JPH0716091A - 光合成生物の培養装置 - Google Patents
光合成生物の培養装置Info
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- 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
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
- C12M23/04—Flat or tray type, drawers
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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
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光と二酸化炭素の供給効率が高く、培養に要
するエネルギーが少ない光合成生物の培養装置の提供。 【構成】 光合成生物を含む培養液を液膜状に流下させ
る液膜形成板３と、液膜形成板の上流端に光合成生物を
含む培養液を供給する培養液供給手段５と、液膜形成板
上の液膜に光を照射する光源７とを備えた光合成生物の
培養装置である。 【効果】 培養液を液膜状に流下させてその中で光合成
生物を培養するので、光と二酸化炭素の供給効率が高
く、しかも攪拌が不要となって培養に要するエネルギー
が少ない。
するエネルギーが少ない光合成生物の培養装置の提供。 【構成】 光合成生物を含む培養液を液膜状に流下させ
る液膜形成板３と、液膜形成板の上流端に光合成生物を
含む培養液を供給する培養液供給手段５と、液膜形成板
上の液膜に光を照射する光源７とを備えた光合成生物の
培養装置である。 【効果】 培養液を液膜状に流下させてその中で光合成
生物を培養するので、光と二酸化炭素の供給効率が高
く、しかも攪拌が不要となって培養に要するエネルギー
が少ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光合成生物を効率良く培
養するための培養装置に関し、液膜形成板の表面に形成
した培養液の液膜中で光合成生物を培養するための技術
である。
養するための培養装置に関し、液膜形成板の表面に形成
した培養液の液膜中で光合成生物を培養するための技術
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、クロレラ等の単細胞藻類など
の光合成生物を大量培養し、培養した光合成生物の栄養
成分等の有用物質の生産、あるいは光合成生物を用いた
排水処理が行われている。また、二酸化炭素の大量放出
による地球温暖化の問題がクローズアップされるに伴
い、排ガス中の二酸化炭素を光合成生物で吸収同化させ
る排ガス処理技術の研究開発が進められている。このよ
うな光合成生物を利用した有用物質生産や排水、排ガス
浄化を行なう場合、その培養効率を高めるためには、培
養液中の光合成生物に、光と二酸化炭素とを如何に効率
良く供給できるかが重要となる。
の光合成生物を大量培養し、培養した光合成生物の栄養
成分等の有用物質の生産、あるいは光合成生物を用いた
排水処理が行われている。また、二酸化炭素の大量放出
による地球温暖化の問題がクローズアップされるに伴
い、排ガス中の二酸化炭素を光合成生物で吸収同化させ
る排ガス処理技術の研究開発が進められている。このよ
うな光合成生物を利用した有用物質生産や排水、排ガス
浄化を行なう場合、その培養効率を高めるためには、培
養液中の光合成生物に、光と二酸化炭素とを如何に効率
良く供給できるかが重要となる。
【０００３】従来、クロレラ等の培養において、培養槽
内に光を供給する方法としては、培養槽内に多数の光フ
ァイバや光拡散ロッドを浸漬して培養槽内に光を照射す
る方法、光合成生物を含む培養液を攪拌して外部から太
陽光や人工光源の光を照射する方法、培養槽内に光源を
設置して光を照射する方法がある。また、二酸化炭素を
含むガスを培養液中に強制的に供給する方法として、培
養槽内に下部からガスを強制通気する方法がある。
内に光を供給する方法としては、培養槽内に多数の光フ
ァイバや光拡散ロッドを浸漬して培養槽内に光を照射す
る方法、光合成生物を含む培養液を攪拌して外部から太
陽光や人工光源の光を照射する方法、培養槽内に光源を
設置して光を照射する方法がある。また、二酸化炭素を
