JPH0240314B2 - - Google Patents

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JPH0240314B2
JPH0240314B2 JP61156653A JP15665386A JPH0240314B2 JP H0240314 B2 JPH0240314 B2 JP H0240314B2 JP 61156653 A JP61156653 A JP 61156653A JP 15665386 A JP15665386 A JP 15665386A JP H0240314 B2 JPH0240314 B2 JP H0240314B2
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    • C12M21/02—Photobioreactors
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    • C12M—APPARATUS 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
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、バイオリアクタ、より詳細には、ク
ロレラ、藻類、植物や動物の細胞組織、カルス等
の生体（以下、微生物という）を培養するための
バイオリアクタに関する。
従来技術 本出願人は、先に、クロレラ、藻等の微生物の
培養について種々に提案した。而して、これらク
ロレラ、藻等の培養には、光合成に必要な光と炭
酸ガス（CO2）を必要とする。光源については、
太陽光及び／又は人工光の可視光成分の光つまり
紫外線や赤外線のない光を供給することについて
種々に提案し、フエオフオロバイト
（phaeophorbite toxin）の発生しないリアクタ
について提案した。しかし、炭酸ガスの供給は、
培養液中のにCO2ガスをバブリングして吹き込む
ものであつたため、細胞をこわしてしまつたり、
また、スペースクラフト内等の宇宙空間において
使用する場合には、バブリングすることができ
ず、ミストとなつてしまい、CO2ガスを培養液内
へ溶存させることができなかつた。
目 的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、特に、培養液内にCO2ガスを効果的に溶
存させることのできるバイオリアクタを提供する
ことを目的とされたものである。
構 成 第１図は、本発明によるバイオリアクタの一実
施例を説明するための構成図で、図中、１はバイ
オリアクタタンク、２は太陽光収集装置、３は人
工光源、４は光フアイバー等の光軸体、５はガス
交換器、６，７はポンプ、８は濃度分析器、９は
酸素分析器兼酸素放出器、１０は培養液検査装
置、１１はCO2ガス供給装置、１２は微生物懸濁
液又は培地帰還流路で、周知のように、バイオリ
アクタ１に太陽光収集装置２及び／又は人工光源
３から紫外線や赤外線等を含まない可視光成分の
光が光導体４を通して供給される。該光導体４を
通して伝送されてきた光はリアクタ１内において
光ラジエータより放出されるように構成され、好
ましくはリアクタ１内全体に略均等に光を放出す
るように構成されている。また、該リアクタ内
は、濃度分析器８、酸素分析器９、及びその培養
液の状態を検出する培養液検査装置１０によつて
微生物の繁殖に最適な状態に維持されている。而
して、微生物を効果的に培養するには、前記以外
に、タンク内の微生物に適度のCO2ガス供給する
必要があるが、CO2ガスを培養液中に効果的に溶
存させるのは非常に困難であり、前述のように、
バブリングによつたのでは微生物をこわしてし
ま、また、宇宙空間においては、バブリングする
ことができず、ミストとなつてしまい、この場合
にも、微生物をこわしてしまう等の問題点があつ
た。
本発明は、上述のごときCO2ガスを培養液中に
効果的に溶存させることを目的としてなされたも
のであり、ガス交換器５はそのために設けられた
ものである。
第２図は、第１図に示したガス交換器５の詳細
図で、該ガス交換器５は、密封されたタンク５ａ
と、該タンク５ａ内を貫通して配設された多数本
のシリコンゴム製の中空パイプ５ｂとから成り、
該中空パイプ５ｂ内に第１図に示したごとくして
バイオリアクタ１内の微生物懸濁液又は培地が供
給され、該中空パイプ５ｂを通してバイオリアク
タ１に帰還されるようになつている。なお、中空
パイプ５ｂとしてシリコンゴム製のパイプを使用
すると、オートクレーブをかけたり、薬剤にて洗
浄することが可能であり、好適である。また、密
封タンク５ａ内には、第１図に示したようにCO2
ガス供給源１１からCO2ガス供給されるが、該
CO2ガスのガス圧は中空パイプ５ｂ内の圧力より
高くなつている。而して、この中空パイプ５ｂ
は、多数個の微細孔を有し、該微細孔を通して
CO2ガスがパイプ５ｂ内に浸透し、該パイプ５ｂ
内を流れている培地に溶存される。
第３図は、第１図に示した太陽光収集装置２の
一例を説明するための詳細図で、図中、２０は透
明体の保護カプセル、２１はフレネルレンズ、２
２はレンズホルダー、２３は太陽光方向センサ、
２４はフレネルレンズの焦点位置に受光端が配設
された光フアイバー、２５はフアイバーホルダ
ー、２６はアーム、２７はパルスモータ、２８は
該パルスモータ２７によつて回転される水平回転
軸、２９は前記保護カプセル２０を搭載するため
の基台、３０はパルスモータ、３１は該パルスモ
ータ３０によつて回転される垂直回転軸である。
上記太陽光収集装置は、本出願人が既に提案して
いるように、太陽光方向センサ２３によつて太陽
の方向を検出し、その検出信号によつて該太陽光
方向センサ２３が太陽の方向を向くように前記水
