JPH0646826A - 生物培養装置 - Google Patents

生物培養装置

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JPH0646826A
JPH0646826A JP20212992A JP20212992A JPH0646826A JP H0646826 A JPH0646826 A JP H0646826A JP 20212992 A JP20212992 A JP 20212992A JP 20212992 A JP20212992 A JP 20212992A JP H0646826 A JPH0646826 A JP H0646826A
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JP
Japan
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light
culture tank
cable
culture
optical transmission
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Withdrawn
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JP20212992A
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English (en)
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Haruhiko Yokoi
春比古 横井
Yoichiro Sakamoto
庸一郎 坂本
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0646826A publication Critical patent/JPH0646826A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M31/00Means for providing, directing, scattering or concentrating light
    • C12M31/08Means for providing, directing, scattering or concentrating light by conducting or reflecting elements located inside the reactor or in its structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02Photobioreactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光合成生物を培養するために必要な光を培養
装置に直接効率良く、しかも簡単に供給することがで
き、光の照射位置を培養槽の任意の位置に調整すること
が可能な、大量培養に適した光合成生物の培養装置を提
供する。 【構成】 培養槽4に、光伝送ケーブル3を受け入れる
ための透明発光管6が単数又は複数固定して配置されて
いる。この透明発光管6の内部に、外部からの光を伝送
して供給するための光伝送ケーブル3が出入り自在に挿
入されている。この光伝送ケーブル3には、先端が等し
い一本又は複数本のケーブル、長さの異なる複数本の束
のケーブル、先端に向かって細く階段状に切りそろえら
れた一本のケーブル、先端に向かって細くらせん状に切
られた一本のケーブルが使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光合成細菌、藻類、植
物細胞等の光合成生物の培養装置に関し、特に、該光合
成生物を人工光源光や太陽光を照射して培養槽内で培養
する場合に、光を培養槽内に均一に効率よく照射するこ
とができる光合成生物の培養装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光合成生物の培養による有用物質の生産
は古くから行われている。光合成生物の培養法として
は、先ず太陽光の照射のもとで、屋外でオープンプール
方式で培養するものが既に知られている。この場合に太
陽光は水深10cm以内しか到達することができないた
め、水深を深くとることができず、結果的に光照射率を
上げるためには広大な敷地面積が必要となる。さらに、
この方式では外部からの雑菌混入が避けられず、光合成
生物を純粋に培養できないという重大な欠点がある。
【0003】このオープンプール方式を改良したものと
して、光合成生物及び培養液を収容した培養槽内に光を
照射して、光合成生物を無菌的に培養する手段が採られ
ている。この培養槽には、古くからガラス等の透明材質
からなる培養槽壁外部から光を照射する方式が知られて
いる。この方法においては、光は培養槽内の外壁に近い
部分が最も光強度が高く、培養槽中心部に向かうにした
がって低下することとなり極端に不均一な光強度分布が
