JPH08502173A - 光生物反応装置のパイプの洗浄装置および前記洗浄装置を備えた光生物反応装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光生物反応装置のチューブを洗浄する装置および該装置を備えた光生物反応装置である。本発明の目的は、光生物反応装置のチューブが四角形の横断面を有している場合にも、それらのチューブを効果的に洗浄できる装置を作り出すことである。この目的は、光生物反応装置のチューブの中に配置されるように設計された洗浄要素（２１）で構成される装置を使用して達成されるのであり、前記要素（２１）はチューブの内壁面を擦り落とす手段（２３）と、要素（２１）が光生物反応装置の端部に達したときに培養液を流す凹部（２５）とを有して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 光生物反応装置のパイプの洗浄装置 および前記洗浄装置を備えた光生物反応装置 本発明は光生物反応装置のパイプの洗浄装置、並びに該装置を備えた光生物反 応装置に関する。 光合成微生物の培養物は長年にわたり光生物反応装置で作られてきた。後者は あらゆる光合成物質、すなわち太陽輻射および二酸化炭素の存在のもとで適当な 培養液中で光合成反応を展開し遂行しがちなあらゆる生命形態、の創造を可能に する。培養される微生物は、例えば微小藻類（ポルフィリジウム・クルエンタム （Ｐｏｒｐｈｉｒｉｄｉｕｍ ｃｒｕｅｎｔｕｍ））またはシアノバクテリア （クロレラ、スピルリンス（ｓｐｉｒｕｌｉｎｓ）、シネデスムス （ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ）等）である。 主なる微生物培養パラメータは、培養液の温度、光、ｐＨ、ＣＯ₂およびＯ₂の 圧力、および培養液の成分である。 この結果、現在知られている光生物反応装置は、例えばプラスチック材料で作 られて微生物を含有する培養液を内部に流される複数の光伝達チューブで構成さ れている。これらのチューブは可撓性とすることができ、また池、沼、海洋また はプールのような広域の、培養液の冷却源として作用する水上の筏として配置で きる。このような光生物反応装置の例はＦＲ−Ａ−２６２１３２３明細書に記載 されている。 チューブは剛性とされることもできる。これらのチューブは、光輻射に透明で 、長手方向に平行なキャビティを形成するように押出し成形されたプラスチック 材料製パネルとして、製造される。このような生物反応装置の例は、ＦＲ−Ａ− ２５６４８５５明細書およびＦＲ−Ａ−２６６２７０５明細書に記載されている 。これらのパネルはその後、硬い、傾斜していることが好ましい面上に配置され 、太陽に対して９０゜の角度をなすようにされる。 光合成を正しく展開して遂行させるには、これらの微生物は培養液中にＣＯ₂ の存在を必要とする。このために、光生物反応装置は培養液中への適当なＣＯ₂ の移動を保証して、ＣＯ₂の生物学的な要求条件を常に満たせるようにする炭酸 装置（カーボネータ）を一般に備えている。 培養装置は光生物反応チューブと前記炭酸装置との間で培養液を連続循環させ るための手段の存在も必要とする。これらの手段は適当なポンプで構成される。 チューブ内の循環形式がどうであろうと、光生物反応装置は特別に用心しなけ れば直ぐに汚れてしまう傾向を有している。したがって、微小藻類は光生物反応 チューブの内壁に付着する自然な傾向を有している。このようにして形成された 付着物は、チューブ上壁面（すなわち太陽に向けられた壁面）の光に対する透明 性をかなり低減させる。これらの付着物は媒体中に細胞を分散し、均一性を損な う。最後に、例えば装置の異なる直線チューブの間の湾曲部のような連結部品は 、更に沈降を増大し、それ故に培養液を汚損する危険性を生じる。この理由で、 光生物反応チューブを洗浄する装置を備えることが必要とされるのである。 