JPH10191957A - 光合成微生物培養装置 - Google Patents

光合成微生物培養装置

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JPH10191957A
JPH10191957A JP651897A JP651897A JPH10191957A JP H10191957 A JPH10191957 A JP H10191957A JP 651897 A JP651897 A JP 651897A JP 651897 A JP651897 A JP 651897A JP H10191957 A JPH10191957 A JP H10191957A
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広明 須藤
Kazunori Matsumoto
和典 松本
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/06Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の利用効率の高い光合成微生物の培養装置
及び培養方法を提供すること。 【解決手段】 発光面に光合成微生物の包括固定化ゲル
の薄板を貼着可能に形成された発光板と、該発光板を装
着する培養槽と、該発光板に光を供給する光供給手段
と、培養槽内に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給手段と
を備えてなることを特徴とする光合成微生物培養装置及
びそれを用いた光合成微生物の培養方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光合成微生物を包括
固定化した状態で培養する光合成微生物培養装置及び培
養方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、大気中あるいは各種排ガス中のC
2 の固定化などを目的としてクロレラ、スピルリナな
どの光合成微生物の培養が試みられている。これらの光
合成微生物を培養する方法として、寒天、カラギーナ
ン、ゲランガムなどの微生物包括固定化用担体を用いて
包括固定化し、培養する方法がある。この包括固定化法
を利用した光合成微生物培養装置の1例を図4に示す。
図4の装置においては光合成微生物を包括固定化しビー
ズ状に成形した固定化微生物15を培地14に懸濁させ
て培養槽7に入れ、該培養槽7を温度制御が可能な水槽
6中に設置し、ガス混合装置3でCO2 ボンベ5からの
CO2 とエアポンプ10から送られる空気を混合したガ
スをガス流入ライン16から通気するとともに、光供給
装置1から光を供給して培養を行う。図4中の2は水槽
6の温度を制御する温度コントローラー、17はガス排
出ラインである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来法で
は包括固定化光合成微生物に十分均一な光が供給でき
ず、固定化担体の中心部にある微生物ほど光が遮蔽さ
れ、増殖できない。さらに固定化ゲルが培地中に分散し
た状態であることから入射強度が一定とならない。本発
明はこのような従来技術の実状に鑑み、光の利用効率の
高い光合成微生物の培養装置及び培養方法を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は発光面に光合成
微生物を微生物包括固定化用担体と混合した光合成微生
物の包括固定化ゲルの薄板を貼着可能に形成された発光
板と、該発光板を装着して光合成微生物の培養を行う培
養槽と、該発光板に光を供給する光供給手段と、培養槽
内に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給手段とを備えてな
ることを特徴とする光合成微生物培養装置及び光合成微
生物を微生物包括固定化用担体と混合した光合成微生物
の包括固定化ゲルの薄板を発光板の発光面に貼着し、該
包括固定化ゲルの薄板を貼着した発光板を培地を入れた
培養槽内に装着し、炭酸ガスを供給するとともに薄板状
の光合成微生物の包括固定化ゲルに均一に光を照射しな
がら培養することを特徴とする光合成微生物の培養方法
である。
【0005】本発明の培養装置又は培養方法により培養
する光合成微生物の具体例としては大気中あるいは各種
排ガス中のCO2 を固定するためのクロレラ、スピルリ
ナ、ポルフィリジウム、クロロコッカムなどの微細藻類
などが挙げられる。
【0006】これらの光合成微生物を寒天、カラギーナ
ン、ゲランガムなどの微生物包括固定化用担体と混合し
てゲル状とし、発光板の発光面に薄板状に貼着した形で
培養を行う。光合成微生物の包括固定化ゲル薄板の厚み
は、光が内部まで十分到達できる範囲とすればよく、通
常は3mm前後が好ましい。
【0007】本発明の培養装置では培養のための光源と
して発光面が平板状(発光面全体から均一な光が供給さ
れる)の発光板を使用する。この発光板は、例えば表面
に発光面を底面とする凹部を設けるかあるいは発光面の
周囲に所定の高さの枠を設けるなどの方法により、その
発光面に前記の薄板状の光合成微生物の包括固定化ゲル
を貼着できる形状に構成されている。
【0008】発光板の発光面に薄板状の光合成微生物の
包括固定化ゲルを貼着する方法としては、予め光合成微
生物の包括固定化ゲルを薄板状に成形したものを貼着す
る方法、ゲルを発光面に塗布して薄板を形成させる方
法、ゲルを形成する懸濁液を供給して発光面上でゲル化
させる方法などを採ることができる。ゲルの貼着に際
し、予め発光面にステンレス鋼やアルミニウムなどの金
属、合成樹脂などの網目状や多孔状の薄板に加工でき、
光合成微生物に対する毒性が少ない材質からなる網目状
や多孔状の薄板などの固定器具を貼り付けておくことに
よりゲルの発光面への接着性を向上させることができ
る。
【0009】発光面に薄板状の光合成微生物の包括固定
