JPH0789903B2 - 光合成微生物培養方法及び装置 - Google Patents
光合成微生物培養方法及び装置Info
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- JPH0789903B2 JPH0789903B2 JP3254269A JP25426991A JPH0789903B2 JP H0789903 B2 JPH0789903 B2 JP H0789903B2 JP 3254269 A JP3254269 A JP 3254269A JP 25426991 A JP25426991 A JP 25426991A JP H0789903 B2 JPH0789903 B2 JP H0789903B2
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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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- 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
- 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
- C12M31/08—Means for providing, directing, scattering or concentrating light by conducting or reflecting elements located inside the reactor or in its structure
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光合成微生物培養方法
と装置に係り、特に、付着性光合成細菌及び／又は付着
性微細藻類などの付着性の光合成微生物を用いる培養方
法と装置に関する。本発明の培養方法と装置は、有機性
廃水の処理、クリーンエネルギーである水素の生産、各
種の有用な物質を生産する方法及び装置、ならびに地球
の温暖化の一因である大気中の二酸化炭素の固定化等に
用いることができる。本発明は、従来技術とは異なる新
規な付着性光合成細菌及び／又は付着性微細藻類などの
付着性の光合成微生物の培養装置に関するものであり、
同時に地球環境保全にも貢献する革新的な培養技術を提
供するものである。
と装置に係り、特に、付着性光合成細菌及び／又は付着
性微細藻類などの付着性の光合成微生物を用いる培養方
法と装置に関する。本発明の培養方法と装置は、有機性
廃水の処理、クリーンエネルギーである水素の生産、各
種の有用な物質を生産する方法及び装置、ならびに地球
の温暖化の一因である大気中の二酸化炭素の固定化等に
用いることができる。本発明は、従来技術とは異なる新
規な付着性光合成細菌及び／又は付着性微細藻類などの
付着性の光合成微生物の培養装置に関するものであり、
同時に地球環境保全にも貢献する革新的な培養技術を提
供するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光合成微生物を利用した培養技術
は、培養の対象を主として浮遊性光合成微生物とし、装
置はそのほとんどが流動床式で装置の外壁から棒状の蛍
光灯等により光を槽内液に供給するか、あるいは装置内
部の中心に棒状の蛍光燈等を取付け、槽内液に光を供給
する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
陽光及び／また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によって槽内
液に拡散して、または樹脂性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
光合成微生物を培養する方法及び装置が開発されてい
る。一方付着性の光合成微生物については、板状の付着
担体上に光合成微生物を付着させ、太陽光及び／又は人
工光を外部から照射する多段式あるいは回転円板式など
の培養装置が提案されている。
は、培養の対象を主として浮遊性光合成微生物とし、装
置はそのほとんどが流動床式で装置の外壁から棒状の蛍
光灯等により光を槽内液に供給するか、あるいは装置内
部の中心に棒状の蛍光燈等を取付け、槽内液に光を供給
する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
陽光及び／また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によって槽内
液に拡散して、または樹脂性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
光合成微生物を培養する方法及び装置が開発されてい
る。一方付着性の光合成微生物については、板状の付着
担体上に光合成微生物を付着させ、太陽光及び／又は人
工光を外部から照射する多段式あるいは回転円板式など