ＦＲ−Ａ−２５７６０３４明細書は、ポンプ作用の下で光生物反応装置の円筒 チューブ内にボールを循環できるようにした洗浄装置を既に記載している。しか しながら、この装置は完全に満足することができない。何故ならば、ボールが隅 部に達しないので、正方形または長方形の横断面を有するチューブを効果的に洗 浄することができないからである。 従来技術はＣＯ₂を培養液中に導入すると同時に、淀みを防止するように、し たがってチューブ内に付着物形成を防止するようにＣＯ₂の流れを保証する事の できるガスリフト装置を組み込んだ光生物反応装置も開示している。 バイオリソース・テクノロジー（Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ ｇｙ）３８、１９９１の「微小藻類およびシアノバクテリアの屋外大量培養のた めの垂直な小窩状パネル」と題するエム・アール・トレディシ氏（Ｍ．Ｒ．ＴＲ ＥＤＩＣＩ）他による論文は、四角い横断面を有する垂直キャビティ内に空気を 放出することで培養液が循環されるようなパネルを組み込んだ光生物反応装置を 開示している。 ジャーナル・オブ・アプライド・ファイコロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａ ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｃｏｌｏｇｙ）４：１−９の「大量の生物である藻類の 培養体を成長させる平板空気リフト反応装置」と題するアイ・エー・ジェー・ラ ッチフォード氏（Ｉ．Ａ．Ｊ．ＲＡＴＣＨＦＯＲＤ）他は、四角い横断面のキャ ビティが直列状に取付けられ、また培養液が外部の空気リフト式装置の作用のも とに流されるパネルの性能を記載している。しかしながらこの形式の装置は、キ ャビティの内壁面を効果的に洗浄することを可能にはできない。 したがって、実際に付着を防止するようになされる解決策は、壁面に付着する 傾向が限られている微生物を選択することでしばしば構成されるが、これは可能 とされる使用分野を制限してしまう。 この結果、本発明の目的はこれらの欠点を除去することである。光生物反応装 置のパイプの内壁面、特に外部および太陽に向けられた壁面を効果的に洗浄でき るようにする装置の提供を特に目的とする。本発明はまた、パイプが正方形また は長方形の横断面を有するときであっても前記洗浄の保証を可能にする。 このために、本発明は光生物反応装置の直線的なパイプを洗浄する装置に関す るのであって、前記パイプは少なくとも１つの平坦な内壁面を有し、光生物反応 装置はポンプ手段で前記パイプ内を洗浄される培養液に懸濁された微生物を包有 しているのである。 本発明の特徴によれば、前記装置は光生物反応装置のパイプ内に配置されるよ うに設計された少なくとも１つの平坦面を組み付けた洗浄要素で構成されており 、前記洗浄要素は前記パイプの内壁面を擦り落とす乃至かき落とすための手段を 有すると共に２つの端部の各々に配置された少なくとも１つの凹部を有していて 、各凹部は循環される培養液が圧力を作用させる内壁面を有し、前記凹部は前記 要素の端部で開口すると共に前記平坦面と相対する面で開口して、洗浄要素が前 記パイプの端部に位置したときに培養液の流出を可能にするようになされている 。 従って、この装置の結果として、擦り落とす手段はパイプの内壁面の少なくと も１つを効果的に洗浄できるようにする。 この擦り落とし手段は少なくとも１つのリブを有し、該リブのエッジはこの装 置で洗浄されるパイプの内壁面の形状と同じ形状を有することが有利である。 この洗浄装置は、平行四辺形の横断面を有するパイプを洗浄することに使用さ れ、またこの洗浄装置は上面、下面および２つの端面を有する平行四辺形に似た 形状を有し、少なくとも１つのベベル加工されたリブが上面に備えられているこ とが好ましい。 