含むガスを培養液中に強制的に供給する方法として、培
養槽内に下部からガスを強制通気する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光を供給する方法のうち、光ファイバや光拡散ロッド
を浸漬する方法及び槽内に光源を設置する場合には、増
殖した光合成生物が光ファイバ表面やロッドの表面に付
着して照射効率が低下してしまう問題があった。また、
培養槽外部から太陽光や人工光源の光を照射する方法
は、光条件を均一にするために培養液を常時攪拌しなけ
ればならず、この攪拌によって培養生物に損傷を与える
欠点があり、かつ培養に高エネルギーを要する問題があ
った。また、培養槽下部から二酸化炭素を含むガスを強
制通気する方法では、増殖した光合成生物が通気管に付
着して通気管が目詰まりを起こし易く、また通気に際し
高エネルギーを要する問題があった。
た光を供給する方法のうち、光ファイバや光拡散ロッド
を浸漬する方法及び槽内に光源を設置する場合には、増
殖した光合成生物が光ファイバ表面やロッドの表面に付
着して照射効率が低下してしまう問題があった。また、
培養槽外部から太陽光や人工光源の光を照射する方法
は、光条件を均一にするために培養液を常時攪拌しなけ
ればならず、この攪拌によって培養生物に損傷を与える
欠点があり、かつ培養に高エネルギーを要する問題があ
った。また、培養槽下部から二酸化炭素を含むガスを強
制通気する方法では、増殖した光合成生物が通気管に付
着して通気管が目詰まりを起こし易く、また通気に際し
高エネルギーを要する問題があった。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、光合成生物の培養において、効率良く光と二酸化炭
素を供給することができ、しかも培養に要するエネルギ
ーを少なくすることが可能な光合成生物の培養装置の提
供を目的としている。
で、光合成生物の培養において、効率良く光と二酸化炭
素を供給することができ、しかも培養に要するエネルギ
ーを少なくすることが可能な光合成生物の培養装置の提
供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、光合成生物を
含む培養液を液膜状に流下させる液膜形成板と、該液膜
形成板の上端部に光合成生物を含む培養液を供給する培
養液供給手段と、該液膜形成板上の液膜に光を照射する
光源とを備えたことを特徴とする光合成生物の培養装置
である。
含む培養液を液膜状に流下させる液膜形成板と、該液膜
形成板の上端部に光合成生物を含む培養液を供給する培
養液供給手段と、該液膜形成板上の液膜に光を照射する
光源とを備えたことを特徴とする光合成生物の培養装置
である。
【０００７】また本発明は、光合成生物を含む培養液を
液膜状に流下させる液膜形成板と、該液膜形成板の上端
部に光合成生物を含む培養液を供給する培養液供給手段
と、該液膜形成板上の液膜に光を照射する光源と、少な
くとも上記液膜形成板を収容する容器と、該容器に設け
られたガス供給口から容器内に空気又は二酸化炭素を含
むガスを供給するガス供給手段とを備えたことを特徴と
する光合成生物の培養装置である。
液膜状に流下させる液膜形成板と、該液膜形成板の上端
部に光合成生物を含む培養液を供給する培養液供給手段
と、該液膜形成板上の液膜に光を照射する光源と、少な
くとも上記液膜形成板を収容する容器と、該容器に設け
られたガス供給口から容器内に空気又は二酸化炭素を含
むガスを供給するガス供給手段とを備えたことを特徴と
する光合成生物の培養装置である。
【０００８】上記液膜形成板には、複数枚の平板を各平
板の上流端が上段の平板の下流端に隣接し下流端が下段
の平板の上流端に隣接するように積層配置したものが好
適に用いられる。
板の上流端が上段の平板の下流端に隣接し下流端が下段
の平板の上流端に隣接するように積層配置したものが好
適に用いられる。
【０００９】上記光源には、太陽光又は人工光源よりの
光を、液膜形成板に向けて直接照射するか或いは光ファ
イバを通して光を照射するものが好適に用いられる。
光を、液膜形成板に向けて直接照射するか或いは光ファ
イバを通して光を照射するものが好適に用いられる。
【００１０】
【作用】本発明の光合成生物の培養装置は、液膜形成板
上に光合成生物を含む培養液の液膜を形成し、この液膜
中に光源からの光と周囲の気相中からの二酸化炭素を供
給しつつ流下させ、光合成生物の培養を行うものであ
