JPH04200381A - 藻類培養方法 - Google Patents
藻類培養方法Info
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- JPH04200381A JPH04200381A JP33053490A JP33053490A JPH04200381A JP H04200381 A JPH04200381 A JP H04200381A JP 33053490 A JP33053490 A JP 33053490A JP 33053490 A JP33053490 A JP 33053490A JP H04200381 A JPH04200381 A JP H04200381A
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- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
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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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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/18—External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/20—Degassing; Venting; Bubble traps
- C12M29/22—Oxygen discharge
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、クロレラ、スピルリナ等の微細藻類を無菌的
に培養するための装置に関するものである。
に培養するための装置に関するものである。
クロレラ、スピルリナ等、医薬品、食品、飼料等に利用
可能な微細藻類の人工培養は早くから検討され、そのた
めの培養装置も多数提案されている。その主なものは次
のとおりである。
可能な微細藻類の人工培養は早くから検討され、そのた
めの培養装置も多数提案されている。その主なものは次
のとおりである。
■ 解放式池培養法
■ 開放式循環培養法
■ 開放式流路型培養法
■ ガラス扁平瓶培養法
■ 縦型円筒培養法
これらのうち、大量培養が可能な開放式のものは他の藻
類の混入や雑菌汚染が生じ易く、収穫される藻類の品質
や収量が安定しないという欠点がある。また、太陽光を
利用する培養法では、受光面を広げるためには水平方向
に培養装置を広げなければならないが、受光面を培養装
置の設置面積以上に広くすることはできないから、大規
模培養を行うためには広大な敷地を必要とする。ガラス
扁平瓶を用いる培養法は無菌培養が可能であるが、大量
培養ができない。
類の混入や雑菌汚染が生じ易く、収穫される藻類の品質
や収量が安定しないという欠点がある。また、太陽光を
利用する培養法では、受光面を広げるためには水平方向
に培養装置を広げなければならないが、受光面を培養装
置の設置面積以上に広くすることはできないから、大規
模培養を行うためには広大な敷地を必要とする。ガラス
扁平瓶を用いる培養法は無菌培養が可能であるが、大量
培養ができない。
縦型円筒培養法は、ガラス、アクリル樹脂等、光透過性
材料でできた円筒状培養槽に空気を吹込み光を照射しな
がら培養するので、大量培養が可能であり、また異種藻
類や雑菌で汚染されにくいという特長がある。
材料でできた円筒状培養槽に空気を吹込み光を照射しな
がら培養するので、大量培養が可能であり、また異種藻
類や雑菌で汚染されにくいという特長がある。
しかしながら、培養中の藻類の沈殿や培養槽内面への藻
体付着を防ぐために激しい通気撹拌が必要である。
体付着を防ぐために激しい通気撹拌が必要である。
ところが通気量を多くすると、培養槽上部の気相部分の
槽壁に藻類が付着蓄積し、放置すれば収量低下を招くか
ら、頻繁な清掃が必要である。さらに、通気は著量の水
分蒸発と発泡の原因となる。発泡は、スピルリナ、ポル
フィリゾイウムのように藻体外に多糖類を放出するもの
の培養においては特に顕著であり、泡と一緒に藻体が培
養槽外に排出され、収量低下と汚染の原因となる。
