JPH0475537A - バイオテクノロジーによる炭酸ガス固定組合わせ方法 - Google Patents
バイオテクノロジーによる炭酸ガス固定組合わせ方法Info
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- JPH0475537A JPH0475537A JP2185248A JP18524890A JPH0475537A JP H0475537 A JPH0475537 A JP H0475537A JP 2185248 A JP2185248 A JP 2185248A JP 18524890 A JP18524890 A JP 18524890A JP H0475537 A JPH0475537 A JP H0475537A
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- Japan
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- bioreactor
- carbon dioxide
- algae
- gas
- plants
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Cultivation Of Seaweed (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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〕
本発明は燃焼ガス等に多量に含まれる炭酸ガスをバイオ
テクノロジーにより固定化する組合わせ方法に関する。
テクノロジーにより固定化する組合わせ方法に関する。
近年、地球規模環境に対する関心が急速に高まり、フロ
ン規制が実施され、更には地球温暖化に対する対策とし
て炭酸ガス排出規制を求める動きが大きくなっている。
ン規制が実施され、更には地球温暖化に対する対策とし
て炭酸ガス排出規制を求める動きが大きくなっている。
国内に１７０基ある火力発電所のＣＯ２排出量は、出力
１００万キロワツト級の発電所で、年間約２００万ｔと
いわれ、年間に総計２億ｔに上ると推計されている。日
本全体の排出量はこの約４倍と推定される。
１００万キロワツト級の発電所で、年間約２００万ｔと
いわれ、年間に総計２億ｔに上ると推計されている。日
本全体の排出量はこの約４倍と推定される。
従来、亜硫酸ガスや窒素酸化物などを除去する脱硫、脱
硝技術は種々開発されて来たか、ＣＯ２については全く
手がつけられていなかった。
硝技術は種々開発されて来たか、ＣＯ２については全く
手がつけられていなかった。
石油化学プラントでは水素ガス生成工程で不純物のＣＯ
２をアミン液に吸収させ、吸収液を加熱して、ＣＯ２を
気化させて回収する技術が行われているが、火力発電所
等の排ガス量の膨大なプラントでは超大型の吸収設備か
必要であり、気化に膨大な熱量も必要なため経済性やエ
ネルギー効率の点から行われていなかった。またこの技
術は通常排ガス中に１５％以下のＣＯ２を分離、濃縮す
ることはできても、ＣＯ７の利用には直接つながらない
。
２をアミン液に吸収させ、吸収液を加熱して、ＣＯ２を
気化させて回収する技術が行われているが、火力発電所
等の排ガス量の膨大なプラントでは超大型の吸収設備か
必要であり、気化に膨大な熱量も必要なため経済性やエ
ネルギー効率の点から行われていなかった。またこの技
術は通常排ガス中に１５％以下のＣＯ２を分離、濃縮す
ることはできても、ＣＯ７の利用には直接つながらない
。
炭酸ガスを石炭孔等を用いて炭酸カルシウムにする技術
は周知であるが、炭酸カルシウムの用途が限られ、排棄
にも困難がある。
は周知であるが、炭酸カルシウムの用途が限られ、排棄
にも困難がある。
炭酸ガスを炭酸カルシウムのような無機物ではなく、藻
類を活用して炭水化物やグルコース等の有機物に転換し
ようとすることも考えられてはいるが、今だ構想の域を
出ない。
類を活用して炭水化物やグルコース等の有機物に転換し
ようとすることも考えられてはいるが、今だ構想の域を
出ない。
一方、炭酸ガスを水気耕栽培の雰囲気に供給して成長促
進を行う技術そのものは知られている。
進を行う技術そのものは知られている。
他方、細菌類のもつ特有な酵素反応を活用して、炭酸ガ
スを有機物に転換し、より経済性の高いものに転換する
試みも種々試験されている。
スを有機物に転換し、より経済性の高いものに転換する
試みも種々試験されている。
炭酸ガス固定能力をもつ細菌は水素をエネルギー源とし
て、従来にない高い効率で炭酸ガスを酢酸に転換する能
力を持っていることが報告されている。
て、従来にない高い効率で炭酸ガスを酢酸に転換する能
力を持っていることが報告されている。
