JPH05153957A - 光合成微生物培養装置 - Google Patents
光合成微生物培養装置Info
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- JPH05153957A JPH05153957A JP16527391A JP16527391A JPH05153957A JP H05153957 A JPH05153957 A JP H05153957A JP 16527391 A JP16527391 A JP 16527391A JP 16527391 A JP16527391 A JP 16527391A JP H05153957 A JPH05153957 A JP H05153957A
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Classifications
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- 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
- C12M31/00—Means for providing, directing, scattering or concentrating light
- C12M31/02—Means for providing, directing, scattering or concentrating light located outside the reactor
- C12M31/06—Lenses
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造的に極めて簡単で、省エネルギー的で運
転操作が著しく容易な光合成微生物培養装置を得る。 【構成】 光合成細菌、微細藻類などの光合成微生物を
培養する光合成微生物培養装置において、光の透過が可
能な素材によって構成された槽壁をもつ反応槽２と、太
陽光及び／又は人工光を伝送させる光ファイバー１と該
反応槽の槽壁に設けたフレネルレンズ５からなり、前記
光ファイバーからの光をフレネルレンズによって反応槽
の槽内液に発散させるように構成した。
転操作が著しく容易な光合成微生物培養装置を得る。 【構成】 光合成細菌、微細藻類などの光合成微生物を
培養する光合成微生物培養装置において、光の透過が可
能な素材によって構成された槽壁をもつ反応槽２と、太
陽光及び／又は人工光を伝送させる光ファイバー１と該
反応槽の槽壁に設けたフレネルレンズ５からなり、前記
光ファイバーからの光をフレネルレンズによって反応槽
の槽内液に発散させるように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光合成微生物培養装置
に係り、特に、光合成細菌及び／又は微細藻類などの所
謂光合成微生物による有機性廃水の処理装置、クリーン
エネルギーである水素〔Ｈ2 〕の生産装置、各種の有用
な物質を生産する装置及び／又は地球の温暖化の元凶で
ある大気中のＣＯ2 を固定化する装置として用いる光合
成微生物培養装置に関するものである。また、本発明
は、従来技術（装置）とは根本的、かつ本質的に発想の
次元を異にする新規な微細藻類の培養装置に関するもの
であり、同時に地球環境汚染の解消にも貢献する革新的
な培養技術（装置）を提供するものである。
に係り、特に、光合成細菌及び／又は微細藻類などの所
謂光合成微生物による有機性廃水の処理装置、クリーン
エネルギーである水素〔Ｈ2 〕の生産装置、各種の有用
な物質を生産する装置及び／又は地球の温暖化の元凶で
ある大気中のＣＯ2 を固定化する装置として用いる光合
成微生物培養装置に関するものである。また、本発明
は、従来技術（装置）とは根本的、かつ本質的に発想の
次元を異にする新規な微細藻類の培養装置に関するもの
であり、同時に地球環境汚染の解消にも貢献する革新的
な培養技術（装置）を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光合成微生物の培養を目的とした
培養装置は、そのほとんどがリアクターの外壁から棒状
の白色蛍光灯により光を槽内液に供給するか、あるいは
リアクター内部の中心に棒状白色蛍光灯を取りつけ、槽
内液に光を供給するタイプのものが主流となっていた。
しかしながら、最近では各種の技術が研究開発され、そ
の代表的な技術として、太陽光あるいは人工光を光ファ
イバーで濃縮、伝送し、伝送された光をさらに特殊な面
発光ファイバー、または樹脂製の棒状ロッドに長さ方向
に散乱溝を設け、槽内に縦方向に、かつ線状に光を拡散
して微細藻類を培養する装置が開発されている。
培養装置は、そのほとんどがリアクターの外壁から棒状
の白色蛍光灯により光を槽内液に供給するか、あるいは
リアクター内部の中心に棒状白色蛍光灯を取りつけ、槽
内液に光を供給するタイプのものが主流となっていた。
しかしながら、最近では各種の技術が研究開発され、そ
の代表的な技術として、太陽光あるいは人工光を光ファ
イバーで濃縮、伝送し、伝送された光をさらに特殊な面
発光ファイバー、または樹脂製の棒状ロッドに長さ方向
に散乱溝を設け、槽内に縦方向に、かつ線状に光を拡散
して微細藻類を培養する装置が開発されている。
【０００３】以上のように、現段階でも光合成微生物の
培養装置は存在するが、従来の培養装置には次に列挙す
るような技術点問題点があった。 （１）蛍光灯で光エネルギーを供給する培養装置は、供
給方式が槽外型、槽内型のいずれであっても伝送できる
光エネルギー量が小さく、光合成微生物の大量培養、濃
厚培養には不適格である。 （２）（１）の槽外型においてはリアクターの内壁に、
槽内型においては蛍光灯の表面に、光合成微生物が濃厚
に付着し、先の液側への拡散が阻害されるとともに、付
着した光合成微生物は強い光エネルギーに瀑されて死滅
するかあるいは活性が著しく劣化する。 （３）槽内に光ファイバーで光エネルギーを伝送する方
式は、伝送光エネルギー量が蛍光灯方式よりも遙かに大
きいが、微細で多数の光ファイバーに光合成微生物が多
量、濃厚に付着し、経時的に光の拡散機能を喪失し、さ
らに光ファイバー相互に閉塞が起こり、槽内液の循環が
阻害される。
培養装置は存在するが、従来の培養装置には次に列挙す
るような技術点問題点があった。 （１）蛍光灯で光エネルギーを供給する培養装置は、供
給方式が槽外型、槽内型のいずれであっても伝送できる
光エネルギー量が小さく、光合成微生物の大量培養、濃
厚培養には不適格である。 （２）（１）の槽外型においてはリアクターの内壁に、
槽内型においては蛍光灯の表面に、光合成微生物が濃厚
に付着し、先の液側への拡散が阻害されるとともに、付
着した光合成微生物は強い光エネルギーに瀑されて死滅
するかあるいは活性が著しく劣化する。 （３）槽内に光ファイバーで光エネルギーを伝送する方
式は、伝送光エネルギー量が蛍光灯方式よりも遙かに大
きいが、微細で多数の光ファイバーに光合成微生物が多
量、濃厚に付着し、経時的に光の拡散機能を喪失し、さ
らに光ファイバー相互に閉塞が起こり、槽内液の循環が
阻害される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上、詳述したよう
に、従来の光合成微生物の培養装置は実用上多くの技術
的問題点が残されている。即ち、蛍光灯方式は伝送でき
る光エネルギー量が小さく、また伝送エネルギー効率は
たかだか１０〜２０％でエネルギーを著しく消費する。
また、光ファイバー方式は、蛍光灯方式に対して伝送で
