JPH05284962A - 微細藻類の培養方法 - Google Patents
微細藻類の培養方法Info
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- JPH05284962A JPH05284962A JP4086980A JP8698092A JPH05284962A JP H05284962 A JPH05284962 A JP H05284962A JP 4086980 A JP4086980 A JP 4086980A JP 8698092 A JP8698092 A JP 8698092A JP H05284962 A JPH05284962 A JP H05284962A
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- microalgae
- seawater
- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細藻類の大量培養方法に関する。
【構成】第１の海水使用微細藻類培養槽において、培
養液のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2 ガスを
制御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養し、一
定濃度にまで微細藻類が増殖した後、該微細藻類を第２
の海水使用微細藻類培養槽に供給し、該第２の培養槽の
培養液のｐＨが８．５〜９．５になるように炭酸アルカ
リを制御しつゝ添加して光照射の下で微細藻類を更に培
養する微細藻類の培養方法。海水使用微細藻類培養槽
において、培養液のｐＨが６．５〜８．５になるように
ＣＯ2 ガスを制御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類
を培養し、一定濃度にまで微細藻類が増殖した後、ＣＯ
2 ガスの吹込みをやめ、培養液のｐＨが８．５〜９．５
になるように炭酸アルカリを制御しつゝ添加して光照射
の下で微細藻類を更に培養する微細藻類の培養方法。
養液のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2 ガスを
制御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養し、一
定濃度にまで微細藻類が増殖した後、該微細藻類を第２
の海水使用微細藻類培養槽に供給し、該第２の培養槽の
培養液のｐＨが８．５〜９．５になるように炭酸アルカ
リを制御しつゝ添加して光照射の下で微細藻類を更に培
養する微細藻類の培養方法。海水使用微細藻類培養槽
において、培養液のｐＨが６．５〜８．５になるように
ＣＯ2 ガスを制御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類
を培養し、一定濃度にまで微細藻類が増殖した後、ＣＯ
2 ガスの吹込みをやめ、培養液のｐＨが８．５〜９．５
になるように炭酸アルカリを制御しつゝ添加して光照射
の下で微細藻類を更に培養する微細藻類の培養方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は微細藻類の大量培養方法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】化石燃料などの燃焼によって大気中へ放
出する炭酸ガス（ＣＯ2 ）の量が経年増加し、地球の温
暖化（ＣＯ2 ガスによる温室効果）の進行が懸念されて
おり、その対応策が急がれている。現在、燃焼排ガスの
ＣＯ2 を分離回収する方法として、分離膜方法や化学吸
収及び吸着方法などがある。
出する炭酸ガス（ＣＯ2 ）の量が経年増加し、地球の温
暖化（ＣＯ2 ガスによる温室効果）の進行が懸念されて
おり、その対応策が急がれている。現在、燃焼排ガスの
ＣＯ2 を分離回収する方法として、分離膜方法や化学吸
収及び吸着方法などがある。
【０００３】一方、微細藻（大きさ１０〜５０μ程度）
はＨ2 Ｏと空気と太陽エネルギを得て藻体を生合成し
（光合成反応と呼ばれる）これが分裂しながら増えて行
くものであるが、蛋白質，脂質，糖分などを含むため、
スピルリナ（らん藻），クロレラ（緑藻）に代表される
ような補助栄養食品あるいは魚類の餌料として実用、商
品化されている。
はＨ2 Ｏと空気と太陽エネルギを得て藻体を生合成し
（光合成反応と呼ばれる）これが分裂しながら増えて行
くものであるが、蛋白質，脂質，糖分などを含むため、
スピルリナ（らん藻），クロレラ（緑藻）に代表される
ような補助栄養食品あるいは魚類の餌料として実用、商
品化されている。
【０００４】図４に、これらの目的に実用化されている
従来技術に係わる微細藻培養装置を示す。この装置は深
さ２０〜４０cm程度の浅い池である培養槽１の中で、微
細藻２を培養増殖させるが、培養槽１の中には淡水と栄
養源（窒素，リンなどの塩類）を導入し水表面から太陽