これら炭酸ガスを有機物に転換する個々の技術は構想さ
れ、試験され、あるいは一部実際栽培も行われているが
、これらバイオリアクターを組み合わせた炭酸ガス固定
化システムは知られていない。
れ、試験され、あるいは一部実際栽培も行われているが
、これらバイオリアクターを組み合わせた炭酸ガス固定
化システムは知られていない。
微生物や動植物細胞を培養し、利用する装置をバイオリ
アクターという。
アクターという。
このバイオリアクターが通常のケミカルリアクターと異
なる点は、雑菌汚染を防ぎ、酵素または微生物を活性な
状態に維持することを要する点である。
なる点は、雑菌汚染を防ぎ、酵素または微生物を活性な
状態に維持することを要する点である。
バイオリアクターの操作法は、回分操作、半回分操作、
連続操作が知られているか、大量のＣＯ２を処理するた
めには、生産物の品質を一定に保ち易く、自動制御かし
易く、大量生産に適する連続操作が好ましい。
連続操作が知られているか、大量のＣＯ２を処理するた
めには、生産物の品質を一定に保ち易く、自動制御かし
易く、大量生産に適する連続操作が好ましい。
バイオリアクターにおいては、微生物や動植物細胞の生
長にケミカルリアクターにくらべて、比較的に長時間を
要するという問題もある。
長にケミカルリアクターにくらべて、比較的に長時間を
要するという問題もある。
従って、バイオリアクターにＣＯ２ガスを連続的に供給
した場合に排ガス中にもＣＯ′２ガスがかなり含まれて
いることになる。
した場合に排ガス中にもＣＯ′２ガスがかなり含まれて
いることになる。
本発明の目的は、細菌バイオリアクター、藻類バイオリ
アクター及び水気耕バイオリアクターを組み合わせて、
総合的にＣＯ２ガスを固定化するバイオテクノロジーに
よる炭酸ガス固定組み合わせシステムを提供することで
ある。
アクター及び水気耕バイオリアクターを組み合わせて、
総合的にＣＯ２ガスを固定化するバイオテクノロジーに
よる炭酸ガス固定組み合わせシステムを提供することで
ある。
本発明は炭酸ガス含有気体から炭酸ガスを主成分とする
ガス（以下単に炭酸ガスと称する）を取り出し、該炭酸
ガスを細菌バイオリアクターに供給し、細菌類のもつ特
有の酵素反応を活用して有機化合物に転換し、該細菌バ
イオリアクターの余剰炭酸ガスを海水中に藻類を含有す
る藻類リアクターに供給し、藻類の働きで炭酸カルシウ
ム、炭水化物及び余剰藻体を生産させ、藻類リアクター
の余剰炭酸ガス及び生産された酸素を陸生植物の水気耕
バイオリアクターに供給し、果実及び／又は余剰植物体
を生産させることを特徴とするバイオテクノロジーによ
る炭酸ガス固定組合わせ方法である。
ガス（以下単に炭酸ガスと称する）を取り出し、該炭酸
ガスを細菌バイオリアクターに供給し、細菌類のもつ特
有の酵素反応を活用して有機化合物に転換し、該細菌バ
イオリアクターの余剰炭酸ガスを海水中に藻類を含有す
る藻類リアクターに供給し、藻類の働きで炭酸カルシウ
ム、炭水化物及び余剰藻体を生産させ、藻類リアクター
の余剰炭酸ガス及び生産された酸素を陸生植物の水気耕
バイオリアクターに供給し、果実及び／又は余剰植物体
を生産させることを特徴とするバイオテクノロジーによ
る炭酸ガス固定組合わせ方法である。
細菌バイオリアクターとしては、アセトバクテリウム、
クロストリジウム、ユウバクテリウム、バクテロイデス
等の水素資化細菌及び光合成細菌よりなる群より選んだ
少なくとも１種の細菌により、低級脂肪酸、アミノ酸、
及びビタミンよりなる群より選んだ少なくとも１種を生
産するリアクターを使用することが好ましい。
クロストリジウム、ユウバクテリウム、バクテロイデス
等の水素資化細菌及び光合成細菌よりなる群より選んだ
少なくとも１種の細菌により、低級脂肪酸、アミノ酸、
及びビタミンよりなる群より選んだ少なくとも１種を生
産するリアクターを使用することが好ましい。
また藻類バイオリアクターとしては、海水中に石灰藻及
び／又はサンゴ共生藻を含有するリアクターが好ましい
。
び／又はサンゴ共生藻を含有するリアクターが好ましい
。
また水気耕バイオリアクターとしては、陸生動物である
トマト、スイカ、キュウリ等の結実植物又はトウモロコ
シ、サトウキビ等のＣ４植物を水気耕栽培するリアクタ
ーかが好ましい。
トマト、スイカ、キュウリ等の結実植物又はトウモロコ
シ、サトウキビ等のＣ４植物を水気耕栽培するリアクタ
ーかが好ましい。
これらのバイオリアクターは、夫々複数個を組み合わせ
て使用することが好ましい。
て使用することが好ましい。
本発明においては、先ず炭酸ガス含有気体から炭酸ガス
を濃縮したガスを取り出す。炭酸ガス発生設備に燃焼用
として空気を供給する代りに、酸素ガス又は酸素リッチ
ガスを供給して発生源から炭酸ガスを濃縮したガスを取
り出すことが最も好ましい。しかし炭酸ガス含有気体を