きる光エネルギー量は大きいが、微細な光ファイバーに
光合成微生物が濃厚に付着して、短期間の使用でも培養
装置として正常に機能しなくなり、運転管理も極めて煩
雑である。本発明者は、この従来の培養装置の宿命的な
欠陥を改善すべく、鋭意研究を続け、全く新規な発想に
よる革新的な光合成微生物の培養装置を提供し、構造的
に極めて簡単であるだけでなく、格段の大量培養が可能
であり、そのうえ省エネルギー的で運転操作も著しく容
易な新しい培養装置を提供することを目的とする。
に、従来の光合成微生物の培養装置は実用上多くの技術
的問題点が残されている。即ち、蛍光灯方式は伝送でき
る光エネルギー量が小さく、また伝送エネルギー効率は
たかだか１０〜２０％でエネルギーを著しく消費する。
また、光ファイバー方式は、蛍光灯方式に対して伝送で
きる光エネルギー量は大きいが、微細な光ファイバーに
光合成微生物が濃厚に付着して、短期間の使用でも培養
装置として正常に機能しなくなり、運転管理も極めて煩
雑である。本発明者は、この従来の培養装置の宿命的な
欠陥を改善すべく、鋭意研究を続け、全く新規な発想に
よる革新的な光合成微生物の培養装置を提供し、構造的
に極めて簡単であるだけでなく、格段の大量培養が可能
であり、そのうえ省エネルギー的で運転操作も著しく容
易な新しい培養装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光合成細菌、微細藻類などの光合成微
生物を培養する光合成微生物培養装置において、光の透
過が可能な素材によって構成された槽壁をもつ反応槽
と、太陽光及び／又は人工光を伝送させる光ファイバー
と該反応槽の槽壁に設けたフレネルレンズからなり、前
記光ファイバーからの光をフレネルレンズによって反応
槽の槽内液に拡散させるように構成したことを特徴とす
る光合成微生物培養装置としたものである。
に、本発明では、光合成細菌、微細藻類などの光合成微
生物を培養する光合成微生物培養装置において、光の透
過が可能な素材によって構成された槽壁をもつ反応槽
と、太陽光及び／又は人工光を伝送させる光ファイバー
と該反応槽の槽壁に設けたフレネルレンズからなり、前
記光ファイバーからの光をフレネルレンズによって反応
槽の槽内液に拡散させるように構成したことを特徴とす
る光合成微生物培養装置としたものである。
【０００６】前記培養装置において、反応槽には、槽内
液を均一に混合するための攪拌機と、槽内壁に付着する
菌体を剥離及び／又は付着を防止するために壁面に沿っ
て移動するためのワイパーを備えているのがよい。上記
のように、本発明は太陽光及び／又は人工光、例えば、
蛍光灯、ハロゲンランプ、メタルハライトランプ及びキ
セノンランプ等を、光ファイバーを伝送媒体として反応
槽の至近距離まで伝送し、伝送された太陽光、及び／又
は人工光をフレネルレンズに対して逆方向から照射し、
反応槽内に広範囲に、かつ強烈に拡散させることを特徴
とする光合成微生物の培養装置である。
液を均一に混合するための攪拌機と、槽内壁に付着する
菌体を剥離及び／又は付着を防止するために壁面に沿っ
て移動するためのワイパーを備えているのがよい。上記
のように、本発明は太陽光及び／又は人工光、例えば、
蛍光灯、ハロゲンランプ、メタルハライトランプ及びキ
セノンランプ等を、光ファイバーを伝送媒体として反応
槽の至近距離まで伝送し、伝送された太陽光、及び／又
は人工光をフレネルレンズに対して逆方向から照射し、
反応槽内に広範囲に、かつ強烈に拡散させることを特徴
とする光合成微生物の培養装置である。
【０００７】次に本発明を詳細に説明する。前記光合成
微生物培養装置において、反応槽の槽壁に接するかある
いは適当な距離をおいて、装着するフレネルレンズは、
槽壁の全面積あるいはその一部であり、フレネルレンズ
の形状は、角型及び／又は円型のものが使用できる。そ
して、反応槽の対向する槽壁に、部分的に装着されたフ
レネルレンズは同形であり、必要に応じて相互上下に同
方向又は反対（逆）方向に移動できるように構成するの
がよい。また、本発明の培養装置において、反応槽は角
型又は円型（角柱型、又は円筒型）のものが使用でき、
槽内液と培養菌体を均一に混合する攪拌機を設け、特に
円型の反応槽においては、攪拌効果を助長するために、
攪拌機を中心から偏差した位置に設けるのがよい。ま
た、前記培養装置の反応槽には槽内壁に付着する菌体を
剥離及び／又は付着を防止するため、角型反応槽におい
ては各槽壁に壁面に沿って上下動するワイパーを設ける
のがよく、また、円型反応槽においては槽中心に設けた
攪拌機の軸と連動してまたは間歇的に回転するワイパー
を設けることもできる。
微生物培養装置において、反応槽の槽壁に接するかある
いは適当な距離をおいて、装着するフレネルレンズは、
槽壁の全面積あるいはその一部であり、フレネルレンズ
の形状は、角型及び／又は円型のものが使用できる。そ
して、反応槽の対向する槽壁に、部分的に装着されたフ
レネルレンズは同形であり、必要に応じて相互上下に同
方向又は反対（逆）方向に移動できるように構成するの
がよい。また、本発明の培養装置において、反応槽は角
型又は円型（角柱型、又は円筒型）のものが使用でき、
槽内液と培養菌体を均一に混合する攪拌機を設け、特に
円型の反応槽においては、攪拌効果を助長するために、
攪拌機を中心から偏差した位置に設けるのがよい。ま
た、前記培養装置の反応槽には槽内壁に付着する菌体を
剥離及び／又は付着を防止するため、角型反応槽におい
ては各槽壁に壁面に沿って上下動するワイパーを設ける
のがよく、また、円型反応槽においては槽中心に設けた
攪拌機の軸と連動してまたは間歇的に回転するワイパー
を設けることもできる。
【０００８】
【作用】本発明の光合成微生物の培養装置は、太陽光及
び／又は人工光を光ファイバーを伝送媒体として反応槽
の外壁まで伝送し、これをフレネルレンズに逆方向から
光を導入することによって槽内液に対して光を広い範囲
で、かつ均一に拡散することを最大の特長とした培養装
置である。従来の培養装置は、蛍光灯あるいは光ファイ
バーを槽内に設置して光を槽内液に分散させるものが主
流を占めているが、この種の装置では菌体付着の問題が
研究面及び／又は実用面で大きな障害となっている。
び／又は人工光を光ファイバーを伝送媒体として反応槽
の外壁まで伝送し、これをフレネルレンズに逆方向から
光を導入することによって槽内液に対して光を広い範囲
で、かつ均一に拡散することを最大の特長とした培養装
置である。従来の培養装置は、蛍光灯あるいは光ファイ
バーを槽内に設置して光を槽内液に分散させるものが主
流を占めているが、この種の装置では菌体付着の問題が
研究面及び／又は実用面で大きな障害となっている。
【０００９】これに対して、本発明は、発光体を槽外に
設置し、槽内に菌体が付着する装置の存在を最小にして
この問題を回避するとともに、槽内壁に付着する菌体は
ワイパーによって物理的、機械的に剥離し、光合成微生
物培養装置の最大の問題点を完全に解決した新規な発想
による革新的な光合成微生物の培養装置である。特に、
大気中のＣＯ2 の固定化と、光合成によって創出された
有機物の再資源化に関しては、太陽光及び／又は人工光
を光ファイバーを介在せしめることによって効率よく伝
送し、さらにファイバーによって濃縮された光を反応槽
外壁面からフレネルレンズによって槽内液に均等に、か
つ大量に拡散せしめ、高速、高効率に微細藻類を大量培
養する培養装置である。フレネルレンズは本来太陽光を
集光する目的で正の方向から光を導入するが、光を拡散
する目的でこれを逆方向から使用する事例は全く見当た
