JP6586724B2 - Culture system - Google Patents
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Description
本発明は、藻類を培養する培養システムに関する。 The present invention relates to a culture system for culturing algae.
近年、バイオ燃料(炭化水素やバイオディーゼル)や、アスタキサンチン等の生理活性物質を産生することができる藻類(特に、微細藻類)が注目されており、このような藻類を大量に培養し、石油に換わるエネルギーとして利用したり、薬や化粧品、食品等に利用したりすることが検討されている。 In recent years, algae (especially microalgae) that can produce biofuels (hydrocarbons and biodiesel) and physiologically active substances such as astaxanthin have attracted attention. It is being studied to use it as energy to replace it, or to use it for medicines, cosmetics, foods, and the like.
藻類を培養する培養槽から藻類を取り出す手段として、ポンプによって、培養槽の液を全量回収することで、培養液ごと藻類を回収する手段が開示されている(例えば、特許文献1、非特許文献1)。 As means for taking out algae from a culture tank for culturing algae, means for collecting algae together with the culture liquid by collecting the whole amount of the liquid in the culture tank by a pump is disclosed (for example, Patent Document 1, Non-Patent Document). 1).
しかし、培養槽において、培養液に対する藻類の濃度は極めて低いため、従来の技術では、藻類の回収量に対するポンプの駆動に要するコストが嵩んでしまっていた。 However, since the concentration of algae with respect to the culture solution is extremely low in the culture tank, the conventional technique increases the cost required to drive the pump with respect to the amount of algae collected.
そこで本発明は、このような課題に鑑み、簡易な構成で、低コストに藻類を回収することができる培養システムを提供することを目的としている。 Then, in view of such a subject, this invention aims at providing the culture system which can collect | recover algae with a simple structure at low cost.
上記課題を解決するために、本発明の培養システムは、浮上性を有する藻類と培養液を収容して藻類を培養する培養槽と、培養槽の液面と交差した掻き寄せ面を有し、液面に沿って移動されることで、培養槽に収容された液の、藻類を含む上層を掻き寄せ面で掻き寄せて培養槽の越流部から越流させる掻き寄せ部と、掻き寄せ部を移動させる移動手段と、越流部から越流された液を滞留させて貯留する滞留部と、滞留部において滞留されることで集約された藻類を滞留部の液面から吸引するポンプと、を備え、滞留部の液面の面積は、培養槽の液面の面積未満であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the culture system of the present invention has a culture tank for culturing algae containing a floating algae and a culture solution, and a scraping surface intersecting the liquid level of the culture tank, A scraping unit that moves along the liquid level, scrapes the upper layer containing algae of the liquid contained in the culture tank with the scraping surface, and overflows the overflow part of the culture tank, and the scraping part A moving means that moves the liquid, a staying part that retains the liquid overflowed from the overflow part, a pump that sucks algae aggregated by being retained in the staying part from the liquid level of the staying part, And the area of the liquid level of the staying portion is less than the area of the liquid level of the culture tank.
また、掻き寄せ部は、藻類の平均粒径より小さい孔を複数有するとしてもよい。 Further, the scraping portion may have a plurality of holes smaller than the average particle size of algae.
本発明によれば、簡易な構成で、低コストに藻類を回収することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to collect algae at a low cost with a simple configuration.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
(培養システム100)
