JPH0724570B2 - 藻類培養方法 - Google Patents
藻類培養方法Info
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- JPH0724570B2 JPH0724570B2 JP2330534A JP33053490A JPH0724570B2 JP H0724570 B2 JPH0724570 B2 JP H0724570B2 JP 2330534 A JP2330534 A JP 2330534A JP 33053490 A JP33053490 A JP 33053490A JP H0724570 B2 JPH0724570 B2 JP H0724570B2
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- tank
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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
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
- C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
- C12M41/24—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes inside the vessel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
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- C12M31/02—Means for providing, directing, scattering or concentrating light located outside the reactor
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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
に培養するための方法に関するものである。
に培養するための方法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。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攪拌が必要である。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、ポルフィリディウ
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。
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攪拌が必要である。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、ポルフィリディウ
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、縦型円筒培養法の上述の問題点を解決
し、通気量が少なくて済み、大量培養も可能な藻類培養
方法を提供することを目的とするものである。
し、通気量が少なくて済み、大量培養も可能な藻類培養
方法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために成功した本発明は、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
照明する手段を付設してなる回分式培養装置により微細
藻類を培養するに当たり、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、培養槽全体を培養液で満たした状態で上記通気
手段により培養槽底部から槽内に通気して炭酸ガス供給
と槽内攪拌を行いつつ培養を続けることを特徴とする。
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
照明する手段を付設してなる回分式培養装置により微細
藻類を培養するに当たり、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、培養槽全体を培養液で満たした状態で上記通気
手段により培養槽底部から槽内に通気して炭酸ガス供給
と槽内攪拌を行いつつ培養を続けることを特徴とする。
本発明の培養法に使用する装置は、従来の縦型円筒培養
法に使用するものと同様の通気手段および照明手段を付
設した透明円筒状培養槽に、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、該還流管
の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
プで連通させておく。そしてこの装置を、通気攪拌状態
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。
法に使用するものと同様の通気手段および照明手段を付
設した透明円筒状培養槽に、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、該還流管
の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
プで連通させておく。そしてこの装置を、通気攪拌状態
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。
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、破泡後、気体だけが排気管を通って
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、破泡後、気体だけが排気管を通って
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。
図示した培養装置において、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を槽内適用箇所に固定してなるものである。
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を槽内適用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。
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１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１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１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
付け部における還流管12が、気液分離室18を構成してい
る。
径の太い管17が用いられていて、この部分および管取り
付け部における還流管12が、気液分離室18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。
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・ピ
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/ 通気量:8.8/min/培養液100 吹込み空気の炭酸ガス濃度:5％ 培養液（MC培地）組成： KNO3 125mg MgSO4・7H2O 125mg KH2PO4 125mg Fe混液 0.1ml A5金属混液 0.1ml 蒸留水 99.8ml pH 7.2 Fe混液 FeSO4・7H2O 1g 蒸留水 500ml H2SO4 ２滴 A5金属混液 H3BO3 286mg MnSO4・7H2O 250mg ZnSO4・H2O 22.2mg CuSO4・H2O 7.9mg Na2MOO4 2.1mg 蒸留水 100ml 上記培養液を培養槽１全体に満たして培養を開始する
と、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パイプ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12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攪拌され、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。
と、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パイプ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12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攪拌され、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。
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
攪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。
攪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 2.1 ６ 3.4 2.8 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攪拌
し、培養槽とは別の気液分離室で気泡破壊を生じさせる
ようにした本発明によれば、通気量を減らして通気攪拌
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。
し、培養槽とは別の気液分離室で気泡破壊を生じさせる
ようにした本発明によれば、通気量を減らして通気攪拌
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34.1g/m2/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15g/m2/日の２倍以上であ
り、本発明培養方法の有利なことがわかる。
生産能力を計算すると34.1g/m2/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15g/m2/日の２倍以上であ
り、本発明培養方法の有利なことがわかる。
図面は本発明実施例に使用した培養装置の概略を示す斜
視図である。 1:培養槽、3:散気板 6:給気装置、12:還流管 18:気液分離室、19:排気管
視図である。 1:培養槽、3:散気板 6:給気装置、12:還流管 18:気液分離室、19:排気管
Claims (1)
- 【請求項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付設してなる回分
式培養装置により微細藻類を培養するに当たり、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、培養槽全体を培養液で満
たした状態で上記通気手段により培養槽底部から槽内に
通して炭酸ガス供給と槽内攪拌を行いつつ培養を続ける
ことを特徴とする藻類培養方法。
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 JPH04200381A (ja) | 1992-07-21 |
| JPH0724570B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP5440784B2 (ja) * | 2010-01-18 | 2014-03-12 | 株式会社Ｉｈｉ | バイオリアクター及びその運転方法 |
| JP6065216B2 (ja) * | 2013-04-15 | 2017-01-25 | 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 |
Family Cites Families (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04200381A (ja) | 1992-07-21 |
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