の培養装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光合成微生物の培養装置には次に列挙するような技術的
問題点があり、これらの欠陥を改善するために各研究機
関で各種の研究が行われている。 （１）蛍光燈で光エネルギーを供給する培養方法及び装
置は、供給方式が槽外型、槽内型のいずれであっても伝
達できる光エネルギー量が小さく（伝達効率１０％程
度）、光合成微生物の大量培養、濃厚培養には適さない （２）浮遊性光合成微生物の培養において、（１）の槽
外型においては培養装置の内壁に、槽内型においては蛍
光燈の表面に光合成微生物が濃厚に付着し、光の槽内液
への拡散が阻害されると共に、付着した光合成微生物は
強光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）浮遊性光合成微生物の培養において、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
ルギー量が蛍光燈方式よりもはるかに大きいが、極細で
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。こ
のため頻繁に光ファイバーの洗浄を要し、運転管理も極
めて煩雑である。
光合成微生物の培養装置には次に列挙するような技術的
問題点があり、これらの欠陥を改善するために各研究機
関で各種の研究が行われている。 （１）蛍光燈で光エネルギーを供給する培養方法及び装
置は、供給方式が槽外型、槽内型のいずれであっても伝
達できる光エネルギー量が小さく（伝達効率１０％程
度）、光合成微生物の大量培養、濃厚培養には適さない （２）浮遊性光合成微生物の培養において、（１）の槽
外型においては培養装置の内壁に、槽内型においては蛍
光燈の表面に光合成微生物が濃厚に付着し、光の槽内液
への拡散が阻害されると共に、付着した光合成微生物は
強光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）浮遊性光合成微生物の培養において、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
ルギー量が蛍光燈方式よりもはるかに大きいが、極細で
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。こ
のため頻繁に光ファイバーの洗浄を要し、運転管理も極
めて煩雑である。
【０００４】（４）板状の付着担体上に付着性光合成微
生物を付着させ、太陽光及び／又は人工光を槽外から照
射する多段式あるいは回転円板式などの培養装置におい
ては受光面積が限定されるため光エネルギーを有効に利
用することができず、光合成微生物の大量培養には適当
でない。 （５）極細で多数の光ファイバーに付着性光合成微生物
を多量に付着させると、伝送光エネルギー量が蛍光燈方
式よりもはるかに大きいが、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。このため、頻繁に
光ファイバーの洗浄を要し、運転管理も極めて煩雑であ
る。 （６）特殊な面発光ファイバーに付着性光合成微生物を
付着させる方式は、伝送光エネルギー量が蛍光燈方式よ
りもはるかに大きいが、付着担体表面積が小さいため、
光合成微生物の大量培養には適当でない。 本発明は、従来装置のこれらの欠陥を改善し、従来技術
と比較して格段の大量培養を可能にする、省エネルギー
的で運転操作も著しく容易な新規な光合成微生物の培養
方法及び装置を提供することを課題とするものである。
生物を付着させ、太陽光及び／又は人工光を槽外から照
射する多段式あるいは回転円板式などの培養装置におい
ては受光面積が限定されるため光エネルギーを有効に利
用することができず、光合成微生物の大量培養には適当
でない。 （５）極細で多数の光ファイバーに付着性光合成微生物
を多量に付着させると、伝送光エネルギー量が蛍光燈方
式よりもはるかに大きいが、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。このため、頻繁に
光ファイバーの洗浄を要し、運転管理も極めて煩雑であ
る。 （６）特殊な面発光ファイバーに付着性光合成微生物を
付着させる方式は、伝送光エネルギー量が蛍光燈方式よ
りもはるかに大きいが、付着担体表面積が小さいため、
光合成微生物の大量培養には適当でない。 本発明は、従来装置のこれらの欠陥を改善し、従来技術
と比較して格段の大量培養を可能にする、省エネルギー
的で運転操作も著しく容易な新規な光合成微生物の培養
方法及び装置を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、付着性光合成細菌、付着性微細藻類な
どの付着性光合成微生物を培養する方法において、光フ
ァイバーによって伝達された太陽光及び／又は人工光
が、槽内液に挿入された側面より光を放出する繊維状の
導光体によって培養槽内に導入され、該繊維状の導光体
は、二酸化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆されて一
体に形成されており、かつ、二酸化炭素及び／又は酸素