本発明はまた、少なくとも１つの平坦な内面を有する平行に連結された列をな す直線的なパイプを組み付け、該パイプの中を培養液中に懸濁された前記微生物 を循環させるようになされた光合成微生物を洗浄させるための光生物反応装置に 関するのであって、培養液はポンプ手段で循環され、前記パイプの一端から他端 への往復移動により洗浄装置を列となして移動させることを保証するようになさ れる。 本発明は以下に限定する意図のない実施例に関して添付図面を参照して非常に 詳細な添付図面において、 第１図は、培養液の循環が往復的に行われる本発明の光生物反応装置の実施例 である。 第２図は、本発明による洗浄装置の実施例である。 第３図は、第１図による光生物反応装置の両端部の一方の断面図である。 第１図に示された実施例によれば、この光生物反応装置は、例えばポリメチル メタクリレートのような太陽輻射に透明なプラスチック材料を押出し成形して作 られたパネル１で構成されており、このパネルの内部にはある本数の平行なパイ プ３が備えられている。これらのパイプは平行四辺形の横断面形状を有し、正方 形または長方形の横断面であることが好ましい。各パイプは上部内壁面５すなわ ち太陽に向けられた壁面、並びに壁面５と相対する下部内壁面７を有する。 第１図に示されているが、ＦＲ−Ａ−２６６２７０５明細書に記載されている ように、２つの重ね合わせたパイプの層を組み付けたパネルを有することは可能 であり、上部パイプは培養液および微生物の循環に使用される一方、下側層のパ イプは熱調整流体の循環に使用される。 ２つの端部で、パネル１はコレクター９を有しており、このコレクターは第３ 図に最も良く見える。このコレクターは同様に太陽輻射に透明なプラスチック材 料で作られており、中空のチャンネル形とされてＵ形のダクト１１を形成してい る。このコレクターはカバー１３で覆われ、このカバーがダクト１１を塞いでい る。パネル１の端部はコレクター９とカバー１３との間に係合され、全てのパイ プ１３の端部はダクト１１に与えられるようになされる。前記ダクト１１は各パ イプ３よりも大きい横断面を有している。 第１図に示されるように、光生物反応装置は２つの斜めに相対する端部に２つ のチューブ１５を有し、これらのチューブはダクト１１の各々の中に与えられて いる。この斜めの配置が重要である。何故ならば、培養液が入口チューブおよび 出口チューブの右側へ好ましい方法で循環しないことを保証できるからである。 これらの培養液の入口および出口チューブ１５はチューブ１７により相互に連結 されており、チューブ１７にはポンプ１９が取付けられている。このポンプ１９ （またはポンプ手段）はパイプ３内を培養液が循環することを保証できる。第１ 図に示された光生物反応装置において、往復的（矢印ＡＲ）な前記培養液の循環 を保証する特別な働きを有している。 第２図に示されるように、本発明による洗浄装置（２１）はプラスチック材料 で作られることが好ましく培養液の密度に近い密度を有する、例えばポリエチレ ンで作られるような要素を含んでなる。この要素２１はほぼ平行六面体の形状を 有し、長方形の平行六面体の形状を有することが好ましい。より一般的な言葉で 言えば、内部を循環するパイプ３の横断面とされる形状、特に横断面を有するの である。 要素２１は内壁面５または７を擦り落とす手段２３、および凹部２５を有して いる。この要素２１は、正方形または四角形の横断面を有するパイプ３を洗浄す る。それ故に、要素２１は上面２７、下面２９、２つの側面３１、および２つの 端面３３を有する平行六面体に似た形状をしている。上面２７は、要素２１がパ イプ内部に導入されたときにパイプ３の上内壁面５に向けられる面である。 擦り落とし手段２３は、上面２７を延在して前記面に実質的に直角な斜めリブ で構成されており、この面は平坦であることが有利である。このリブ２３は要素 ２１の全幅にわたり延在することが好ましい。ベベル加工されたリブ２３のエッ ジは、この装置により洗浄されるパイプ３の上内壁面５のエッジと同じ形状をし ている。前記平坦な壁面を有する図示実施例では、エッジは直線的である。有利 なことに、また第２図に示されるように、このような２つのエッジ２３があり、 これらは要素２１の２つの端部に配置されている。