JPH10113164A - 光合成培養装置 - Google Patents

光合成培養装置

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JPH10113164A
JPH10113164A JP9168935A JP16893597A JPH10113164A JP H10113164 A JPH10113164 A JP H10113164A JP 9168935 A JP9168935 A JP 9168935A JP 16893597 A JP16893597 A JP 16893597A JP H10113164 A JPH10113164 A JP H10113164A
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light
photosynthetic
emitting diode
culture
light emitting
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JP9168935A
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Jiro Kondo
次郎 近藤
Ichiro Aiga
一郎 相賀
Osahisa Nakano
長久 中野
Kazutaka Miyatake
和孝 宮武
Tadaatsu Nakanishi
直温 中西
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Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
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    • 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
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
    • 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
    • C12M31/02Means for providing, directing, scattering or concentrating light located outside the reactor
    • 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
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光合成媒体のCO2 固定能の増大、光源を含
む光合成培養装置の小型化、高効率化、光合成反応によ
る生成物の構造の制御性の向上などの改善。 【解決手段】 植物性微生物1〔ユーグレナグラシリ
ス〕を含む水溶液2を収容した培養槽3と、火力発電所
や製鉄所などから排出されるCO2 を前記培養槽3内の
水溶液2に導入するCO2 供給手段4と、前記植物性微
生物1が光合成に必要とする特定波長域の光を発する赤
色発光ダイオード5aと青色発光ダイオード5bとから
なり、前記赤色発光ダイオード5aと青色発光ダイオー
ド5bからの光を所定の比率で混色させて前記培養槽3
内の水溶液2に導入する光源5と、前記光源5を駆動す
る太陽光発電装置などの電源6とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光合成培養装置に関
し、詳しくは、光合成生物の培養によるCO2 の固定化
と有用物質の生成でもって、産業活動による地球温暖化
を抑制すると共に人口増加に伴う食料不足問題を解消し
得る光合成培養装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、火力発電所や製鉄所などから大気
圏に放出されるCO2 量を抑制することにより、産業活
動による地球温暖化を阻止するCO2 の固定化技術が実
用化されつつある。一方、地球環境問題として、人口増
加に伴う食糧不足に対して、人類の生存に必要不可欠な
食糧、飼料、薬品等の有用化学物質、バイオマスエネル
ギー等を人工的に生成するバイオ技術が研究・開発され
ている。
【0003】これら化石燃料燃焼により放出されるCO
2 の固定化或いは食糧、飼料、薬品等の有用化学物質な
どの生成は、従来、主としてクロレラ等の藻類による光
合成媒体の光合成反応を利用して行なわれてきた。この
場合、一般に光合成反応には、光及び基質としてのCO
2 が必要であり、光合成媒体を収容した培養槽内にCO
