JPH11243943A - 藻類培養媒体およびその製造方法 - Google Patents
藻類培養媒体およびその製造方法Info
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- JPH11243943A JPH11243943A JP10052050A JP5205098A JPH11243943A JP H11243943 A JPH11243943 A JP H11243943A JP 10052050 A JP10052050 A JP 10052050A JP 5205098 A JP5205098 A JP 5205098A JP H11243943 A JPH11243943 A JP H11243943A
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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
めには、海洋での大規模な藻類の培養が必要となる。藻
類の培養増殖には、海水に浮遊し増殖の核となり藻類の
増殖に合わせて養分を供給できる養分培養媒体が必要と
なる。しかしながら、従来は水に浮遊可能でしかも大量
に供給可能な養分供給媒体がなかった。 【解決手段】石炭灰などの無機質材料、硬化材、藻類培
養養分および軽量化材とを含有し、密度がlg/cm3
以下の成型体にされてなる藻類培養媒体を作り、海面に
散布して水面に浮遊させることにより、藻類培養媒体
は、藻類に対して増殖の核の役割を果すとともに、藻類
培養養分が少しずつ藻類の増殖とともに供給されるの
で、広大な海洋での藻類の増殖ができる。
Description
炉から発生する石炭灰、焼却灰、その他の無機質材料を
利用して、空気中のCO2 を吸収し固定するとともに、
エタノール等の有用物の原料ともなる藻類を、海洋にお
いて大規模に培養するための藻類培養媒体、およびその
製造方法に関する。
率、すなわちCO2 固定能が陸上植物に比べ高く、増殖
も速いことから、大気中のCΟ2 固定の有力な選択肢と
考えられている。現在、地球温暖化防止を目的として微
細藻類によってCΟ2 を吸収・固定するとともに、これ
を原料に石油代替燃料などの有用物を製造する研究がな
されている。たとえばフォトリアクター内にCO2 に富
んだ火力発電所の排ガスを導入し、これに太陽光を集光
して効率的に照射することによって、微細藻類を培養す
る研究が多くの研究機関で実施されている。
止に貢献する程の膨大なCO2 を固定するためには、広
大な面積での微細藻類の培養が必要となる。試算による
と日本て発生するCO2の10%を固定するためには、
300km四方の面積が必要となる。日本国内ではこの
ような広大な面積を確保することは困難なため、海洋で
の大規模な培養が必要となる。
必要な養分の効果的な供給が困難であった。なぜなら海
洋で養分を散布すると養分は急速に海洋中に拡散してし
まうため、ほとんどの養分は藻類の培養に利用されない
ばかりか、海洋全体が富栄養化してしまい、海洋汚染を
引き起こすことになる。
定し、藻類の増殖に合わせて養分を供給できる養分供給
媒体が必要となる。しかしながら、従来は水に浮遊可能
でしかも大量に供給可能な養分供給媒体がなかった。
を進めた結果、上記の従来の問題点を解決するに至っ
た。即ち本発明の藻類培養媒体は、無機質材料と硬化材
と藻類培養養分と軽量化材とを含有し、密度がlg/c
m3 以下の成型体にされてなることを特徴とするもので
ある。
散布すれば、密度がlg/cm3 以下と低いので、水面
に浮遊させることができる。また本発明の藻類培養媒体
は藻類培養養分が無機質材料および硬化材とともに含有
されているので、藻類培養養分はこれら無機質材料およ
び硬化材に捕捉されているため、少しずつ藻類の増殖と
ともに養分を供給することができる。このほか藻類培養
媒体の成型体は、藻類に対し、増殖の核の役割を果た
す。
先立って、あらかじめ藻類の幼芽を付着させておくこと
ができる。
により、藻類培養媒体を海洋に散布した場合に、藻類の
付着を待つことなく、目的とする藻類の培養、増殖を開
始できるという利点がある。
材料は、特に限定されるものではないが、石炭灰や焼却
灰が好ましく用いられる。
炉で発生する焼却灰はいうまでもなく豊富に供給される
ので、資源の供給およびコストの面では全く問題がな
い。そして廃棄物として処分されなければならないもの
が有効活用されるという大きな利点がある。
カとアルミナを主成分とし、成分的にも比較的安定して
おり、しかも環境汚染の可能性も小さいという利点を有
する。焼却炉で発生する焼却灰についても、よく管理が