生じる。しかも、光合成生物の培養過程において生物濃
度が増加すると、入射光の吸収、散乱等により光が外壁
から数cm以内までしか到達することができず、特に培
養槽内部では極端に光強度が低下し、効率よく光を供給
できなくなるという欠点がある。また、外壁の外側から
光を照射すると、一部は外壁表面で反射するため、光を
有効に利用することができないという欠点がある。例え
ば、特開昭50−157581号公報に開示されるよう
にガラス等の材質を外壁に用いた場合には、構造強度上
の面から、培養槽の大型化は極めて困難である。
【0004】このような欠点を改良したものとして、以
下のような培養技術がある。例えば、特開昭51−10
089号公報に開示されるように、光の照射率を向上さ
せるために、直径が数cm以内の透明材質(ガラス等)
でできた長い円管を、並列状あるいはスパイラル状等に
成形して、光を照射する培養装置が知られている。
【0005】また、例えば、特開昭50−142778
号公報に示されるものは、透明発光管を培養槽内に浸漬
して培養槽内部に光を供給している。また、例えば、特
開昭57−102181号公報に示されるものは、培養
槽に浸漬されたガラスロッド又はガラスプレート等の光
分散器に、光ファイバーを接続し、太陽光を培養液の内
部へ拡散している。
【0006】また、例えば、特開昭61−139382
号公報に示されるものは、培養槽内に設置した透明発光
管に可視光線を光ファイバーで導き、培養槽内を照射し
ている。また、例えば、特開昭58−98081号公報
には、クラッド層を取り除いてコア層をむき出しにし、
そのコア層の表面に光散乱体を配した光導体ケーブルを
透明の密封容器に密封した光ラジエータを培養槽内に配
設することが示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭51−10089号公報に記載の培養装置は、光を
有効に照射するために受光面積を必要とし、特に培養槽
の実容積を大きくする場合には、円管をかなり長くしな
ければならないし、受光面積も広大となる。さらに、透
明材質の円管の強度及び構造上の問題から大量培養用の
大型装置化は困難である。
【0008】上記特開昭50−142778号公報に記
載の培養装置は、透明発光管が特殊な内管及び外管の組
み合わせで、間歇光を発するためのもので、その構造が
複雑である。上記特開昭57−102181号公報及び
特開昭61−139382号公報に示される培養装置
は、光ファイバーが光分散器又は透明発光管に結合され
ているために、光ファイバーを自由に取り替えるという
ことが困難である。また、培養槽内の任意の位置で光の
強度を自由に調節することができない。
【0009】上記特開昭58−98081号公報に示さ
れる培養装置は、密封容器に密封されているために、光
ケーブルを培養槽に挿入、排出するときには、密封容器
に接続されたまま行わなければならずその取扱が面倒で
ある。また、培養槽内の任意の位置で光の強度を自由に
調節することが困難である。そこで本発明は、光合成生
物を培養するために必要な光を、培養槽内に直接に効率
よく、しかも簡単に供給することを可能とし、光の照射
位置を培養槽の任意の位置に調整することができ、大量
培養に適した光合成生物の培養装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、培養槽内に透明材質でできた透明発光管
が単数あるいは複数本配置され、該透明発光管の実質的
な内部に、任意の位置で少なくとも部分的に出射端面が
形成されている光伝送ケーブルの一本又は複数本が出入
り自在に挿入されていることを特徴とする生物培養装置
とするものである。
【0011】前記光伝送ケーブルは、先端が等しい一本
又は複数本のケーブル、長さの異なる複数本が一つの束
になったケーブル、先端に向かって細く階段状に切り揃
えられた一本のケーブル、及び先端に向かって細くらせ
ん状に切られた一本のケーブルから選ばれる。
【0012】
【作用】本発明による光合成生物の培養装置において
は、人工光源光や太陽光の外部からの光を光伝送ケーブ
ルで伝送し、培養槽内部に取り付けたガラス等の耐熱性
透明材質でできた単数または複数本の円管等の透明発光
管の内部に、光伝送ケーブルを後から単に挿入するだけ
で、伝送光を培養槽内部に直接供給して照射することが
でき、最適培養条件下で光合成生物を培養することがで
きる。また、本発明の光伝送ケーブルは、透明発光管内
の任意の位置で少なくとも部分的に出射端面が形成され
ているので、発光条件を光伝送ケーブルの任意の位置で
調整することができる。
【0013】
【実施例1】図1は、本実施例1の生物培養装置の全体
を示す一部断面図、図2は図1のA−A線断面図であ
る。生物培養装置は、所定容量の反応器本体つまり培養
槽4と、人工光源1及び太陽光集光器2と、該人工光源
1及び/又は太陽光集光器2からの光を培養槽4内に伝
送する光伝送ケーブル3と、培養槽4内に浸漬され光伝
送ケーブル3を内部に受入れる透明発光管6と、培養槽
4内を攪拌するための攪拌翼11と、該攪拌翼11を回