り、培養液の流量や液膜形成板の傾斜角度を適宜調節す
ることにより、形成される液膜の厚さを容易にコントロ
ールすることができる。この液膜中で光合成生物を培養
する場合には、液膜が薄いために、液膜の厚さ方向の全
てに光を照射することが可能であり、また、培養液を液
膜状で流下させることで気相との接触面積が増大し、周
囲の気相中に含まれる二酸化炭素が液膜中に容易に取り
込まれる。
上に光合成生物を含む培養液の液膜を形成し、この液膜
中に光源からの光と周囲の気相中からの二酸化炭素を供
給しつつ流下させ、光合成生物の培養を行うものであ
り、培養液の流量や液膜形成板の傾斜角度を適宜調節す
ることにより、形成される液膜の厚さを容易にコントロ
ールすることができる。この液膜中で光合成生物を培養
する場合には、液膜が薄いために、液膜の厚さ方向の全
てに光を照射することが可能であり、また、培養液を液
膜状で流下させることで気相との接触面積が増大し、周
囲の気相中に含まれる二酸化炭素が液膜中に容易に取り
込まれる。
【００１１】
【実施例】図１及び第２図は本発明の光合成生物の培養
装置の一実施例を示す図であって、この培養装置１は、
複数枚の平板２…を、各平板２の上流端が上段の平板２
の下流端に隣接し下流端が下段の平板２の上流端に隣接
するように積層配置した液膜形成板３と、この液膜形成
板３の上端部に光合成生物を含む培養液４を供給する培
養液供給手段５と、液膜形成板３上に形成された液膜６
に光を照射する光源７と、液膜形成板３を収容する容器
８と、この容器８に設けられたガス供給口９から容器８
内に空気又は二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給
手段１０とを備えて構成されている。
装置の一実施例を示す図であって、この培養装置１は、
複数枚の平板２…を、各平板２の上流端が上段の平板２
の下流端に隣接し下流端が下段の平板２の上流端に隣接
するように積層配置した液膜形成板３と、この液膜形成
板３の上端部に光合成生物を含む培養液４を供給する培
養液供給手段５と、液膜形成板３上に形成された液膜６
に光を照射する光源７と、液膜形成板３を収容する容器
８と、この容器８に設けられたガス供給口９から容器８
内に空気又は二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給
手段１０とを備えて構成されている。
【００１２】上記液膜形成板３のそれぞれの平板２は、
３０度以下の傾斜、好ましくは５〜１５度程度傾斜させ
て配置されている。なお、平板２を殆ど水平とした場合
でも、培養液４を供給するとその供給圧で培養液４を流
下させることができる。これらの平板２は、その上流端
と両側端とに培養液４の溢出防止用の堰部が形成され、
下流端にはその堰部を形成せず、上流端側から供給され
た培養液４を脇へ溢出させずに下流端まで液膜状に流下
させ、下流端から下段の平板２の上流端に流下させるよ
うになっている。これら平板２の材質は、ガラス、プラ
スチック、金属等から、培養対象の光合成生物の付着が
起こり難いものを選定して用いることが望ましく、培養
液の液性により腐食したり溶出成分がある材料は望まし
くない。さらに、平板２の表面に、フッ素樹脂などの水
弾き性の良好な材料よりなるコーティングを施しても良
い。この液膜形成板３における平板２の積層段数は特に
限定されず、１枚又はそれ以上とすることができる。
３０度以下の傾斜、好ましくは５〜１５度程度傾斜させ
て配置されている。なお、平板２を殆ど水平とした場合
でも、培養液４を供給するとその供給圧で培養液４を流
下させることができる。これらの平板２は、その上流端
と両側端とに培養液４の溢出防止用の堰部が形成され、
下流端にはその堰部を形成せず、上流端側から供給され
た培養液４を脇へ溢出させずに下流端まで液膜状に流下
させ、下流端から下段の平板２の上流端に流下させるよ
うになっている。これら平板２の材質は、ガラス、プラ
スチック、金属等から、培養対象の光合成生物の付着が
起こり難いものを選定して用いることが望ましく、培養
液の液性により腐食したり溶出成分がある材料は望まし
くない。さらに、平板２の表面に、フッ素樹脂などの水
弾き性の良好な材料よりなるコーティングを施しても良
い。この液膜形成板３における平板２の積層段数は特に
限定されず、１枚又はそれ以上とすることができる。
【００１３】上記培養液供給手段５は、培養液調整槽１
