度も、これに応じて変動する。このような状況に対して、温度調節装置7は、微細藻類の培養温度が所望温度を維持するように培養液Xの温度を調節する。さらに、培養期間においては、防御シート9によって外部から飛来する虫や気中物質が微細藻類に付着することが防止あるいは抑制される。
Further, during the culture period, the culture solution X is adjusted to a temperature suitable for the growth of microalgae by the
なお、このような微細藻類の植種期間及び培養期間中において、藻類回収装置8によって微細藻類が回収されないように、藻類回収装置8の作動を停止させておく必要がある。具体的には、圧搾ローラ8a、8bをスポンジベルト1から離れた位置で待機させておくと共に、後処理装置8cの作動を停止させて、スポンジベルト1が藻類回収装置8内をフリーで通過するようにしておく。
In addition, it is necessary to stop operation | movement of the
そして、微細藻類の培養期間が経過した後、藻類回収装置8を作動させて、圧搾ローラ8a、8bによってスポンジベルト1を圧搾して藻類含有液体を回収すると共に、必要に応じて後処理装置8cも作動させて、圧搾後のスポンジベルト1の殺菌、洗浄、及び乾燥処理を順次行い、スポンジベルト1を再生させる。この間も、担体搬送装置2によるスポンジベルト1の搬送、培養液滴下装置3による培養液Xの供給は継続されているので、再生後のスポンジベルト1は、微細藻類の培養に再利用される。このように、本藻類培養装置を用いることにより、微細藻類の植種、培養、回収という一連のプロセスを連続的且つ繰り返し実施することができるようになる。
And after the culture | cultivation period of a micro algae passes, the algae collection |
以上のような本第1実施形態によれば、担体搬送装置2によってスポンジベルト1を搬送経路に沿って無端回走させながら、培養液滴下装置3によってスポンジベルト1の上部から培養液Xを供給するので、培養液Xはスポンジベルト1の表面を上から下に向かって流れ、よってスポンジベルト1の各部位に所望量の培養液Xを均一かつ安定に供給することが可能である。
According to the first embodiment as described above, the culture solution X is supplied from the upper part of the sponge belt 1 by the culture
また、殺菌装置6によって雑菌が除去され、さらに温度調節装置7によって培養液Xが微細藻類の増殖に適した温度に調節されるので、スポンジベルト1の増殖速度を最大化することができる。さらには、従来のような大型の曝気装置が不要なので、初期設備コスト及びランニングコストを従来よりも低減することが可能である。
In addition, since germs are removed by the
〔第2実施形態〕
第2実施形態に係る藻類培養装置は、図2に示すように、上述した第1実施形態の培養液貯槽4に代えて小型培養液貯槽4Aを設けると共に当該小型培養液貯槽4Aとスポンジベルト1との間に傾斜板10を介装したものである。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 2, the algal culture apparatus according to the second embodiment is provided with a small culture
微細藻類を産業上の原料として培養するためには膨大な量を必要とするが、この膨大な必要量の微細藻類を培養するためには、広大な用地に藻類培養装置を大量に配置して効率的に培養を行う必要がある。したがって、場合によっては、平地ではなく山間部等の傾斜地で微細藻類の培養を行うことも十分に想定される。上述した第1実施形態では、スポンジベルト1の下方全域に亘る培養液貯槽4を設けたが、傾斜地では、このような培養液貯槽4を設けることは難しい。
In order to cultivate microalgae as industrial raw materials, an enormous amount is required, but in order to cultivate this enormous amount of microalgae, a large number of algae culture devices are arranged on a vast site. It is necessary to culture efficiently. Therefore, in some cases, it is sufficiently assumed that microalgae are cultured not on a flat land but on an inclined land such as a mountainous area. In the first embodiment described above, the culture
このような事情から、本第2実施形態に係る藻類培養装置では、傾斜地の一部に小型培養液貯槽4Aを設け、かつ、当該小型培養液貯槽4Aとスポンジベルト1との間にスポンジベルト1の下方全域に亘る傾斜板10を介装することにより、スポンジベルト1から滴下した培養液Xを傾斜板10で受けて小型培養液貯槽4Aに導く。すなわち、傾斜板10は、スポンジベルト1から滴下した培養液Xを受ける大型の漏斗として機能する。
For this reason, in the algal culture apparatus according to the second embodiment, the small culture
また、このような第2実施形態に係る藻類培養装置を傾斜地に設置する場合、藻類培養装置を斜面に沿って多段に設けることが考えられる。すなわち、培養液Xを小型培養液貯槽4Aからポンプ5によって直接汲み上げるのではなく、小型培養液貯槽4Aの培養液Xを傾斜方向において下側つまり高さが低い側の藻類培養装置の培養液滴下装置3と接続することにより高低差による重力を利用して低い側の藻類培養装置のスポンジベルト1の上部に培養液Xを供給することが可能である。
Moreover, when installing the algae culture apparatus which concerns on such 2nd Embodiment in a sloping ground, it is possible to provide an algae culture apparatus in multiple stages along a slope. That is, the culture medium X is not directly pumped from the small culture