なされれば、石炭灰の場合と同様の利点を有する。
はとくに限定されないが、セメント、水ガラスあるいは
これらの混合物が好ましく用いられる。このうち水ガラ
スは、アルカリ−ケイ酸系ガラスの濃厚水溶液であっ
て、ナトリウム、リチウムあるいはカリウムもしくは少
なくともこれら1つ以上のアルカリ元素を含むケイ酸化
合物、あるいはシリカゾル、もしくはケイ酸化合物とシ
リカゾルの混合物が好ましく用いられる。
料および他の添加成分からなる藻類培養媒体の構成成分
を結合し、成型体にするための成分である。セメント、
水ガラスあるいはこれらの混合物は無機質材料および他
の添加成分に少量添加しただけで、これらを固めること
ができるという利点がある。また本発明において硬化材
は、無機質材料とともに藻類培養養分を捕捉して、藻類
培養養分が短時間に溶出するのを抑え、藻類培養媒体が
長い時間にわたって、藻類の増殖に応じて藻類培養養分
を供給し続けるのに必要な役割の一部を担っている。
リン分あるいは鉄分のうち少なくとも1種類以上を含む
ものが好ましく用いられる。また、本発明においては、
硬化剤に、藻類培養養分である鉄分またはリン分を含む
ものを用いることができる。例えば鉄分とアルカリ性に
なるアルカリリン酸化合物あるいはアルミニウムリン酸
化合の少なくとも−方を含む硬化剤を好ましく用いるこ
とができる。
て含む藻類培養媒体を用いれば、藻類が増殖する上で特
に必要としている養分の供給ができる。なぜなら藻類が
増殖するには、リン分と鉄分を必要とするが、海洋にお
いて海水からの供給ではリン分と鉄分は不足するためで
ある。このほか窒素分も必要とするので、本発明の藻類
培養養分として窒素分を含有して差支えない。しかしあ
る種の微細藻類では自ら窒素固定能を持つため、この性
質を利用したり、この遺伝子を組込むなどすれば窒素分
は必ずしも供給する必要がなくなる。また窒素分を大量
に供給すると動物性プランクトンの発生、いわゆる赤潮
の発生の危険もある。さらに窒素分を制限して増殖した
藻類は炭水化物の成分割合が増し、エタノールの原料と
して望ましいものとなる。
養成分を含むことができる。言い換えれば、藻類培養養
分であって、かつ硬化材の役割を果たすことができるも
のを用いることができる。
として、例えばリン酸イオンを少なくとも1分子以上含
むアルカリリン酸化合物、あるいはアルミニウムリン酸
化合物がある。リン酸イオンを1分子あたり少なくとも
1つ以上含むアルカリリン酸化合物あるいはアルミニウ
ムリン酸化合物は、脱水縮合反応により硬化し、しかも
少量で石炭灰を固めることができる。
くに限定されるものではないが、粉末アルミニウム、パ
ーライトシラス、シラスバルーン、粒状軽石あるいはこ
れらの混合物を好ましく用いることができる。
用いることによって、その密度をlg/cm3 以下にす
ることができるので、藻類培養媒体を海面などの水面に
浮かせることが可能となる。なお、火力発電所の石炭灰
はシリカやアルミナを主成分とするので、そのまま成型
しただけでは、密度はおよそ1.6〜2g/cm3 と、
海水の密度よりも大きいため、海面に浮かせることがで
きない。
ガラスやセメント中のアルカリ成分と反応して水素ガス
を発生させるため、成型体に多くの空孔を発生させるこ
とができ、成型体の密度を下げるとともに、藻類を付着
できる成型体表面積の増大をももたらす。またパーライ
トやシラスおよびシラスから製造されるシラスパルー
ン、粒状軽石等を添加すれば成型体の中に閉空孔を有す
るようになるため、水に浮く作用をもたらす。軽量化材
としては、ここに挙げる物質のほかに有機材料で空孔を
有する物質や、軽量の有機物質など、それを添加するこ
とにより、成型体の密度をlg/cm3 以下にできるも
のであれば、いずれも使用可能てある。
よび軽量化材の添加量は、好ましくは無機質材料100
重量部に対して、硬化材を少なくと5重量部以上、藻類
培養養分は20重量部以下、軽量化材は少なくとも10
重量部以上である。
な強度を有し、水面に浮遊し、さらに藻類増殖時に継続
的に養分を供給できる成型体を製造できる。なお硬化
材、軽量化材の配合比は、できるだけ少なく、しかも必
要な効果を得ることが資源の有効活用の観点から望まし
い。
撥水剤を添加することができる。本発明で使用する撥水
剤は特に限定されるものではないが、好ましくはシリコ
ーン樹脂が用いられる。
ることによって、藻類培養媒体は海水など水面に浮上し
やすくなる。
質材料に硬化材と藻類培養養分と軽量化材を添加し、混
合して混合体とする混合工程と、前記混合体を密度が1
g/cm3 以下の成型体に成型する成型工程とを有する
ことを特徴とすることを特徴とするものである。