を含有する気体を前記透過膜を介して槽内液中に導入す
ると共に、前記繊維状の導光体の表面に付着性の光合成
微生物を付着させて培養することを特徴とする光合成微
生物培養方法としたものである。また、本発明では、付
着性光合成細菌、付着性微細藻類などの付着性光合成微
生物を培養する装置において、培養槽と、太陽光及び／
又は人工光を伝達させる光ファイバーと、該光ファイバ
ーに接続し槽内液に挿入された側面より光を放出する繊
維状の導光体とを有し、かつ該繊維状の導光体が、二酸
化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆されて一体に形成
されており、該透過膜には二酸化炭素及び／又は酸素を
含有する気体の供給手段を設けると共に、前記繊維状の
導光体には付着性の光合成微生物が付着していることを
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、付着性光合成細菌、付着性微細藻類な
どの付着性光合成微生物を培養する方法において、光フ
ァイバーによって伝達された太陽光及び／又は人工光
が、槽内液に挿入された側面より光を放出する繊維状の
導光体によって培養槽内に導入され、該繊維状の導光体
は、二酸化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆されて一
体に形成されており、かつ、二酸化炭素及び／又は酸素
を含有する気体を前記透過膜を介して槽内液中に導入す
ると共に、前記繊維状の導光体の表面に付着性の光合成
微生物を付着させて培養することを特徴とする光合成微
生物培養方法としたものである。また、本発明では、付
着性光合成細菌、付着性微細藻類などの付着性光合成微
生物を培養する装置において、培養槽と、太陽光及び／
又は人工光を伝達させる光ファイバーと、該光ファイバ
ーに接続し槽内液に挿入された側面より光を放出する繊
維状の導光体とを有し、かつ該繊維状の導光体が、二酸
化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆されて一体に形成
されており、該透過膜には二酸化炭素及び／又は酸素を
含有する気体の供給手段を設けると共に、前記繊維状の
導光体には付着性の光合成微生物が付着していることを
特徴とする光合成微生物培養装置としたものである。
【０００６】上記培養装置において、繊維状の導光体は
二酸化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆される。この
場合繊維状の導光体は網状に織られており、また、二酸
化炭素及び酸素の透過膜は中空糸状であるのがよい。こ
の中空糸状の透過膜の表面を繊維状の導光体で被覆して
一体として繊維状の構造とする。また、導光体の表面に
付着して成育した菌体または藻体は剪断流等を与えて定
期的に剥離させるのがよい。
二酸化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆される。この
場合繊維状の導光体は網状に織られており、また、二酸
化炭素及び酸素の透過膜は中空糸状であるのがよい。こ
の中空糸状の透過膜の表面を繊維状の導光体で被覆して
一体として繊維状の構造とする。また、導光体の表面に
付着して成育した菌体または藻体は剪断流等を与えて定
期的に剥離させるのがよい。
【０００７】すなわち、本発明は、付着性光合成細菌及
び／又は付着性微細藻類などの付着性の光合成微生物を
培養対象とし、太陽光及び／又は人工光（蛍光燈、ハロ
ゲンランプ、メタルハライドランプ及びキセノンラン
プ）を光ファイバーで培養装置まで伝送し、伝送された
太陽光及び／又は人工光を槽内液に挿入された側面より
光を放出する繊維状の導光体に導入し、この側面より光
を放出する繊維状の導光体の表面に付着性の光合成微生
物を付着させて培養することを特徴とする光合成微生物
培養方法及び装置である。側面より光を放出する繊維状
の導光体としては光を通す性質を持ち、かつ側面より光
を放出する性質を持つものならどのようなものでもよ
く、例えば側面に溝を彫り込んだ光ファイバーあるいは
アクリル繊維、または散光体を含んだガラスあるいはア
クリル繊維などでよい。
び／又は付着性微細藻類などの付着性の光合成微生物を
培養対象とし、太陽光及び／又は人工光（蛍光燈、ハロ
ゲンランプ、メタルハライドランプ及びキセノンラン
プ）を光ファイバーで培養装置まで伝送し、伝送された
太陽光及び／又は人工光を槽内液に挿入された側面より
光を放出する繊維状の導光体に導入し、この側面より光
を放出する繊維状の導光体の表面に付着性の光合成微生
物を付着させて培養することを特徴とする光合成微生物
培養方法及び装置である。側面より光を放出する繊維状
の導光体としては光を通す性質を持ち、かつ側面より光
を放出する性質を持つものならどのようなものでもよ
く、例えば側面に溝を彫り込んだ光ファイバーあるいは
アクリル繊維、または散光体を含んだガラスあるいはア
クリル繊維などでよい。
【０００８】本発明は、付着性の光合成微生物の中で
も、特に、付着性微細藻類の培養に適し、微生物の固定
化に特別の手段を必要とせず、固液分離手段等付帯施設
を縮少あるいは省略できる。また本発明は、二酸化炭素