、ゼオライト等のガス吸着層に供給し、吸着、放出の操
作により、炭酸ガスを濃縮してもよい。
を濃縮したガスを取り出す。炭酸ガス発生設備に燃焼用
として空気を供給する代りに、酸素ガス又は酸素リッチ
ガスを供給して発生源から炭酸ガスを濃縮したガスを取
り出すことが最も好ましい。しかし炭酸ガス含有気体を
、ゼオライト等のガス吸着層に供給し、吸着、放出の操
作により、炭酸ガスを濃縮してもよい。
アミン液等の吸収液を使用し、吸収液の加熱を低温の排
熱を利用する方法等も利用できる。
熱を利用する方法等も利用できる。
細菌バイオリアクターは細菌類のもつ特有の酵素反応を
活用して炭酸ガスを有機物に転換し、より経済的の高い
ものに転換する反応器である。
活用して炭酸ガスを有機物に転換し、より経済的の高い
ものに転換する反応器である。
炭酸ガス固定能力を持つ細菌、例えばアセトバクテリウ
ム属のある細菌ＢＲ４４Ｂは水素をエネルギー源として
、従来にない高い効率で炭酸ガスを酢酸に転換する能力
を持っていることが知られている。この細菌を使ったバ
イオリアクターを中規模の火力発電所に併設したとして
、放出される炭酸ガスを全部酢酸に固定、転換すると年
間１〜２万ｔになると試算されている。
ム属のある細菌ＢＲ４４Ｂは水素をエネルギー源として
、従来にない高い効率で炭酸ガスを酢酸に転換する能力
を持っていることが知られている。この細菌を使ったバ
イオリアクターを中規模の火力発電所に併設したとして
、放出される炭酸ガスを全部酢酸に固定、転換すると年
間１〜２万ｔになると試算されている。
アセトバクテリウム細菌を使用して、ＣＯ２とＨ２をエ
ネルギー源として供給しつつ嫌気的条件で加圧、攪拌培
養することによって、酢酸等の低級脂肪酸を合成させる
ことができる。
ネルギー源として供給しつつ嫌気的条件で加圧、攪拌培
養することによって、酢酸等の低級脂肪酸を合成させる
ことができる。
また、光合成細菌を使用して、ＣＯ２、窒素、硫黄等を
供給することによりアミノ酸、ビタミン等を合成するこ
とができる。
供給することによりアミノ酸、ビタミン等を合成するこ
とができる。
このように、細菌の種類によって、酢酸等の低級脂肪酸
、アミノ酸及びビタミン等を生産し、余剰菌体は飼料、
肥料に供する。
、アミノ酸及びビタミン等を生産し、余剰菌体は飼料、
肥料に供する。
細菌バイオリアクター単体でのＣＯ２固定効率は
ＣＯ２通気量５００，０００ｍ３／ｍ３ｘ年ＣＯ２固定
量 ８０ 、 ０００ ）ｃｇ ／ ｍ ３Ｘ年で、利
用効率は８重量％である。
量 ８０ 、 ０００ ）ｃｇ ／ ｍ ３Ｘ年で、利
用効率は８重量％である。
しかし、この細菌バイオリアクターを１０基直列につな
ぐことによって後記の実施例に示すように、総合利用効
率は５６．６重量％になる。
ぐことによって後記の実施例に示すように、総合利用効
率は５６．６重量％になる。
細菌バイオリアクターの余剰炭酸ガスを藻類バイオリア
クターに供給する。藻類としてはサンゴ共生藻及び／又
は石灰藻を使用するのが好ましい。
クターに供給する。藻類としてはサンゴ共生藻及び／又
は石灰藻を使用するのが好ましい。
サンゴは刺胞動物門に属する動物である。サンゴは広義
には刺胞動物のうち石灰質の骨格を形成するグループの
総称であり、狭義には固い石灰質の骨格を持つイシサン
ゴを指す。
には刺胞動物のうち石灰質の骨格を形成するグループの
総称であり、狭義には固い石灰質の骨格を持つイシサン
ゴを指す。
一般にサンゴは多数の触手を放射状に持つボリブが多数
集って群体として生活している。このボリブは高さが５
■ｌ以下の大きさである。
集って群体として生活している。このボリブは高さが５
■ｌ以下の大きさである。
造礁サンゴの代表であるイシサンゴのボリプの構造は、
触手は６または６の倍数だけあり、ポリプは円筒状であ
り、刺胞を先端に持つ触手が一番上にあり、その中央が
口になっており、口の下部は買控と呼ばれる消化部であ
る。買控は６の倍数の隔膜と同数の隔壁で仕切られてい
る。この買控は、内面層（胃層）が内胚葉、外面層が外
胚葉と呼ばれる２層の細胞でてきている。内胚葉は食物
の消化吸収を行い、外胚葉は石灰質を分泌する働きがあ
る。
触手は６または６の倍数だけあり、ポリプは円筒状であ
り、刺胞を先端に持つ触手が一番上にあり、その中央が
口になっており、口の下部は買控と呼ばれる消化部であ
る。買控は６の倍数の隔膜と同数の隔壁で仕切られてい
る。この買控は、内面層（胃層）が内胚葉、外面層が外
胚葉と呼ばれる２層の細胞でてきている。内胚葉は食物
の消化吸収を行い、外胚葉は石灰質を分泌する働きがあ
る。
サンゴは熱帯域の透明度の高い海で生育しているのが大
部分であるか、この透明度が高いことは貧栄養の海であ
ることである。
部分であるか、この透明度が高いことは貧栄養の海であ
ることである。
サンゴの栄養は、１つは触手で動物プランクトンを捕え