１と、この培養液調整槽１１から容器８上部を通り液膜
形成板３の上流端近傍まで延びる送液ライン１２と、こ
の送液ライン１２に介在された送液ポンプ１３と、容器
８底部に設けられた液排出口１４と培養液調整槽１１と
の間を接続する回収ライン１５とを備え、培養液調整槽
１１内の光合成生物を含んだ培養液４を送液ライン１２
を通して送液ポンプ１３で圧送し、送液ライン１２端部
の液供給部１６から液膜形成板３の上流端に、所定流量
で供給するようになっている。培養液４の供給流量は送
液ポンプ１３で容易に調節可能であり、その供給流量は
液膜形成板３の面積や平板２の傾斜度合等によって適宜
設定される。例えば、１ｍ2程度の平板２を傾斜５〜１
０度で傾斜させ、その表面に１ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚さ
の液膜を形成させる場合には、培養液４を５０リットル・ｈ
-1から５００リットル・ｈ-1程度の流量で供給するのが望ま
しい。
１と、この培養液調整槽１１から容器８上部を通り液膜
形成板３の上流端近傍まで延びる送液ライン１２と、こ
の送液ライン１２に介在された送液ポンプ１３と、容器
８底部に設けられた液排出口１４と培養液調整槽１１と
の間を接続する回収ライン１５とを備え、培養液調整槽
１１内の光合成生物を含んだ培養液４を送液ライン１２
を通して送液ポンプ１３で圧送し、送液ライン１２端部
の液供給部１６から液膜形成板３の上流端に、所定流量
で供給するようになっている。培養液４の供給流量は送
液ポンプ１３で容易に調節可能であり、その供給流量は
液膜形成板３の面積や平板２の傾斜度合等によって適宜
設定される。例えば、１ｍ2程度の平板２を傾斜５〜１
０度で傾斜させ、その表面に１ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚さ
の液膜を形成させる場合には、培養液４を５０リットル・ｈ
-1から５００リットル・ｈ-1程度の流量で供給するのが望ま
しい。
【００１４】この培養液調整槽１１には、収穫ライン１
７を介して収穫装置１８が接続されており、回収ライン
１５を通して流下した培養液４の一部を収穫装置１８に
送って培養液４中の光合成生物を分離（収穫）するよう
になっている。この収穫装置１８には光合成生物の大き
さなどに応じてろ過や沈澱槽、遠心槽等を使用する。ま
た、光合成生物を分離した培養液は別のラインを通して
培養液調整槽１１に返送しても良い。
７を介して収穫装置１８が接続されており、回収ライン
１５を通して流下した培養液４の一部を収穫装置１８に
送って培養液４中の光合成生物を分離（収穫）するよう
になっている。この収穫装置１８には光合成生物の大き
さなどに応じてろ過や沈澱槽、遠心槽等を使用する。ま
た、光合成生物を分離した培養液は別のラインを通して
培養液調整槽１１に返送しても良い。
【００１５】培養液４の温度調節は、熱交換器、ヒー
タ、冷凍器等を液膜形成板３から培養液供給手段５の全
体または一部に設置して行う。培養温度は対象となる生
物の培養適温に調節される。光合成生物を含んだ培養液
４を液膜形成板３の上流端に供給する液供給部１６の形
状は、単管、分岐管、マニホールド等の中からその生物
の分散性、付着性、耐応力性の各性状を考慮して選定す
る。
タ、冷凍器等を液膜形成板３から培養液供給手段５の全
体または一部に設置して行う。培養温度は対象となる生
物の培養適温に調節される。光合成生物を含んだ培養液
４を液膜形成板３の上流端に供給する液供給部１６の形
状は、単管、分岐管、マニホールド等の中からその生物
の分散性、付着性、耐応力性の各性状を考慮して選定す
る。
【００１６】液膜形成板３上に形成される液膜６に光を
照射するための光源７として、この実施例では人工光源
１９の光を光ファイバ２０を介して液膜形成板３に導い
て照射する構成としている。しかし光の照射方法はこれ
に限定されることなく、太陽光又は人工光源の光を直接
照射し、又はミラーで反射させたり光ファイバや光拡散
ロッドを通して液膜６に照射することができる。さら
に、液膜形成板３を透明材料、半透明材料（特に光拡散
材料）で形成して光ファイバによって導かれた光を液膜
形成板３に接続し、液膜形成板３自体を発光させて培養
することも可能である。人工光源としては、蛍光灯、白
熱光源（タングステンランプ）、ハロゲン光源、キセノ
ン光源などの種々の光源を用いることができる。
照射するための光源７として、この実施例では人工光源
