JPH0630666A - 藻類合成用光伝送器 - Google Patents

藻類合成用光伝送器

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JPH0630666A
JPH0630666A JP4184950A JP18495092A JPH0630666A JP H0630666 A JPH0630666 A JP H0630666A JP 4184950 A JP4184950 A JP 4184950A JP 18495092 A JP18495092 A JP 18495092A JP H0630666 A JPH0630666 A JP H0630666A
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light
algae
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photosynthesis
light transmission
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Nobuyuki Nishikawa
信行 西川
Atsushi Hirano
篤 平野
Masahito Kaneko
雅人 金子
Michio Haneda
道夫 羽田
Minoru Sueda
穰 末田
Hiroaki Kaneda
博晶 金田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中の藻類に光を伝送し、藻類の光合成によ
る二酸化炭素を固定するのに有用な藻類光合成用光伝送
器に関する。 【構成】 下部にゆくほど光透過率を大にした内部に空
気層を保持しうる少なくとも2枚の透明中空板または透
明中空パイプよりなる光伝送体、該光伝送体の入口側に
設けられ該光伝送体の中央線上または軸心上に焦点をむ
すびうる集光レンズを具備してなる藻類光合成用光伝送
器。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水中の藻類に光を伝送
し、藻類の光合成による二酸化炭素を固定するのに有用
な藻類光合成用光伝送器に関する。
【0002】
【従来の技術】発電所や一般産業用ボイラなどでの化石
燃料の燃焼により大気中の二酸化炭素濃度が増し、近年
温室効果と呼ばれている地球温暖化現象が問題視される
こととなった。この地球環境破壊を防止するための手段
の1つとして、燃焼ガスや大気中から二酸化炭素ガスを
回収して海水に溶解し、この溶解した二酸化炭素と太陽
光により、海水中に生息する生物、たとえば微細藻に光
合成作用を生じさせ、二酸化炭素中の炭素を藻体成分の
構成源として固定化する方法が知られている。この炭素
を藻体成分の構成源とした微細藻は乾燥して燃料などと
しても利用でき、二次公害の少ない有力な二酸化炭素の
固定化方法として期待が大きい。
【0003】しかし、充分な光合成を生じさせるための
太陽光の水中への透過深さは平均的な海洋の場合、せい
ぜい20〜30cmであり、この方法で地球温暖化防止
規模の二酸化炭素の固定化を行うためには膨大な面積を
必要とする。本発明者らによる試算では、現在の日本に
おける二酸化炭素の一年間当りの発生の増加量(炭素換
算で約75百万TON/年)のみを、この方法で処理す
るにしても約1.6×104 km2 を要する。これはほ
ぼ四国の面積に匹敵するものである。そこで、太陽光線
が不足したり届かなかったりする区域へ人工的に太陽光
線を伝送すれば、適用可能区域を大幅に増すことができ
る。人工的に太陽光線を伝送し海中の生物に照射する方
法として、次の方法やこれに類似の方法がすでに開示さ
れている。
【0004】(1)光ファイバで太陽光を伝送し、所定
の場所を照明する方法(特開昭55−88204号公
報) (2)内面が反射膜仕上げされた光伝導チューブを使用
する方法(特開昭57−158805,特開昭63−1
52919号各公報) これらはいずれも、光ファイバまたは光伝導チューブの
一端から入射した光は、その内部で全面反射を繰り返し
ながらもう一方の端まで到達し、その末端より対象物へ
照射するものであり、その照射範囲はスポット照射また
は、末端部にレンズなどを取りつけ拡大照射する平面的
な照射である。そのため、その照射光量も入照光量に対
し一定であり、周囲状況に応じた効率的な照射が困難で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のとおり、地球温
暖化規模で海中に生息する微細藻などの光合成作用によ
り二酸化炭素を固定するには、太陽光線の透過距離など
の問題から膨大な海洋面積を要する。
【0006】本発明は以上の事情に鑑み、太陽光や人工