て得るものであり、もう１つは胃層に共生している褐虫
藻の光合成産物（炭水化物）に拠っている。
て得るものであり、もう１つは胃層に共生している褐虫
藻の光合成産物（炭水化物）に拠っている。
造礁サンゴであるイシサンゴは、胃層に全体重の約５０
％の共生藻（１０μｍ）を持つが、宝石サンゴ類は殆ど
持たない。
％の共生藻（１０μｍ）を持つが、宝石サンゴ類は殆ど
持たない。
サンゴの成長は、共生藻を持つ場合は、持たない場合の
約１０倍と言われている（３〜１Ｏｃｓｎ／年）。
約１０倍と言われている（３〜１Ｏｃｓｎ／年）。
サンゴの成長における動物プランクトンと共生藻による
比率や、石灰の分泌メカニズムは、必しも明らかにされ
ていないが、次のように推定されている。
比率や、石灰の分泌メカニズムは、必しも明らかにされ
ていないが、次のように推定されている。
■ サンゴは、動物プランクトンを捕食し、栄養とする
。またＮ、Ｐ、Ｆｅ等を含む廃棄物とＣ０２を放出する
。
。またＮ、Ｐ、Ｆｅ等を含む廃棄物とＣ０２を放出する
。
■ 共生藻は、太陽光と水中のＣＯ３２−およびサンゴ
の放出したＣＯ□により光合成を行い、炭水化物と０□
を生産する。
の放出したＣＯ□により光合成を行い、炭水化物と０□
を生産する。
■ 生産された炭水化物と０２をサンゴが消費し、成長
すると共に、余分の炭水化物を海中に放出する。
すると共に、余分の炭水化物を海中に放出する。
■ サンゴの成長はポリプ単体の成長、出芽によるポリ
ブの分化および石灰層の増大である。
ブの分化および石灰層の増大である。
このようにサンゴ共生藻は他の海洋性藻類と異なり、そ
の光合成で得られた有機物（炭酸ガスの濃縮体）の大部
分を細胞外に細胞外物質として溶出させる性質を持つ。
の光合成で得られた有機物（炭酸ガスの濃縮体）の大部
分を細胞外に細胞外物質として溶出させる性質を持つ。
サンゴ共生藻バイオリアクターはこの性質を活用したも
のである。
のである。
一方、石灰層（Ｃｏｌｃａｒｅｏｕｓ ａｌｇａｅ）と
は、炭酸と水中のカルシウムを利用し、不溶性の炭酸カ
ルシウムを形成し、体を維持している藻類の総称である
。
は、炭酸と水中のカルシウムを利用し、不溶性の炭酸カ
ルシウムを形成し、体を維持している藻類の総称である
。
主な石灰層の種類は、下表のとおりである。
炭酸カルシウムの固定に関して石灰層における石灰化機
構の進行部位は次の様に分けられる。
構の進行部位は次の様に分けられる。
（１）細胞内で石灰化が進行するもの。
（２）細胞壁で石灰化か進行するもの。
［例 カサノリ、オキナウチヮ、シャシクモ］（３）細
胞間隙（細胞と細胞の間）で石灰化が進行するもの。
胞間隙（細胞と細胞の間）で石灰化が進行するもの。
〔例 コナハダ、ウチワサボサングサ〕（４）細胞間隙
と細胞壁の両部位で石灰化が進行するもの。
と細胞壁の両部位で石灰化が進行するもの。
石灰層の石灰化反応は次の様に進行するといわれている
。
。
−ＨＣＯ３−＃ｃｏ２＋ｏ）（
（光合成でＣＯ２固定）・・・・・・・・・・・（１）
−ＨＣＯ，−＋ＯＨ−Ｈ２０＋Ｃ０，２〈− （ＣＯ，’−の増加）・・・・・・・・・・・・・・（
２）・ＣＯ３２＋Ｃａ” ＣａＣ０゜〈− （炭酸カルシウムの沈着）・・・・・・・・・（３）つ
まり光合成でＣＯ２が固定されると（反応（１））、ｐ
ＨとＣ０３′−が増加して（反応（２））、これによっ
て炭酸カルシウム沈着（反応（３））が行われる。
−ＨＣＯ，−＋ＯＨ−Ｈ２０＋Ｃ０，２〈− （ＣＯ，’−の増加）・・・・・・・・・・・・・・（
２）・ＣＯ３２＋Ｃａ” ＣａＣ０゜〈− （炭酸カルシウムの沈着）・・・・・・・・・（３）つ
まり光合成でＣＯ２が固定されると（反応（１））、ｐ
ＨとＣ０３′−が増加して（反応（２））、これによっ
て炭酸カルシウム沈着（反応（３））が行われる。
石灰藻バイオリアクターは、前記の石灰藻の光合成によ
るＣＯ２固定化反応を利用して、石灰藻の種類により、
細胞内、細胞壁、細胞間隙、細胞間隙と細胞壁の両部位
に炭酸カルシウムの沈着を行わしめるもので、無機質炭
酸カルシウムと異なり、藻体の炭水化物と炭酸カルシウ
ムの一体になった生成物が得られ、飼料、肥料等に好適
である。
るＣＯ２固定化反応を利用して、石灰藻の種類により、
細胞内、細胞壁、細胞間隙、細胞間隙と細胞壁の両部位
に炭酸カルシウムの沈着を行わしめるもので、無機質炭
酸カルシウムと異なり、藻体の炭水化物と炭酸カルシウ
ムの一体になった生成物が得られ、飼料、肥料等に好適
である。
藻類バイオリアタフ−では光エネルギーを供給し、温度
を該藻類の最適温度に保持しつつ、００３′−を炭水化
物、炭酸カルシウムに転換する。藻類バイオリアタフ−
単体でのＣＯ２固定効率はＣＯ２通気量１００．０００
ｍ’ ／ｍ’ ｘ年ＣＯ２固定量 ５，０００ｋｇ／
ｍ３ｘ年で、利用効率は２．５重量％である。