2 を導入すると共に、太陽光、蛍光灯や白熱電球などの
広い波長帯の光、いわゆる白色光が用いられていた。こ
の種の光合成反応では、太陽光を用いない場合は電力効
率の大きさから蛍光灯が最も有効である。尚、このCO
2 の固定能は、光合成媒体の単位体積当たり100〜6
00g/m3 ・dayである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば火力
発電所から放出される燃焼ガス中のCO2 量は、天然ガ
ス燃焼の50万kwhの出力では、5700t/day
という莫大な量であり、石炭、石油燃焼ではCO2 の放
出が更に増大する。この場合、火力発電所などから放出
されるCO2 の固定化は、オンサイトが可能でよりコン
パクトで、しかも、固定化に要するエネルギーが発電所
の発電量に比べて無視或いは発電原価を著しく高めない
範囲に収められることが、この種の技術の実用化には望
まれている。
【0005】しかしながら、光合成反応によりCO2
固定化するためには、光合成培養槽の体積として少なく
とも9.5×106 km3 が必要である。尚、この培養
槽を平板型にすると、培養槽の設置には2×108 2
という広大な敷地が必要となり、CO2 の発電所におけ
るオンサイトの固定化を実用化する障害となっているの
が現状である。
【0006】そこで、前述した現状における問題点を解
消するため、地球規模で広く実用化されるCO2 の固定
化技術として、光合成媒体のCO2 固定能の増大、光源
を含む光合成培養装置の小型化、高効率化、光合成反応
による生成物の構造の制御性の向上などの改善が要望さ
れている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本出願人は、前述した改
善点に対処するため、光合成媒体に関する長期間の基礎
科学的な研究とCO2 固定能の高い光合成媒体の発見、
火力発電所における長期間の運転経験とCO2 排出と固
定化に関する深い知見に基づいて、CO2 固定能の高い
光合成媒体の導入、光合成の高効率化のための最適環境
の導入、光合成反応にとっての最適光源の導入、最適な
光合成培養槽の導入などを実現し、以下の点を特徴とす
る本発明を提案する。
【0008】(1) 植物性微生物〔ユーグレナグラシリ
ス〕を含む水溶液を収容した培養槽と、前記培養槽内の
水溶液にCO2 を導入するCO2 供給手段と、前記植物
性微生物が光合成に必要とする特定波長域の光を発する
赤色発光ダイオードと青色発光ダイオードとからなり、
前記赤色発光ダイオードと青色発光ダイオードとからの
それぞれの光を所定の比率で混色させて前記培養槽内の
水溶液に導入する光源と、前記光源を駆動する電源とを
具備したこと。
【0009】(2) 光源を構成する赤色発光ダイオード
と青色発光ダイオードとから発せられる光の比率を1:
0.1〜0.5としたこと。
【0010】(3) 光源は、発光ダイオードの代わりに
レーザを使用したこと。
【0011】(4) 電源を太陽光発電装置で構成したこ
と。
【0012】(5) 電源に、火力又は原子力発電の余剰
電力を使用したこと。
【0013】(6) 培養槽は、円筒状ガラス容器の内周
側壁に多重光反射面を形成し、その側壁にスリット状導
光部を設けたこと。
【0014】(7) 培養槽内の水溶液の酸性度を7≧p
H≧2としたこと。
【0015】(8) 光源の光強度Eが、3000ルクス
≦E≦11000ルクスの範囲内にあること。
【0016】(9) 培養槽内の水溶液温度Tが、24℃
≦T≦30℃の範囲内にあること。 (10) CO2 供給手段は、火力発電所や製鉄所等からの
CO2 を含む排出ガスを導入し、培養槽内での植物性微
生物による光合成でもって前記CO2 を固定化するこ
と。 (11) CO2 供給手段は、火力発電所や製鉄所等からの
CO2 を含む排出ガスを導入し、培養槽内での植物性微
生物による光合成でもって前記CO2 を固定化し、その
植物性微生物を火力発電所や製鉄所等の燃料として利用
すること。 (12) 培養槽は、CO2 供給手段により導入されたCO
2 により植物性微生物を光合成反応させて脂肪酸、蛋白
質、ビタミン等の有用物質を生成すること。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1乃
至図7を参照しながら説明する。
【0018】本発明の光合成培養装置の基本構成は、図
1及び図2の実施形態で示すように植物性微生物1を含
む水溶液2を収容した培養槽3と、前記培養槽3内の水
溶液2にCO2 を導入するCO2 供給手段4と、前記植
物性微生物1が光合成に必要とする特定波長域の光を発
する赤色発光ダイオード5aと青色発光ダイオード5b
とからなり、前記赤色発光ダイオード5aと青色発光ダ