１９の光を光ファイバ２０を介して液膜形成板３に導い
て照射する構成としている。しかし光の照射方法はこれ
に限定されることなく、太陽光又は人工光源の光を直接
照射し、又はミラーで反射させたり光ファイバや光拡散
ロッドを通して液膜６に照射することができる。さら
に、液膜形成板３を透明材料、半透明材料（特に光拡散
材料）で形成して光ファイバによって導かれた光を液膜
形成板３に接続し、液膜形成板３自体を発光させて培養
することも可能である。人工光源としては、蛍光灯、白
熱光源（タングステンランプ）、ハロゲン光源、キセノ
ン光源などの種々の光源を用いることができる。
【００１７】容器８内にガスを供給するためのガス供給
手段１０は、空気又は二酸化炭素を含む排ガスなどをガ
ス供給ライン１０ａを通して容器８底部のガス供給口９
に所定流量で供給するものである。ここで使用される排
ガスとしては、硫黄酸化物、塩化水素ガスなどの有害成
分を予め除去したものが用いられ、これら有害成分の少
ないＬＮＧ燃焼排ガス等が好ましい。容器８内に供給さ
れたガスは、容器８上端のガス排出口２１から外部に放
出されるが、この放出されるガスを必要に応じてガス返
送ライン２２を通しガス供給手段１０に返送して循環さ
せることも可能である。
手段１０は、空気又は二酸化炭素を含む排ガスなどをガ
ス供給ライン１０ａを通して容器８底部のガス供給口９
に所定流量で供給するものである。ここで使用される排
ガスとしては、硫黄酸化物、塩化水素ガスなどの有害成
分を予め除去したものが用いられ、これら有害成分の少
ないＬＮＧ燃焼排ガス等が好ましい。容器８内に供給さ
れたガスは、容器８上端のガス排出口２１から外部に放
出されるが、この放出されるガスを必要に応じてガス返
送ライン２２を通しガス供給手段１０に返送して循環さ
せることも可能である。
【００１８】このように構成された培養装置１を用いた
光合成生物の培養方法を説明する。培養するべき光合成
生物としては、クロレラ、スピルリナ、ケイソウ類、ラ
ンソウ類、など淡水性、海水性の藻類の他、光合成細菌
や植物の細胞など各種の生物のうちから使用目的に応じ
て適宜選択して使用することができる。これらの生物を
培養するための培養液としては特に限定されず、その生
物の生育に必要な元素（窒素、リン酸、カリウム、それ
以外の必須元素）を含んだ市販の培養液や調製培養液を
用いることができる。
光合成生物の培養方法を説明する。培養するべき光合成
生物としては、クロレラ、スピルリナ、ケイソウ類、ラ
ンソウ類、など淡水性、海水性の藻類の他、光合成細菌
や植物の細胞など各種の生物のうちから使用目的に応じ
て適宜選択して使用することができる。これらの生物を
培養するための培養液としては特に限定されず、その生
物の生育に必要な元素（窒素、リン酸、カリウム、それ
以外の必須元素）を含んだ市販の培養液や調製培養液を
用いることができる。
【００１９】そして、上記光合成生物を培養液４に混合
して培養液調整槽１１に入れておき、送液ポンプ１３を
駆動させ、送液ライン１２を通して培養液４を液膜形成
板３の上流端から供給し、液膜状に流下させると共に、
光源７によりこの液膜６に光を照射し、またガス供給口
９から空気又は二酸化炭素を含むガスを容器８内に供給
する。液膜形成板３上に供給された培養液４中に含まれ
る光合成生物は、液膜形成板３を順次流下していく間
に、光源７からの光エネルギーを受け、容器８内の気相
中の二酸化炭素と培養液中の水分とを原料として光合成
を行いながら増殖する。この培養液４の液膜６は１〜５
ｍｍ程度と薄いために、液膜の厚さ方向の全てに光を照
射することが可能であり、また、培養液を液膜状で流下
させることで気相との接触面積が増大し、周囲の気相中
に含まれる二酸化炭素が液膜中に容易に取り込まれる。
して培養液調整槽１１に入れておき、送液ポンプ１３を
駆動させ、送液ライン１２を通して培養液４を液膜形成
板３の上流端から供給し、液膜状に流下させると共に、
光源７によりこの液膜６に光を照射し、またガス供給口
９から空気又は二酸化炭素を含むガスを容器８内に供給
する。液膜形成板３上に供給された培養液４中に含まれ
る光合成生物は、液膜形成板３を順次流下していく間
に、光源７からの光エネルギーを受け、容器８内の気相
中の二酸化炭素と培養液中の水分とを原料として光合成
を行いながら増殖する。この培養液４の液膜６は１〜５
ｍｍ程度と薄いために、液膜の厚さ方向の全てに光を照