槽壁に藻類が付着蓄積し、放置すれば収量低下を招くか
ら、頻繁な清掃が必要である。さらに、通気は著量の水
分蒸発と発泡の原因となる。発泡は、スピルリナ、ポル
フィリゾイウムのように藻体外に多糖類を放出するもの
の培養においては特に顕著であり、泡と一緒に藻体が培
養槽外に排出され、収量低下と汚染の原因となる。
そこで本発明は、異種藻類や雑菌の混入を起こしにくく
、通気量が少なくて済み、大量培養も可能な藻類培養装
置を提供することを目的とするものである。
、通気量が少なくて済み、大量培養も可能な藻類培養装
置を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明が提供することに成功した藻類培養装置は、透明
材料からなる円筒状の培養槽を垂直に配置し、培養槽底
部から槽内に通気する手段および培養槽周囲から培養槽
内を照明する手段を培養槽に付設し、培養槽よりも小径
の筒体からなる還流管を培養槽に並べて垂直に配置し、
還流管頂部に気液分離室を設けて培養槽頂部と気液分離
室をパイプで連通させ、かつ培養槽底部と還流管底部を
パイプで連通させたことを特徴とする。
材料からなる円筒状の培養槽を垂直に配置し、培養槽底
部から槽内に通気する手段および培養槽周囲から培養槽
内を照明する手段を培養槽に付設し、培養槽よりも小径
の筒体からなる還流管を培養槽に並べて垂直に配置し、
還流管頂部に気液分離室を設けて培養槽頂部と気液分離
室をパイプで連通させ、かつ培養槽底部と還流管底部を
パイプで連通させたことを特徴とする。
本発明の培養装置は、通気撹拌状態において培養槽全体
が培養液で満たされるようにし、培養槽上部に気相が残
っていない状態にして使用する。この状態で周囲から光
を照射し培養を開始すると、槽底部から吹き込まれた空
気の泡は培養液中を上昇し、培養槽頂部からパイプを通
って気液分離室に入る。このとき、培養槽が培養液で満
たされているため、エアリフト効果によって培養液も少
しずつパイプを通って気液分離室に送られる。
が培養液で満たされるようにし、培養槽上部に気相が残
っていない状態にして使用する。この状態で周囲から光
を照射し培養を開始すると、槽底部から吹き込まれた空
気の泡は培養液中を上昇し、培養槽頂部からパイプを通
って気液分離室に入る。このとき、培養槽が培養液で満
たされているため、エアリフト効果によって培養液も少
しずつパイプを通って気液分離室に送られる。
気液分離室は、上は排気管により大気に通じており、下
は還流管に通じている。ここに入った培養液は、自重に
より還流管を下方に流れ、パイプを通って培養槽底部に
戻る。気泡はその過程で培養液から分離され、気液分離
室の上部に集まり、排気管を通って大気中に放出される
。気液分離室は気泡破壊に十分な空間を有するものとす
るが、培養液の発泡がそれほど顕著でない場合、気液分
離室としては特別の材料による″°室″を設けず還流管
の頂部をそれに利用することもできる。
は還流管に通じている。ここに入った培養液は、自重に
より還流管を下方に流れ、パイプを通って培養槽底部に
戻る。気泡はその過程で培養液から分離され、気液分離
室の上部に集まり、排気管を通って大気中に放出される
。気液分離室は気泡破壊に十分な空間を有するものとす
るが、培養液の発泡がそれほど顕著でない場合、気液分
離室としては特別の材料による″°室″を設けず還流管
の頂部をそれに利用することもできる。
培養液は上述のようにして培養槽と気液分離室との間を
循環するが、汚れた周辺大気とは接触しないから、清浄
な環境下での安定した藻類増殖を可能にする。
循環するが、汚れた周辺大気とは接触しないから、清浄
な環境下での安定した藻類増殖を可能にする。
図示した実施例において、培養槽１は直立させたアクリ
ル樹脂製円筒の両端を閉鎖してなる閉鎖構造の槽の底板
２に通気用の散気板３を取り付け、温度調節用の通水管
４を槽内適当箇所に固定してなるものである。
ル樹脂製円筒の両端を閉鎖してなる閉鎖構造の槽の底板
２に通気用の散気板３を取り付け、温度調節用の通水管
４を槽内適当箇所に固定してなるものである。
散気板３は多孔質セラミックスからなり、パイプ５で給
気装置６に接続されている。給気装置６は、空気圧送用
コンプレッサー７、炭酸ガス供給用の炭酸ガスボンベ８
、通気量調節のための流量調節装置９、通気清浄化用の
エアフィルター１０等からなり、炭酸ガス濃度を一定の
水準に高めた空気を散気板３に一定流量で供給すること
ができる。
気装置６に接続されている。給気装置６は、空気圧送用
コンプレッサー７、炭酸ガス供給用の炭酸ガスボンベ８
、通気量調節のための流量調節装置９、通気清浄化用の
エアフィルター１０等からなり、炭酸ガス濃度を一定の
水準に高めた空気を散気板３に一定流量で供給すること
ができる。
通水管４は、温度調節可能な給水装置１１に接続されて
おり、給水装置１１から一定温度の冷水または温水の供
給を受けて培養液を冷却または加温し、培養液温度を好
適値に保つ。
おり、給水装置１１から一定温度の冷水または温水の供
給を受けて培養液を冷却または加温し、培養液温度を好
適値に保つ。
培養槽１のすぐ側には培養槽ｌと平行な配置で直立する
還流管１２があり、該還流管１２は、培養槽ｌの頂部天
板１３よりも高い位置において、天板１３との間をパイ
プ１４でつながれている。また、還流管１２と培養槽１
底部との間は、パイプ１５により連結されている。
還流管１２があり、該還流管１２は、培養槽ｌの頂部天
板１３よりも高い位置において、天板１３との間をパイ
プ１４でつながれている。また、還流管１２と培養槽１
底部との間は、パイプ１５により連結されている。
パイプ１４は、還流管１２との連結部１６に還流管１２
とほぼ同径の太い管１７が用いられていて、この部分お
よび管取り付は部における還流管１２が、気液分離室１
８を構成している。
とほぼ同径の太い管１７が用いられていて、この部分お
よび管取り付は部における還流管１２が、気液分離室１
８を構成している。
還流管１２を構成している管は気液分離室１８よりも上
の部分においては排気管１９になっており、先端付近が
水平方向に曲げられて浮遊塵埃が侵入しにくいようにな
っている。
の部分においては排気管１９になっており、先端付近が
水平方向に曲げられて浮遊塵埃が侵入しにくいようにな
っている。
培養槽１の周囲には蛍光灯（図示してない）がほぼ等間
隔で配置されており、光透過性の培養槽１の中の培養液
を照明することができる。
隔で配置されており、光透過性の培養槽１の中の培養液
を照明することができる。
次に、この培養装置を使用したクロレラ（クロレラ・ビ
レノイドーサ）の培養実験を説明する。培養条件は下記
のとおりとした。
レノイドーサ）の培養実験を説明する。培養条件は下記
のとおりとした。
培養液温度：２７℃
照度： ２０ｋｌｕｘ （培養槽内壁面における測定値
）初期藻体濃度：０．４ｇ／Ｑ 通気量： ８．８ Ｉｔ／＋ｉｎ／培養液１０Ｏｎ吹
込み空気の炭酸ガス濃度：５％ 培養液（ＭＣ培地）組成： ＫＮＯ３１２５ｍｇ ＭｇＳＯ４・７Ｈ２０１２５ｍｇ ＫＨ２ＰＯ４１２５ｍｇ Ｆｅ混液 ０ 、１ｍ１ Ａ、金属混液 ０．１ｍｌ 蒸留水 ９９．８ｍ１ ｐＨ７，２ Ｆｅ混液 ＦｅＳＯ４・７１１．Ｏ１ｇ 蒸留水 ５０１１．ｍ１ ＨｚＳＯｔ ２滴 Ａ、金属混液 Ｈ，ＢＯ３２ｇ６ｍｇ Ｍ口ＳＯ１・７ＨｚＯＨＯｍｇ ＸｎＳｏ、４２０ ２２．２ｍｌＣｕＳ
０，４ｚＯ７，９＠ｇ Ｎ！２ＭＧＯ４２，１＊ｇ 蒸留水 ｌ００ｍ１ 培養中、散気板３からの空気吹込みにより生じた気泡と
ともに培養液が少しずつ頂部連結バイブ１４を経由して
気液分離室１８に送られ、ここで気液が分離され、空気
は排気管１９から大気中に放出され、培養液は還流管１
２を下降してパイプ１５に入り、培養槽１に還流された
。培養槽１内は上昇する気泡によりよく撹拌され、壁面
で増殖したり沈殿したりするクロレラ細胞はほとんど認
められなかった。
）初期藻体濃度：０．４ｇ／Ｑ 通気量： ８．８ Ｉｔ／＋ｉｎ／培養液１０Ｏｎ吹
込み空気の炭酸ガス濃度：５％ 培養液（ＭＣ培地）組成： ＫＮＯ３１２５ｍｇ ＭｇＳＯ４・７Ｈ２０１２５ｍｇ ＫＨ２ＰＯ４１２５ｍｇ Ｆｅ混液 ０ 、１ｍ１ Ａ、金属混液 ０．１ｍｌ 蒸留水 ９９．８ｍ１ ｐＨ７，２ Ｆｅ混液 ＦｅＳＯ４・７１１．Ｏ１ｇ 蒸留水 ５０１１．ｍ１ ＨｚＳＯｔ ２滴 Ａ、金属混液 Ｈ，ＢＯ３２ｇ６ｍｇ Ｍ口ＳＯ１・７ＨｚＯＨＯｍｇ ＸｎＳｏ、４２０ ２２．２ｍｌＣｕＳ
０，４ｚＯ７，９＠ｇ Ｎ！２ＭＧＯ４２，１＊ｇ 蒸留水 ｌ００ｍ１ 培養中、散気板３からの空気吹込みにより生じた気泡と
ともに培養液が少しずつ頂部連結バイブ１４を経由して
気液分離室１８に送られ、ここで気液が分離され、空気
は排気管１９から大気中に放出され、培養液は還流管１
２を下降してパイプ１５に入り、培養槽１に還流された
。培養槽１内は上昇する気泡によりよく撹拌され、壁面
で増殖したり沈殿したりするクロレラ細胞はほとんど認
められなかった。