転させる攪拌モータ5とを有する。光伝送ケーブル3
は、例えばガラスファイバーやプラスチックファイバー
等の光ファイバー等で構成されている。その光伝送ケー
ブル3は、透明発光管6内の任意の位置で出射端面が形
成されている。
【0014】透明発光管6は、ガラスやプラスチック等
の耐熱性透明材質で形成されており、前記出射端面が形
成された光伝送ケーブル3が挿入されている。透明発光
管6は、1本又は複数本が培養槽4の中に固定して配置
されている。この透明発光管6には、光伝送ケーブル3
が出入り自在に挿入されているので、プラスチック等の
耐熱性に問題がある光伝送ケーブル3を使用する場合に
は、培地の殺菌時に光伝送ケーブル3を除去して殺菌を
することができる。
【0015】図2中の透明発光管6の本数、半径方向で
の取り付け位置は、培養する生物の生育に適正な光環境
が得られるように設定される。更に、透明発光管6の培
養槽4での深さ方向での位置は、自由に上下にスライド
でき、培養する生物の生育に適正な光環境が得られるよ
うになっている。培養槽4の底部には、ガススパージャ
ー10が配置され、このガススパージャー10に炭酸ガ
スや空気が供給可能になるように、ガス入口管7、除菌
フィルター8及び入口バルブ9が配置されている。
【0016】培養槽4の上部には発生したガスを排出す
るためのガス出口管14が設けられており、そのガス出
口管14には、除菌フィルター12及び出口バルブ13
が設けられている。図3〜図6は、透明発光管6に挿入
する光伝送ケーブル3の出射端面の形成状態の例を示し
たものである。
【0017】図3は、先端が切りそろえられた一本の光
伝送ケーブル16を透明発光管6に挿入したもので、こ
の場合には光伝送ケーブル16で伝送された光が透明発
光管6の先端から出射されるため、培養槽内でスポット
的に強い光を集中して照射することができる。図4は、
先端部分で長さの異なる複数本の光伝送ケーブル17を
透明発光管6に挿入したもので、各光伝送ケーブル17
の出射端面から光が照射されるため、図3のようにスポ
ット的な光ではなく、透明発光管6の垂直方向において
光が分散されて照射される。このために、透明発光管6
の全体が均一に光り、光を培養槽の上下方向で均一に照
射することができる。
【0018】図5は、出射端面が階段状になるように適
当な間隔で切った一本の光伝送ケーブル18を透明発光
管6に挿入したものである。この場合にも、図4と同じ
ように透明発光管6の垂直方向において光が均一に分散
されるため、光を培養槽の上下方向で均一に照射するこ
とができる。図6は、出射端面がらせん状になるように
適当な間隔で切った一本の光伝送ケーブル19を透明発
光管6に挿入したものである。この場合にも、図4と同
じように透明発光管6の垂直方向において光が均一に分
散されるため、光を培養槽の上下方向で均一に照射でき
る。
【0019】培養槽内に挿入する透明発光管6は、培養
槽4で培養する光合成生物の最適な光環境に応じて、図
3〜図6の光伝送ケーブル16〜19を、それぞれ単独
または各種組み合わせて使用できる。なお、透明発光管
6は、図のように円筒管状に限られるものではなく、直
方体等の形状でも構わない。さらに、光伝送ケーブル1
6〜19も円筒状に限られるものではなく、直方体等の
任意の形状でも構わない。
【0020】本発明での培養槽4の槽壁の材質は、ガラ
ス等の透明の材質に限らず不透明のステンレス等の金属
材質も使用できるため、強度を必要とする大型培養装置
も容易に作成することができる。さらに、ステンレス等
の金属材質を使用した場合には培養槽4内壁を磨いて鏡
面仕上げにすることにより、透明発光管6から照射され
た光が培養槽4内で効率よく反射・散乱され、培養槽4
内を均一に照射することもでき、更に培養槽4の壁から
外部に光が漏れることもなく入射された光が培養槽4の
中で光合成反応に利用されるため光の効率的利用にも効
果的である。
【0021】本発明の培養装置では、光伝送ケーブル3
からの伝送光は熱線がほとんど含まれていないので、培
養時に熱の影響をほとんど考慮する必要がない。もし、
光源からの熱線を考慮する必要があるならば、人工光源
1または太陽光集光器2の後に熱線カットフィルター2
0を挿入することもできる。また、透明発光管6が破損
して光伝送ケーブル3に培養液が接しても漏電すること
はなく、安全性の点でも有効である。
【0022】つぎに、本発明の生物培養装置の操作手順
を図1に基づいて説明する。先ず、光伝送ケーブル3を
培養槽4から排出する。次に、培地を培養槽4内に添加
し、培養装置全体をオートクレーブ装置を用いて蒸気減
菌するか、或いは、ガス入口管7等から培養槽4内にス
チームを流して内部を蒸気減菌する。冷却後に培養槽4
内に光合成生物を添加し、透明発光管6の中に外部から
光伝送ケーブル3を挿入して光照射して培養を行う。
【0023】培養において、炭酸ガスを炭素源として供
給する場合には、炭酸ガス含有混合ガス又は空気等がガ
ススパージャー10より通気される。また、炭素源とし
て、炭酸塩を使用する場合には、培養液の混合の促進の
ためにガススパージャー10より通気したり、あるいは