射することが可能であり、また、培養液を液膜状で流下
させることで気相との接触面積が増大し、周囲の気相中
に含まれる二酸化炭素が液膜中に容易に取り込まれる。
【００２０】液膜形成板３の下流端に流下した培養液４
は、容器８底部の液排出口１４から外部に取り出され、
回収ライン１５を通って培養液調整槽１１に入る。そし
てこの培養液４は送液ライン１２を通って再び液膜形成
板３の上流端に供給し、循環させて光合成生物の培養を
連続的に行う。培養液４中の光合成生物の濃度が高まっ
たならば、培養液調整槽１１内の培養液の一部を収穫ラ
イン１７を通して収穫装置１８に送り、培養液４中の光
合成生物を分取するとともに、新規に調整した培養液又
は光合成生物を分離した培養液を培養液調整槽１１に入
れ、培養液４を補充する。
は、容器８底部の液排出口１４から外部に取り出され、
回収ライン１５を通って培養液調整槽１１に入る。そし
てこの培養液４は送液ライン１２を通って再び液膜形成
板３の上流端に供給し、循環させて光合成生物の培養を
連続的に行う。培養液４中の光合成生物の濃度が高まっ
たならば、培養液調整槽１１内の培養液の一部を収穫ラ
イン１７を通して収穫装置１８に送り、培養液４中の光
合成生物を分取するとともに、新規に調整した培養液又
は光合成生物を分離した培養液を培養液調整槽１１に入
れ、培養液４を補充する。
【００２１】この培養装置１は、液膜形成板３上に光合
成生物を含む培養液４の液膜６を形成し、この液膜６中
に光源７からの光と周囲の気相中からの二酸化炭素を供
給しつつ流下させ、光合成生物の培養を行うものであ
り、培養液４の流量や液膜形成板３の傾斜角度を適宜調
節することにより、形成される液膜６の厚さを容易にコ
ントロールすることができる。このように液膜６中で光
合成生物を培養する場合には、液膜が薄いために、液膜
の厚さ方向の全てに光を照射することが可能であり、ま
た、培養液を液膜状で流下させることで気相との接触面
積が増大し、周囲の気相中に含まれる二酸化炭素が液膜
中に容易に取り込むことができるので、培養液４の攪拌
を省くことができ、しかも光及び二酸化炭素の供給効率
が向上し、設置面積当りの培養効率を大幅に向上させる
ことができる。また培養液４の攪拌を省くことができる
ので、攪拌により光合成生物が損傷を受ける不都合を解
消することができ、しかも運転に要するエネルギーを低
減することができる。
成生物を含む培養液４の液膜６を形成し、この液膜６中
に光源７からの光と周囲の気相中からの二酸化炭素を供
給しつつ流下させ、光合成生物の培養を行うものであ
り、培養液４の流量や液膜形成板３の傾斜角度を適宜調
節することにより、形成される液膜６の厚さを容易にコ
ントロールすることができる。このように液膜６中で光
合成生物を培養する場合には、液膜が薄いために、液膜
の厚さ方向の全てに光を照射することが可能であり、ま
た、培養液を液膜状で流下させることで気相との接触面
積が増大し、周囲の気相中に含まれる二酸化炭素が液膜
中に容易に取り込むことができるので、培養液４の攪拌
を省くことができ、しかも光及び二酸化炭素の供給効率
が向上し、設置面積当りの培養効率を大幅に向上させる
ことができる。また培養液４の攪拌を省くことができる
ので、攪拌により光合成生物が損傷を受ける不都合を解
消することができ、しかも運転に要するエネルギーを低
減することができる。
【００２２】（実験例）培養容器内に６段の液膜形成板
を図１及び図２に示すように交互に傾斜６度に積層し、
培養対象として緑藻類の一種であるクロレラを使用し、
培養容器内に空気を導入して培養を行った。培養液に
は、ＮＯ3 -１５０ｐｐｍ、ＰＯ4 3-１０ｐｐｍ、カリウ
ム、鉄、マグネシウム、ＳＯ4 2-等を含むＣ培地を使用
し、培養温度２５℃、平均光合成有効光量子束（光の強
さ）５０μＥ・ｍ-2・ｓｅｃの光照射条件とした。１週
間の連続培養によって培養液１ｍ3当たり約３０ｇの収
穫が得られた。
を図１及び図２に示すように交互に傾斜６度に積層し、
培養対象として緑藻類の一種であるクロレラを使用し、
培養容器内に空気を導入して培養を行った。培養液に
は、ＮＯ3 -１５０ｐｐｍ、ＰＯ4 3-１０ｐｐｍ、カリウ
ム、鉄、マグネシウム、ＳＯ4 2-等を含むＣ培地を使用
し、培養温度２５℃、平均光合成有効光量子束（光の強
さ）５０μＥ・ｍ-2・ｓｅｃの光照射条件とした。１週
間の連続培養によって培養液１ｍ3当たり約３０ｇの収