図1は、本実施形態にかかる培養システム100を説明するための図である。図1に示すように、培養システム100の培養槽110には、藻類と培養液とが収容され、培養槽110において、藻類が培養されることとなる。本実施形態において、藻類は浮上性を有しており、培養槽110において培養液の上部(液面近傍)に藻類の層が形成されることとなる。培養槽110における藻類の層の厚みは、例えば、2mm程度である。ここで、藻類は、例えば、ボツリオコッカス(Botryococcus)属のボツリオコッカスブラウニー(Botryococcus Burauniii)、シュードコリシスティス(Pseudochoricystis)属のシュードコリシスティス・エリプソイディア(Pseudochoricystis Ellipsoidea)、モナランタス・サリナ(Monalanthus Salina)、クロレラ・プロトテコイデス(Chlorella prototecoides)、オウチロコッカス(Outirococcus)sp.、セネデスムス・オブリクース(Scenedesmus obliquus)、ナンノクロリス(Nannochloris)sp.、ドナリエラ・バルダヴィル(Dunaliella bardawil)(D.サリナ(Salina))、ナビクラ・ペリクロサ(Navicula pelliculosa)、ラジオスファエラ・ネゲベンシス(Radiosphaera negevensis)、ビダルフィア・アウリタ(Biddulphia aurita)、クロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)、ニッチア・パレア(Nitzschia palea)、オクロモナス・ダンニカ(Ochromonas dannica)、クロレラ・ピレノイドサ(Chlorella pyrenoidosa)、ペリディニウム・キンクトゥム(Peridinium cinctum)、ネオクロリス・オレオアブンダンス(Neochloris oleabundans)、オーキスティス・ポリモルファ(Oocystis polymorpha)、クリソクロムリナ(Chrysochromulina)spp.、セネデスムス・アクトゥス(Scenedesmus acutus)、セネデスムス(Scenedesmus)spp.、クロレラ・ミヌティシマ(Chlorella minutissima)、プリムネシン・パルヴム(Prymnesium parvum)、ナビクラ・ペリクロサ(Navicula pelliculosa)、セネデスムス・ジモルフス(Scenedesmus dimorphus)、スコチエラ(Scotiella)sp.、クロレラ(Chlorella)spp.、ユーグレナ・グラシリス(Euglena gracilis)、およびポルフィリジウム・クルエンツム(Porphyridium cruentum)からなる群より選択される1または複数の藻類である。
(Culture system 100)
FIG. 1 is a diagram for explaining a
培養槽110には、掻き寄せ部130が配されている。掻き寄せ部130は、板形状であり、壁部110bから壁部110cに亘って延在した本体部132と、本体部132の下端から水平方向(図1中、X軸方向)に延在した延在部134とを有する。本実施形態において、本体部132と延在部134との成す角は、90°程度である。掻き寄せ部130は、本体部132の掻き寄せ面132aが培養槽110の液面と交差するように(ここでは、垂直に交わるように)配される。つまり、掻き寄せ部130は、掻き寄せ面132aと液面との成す角が90°となるように、培養槽110に配されることとなる。また、掻き寄せ部130における、培養槽110を構成する壁部110b、110cと接触する部分には、ゴム等の弾性部材が配されている。
The
掻き寄せ部130は、不図示の移動手段によって、培養槽110の液面に沿って移動される。本実施形態において、移動手段は、培養槽110の一端部(壁部110a)から他端部(壁部110d)に向けて掻き寄せ部130を移動させたり、他端部から一端部に向けて掻き寄せ部130を移動させたりする。
The
また、培養槽110の他端部(壁部110d)に隣接して、滞留部120が設けられている。滞留部120の液面の面積は、培養槽110の液面の面積未満(例えば、1/10程度)である。換言すれば、滞留部120の水平断面積(図1中、XY断面積)の平均値は、培養槽110の水平断面積の平均値未満である。本実施形態において、滞留部120は、液面の面積が培養槽110より小さく、また、培養槽110と比較して容積が小さい槽である。
In addition, a
滞留部120には、掻き寄せ部130によって掻き寄せられた液が導入されることとなる。図2は、掻き寄せ部130の移動による培養槽110から滞留部120への液の流れを説明するための図である。なお、図2では、理解を容易にするために、藻類を白丸で示し、また、培養システム100に対して藻類を拡大して示す。
The liquid scraped by the
初期位置において掻き寄せ部130は、図2(a)に示すように、培養槽110の一端部(壁部110a)側に配される。なお、掻き寄せ部130は、延在部134の上方に藻類が位置するように、培養槽110内に配される。また、掻き寄せ部130は、培養槽110において藻類が十分培養されるまで、初期位置に維持される。
In the initial position, the
培養槽110において藻類が十分培養され、藻類の回収を開始する場合、図2(b)に示すように、移動手段は、培養槽110の壁部110a側から壁部110dに向けて掻き寄せ部130を移動させる。そうすると、掻き寄せ部130は、培養液の上層(藻類の層)を掻き寄せ面132aで掻き寄せることとなり、掻き寄せ部130の移動方向における掻き寄せ面132aの前方には、藻類が掻き寄せられて堆積するとともに、培養液は延在部134の下方を通じて移動方向の後方へ移動することとなる(図2(b)中矢印で示す)。なお、上述したように、本実施形態において藻類は、浮上性を有するため、延在部134の下方を通じて移動方向の後方へ漏出してしまうおそれがない。
When the algae are sufficiently cultured in the
また、移動手段によって掻き寄せ部130が移動されることにより、掻き寄せ部130の移動方向における掻き寄せ面132aの前方の水位Wbは、掻き寄せ部130の後方の水位Waよりも高くなる。したがって、図2(c)に示すように、掻き寄せ部130の掻き寄せ面132aによって掻き寄せられた液の上層(藻類の層)は、培養槽110の越流部110eから越流され、滞留部120に導入されることとなる。
Further, when the
なお、上述したように、掻き寄せ部130における、壁部110b、110cと接触する部分には、ゴム等の弾性部材が配されているため、掻き寄せ部130と、壁部110b、110cとを密着させつつ、移動させることができる。これにより、掻き寄せ部130の移動方向の前方から後方への藻類の漏出を低減することができ、掻き寄せ部130は、藻類を効率よく掻き寄せることが可能となる。
As described above, since the elastic member such as rubber is disposed at the portion of the
こうして滞留部120には、培養槽110の越流部110eから越流された液(液の上層、すなわち、培養槽110よりも藻類が濃縮された液)が導入され、滞留部120においては、藻類が濃縮された液を滞留させて貯留することとなる。
In this way, a liquid overflowed from the
