JPS63254931A - 付着性藻類培養装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、海苔等付着性藻類の培養装置あるいは養殖装
置に関する。

従来、海苔の養殖は、近海の水面付近にヒビと呼ばれる
付着材を設け、このヒビに人工的に探ＩＲした果胞子を
付着せしめ、自然条件下発芽および葉体の増殖を行なわ
し、この増殖した葉体を退官に、ヒビの間を小船で巡回
しながら収穫するものであった。このヒビ養殖では、第
一に、葉体に対する環境条件か潮流、風力、日照量等の
自然条件に左右され、年収穫最の大幅な変動、病気の発
生等の問題があった。潮流および川による波動は、葉体
の周囲の海水を流動させ、栄養塩類の連続的供給、葉体
表面における雑菌、ゴミ等異物の付着防止、炭酸ガスの
溶解および利用促進等を可能にし、これによって、良好
な増殖および病気の防止が達成される。また第二に、養
殖場が海上におるため、種付け、収穫および管理等の作
業に多大の労ツクを要するという問題もあった。このよ
うな問題点を解決するため、人工光を照射し、炭酸ガス
強化空気を通気し、液を攪拌し、葉体を浮遊状態で養殖
する、通常の服酵工業で用いられるような、深層クンク
培養装置等の人工培養装置が考案された。いうまでもな
く、この人工養殖装置によれば、環境条件°ｂ最適制御
が可能であるため、収穫量の増大安定化および病気の防
止が容易となり、また陸上に設置されるため、種付け、
収穫および管理等の作業も容易となる。しかし、このよ
うな従来の人工養殖装置においても、大規模化した場合
、人工光照ｑ４のための費用が高価となり、必然的に自
然光を利用する必要があるが、広大な面積を要するため
、攪拌、炭酸ガスの供給、温度等環境条件の制御も難し
く、また省力的な収穫法もないのが現状でおる。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものてあり
、広大な平面池において自然光を利用し、省力的に攪拌
および炭酸ガス供給を行なえ、かつ収穫も簡単に行なえ
、これらにより安価に葉体等付着性藻類を生産できる装
置を安１１Ｉ！ｉな形て提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、付着性藻類を培養するための装置
であって、該装置が、培養液を満し付着性藻類を培養す
るための容器でおり、光の照射を受け、付着性藻類を付
着増殖させるための付肴面りが設けられた増殖部ｇ、お
よび該増殖部ｑより下方を通り、該増殖部ｑの流入部と
流出部とを連絡する返送流路に、よりなりる互いに連通
した無終端流路として構成された該容器、培養液を前記
無終端流路を循環して流すための水循環装置を備えたこ
とを特徴とする付着性藻類培養装置であり、容器すなわ
ち培養槽が互いに連通した無終端流路として構成されて
いるので、広大な面積の培養槽でも、水循環装置により
省力的に攪拌でき、培養液が循環しかつ大気と接触のな
い返送流路ｒを有するので、−ケ所、例えば返送流路ｒ
内の一部、で炭酸カスを供給できかつその大気への損失
も少なく、脱離した葉体等付着性藻類は循環流により運
ばれるので、−ケ所で収穫でき、なおかつ前記流出部に
おける前記返送流路ｒの開口端あるいはそのヤヤ下方に
、収穫し易い下向流の部位を有する、等の特長がある。

これらの総合的効果により、自然光を利用し付着ｌ藻類
を好適な条件下で増殖させることができ、かつこれを省
力的に収穫することができ、安髄な海苔等付着性藻類の
大量生産が可能となる。

つぎに、実施！／ｉＪを示す図面により本発明の詳細な
説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す平面図であり、第２
図は第１図におけるＡ−Ａ縦断面図である。

培養槽１は、隔壁２により上下に区画され、培Ｍ槽１の
両端で連通流路Ｃ１およびＣ２により上下が連通され、
１つの無終端流路として構成されている。隔壁２の上面
には付着ｌ生藻類を付着増殖させるための付着面りが形
成されている。これにより、隔壁２の上方を増殖部ｑ、
下方および連通流路ｃ１．ｃ２を返送流路ｒとしである
。連通流路Ｃ１は増殖部９底面に開口し１、鉛直下方に
のび、返送流路ｒの底面より下方に達したのち屈曲し、
鉛直上方にのび返送流路ｒ底面に開口している。

連通流路Ｃ２は、隔壁２端部が培養槽１の側壁からやや
離れて設けられることにより、形成されている。下向流
の部位すなわら連通流路Ｃ２には、脱離した付着性藻類
ａを捕集するためのスクリーンＳが設けられている。隔
壁２は連通流路Ｃ２側に低く、やや傾斜して設けられて
いる。