を該藻類の最適温度に保持しつつ、００３′−を炭水化
物、炭酸カルシウムに転換する。藻類バイオリアタフ−
単体でのＣＯ２固定効率はＣＯ２通気量１００．０００
ｍ’ ／ｍ’ ｘ年ＣＯ２固定量 ５，０００ｋｇ／
ｍ３ｘ年で、利用効率は２．５重量％である。
しかし、この藻類バイオリアタフ−を１０基直列につな
ぐことによって、後記の実施例に示すように、総合利用
効率は２２重量％になる。
ぐことによって、後記の実施例に示すように、総合利用
効率は２２重量％になる。
藻類は海水中で培養するが、この海水の意味は清澄海水
又は人口海水（主成分Ｎａ３０重量％、ＣＮ ５４重量
％、Ｍｇ４重量％、５Ｏ４８重量％、その他Ｓ ｒ −
、Ｋ ％ Ｂ ｒ ｓ Ｂ ０３を含む）にＣａを約８
，０００ｐｐｍ添加した培養液を意味するものとする。
又は人口海水（主成分Ｎａ３０重量％、ＣＮ ５４重量
％、Ｍｇ４重量％、５Ｏ４８重量％、その他Ｓ ｒ −
、Ｋ ％ Ｂ ｒ ｓ Ｂ ０３を含む）にＣａを約８
，０００ｐｐｍ添加した培養液を意味するものとする。
本発明では、この藻類バイオリアクターの余剰炭酸ガス
及び発生酸素を更に水気耕バ″イオリアクターに供給す
る。
及び発生酸素を更に水気耕バ″イオリアクターに供給す
る。
水気耕栽培とは、本来土壌という成育基質にその生育を
制限されている陸生生物を成育させる際に、土壌を水に
置き換えることにより、植物の成育速度を増大させ、成
育期間の短縮を発現させるものである。この水気耕栽培
で炭酸ガスを雰囲気中に供給して成長促進を行うもので
ある。
制限されている陸生生物を成育させる際に、土壌を水に
置き換えることにより、植物の成育速度を増大させ、成
育期間の短縮を発現させるものである。この水気耕栽培
で炭酸ガスを雰囲気中に供給して成長促進を行うもので
ある。
対象植物はトマト、スイカ、キュウリ等の結実植物及び
トウモロコシ、サトウキビ等の０４植物から選択するの
が好ましい。Ｃ４植物は、通常のＣＯ２固定回路（カル
ビン回路）の他にカルビン回路へのＣＯ２供給の特殊な
経路（Ｃ４ジ力ルボン酸回路）をもつもので、高いＣ０
２固定能力をもつ。
トウモロコシ、サトウキビ等の０４植物から選択するの
が好ましい。Ｃ４植物は、通常のＣＯ２固定回路（カル
ビン回路）の他にカルビン回路へのＣＯ２供給の特殊な
経路（Ｃ４ジ力ルボン酸回路）をもつもので、高いＣ０
２固定能力をもつ。
結実植物は、炭酸ガスを固定して、成育結実するため、
この結実（炭酸ガスの濃縮体）を処理系外に出して（収
穫して）固定した炭酸ガスを経済的価値のあるものに転
換することになる。
この結実（炭酸ガスの濃縮体）を処理系外に出して（収
穫して）固定した炭酸ガスを経済的価値のあるものに転
換することになる。
水気耕バイオリアクターでも、光エネルギーを供給し、
対象植物に最適な温度に保持する。
対象植物に最適な温度に保持する。
水気耕バイオリアクターでは、吸収したＣＯ２，０２及
びＮ、Ｐ、にの肥料成分を果実、余剰植物体に転換させ
て収穫するものである。
びＮ、Ｐ、にの肥料成分を果実、余剰植物体に転換させ
て収穫するものである。
水気耕バイオリアクター単体でのＣＯ２固定効率は、
ＣＯ７通気量 １００ｍ’／ｍ’ｘ年
ＣＯ２固定量 ６０ｋｇ／ｍ３Ｘ年
で利用効率は３０重量％である。
水気耕バイオリアクターはＣＯ□固定効率は高いが、単
位面積当りの固定力が小さいため、大量のＣＯ２を処理
しようとした場合には巨大な設備となってしまう。
位面積当りの固定力が小さいため、大量のＣＯ２を処理
しようとした場合には巨大な設備となってしまう。
このため、利用効率は低いか、単位面積当りの固定力が
大きい細菌バイオリアクターを併設することにより、設
備規模の縮小か図られる。
大きい細菌バイオリアクターを併設することにより、設
備規模の縮小か図られる。
また細菌バイオリアクターには、水素をエネルギー源と
して供給するが、藻類バイオリアタフ−からは余剰ＣＯ
２と共に、発生酸素が含まれるので、細菌バイオリアク
ターを先に通し、その余剰ＣＯ２を藻類バイオリアタフ
−に通気し、藻類バイオリアタフ−の余剰ＣＯ２と発生
０２は水気耕バイオリアクターに通気するように構成し
たものである。
して供給するが、藻類バイオリアタフ−からは余剰ＣＯ
２と共に、発生酸素が含まれるので、細菌バイオリアク
ターを先に通し、その余剰ＣＯ２を藻類バイオリアタフ
−に通気し、藻類バイオリアタフ−の余剰ＣＯ２と発生
０２は水気耕バイオリアクターに通気するように構成し
たものである。
以下に実施例により、本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
本発明の炭酸ガス固定組合わせ方法を第１図のフローシ
ートによって説明する。
ートによって説明する。
炭酸ガス含有気体１から炭酸ガス２を取り出し、これを