光を人工的に伝送し、容易に広範囲な対象生物への光の
照射を可能とし、しかも、周囲状況に応じ入射光量に対
し照射量の調節も可能であり、高効率の微細藻などの光
合成作用による二酸化炭素を固定化させうる藻類光合成
用光伝送器を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は下部にゆくほど
光透過率を大にした内部に空気層を保持しうる少なくと
も2枚の透明中空板または透明中空パイプよりなる光伝
送体、該光伝送体の入口側に設けられ該光伝送体の中央
線上または軸心上に焦点をむすびうる集光レンズを具備
してなることを特徴とする藻類光合成用光伝送器であ
る。
【0008】すなわち、本発明は光の減衰が水中や光フ
ァイバ中では大きいことに鑑み、水中に空気層を設け、
該空気層を光の照射路として用いることを基本技術と
し、水中での光合成に必要な光量に見あった光量を効率
的に分散させるため、水中に空気層を設けるのに使用す
る内部に空気層を保持しうる透明中空体の面上に光の透
過量を制御する物質を塗付し、水中での照度分布を均一
としたものである。また、光源よりの光が平行光線であ
ると、水中に設けた内部に空気層を保持しうる透明中空
体の光照射面にのみ光が到達し、光の均一的な分散が行
えないので、太陽光を含め、平行光源を用いる際には該
透明中空体の上方に集光レンズを設け、その焦点を透明
中空体の中央でアウトフォーカスさせ、光の分散を均一
化させるようにするものである。
【0009】
【作用】水中での光の減衰は空気中でのそれに比べて大
きいと同時に、水中で藻体を培養すると、該藻体受光面
の裏側では藻体が光を遮光するため、光が到達しないの
で水中での微細藻の培養深度には制約があった。一方、
該培養域で利用される光は、例えば光源を太陽光とする
と数%でしかないとされており、90数%の光は無駄と
なっていた。すなわち、該水中での光の減衰や藻体で遮
光されて利用されていない光を、実質的に光合成の行わ
れていない水域に導いてやれば水中に溶存する二酸化炭
素を利用した藻体による光合成が可能であることが明ら
かであり、また、水中での藻体の光合成に必要な光量を
水中に照射することにより光の入射エネルギが有効に利
用できることも明らかである。
【0010】そこで、本発明におけるように、水中への
光の入射を水中に設置した空気層を介して行うことによ
り光の減衰を低減させることが可能である。この空気層
を介する光の入射法は光ファイバなどの光伝送体による
光の入射法に比べても光の減衰は大幅に改善できる。ま
た、水中に照射する光量の制御は水中に空気層を設ける
ために設置した2枚の平板もしくはパイプの面上に、光
の透過量を制御できる物質を塗付し、光入射側での光の
透過量を少なくし、漸次これを大きくしてゆくことによ
り水中での光量を均一となすことが可能であり、また、
光反射性繊維などの光を反射する物質を透明な平板また
はパイプに適用して同様な効果を奏させてもよい。
【0011】このように、水中に空気層を設けるための
2枚の平板もしくはパイプを設置し、かつ該平板もしく
はパイプ面上に光の透過量を制御する物質を塗付するこ
とにより、水中での藻体を用いる光合成作用を大幅に効
率化できるため大量の二酸化炭素を固定化できる。
【0012】光透過率を制御する物質を塗布したガラス
やアクリル樹脂などの透明板やパイプに光を照射すると
光の一部はその塗布量に応じて透過および反射する。漏
光量は光透過率制御物質の塗布量により制御でき、光入
射側より遠ざかるにつれて、その塗布量を減じて行け
ば、その板やパイプの界面の全体からほぼ均一な漏光を
得ることもできる。入射光は光源として太陽光や人工光
を直接用いるか光ファイバなどで光伝送体の側面まで導
いてもよく、このような、光伝送体から人工的に漏光す
る広範囲の光を二酸化炭素を溶解する水中に生息する光
合成作用を有する生物、たとえば微細藻に照射すること
により、大量に二酸化炭素を固定化することができる。
また、二酸化炭素を溶解し、微細藻などが生息する水を
流動させることにより、光合成作用をさらに促進させる
ことができるが、上記の光伝送体を傾斜させ重力を利用
し水を流動することにより、効率的にそれを達成するこ
ともできる。
【0013】
【実施例】
(対象例)Nannochloris sp.を下記表1の培地2を用
い、25℃で光源3の20,000luxの照度下で二
酸化炭素を0.5%含有する空気を通気しつつ、明暗1
2時間のサイクル条件下で図1に示す幅1000mm、
長さ1000mm、深さ1000mmの不透明塩化ビニ
ル樹脂製の培養槽1で5日間培養を行なった。培養開始
時の藻体濃度は0.12g・dry/リットルであり、
5日後のそれは0.27g・dry/リットルであり、
藻体生産量は150gであった。
【0014】
【表1】