らず、全く斬新な発想である。
設置し、槽内に菌体が付着する装置の存在を最小にして
この問題を回避するとともに、槽内壁に付着する菌体は
ワイパーによって物理的、機械的に剥離し、光合成微生
物培養装置の最大の問題点を完全に解決した新規な発想
による革新的な光合成微生物の培養装置である。特に、
大気中のＣＯ2 の固定化と、光合成によって創出された
有機物の再資源化に関しては、太陽光及び／又は人工光
を光ファイバーを介在せしめることによって効率よく伝
送し、さらにファイバーによって濃縮された光を反応槽
外壁面からフレネルレンズによって槽内液に均等に、か
つ大量に拡散せしめ、高速、高効率に微細藻類を大量培
養する培養装置である。フレネルレンズは本来太陽光を
集光する目的で正の方向から光を導入するが、光を拡散
する目的でこれを逆方向から使用する事例は全く見当た
らず、全く斬新な発想である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 実施例１ 図１〜図３は、角型の光合成微生物培養装置（以下、単
に培養装置という）に関する説明図である。図１はフレ
ネルレンズを反応槽の外壁面の全面に接触するように設
置した培養装置の正面図であり、図２は、フレネルレン
ズを反応槽の外壁面の一部に設置し移動可能とした培養
装置の正面図である。また、図３は、図１又は図２の平
面図である。上記図において、１は光ファイバー、２は
反応槽、３は攪拌機、４は攪拌羽根、５はフレネルレン
ズ、６はブロワー、７は送気管、８はガス返送管を示
す。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 実施例１ 図１〜図３は、角型の光合成微生物培養装置（以下、単
に培養装置という）に関する説明図である。図１はフレ
ネルレンズを反応槽の外壁面の全面に接触するように設
置した培養装置の正面図であり、図２は、フレネルレン
ズを反応槽の外壁面の一部に設置し移動可能とした培養
装置の正面図である。また、図３は、図１又は図２の平
面図である。上記図において、１は光ファイバー、２は
反応槽、３は攪拌機、４は攪拌羽根、５はフレネルレン
ズ、６はブロワー、７は送気管、８はガス返送管を示
す。
【００１１】次に上記図面の作用を説明すると、図１及
び図２において、光ファイバー１で伝送された太陽光及
び／又は人工光は、角型反応槽２の相対する外壁面に接
触して全面、あるいは部分的に設置してあるフレネルレ
ンズ５に導入され、反応槽２の内液に均等にかつ強烈に
拡散される。また槽内には菌体と基質及び送入された空
気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 を十分に攪拌混合
するために、攪拌機３と攪拌羽根４が設けられている。
送入される空気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 は、
ブロワー６によって反応槽２の底部から送気管７によっ
て内部に供給されるが、送入するガスがＣＯ2 富化空気
及び／又はＣＯ2 の場合には、ガス返送管８によってブ
ロワー６のサクション側に導入され、繰り返し光合成の
目的に使用するのが経済的である。
び図２において、光ファイバー１で伝送された太陽光及
び／又は人工光は、角型反応槽２の相対する外壁面に接
触して全面、あるいは部分的に設置してあるフレネルレ
ンズ５に導入され、反応槽２の内液に均等にかつ強烈に
拡散される。また槽内には菌体と基質及び送入された空
気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 を十分に攪拌混合
するために、攪拌機３と攪拌羽根４が設けられている。
送入される空気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 は、
ブロワー６によって反応槽２の底部から送気管７によっ
て内部に供給されるが、送入するガスがＣＯ2 富化空気
及び／又はＣＯ2 の場合には、ガス返送管８によってブ
ロワー６のサクション側に導入され、繰り返し光合成の
目的に使用するのが経済的である。
【００１２】また、図２のように角型反応槽の外壁に部
分的に設置されるフレネルレンズ５の形状は、角型、円
型のいずれであっても槽内への光拡散の効果がその形状
によって低減することはないし、さらに、フレネルレン
ズ５を外壁面に沿って移動可能に設けることもでき、部
分的にフレネルレンズを用いて反応槽全体に光を拡散す
ることができる。なお、フレネルレンズは反応槽に接触
して設けなくてもよく、適当な距離をおいて設置しても
かまわない。
分的に設置されるフレネルレンズ５の形状は、角型、円
型のいずれであっても槽内への光拡散の効果がその形状
によって低減することはないし、さらに、フレネルレン
ズ５を外壁面に沿って移動可能に設けることもでき、部
分的にフレネルレンズを用いて反応槽全体に光を拡散す
ることができる。なお、フレネルレンズは反応槽に接触
して設けなくてもよく、適当な距離をおいて設置しても
かまわない。
【００１３】実施例２ 図４〜６は、図１〜３の角型の光合成微生物培養装置に
対して円型の光合成微生物培養装置の構造説明図であ
り、基本原理は角型培養装置と同じであり、また各符号
も同じ意味を示す。図４〜６を簡単に説明すると、円型
反応槽２に対して中心振り分けで相対する位置（対象位
置）に、図６の平面図に示してあるようにフレネルレン
ズを反応槽の横断面全面かあるいは部分的に設置し、光
ファイバー１によって伝送された太陽光、人工光を槽内
液に均等に拡散する。横断面に対して、部分的なフレネ
ルレンズを使用する場合には、角型槽の場合と同様に角
型でも円型でも機能的に優劣はない。角型培養装置と円
型培養装置とが根本的に異なるのは、形状による槽内液
の攪拌効果である。
対して円型の光合成微生物培養装置の構造説明図であ
り、基本原理は角型培養装置と同じであり、また各符号
も同じ意味を示す。図４〜６を簡単に説明すると、円型
反応槽２に対して中心振り分けで相対する位置（対象位
置）に、図６の平面図に示してあるようにフレネルレン
ズを反応槽の横断面全面かあるいは部分的に設置し、光
ファイバー１によって伝送された太陽光、人工光を槽内
液に均等に拡散する。横断面に対して、部分的なフレネ
ルレンズを使用する場合には、角型槽の場合と同様に角
型でも円型でも機能的に優劣はない。角型培養装置と円
型培養装置とが根本的に異なるのは、形状による槽内液
の攪拌効果である。
【００１４】角型槽では、槽の中心に攪拌機を設置すれ
ば、槽が角型であること自身バッフル効果があるが、円
型反応槽では攪拌機を槽の中心に設置すると、槽内液は
攪拌機３の回転によって槽内液がとも回りして攪拌効果
が著しく低減する。従って円型反応槽においては、図４
〜６の正面図、平面図に示したように、円型槽の中心位
置から半径方向に偏差した位置に攪拌機３を設置するの
がよく、これにより攪拌効果を格段に強化することがで
きる。
ば、槽が角型であること自身バッフル効果があるが、円
型反応槽では攪拌機を槽の中心に設置すると、槽内液は
攪拌機３の回転によって槽内液がとも回りして攪拌効果
が著しく低減する。従って円型反応槽においては、図４
〜６の正面図、平面図に示したように、円型槽の中心位
置から半径方向に偏差した位置に攪拌機３を設置するの
がよく、これにより攪拌効果を格段に強化することがで
きる。
【００１５】実施例３ 図７〜１０に槽内壁に付着する光合成微生物の剥離機構
および装置を示す。前記したように光合成微生物を培養
装置で培養するにあたって、精度の高い実験データの取