穫が得られた。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光合
成生物の培養装置は、液膜形成板上に光合成生物を含む
培養液の液膜を形成し、この液膜中に光源からの光と周
囲の気相中からの二酸化炭素を供給しつつ流下させ、光
合成生物の培養を行うものであり、培養液の流量や液膜
形成板の傾斜角度を適宜調節することにより、形成され
る液膜の厚さを容易にコントロールすることができる。
このように液膜中で光合成生物を培養する場合には、液
膜が薄いために、液膜の厚さ方向の全てに光を照射する
ことが可能であり、また、培養液を液膜状で流下させる
ことで気相との接触面積が増大し、周囲の気相中に含ま
れる二酸化炭素が液膜中に容易に取り込むことができる
ので、培養液の攪拌を省くことができ、しかも光及び二
酸化炭素の供給効率が向上し、設置面積当りの培養効率
を大幅に向上させることができる。また培養液の攪拌を
省くことができるので、攪拌により光合成生物が損傷を
受ける不都合を解消することができ、しかも運転に要す
るエネルギーを低減することができる。
成生物の培養装置は、液膜形成板上に光合成生物を含む
培養液の液膜を形成し、この液膜中に光源からの光と周
囲の気相中からの二酸化炭素を供給しつつ流下させ、光
合成生物の培養を行うものであり、培養液の流量や液膜
形成板の傾斜角度を適宜調節することにより、形成され
る液膜の厚さを容易にコントロールすることができる。
このように液膜中で光合成生物を培養する場合には、液
膜が薄いために、液膜の厚さ方向の全てに光を照射する
ことが可能であり、また、培養液を液膜状で流下させる
ことで気相との接触面積が増大し、周囲の気相中に含ま
れる二酸化炭素が液膜中に容易に取り込むことができる
ので、培養液の攪拌を省くことができ、しかも光及び二
酸化炭素の供給効率が向上し、設置面積当りの培養効率
を大幅に向上させることができる。また培養液の攪拌を
省くことができるので、攪拌により光合成生物が損傷を
受ける不都合を解消することができ、しかも運転に要す
るエネルギーを低減することができる。
【図１】本発明の光合成生物の培養装置の一実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】同じ培養装置の要部の一部断面視した斜視図で
ある。
ある。
１……培養装置、２……平板、３……液膜形成板、４…
…培養液、５……培養液供給手段、６……液膜、７……
光源、８……容器、９……ガス供給口、１０……ガス供
給手段、１１……培養液調整槽、１２……送液ライン、
１３……送液ポンプ、１４……液排出口、１５……回収
ライン、１６……液供給部、１７……収穫ライン、１８
……収穫装置、１９……人工光源、２０……光ファイ
バ、２１……ガス排出口、２２……ガス返送ライン。
…培養液、５……培養液供給手段、６……液膜、７……
光源、８……容器、９……ガス供給口、１０……ガス供
給手段、１１……培養液調整槽、１２……送液ライン、
１３……送液ポンプ、１４……液排出口、１５……回収
ライン、１６……液供給部、１７……収穫ライン、１８
……収穫装置、１９……人工光源、２０……光ファイ
バ、２１……ガス排出口、２２……ガス返送ライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼山 和彦 東京都港区西新橋２−８−11 財団法人 地球環境産業技術研究機構内
Claims (4)
- 【請求項１】 光合成生物を含む培養液を表面に沿って
液膜状に流下させる液膜形成板と、該液膜形成板の上流
端に光合成生物を含む培養液を供給する培養液供給手段
と、該液膜形成板上の液膜に光を照射する光源とを備え
たことを特徴とする光合成生物の培養装置。 - 【請求項２】 光合成生物を含む培養液を表面に沿って
液膜状に流下させる液膜形成板と、該液膜形成板の上流
端に光合成生物を含む培養液を供給する培養液供給手段
と、該液膜形成板上の液膜に光を照射する光源と、少な
くとも上記液膜形成板を収容する容器と、該容器に設け
られたガス供給口から容器内に空気又は二酸化炭素を含
むガスを供給するガス供給手段とを備えたことを特徴と
する光合成生物の培養装置。 - 【請求項３】 上記液膜形成板が、複数枚の平板を各平
板の上流端が上段の平板の下流端に隣接し下流端が下段
の平板の上流端に隣接するように積層配置したことを特
徴とする請求項１又は２記載の光合成生物の培養装置。 - 【請求項４】 上記光源が、太陽光又は人工光源よりの