【0015】(実施例1)図2に示す幅1000mm、
長さ1000mm、深さ1000mmの不透明塩化ビニ
ル樹脂製の培養槽1の中央部に、図3に示す透明アクリ
ル製の幅10mm、長さ1000mm、深さ1000m
mの2枚の光透過板7を幅300mmあけて配置し、該
光透過板7で仕切られた空間域には光透過板7の外側よ
り水が入らないようにシールを行なって内部に空気層6
が保持されるようにした。なお、光透過板7の相対する
平面上には金属アルミニウム蒸着膜8を110〜250
Åの厚みで蒸着し、該平面における光の透過率が上方か
ら下方に向って5〜99%となるようにしたものを使用
した。また、2枚の光透過板7の上方には、これら板を
覆うようにレンズ支持体5によりシリンドリカルレンズ
4を設置した。
【0016】上述した培養槽1を用い、対象例と同様の
培養条件でNannochloris sp.を培養したところ、培養開
始時の藻体濃度が0.12g・dry/リットルであっ
たものが5日後には0.57g・dry/リットルとな
り、5日間の藻体生産量は315gであった。
【0017】(実施例2)図4に示す幅1000mm、
長さ1000mm、深さ1000mmの不透明塩化ビニ
ル樹脂製の培養槽1内に、図5に示すような透明アクリ
ル樹脂製で直径200mm、厚さ5mm、長さ1000
mmで底部を封じ、内部に空気層6を保持する透明パイ
プ9を4個を設置した。なお、該透明パイプ9は図5に
示すように、内部に金属アルミニウム蒸着膜8を110
〜250Åの厚みで蒸着し、該パイプ面における光の透
過率が上方から下方に向って5〜99%となるようにし
たものを使用した。また、該パイプ9の上方にはレンズ
支持体5により凸レンズ10を設けた。
【0018】上述した培養槽1を用い、対象例と同様の
培養条件でNannochloris sp.を培養したところ、培養開
始時の藻体濃度が0.12g・dry/リットルであっ
たものが5日後には0.57g・dry/リットルとな
り、5日間の藻体生産量は395gであった。
【0019】
【発明の効果】本発明により、水中の藻類に光が十分に
行きとゞくことができるので藻類の光合成による生産量
が格段と多くなり、従って二酸化炭素の固定量を増大さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象例となる従来の藻類光合成用培養
槽の一態様の説明図
【図2】本発明の藻類光合成用光伝送器を備えた培養槽
の一実施例の説明図
【図3】図2の培養槽に設置される藻類光合成用光伝送
器の一実施例の説明図
【図4】本発明の藻類光合成用光伝送器を備えた培養槽
の他の実施例の説明図
【図5】図4の培養槽に設置される藻類光合成用光伝送
器の他の実施例の説明図
フロントページの続き (72)発明者 金子 雅人 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 羽田 道夫 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 末田 穰 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 金田 博晶 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部にゆくほど光透過率を大にした内部
    に空気層を保持しうる少なくとも2枚の透明中空板また
    は透明中空パイプよりなる光伝送体、該光伝送体の入口
    側に設けられ該光伝送体の中央線上または軸心上に焦点
    をむすびうる集光レンズを具備してなることを特徴とす
    る藻類光合成用光伝送器。
JP4184950A 1992-07-13 1992-07-13 藻類合成用光伝送器 Expired - Lifetime JP2796472B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113735266A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 中国石油化工股份有限公司 含硝酸根离子废水的处理方法
CN113736617A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 中国石油化工股份有限公司 开放式培养装置和含磷废水的处理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113736617B (zh) * 2020-05-29 2023-07-14 中国石油化工股份有限公司 开放式培养装置和含磷废水的处理方法

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