（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する膜を通して生育に必要な
これらの気体を供給するため、曝気によって生じる発泡
の問題を回避することができる。さらに本発明は、光合
成微生物の培養において最も問題となっている付着の問
題も同時に解決することができ、意図的な微生物膜の更
新も可能な画期的な光合成微生物培養方法及び装置でも
ある。
も、特に、付着性微細藻類の培養に適し、微生物の固定
化に特別の手段を必要とせず、固液分離手段等付帯施設
を縮少あるいは省略できる。また本発明は、二酸化炭素
（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する膜を通して生育に必要な
これらの気体を供給するため、曝気によって生じる発泡
の問題を回避することができる。さらに本発明は、光合
成微生物の培養において最も問題となっている付着の問
題も同時に解決することができ、意図的な微生物膜の更
新も可能な画期的な光合成微生物培養方法及び装置でも
ある。
【０００９】
【作用】本発明の光合成微生物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培養槽内に
挿入された側面より光を放出する繊維状の導光体へ導入
し、その表面に付着して生育する付着生の光合成微生物
に光エネルギーを効率良く供給することを最大の特長の
一つとした培養方法及び装置である。付着性光合成細菌
及び／又は付着性微細藻類などの付着性の光合成微生物
は固体表面でマット状に生育する性質を持ち、通常成育
に必要な光を得ることができ、さらに二酸化炭素（ＣＯ
２）及び／又は酸素を充分に得ることができる固液界面
及び／又は充分に水分補給ができる気固界面に付着して
生育する。
又は人工光を光ファイバーを伝送媒体として培養槽内に
挿入された側面より光を放出する繊維状の導光体へ導入
し、その表面に付着して生育する付着生の光合成微生物
に光エネルギーを効率良く供給することを最大の特長の
一つとした培養方法及び装置である。付着性光合成細菌
及び／又は付着性微細藻類などの付着性の光合成微生物
は固体表面でマット状に生育する性質を持ち、通常成育
に必要な光を得ることができ、さらに二酸化炭素（ＣＯ
２）及び／又は酸素を充分に得ることができる固液界面
及び／又は充分に水分補給ができる気固界面に付着して
生育する。
【００１０】従来の光合成微生物培養装置は蛍光燈ある
いは光ファイバーを槽内に設置して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ある
いは藻体の付着が研究面及び／又は実用面で大きな障害
となっている。これに対して本発明は槽内液への光の供
給源である側面から光を放出する導光体の表面に付着性
の光合成微生物を付着させて培養するため、槽内液中に
は光合成微生物が存在せず、もしくは存在してもそれら
は光の供給を受けられないためほとんど増殖できないの
で非常に低濃度しか存在しないため、培養槽壁面、攪拌
装置および各種センサー類への菌体あるいは藻体の付着
を最小にしてこの問題を解決した、革新的な光合成微生
物培養装置である。また、従来の浮遊性光合成微生物培
養装置は槽内液に光を拡散するため、培養菌体あるいは
藻体が高濃度になると光の到達距離が制限され、光エネ
ルギーの利用効率が低下する。これに対して本発明は槽
内液への光の供給源である側面から光を放出する導光体
の表面に付着性の光合成微生物を付着させて培養するた
め、槽内液に挿入する導光体の表面積を増加させて槽内
菌体濃度を上げることができる革新的な光合成微生物培
養装置である。しかも、この繊維状の導光体が網状に織
られているときには、表面積が非常に大きく、付着性微
生物の担体として優れた機能を発揮する。
いは光ファイバーを槽内に設置して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ある
いは藻体の付着が研究面及び／又は実用面で大きな障害
となっている。これに対して本発明は槽内液への光の供
給源である側面から光を放出する導光体の表面に付着性
の光合成微生物を付着させて培養するため、槽内液中に
は光合成微生物が存在せず、もしくは存在してもそれら
は光の供給を受けられないためほとんど増殖できないの
で非常に低濃度しか存在しないため、培養槽壁面、攪拌
装置および各種センサー類への菌体あるいは藻体の付着
を最小にしてこの問題を解決した、革新的な光合成微生
物培養装置である。また、従来の浮遊性光合成微生物培
養装置は槽内液に光を拡散するため、培養菌体あるいは
藻体が高濃度になると光の到達距離が制限され、光エネ
ルギーの利用効率が低下する。これに対して本発明は槽
内液への光の供給源である側面から光を放出する導光体
の表面に付着性の光合成微生物を付着させて培養するた
め、槽内液に挿入する導光体の表面積を増加させて槽内
菌体濃度を上げることができる革新的な光合成微生物培
養装置である。しかも、この繊維状の導光体が網状に織
られているときには、表面積が非常に大きく、付着性微
生物の担体として優れた機能を発揮する。