隔壁２は、波形板状材質で形成され、その帯状凹凸部が
流れに平行となるように構成されている。

これによって、付着面りは、流れの方向に対して平行な
、凹凸面として構成されている。

連通流路Ｃ１の鉛直に立設された一方の下方に、水の循
環流を起動させるための通気管３が開口し、この開口部
には散気管４が設けられ、水循環装置が構成されている
。増殖部ｑの流入部には、流路を横断して、通気により
発生する泡すが増殖部ｑ水面に移行するのを防ぐ、泡ス
トッパー５が設けられている。

通気管３は送風機７および炭閑ガス源８に適宜に連結さ
れている。通気管３中には、気体流Ｖを調節して、循環
流速を調節するための流量調節弁６が設けられ流速変換
は溝が形成されている。

スクリーンＳは、その一端が培養ｉＭ　１側壁に固定さ
れ、細端にはロー１９が繋がれ、滑車１０に連絡され、
上下方向に着脱可能な状態で設けられている。

つぎに、装置の作用について説明する。

送風間７により散気管４から炭酸ガス強化空気を圧入す
ると、エアリフト効果により気液混合系の上昇流が生じ
、この結果、無終端流路内に矢印の方向の循環流が形成
される、と同時に気体中の次間ガスが培養液に溶解する
。

連通流路Ｃ１で炭酸ガスの供給を受けた培養液は、増殖
部０に流入し、下流に移行する。増殖部ｑで付着増殖し
ている付着は藻類ａは、光の照射を受け、この培養液中
の炭酸ガスを吸収し、光合成を行ない、増殖する。培養
液が増殖部０を移行するに従い、その炭酸ガス量が減少
する。この培養液は流出部にいたり、連通流路ｃ２を経
て、返送流路ｒを移行し、連通流路ｃ１°にいたり、こ
こで再び炭酸ガスを供給され、再び増殖部ｑへ送られる
。

光の照射のない場合、例えば夜間は、光合成が行なわれ
ないので、炭酸ガスの供給および培養液の循環は行なわ
なくてよい。

培養が経過し、適当な長さに伸長した付着性藻類ａは、
切断分離され、培養液の流れに運ばれて、スクリーンＳ
にいたり、ここで捕集される。

付着性藻類ａ収穫のためのスクリーンＳが前記流出部に
おける前記返送流路ｒの開口端あるいはそのやや下方、
すなわち下向流の位置に設けられ、収穫が一ケ所で簡単
にできる。ここで、スクリーンＳを増殖部ｑの水平流の
位置に設けた場合、スクリーンＳの目が順次詰るにつれ
て、増殖部ｑに死水域が形成されかつ流速も減少し、収
穫に大きな不都合が生じる。本発明の装置では、前記の
ように、下向流の位置にスクリーンＳが設けられ、この
表面積を大きく取れば、目が詰っても流れは迂回するの
で、前記増殖部ｑでの死水域の形成および流速の減少か
なく、収穫を円滑に行なえる。

付着ｉ生藻類ａの切断分離は、培侍する藻類体の溝）責
によって、二通りある。第一に、細胞間の結合力か比較
的弱いものでは、流速変換は溝によりＶａ環流速を適当
に高めると、長く伸長したものほど大きな力を受け、切
断分離できる。第二に、細胞間の結合力か比較的強いも
のでは、刃物等で切断分離でき、また刃物で完全に切断
せず、損傷を与える程度でも、流速変換機溝により循環
流速を適当に高めることで切断分離できる。このように
流速変換機構を利用すれば、省力的に付着斗藻類ａの切
断分離ができる また、流れの方向が一定なので、付着性藻類ａは全て同
方向に伸長し、前記刃物による切断作業も容易である。

流速変換機構は、水循環装置に用いるモーターの回転数
制御開溝、あるいは水循環装置の台数による制御Ｕ（構
でも、構成できる。

いずれにしても、切断分離された付＠１生藻類ａは、流
れに運ばれて、スクリーンＳに達するので収穫が簡単で
ある。

無終端流路における循環流の形成に際して、増殖部Ωの
水面は流れの方向に低く傾斜する。このため、隔壁２を
静止水面に対して平行に設けると、増殖部９の水深は上
流はど大きく下流はと小さくなり、付着性藻類ａ【こ達
する光量が不均一となったり、流速が下流はど大きく不
均一となる不都合か生じる。流速が不均一になると、流
速変換機溝により流速を高めて付着性藻類ａを脱離する
場合、下流では脱離がはげしく、上流では脱離がおだや
かどなり、脱離の状態の調節がむずかしくなる。