光が照射する構造である。培養液の攪拌混合および空気
を溶解させるため攪拌装置（パドルフィール）３または
散気装置４を使用し、なお光合成に必要なＣＯ2 ガスは
空気中に含まれるＣＯ2 （濃度：約０．０３％）を利用
している。
従来技術に係わる微細藻培養装置を示す。この装置は深
さ２０〜４０cm程度の浅い池である培養槽１の中で、微
細藻２を培養増殖させるが、培養槽１の中には淡水と栄
養源（窒素，リンなどの塩類）を導入し水表面から太陽
光が照射する構造である。培養液の攪拌混合および空気
を溶解させるため攪拌装置（パドルフィール）３または
散気装置４を使用し、なお光合成に必要なＣＯ2 ガスは
空気中に含まれるＣＯ2 （濃度：約０．０３％）を利用
している。
【０００５】生産された藻体はスラリ引抜管５（微細藻
濃度：５００〜２０００ppm 程度）からスラリポンプ６
で凝集槽１０に導き、ここで凝集剤（無機剤および高分
子剤）を注入し、攪拌機１３で混合し、凝集微細藻１５
を生成させたのち、引抜管１１、ポンプ１２を経て沈殿
槽７に導き、ここで濃縮した微細藻を排出管８から取出
して生産物として回収され、一方上澄水は排水管９から
除去するようになっている。
濃度：５００〜２０００ppm 程度）からスラリポンプ６
で凝集槽１０に導き、ここで凝集剤（無機剤および高分
子剤）を注入し、攪拌機１３で混合し、凝集微細藻１５
を生成させたのち、引抜管１１、ポンプ１２を経て沈殿
槽７に導き、ここで濃縮した微細藻を排出管８から取出
して生産物として回収され、一方上澄水は排水管９から
除去するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は光合成反応
により微細藻を増殖させるものであるが、排ガスなどの
濃度の高い（例えば５〜１５％）ＣＯ2 を吹込むことは
できないし、またその必要性がない。また増殖した微細
藻類を生産物として回収する工程において凝集剤を使用
することに起因して、生産物に凝集剤の毒性，難分解性
が付着するという問題がある。
により微細藻を増殖させるものであるが、排ガスなどの
濃度の高い（例えば５〜１５％）ＣＯ2 を吹込むことは
できないし、またその必要性がない。また増殖した微細
藻類を生産物として回収する工程において凝集剤を使用
することに起因して、生産物に凝集剤の毒性，難分解性
が付着するという問題がある。
【０００７】本発明は上記技術水準に鑑み、積極的に燃
焼排ガス中のＣＯ2 を微細藻類の生合成に利用すると共
に、増殖して回収される微細藻類に凝集剤に起因する有
害物質が存在しないようにできる微細藻類の大量培養方
法を提供しようとするものである。
焼排ガス中のＣＯ2 を微細藻類の生合成に利用すると共
に、増殖して回収される微細藻類に凝集剤に起因する有
害物質が存在しないようにできる微細藻類の大量培養方
法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は （１）第１の海水使用微細藻類培養槽において、培養液
のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2 ガスを制御
しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養し、一定濃
度にまで微細藻類が増殖した後、該微細藻類を第２の海
水使用微細藻類培養槽に供給し、該第２の培養槽の培養
液のｐＨが８．５〜９．５になるようにＮａ2 ＣＯ3 を
制御しつゝ添加して光照射の下で微細藻類を更に培養す
ることを特徴とする微細藻類の培養方法。
のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2 ガスを制御
しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養し、一定濃
度にまで微細藻類が増殖した後、該微細藻類を第２の海
水使用微細藻類培養槽に供給し、該第２の培養槽の培養
液のｐＨが８．５〜９．５になるようにＮａ2 ＣＯ3 を
制御しつゝ添加して光照射の下で微細藻類を更に培養す
ることを特徴とする微細藻類の培養方法。
【０００９】（２）海水使用微細藻類培養槽において、
培養液のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2 ガス
を制御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養し、
一定濃度にまで微細藻類が増殖した後、ＣＯ2 ガスの吹
込みをやめ、培養液のｐＨが８．５〜９．５になるよう
にＮａ2 ＣＯ3 を制御しつゝ添加して光照射の下で微細
藻類を更に培養することを特徴とする微細藻類の培養方
法。である。
培養液のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2 ガス
を制御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養し、