イオード5bとからのそれぞれの光を所定の比率で混色
させて前記培養槽3内の水溶液2に導入する光源5と、
前記光源5を駆動する電源6とを具備する。
【0019】本発明で使用する光合成媒体は、光合成植
物性微生物として古くから知られている〔ユーグレナグ
ラシリス(学名)〕(以下、ユーグレナと称す)であ
る。このユーグレナ1は、図3に示すように全長50μ
m、最大幅10μmのミドリムシの一種で、高品質蛋白
質、ビタミン等を含有し、人工肉などの食品、様々なビ
タミンを含む生体機能食品などへの用途が考えられてい
る。また、ユーグレナ1は、光合成反応によるCO2
定能が、従来使用していたクロレラ等の藻類(600g
/m3 ・day)に比べて1桁以上高い(1〜10kg
/m3 ・day以上)上、10年以上の長期間の培養に
おいても死滅せずに活性であり、光合成媒体として長期
間安定に実用化される有効なものであることを本出願人
は確認した。
【0020】また、本発明で使用する光源5は、ユーグ
レナ1が光合成に必要とする特定波長域の光を発する発
光ダイオードからなる。通常、発光ダイオードはその発
光効率が低いが、発光波長を特定波長域にするとユーグ
レナ1のCO2 固定能が著しく増加し、実効的に電力利
用効率が増加して電力効率が従来の蛍光灯に匹敵するこ
とを確認した。
【0021】この発光ダイオードとして、波長650〜
700nmの赤色発光ダイオード5aを使用すると、1
〜10kg/m3 ・day以上のCO2 固定能が実現で
きることを確認した。更に、この赤色発光ダイオード5
aに加えて、波長450nm程度の青色発光ダイオード
5bを使用し、これら赤色発光ダイオード5aと青色発
光ダイオード5bとからのそれぞれの光を混色させてユ
ーグレナ1に照射すると、前述したCO2 固定能は若干
減少するが、図4に示すように従来の蛍光灯の場合より
も光合成反応が急増することが確認された。
【0022】ここで、前述した赤色発光ダイオード5a
と青色発光ダイオード5bの混色比率については、例え
ば、赤色発光ダイオード5a:青色発光ダイオード5b
=1:1とした場合〔図中B〕、光合成反応が蛍光灯の
場合〔図中C〕の3.5倍以上となり、赤色発光ダイオ
ード:青色発光ダイオード=1:0.5とした場合〔図
中A〕、光合成反応が蛍光灯の場合〔図中C〕の4倍以
上となった。
【0023】また、赤色発光ダイオード5aはユーグレ
ナ1の細胞肥大に関与し、青色発光ダイオード5bはユ
ーグレナ1の細胞分裂に関与することから、この発光ダ
イオード5a,5bの混色比率を設計変更することによ
り、ユーグレナ1の光合成反応により生成された生成物
の構造を制御することができる。例えば、生成物が脂肪
酸の場合、パルミチン酸、ステアリン酸やオレイン酸な
どの脂肪酸の構造を制御することが可能となる。このユ
ーグレナ1の光合成反応による脂肪酸の組成は高度不飽
和酸を多く含むことが特徴であり、これは培養条件によ
って更に増加させることができる。
【0024】尚、前述の場合、ユーグレナ1に照射する
光源5として、発光ダイオード5a,5bを使用した場
合について説明したが、本発明はこれに限定されること
なく、例えば、GaAsAl系固体レーザ等のレーザ光
源を使用すると、電力効率が5倍以上改善されることを
確認した。
【0025】これは、発光ダイオード5a,5bの発光
効率が8%程度であるのに対して、レーザ光源の発光効
率がそれよりも5倍以上大きくて30〜40%程度であ
ることや、培養槽3に導入された光は、その培養槽3内
でユーグレナ1のために発生する光散乱効果により有効
に利用されにくくなるが、レーザ光源から発せられた光
は直進性を有する点で、前述の光散乱効果が軽減される
ことが挙げられる。
【0026】次に、ユーグレナ1を含む水溶液2が収容
される培養槽3は、例えば図5(a)(b)に示すよう
に円筒状のガラス容器7の内周側壁に多重光反射面8を
形成し、その側壁にスリット状導光部9を設けた構造を
有する。これにより、前述した発光ダイオード等の光源
5から発せられた光は、培養槽3のスリット状導光部9
から内部へ入射され、ガラス容器7の内周側壁の反射面
8でもって培養槽3外へ散出することなく、有効に多重
反射しながら、ユーグレナ1に照射される。
【0027】また、前述した発光ダイオードやレーザか
らなる光源5の電源6としては、その一部又は全部を太
陽光発電装置で構成することが可能である。このように
電源6を太陽光発電装置で構成すれば、クリーンな自然
エネルギーを有効に活用することができると共に前述し
た培養槽3と同一敷地に電源6を設置することができる
ので、高能率でコンパクトな培養装置を実現することが
可能となる。
【0028】更に、培養槽3内にCO2 を導入するCO