得及び運転管理で最も厄介な問題は、光合成微生物が増
殖の過程で反応槽の内部に設置してある装置及び内壁に
強固に付着することである。この宿命的な障害をできる
だけ排除するために、本発明は光ファイバーのような微
細な発光体を槽内部に挿入する方法を避け、フレネルレ
ンズを槽外に設置（反応槽に接着、固定しない可動式）
して光を槽内に拡散する方法を提案しているが、それで
も槽内壁に菌体が付着することを回避することはできな
い。
および装置を示す。前記したように光合成微生物を培養
装置で培養するにあたって、精度の高い実験データの取
得及び運転管理で最も厄介な問題は、光合成微生物が増
殖の過程で反応槽の内部に設置してある装置及び内壁に
強固に付着することである。この宿命的な障害をできる
だけ排除するために、本発明は光ファイバーのような微
細な発光体を槽内部に挿入する方法を避け、フレネルレ
ンズを槽外に設置（反応槽に接着、固定しない可動式）
して光を槽内に拡散する方法を提案しているが、それで
も槽内壁に菌体が付着することを回避することはできな
い。
【００１６】従って、本発明では、この種の問題も同時
に解決するために、図７に示したように、角型光バイオ
リアクターにおいては、各内壁面に沿って上下動可能な
ワイパー９を設け、また、図９に示すように、円型反応
槽においては、攪拌記３と同軸に、ある時間間隔で作動
する回転式ワイパー９を設けている。それによって、両
型式の反応槽とも菌体付着による各種の障害を解消する
ことに成功した。図８、図１０は、それぞれ図７、図９
の平面図である。
に解決するために、図７に示したように、角型光バイオ
リアクターにおいては、各内壁面に沿って上下動可能な
ワイパー９を設け、また、図９に示すように、円型反応
槽においては、攪拌記３と同軸に、ある時間間隔で作動
する回転式ワイパー９を設けている。それによって、両
型式の反応槽とも菌体付着による各種の障害を解消する
ことに成功した。図８、図１０は、それぞれ図７、図９
の平面図である。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、前記詳述した構成とし
たことにより、次のような作用効果を奏する。 （１）フレネルレンズを通常とは逆の方向から光が当た
るように、反応槽の外壁に設置し、光ファイバーによっ
て伝送された太陽光及び／又は人工光を槽内液に均等に
拡散させるために、反応槽の内部構造が極めてシンプル
であり、菌体付着部分が少ない。 （２）蛍光灯による光の拡散方式に対して極めて省エネ
ルギー的であるだけでなく、反応槽に大量の光エネルギ
ーを供給することができる。
たことにより、次のような作用効果を奏する。 （１）フレネルレンズを通常とは逆の方向から光が当た
るように、反応槽の外壁に設置し、光ファイバーによっ
て伝送された太陽光及び／又は人工光を槽内液に均等に
拡散させるために、反応槽の内部構造が極めてシンプル
であり、菌体付着部分が少ない。 （２）蛍光灯による光の拡散方式に対して極めて省エネ
ルギー的であるだけでなく、反応槽に大量の光エネルギ
ーを供給することができる。
【００１８】（３）円型反応槽に関しては、攪拌機の設
置場所を中心から扁心することによつて、攪拌機能を格
段に強化することができる。 （４）角型及び円型反応槽とも、内部に間歇的に作動す
るワイパーを設けることにより、槽内壁への光合成微生
物の付着を防止することができる。 今後の光合成微生物の培養装置は、フレネルレンズの機
能を効果的に利用した本発明の培養装置が次世化の主流
になるであろうことは疑う余地がない。
置場所を中心から扁心することによつて、攪拌機能を格
段に強化することができる。 （４）角型及び円型反応槽とも、内部に間歇的に作動す
るワイパーを設けることにより、槽内壁への光合成微生
物の付着を防止することができる。 今後の光合成微生物の培養装置は、フレネルレンズの機
能を効果的に利用した本発明の培養装置が次世化の主流
になるであろうことは疑う余地がない。
【図１】本発明の角型培養装置の正面図である。
【図２】本発明の他の角型培養装置の正面図である。
【図３】図１及び図２の平面図である。
【図４】本発明の円型培養装置の正面図である。
【図５】本発明の他の円型培養装置の正面図である。
【図６】図４及び図５の平面図である。
【図７】ワイパーを備えた角型培養装置の正面図であ
る。
る。
【図８】図７の平面図である。
【図９】ワイパーを備えた円型培養装置の正面図であ
る。
る。
【図１０】図９の平面図である。
１：光ファイバー、２：反応槽、３：攪拌機、４：攪拌
羽根、５：フレネルレンズ、６：ブロワー、７：送気
管、８：ガス返送管、９：ワイパー
羽根、５：フレネルレンズ、６：ブロワー、７：送気
管、８：ガス返送管、９：ワイパー
【手続補正書】
【提出日】平成３年９月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 光合成微生物培養装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光合成微生物培養装置
に係り、特に、光合成細菌及び／又は微細藻類などの所
謂光合成微生物による有機性廃水の処理装置、クリーン
エネルギーである水素〔Ｈ2 〕の生産装置、各種の有用
な物質を生産する装置及び／又は地球の温暖化の元凶で
ある大気中のＣＯ2 を固定化する装置として用いる光合
成微生物培養装置に関するものである。また、本発明
は、従来技術（装置）とは根本的、かつ本質的に発想の
次元を異にする新規な微細藻類の培養装置に関するもの
であり、同時に地球環境汚染の解消にも貢献する革新的
な培養技術（装置）を提供するものである。
に係り、特に、光合成細菌及び／又は微細藻類などの所
謂光合成微生物による有機性廃水の処理装置、クリーン
エネルギーである水素〔Ｈ2 〕の生産装置、各種の有用
な物質を生産する装置及び／又は地球の温暖化の元凶で
ある大気中のＣＯ2 を固定化する装置として用いる光合
成微生物培養装置に関するものである。また、本発明
は、従来技術（装置）とは根本的、かつ本質的に発想の
次元を異にする新規な微細藻類の培養装置に関するもの
であり、同時に地球環境汚染の解消にも貢献する革新的
な培養技術（装置）を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光合成微生物の培養を目的とした
培養装置は、そのほとんどがリアクターの外壁から棒状
の白色蛍光灯により光を槽内液に供給するか、あるいは
リアクター内部の中心に棒状白色蛍光灯を取りつけ、槽
内液に光を供給するタイプのものが主流となっていた。
しかしながら、最近では各種の技術が研究開発され、そ
の代表的な技術として、太陽光あるいは人工光を光ファ
イバーで伝送し、伝送された光をさらに特殊な面発光フ
ァイバー、または樹脂製の棒状ロッドに長さ方向に散乱
溝を設け、槽内に縦方向に、かつ線状に光を拡散して微
細藻類を培養する装置が開発されている。
培養装置は、そのほとんどがリアクターの外壁から棒状
の白色蛍光灯により光を槽内液に供給するか、あるいは
リアクター内部の中心に棒状白色蛍光灯を取りつけ、槽
内液に光を供給するタイプのものが主流となっていた。
しかしながら、最近では各種の技術が研究開発され、そ
の代表的な技術として、太陽光あるいは人工光を光ファ
イバーで伝送し、伝送された光をさらに特殊な面発光フ
ァイバー、または樹脂製の棒状ロッドに長さ方向に散乱
溝を設け、槽内に縦方向に、かつ線状に光を拡散して微
細藻類を培養する装置が開発されている。
【０００３】以上のように、現段階でも光合成微生物の