【００１１】導光体の表面に付着して生育した菌体又は
藻体は容易に定期的かつ意図的に剥離させられるため菌
体又は藻体は常に活発に生育する状態に保たれる。さら
に本発明は、従来の光合成微生物培養は生育に必要な二
酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸素を散気管などのよう
な散気装置から微細気泡として槽内液に拡散し、溶解さ
せるものが主流を占めているが、この種の装置では培養
液の発泡が研究面及び／又は実用面で大きな障害となっ
ている。これに対して本発明は光合成微生物が生育に必
要な二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸素は至近距離に
ある二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する膜５から
拡散して溶解したものを利用することができるため、極
めて効率良く生育し、しかも気泡として槽内液中に放出
されないため、発泡による問題を解決した、革新的な光
合成培養方法及び装置である。
藻体は容易に定期的かつ意図的に剥離させられるため菌
体又は藻体は常に活発に生育する状態に保たれる。さら
に本発明は、従来の光合成微生物培養は生育に必要な二
酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸素を散気管などのよう
な散気装置から微細気泡として槽内液に拡散し、溶解さ
せるものが主流を占めているが、この種の装置では培養
液の発泡が研究面及び／又は実用面で大きな障害となっ
ている。これに対して本発明は光合成微生物が生育に必
要な二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸素は至近距離に
ある二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する膜５から
拡散して溶解したものを利用することができるため、極
めて効率良く生育し、しかも気泡として槽内液中に放出
されないため、発泡による問題を解決した、革新的な光
合成培養方法及び装置である。
【００１２】
【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るものではな
い。 実施例１ 図１に本発明の培養装置の概略説明図を示す。図１は、
二酸化炭素（ＣＯ2）及び酸素を透過する膜の表面を繊
維状の導光体が被覆し、一体となって槽内液に挿入され
ている光合成微生物培養装置に関する。図１において、
太陽光及び／又は人工光２から光ファイバー３で伝送さ
れた光は、側面より光を放出する繊維状の導光体４に導
入される。導光体４は繊維状のものが網状に織られてお
り、表面積が非常に大きく、付着性微生物の担体として
優れた機能を発揮する。一方、培養に必要な空気、二酸
化炭素（ＣＯ2 ）富化空気及び／又は二酸化炭素（ＣＯ
2 ）８は二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する膜５
に供給される。光合成微生物は繊維状の導光体４の表面
に付着して、充分な光の供給を受けることができ、また
生育に必要な二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸素は至
近距離にある二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する
膜５から受けることができるため、極めて効率良く生育
する。槽内液は通常培養槽１の底部にある攪拌装置６に
よって緩やかに攪拌され、付着菌体又は藻体と接触す
る。槽内液は定期的に培養槽１の底部にある攪拌装置６
によって急速に攪拌され、導光体の表面に付着して生育
した菌体又は藻体を剪断流を与えて意図的に剥離させ
る。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ 図１に本発明の培養装置の概略説明図を示す。図１は、
二酸化炭素（ＣＯ2）及び酸素を透過する膜の表面を繊
維状の導光体が被覆し、一体となって槽内液に挿入され
ている光合成微生物培養装置に関する。図１において、
太陽光及び／又は人工光２から光ファイバー３で伝送さ
れた光は、側面より光を放出する繊維状の導光体４に導
入される。導光体４は繊維状のものが網状に織られてお
り、表面積が非常に大きく、付着性微生物の担体として
優れた機能を発揮する。一方、培養に必要な空気、二酸
化炭素（ＣＯ2 ）富化空気及び／又は二酸化炭素（ＣＯ
2 ）８は二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する膜５
に供給される。光合成微生物は繊維状の導光体４の表面
に付着して、充分な光の供給を受けることができ、また
生育に必要な二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸素は至
近距離にある二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び酸素を透過する
膜５から受けることができるため、極めて効率良く生育
する。槽内液は通常培養槽１の底部にある攪拌装置６に
よって緩やかに攪拌され、付着菌体又は藻体と接触す
る。槽内液は定期的に培養槽１の底部にある攪拌装置６
によって急速に攪拌され、導光体の表面に付着して生育
した菌体又は藻体を剪断流を与えて意図的に剥離させ
る。
【００１３】剥離の方法については、これらに限定され
ず、強光、発熱その他の方法を用いてもよい。剥離した
菌体又は藻体は沈降後、槽の底部から引き抜き余剰菌体
又は藻体として回収される。図２は、中空糸状の二酸化
炭素（ＣＯ2）及び酸素を透過する膜５の表面を繊維状
の導光体４で被覆して一体として繊維状の構造となった
担体繊維に関する横断面図である。この担体繊維を網状
に織り、図１の４，５と代替とすることができる。
ず、強光、発熱その他の方法を用いてもよい。剥離した
菌体又は藻体は沈降後、槽の底部から引き抜き余剰菌体
又は藻体として回収される。図２は、中空糸状の二酸化
炭素（ＣＯ2）及び酸素を透過する膜５の表面を繊維状
の導光体４で被覆して一体として繊維状の構造となった
担体繊維に関する横断面図である。この担体繊維を網状
に織り、図１の４，５と代替とすることができる。
【００１４】実施例２ 本発明である導光体繊維の網と中空糸状ガス透過膜のユ
ニット（１０cm×１０cm）８ユニットを有効容積１．８
リットルの培養槽に挿入し、ＭＫＭ培地を用いてｐＨ
８．０、温度２０℃でフォルミジウム（Phormidium）を
培養した。ＭＫＭ培地の組成を以下に示す。 ＫＮＯ ３７５０ｍｇ ＭｇＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２０ｍｇ ＫＨ2 ＰＯ4 ２５ｍｇ クエン酸鉄 ２．５ｍｇ 海水 ５００ｍｌ 蒸留水 ５００ｍｌ 図１の装置を用いて、導光体繊維４の端部に３００Ｗ人
工光源２からの光を導入し、ガス透過膜５には空気に二
酸化炭素を５％混入したものを圧力２kgf ／cm2 で供給
した。槽内は通常緩やかに攪拌を行い、２４時間毎に強
力攪拌を行って藻体を剥離させた後、１時間静置し、沈
澱した藻体を引き抜き、同容の新鮮培地７を添加した。
ニット（１０cm×１０cm）８ユニットを有効容積１．８
リットルの培養槽に挿入し、ＭＫＭ培地を用いてｐＨ
８．０、温度２０℃でフォルミジウム（Phormidium）を
培養した。ＭＫＭ培地の組成を以下に示す。 ＫＮＯ ３７５０ｍｇ ＭｇＳＯ4 ・７Ｈ2 Ｏ ２０ｍｇ ＫＨ2 ＰＯ4 ２５ｍｇ クエン酸鉄 ２．５ｍｇ 海水 ５００ｍｌ 蒸留水 ５００ｍｌ 図１の装置を用いて、導光体繊維４の端部に３００Ｗ人
工光源２からの光を導入し、ガス透過膜５には空気に二
酸化炭素を５％混入したものを圧力２kgf ／cm2 で供給
した。槽内は通常緩やかに攪拌を行い、２４時間毎に強
力攪拌を行って藻体を剥離させた後、１時間静置し、沈
澱した藻体を引き抜き、同容の新鮮培地７を添加した。
【００１５】比較例１ 比較として図３に示すように、導光体繊維に光を導入せ
ず、培養槽外の３００Ｗ人工光源２で直接培養槽を照射
したものを用いた。培養槽側面での照度を５０００ルク
スとし、他の条件は実施例２と同様に行った。結果を表
１に示す。
ず、培養槽外の３００Ｗ人工光源２で直接培養槽を照射
したものを用いた。培養槽側面での照度を５０００ルク
スとし、他の条件は実施例２と同様に行った。結果を表
１に示す。
【表１】
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、詳述したように、次の
様な作用効果を奏する。 （１）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、培養槽内に挿入された側面より光を放出す
る繊維状の導光体へ導入し、その表面に付着性の光合成
微生物を付着させて培養するため、槽内液中には光合成
微生物が存在せず、もしくは存在してもそれらは光の供
給を受けられないためほとんど増殖できないので非常に
低濃度しか存在しないため、培養槽壁面、攪拌装置およ
び各種センサー類への菌体あるいは藻体の付着を最小に
できる。 （２）蛍光燈による光の拡散方式に対して極めて省エネ
ルギー的で培養槽に大量の光エネルギーを供給すること
ができるだけでなく、光ファイバーによって伝送された
太陽光及び／又は人工光を面あるいは棒状の発光体から
槽内液に拡散する方式に比較しても極めて効率的に光エ
ネルギーを利用することができる。
様な作用効果を奏する。 （１）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、培養槽内に挿入された側面より光を放出す
る繊維状の導光体へ導入し、その表面に付着性の光合成
微生物を付着させて培養するため、槽内液中には光合成
微生物が存在せず、もしくは存在してもそれらは光の供
給を受けられないためほとんど増殖できないので非常に
低濃度しか存在しないため、培養槽壁面、攪拌装置およ
び各種センサー類への菌体あるいは藻体の付着を最小に
できる。 （２）蛍光燈による光の拡散方式に対して極めて省エネ
ルギー的で培養槽に大量の光エネルギーを供給すること
ができるだけでなく、光ファイバーによって伝送された
太陽光及び／又は人工光を面あるいは棒状の発光体から
槽内液に拡散する方式に比較しても極めて効率的に光エ
ネルギーを利用することができる。
【００１７】（３）繊維状の導光体が網状に織られると
きは、表面積が非常に大きく、付着性微生物の担体とし
て格段に優れた機能を発揮する。 （４）導光体の表面に付着して生育した菌体又は藻体は
容易に定期的にかつ意図的に剥離されて、菌体又は藻体
が常に活発に生育する状態に保たれるため、効率的な培
養が行える。 （５）生育に必要な二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸
素は光合成微生物の至近距離にある二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）及び酸素を透過する膜から拡散して溶解するた
め、気泡として槽内液中に放出されず、発泡による問題
を生じない。
きは、表面積が非常に大きく、付着性微生物の担体とし
て格段に優れた機能を発揮する。 （４）導光体の表面に付着して生育した菌体又は藻体は
容易に定期的にかつ意図的に剥離されて、菌体又は藻体
が常に活発に生育する状態に保たれるため、効率的な培
養が行える。 （５）生育に必要な二酸化炭素（ＣＯ2 ）及び／又は酸
素は光合成微生物の至近距離にある二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）及び酸素を透過する膜から拡散して溶解するた
め、気泡として槽内液中に放出されず、発泡による問題
を生じない。
【図１】本発明の培養装置の概略説明図である。
【図２】導光体４の横断面図である。
【図３】比較例に用いた培養装置の概略説明図である。
１：培養槽、２：光源、３：光ファイバー、４：側面発
光導光体繊維、５：二酸化炭素及び酸素透過膜、６：攪
拌装置、７：培地、８：空気及び／又は二酸化炭素富化
空気、９：排液、１０：排ガス、１１：余剰菌体又は藻
体
光導光体繊維、５：二酸化炭素及び酸素透過膜、６：攪
拌装置、７：培地、８：空気及び／又は二酸化炭素富化
空気、９：排液、１０：排ガス、１１：余剰菌体又は藻
体
Claims (2)
- 【請求項１】 付着性光合成細菌、付着性微細藻類など
の付着性光合成微生物を培養する方法において、光ファ
イバーによって伝達された太陽光及び／又は人工光が、
槽内液に挿入された側面より光を放出する繊維状の導光
体によって培養槽内に導入され、該繊維状の導光体は二
酸化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆されて一体に形
成されており、かつ、二酸化炭素及び／又は酸素を含有
する気体を前記透過膜を介して槽内液中に導入すると共
に、前記繊維状の導光体の表面に付着性の光合成微生物
を付着させて培養することを特徴とする光合成微生物培
養方法。 - 【請求項２】 付着性光合成細菌、付着性微細藻類など
の付着性光合成微生物を培養する装置において、培養槽
と、太陽光及び／又は人工光を伝達させる光ファイバー
と、該光ファイバーに接続し槽内液に挿入された側面よ
り光を放出する繊維状の導光体とを有し、かつ該繊維状
の導光体が、二酸化炭素及び酸素の透過膜の表面に被覆
されて一体に形成されており、該透過膜には二酸化炭素
及び／又は酸素を含有する気体の供給手段を設けると共
に、前記繊維状の導光体には付着性の光合成微生物が付
着していることを特徴とする光合成微生物培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3254269A JPH0789903B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光合成微生物培養方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3254269A JPH0789903B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光合成微生物培養方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0564577A JPH0564577A (ja) | 1993-03-19 |
| JPH0789903B2 true JPH0789903B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=17262628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3254269A Expired - Lifetime JPH0789903B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光合成微生物培養方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789903B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105371053A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-02 | 重庆山岱科技有限责任公司 | 房车下水道净化机构 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603069B1 (en) | 2001-09-18 | 2003-08-05 | Ut-Battelle, Llc | Adaptive, full-spectrum solar energy system |