一定濃度にまで微細藻類が増殖した後、ＣＯ2 ガスの吹
込みをやめ、培養液のｐＨが８．５〜９．５になるよう
にＮａ2 ＣＯ3 を制御しつゝ添加して光照射の下で微細
藻類を更に培養することを特徴とする微細藻類の培養方
法。である。
【００１０】
【作用】（１）ｐＨを６．５〜８．５に制御することの
作用 ＣＯ2 ガスを海水に注入するとＣＯ2 ガスは次のように
溶解し、解離してｐＨが低下する。 ＣＯ2 ＋ Ｈ2 Ｏ ＝ Ｈ2 ＣＯ3 （平衡反応） Ｈ2 ＣＯ3 ＝ Ｈ+ ＋ ＨＣＯ3 - （平衡反応） 微細藻はＨＣＯ3 - を炭素源として光合成に利用し、こ
れが消費されるとｐＨが徐々に上昇するが常にＨＣＯ3
- が所定量存在する条件にするために、ＣＯ2 を吹込み
ながらいく分酸性側の条件に維持する。ｐＨ値が６．５
以下になると微細藻がダメージを受け増殖阻害がおこる
のでｐＨ下限界の設定が必要となる。
作用 ＣＯ2 ガスを海水に注入するとＣＯ2 ガスは次のように
溶解し、解離してｐＨが低下する。 ＣＯ2 ＋ Ｈ2 Ｏ ＝ Ｈ2 ＣＯ3 （平衡反応） Ｈ2 ＣＯ3 ＝ Ｈ+ ＋ ＨＣＯ3 - （平衡反応） 微細藻はＨＣＯ3 - を炭素源として光合成に利用し、こ
れが消費されるとｐＨが徐々に上昇するが常にＨＣＯ3
- が所定量存在する条件にするために、ＣＯ2 を吹込み
ながらいく分酸性側の条件に維持する。ｐＨ値が６．５
以下になると微細藻がダメージを受け増殖阻害がおこる
のでｐＨ下限界の設定が必要となる。
【００１１】（２）アルカリ剤として炭酸アルカリを使
用する作用 光合成反応槽のＣＯ2 供給を停止し、Ｎａ2 ＣＯ3 を添
加すると、これが解離して生じるＨＣＯ3 - 及びＣＯ3
= を炭素源として光合成に利用して藻体が増殖する。同
時にＨＣＯ3 - 及びＣＯ3 = が消費されると、それらは
ＮａＯＨとなり、これはアルカリであるがために培養液
のｐＨは上昇する。ｐＨ値が８．５〜９．５に上昇すれ
ば海水中に含まれるＭｇイオンが水酸化物Ｍｇ（ＯＨ）
2 となり固体（微細なフロック状）として海水中から析
出する。このＭｇ（ＯＨ）2 のフロックは表面エネルギ
が高く、凝集剤としての作用があり、培養槽内に存在す
る微細藻と接触し、凝集作用を発揮して凝集した微細藻
を形成させることとなる。Ｍｇ（ＯＨ）2 のフロック形
成はその溶解度積ＫSP＝１．８×１０-11 であるからｐ
Ｈ＝８．７近傍で起こることとなる。従ってｐＨを８．
５〜９．５の範囲に制御することにより上記作用に従っ
て凝集して分離・沈降し易い微細藻が得られ、外部から
何んら凝集剤を添加しないので回収された微細藻に有害
物質が混入することはない。
用する作用 光合成反応槽のＣＯ2 供給を停止し、Ｎａ2 ＣＯ3 を添
加すると、これが解離して生じるＨＣＯ3 - 及びＣＯ3
= を炭素源として光合成に利用して藻体が増殖する。同
時にＨＣＯ3 - 及びＣＯ3 = が消費されると、それらは
ＮａＯＨとなり、これはアルカリであるがために培養液
のｐＨは上昇する。ｐＨ値が８．５〜９．５に上昇すれ
ば海水中に含まれるＭｇイオンが水酸化物Ｍｇ（ＯＨ）
2 となり固体（微細なフロック状）として海水中から析
出する。このＭｇ（ＯＨ）2 のフロックは表面エネルギ
が高く、凝集剤としての作用があり、培養槽内に存在す
る微細藻と接触し、凝集作用を発揮して凝集した微細藻
を形成させることとなる。Ｍｇ（ＯＨ）2 のフロック形
成はその溶解度積ＫSP＝１．８×１０-11 であるからｐ
Ｈ＝８．７近傍で起こることとなる。従ってｐＨを８．
５〜９．５の範囲に制御することにより上記作用に従っ
て凝集して分離・沈降し易い微細藻が得られ、外部から
何んら凝集剤を添加しないので回収された微細藻に有害
物質が混入することはない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１によって説明
する。第１培養槽１００内に海水と栄養源を注入し、表
面より太陽光が照射するようにして微細藻２を培養す
る。このとき５〜１０％（ｖ／ｖ）濃度のＣＯ2 ガスを
散気装置４から吹込み、攪拌装置３によってＣＯ2 溶解
と水流発生による混合を行わせる。スラリ引抜管５に設
置したｐＨ検出器２１とコントローラ２２により流量調
節弁２４の開度調節を行ってＣＯ2 ガスの吹込み量を制
御する。
する。第１培養槽１００内に海水と栄養源を注入し、表
面より太陽光が照射するようにして微細藻２を培養す
る。このとき５〜１０％（ｖ／ｖ）濃度のＣＯ2 ガスを
散気装置４から吹込み、攪拌装置３によってＣＯ2 溶解
と水流発生による混合を行わせる。スラリ引抜管５に設
置したｐＨ検出器２１とコントローラ２２により流量調
節弁２４の開度調節を行ってＣＯ2 ガスの吹込み量を制
御する。
【００１３】次に、微細藻スラリを第２培養槽１０１に
移送してさらに増殖させるが、この槽１０１ではＣＯ2
供給を停止しＮａ2 ＣＯ3 を注入する。このＮａ2 ＣＯ
3 から由来するＨＣＯ3 - 及びＣＯ3 = を利用し太陽光