２日に一度、培養液を採取して分析しながら、１０日間
培養を続けた。
培養を続けた。
比較例として、気液分離室と還流管を持たず培養槽内培
養液の液面上で気泡破壊を生じさせるほかは同様の構造
の培養槽を用い、同様の実験を行なった。なお、照明条
件は同一にしたが通気量は４倍量にし、通気量を増やす
ため培養液量は９０％量に制限された。
養液の液面上で気泡破壊を生じさせるほかは同様の構造
の培養槽を用い、同様の実験を行なった。なお、照明条
件は同一にしたが通気量は４倍量にし、通気量を増やす
ため培養液量は９０％量に制限された。
比較例による培養においては、実施例よりも激しい通気
撹拌を行なったにもかかわらず、培養槽の培養液液面よ
り上の部分に付着して増殖する藻体と沈殿する藻体が認
められた。
撹拌を行なったにもかかわらず、培養槽の培養液液面よ
り上の部分に付着して増殖する藻体と沈殿する藻体が認
められた。
実験結果を表１および表２に示す。
表１
最終藻体濃度（ｇ／Ｉ） 藻体生産量（重量部）本実
施例 ５．２ ３０．７比較例
４．０ ２０．５表２ 藻体濃度の変化
（ｇ／＋） 培養日数 本実施例 比較例 ０ ０．４ ０．４ ２ １．３ １．２ ４ ２．４ Ｌ１ ６ ３．４ Ｌｌ１ ８ ４．３ ３．５ １０ ５．２ ４．０ 〔発明の効果〕 上述のように、培養槽内を培養液で満たして通気撹拌し
、培養槽とは別の気液分離室で気泡破壊を生じさせるよ
うにした本発明の装置によれば、通気量を減らして通気
撹拌を弱くしても培養槽槽壁に固着する藻体の蓄積がな
く、培養槽の実質的容量も増えて、きわめて効率のよい
培養を行うことができる。また、通気量をそれほど多く
する必要がないから、泡立ち易い藻類の培養においても
破泡に苦労することはない。
施例 ５．２ ３０．７比較例
４．０ ２０．５表２ 藻体濃度の変化
（ｇ／＋） 培養日数 本実施例 比較例 ０ ０．４ ０．４ ２ １．３ １．２ ４ ２．４ Ｌ１ ６ ３．４ Ｌｌ１ ８ ４．３ ３．５ １０ ５．２ ４．０ 〔発明の効果〕 上述のように、培養槽内を培養液で満たして通気撹拌し
、培養槽とは別の気液分離室で気泡破壊を生じさせるよ
うにした本発明の装置によれば、通気量を減らして通気
撹拌を弱くしても培養槽槽壁に固着する藻体の蓄積がな
く、培養槽の実質的容量も増えて、きわめて効率のよい
培養を行うことができる。また、通気量をそれほど多く
する必要がないから、泡立ち易い藻類の培養においても
破泡に苦労することはない。
実施例の結果に基づき培養槽設置単位面積当たりの藻体
生産能力を計算すると３４ 、１ ｔ／１ａ２７日 に
なり、これは、現在東南アジアで行われている開放式円
形培養槽の平均的な藻体生産能力すなわち約１５１／ｌ
”／日の２倍以上であり、本発明培養装置の有利なこと
がわかる。
生産能力を計算すると３４ 、１ ｔ／１ａ２７日 に
なり、これは、現在東南アジアで行われている開放式円
形培養槽の平均的な藻体生産能力すなわち約１５１／ｌ
”／日の２倍以上であり、本発明培養装置の有利なこと
がわかる。
図面は本発明実施例の概略を示す斜視図である。
Claims (1)
- 透明材料からなる円筒状の培養槽を垂直に配置し、培養
槽底部から槽内に通気する手段および培養槽周囲から培
養槽内を照明する手段を培養槽に付設し、培養槽よりも
小径の筒体からなる還流管を培養槽に並べて垂直に配置
し、還流管頂部に気液分離室を設けて培養槽頂部と気液
分離室をパイプで連通させ、かつ培養槽底部と還流管底
部をパイプで連通させたことを特徴とする藻類培養装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330534A JPH0724570B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 藻類培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330534A JPH0724570B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 藻類培養方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04200381A true JPH04200381A (ja) | 1992-07-21 |