しかしながら、１またはそれ 以上のリブ２３を、例えば２つのリブに対して平行、直角または斜めの関係で上 面２７に配置されたリブを有することもできる。 第３図に示されるように、リブ２３の頂部と下面２９との間の洗浄装置の全高 Ｈは、作動間隙内に収めるために、パイプ３の厚さＥに実質的に等しい。洗浄装 置は、壁面の正確な擦り落としを実施するために、パイプ３の寸法よりも非常に 僅かに小さい寸法を有することが重要である。 第２図に示されるように、要素２１はその２つの端部３３にてその体積部に形 成された少なくとも１つの凹部２５を有する。この凹部は丸められた陥没形状、 例えば第２図に示されるように丸められた頂部３７を有する三角形状を有する。 この凹部２５は一方で要素２１の端面３３に与えられ、他方で下面２９に与えら れている。 以下に詳細に説明するように、パイプ３内を培養液は前記壁面３９に力を作用 し、洗浄要素２１を移動させることができる。壁面３９の形状は変更でき、半円 形、楕円形または三角形の凹部２５を有することもできることは容易に明白とな る。２つの頂点３７の間に形成された峡部（ｉｓｔｈｍｕｓ）は符号４０を付さ れている。 更に一般的な言葉で言えば、第２図に示された装置は少なくとも１つの平坦の 内壁面、この場合には壁面５を有するパイプ３を洗浄することに使用されるべき である。しかしながら、前記パイプの側壁面および下壁面７は丸められた形状を 有している。この場合、洗浄装置２１は平坦な上壁面２７を有するが、側壁面お よび下壁面２７は丸められている。この場合、長手方向または部分的な螺旋リブ ２３がパイプ３の丸められた壁面を洗浄するために特に関心をもたれ得る。 洗浄装置２１は、循環する培養液の密度と実質的に等しい密度を有する材料で 作られる。滑り性を向上させるために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ ）のような低摩擦係数を有する材料で少なくとも部分的に被覆されることができ る。 第１図に示された型式の光生物反応装置に適用された洗浄装置２１の作動が非 常に詳細にここで説明される。 コレクター９をパネル１の２つの端部に嵌合させる前に、洗浄装置２１は各パ イプ３内に配置される。コレクター９は次に気密シールされる。ポンプ１９の作 用のもとで、懸濁微生物を包有する培養液が光生物反応パイプ３に導入され、次 に各パイプ３内で往復移動（矢印ＡＲ）を与えられる。各洗浄装置２１はそれが 配置されているパイプ３内に捕捉される。培養液の往復移動のもとで、要素２１ はパイプの一端から他端へ移動する。培養液の移動周期は、洗浄装置２１がパイ プ３の全長にわたって移動することができるようにさせることが適当である。こ こまでで既に説明したように、培養液は圧力を各凹部２５の内壁面３９に作用さ せる。 第３図に示されるように、洗浄装置２１がパイプ３の端部に達したならば、部 分的にコレクター９の中に侵入する。したがって、凹部２５がコレクター９の底 部（任意に前凹部と称する）に当接したとき、後凹部２５の一部４５と同様に、 コレクター９のダクト１１に対する侵入が行われる。培養液は次に矢印Ｆ１で示 されるようにダクト１１の内部に自由に流入し、洗浄装置２１が栓を形成するこ とはない。前記凹部２５の存在だけがダクト１１に向けての培養液の循環を可能 にしている。 ポンプ１９内の流れ方向が逆転されると、コレクター９からの培養液が矢印Ｆ ２で示されるように、中央峡部（ｉｓｔｈｍｕｓ）４０に圧力を作用させる。こ れは洗浄装置２１を自由状態にすること、および他方へ向けて循環させることに 有効である。注目すべきことは、培養液の速度がパイプ３内の平均速度からダク ト１１内の平均速度へと僅かに加速されて流れるように洗浄装置２１の形状が形 成されていることである。 更に、培養液は洗浄装置２１に対して吸引カップ効果を発生し、これがベベル 加工されたリブ２３をパイプ３の上内壁面流５に係合させる。