2 供給手段4は、従来の培養装置におけるCO2 固定能
より1桁以上大きい光合成反応によるCO2 固定能を有
しているため、火力発電所や製鉄所から発生する大量の
CO2 を固定化するのに有効である。そこで、火力発電
所や製鉄所などからのCO2 を含む排出ガスを培養槽3
に導入し、その排出ガス中のCO2 をユーグレナ1によ
る光合成反応でもって固定化する。
【0029】以上のようにして光合成反応に必要な光及
びCO2 が導入される培養槽3には、光合成媒体である
ユーグレナ1を分散させた水溶液2が収容される。この
水溶液2の酸性度が光合成媒体の光合成反応に著しい影
響を与え、光合成媒体がユーグレナ1の場合、従来のク
ロレラ等の藻類と異なり、酸性の水溶液2中でよく生育
して活発な光合成反応が得られる。この点、CO2 の溶
解量を多くすれば、酸性の水溶液2を容易につくること
ができ、このCO2 の溶解による水溶液の酸性化がユー
グレナ1による光合成反応には好適となる。
【0030】本出願人は、ユーグレナ1による光合成反
応に対して水溶液2の最適な酸性度が7≧pH≧2であ
り、この範囲であれば、広範囲のCO2 濃度に対してユ
ーグレナ1の光合成反応に適していることを確認した
〔図7(a)(b)参照〕。このようにユーグレナ1は
酸性の水溶液2中で良好な光合成反応を行なうため、C
2 濃度を調整管理する必要がないだけでなく、水溶液
2の酸性度も調整管理する必要がない。
【0031】尚、水溶液2の酸性度がpH>8又はpH
<1ではユーグレナ1の光合成反応が急激に減少したこ
とが確認されている。また、水溶液2の酸性度が5≧p
H≧2であれば、より一層、ユーグレナ1の光合成反応
に適しているので好ましい。この範囲であれば、藻類な
どの他の種類の光合成媒体が混入した場合でもあって
も、それら他の種類の光合成媒体による光合成反応を抑
制することができ、ユーグレナ1のみが光合成反応し得
る環境をつくることが可能となって、安定した光合成反
応を持続させることができる。
【0032】また、前述した光合成媒体であるユーグレ
ナ1に照射される光源5の光強度に関しては、従来のク
ロレラ等の藻類の場合には、光強度が3000ルクス以
上になると光合成反応が飽和していたが、本発明のユー
グレナ1の場合には、従来の藻類と異なり、大きな光強
度においても光合成反応が持続され、その光合成反応が
飽和する光強度が藻類よりも2倍以上大きいことが確認
された。このようにユーグレナ1による光合成反応が飽
和する光強度が藻類よりも2倍以上大きいことにより、
従来よりも顕著に大きな光合成反応が得られる。
【0033】その結果、光源5の最適な光強度Eは、図
6に示すように3000ルクス≦E≦11000ルクス
の範囲が最適とされる。尚、光強度がE<3000ルク
スでは、ユーグレナ1による光合成反応が少なくて実用
性に欠け、また、光強度がE>11000ルクスでは、
ユーグレナ1による光合成反応が飽和するため、それ以
上のエネルギー増加が無駄となって実用性に欠ける。
【0034】更に、培養槽3内の水溶液温度Tは、24
℃≦T≦30℃の範囲が最適とされる。この温度範囲が
光合成媒体であるユーグレナ1が生育する上で適正なも
のであり、水溶液温度がT<24℃では、光合成反応が
低下し、また、水溶液温度がT>30℃では、培養槽3
内の水溶液の透光性の減少と光合成反応の低下となり不
適である。このように水溶液温度は、ユーグレナ1の生
育速度に大きく影響を与えるだけでなく、細胞内貯蔵物
質の含量、呼吸活性、核の表面積変化などにも影響を与
える。
【0035】以上のようにして光合成反応に必要な光及
びCO2 が導入される培養槽3内では、光合成媒体であ
るユーグレナの光合成反応により、脂肪酸、蛋白質、ビ
タミン等の有用物質が生成される。そして、これら生成
物に基づいて、人工肉、マーガリン等の油製品や食品、
家畜の飼料、ワックス、炭化水素などの工業材料、血圧
降下剤、ビタミン等の生体機能物質を製造することが可
能となる。
【0036】
【実施例】
[実施例1]50万kW出力の天然ガス燃料火力発電所
から排出されるCO2 を固定化する。光合成培養装置と
しては、直径1.6m、高さ10mの培養槽ユニット、
容積20m3 、100本からなるクラスターを使用す
る。この培養槽ユニットにユーグレナを含む水溶液を収
容し、前述した火力発電所からのCO2 を導入する。一
方、発光波長660nm帯の赤色発光ダイオードと45
0nm帯の青色発光ダイオードとを13000個(赤色
と青色の混合比率1:0.5)使用して、電力20kW
で各培養槽ユニットに光照射する。
【0037】この時、培養槽ユニット内の光強度は60
00ルクス、CO2 の固定能は0.8kg/m3 ・da
y、ユニット当たり16kg/day、クラスター当た