| JPH0724570B2 JPH0724570B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=18233712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2330534A Expired - Lifetime JPH0724570B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 藻類培養方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724570B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010077869A (ko) * | 2000-02-07 | 2001-08-20 | 최상진 | 생물반응기 |
| DE102004019234B3 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-24 | Sartorius Ag | Bioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen |
| JP2011142888A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Ihi Corp | バイオリアクター及びその運転方法 |
| JP2014204698A (ja) * | 2013-04-15 | 2014-10-30 | 清水建設株式会社 | 給気システム及びこれを備えた微生物培養装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51118883A (en) * | 1975-04-10 | 1976-10-19 | Sanraku Inc | Process for cultivation microorganisms aerobically and its apparatus |
| JPS5320480A (en) * | 1976-08-06 | 1978-02-24 | Nakajima Sakao | Photosynthesis utilizing culture medium particle |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2330534A patent/JPH0724570B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51118883A (en) * | 1975-04-10 | 1976-10-19 | Sanraku Inc | Process for cultivation microorganisms aerobically and its apparatus |
| JPS5320480A (en) * | 1976-08-06 | 1978-02-24 | Nakajima Sakao | Photosynthesis utilizing culture medium particle |
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| KR20010077869A (ko) * | 2000-02-07 | 2001-08-20 | 최상진 | 생물반응기 |
| DE102004019234B3 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-24 | Sartorius Ag | Bioreaktor zur Kultivierung von Mikroorganismen |
| JP2011142888A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Ihi Corp | バイオリアクター及びその運転方法 |
| JP2014204698A (ja) * | 2013-04-15 | 2014-10-30 | 清水建設株式会社 | 給気システム及びこれを備えた微生物培養装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0724570B2 (ja) | 1995-03-22 |
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