化ゲルを貼着した発光板を培養槽に入れ、培地(培養
液)、CO2 ガス及び光を供給し、恒温槽中で所定の温
度に保持しながら培養する。光合成微生物を包括固定化
したゲルは内部に光が十分到達できる程度に薄いため、
ゲルのどの位置に細胞が存在していても均一な光が安定
して供給可能になる。
【0010】本発明の光合成微生物培養装置の1例につ
いてその基本構成を図1に示す。この装置において、平
面型の発光板8には微生物包括固定化ゲル12(図2参
照)が薄く接着されている。これを培地が入った培養槽
7に入れ、水槽6中に設置して温度コントローラ2で温
度コントロールする。これらの培養槽7にCO2 ボンベ
5からガス混合装置3を経てCO2 混合ガスを供給す
る。CO2 濃度はガス混合装置3でエアコンプレッサ4
からの空気との混合により調整する。光は光供給装置1
から光ファイバ9により供給する。図2に本発明に係る
発光面に薄板状の光合成微生物の包括固定化ゲル12を
貼着した発光板8の模式図を示す。図2(a)は正面か
ら見た一部切欠き断面図、図2(b)は側面から見た断
面図である。発光板8の片面は凹状で、微生物(例:藻
類)包括固定化ゲル12がゲル固定器具13を介して接
着されている。固定器具13は網目状の薄い板を発光板
8に貼り付けたもので、ゲルの発光板8への接着力を高
めている。
【0011】なお、図2(c)に示すように発光板の裏
表に凹状部を設けて微生物包括固定化ゲル12を貼着し
たり、多面体状の発光体を使用し、複数の発光面に微生
物包括固定化ゲル12を貼着するようにしてもよい。
【0012】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。本発明の効果を実証するため、図1に示す構成
の装置を使用して光合成微生物の培養試験を行った。 (1)培養装置 図1に示す構成の培養装置(培養槽7の設置数は4基)
を使用した。光源にはメタルハライドランプを使用し、
光ファイバ9で発光板8(発光面の面積約600c
2 )まで光を伝達するようにした。光合成微生物であ
る藻体の包括固定化ゲル12を接着させた発光板8を、
1リットルの培地14を注入した培養槽7に入れ、これ
を水槽6に設置し温度コントローラ2で培養温度をコン
トロールするようにした。
【0013】(2)培養方法及び培養条件 本試験に使用した光合成微生物である藻体( Porphyrid
ium cruentum R-1)は次のような手順で包括固定化し
た。まず、3重量%食塩水に寒天6gを加え100ミリ
リットルとし、オートクレーブ中で121℃で15分間
加熱し溶解後、50℃まで冷却した。これに前記藻体の
懸濁液を5×105 cells/ミリリットルになるよ
う混合し、表面に硬質塩化ビニル樹脂製の網目状の薄板
をゲル固定器具として貼り付けた発光板の凹形の枠内に
注入して24時間放置して固化させ、藻体包括固定化ゲ
ル接着発光板とした(図2(a)及び(b)の形状、ゲ
ルの厚み3mm)。これを上記の培養装置7に入れ、C
2 濃度を調整した空気を通気して培養し、藻体数か
ら、別途藻体数と藻体乾燥重量を別々に測定して作成し
た藻体数と藻体乾燥重量との関係を表す換算式を用いて
藻体乾燥重量を算出した。培養条件は表1に示すとおり
である。
【0014】
【表1】
【0015】(3)測定分析方法 所定時間培養後の藻体包括固定化ゲルを採取し、オート
クレーブ中で121℃で1分間加熱溶解後、藻体数を顕
微鏡観察下、ヘマサイトメーターを用いて測定した。菌
体数は別途作成した換算式で乾燥重量値に変換した。
【0016】(4)試験結果 試験結果を図3に示す。培養開始時点での藻体の乾燥重
量が約50mg/リットルであったものが、光強度5
1.8μEinstein/m2 /sの場合には250
時間で約1810mg/リットルまで増殖していた。こ
れは従来の培養法で得られていた値と同レベルであるこ
とから、本発明の培養装置及び培養方法の適用性が確認
され、従来法での必要光強度130μEinstein
/m2 /s(250時間で約1800mg/リットルま
で増殖させるのに必要な光強度)に比較して低い光強度
でよいことが判明した。光強度が強いほど増殖は早い
が、38.5μEinstein/m2 /sの場合でも
250時間で約1500mg/リットルまで増殖してい
る。なお、増殖した藻体は一部培地中にも分散するが、
藻体は主としてゲル中で増殖していた。
【0017】
【発明の効果】包括固定化ゲルのどの位置に細胞が存在
していても均一な光が供給されるため低光強度でも従来
法に比較して増殖機能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光合成微生物培養装置の1例を示
す基本構成図。
【図2】本発明の実施例に係る微生物固定化発光板の模
式図。
【図3】本発明の実施例に係る固定化光合成微生物の増
殖曲線。
【図4】従来の光合成微生物培養装置の1例を示す構成
図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光面に光合成微生物を微生物包括固定
    化用担体と混合した光合成微生物の包括固定化ゲルの薄
    板を貼着可能に形成された発光板と、該発光板を装着し
    て光合成微生物の培養を行う培養槽と、該発光板に光を
    供給する光供給手段と、培養槽内に炭酸ガスを供給する
    炭酸ガス供給手段とを備えてなることを特徴とする光合
    成微生物培養装置。
  2. 【請求項2】 光合成微生物を微生物包括固定化用担体
    と混合した光合成微生物の包括固定化ゲルの薄板を発光
    板の発光面に貼着し、該包括固定化ゲルの薄板を貼着し
    た発光板を培地を入れた培養槽内に装着し、炭酸ガスを
    供給するとともに薄板状の光合成微生物の包括固定化ゲ
    ルに均一に光を照射しながら培養することを特徴とする
    光合成微生物の培養方法。
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