ば、無機質材料と硬化材と藻類培養養分と軽量化材とを
含み、十分な強度を有し、水面に浮遊し、さらに藻類増
殖時に継続的に養分を供給できる成型体が製造できる。
いて、使用する藻類培養養分の製造工程として、鉄分
と、リン酸イオンを少なくとも1分子以上含むアルカリ
リン酸化合物、あるいはアルミニウムリン酸化合物の少
なくともー方をあらかじめ混合して硬化させる工程を有
することが好ましい。
あらかじめ混合硬化させたものを用いることにより、藻
類培養媒体として養分供給の速さを抑え、養分供給の時
間を伸ばすことができる。
は、無機質材料に硬化材と藻類培養養分と軽量化材を用
いて成型体にする際にこれら材料を混合した後に、10
0℃以上で加熱することが好ましい。その加熱方法とし
ては、100℃以上の蒸気中で加熱することが特に好ま
しい。
以上で加熱することによって、より少ない硬化材添加量
で成型体のより高い強度を確保することが可能である。
しかも成型体の硬化に要する時間を大幅に短縮できる。
いては、製造した成型体が成分としてアルカリ成分を多
く含み、強いアルカリ性を示す場合に、成型体を硬化し
た後に、例えばあらかじめ水に浸漬して易水溶性のアル
カリ分を溶出させるなどの含有アルカリ成分を低減させ
る工程を設けることができる。
の原料成分においてアルカリ成分を多く含んでいる場合
でも、アルカリ成分の低減が得られているため、海面に
散布した場合に、藻類の付着を早めることができる。
物である石炭灰を無機質材料とし、これに軽量化剤と藻
類培養養分と硬化材などを添加し、混合し、成型するこ
とによって、密度が1g/cm3 以下の成型体を製造
し、藻類培養媒体として用いるものであって、軽量化材
によって例えば閉空孔を多く含むことにより、成型体密
度が1g/cm3 以下となり、海面に浮遊させることが
できる。硬化材はこのような複合成分と結合して、成型
体としての必要な強度を与えている。
て、藻類培養養分は石炭灰などの無機質材料に捕捉され
るとともに、硬化材に捕捉されているため、藻類培養養
分は短時間に溶出することがなく、藻類培養媒体は長い
時間にわたって、藻類の増殖に応じて藻類培養養分を供
給し続けることができ、藻類培養媒体としての機能を果
たすことができる。
類を増殖することによって、大気中のCO2 を吸収する
とともに、増殖した藻類は燃料電池に用いるエタノール
の原料としての利用が期待されるものであって、環境対
策として大変に有効なものである。
例に基づき詳細に説明する。
培養媒体の製造工程を示す。無機質材料である石炭灰あ
るいは焼却灰に、硬化材、藻類培養養分および軽量化材
を添加し、混合する。こうして得られた混合物を型枠に
入れ、養生(温湿度を保って硬化)してペレット状の藻
類培養媒体を製作した。なお、図1には養生に続いて得
られたペレットに藻類を付着させた場合についても示し
た。さらに図2に示したように、製造したペレットがア
ルカリ成分を多く含み、pHが高くなる場合には、必要
に応じて水に浸漬してpΗを下げることも行った。
果を示す。表1において、藻類培養媒体ペレットの製作
には、無機質材料として石炭灰または焼却灰を用い、硬
化材にケイ酸ナトリウムを用い、軽量化材にはパーライ
トを用い、さらに藻類培養養分にはリン酸ナトリウムと
リン酸鉄を重量比1:1で用いた。
た水槽の中に入れて試験を行った。表1に示したよう
に、無機質材として石炭灰を用いた場合も焼却灰を用い
た場合も、軽量化材としてパーライトを用いることによ
って、密度がlg/cm3 以下で水に対し浮遊させるこ
とができること、そして藻類の増殖が得られることが確
認された。
材を各種変えたほかは、実施例1と同じ条件で藻類培養
媒体のペレットを製作し、実施例1と同じ方法で試験を
行った。その結果を表2に示す。
セメントのほかに、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウ
ム、ケイ酸リチウムおよびシリカゲルを用いた場合に
も、水に浮遊し、藻類の増殖が得られる藻類培養媒体ペ
レットが得られることが確認された。
物を、硬化材として使用することを試みた。即ち、リン
酸塩化合物を硬化材とし、他の藻類培養媒体はリン酸鉄
とした藻類培養媒体のペレットを製作した。
ように、リン酸ナトリウム、リン酸2水素ナトリウム、
リン酸アルミニウムおよびリン酸水素アルミニウムはい
ずれも硬化材としても有効であり、これらを用いた場合
に水に浮遊し、藻類の増殖が得られる藻類培養媒体ペレ
ットが得られることが確認された。
−1の条件で、硬化材添加量をそれぞれ変化させた場合
の、製作されたペレットの圧縮強度の変化を調べた結果