消費した炭酸を補うために通気したりする。また、培養
中に培養槽4内に発生したガスは、除菌フィルター12
で微生物が濾過され、出口バルブ13を介して、ガス出
口管14から排出される。
【0024】以上の培養装置使用手順において、蒸気減
菌を行う際に、光伝送ケーブル3は挿入されていないの
で高温にさらされることがない。そのために、プラスチ
ックファイバー等の熱に弱い材質のものでも問題なく使
用することができる。なお、ガラスファイバー等の熱に
強い光伝送ケーブル3を使用する場合には、光伝送ケー
ブル3を培養槽4から排出しなくてもよい。
【0025】
【発明の効果】本発明の生物培養装置は、光伝送ケーブ
ルが任意の位置で少なくとも部分的に出射端面が形成さ
れているので、培養槽内の任意の位置で光の出射を調整
することができる。本発明における光伝送ケーブルは、
培養槽に配置された透明発光管に出入り自在に挿入され
ているので、加熱殺菌時に光伝送ケーブルを排出してお
けば熱に弱いプラスチック等の材質の光伝送ケーブルを
使用することが可能となる。また、培養条件に応じて、
種々の光伝送ケーブルを選択して使用することが極めて
容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の生物培養装置全体の一部断面図を示
す。
【図2】図1のA−A線断面図を示す。
【図3】透明発光管に挿入する光伝送ケーブルの出射端
面の形成状態の例を示す。
【図4】透明発光管に挿入する光伝送ケーブルの出射端
面の形成状態の別の例を示す。
【図5】透明発光管に挿入する光伝送ケーブルの出射端
面の形成状態の別の例を示す。
【図6】透明発光管に挿入する光伝送ケーブルの出射端
面の形成状態の別の例を示す。
【符号の説明】
1 人工光源 2 太陽光集光器 3,16,17,18,19 光伝送ケーブル 4 培養槽 5 攪拌モータ 6 透明発光管 7 ガス入口管 8,12 除菌フィルター 9 入口バルブ 10 ガススパージャー 11 攪拌翼 13 出口バルブ 14 ガス出口管 20 熱線カットフィルター

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 培養槽内に透明材質でできた透明発光管
    が単数あるいは複数本配置され、該透明発光管の実質的
    な内部に、任意の位置で少なくとも部分的に出射端面が
    形成されている光伝送ケーブルの一本又は複数本が出入
    り自在に挿入されていることを特徴とする生物培養装
    置。
  2. 【請求項2】 前記光伝送ケーブルは、先端が等しい一
    本又は複数本のケーブル、長さの異なる複数本が一つの
    束になったケーブル、先端に向かって細く階段状に切り
    揃えられた一本のケーブル、及び先端に向かって細くら
    せん状に切られた一本のケーブルから選ばれたものであ
    ることを特徴とする請求項1記載の生物培養装置。
JP20212992A 1992-07-29 1992-07-29 生物培養装置 Withdrawn JPH0646826A (ja)

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JP20212992A JPH0646826A (ja) 1992-07-29 1992-07-29 生物培養装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006014628A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Koito Ind Ltd 培養装置
JP2006014627A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Koito Ind Ltd 培養装置
US20160115433A1 (en) * 2011-02-07 2016-04-28 Pond Biofuels Inc. Light energy supply for photobioreactor system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006014628A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Koito Ind Ltd 培養装置
JP2006014627A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Koito Ind Ltd 培養装置
JP4519542B2 (ja) * 2004-06-30 2010-08-04 小糸工業株式会社 培養装置
US20160115433A1 (en) * 2011-02-07 2016-04-28 Pond Biofuels Inc. Light energy supply for photobioreactor system

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991005