培養装置は存在するが、従来の培養装置には次に列挙す
るような技術点問題点があった。 （１）蛍光灯で光エネルギーを供給する培養装置は、供
給方式が槽外型、槽内型のいずれであっても伝送できる
光エネルギー量が小さく、光合成微生物の大量培養、濃
厚培養には不適格である。 （２）（１）の槽外型においてはリアクターの内壁に、
槽内型においては蛍光灯の表面に、光合成微生物が濃厚
に付着し、先の液側への拡散が阻害されるとともに、付
着した光合成微生物は強い光エネルギーにさらされて死
滅するかあるいは活性が著しく劣化する。 （３）槽内に光ファイバーで光エネルギーを伝送する方
式は、伝送光エネルギー量が蛍光灯方式よりも遙かに大
きいが、微細で多数の光ファイバーに光合成微生物が多
量、濃厚に付着し、経時的に光の拡散機能を喪失し、さ
らに光ファイバー相互に閉塞が起こり、槽内液の循環が
阻害される。
培養装置は存在するが、従来の培養装置には次に列挙す
るような技術点問題点があった。 （１）蛍光灯で光エネルギーを供給する培養装置は、供
給方式が槽外型、槽内型のいずれであっても伝送できる
光エネルギー量が小さく、光合成微生物の大量培養、濃
厚培養には不適格である。 （２）（１）の槽外型においてはリアクターの内壁に、
槽内型においては蛍光灯の表面に、光合成微生物が濃厚
に付着し、先の液側への拡散が阻害されるとともに、付
着した光合成微生物は強い光エネルギーにさらされて死
滅するかあるいは活性が著しく劣化する。 （３）槽内に光ファイバーで光エネルギーを伝送する方
式は、伝送光エネルギー量が蛍光灯方式よりも遙かに大
きいが、微細で多数の光ファイバーに光合成微生物が多
量、濃厚に付着し、経時的に光の拡散機能を喪失し、さ
らに光ファイバー相互に閉塞が起こり、槽内液の循環が
阻害される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上、詳述したよう
に、従来の光合成微生物の培養装置は実用上多くの技術
的問題点が残されている。即ち、蛍光灯方式は伝送でき
る光エネルギー量が小さく、また伝送エネルギー効率は
たかだか１０〜２０％でエネルギーを著しく消費する。
また、光ファイバー方式は、蛍光灯方式に対して伝送で
きる光エネルギー量は大きいが、微細な光ファイバーに
光合成微生物が濃厚に付着して、短期間の使用でも培養
装置として正常に機能しなくなり、運転管理も極めて煩
雑である。本発明者は、この従来の培養装置の宿命的な
欠陥を改善すべく、鋭意研究を続け、全く新規な発想に
よる革新的な光合成微生物の培養装置を提供し、構造的
に極めて簡単であるだけでなく、格段の大量培養が可能
であり、そのうえ省エネルギー的で運転操作も著しく容
易な新しい培養装置を提供することを目的とする。
に、従来の光合成微生物の培養装置は実用上多くの技術
的問題点が残されている。即ち、蛍光灯方式は伝送でき
る光エネルギー量が小さく、また伝送エネルギー効率は
たかだか１０〜２０％でエネルギーを著しく消費する。
また、光ファイバー方式は、蛍光灯方式に対して伝送で
きる光エネルギー量は大きいが、微細な光ファイバーに
光合成微生物が濃厚に付着して、短期間の使用でも培養
装置として正常に機能しなくなり、運転管理も極めて煩
雑である。本発明者は、この従来の培養装置の宿命的な
欠陥を改善すべく、鋭意研究を続け、全く新規な発想に
よる革新的な光合成微生物の培養装置を提供し、構造的
に極めて簡単であるだけでなく、格段の大量培養が可能
であり、そのうえ省エネルギー的で運転操作も著しく容
易な新しい培養装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光合成細菌、微細藻類などの光合成微
生物を培養する光合成微生物培養装置において、光の透
過が可能な素材によって構成された槽壁をもつ反応槽
と、太陽光及び／又は人工光を伝送させる光ファイバー
と該反応槽の槽壁に設けたフレネルレンズからなり、前
記光ファイバーからの光をフレネルレンズによって反応
槽の槽内液に拡散させるように構成したことを特徴とす
る光合成微生物培養装置としたものである。
に、本発明では、光合成細菌、微細藻類などの光合成微
生物を培養する光合成微生物培養装置において、光の透
過が可能な素材によって構成された槽壁をもつ反応槽
と、太陽光及び／又は人工光を伝送させる光ファイバー
と該反応槽の槽壁に設けたフレネルレンズからなり、前
記光ファイバーからの光をフレネルレンズによって反応
槽の槽内液に拡散させるように構成したことを特徴とす
る光合成微生物培養装置としたものである。
【０００６】前記培養装置において、反応槽には、槽内
液を均一に混合するための攪拌機と、槽内壁に付着する
菌体を剥離及び／又は付着を防止するために壁面に沿っ
て移動するためのワイパーを備えているのがよい。上記
のように、本発明は太陽光及び／又は人工光、例えば、
蛍光灯、ハロゲンランプ、メタルハライトランプ及びキ
セノンランプ等を、光ファイバーを伝送媒体として反応
槽の至近距離まで伝送し、伝送された太陽光、及び／又
は人工光をフレネルレンズに対して逆方向から照射し、
反応槽内に広範囲に、かつ強烈に発散させることを特徴
とする光合成微生物の培養装置である。
液を均一に混合するための攪拌機と、槽内壁に付着する
菌体を剥離及び／又は付着を防止するために壁面に沿っ
て移動するためのワイパーを備えているのがよい。上記
のように、本発明は太陽光及び／又は人工光、例えば、
蛍光灯、ハロゲンランプ、メタルハライトランプ及びキ
セノンランプ等を、光ファイバーを伝送媒体として反応
槽の至近距離まで伝送し、伝送された太陽光、及び／又
は人工光をフレネルレンズに対して逆方向から照射し、
反応槽内に広範囲に、かつ強烈に発散させることを特徴
とする光合成微生物の培養装置である。
【０００７】次に本発明を詳細に説明する。前記光合成
微生物培養装置において、反応槽の槽壁に接するかある
いは適当な距離をおいて、装着するフレネルレンズの設
置面積は槽壁の全面積あるいはその一部に相当し、フレ
ネルレンズの形状は、角型及び／又は円型のものが使用
できる。そして、反応槽の対向する槽壁に、部分的に装
着されたフレネルレンズは同形であり、必要に応じて相
互上下に同方向又は反対（逆）方向に移動できるように
構成するのがよい。また、本発明の培養装置において、
反応槽は角型又は円型（角柱型、又は円筒型）のものが
使用でき、槽内液と培養菌体を均一に混合する攪拌機を
設け、特に円型の反応槽においては、攪拌効果を助長す
るために、攪拌機を中心から偏差した位置に設けるのが
よい。また、前記培養装置の反応槽には槽内壁に付着す
る菌体を剥離及び／又は付着を防止するため、角型反応
槽においては各槽壁に壁面に沿って上下動するワイパー
を設けるのがよく、また、円型反応槽においては槽中心
に設けた攪拌機の軸と連動してまたは間歇的に回転する
ワイパーを設けることもできる。
微生物培養装置において、反応槽の槽壁に接するかある
いは適当な距離をおいて、装着するフレネルレンズの設
置面積は槽壁の全面積あるいはその一部に相当し、フレ
ネルレンズの形状は、角型及び／又は円型のものが使用
できる。そして、反応槽の対向する槽壁に、部分的に装
着されたフレネルレンズは同形であり、必要に応じて相
互上下に同方向又は反対（逆）方向に移動できるように
構成するのがよい。また、本発明の培養装置において、
反応槽は角型又は円型（角柱型、又は円筒型）のものが
使用でき、槽内液と培養菌体を均一に混合する攪拌機を
設け、特に円型の反応槽においては、攪拌効果を助長す
るために、攪拌機を中心から偏差した位置に設けるのが