内壁面７を洗浄す ることが必要とされるならば、擦り落とし手段２３を内壁面７に向けるようにし て、部材２１をパイプ３内に配置することも可能である。この場合、コレクター ９は１８０°回転されて、ダクト１１が要素２１の凹部２５と同じ側になるよう にされる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミューラー，フェーガ アルノー フランス国エフ ― 13100 エイクス ― アン ― プロバンス，ル プチ― ニース，ビラ 21 (72)発明者 シャウモン，ダニエル フランス国エフ ― 13770 ベヌレ，ア レ デ エクレユ，リュ ドゥ ラ ブル ジェリー（番地なし) (72)発明者 ギュダン，クロード フランス国エフ ― 13108 エイクス ― アン ― プロバンス，トラブルス ステ アン，ル パルク，４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1．ポンプ手段（１９）によりパイプ（３）内を循環される培養液に懸濁保有 された微生物を包有する光生物反応装置の、少なくとも１つの平坦な内壁面（５ ）を有する直線的な前記パイプ（３）を洗浄する装置であって、光生物反応装置 のパイプ（３）内に配置された少なくとも１つの平坦面（２７）を有する洗浄要 素（２１）で構成されており、前記洗浄要素（２１）は前記パイプ（３）の内壁 面（５，７）を擦り落とす手段（２３）と、２つの端部（３３）の各々に配置さ れた少なくとも１つの凹部（２５）とを有しており、各凹部（２５）は循環する 培養液が圧力を作用させる内壁面（３９）を有し、前記凹部（２５）は前記要素 （２１）の端部（３３）と、前記平坦面（２７）の反対側の面（２９）とにおい て開口しており、洗浄要素（２１）が前記パイプ（３）の端部に位置したときに 培養液が流出することを可能にしていることを特徴とする洗浄装置。 2．擦り落とし手段（２３）が少なくとも１つのリブを有し、そのエッジ（３ ５）が前記装置で洗浄されるパイプ（３）の内壁面（５，７）の形状と同じ形状 を有していることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。 3．リブ（２３）が洗浄要素（２１）の前記平坦面（２７）に配置され、また それに対して実質的に直角に延在することを特徴とする請求項２に記載の洗浄装 置。 4．洗浄要素（２１）が上面（２７）、下面（２９）、および２つの側面（３ ３）を有する平行六面体に似た形状を有し、また少なくとも１つのベベル加工さ れたリブ（２３）が上面（２７）に備えられていることを特徴とする、平行四辺 形に似た横断面形状のパイプ（３）を洗浄するための請求項１に記載の洗浄装置 。 5．凹部（２５）が丸められた陥凹部形状を有することを特徴とする請求項１ から請求項４までの何れか１項に記載の洗浄装置。 6．洗浄要素（２１）がパイプ（３）内の培養液の密度に実質的に等しい密度 を有することを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の洗浄 装置。 7．洗浄要素（２１）が低摩擦係数のプラスチック材料で少なくとも部分的に 被覆されたことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の洗 浄装置。 8．平行に連結され、少なくとも１つの平坦な内面（５）を有すると共に、そ の内部には培養液中に懸濁保持された微生物がポンプ手段（１９）で循環されて 、前記パイプ（３）の各々の一端から他端へ往復移動されるようになされる直線 的なパイプ（３）の列を有する光合成微生物を培養する光生物反応装置であって 、請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の少なくとも１つの洗浄装置（ ２１）を組み込んでおり、該装置は前記パイプ（３）の各々の内部に配置される ことを特徴とする光生物反応装置。