を示す。図3の結果から、硬化材は5重量部以上におい
て強度が基準値を満たすことがわかった。
し、さらに硬化材をケイ酸ナトリウムに限定した上で、
藻類培養養分を各種変えたほかは、実施例1と同じ条件
で藻類培養媒体ペレットを製作し、実施例1と同じ方法
で試験を行った。その結果を表4に示す。
してリン酸鉄、硝酸鉄、リン酸アルミニウム、およびリ
ン酸ナトリウムを用い、水に浮遊し、藻類の増殖が得ら
れる藻類培養媒体ペレットが得られることが確認され
た。
酸鉄+リン酸ナトリウム添加量を変化させた場合の、藻
類成長速度の変化を調べた結果を示す。図4の結果か
ら、藻類培養養分が20重量部以下であれば、藻類培養
養分の増加に対して藻類成長速度が飽和せず、添加量と
して適切であることがわかった。
し、軽量化材を各種変えたほかは、実施例1と同様の条
件で藻類培養媒体ペレットを製作し、実施例1と同じ方
法で試験を行い、各種軽量化材の有効性を調べた。その
結果を表5に示す。
ス及びその化合物、粒状軽石、更にこれらの混合物を利
用すれば、水に浮遊し、藻類の増殖が得られる藻類培養
媒体ペレットが得られることが確認された。
−5のそれぞれの条件で、それぞれの軽量化材であるパ
ーライト、シラスおよび粉末アルミニウムの添加量を変
化させた場合のペレットの密度の変化を調べたものであ
る。図5の結果から軽量化材は10重量部以上の場合
に、水に浮遊することがわかった。
製作したペレットを、硬化させる場合に、加熱して養生
した場合、および蒸気中で加熱して養生した場合のそれ
ぞれについて、硬化の進行を調べた。その結果を表6に
示す。表6の結果から、加熱して養生した場合、および
蒸気中で加熱して養生した場合には、これらの措置をし
ない場合に比べて硬化が速くなり、製造時間の短縮が得
られることがわかった。
主原料とするペレットを製作する際に、撥水剤の添加の
効果を調べた。結果を表7に示す。表7の結果から撥水
剤を添加することにより、比較的少量の軽量化材の添加
で水に浮くペレットを製造できることがわかった。
材料を主原料とする藻類培養媒体は、海面などの水面に
浮遊させることにより藻類を増殖・繁殖させることがで
きる。例えば石炭灰や焼却灰などの廃棄物を主原料とし
て有効利用して用いることができ、大気中の炭酸ガスを
吸収し、かつ水域を汚染させることなく藻類の増殖を行
うことができる。
アルコールの原料として用いることができ、さらに藻類
から作られたアルコールは燃料電池に用いることができ
ることにより、再生産の可能なクリーンなエネルギーの
運び手として利用できるものとして期待される。従って
本発明は今後の人類が当面する環境とエネルギーの問題
の解決に役立つものである。
示す工程図。
示す工程図。
媒体の強度との関係を示す図。
の成長速度との関係を示す図。
媒体の密度との関係を示す図。
Claims (13)
- 【請求項1】 無機質材料と硬化材と藻類培養養分と軽
量化材とを含有し、密度がlg/cm3 以下の成型体に
されてなる藻類培養媒体。 - 【請求項2】 無機質材料に硬化材と藻類培養養分と軽
量化材とを含有し、密度が1g/cm3 以下の成型体に
藻類を付着されてなることを特徴とする藻類培養媒体。 - 【請求項3】 無機質材料は石炭灰または焼却灰から選
択された少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項
1ないし請求項3のいずれか1項記載の藻類培養媒体。 - 【請求項4】 硬化材はセメントまたは水ガラスから選
択された少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項
1ないし請求項3のいずれか1項記載の藻類培養媒体。 - 【請求項5】 藻類培養養分はリン分または鉄分から選
択された少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項
1ないし請求項3のいずれか1項記載の藻類培養媒体。 - 【請求項6】 硬化剤が構成成分として藻類培養養分を
含むことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれ
か1項記載の藻類培養媒体。 - 【請求項7】 軽量化材は粉末アルミニウム、パーライ
ト、シラス、シラスバルーン、または粒状軽石から選択
された少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1
ないし請求項3のいずれか1項記載の藻類培養媒体。 - 【請求項8】 硬化材、藻類培養養分および軽量化材の
添加量は、無機質材料100重量部に対して、硬化材を
少なくと5重量部以上、藻類培養養分は20重量部以