照射のもとで光合成を行わせるが、Ｎａ2 ＣＯ3 の注入
量はｐＨ検出器３１とコントローラ３２を介して流量調
節弁３４で制御する。第２培養槽１０１ではＭｇ（Ｏ
Ｈ）2 フロックにより凝集した凝集微細藻１５が得られ
る。これをポンプ１２により沈殿槽７に移送し、排出管
８より生産物として回収し、上澄液は排水管９により除
去する。
移送してさらに増殖させるが、この槽１０１ではＣＯ2
供給を停止しＮａ2 ＣＯ3 を注入する。このＮａ2 ＣＯ
3 から由来するＨＣＯ3 - 及びＣＯ3 = を利用し太陽光
照射のもとで光合成を行わせるが、Ｎａ2 ＣＯ3 の注入
量はｐＨ検出器３１とコントローラ３２を介して流量調
節弁３４で制御する。第２培養槽１０１ではＭｇ（Ｏ
Ｈ）2 フロックにより凝集した凝集微細藻１５が得られ
る。これをポンプ１２により沈殿槽７に移送し、排出管
８より生産物として回収し、上澄液は排水管９により除
去する。
【００１４】図２に、培養槽（縦１mm×横２ｍ，水深：
０．２ｍ）にｐＨ検出制御により調節弁の開閉制御を行
ってＣＯ2 ガスの吹き込み量を制御した場合の培養液の
ｐＨ挙動変化状況の例を示す。図２より、１０％濃度の
ＣＯ2 （流量２リットル／min.）を連続的に吹き込んだ
場合は、培養液のｐＨは６．５以下に低下し、藻類がダ
メージを受ける可能性があるが、調節弁の作動の繰返し
によりｐＨ６．５〜８．５の範囲が保たれ、藻類増殖阻
害の防止が図れる。
０．２ｍ）にｐＨ検出制御により調節弁の開閉制御を行
ってＣＯ2 ガスの吹き込み量を制御した場合の培養液の
ｐＨ挙動変化状況の例を示す。図２より、１０％濃度の
ＣＯ2 （流量２リットル／min.）を連続的に吹き込んだ
場合は、培養液のｐＨは６．５以下に低下し、藻類がダ
メージを受ける可能性があるが、調節弁の作動の繰返し
によりｐＨ６．５〜８．５の範囲が保たれ、藻類増殖阻
害の防止が図れる。
【００１５】また、図３に、培養槽（縦１２cm×横５cm
×高さ１７cm）に、ＣＯ2 ガス吹き込みによる培養と、
空気吹き込みにより、海産クロレラを温度２５℃，照度
１２，０００lux の条件下で培養した場合の藻体増殖速
度を比較した実験例を示す。図３より、１１％ＣＯ2 ガ
スの吹き込みによる培養の方が数倍も藻体濃度の増加は
速く、ＣＯ2 ガス吹き込みの効果は明らかである。
×高さ１７cm）に、ＣＯ2 ガス吹き込みによる培養と、
空気吹き込みにより、海産クロレラを温度２５℃，照度
１２，０００lux の条件下で培養した場合の藻体増殖速
度を比較した実験例を示す。図３より、１１％ＣＯ2 ガ
スの吹き込みによる培養の方が数倍も藻体濃度の増加は
速く、ＣＯ2 ガス吹き込みの効果は明らかである。
【００１６】
【発明の効果】本発明によると、下記の効果が奏され
る。 （１）ｐＨを６．５〜８．５に制御した培養槽ではＣＯ
2 ガスを効率的に吹込むことができ、大量吹込みによる
未利用吹抜けあるいはｐＨ低下による微細藻の増殖阻害
が防止できる。 （２）Ｎａ2 ＣＯ3 注入によるｐＨ制御（ｐＨ＝８．５
〜９．５）を行えば、海水成分のＭｇ（ＯＨ）2 が析出
し凝集剤として有効に働くため回収工程が容易でまたコ
ンパクトとなる。 （３）Ｍｇ（ＯＨ）2 は無害であり微細藻生産物の毒性
や難分解性などの弊害はない。 （４）以上の結果、地域温暖化の原因ともなっているＣ
Ｏ2 ガスの処理と、補助栄養食品あるいは魚類の餌料と
して有用な微細藻類の生産を可能にする。
る。 （１）ｐＨを６．５〜８．５に制御した培養槽ではＣＯ
2 ガスを効率的に吹込むことができ、大量吹込みによる
未利用吹抜けあるいはｐＨ低下による微細藻の増殖阻害
が防止できる。 （２）Ｎａ2 ＣＯ3 注入によるｐＨ制御（ｐＨ＝８．５
〜９．５）を行えば、海水成分のＭｇ（ＯＨ）2 が析出
し凝集剤として有効に働くため回収工程が容易でまたコ
ンパクトとなる。 （３）Ｍｇ（ＯＨ）2 は無害であり微細藻生産物の毒性
や難分解性などの弊害はない。 （４）以上の結果、地域温暖化の原因ともなっているＣ
Ｏ2 ガスの処理と、補助栄養食品あるいは魚類の餌料と
して有用な微細藻類の生産を可能にする。
【図１】本発明の一実施例の説明図
【図２】本発明の一実施例のＣＯ2 ガス注入と培養液の
ｐＨとの関係を示す図表
ｐＨとの関係を示す図表
【図３】本発明の一実施例の藻体増殖速度に及ぼすＣＯ
2 ガスの注入効果を示す図表
2 ガスの注入効果を示す図表
【図４】従来の微細藻類培養方法の一態様の説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩地 則夫 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 根来 正明 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の海水使用微細藻類培養槽におい
て、培養液のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2