細菌バイオリアクター３に供給する。細菌バイオリアク
ターは第２図に示すように１０基直列に設置する。これ
らのリアクターに連続してＣＯ２を通気するようにする
。細菌バイオリアクターには光エネルギー９を供給する
と共に、温度制御８により、適正な温度に保持する。ま
たエネルギー源としてＨ２４を供給している。細菌バイ
オリアクターの単体としてのＣＯ２利用効果は８％であ
るが、全体としては、５６．６％の効率になる。
細菌バイオリアクター３に供給する。細菌バイオリアク
ターは第２図に示すように１０基直列に設置する。これ
らのリアクターに連続してＣＯ２を通気するようにする
。細菌バイオリアクターには光エネルギー９を供給する
と共に、温度制御８により、適正な温度に保持する。ま
たエネルギー源としてＨ２４を供給している。細菌バイ
オリアクターの単体としてのＣＯ２利用効果は８％であ
るが、全体としては、５６．６％の効率になる。
細菌バイオリアクター３からは、細菌の種類により、低
級脂肪酸５、ビタミン、アミノ酸６、余剰菌体７を生成
する。
級脂肪酸５、ビタミン、アミノ酸６、余剰菌体７を生成
する。
次に、この細菌バイオリアクターの余剰ＣＯ２１０を藻
類バイオリアタフ−１１に供給する。藻類バイオリアタ
フ−も第２図に示すように１０基直列に設置する。これ
らのリアクターに連続してＣＯ２を通気する。
類バイオリアタフ−１１に供給する。藻類バイオリアタ
フ−も第２図に示すように１０基直列に設置する。これ
らのリアクターに連続してＣＯ２を通気する。
藻類バイオリアタフ−にも、光エネルギー９を供給する
と共に、温度制御８により適正な温度に保持する。 藻
類バイオリアタフ−からは、炭酸カルシウム１２、炭水
化物１３、余剰藻体１４を生成する。 藻類バイオリア
タフ−の単体としてのＣＯ２利用効率は２．５％である
か全体としては２３％になる。
と共に、温度制御８により適正な温度に保持する。 藻
類バイオリアタフ−からは、炭酸カルシウム１２、炭水
化物１３、余剰藻体１４を生成する。 藻類バイオリア
タフ−の単体としてのＣＯ２利用効率は２．５％である
か全体としては２３％になる。
次に、この藻類バイオリアタフ−の余剰ＣＯ２１６と発
生０２１７を水気耕バイオリアタフ−１８に供給する。
生０２１７を水気耕バイオリアタフ−１８に供給する。
水気耕バイオリアタフ−１８にも、゛光エネルギー９を
供給すると共に、温度制御８により適正な温度に保持す
る。
供給すると共に、温度制御８により適正な温度に保持す
る。
水気耕バイオリアタフ−としては、リアクター内の００
２を高濃度（８００〜１０１０００１）ｐとした第１室
と、それより低い濃度（５００ｐｐｍ程度）の第２室を
設ける。第１室の雰囲気中には、藻類バイオリアタフ−
からの余剰ＣＯ２を導入するが、藻類バイオリアタフ−
から発生した０２は培養液中に曝気し、根の成長を促す
。
２を高濃度（８００〜１０１０００１）ｐとした第１室
と、それより低い濃度（５００ｐｐｍ程度）の第２室を
設ける。第１室の雰囲気中には、藻類バイオリアタフ−
からの余剰ＣＯ２を導入するが、藻類バイオリアタフ−
から発生した０２は培養液中に曝気し、根の成長を促す
。
水気耕バイオリアタフ−からは、果実１９及び／又は余
剰植物体２０を収穫する。
剰植物体２０を収穫する。
水気耕バイオリアタフ−のＣＯ２利用効率は３０％であ
るので、第１室を通過した時点で、全体の７６．５％の
ＣＯ□が消費されたことになる。
るので、第１室を通過した時点で、全体の７６．５％の
ＣＯ□が消費されたことになる。
第２室に第１室から通気を行い、ＣＯ２濃度５００ｐｐ
ｍ程度となるように調整する。第２室のＣＯ２同化作用
は高濃度Ｃ０２雰囲気よりは劣るが、大気並の３００ｐ
ｐｍまたはそれ以下とすることは容易であり、最終的に
は全体のＣＯ２のほぼ１００％を消費することが可能と
なる。
ｍ程度となるように調整する。第２室のＣＯ２同化作用
は高濃度Ｃ０２雰囲気よりは劣るが、大気並の３００ｐ
ｐｍまたはそれ以下とすることは容易であり、最終的に
は全体のＣＯ２のほぼ１００％を消費することが可能と
なる。
細菌バイオリアクター３からの余剰菌体７、藻類バイオ
リアタフ−１１からの余剰藻体１４及び水気耕バイオリ
アタフ−１８からの余剰植物体２０は飼料、肥料２１用
として好適に使用できる。
リアタフ−１１からの余剰藻体１４及び水気耕バイオリ
アタフ−１８からの余剰植物体２０は飼料、肥料２１用
として好適に使用できる。
藻類バイオリアタフ−からの生成物である炭水化物１３
はグルコース等であって、微生物製剤原料１５として利
用し得るものである。
はグルコース等であって、微生物製剤原料１５として利
用し得るものである。
（発明の効果〕
本発明の炭酸ガス固定化システムは、バイオリアクター
単体としてのＣＯ２利用効率は低いが、単位面積当りの
固定力が大きい細菌バイオリアクターを直列に複数基設