| US7973235B2 (en) | 2001-09-18 | 2011-07-05 | Ut-Batelle, Llc | Hybrid solar lighting distribution systems and components |
| JP2005168360A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Olympus Corp | 生体組織補填体の検査方法、装置、細胞培養容器および培養状態検査方法 |
| JP4650808B2 (ja) * | 2005-02-22 | 2011-03-16 | 株式会社日健総本社 | 糸状微細藻類の培養装置および培養方法 |
| US8470584B2 (en) * | 2006-05-10 | 2013-06-25 | Ohio University | Apparatus and method for growing biological organisms for fuel and other purposes |
| DE102007050484A1 (de) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Universität Duisburg-Essen | Anordnung und Verfahren zur dreidimensionalen Verteilung von Licht in einem flüssigen Medium |
| WO2010026100A1 (de) | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Vat Holding Ag | Vakuumventil mit gasdichter wellendurchführung |
| DE102010025366A1 (de) * | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Umex Gmbh Dresden | Fotoreaktor |
| KR101335389B1 (ko) * | 2011-08-25 | 2013-12-03 | 한국에너지기술연구원 | 이산화탄소 혼합 유도장치가 설치된 광생물반응기 및 이를 이용한 미세조류 배양방법 |
| WO2014018376A1 (en) * | 2012-07-21 | 2014-01-30 | Grow Energy, Inc. | Systems and methods for bio-mass energy generation |
| DE102013208227A1 (de) * | 2013-05-06 | 2014-11-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Photobioreaktor für immobilisierte Mikroorganismen |
| DE102013015423A1 (de) * | 2013-09-18 | 2015-03-19 | Airbus Defence and Space GmbH | Photobioreaktor mit seitlich licht-auskoppelnden Lichtleitermatten |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02308786A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-21 | Fujitsu Ltd | 螢光照射装置 |
| JPH03112481A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-14 | Hiroyuki Kikuchi | 藻類の培養装置 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3254269A patent/JPH0789903B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105371053A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-02 | 重庆山岱科技有限责任公司 | 房车下水道净化机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0564577A (ja) | 1993-03-19 |
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