下、軽量化材は少なくとも10重量部以上含むことを特
徴とする藻類培養媒体。 - 【請求項9】 撥水剤を含有することを特徴とする請求
項1または請求項2記載の藻類培養媒体。 - 【請求項10】無機質材料に硬化材と藻類培養養分と軽
量化材を添加し混合して混合体とする混合工程と、前記
混合体を密度が1g/cm3 以下の成型体に成型する成
型工程とを有することを特徴とする藻類培養媒体の製造
方法。 - 【請求項11】前記藻類培養養分は、鉄分にアルカリリ
ン酸化合物またはアルミニウムリン酸化合物の少なくと
も一種を混合して硬化させる藻類培養養分製造工程によ
り製造されることを特徴とする請求項10記載の藻類培
養媒体の製造方法。 - 【請求項12】前記混合体を100℃以上で加熱する工
程を有することを特徴とする請求項10記載の藻類培養
媒体の製造方法。 - 【請求項13】前記成型体を硬化した後に、含有アルカ
リ成分を低減させる工程を有することを特徴とする請求
項10ないし請求項12のうち、いずれか1項記載の藻
類培養媒体の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP05205098A JP3619661B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 藻類培養媒体およびその製造方法 |
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JPH11243943A true JPH11243943A (ja) | 1999-09-14 |
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JP05205098A Expired - Fee Related JP3619661B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 藻類培養媒体およびその製造方法 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6391238B1 (en) | 1998-11-13 | 2002-05-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of producing algae cultivating medium |
KR101124466B1 (ko) | 2011-10-18 | 2012-03-16 | 한국해양연구원 | 천연 해수 및 전처리 해수를 이용한 두날리엘라 배양액 제조 방법 |
KR101125666B1 (ko) | 2011-10-18 | 2012-03-27 | 한국해양연구원 | 자연해수를 이용한 조류 배양액 제조 방법 |
KR101125668B1 (ko) * | 2011-10-18 | 2012-03-27 | 한국해양연구원 | 전처리 해수를 이용한 스피룰리나 배양액 제조 방법 |
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1998
- 1998-03-04 JP JP05205098A patent/JP3619661B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR101124466B1 (ko) | 2011-10-18 | 2012-03-16 | 한국해양연구원 | 천연 해수 및 전처리 해수를 이용한 두날리엘라 배양액 제조 방법 |
KR101125666B1 (ko) | 2011-10-18 | 2012-03-27 | 한국해양연구원 | 자연해수를 이용한 조류 배양액 제조 방법 |
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WO2013058432A1 (ko) * | 2011-10-18 | 2013-04-25 | 한국해양연구원 | 자연해수를 이용한 조류 배양액 제조 방법 |
WO2013058433A1 (ko) * | 2011-10-18 | 2013-04-25 | 한국해양연구원 | 전처리 해수를 이용한 스피룰리나 배양액 제조 방법 |
WO2013058431A1 (ko) * | 2011-10-18 | 2013-04-25 | 한국해양연구원 | 천연 해수 및 전처리 해수를 이용한 두날리엘라 배양액 제조 방법 |
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