図1に戻って説明すると、取出部140は、滞留部120において滞留されることで集約された藻類を、滞留部120の上方から取り出す。本実施形態において、取出部140は、ポンプで構成され、滞留部120の液面から、藻類が集約された培養液を吸引して、後段の脱水処理設備へ送出する。
Referring back to FIG. 1, the take-out
上述したように滞留部120は、水平断面積の平均値が、培養槽110の水平断面積の平均値未満の槽である。したがって、滞留部120において、藻類の層の厚みを、培養槽110と比較して厚くする(例えば、2cm以上)ことができる。これにより、取出部140は、藻類を含む液の上層のみを吸引することができ、培養槽110の液を全量回収する従来方法と比較して、取出部140の駆動に要するコストを大幅に低減することが可能となる。
As described above, the
また、本実施形態の滞留部120は、培養槽110と比較して容積が小さいため、仮に取出部140が、滞留部120に貯留された液を全量回収して藻類を回収したとしても、培養槽110の液を全量回収する従来方法と比較して、取出部140の駆動に要するコストを低減することが可能となる。
Moreover, since the
そして、培養槽110から滞留部120への藻類の移動が終了すると、掻き寄せ部130は移動手段によって初期位置に戻される。また、取出部140によって、脱水処理設備へ送出された藻類は、脱水処理設備において脱水され、さらに後段の処理設備に送出される。また、脱水処理設備において回収された培養液は、培養槽110に返送されることとなる。
Then, when the movement of the algae from the
以上説明したように、本実施形態にかかる培養システム100によれば、滞留部120を設けて、藻類が濃縮された液を滞留させて貯留するだけといった簡易な構成で、低コストに藻類を回収することが可能となる。
As described above, according to the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上記実施形態において、掻き寄せ部130が延在部134を備える構成を例に挙げて説明した。しかし、延在部134は、必須の構成ではない。
For example, in the above embodiment, the configuration in which the
また、掻き寄せ部130は、藻類の平均粒径より小さい孔(例えば、10μm未満の孔)を複数有するとしてもよい。これにより、掻き寄せ部130によって液の上層を掻き寄せる際に、藻類の濃縮率を向上させることができ、滞留部120に越流させる液中の藻類の濃度を向上させることが可能となる。
Further, the scraping
また、上記実施形態において、掻き寄せ部130における、培養槽110を構成する壁部110b、110cと接触する部分に、ゴム等の弾性部材が配されている構成を例に挙げて説明した。しかし、弾性部材は、必須の構成ではない。
Moreover, in the said embodiment, the structure which provided elastic members, such as rubber | gum, in the part which contacts the
また、上記実施形態において、取出部140としてポンプを例に挙げて説明した。しかし、滞留部120の底面に孔を設け、孔を通じて藻類を取り出してもよい。この場合、孔に接続された接続管を流れる培養液、または、藻類を検知するセンサを設けておき、接続管から培養液が流れている間は、接続管の接続先を培養槽110としておき、接続管から流れる液が藻類に変わったことをセンサが検知したことを契機に、接続先を後段の脱水処理設備に切換えるとしてもよい。なお、センサは、例えば、藻類の色(例えば、緑色)を検知するセンサを利用することができる。
Moreover, in the said embodiment, the pump was mentioned as the example as the
また、培養槽110および滞留部120のいずれか一方または双方に、加圧浮上手段(液中に気泡を発生させて、藻類を浮上分離させる手段)を設けるとしてもよい。
Further, either one or both of the
本発明は、藻類を培養する培養システムに利用することができる。 The present invention can be used in a culture system for culturing algae.
100 培養システム
110 培養槽
110e 越流部
120 滞留部
130 掻き寄せ部
132a 掻き寄せ面
140 取出部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記培養槽の液面と交差した掻き寄せ面を有し、該液面に沿って移動されることで、該培養槽に収容された液の、前記藻類を含む上層を該掻き寄せ面で掻き寄せて該培養槽の越流部から越流させる掻き寄せ部と、
前記掻き寄せ部を移動させる移動手段と、
前記越流部から越流された液を滞留させて貯留する滞留部と、
前記滞留部において滞留されることで集約された前記藻類を該滞留部の液面から吸引するポンプと、
を備え、
前記滞留部の液面の面積は、前記培養槽の液面の面積未満であることを特徴とする培養システム。 A culture tank for containing the floating algae and the culture solution and culturing the algae;
It has a scraping surface intersecting with the liquid level of the culture tank, and is moved along the liquid level so that the upper layer containing the algae of the liquid stored in the culture tank is scraped with the scraping surface. A scraping section that overflows from the overflow section of the culture tank;
Moving means for moving the scraping part;
A retention part for retaining and storing the liquid overflowed from the overflow part;
A pump for sucking the algae aggregated by being retained in the retention part from the liquid level of the retention part;
With
The culture system characterized in that an area of the liquid level of the staying portion is less than an area of the liquid level of the culture tank.
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