り1.6t/dayの速さでCO2 が固定する。
【0038】ここで、50万kW出力の総排出CO2
固定化には、3500個のクラスターを使用した。尚、
発光ダイオードを駆動する電源には平均発電効率10%
のSi太陽電池を使用する。その結果、必要な光合成培
養槽及び太陽電池を設置する敷地は、それぞれ90h
a、7000haであった。
【0039】[実施例2]50万kW出力の天然ガス燃
料火力発電所から排出されるCO2 を固定化する。光合
成培養装置としては、直径1.6m、高さ5mの培養槽
ユニット、容積10m3 、200本からなるクラスター
を使用する。この培養槽ユニットにユーグレナを含む水
溶液を収容し、その水溶液の酸性度をpH5とし、水溶
液温度を26℃に保ち、前述した火力発電所からのCO
2 を導入する。一方、発光波長660nm帯の赤色発光
ダイオードと450nm帯の青色発光ダイオードとを6
500個(赤色と青色の混合比率1:0.5)使用し
て、電力10kWで各培養槽ユニットに光照射する。
【0040】この時、培養槽ユニット内の光強度は60
00ルクス、CO2 の固定能は0.8kg/m3 ・da
y、ユニット当たり8kg/day、クラスター当たり
1.6t/dayの速さでCO2 が固定する。
【0041】ここで、50万kW出力の総排出CO2
固定化には、3500個のクラスターを使用した。尚、
発光ダイオードを駆動する電源には火力発電所の出力の
一部を使用する。その結果、必要な光合成培養槽を設置
する敷地は180haであった。
【0042】[実施例3]50万kW出力の天然ガス燃
料火力発電所から排出されるCO2 を固定化する。光合
成培養装置としては、直径1.6m、高さ10mの培養
槽ユニット、容積20m3 、100本からなるクラスタ
ーを使用する。この培養槽ユニットにユーグレナを含む
水溶液を収容し、前述した火力発電所からのCO2 を導
入する。一方、発光波長660nm帯の固体赤色発光レ
ーザと450nm帯の固体青色発光レーザとを1300
0個(赤色と青色の混合比率1:0.5)使用して、電
力2.5kWで各培養槽ユニットに光照射する。
【0043】この時、培養槽ユニット内の光強度は60
00ルクス、CO2 の固定能は0.8kg/m3 ・da
y、ユニット当たり16kg/day、クラスター当た
り1.6t/dayの速さでCO2 が固定する。
【0044】ここで、50万kW出力の総排出CO2
固定化には、3500個のクラスターを使用した。尚、
発光レーザを駆動する電力は、火力発電の余剰電力を使
用する。その結果、必要な光合成培養槽を設置する敷地
は90haであった。
【0045】前述した三つの実施例において、培養槽で
生成した生成物から、脂肪酸、蛋白質、ビタミンを抽出
し、また、これら脂肪酸、蛋白質、ビタミンの生成物に
基づいて、人工肉、マーガリン等の油製品と食品、家畜
の飼料を製造した。
【0046】尚、以上の説明では、赤色発光ダイオード
と青色発光ダイオードの混合光源を用いたが、赤外線発
光ダイオード、赤色発光ダイオード、赤色レーザダイオ
ード等の単色光源、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイ
オード、赤色発光ダイオードと白色蛍光灯などの混合光
源でも、CO2 の固定能が5kg/m3 ・day以上で
あれば、本発明と類似の効果が得られる。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、火力発電所や製鉄所か
ら排出されるCO2 の固定化を、その固定化に要するエ
ネルギーを太陽光などで補足することで、発電原価を著
しく高めない範囲に収められることが実現でき、光合成
培養槽の敷地面積の縮小化が図れ、オンサイトが可能で
コンパクト化が可能となった。
【0048】以上のようにして地球規模で広く実用化さ
れるCO2 の固定化技術として、光合成媒体のCO2
定能の増大、光源を含む光合成培養装置の小型化、高効
率化、光合成反応による生成物の構造の制御性の向上な
どの改善が図れ、産業活動による地球温暖化を阻止する
CO2 の固定化技術を地球規模で広く実用化することが
可能となる。
【0049】更に、このCO2 の固定化技術の実用化と
共に、ユーグレナの培養による生成物から、食糧のみな
らず、ワックス、炭化水素などの工業製品や血圧降下
剤、ビタミン等の生体機能物質、医薬品などの製造が可
能となり、工業的価値が高く、地球環境問題としての人
口増加に伴う食糧不足に関する食糧問題も速やかに解消
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光合成培養装置の基本構成を示す概略
構成ブロック図
【図2】本発明の光合成培養装置の具体的構成を示す構