よい。また、前記培養装置の反応槽には槽内壁に付着す
る菌体を剥離及び／又は付着を防止するため、角型反応
槽においては各槽壁に壁面に沿って上下動するワイパー
を設けるのがよく、また、円型反応槽においては槽中心
に設けた攪拌機の軸と連動してまたは間歇的に回転する
ワイパーを設けることもできる。
【０００８】
【作用】本発明の光合成微生物の培養装置は、太陽光及
び／又は人工光を光ファイバーを伝送媒体として反応槽
の外壁まで伝送し、これをフレネルレンズに逆方向から
光を導入することによって槽内液に対して光を広い範囲
で、かつ均一に発散することを最大の特長とした培養装
置である。従来の培養装置は、蛍光灯あるいは光ファイ
バーを槽内に設置して光を槽内液に分散させるものが主
流を占めているが、この種の装置では菌体付着の問題が
研究面及び／又は実用面で大きな障害となっている。
び／又は人工光を光ファイバーを伝送媒体として反応槽
の外壁まで伝送し、これをフレネルレンズに逆方向から
光を導入することによって槽内液に対して光を広い範囲
で、かつ均一に発散することを最大の特長とした培養装
置である。従来の培養装置は、蛍光灯あるいは光ファイ
バーを槽内に設置して光を槽内液に分散させるものが主
流を占めているが、この種の装置では菌体付着の問題が
研究面及び／又は実用面で大きな障害となっている。
【０００９】これに対して、本発明は、発光体を槽外に
設置し、槽内に菌体が付着する装置の存在を最小にして
この問題を回避するとともに、槽内壁に付着する菌体は
ワイパーによって物理的、機械的に剥離し、光合成微生
物培養装置の最大の問題点を完全に解決した新規な発想
による革新的な光合成微生物の培養装置である。特に、
大気中のＣＯ2 の固定化と、光合成によって創出された
有機物の再資源化に関しては、太陽光及び／又は人工光
を光ファイバーを介在せしめることによって効率よく伝
送し、さらにファイバーによって伝導された光を反応槽
外壁面からフレネルレンズによって槽内液に均等に、か
つ効果的に発散せしめ、高速、高効率に微細藻類を大量
培養する培養装置である。フレネルレンズは本来太陽光
を集光する目的で正の方向から光を導入するが、光を発
散する目的でこれを逆方向から使用する事例は全く見当
たらず、全く斬新な発想である。
設置し、槽内に菌体が付着する装置の存在を最小にして
この問題を回避するとともに、槽内壁に付着する菌体は
ワイパーによって物理的、機械的に剥離し、光合成微生
物培養装置の最大の問題点を完全に解決した新規な発想
による革新的な光合成微生物の培養装置である。特に、
大気中のＣＯ2 の固定化と、光合成によって創出された
有機物の再資源化に関しては、太陽光及び／又は人工光
を光ファイバーを介在せしめることによって効率よく伝
送し、さらにファイバーによって伝導された光を反応槽
外壁面からフレネルレンズによって槽内液に均等に、か
つ効果的に発散せしめ、高速、高効率に微細藻類を大量
培養する培養装置である。フレネルレンズは本来太陽光
を集光する目的で正の方向から光を導入するが、光を発
散する目的でこれを逆方向から使用する事例は全く見当
たらず、全く斬新な発想である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 実施例１ 図１〜図３は、角型の光合成微生物培養装置（以下、単
に培養装置という）に関する説明図である。図１はフレ
ネルレンズを反応槽の外壁面の全面に接触するように設
置した培養装置の正面図であり、図２は、フレネルレン
ズを反応槽の外壁面の一部に設置し移動可能とした培養
装置の正面図である。また、図３は、図１又は図２の平
面図である。上記図において、１は光ファイバー、２は
反応槽、３は攪拌機、４は攪拌羽根、５はフレネルレン
ズ、６はブロワー、７は送気管、８はガス返送管を示
す。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 実施例１ 図１〜図３は、角型の光合成微生物培養装置（以下、単
に培養装置という）に関する説明図である。図１はフレ
ネルレンズを反応槽の外壁面の全面に接触するように設
置した培養装置の正面図であり、図２は、フレネルレン
ズを反応槽の外壁面の一部に設置し移動可能とした培養
装置の正面図である。また、図３は、図１又は図２の平
面図である。上記図において、１は光ファイバー、２は
反応槽、３は攪拌機、４は攪拌羽根、５はフレネルレン
ズ、６はブロワー、７は送気管、８はガス返送管を示
す。
【００１１】次に上記図面の作用を説明すると、図１及
び図２において、光ファイバー１で伝送された太陽光及
び／又は人工光は、角型反応槽２の相対する外壁面に接
触して全面、あるいは部分的に設置してあるフレネルレ
ンズ５に導入され、反応槽２の内液に均等にかつ強烈に
拡散される。また槽内には菌体と基質及び送入された空
気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 を十分に攪拌混合
するために、攪拌機３と攪拌羽根４が設けられている。
送入される空気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 は、
ブロワー６によって反応槽２の底部から送気管７によっ
て内部に供給されるが、送入するガスがＣＯ2 富化空気
及び／又はＣＯ2 の場合には、ガス返送管８によってブ
ロワー６のサクション側に導入され、繰り返し光合成の
目的に使用するのが経済的である。
び図２において、光ファイバー１で伝送された太陽光及
び／又は人工光は、角型反応槽２の相対する外壁面に接
触して全面、あるいは部分的に設置してあるフレネルレ
ンズ５に導入され、反応槽２の内液に均等にかつ強烈に
拡散される。また槽内には菌体と基質及び送入された空
気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 を十分に攪拌混合
するために、攪拌機３と攪拌羽根４が設けられている。
送入される空気、ＣＯ2 富化空気及び／又はＣＯ2 は、
ブロワー６によって反応槽２の底部から送気管７によっ
て内部に供給されるが、送入するガスがＣＯ2 富化空気
及び／又はＣＯ2 の場合には、ガス返送管８によってブ
ロワー６のサクション側に導入され、繰り返し光合成の
目的に使用するのが経済的である。
【００１２】また、図２のように角型反応槽の外壁に部
分的に設置されるフレネルレンズ５の形状は、角型、円
型のいずれであっても槽内への光発散の効果がその形状
によって低減することはないし、さらに、フレネルレン
ズ５を外壁面に沿って移動可能に設けることもでき、部
分的にフレネルレンズを用いて反応槽全体に光を発散す
ることができる。なお、フレネルレンズは反応槽に接触
して設けなくてもよく、適当な距離をおいて設置しても
かまわない。
分的に設置されるフレネルレンズ５の形状は、角型、円
型のいずれであっても槽内への光発散の効果がその形状
によって低減することはないし、さらに、フレネルレン
ズ５を外壁面に沿って移動可能に設けることもでき、部
分的にフレネルレンズを用いて反応槽全体に光を発散す
ることができる。なお、フレネルレンズは反応槽に接触
して設けなくてもよく、適当な距離をおいて設置しても
かまわない。
【００１３】実施例２ 図４〜６は、図１〜３の角型の光合成微生物培養装置に
対して円型の光合成微生物培養装置の構造説明図であ
り、基本原理は角型培養装置と同じであり、また各符号
も同じ意味を示す。図４〜６を簡単に説明すると、円型
反応槽２に対して中心振り分けで相対する位置（対象位
置）に、図６の平面図に示してあるようにフレネルレン
ズを反応槽の横断面全面かあるいは部分的に設置し、光
ファイバー１によって伝送された太陽光、人工光を槽内
液に均等に発散する。横断面に対して、部分的なフレネ
ルレンズを使用する場合には、角型槽の場合と同様に角
型でも円型でも機能的に優劣はない。角型培養装置と円
型培養装置とが根本的に異なるのは、形状による槽内液
の攪拌効果である。
対して円型の光合成微生物培養装置の構造説明図であ
り、基本原理は角型培養装置と同じであり、また各符号
も同じ意味を示す。図４〜６を簡単に説明すると、円型
反応槽２に対して中心振り分けで相対する位置（対象位
置）に、図６の平面図に示してあるようにフレネルレン
ズを反応槽の横断面全面かあるいは部分的に設置し、光
ファイバー１によって伝送された太陽光、人工光を槽内
液に均等に発散する。横断面に対して、部分的なフレネ
ルレンズを使用する場合には、角型槽の場合と同様に角
型でも円型でも機能的に優劣はない。角型培養装置と円
型培養装置とが根本的に異なるのは、形状による槽内液
の攪拌効果である。
【００１４】角型槽では、槽の中心に攪拌機を設置すれ
ば、槽が角型であること自身バッフル効果があるが、円
型反応槽では攪拌機を槽の中心に設置すると、槽内液は
攪拌機３の回転によって槽内液がとも回りして攪拌効果
が著しく低減する。従って円型反応槽においては、図４
〜６の正面図、平面図に示したように、円型槽の中心位
置から半径方向に偏差した位置に攪拌機３を設置するの
がよく、これにより攪拌効果を格段に強化することがで
きる。
ば、槽が角型であること自身バッフル効果があるが、円
型反応槽では攪拌機を槽の中心に設置すると、槽内液は
攪拌機３の回転によって槽内液がとも回りして攪拌効果
が著しく低減する。従って円型反応槽においては、図４
〜６の正面図、平面図に示したように、円型槽の中心位
置から半径方向に偏差した位置に攪拌機３を設置するの
がよく、これにより攪拌効果を格段に強化することがで
きる。
【００１５】実施例３ 図７〜１０に槽内壁に付着する光合成微生物の剥離機構
および装置を示す。前記したように光合成微生物を培養
装置で培養するにあたって、精度の高い実験データの取
得及び運転管理で最も厄介な問題は、光合成微生物が増
殖の過程で反応槽の内部に設置してある装置及び内壁に
強固に付着することである。この宿命的な障害をできる
だけ排除するために、本発明は光ファイバーのような微
細な発光体を槽内部に挿入する方法を避け、フレネルレ
ンズを槽外に設置（反応槽に接着、固定しない可動式）
して光を槽内に発散する方法を提案しているが、それで
も槽内壁に菌体が付着することを回避することはできな
い。
および装置を示す。前記したように光合成微生物を培養
装置で培養するにあたって、精度の高い実験データの取
得及び運転管理で最も厄介な問題は、光合成微生物が増
殖の過程で反応槽の内部に設置してある装置及び内壁に
強固に付着することである。この宿命的な障害をできる
だけ排除するために、本発明は光ファイバーのような微
細な発光体を槽内部に挿入する方法を避け、フレネルレ
ンズを槽外に設置（反応槽に接着、固定しない可動式）
して光を槽内に発散する方法を提案しているが、それで
も槽内壁に菌体が付着することを回避することはできな
い。
【００１６】従って、本発明では、この種の問題も同時
に解決するために、図７に示したように、角型光バイオ
リアクターにおいては、各内壁面に沿って上下動可能な
ワイパー９を設け、また、図９に示すように、円型反応
槽においては、攪拌機３と同軸に、ある時間間隔で作動
する回転式ワイパー９を設けている。それによって、両
型式の反応槽とも菌体付着による各種の障害を解消する
ことに成功した。図８、図１０は、それぞれ図７、図９
の平面図である。
に解決するために、図７に示したように、角型光バイオ
リアクターにおいては、各内壁面に沿って上下動可能な
ワイパー９を設け、また、図９に示すように、円型反応
槽においては、攪拌機３と同軸に、ある時間間隔で作動
する回転式ワイパー９を設けている。それによって、両
型式の反応槽とも菌体付着による各種の障害を解消する
ことに成功した。図８、図１０は、それぞれ図７、図９
の平面図である。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、前記詳述した構成とし
たことにより、次のような作用効果を奏する。 （１）フレネルレンズを通常とは逆の方向から光が当た
るように、反応槽の外壁に設置し、光ファイバーによっ
て伝送された太陽光及び／又は人工光を槽内液に均等に
発散させるために、反応槽の内部構造が極めてシンプル
であり、菌体付着部分が少ない。 （２）蛍光灯による方式に対して極めて省エネルギー的
であるだけでな く、反応槽に大量の光エネルギーを
供給することができる。
たことにより、次のような作用効果を奏する。 （１）フレネルレンズを通常とは逆の方向から光が当た
るように、反応槽の外壁に設置し、光ファイバーによっ
て伝送された太陽光及び／又は人工光を槽内液に均等に
発散させるために、反応槽の内部構造が極めてシンプル
であり、菌体付着部分が少ない。 （２）蛍光灯による方式に対して極めて省エネルギー的
であるだけでな く、反応槽に大量の光エネルギーを
供給することができる。
【００１８】（３）円型反応槽に関しては、攪拌機の設
置場所を中心から扁心することによつて、攪拌機能を格
段に強化することができる。 （４）角型及び円型反応槽とも、内部に間歇的に作動す
るワイパーを設けることにより、槽内壁への光合成微生
物の付着を防止することができる。 今後の光合成微生物の培養装置は、フレネルレンズの機
能を効果的に利用した本発明の培養装置が次世化の主流
になるであろうことは疑う余地がない。
置場所を中心から扁心することによつて、攪拌機能を格
段に強化することができる。 （４）角型及び円型反応槽とも、内部に間歇的に作動す
るワイパーを設けることにより、槽内壁への光合成微生
物の付着を防止することができる。 今後の光合成微生物の培養装置は、フレネルレンズの機
能を効果的に利用した本発明の培養装置が次世化の主流
になるであろうことは疑う余地がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の角型培養装置の正面図である。
【図２】本発明の他の角型培養装置の正面図である。
【図３】図１及び図２の平面図である。
【図４】本発明の円型培養装置の正面図である。
【図５】本発明の他の円型培養装置の正面図である。
【図６】図４及び図５の平面図である。
【図７】ワイパーを備えた角型培養装置の正面図であ
る。
る。
【図８】図７の平面図である。
【図９】ワイパーを備えた円型培養装置の正面図であ
る。
る。
【図１０】図９の平面図である。
【符号の説明】 １：光ファイバー、２：反応槽、３：攪拌機、４：攪拌
羽根、５：フレネルレンズ、６：ブロワー、７：送気
管、８：ガス返送管、９：ワイパー ─────────────────────────────────────────────────────
羽根、５：フレネルレンズ、６：ブロワー、７：送気
管、８：ガス返送管、９：ワイパー ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
Claims (3)
- 【請求項１】 光合成細菌、微細藻類などの光合成微生
物を培養する光合成微生物培養装置において、光の透過
が可能な素材によって構成された槽壁をもつ反応槽と、
太陽光及び／又は人工光を伝送させる光ファイバーと該
反応槽の槽壁に設けたフレネルレンズからなり、前記光
ファイバーからの光をフレネルレンズによって反応槽の
槽内液に拡散させるように構成したことを特徴とする光
合成微生物培養装置。 - 【請求項２】 前記反応槽には、槽内液を均一に混合す
るための攪拌機が備えられていることを特徴とする請求
項１記載の光合成微生物培養装置。 - 【請求項３】 前記反応槽には、槽内壁に付着する菌体
を剥離及び／又は付着を防止するために壁面に沿って移
動するワイパーを備えていることを特徴とする請求項１
又は２記載の光合成微生物培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16527391A JPH05153957A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 光合成微生物培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16527391A JPH05153957A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 光合成微生物培養装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05153957A true JPH05153957A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=15809203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16527391A Pending JPH05153957A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 光合成微生物培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05153957A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999020738A1 (fr) * | 1997-10-17 | 1999-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Appareil de culture photosynthetique et groupe d'appareils de culture photosynthetique |
| DE102005062726A1 (de) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Mikrobiologisch-Analytisches Labor Gmbh | Bioreaktor mit Gaskreislauf |
| JP2012525842A (ja) * | 2009-05-06 | 2012-10-25 | バイオプロセス エイチツーオー・エルエルシー | 微生物を培養しガスを低減するためのシステム、器具および方法 |
| JP2013138676A (ja) * | 2008-10-24 | 2013-07-18 | Bioprocessh2O Llc | 微生物を培養しガスを軽減するためのシステム、装置、および方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52105277A (en) * | 1976-02-25 | 1977-09-03 | Nakajima Sakao | Photosynthesis method by utilizing photoconductor |
| JPS5917976A (ja) * | 1983-06-28 | 1984-01-30 | Takashi Mori | クロレラ培養装置 |
| JPS6423889A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Shunsuke Yamamoto | Method for cultivating phytoplankton and device therefor |
| JPH01211484A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-24 | Kokuritsu Kogai Kenkyusho | 無菌大量培養方法とその装置 |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP16527391A patent/JPH05153957A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52105277A (en) * | 1976-02-25 | 1977-09-03 | Nakajima Sakao | Photosynthesis method by utilizing photoconductor |
| JPS5917976A (ja) * | 1983-06-28 | 1984-01-30 | Takashi Mori | クロレラ培養装置 |
| JPS6423889A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Shunsuke Yamamoto | Method for cultivating phytoplankton and device therefor |
| JPH01211484A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-24 | Kokuritsu Kogai Kenkyusho | 無菌大量培養方法とその装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999020738A1 (fr) * | 1997-10-17 | 1999-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Appareil de culture photosynthetique et groupe d'appareils de culture photosynthetique |
| US6287852B1 (en) | 1997-10-17 | 2001-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photosynthetic culture apparatus and group of photosynthesis culture apparatuses |
| DE102005062726A1 (de) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Mikrobiologisch-Analytisches Labor Gmbh | Bioreaktor mit Gaskreislauf |
| JP2013138676A (ja) * | 2008-10-24 | 2013-07-18 | Bioprocessh2O Llc | 微生物を培養しガスを軽減するためのシステム、装置、および方法 |
| JP2012525842A (ja) * | 2009-05-06 | 2012-10-25 | バイオプロセス エイチツーオー・エルエルシー | 微生物を培養しガスを低減するためのシステム、器具および方法 |
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