ガスを制御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養
し、一定濃度にまで微細藻類が増殖した後、該微細藻類
を第２の海水使用微細藻類培養槽に供給し、該第２の培
養槽の培養液のｐＨが８．５〜９．５になるようにＮａ
2 ＣＯ3 を制御しつゝ添加して光照射の下で微細藻類を
更に培養することを特徴とする微細藻類の培養方法。 - 【請求項２】 海水使用微細藻類培養槽において、培養
液のｐＨが６．５〜８．５になるようにＣＯ2 ガスを制
御しつゝ吹込んで光照射の下で微細藻類を培養し、一定
濃度にまで微細藻類が増殖した後、ＣＯ2 ガスの吹込み
をやめ、培養液のｐＨが８．５〜９．５になるようにＮ
ａ2 ＣＯ3 を制御しつゝ添加して光照射の下で微細藻類
を更に培養することを特徴とする微細藻類の培養方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4086980A JPH05284962A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 微細藻類の培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4086980A JPH05284962A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 微細藻類の培養方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284962A true JPH05284962A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=13902025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4086980A Withdrawn JPH05284962A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 微細藻類の培養方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05284962A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9790461B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-10-17 | Denso Corporation | Culture method and culture system for microalgae |
| JP2020110086A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 三菱重工機械システム株式会社 | 藻類培養システム |
| JP2021528082A (ja) * | 2018-06-21 | 2021-10-21 | アルジー・イノベイション・ネザーランズ・ベスローテン・フェンノートシャップＡｌｇａｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ Ｂ．Ｖ． | 植物の成長を改善するための緑色微細藻類の使用 |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP4086980A patent/JPH05284962A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9790461B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-10-17 | Denso Corporation | Culture method and culture system for microalgae |
| JP2021528082A (ja) * | 2018-06-21 | 2021-10-21 | アルジー・イノベイション・ネザーランズ・ベスローテン・フェンノートシャップＡｌｇａｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ Ｂ．Ｖ． | 植物の成長を改善するための緑色微細藻類の使用 |
| US11771028B2 (en) | 2018-06-21 | 2023-10-03 | Algae Innovations Netherlands B.V. | Use of green microalgae to improve plant growth |
| JP2020110086A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 三菱重工機械システム株式会社 | 藻類培養システム |
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