光を、液膜形成板に向けて直接照射するか或いは光ファ
イバを通して光を照射することを特徴とする請求項１又
は２記載の光合成生物の培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16295593A JPH0716091A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光合成生物の培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16295593A JPH0716091A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光合成生物の培養装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716091A true JPH0716091A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15764454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16295593A Pending JPH0716091A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 光合成生物の培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716091A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009195163A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Ccs Inc | 藻類培養装置 |
| DE102014000691A1 (de) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Forschungszentrum Jülich GmbH Fachbereich Patente | Photobioreaktor und Verfahren zur Dünnschichtkultivierung |
| CN110628578A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-31 | 宁波倍加福生物技术有限公司 | 微藻养殖设备及其使用方法 |
| JP2021007329A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-28 | 大和ハウス工業株式会社 | 藻類培養装置 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16295593A patent/JPH0716091A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009195163A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Ccs Inc | 藻類培養装置 |
| DE102014000691A1 (de) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Forschungszentrum Jülich GmbH Fachbereich Patente | Photobioreaktor und Verfahren zur Dünnschichtkultivierung |
| JP2021007329A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-28 | 大和ハウス工業株式会社 | 藻類培養装置 |
| CN110628578A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-31 | 宁波倍加福生物技术有限公司 | 微藻养殖设备及其使用方法 |
| CN110628578B (zh) * | 2019-09-30 | 2024-03-08 | 旭无线(宁波)智能卫浴有限公司 | 微藻养殖设备及其使用方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990323 |