平回転軸２８垂直回転軸３１のパルスモータ２７
及び３０をそれぞれ駆動し、それによつて、各レ
ンズ２１によつて収束された太陽光がそれぞれの
レンズの焦点位置に受光端が配設された光フアイ
バー２４内に導入されるようになつている。各レ
ンズ毎に配設された光フアイバー２４は一括して
束ねられ、第１図に示した光導体ケーブル４とし
て該太陽光収集装置２より導出され、バイオリア
クタ１に供給される。
第４図は、第３図に示したフレネルレンズ２１
と光フアイバー２４との関係を説明するための図
で、図中のＵは太陽光線中に含まれている紫外線
の焦点、Ｖは可視光線の焦点、Ｉは赤外線の焦点
を示し、図示のように、光フアイバ２４の受光端
２４ａを可視光線の焦点Ｖに一致させると、光フ
アイバー２４内には紫外線や可視光線を含まない
可視光線のみが導入される。第４図において、３
５は反射板で、該反射板３５は、光フアイバー２
４の受光軸２４ａをフレネルレンズ２１の可視光
成分の焦点に一致させる作業をする時に、フレネ
ルレンズ２１によつて集束された高エネルギー密
度の光が作業員に当らないようにするために設け
たものである。
第５図は、上述のごとくして光フアイバーを通
して伝送されてきた光を第１図に示したバイオリ
アクタ１内において放出させるための光ラジエー
タの一例を説明するための構成図で、ａ図は側断
面図、ｂ図は平面図で、図中、４１は透明体のチ
ユーブ、４２は該チユーブ４１内に配設された光
導体ロツドで、本出願人が既に提案しているよう
に、これら透明体のチユーブ４１と光導体ロツド
４２とによつて光ラジエータ４０を構成してお
り、バイオリアクタ１内には、ｂ図に示すよう
に、前述のごとくして構成された光ラジエータ４
０が多数本並列に密接して配設されている。４３
はフアイバコネクタで、該コネクタ４３には、第
４図に示したフアイバコネクタ３６が接続される
ようになつており、これらコネネクタ３６と４３
が接続された時に、前述のごとくして光導体２４
内に導入された可視光がこれらの接続部を通して
光導体ロツド４２に伝達され、該光導体ロツド４
２に設けられた光放出部４２ａから該光導体ロツ
ド外に放出される。上述のごとくして配設された
各光ラジエータ間の空間（ａ図のＡ領域参照）に
は、微生物懸濁液５０が入つており、該微生物懸
濁液５０に前述のごとくして光ラジエータ４０か
ら放出された光が供給され、該微生物の光合成が
行われる。而して、本出願人が先に提案したバイ
オリアクタにおいては、前記微生物懸濁液５０内
に下方よりCO2含有空気を圧入してバブリングす
るものであるが、バブリングによつて微生物がこ
われてしまつたり、またCO2ガスを倍地内に効果
的に溶存させることができなかつた。また、上記
バイオリアクタを宇宙空間等の重力のない場所で
使用する場合には、バブリングすることができ
ず、ミスト化してしまい、やはり微生物がこわれ
てしまう等の問題点があつた。然るに、本発明に
おいては、バブリングすることなく微生物懸濁液
中にCO2ガスを効果的に溶存させることができる
ので、微生物の培養を効果的に行うことができ、
また、宇宙空間等においても効果的に微生物の培
養を行うことができる。
効 果 上述のように、本発明によると、多孔質シリコ
ンパイプ内を流れる微生物懸濁液又は培地の圧力
と該多孔質パイプの外側に印加されるCO2ガスの
圧力との圧力差によつて微生物懸濁液又は培地内
にCO2ガスを溶存させるようにしたので、つま
り、バブリングを利用することなく溶存させるよ
うにしたので、微生物をこわすことなく、また、
宇宙空間等においても効果的に微生物懸濁液又は
培地内にCO2ガスを溶存させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるバイオリアクタの一実
施例を説明するための全体構成図、第２図は、第
１図に示したCO2ガス交換器の詳細図、第３図
は、太陽光収集装置の一例を示す図、第４図は、
可視光成分の光を光導体内に導入する動作原理を
説明するための図、第５図は、バイオリアクタ内
の光ラジエータの構成を説明するための図で、ａ
図は側断面図、ｂ図は平面図である。１……バイ
オリアクタ、２……太陽光収集装置、３……人工
光源、４……光導体、５……ガス交換器、７，８
……ポンプ、８……濃度分析器、９……酸素分析
器、１０……培地検査装置、１１……CO2ガス供
給装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ バイオリアクタタンクと、該バイオリアクタ
    タンク内に並設された多数本の光ラジエータ用透
    明筒体と、各透明筒体に挿入された多数本の光導
    体と、該光導体に太陽光及び／又は人工光の可視
    光成分を導入するための光源装置と、前記バイオ
    リアクタ内において、前記透明筒体間の空間の微
    生物懸濁液又は培地にCO2ガスを供給するための
    ガス交換器とを有し、前記バイオリアクタ内の微
    生物懸濁液又は培地の一部を前記ガス交換器を通
    して再度前記リアクタ内に帰還し、該ガス交換器
    において前記微生物懸濁液又は培地にCO2ガスを
    供給するバイオリアクタにおいて、前記ガス交換
    器は、前記帰還された微生物懸濁液又は培地が通
    過される微細孔を有するシリコンパイプと、該シ
    リコンパイプが挿通される密封タンクとから成
    り、該密封タンク内に前記シリコンパイプ内を流
    れる微生物懸濁液又は培地の圧力よりも高いCO2
    ガスを供給するようにしたことを特徴とするバイ
    オリアクタ。
JP61156653A 1986-07-03 1986-07-03 バイオリアクタ Granted JPS6312274A (ja)

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