本装置では隔壁２、すなわち増殖部ｑの底面、を流れの
方向に低く傾斜さであるので、この問題は解消できる。

隔壁２の勾配は０．０５〜０．１０％の範囲が適当でお
る。

散気管４により気体を圧入すると、その上方水面に泡す
が発生する。泡ストッパー５は、この泡すか循環流にの
って増殖部９水而に移行するのを防ぐ。；へストッパ〜
５の下端は水面下１〜３ｃｍ。

上端は水面上２０ｃｍ程度でよい。発生した泡すは、泡
ストッパー５によってとめられる間に順次消滅し、その
上端が水面上２００ｍ程度以上であれば、通常は増殖部
ｑへ溢れることはない。泡すの発生か°多い時は、ノズ
ル等で培養液をかけて、潤泡すればよい。このように、
泡ストッパー５の設置によって、増殖部ｑでの泡すによ
る光の反射、散乱がなく、付着性藻類ａに充分な光を照
射でき、その良好な増殖を確保できる。

付着面［）は隔壁２上面、すなわち増殖部Ω底面あるい
はそのヤヤ上方に設けるとよい。付着面１〕を水面付近
に設けると、付着面［）の上方の流れが悪くなり、また
藻類体が、光合成により発生する酸素の気泡により、水
面に浮上し、ざらに流れを悪くする。この結果、栄養分
、炭酸ガスの供給おＪ：び付着性藻類８表面の更新が悪
化し、増殖速度が低下し病気も発生し易くなり、また前
記流速変換機構を利用したの流速の調節による付着性藻
類ａの切断分離もむずかしくなる。付着面りは隔壁２上
面、ｇなわち増殖部Ｑ底面あるいはそのやや上方に設け
ると、このような問題はない。

付着面りを増殖部ｑ底面のヤヤ上方に設ける場合は、縄
、粗面板材あるいは網等を底面から離して固定すればよ
い。この場合、流れ抵抗か増大したり、施工費かヤヤ難
しい。しかし、付る面りを増殖部９底面に設ける場合は
、底面自体を粗面材質、１シ１えば粗面コンクリ−１−
１とするか、イ［あるいは人工芝のような粗面材質のも
のを底面全体に固定するか、あるいは縄等を流れに垂直
に一定の間隔をおいて固定すればよく、前者と比較する
と、流れ抵抗も小さく施工も簡単である。

また、付着面１）を増殖部Ｑ底面に設けると付着性藻類
ａを刃物でこの底面に押しつけて、外部から簡単に切断
できる。

通常の藻類培養においては、単位施Ｅ２面積当りの受光
面積を増加させると、その収１ｆｆｉが増加することが
知られている。すなわち、晴天時の光強度は藻類増殖の
飽和値以上であり、増殖に利用ざれない］４失が大きい
が、単位施設面積当りの受光面積を増加させることでこ
の損失が小さくなり、この結果として収穫四が増加する
。

第３図は第１図におけるＢ−８縦断面の一部拡大図であ
る。隔壁２を波形板状材質で形成し、その帯状凹凸部が
流れに平行となるように構成し、この面上に付着面りを
形成しておる。この付着面１）に付着増殖する付着性藻
類体ａ、流れに平行な凹凸を何する層をなして増殖する
ので、前記のように、単位施設面積当りの受光面積が増
加し、収穫ｍを増加させることができる。前記波形板状
材質としては波形石綿スレート等が安価であるので、適
当である。必要に応じて、これら波形板状材質面を粗面
に加工すればよい。

水循環装置Ｗに関して、別の実施例を第４図および第５
図に示した。

第４図では、連通流路Ｃ１の上部にインペラー月および
モーター１３、ケーシング１２よりなる軸流ポンプを設
け、水循環装置を構成している。インへ、ラー１１の下
方には炭酸ガス供給のための通気管３が開口している。

水循環装置Ｗの作動により、培養液は連通流路Ｃ１を下
降し、再び上昇し、増殖部Ｑへ送られる。また、通気管
３より圧入された気体は、インペラー１１による水流の
剪断力により、微細気泡化され、混合液とともに連通流
路Ｃ１内を移動し、最終的には連通流路Ｃ１上方の水面
より大気中に放出される。

第５図では、連通流路Ｃ１の増殖部ｑ側の鉛直部分の上
方にインペラー１１、モーター１３およびケーシング１
２よりなる軸流ポンプをに２け、水循環装置を構成して
いる。インペラー１１の反対側の連通流路Ｃ１鉛直部の
上部には炭酸ガス供給のための通気管３が開口している
。水循環装置の作動により、培養液は増殖部ｑへ送られ
る。また、通気管３より圧入された気体は、混合液とと
５に連通流路Ｃ１内を移動し、Ｒ柊的には連通流路ｃ　
１−Ｌの水面より大気中に放出される。

炭酸ガスは、気体として供給してもよいが、あらかじめ
液体に溶解させたものを供給してもよい。

たとえば、培養槽から培養液を連続的に俵き取り、次間
ガス溶解装置に導き、これに炭酸ガスを溶解さＵ、前記
通気管３を介して再び培養槽に戻すよう構成することも
できる。

第２図、第４図および第５図に示した実施例においては
、連通流路Ｃ１を下方に延長しであるので、圧入した気
体と混合液の接触時間が長く、酸素、炭酸ガス等の溶解
効率が高く、混合も充分に行なわれる。また第２図にお
いては、気体成分の供給と循環流の起動が同時に行なえ
るとともに、気体圧入部位の水深が大きいので、単位動
力光りに得られる混合液の循環流速が大きくなり、省エ
ネルギー的である。る。気体圧入部位の水深は１ｍ以上
が望ましい。

第６図、第７図、第８図、および第９図は、本発明の装
置の別の−実り色例を示し、それぞれ平面図、Ｃ−Ｃ縦
断面図、Ｄ−Ｄ縦断面図、Ｅ−Ｅ縦断面図である。

互いに平行な２つの長方形の水路が、その隣りあう両端
で、連通流路Ｃ３、連通流路Ｃ４、底面流路１５よりな
る返送流路ｒ１、および連通流路Ｃ５、連通流路Ｃ６、
底面流路１５よりなる返送流路ｒ２、により連通され、
１つの無終端流路として構成されている。連通流路Ｃ３
および連通流路Ｃ５の下方には、無終端流路内に循環流
を起動させると同時に、炭酸ガスを供給するための散気
管３が開口し、この開口部には散気管４が設けられてい
る。連通流路Ｃ４および連通流路Ｃ６の上方には、脱離
した付着性藻類ａを捕集するためのスクリーンｓ　ｈ’
　ｓ２けられている。平行な前記水路底面には付着面り
が設けられ、増殖部ｑ］および増殖部ｑ２が構成されて
いる。増殖部ｑ１および増殖部ｑ２のそれぞれの流入部
には、泡ス１〜ツバ−５が設けられている。増殖部ｇ１
および増殖部ｇ２のそれぞれの底面は、それぞれの流出
部側にやや低く傾斜させである。

”浅い平面池での藻類培養では、一般的に浮遊性藻類が
優占種となり易い。したがって、人為的に付着性藻類を
最古的に増殖させるためには、浮遊性藻類の培養槽への
混入を防ぐ、水深すなわち容量を大きくとり浮遊性藻類
濃度を低く押える、付着面りの水深を小さくする、等の
工夫が必要とされる。本発明のような自然光を利用した
開放池での培養では浮遊性藻類の培養槽への混入を防ぐ
ことは難しく、後者の工夫が実用的である。

第６図から第９図に示した装置においては、水深すなわ
ち容量を大きくとり浮遊・ｔ’を藻類濃度を低く押え、
付着面りの水深を小さくするには、付着面りを増殖部ｑ
底面から離して設けなければならない。このため、前記
のように付着［生１ａの周囲の環境条件が悪化し易い。

また循環流の形成に際しても、付着面りの下方も同時に
流動させる必要が必り流量が大きくかつ付着面［）が流
れの抵抗として作用するので、動力費が割高となる。

これに反して、第１図から第５図に示した装置では、隔
壁２面上に付着面［）をδコけ、この付着面［）までの
水深を全水深に関係なく設定でき、この増殖部ｑの流速
だけを最適にすればよく、また付着面りによる抵抗も小
ざいので、動力費が安価となり、また、隔壁２により培
養液の対流が妨げられるので、夜間等、１！環流停止時
における大気への敢然が少なく、保温性に優れている。

第６図から第９図に示した装置においては、増殖部ｑの
内側と外側で流速かやや不均一となり易いが、第１図か
ら第５図に示した装置では、増殖部ｑの流速はほぼ均一
となる。

いずれにしても、本発明の装置では、自然光を有効に利
用でき、炭酸ガスの供給が効率的に行なえ、省力的に（
＝１着性藻煩ａ周囲を流動さＵることができ、これによ
って付着［生藻類ａを効率的に増殖させることができる
、と同時に収獲が簡単に行なえる。

このような本発明の装置によれば、安１ｊｔｉに海苔等
付着ｌ／Ｉ藻類ａを大利生産することが可能である。

また、培養液として下水等有機１生廃水を用い、付着性
藻類として淡水１生の付着性藻類を用いれば、廃水の浄
化と同時に藻類の生産も行なえ、本発明の装置は、有渫
性廃水の浄化処理装置としても利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図である。 第２図は第１図の装置のＡ−Ａ縦断面図である。 第３図は第１図におけるＢ−８縦断面の一部拡大図であ
る。第４図は本発明の別の実施例を示す縦断面図でおる
。第５図は本発明のまた別の実施例を示す縦断面図であ
る。第６図は本発明のまた別の実施例を示す平面図であ
る。第７図は第６図にあけるＣ−Ｃ縦断面図である。第
８図は第６図におけるＤ−Ｄ縦断面図である。第９図は
第６図にあけるＥ−Ｅ縦断面図である。 １は培養漕、２は隔壁、３は通気管、４は散気管、５は
泡ストッパー、６は流量調節弁、７は送風前、８は炭酸
ガス源、９はローブ、１０は滑車、１１はインペラー、
１２はケーシング、１３はモーター１４は阻流壁壁、１
５は底部流路、ａは付着性藻類、ｂは泡、ｃｌ、ｃ２．
ｃ３．ｃ４．ｃ５．ｃ６は連通流路、Ｃ１，Ｑｌ、ＣＩ
２は増殖部、ｈは付着面、ｒ゛は返送流路、Ｓはスクリ
ーンでおる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、付着性藻類を培養するための装置であって、該装置
   が、培養液を満し付着性藻類を培養するための容器であ
   り、光の照射を受け、付着性藻類を付着増殖させるため
   の付着面ｈが設けられた増殖部ｇ、および該増殖部ｇよ
   り下方を通り、該増殖部ｇの流入部と流出部とを連絡す
   る返送流路に、よりなりる互いに連通した無終端流路と
   して構成された該容器、および培養液を前記無終端流路
   を循環して流すための水循環装置を備えたことを特徴と
   する付着性藻類培養装置。 ２、前記流出部における前記返送流路ｒの開口端あるい
   はそのやや下方に、前記付着性藻類を捕集するための、
   スクリーンｓが設けられることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の付着性藻類培養装置。 ３、前記増殖部ｇの流入部に水路を横断して、泡が増殖
   部ｇ水面に移行するのを防ぐための、泡ストッパーを設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の付着性藻類培養装置。 ４、前記水循環装置が流速変換機構を備えていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項または第
   ３項記載の付着性藻類培養装置。 ５、前記増殖部ｇ底面が、該増殖部ｇの流出部側に低く
   やや傾斜させてあることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項または第３項または第４項記載の付着
   性藻類培養装置。 ６、前記増殖部ｇ底面が前記付着面ｈとして構成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項ま
   たは第３項または第４項または第５項記載の付着性藻類
   培養装置。 ７、前記付着面ｈが、流れの方向に対して平行な、凹凸
   面として構成されたことをを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項または第３項または第４項または第
   ５項または第６項記載の付着性藻類培養装置。 ８、容器内を隔壁により上下に区画し、この上下を連通
   流路で連通し、上部を自然光の照射をうける前記増殖部
   ｇに、また下部および前記連通流路を前記返送流路ｒに
   構成し、この容器内を無終端流路として構成するととも
   に、この無終端流路に沿う水の循環流を起動させる前記
   水循環装置が前記連通流路内または前記連通流路上部に
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項または第３項または第４項または第５項ま
   たは第６項または第７項記載の付着性藻類培養装置。 ９、平面的に無終端流路として構成された容器の流路を
   横断して阻流壁を設け、該阻流壁の両側の流路底壁の下
   方に底部流路を設け、該阻流壁の両側の流路底壁に開口
   し、前記底部流路と連絡する連通流路を設け、これによ
   り再び無終端流路として構成し、平面的に無終端流路と
   して構成された前記容器内を前記増殖部ｇに、阻流壁の
   両側を連通する前記連通流路および底部流路を前記返送
   流路ｒとして構成するとともに、この無終端流路に沿う
   水の循環流を起動させる前記水循環装置が前記連通流路
   内または前記連通流路上部に設けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項または第３項
   または第４項または第５項または第６項または第７項記
   載の付着性藻類培養装置。