成ブロック図
【図3】本発明で光合成媒体として使用するユーグレナ
を示す図
【図4】光合成培養装置の光源を蛍光灯と発光ダイオー
ドとで比較使用し、ユーグレナの生育日数に対するCO
2 の固定能を示す特性図
【図5】(a)は光合成培養装置の培養槽を示す斜視図 (b)は(a)の断面図
【図6】光強度に対する光合成反応量をCO2 の固定能
比率で表示した特性図
【図7】(a)はCO2 濃度についてのユーグレナの生
育日数と細胞数との関係を示す特性図 (b)はCO2 濃度についてのユーグレナの生育日数と
pHとの関係を示す特性図
【符号の説明】
1 植物性微生物〔ユーグレナグラシリス〕 2 水溶液 3 培養槽 4 CO2 供給手段 5 光源 5a 赤色発光ダイオード 5b 青色発光ダイオード 6 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000156938 関西電力株式会社 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 (72)発明者 近藤 次郎 東京都文京区西片1の10の5 (72)発明者 相賀 一郎 福岡県太宰府市5条4丁目16番5号 (72)発明者 中野 長久 大阪府堺市金岡町2276の1 (72)発明者 宮武 和孝 大阪府和泉市光明台2の27の3 (72)発明者 中西 直温 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 植物性微生物〔ユーグレナグラシリス〕
    を含む水溶液を収容した培養槽と、前記培養槽内の水溶
    液にCO2 を導入するCO2 供給手段と、前記植物性微
    生物が光合成に必要とする特定波長域の光を発する赤色
    発光ダイオードと青色発光ダイオードとからなり、前記
    赤色発光ダイオードと青色発光ダイオードとからのそれ
    ぞれの光を所定の比率で混色させて前記培養槽内の水溶
    液に導入する光源と、前記光源を駆動する電源とを具備
    したことを特徴とする光合成培養装置。
  2. 【請求項2】 前記光源を構成する赤色発光ダイオード
    と青色発光ダイオードとから発せられる光の比率を1:
    0.1〜0.5としたことを特徴とする請求項1記載の
    光合成培養装置。
  3. 【請求項3】 前記光源は、発光ダイオードの代わりに
    レーザを使用したことを特徴とする請求項1又は2記載
    の光合成培養装置。
  4. 【請求項4】 前記電源を太陽光発電装置で構成したこ
    とを特徴とする請求項1記載の光合成培養装置。
  5. 【請求項5】 前記電源に、火力又は原子力発電の余剰
    電力を使用したことを特徴とする請求項1記載の光合成
    培養装置。
  6. 【請求項6】 前記培養槽は、円筒状ガラス容器の内周
    側壁に多重光反射面を形成し、その側壁にスリット状導
    光部を設けたことを特徴とする請求項1記載の光合成培
    養装置。
  7. 【請求項7】 前記培養槽内の水溶液の酸性度を7≧p
    H≧2としたことを特徴とする請求項1記載の光合成培
    養装置。
  8. 【請求項8】 前記光源の光強度Eが、3000ルクス
    ≦E≦11000ルクスの範囲内にあることを特徴とす
    る請求項1記載の光合成培養装置。
  9. 【請求項9】 前記培養槽内の水溶液温度Tが、24℃
    ≦T≦30℃の範囲内にあることを特徴とする請求項1
    記載の光合成培養装置。
  10. 【請求項10】 前記CO2 供給手段は、火力発電所や
    製鉄所等からのCO 2 を含む排出ガスを導入し、培養槽
    内での植物性微生物による光合成でもって前記CO2
    固定化することを特徴とする請求項1記載の光合成培養
    装置。
  11. 【請求項11】 前記CO2 供給手段は、火力発電所や
    製鉄所等からのCO 2 を含む排出ガスを導入し、培養槽
    内での植物性微生物による光合成でもって前記CO2
    固定化し、その植物性微生物を火力発電所や製鉄所等の
    燃料として利用することを特徴とする請求項1記載の光
    合成培養装置。
  12. 【請求項12】 前記培養槽は、CO2 供給手段により
    導入されたCO2 により植物性微生物を光合成反応させ
    て脂肪酸、蛋白質、ビタミン等の有用物質を生成するこ
    とを特徴とする請求項1記載の光合成培養装置。
JP9168935A 1996-08-22 1997-06-25 光合成培養装置 Pending JPH10113164A (ja)

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