置することにより、全体としての利用効率を高め、同様
に単体としての藻類バイオリアクターの利用効率を高め
、この藻類バイオリアクターからの余剰ＣＯ２と発生す
る０□とを水気耕バイオリアタフ−に供給するようにし
たので、単位面積当りの固定力か小さい水気耕バイオリ
アタフ−の基数を減少し、０２も活用でき、全体として
、最初のＣＯ２のほぼ１００％を消費することが可能に
なる。
単体としてのＣＯ２利用効率は低いが、単位面積当りの
固定力が大きい細菌バイオリアクターを直列に複数基設
置することにより、全体としての利用効率を高め、同様
に単体としての藻類バイオリアクターの利用効率を高め
、この藻類バイオリアクターからの余剰ＣＯ２と発生す
る０□とを水気耕バイオリアタフ−に供給するようにし
たので、単位面積当りの固定力か小さい水気耕バイオリ
アタフ−の基数を減少し、０２も活用でき、全体として
、最初のＣＯ２のほぼ１００％を消費することが可能に
なる。
藻類バイオリアタフ−からの生成炭水化物は、微生物製
剤原料（グルコース）として利用できる。
剤原料（グルコース）として利用できる。
本発明システムからの生成物は、廃棄が困難な無機炭酸
カルシウムではなく、有用な有機化合物及び果実であり
、又飼料又は肥料として利用可能な有機藻体等であるの
で、炭酸ガスの有効活用に道を拓くものである。
カルシウムではなく、有用な有機化合物及び果実であり
、又飼料又は肥料として利用可能な有機藻体等であるの
で、炭酸ガスの有効活用に道を拓くものである。
火力発電所等の多くの工場から、炭酸ガス含有ガスを排
出し、これが地球温暖化の原因として社会問題となって
いる時、排ガスから単に炭酸ガスを分離しただけではそ
の使途がない。この時、本発明は有用有機化合物、食物
等への転換等、炭酸ガスサイクルを完結させるものであ
り、地球環境問題解決への寄与は大きい。
出し、これが地球温暖化の原因として社会問題となって
いる時、排ガスから単に炭酸ガスを分離しただけではそ
の使途がない。この時、本発明は有用有機化合物、食物
等への転換等、炭酸ガスサイクルを完結させるものであ
り、地球環境問題解決への寄与は大きい。
物体、
１・・・飼料、
肥料、
２２・・・放散Ｏ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）炭酸ガス含有気体から炭酸ガスを主成分とするガ
ス（以下単に炭酸ガスと称する）を取り出し、該炭酸ガ
スを細菌バイオリアクターに供給し、細菌類のもつ特有
の酵素反応を活用して有機化合物に転換し、該細菌バイ
オリアクターの余剰炭酸ガスを海水中に藻類を含有する
藻類バイオリアクターに供給し、藻類の働きで炭酸カル
シウム、炭水化物及び余剰藻体を生産させ、該藻類リア
クターの余剰炭酸ガス及び生産された酸素を陸生植物の
水気耕バイオリアクターに供給し、果実及び／又は余剰
植物体を生産させることを特徴とするバイオテクノロジ
ーによる炭酸ガス固定組合わせ方法。 （２）細菌バイオリアクターが、アセトバクテリウム、
クロストリジウム、ユウバクテリウム、バクテロイデス
及び光合成細菌よりなる群より選んだ少なくとも１種の
細菌により、低級脂肪酸、アミノ酸、及びビタミンより
なる群より選んだ少なくとも１種を生産するリアクター
である請求項１記載のバイオテクノロジーによる炭酸ガ
ス固定組合わせ方法。（３）藻類バイオリアクターが、
海水中に石灰藻及び／又はサンゴ共生藻を含有するもの
である請求項１記載のバイオテクノロジーによる炭酸ガ
ス固定組合わせ方法。 （４）水気耕バイオリアクターが陸生植物としてトマト
、スイカ、キュウリ等の結実植物又はトウモロコシ、サ
トウキビ等のＣ＿４植物を水気耕栽培するバイオリアク
ターである請求項１記載のバイオテクノロジーによる炭
酸ガス固定組合わせ方法。 （５）細菌バイオリアクター、藻類バイオリアクター及
び水気耕バイオリアクターが夫々複数個のリアクターを
組み合わせたものである請求項１記載のバイオテクノロ
ジーによる炭酸ガス固定組合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185248A JP2912684B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | バイオテクノロジーによる炭酸ガス固定組合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2185248A JP2912684B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | バイオテクノロジーによる炭酸ガス固定組合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475537A