そして、最も低い所に位置する藻類培養装置の小型培養液貯槽4Aと最も高い所に位置する藻類培養装置の培養液滴下装置3とを接続することにより、培養液Xを各段の藻類培養装置全体で循環させる。なお、各段の藻類培養装置は、それぞれ斜面の等高線上をスポンジベルト1が走行するように配置し、蛇行セクションの折り返し部分でスポンジベルト1が等高線を横切るようにすることが好ましい。
Then, by connecting the small culture
このような第2実施形態によれば、傾斜地を有効利用して微細藻類を培養することが可能であると共に、上述した第1実施形態と同様な効果を得ることが可能である。また、藻類培養装置を斜面に沿って多段に設ける場合には、高低差による重力を利用するので、ポンプ5、殺菌装置6及び温度調節装置7の台数を必要最小限の各1台に削減して初期設備コスト及びランニングコストを低減することが可能である。
According to such 2nd Embodiment, while being able to culture | cultivate a micro algae effectively using an inclined land, it is possible to acquire the effect similar to 1st Embodiment mentioned above. In addition, when algae culture devices are provided in multiple stages along the slope, gravity due to the difference in height is used, so the number of
以上、本発明の第1及び第2実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記各実施形態では、微細藻類(植物性プランクトン)として、ボトリオコッカス・ブラウニーやアオコ)、またクロレラを例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明はこれ以外の微細藻類についても有用である。また、上記各実施形態では、スポンジベルト1の上部から培養液Xを滴下する場合を例示したが、スプレー等を用いてスポンジベルト1の上部から培養液Xを吹き付ける構成を採用しても良い。
The first and second embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In each of the above embodiments, Botryococcus brownies and blue oysters) and chlorella are exemplified as the microalgae (phytoplankton), but the present invention is not limited to this. The present invention is also useful for other microalgae. Moreover, although the case where the culture solution X was dripped from the upper part of the sponge belt 1 was illustrated in each said embodiment, the structure which sprays the culture solution X from the upper part of the sponge belt 1 using a spray etc. may be employ | adopted.
(2)上記各実施形態では、搬送経路に沿って走行するスポンジベルト1が1つの場合を例示したが、複数のスポンジベルト1が搬送経路に沿って並列に走行するような構成を採用しても良い。これにより、微細藻類の付着面積(スポンジベルト1の表面積)を大幅に拡大できるので、微細藻類の培養効率を大幅に向上できる。 (2) In each of the above embodiments, the case where there is one sponge belt 1 traveling along the transport path is exemplified, but a configuration in which a plurality of sponge belts 1 travel in parallel along the transport path is adopted. Also good. Thereby, since the adhesion area (surface area of sponge belt 1) of a micro algae can be expanded significantly, the culture | cultivation efficiency of a micro algae can be improved significantly.
(3)上記各実施形態では、1つの搬送経路に沿ってスポンジベルト1が走行する場合を例示したが、図3に示すように、複数(図3では2つ)の搬送経路のそれぞれでスポンジベルト1が走行するような構成を採用しても良い。これにより、微細藻類の付着面積(スポンジベルト1の表面積)を大幅に拡大できるので、微細藻類の培養効率を大幅に向上できる。さらに、上記変形例(2)で説明したように、複数のスポンジベルト1を重ねて走行させる構成を追加採用することで、より大きな培養効率を得ることができる。 (3) In each of the above-described embodiments, the case where the sponge belt 1 travels along one conveyance path is exemplified. However, as shown in FIG. 3, as shown in FIG. A configuration in which the belt 1 travels may be employed. Thereby, since the adhesion area (surface area of sponge belt 1) of a micro algae can be expanded significantly, the culture | cultivation efficiency of a micro algae can be improved significantly. Furthermore, as described in the modification (2) above, a larger culture efficiency can be obtained by additionally adopting a configuration in which a plurality of sponge belts 1 are run in an overlapping manner.
(4)上記各実施形態では、殺菌装置6によって培養液Xの全部を殺菌あるいは滅菌するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、スポンジベルト1の表面に付着した微細藻類の一部が脱落して培養液Xとともに培養液貯槽4あるいは小型培養液貯槽4Aに貯留することが考えられるので、このような事態を考慮すると、例えばポンプ5から殺菌装置6に供給される培養液Xを細孔径10μm程度のプランクトンネット等でろ過することにより、2μm以下の大きさである雑菌と10μm以上の大きさの微細藻類とを分別し、分別した微細藻類を殺菌装置6を迂回させて培養液滴下装置3に供給しても良い。
(4) In each of the above embodiments, the entire culture solution X is sterilized or sterilized by the
(5)上記各実施形態では、直線セクションと蛇行セクションとからなる周回路状の搬送経路に沿ってスポンジベルト1が無端回走する場合を例示したが、本発明の搬送経路の形状はこれに限定されず、藻類培養装置の敷地面積や目標の培養量を考慮して、スポンジベルト1の表面積が最大化される(全長が最大化される)ように搬送経路の形状を設定すれば良い。また、藻類回収装置8を必ずしも搬送経路上の直線セクションに設置する必要はなく、蛇行セクションの途中に設置しても良い。
(5) In each of the above embodiments, the case where the sponge belt 1 travels endlessly along a circumferential circuit-shaped conveyance path composed of a straight section and a meandering section is exemplified, but the shape of the conveyance path of the present invention is The shape of the conveyance path may be set so that the surface area of the sponge belt 1 is maximized (the total length is maximized) in consideration of the site area of the algae culture apparatus and the target culture amount. Moreover, it is not always necessary to install the
(6)上記各実施形態では、藻類担体として無端帯状のスポンジベルト1を周回路状の搬送経路に沿って無端回走させる場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、長大な帯状(有端帯状)の藻類担体を巻取り機によって巻取り自在としておき、微細藻類の植種時及び培養時には、藻類担体を巻取り機から規定の搬送経路に沿って展開させて培養液Xの滴下を行い、微細藻類の回収時には、巻取り機によって藻類担体を巻き取りながら圧搾して藻類含有液体を回収するような構成を採用しても良い。 (6) In each of the above embodiments, the case where the endless belt-like sponge belt 1 is run endlessly along the circumferential circuit-shaped transport path as the algal carrier is illustrated, but the present invention is not limited thereto, A strip-shaped (end-banded) algae carrier can be wound up by a winder, and when inoculating and culturing microalgae, the algae carrier is developed from the winder along a specified transport path and cultured. A configuration may be adopted in which X is dropped and when the microalgae is collected, the algae-containing liquid is recovered by squeezing while winding the algal carrier with a winder.
1…スポンジベルト(藻類担体)、2…担体搬送装置、3…培養液滴下装置、4…培養液貯槽、4A…小型培養液貯槽、5…ポンプ、6…殺菌装置、7…温度調節装置、8…藻類回収装置、9…防御シート、10…傾斜板、X…培養液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sponge belt (algae carrier), 2 ... Carrier conveyance apparatus, 3 ... Culture liquid dropping device, 4 ... Culture solution storage tank, 4A ... Small culture solution storage tank, 5 ... Pump, 6 ... Sterilization device, 7 ... Temperature control device, 8 ... Algae recovery device, 9 ... Defense sheet, 10 ... Inclined plate, X ... Culture solution
Claims (9)
前記藻類担体を規定の搬送経路に沿って立ち向き姿勢で搬送させる担体搬送手段と、
前記藻類担体の上部から培養液を供給する培養液供給手段と、
前記搬送経路の途中に設置され、搬送中の前記藻類担体を圧搾して藻類含有液体を回収する藻類回収手段と、
を具備することを特徴とする藻類培養装置。 One or more algae carriers formed in a band,
Carrier transport means for transporting the algae carrier in a standing posture along a prescribed transport path;
A culture solution supply means for supplying a culture solution from the upper part of the algae carrier;
Algae recovery means installed in the middle of the transport path and squeezing the algal carrier being transported to recover the algae-containing liquid;
Algae culture apparatus characterized by comprising a.
前記藻類担体の下方に設けられ、上部が開放する培養液貯槽と、
前記培養液貯槽から前記培養液を汲み上げて前記藻類担体の上部に供給するポンプと
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の藻類培養装置。 The culture medium supply means includes
A culture medium storage tank provided below the algae carrier and open at the top;
The algae culture apparatus according to claim 1, further comprising: a pump that pumps the culture solution from the culture solution storage tank and supplies the culture solution to an upper portion of the algal support.
前記担体搬送手段は、前記藻類担体を周回路状の前記搬送経路に沿って立ち向き姿勢で無端回送させる
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の藻類培養装置。 The algal carrier is formed in an endless belt shape,
The algae culture apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein the carrier transporting unit feeds the algae carrier endlessly in a standing posture along the circumferential circuit-shaped transport path.
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