true JPH0475537A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2912684B2 JP2912684B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=16167487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2185248A Expired - Fee Related JP2912684B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | バイオテクノロジーによる炭酸ガス固定組合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2912684B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176017B2 (en) | 2001-07-13 | 2007-02-13 | Co2 Solution Inc. | Triphasic bioreactor and process for gas effluent treatment |
| JP2013540448A (ja) * | 2010-10-28 | 2013-11-07 | イエフペ エネルジ ヌヴェル | エネルギー資源化及び二酸化炭素の鉱物固定のためのシアノバクテリアを用いた方解石及びバイオマスの統合的産生方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MY162723A (en) * | 2009-11-06 | 2017-07-14 | Kiverdi Inc | Biological and chemical process utilizing chemoautotrophic microorganisms for the chemosynthetic fixation of carbon dioxide and/or other inorganic carbon sources into organic compounds, and the generation of additional useful products |
| IL317232A (en) | 2016-03-19 | 2025-01-01 | Kiverdi Inc | Microorganisms and artificial ecosystems for the production of protein, food and useful co-products from C1 substrates |
| EA201891926A1 (ru) | 2017-02-03 | 2019-04-30 | Киверди, Инк. | Микроорганизмы и искусственные экосистемы для производства белка, продуктов питания и полезных побочных продуктов из субстратов c1 |
| KR20220123019A (ko) | 2019-12-31 | 2022-09-05 | 에어 프로틴 인코포레이티드 | 고단백질 식품 조성물 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2185248A patent/JP2912684B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176017B2 (en) | 2001-07-13 | 2007-02-13 | Co2 Solution Inc. | Triphasic bioreactor and process for gas effluent treatment |
| US7579185B2 (en) | 2001-07-13 | 2009-08-25 | Co2 Solution Inc. | Triphasic process for gas effluent treatment |
| JP2013540448A (ja) * | 2010-10-28 | 2013-11-07 | イエフペ エネルジ ヌヴェル | エネルギー資源化及び二酸化炭素の鉱物固定のためのシアノバクテリアを用いた方解石及びバイオマスの統合的産生方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2912684B2 (ja) | 1999-06-28 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |