JP2753568B2 - 光合成生物の培養装置 - Google Patents
光合成生物の培養装置Info
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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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- 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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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光合成細菌、藻類、植物細胞等の光合成生
物の培養装置にかかわるもので、とくにこうした光合成
生物を、太陽光や人工光源の光を照射して培養槽内で培
養する場合に、光を培養槽内に均一にかつ効率よく照射
することができる光合成生物の培養装置に関するもので
ある。
物の培養装置にかかわるもので、とくにこうした光合成
生物を、太陽光や人工光源の光を照射して培養槽内で培
養する場合に、光を培養槽内に均一にかつ効率よく照射
することができる光合成生物の培養装置に関するもので
ある。
［従来の技術］ 光合成生物の培養による有用物質の生産は古くから行
われている。また、光合成反応は炭酸ガスつまり二酸化
炭素（CO2）を必要とするため、地球温暖化の原因のひ
とつと考えられている炭酸ガスの固定化に有効である。
われている。また、光合成反応は炭酸ガスつまり二酸化
炭素（CO2）を必要とするため、地球温暖化の原因のひ
とつと考えられている炭酸ガスの固定化に有効である。
光合成生物の大量培養法としては、太陽光の照射のも
とで、屋外でオープンプール方式で培養するものがすで
に知られている。この場合に太陽光は水深10cm以内しか
到達することができないため、水深を深くとることがで
きず、結果的に光照射率を上げるためには広大な敷地面
積が必要となる。さらに、この方式では外部からの雑菌
混入を避けることができないため、光合成生物の純粋培
養が困難であるという重大な欠点がある。
とで、屋外でオープンプール方式で培養するものがすで
に知られている。この場合に太陽光は水深10cm以内しか
到達することができないため、水深を深くとることがで
きず、結果的に光照射率を上げるためには広大な敷地面
積が必要となる。さらに、この方式では外部からの雑菌
混入を避けることができないため、光合成生物の純粋培
養が困難であるという重大な欠点がある。
したがって、光合成生物および培養液を収容した培養
槽内に光を照射して光合成生物を培養する手段が採られ
ている。
槽内に光を照射して光合成生物を培養する手段が採られ
ている。
こうした光合成生物を培養する培養槽としては、古く
からガラス等の透明材質からなる培養槽壁外部から光を
照射する方法が知られている。この方法においては、光
は培養槽内の外壁部に近い部分が最も光強度が高く、培
養槽中心部に向かうにしたがって低下することとなり、
極端に不均一な光強度分布が生じる。しかも、光合成生
物の培養過程において生物濃度が増加すると、入射光の
吸収、散乱等により光が外壁から数cm以内までしか到達
することができず、とくに培養槽内部では極度に光強度
が低下し、効率良く光を供給することができなくなる。
からガラス等の透明材質からなる培養槽壁外部から光を
照射する方法が知られている。この方法においては、光
は培養槽内の外壁部に近い部分が最も光強度が高く、培
養槽中心部に向かうにしたがって低下することとなり、
極端に不均一な光強度分布が生じる。しかも、光合成生
物の培養過程において生物濃度が増加すると、入射光の
吸収、散乱等により光が外壁から数cm以内までしか到達
することができず、とくに培養槽内部では極度に光強度
が低下し、効率良く光を供給することができなくなる。
そこで、培養槽内の培養液をかくはん器やポンプ等に
より強力にかくはん、混合することにより、光が透過す
ることができる部分に生物体を循環、移動させて、光の
不均一照射を改善する方法等が採られている。
より強力にかくはん、混合することにより、光が透過す
ることができる部分に生物体を循環、移動させて、光の
不均一照射を改善する方法等が採られている。
しかしながら、とくに植物細胞等の生物体の場合に
は、かくはん、混合により生ずるせん断力によって生物
体が物理的な損傷を受け易いために、こうした方法は利
用不可能である。
は、かくはん、混合により生ずるせん断力によって生物
体が物理的な損傷を受け易いために、こうした方法は利
用不可能である。
さらに、たとえば特開昭50−157581号のようにガラス
等の材質を外壁に用いた場合には、構造強度上の面か
ら、培養槽の大型化はきわめて困難である。
等の材質を外壁に用いた場合には、構造強度上の面か
ら、培養槽の大型化はきわめて困難である。
また、たとえば特開昭51−110089号のような、光の照
射率を向上させるために、直径が数cm以内の透明材質
（ガラス等）でできた長い円管を、並列状あるいはスパ
イラル状等の成形して、光を照射する培養装置が知られ
ている。この装置においては、光を有効に照射するため
に広い受光面積を必要とし、とくに培養槽の実容積を大
きくする場合には、かなり長い円管となるとともに、受
光面積も広大となる。さらに、管材の材質の強度および
構造上の問題から大量培養用の大型装置化は困難であ
る。
射率を向上させるために、直径が数cm以内の透明材質
（ガラス等）でできた長い円管を、並列状あるいはスパ
イラル状等の成形して、光を照射する培養装置が知られ
ている。この装置においては、光を有効に照射するため
に広い受光面積を必要とし、とくに培養槽の実容積を大
きくする場合には、かなり長い円管となるとともに、受
光面積も広大となる。さらに、管材の材質の強度および
構造上の問題から大量培養用の大型装置化は困難であ
る。
また、たとえば特開昭50−142778号、特開昭57−1021
81号、特開昭61−139382号など、内部への光の導入を促
進するために、発光管を培養槽内に浸漬したり、光フア
イバーから導いた光を培養槽内の発光器に接続して直接
に光を内部で照射する方法も知られている。こうした装
置の場合には、光を培養槽内に直接照射することができ
るものの、発光管または発光器の近辺は光強度が高い
が、これから離れた位置においては光強度が低いという
不均一光強度分布が生じる。この光強度分布を改善する
ために、発光管または発光器の数を増加させることも考
えられるが、培養槽の内容液中に発光管や発光器の占め
る割合が高くなり、結果的には光合成生物体を培養する
実容積が極端に小さくなるという問題がある。
81号、特開昭61−139382号など、内部への光の導入を促
進するために、発光管を培養槽内に浸漬したり、光フア
イバーから導いた光を培養槽内の発光器に接続して直接
に光を内部で照射する方法も知られている。こうした装
置の場合には、光を培養槽内に直接照射することができ
るものの、発光管または発光器の近辺は光強度が高い
が、これから離れた位置においては光強度が低いという
不均一光強度分布が生じる。この光強度分布を改善する
ために、発光管または発光器の数を増加させることも考
えられるが、培養槽の内容液中に発光管や発光器の占め
る割合が高くなり、結果的には光合成生物体を培養する
実容積が極端に小さくなるという問題がある。
また、たとえば特開昭58−98081号のように、光強度
を均一にするために多数の発光管や発光器を密に培養槽
内に配置する方法もあるが、この装置でも、培養槽の内
容液中に発光管や発光器の占める割合が高くなり、結果
的には光合成生物体を培養する実容積が極端に小さくな
るという問題がある。さらに、発光管や発光器を培養槽
内部の液中に設置する場合には、発光管や発光器の表面
に光合成生物体がその増殖とともに付着し、光の照射が
遮断されるという重大な欠点がある。
を均一にするために多数の発光管や発光器を密に培養槽
内に配置する方法もあるが、この装置でも、培養槽の内
容液中に発光管や発光器の占める割合が高くなり、結果
的には光合成生物体を培養する実容積が極端に小さくな
るという問題がある。さらに、発光管や発光器を培養槽
内部の液中に設置する場合には、発光管や発光器の表面
に光合成生物体がその増殖とともに付着し、光の照射が
遮断されるという重大な欠点がある。
また、たとえば特開昭53−20481号のように、培養槽
内部に均一に光を散乱させる方法として、培養槽内に透
明材質の導光体を浮遊、分散させ、培養槽内の一部に導
入された光がこの導入体を伝わって透過、散乱、反射、
屈折を繰り返しながら、培養槽内全体に伝達されるとい
う方法もある。ただし、この方法の場合には、導光体を
槽内に浮遊させる分だけ、実際の培養容積は小さくな
り、とくに培養終了後、導光体と培養液を分離させなけ
ればならないという別の問題もある。
内部に均一に光を散乱させる方法として、培養槽内に透
明材質の導光体を浮遊、分散させ、培養槽内の一部に導
入された光がこの導入体を伝わって透過、散乱、反射、
屈折を繰り返しながら、培養槽内全体に伝達されるとい
う方法もある。ただし、この方法の場合には、導光体を
槽内に浮遊させる分だけ、実際の培養容積は小さくな
り、とくに培養終了後、導光体と培養液を分離させなけ
ればならないという別の問題もある。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上のような諸問題にかんがみてなされたも
ので、光合成生物を培養するために必要な光を、光合成
生物の種類に応じて、培養槽内に均一かつ効率良く供給
することを可能とし、光合成生物を最適光条件下で培養
するとともに、大量培養化を可能とすることにより、光
合成による有用物質の低コストでの生産、および炭酸ガ
スの効率的固定化を実現することができる光合成生物の
培養装置を提供することを課題とする。
ので、光合成生物を培養するために必要な光を、光合成
生物の種類に応じて、培養槽内に均一かつ効率良く供給
することを可能とし、光合成生物を最適光条件下で培養
するとともに、大量培養化を可能とすることにより、光
合成による有用物質の低コストでの生産、および炭酸ガ
スの効率的固定化を実現することができる光合成生物の
培養装置を提供することを課題とする。
［課題を解決するための手段］ すなわち本発明は、光合成生物および培養液を収容し
た培養槽内に光および炭酸ガスを供給してこの光合成生
物を培養する光合成生物の培養装置であって、上記培養
槽内に平板上の可動式発光体を設けたことを特徴とする
光合成生物の培養装置である。
た培養槽内に光および炭酸ガスを供給してこの光合成生
物を培養する光合成生物の培養装置であって、上記培養
槽内に平板上の可動式発光体を設けたことを特徴とする
光合成生物の培養装置である。
なお、この可動式発光体を透明材料から構成するとと
もに、この可動式発光体に上記培養槽外部から光を伝送
する構成とすることができる。
もに、この可動式発光体に上記培養槽外部から光を伝送
する構成とすることができる。
上記可動式発光体の可動方式としては任意のものを採
用可能であるが、たとえばこれを培養槽内で回転させ
る、あるいは往復動させる等の機構とすることができ
る。
用可能であるが、たとえばこれを培養槽内で回転させ
る、あるいは往復動させる等の機構とすることができ
る。
［作用］ 本発明による光合成生物の培養装置においては、外部
から伝送してきた光を培養槽内部に照射する平板状の透
明な可動式発光体を、培養槽内で動かしながら、光照射
を行うこととしたので、培養液内の光合成生物に対して
光源が接近するものである。したがって所定周期内で可
動式発光体が移動を行うことにより、培養槽内の光合成
生物に均一にかつ効率良く光を供給し、最適光条件下で
光合成生物を培養することができる。
から伝送してきた光を培養槽内部に照射する平板状の透
明な可動式発光体を、培養槽内で動かしながら、光照射
を行うこととしたので、培養液内の光合成生物に対して
光源が接近するものである。したがって所定周期内で可
動式発光体が移動を行うことにより、培養槽内の光合成
生物に均一にかつ効率良く光を供給し、最適光条件下で
光合成生物を培養することができる。
しかも、この可動方式は従来のように培養液をかくは
ん、混合することを第一義的な目的で行うものではない
ため、光合成生物の種類に応じて、あるいは単位時間あ
たりの光照射量や培養液の内容に応じて、可動式発光体
の移動速度を適宜設定することにより生物体の損傷を防
止しつつ培養槽内全体に光を照射供給することができ
る。もちろん、可動式発光体が培養槽内を移動すること
により培養液をかくはん、混合することにはなるので、
培養液ないしは光合成生物自体を培養槽内で均一に分布
させる副次的な効果もある。
ん、混合することを第一義的な目的で行うものではない
ため、光合成生物の種類に応じて、あるいは単位時間あ
たりの光照射量や培養液の内容に応じて、可動式発光体
の移動速度を適宜設定することにより生物体の損傷を防
止しつつ培養槽内全体に光を照射供給することができ
る。もちろん、可動式発光体が培養槽内を移動すること
により培養液をかくはん、混合することにはなるので、
培養液ないしは光合成生物自体を培養槽内で均一に分布
させる副次的な効果もある。
かくして所定容量の培養槽を用いてもその内部に充分
かつ均一な光を供給可能であり、大量培養による効率的
かつ低コストでの培養が可能となる。
かつ均一な光を供給可能であり、大量培養による効率的
かつ低コストでの培養が可能となる。
［実施例］ つぎに本発明の第一実施例による光合成生物の培養装
置１を第１図および第２図にもとづき説明する。
置１を第１図および第２図にもとづき説明する。
第１図は光合成生物の培養装置１の全体を示す一部断
面側面図、第２図は第１図II−II線断面図であって、光
合成生物の培養装置１は所定容量の反応器本体つまり培
養槽２と、集光器３と、波長選択器４と、熱線除去器５
と、光量制御装置６と、光伝送ケーブル７と、かくはん
モータ８と、伝送光接続器９と、光伝送軸10と、可動式
発光体11とを有する。
面側面図、第２図は第１図II−II線断面図であって、光
合成生物の培養装置１は所定容量の反応器本体つまり培
養槽２と、集光器３と、波長選択器４と、熱線除去器５
と、光量制御装置６と、光伝送ケーブル７と、かくはん
モータ８と、伝送光接続器９と、光伝送軸10と、可動式
発光体11とを有する。
集光器３は、太陽光SLないしは人工光源光ALのいずれ
か一方あるいはその両方を適当な時間間隔で集光するた
めのもので、反射ミラー等によりこれを構成する。
か一方あるいはその両方を適当な時間間隔で集光するた
めのもので、反射ミラー等によりこれを構成する。
波長選択器４は、この集光器３により取り入れた光の
うち、光合成生物の種類に応じて、必要であれば紫外線
等の有害光線を除去するとともに、光合成に最適な波長
の光、たとえば波長400〜700nmの光を供給可能とするも
のである。
うち、光合成生物の種類に応じて、必要であれば紫外線
等の有害光線を除去するとともに、光合成に最適な波長
の光、たとえば波長400〜700nmの光を供給可能とするも
のである。
熱線除去器５は、培養槽２内に光を導入することによ
る培養槽２内の温度上昇をできるだけ防止するために、
赤外線等の熱線をあらかじめ除去するものである。ただ
し、培養槽２を恒温槽12等（第１図の仮想線）の水内に
収容する構成と併用することもできるし、この熱線除去
器５はこれを省略してもよい。
る培養槽２内の温度上昇をできるだけ防止するために、
赤外線等の熱線をあらかじめ除去するものである。ただ
し、培養槽２を恒温槽12等（第１図の仮想線）の水内に
収容する構成と併用することもできるし、この熱線除去
器５はこれを省略してもよい。
光量制御装置６は、培養槽２内に収容した光合成生物
を含む培養液13に応じて、供給する光量および照射時間
ないしは照射タイミング（連続あるいは間欠照射等）を
制御するもので、培養液13内に設置した光量センサ14に
よる検出信号によりフイードバック制御するようにして
ある。
を含む培養液13に応じて、供給する光量および照射時間
ないしは照射タイミング（連続あるいは間欠照射等）を
制御するもので、培養液13内に設置した光量センサ14に
よる検出信号によりフイードバック制御するようにして
ある。
光伝送ケーブル７は、上記培養槽２内の培養液13に所
定の光量を伝送供給するためのもので、光フアイバーあ
るいはミラー導管その他の光伝送可能な材料によりこれ
を構成する。
定の光量を伝送供給するためのもので、光フアイバーあ
るいはミラー導管その他の光伝送可能な材料によりこれ
を構成する。
なお、この光伝送ケーブル７から培養槽２内に光Ｌを
供給する光路として三経路、すなわち伝送光接続器９お
よび光伝送軸10を介して可動式発光体11に伝送する第一
の光路7A、培養槽２の側面に伝送する第二の光路7B、お
よび培養槽２の底面に伝送する第三の光路7Cを設けるこ
とによって、より効率的に光を培養槽２内に伝送可能と
してある。培養槽２の上部から伝送される光Ｌは伝送光
接続器９において光伝送軸10に接続伝送され、光伝送軸
10がかくはんモータ８によって回転されることにより可
動式発光体11も培養槽２内の中心部において回転する。
供給する光路として三経路、すなわち伝送光接続器９お
よび光伝送軸10を介して可動式発光体11に伝送する第一
の光路7A、培養槽２の側面に伝送する第二の光路7B、お
よび培養槽２の底面に伝送する第三の光路7Cを設けるこ
とによって、より効率的に光を培養槽２内に伝送可能と
してある。培養槽２の上部から伝送される光Ｌは伝送光
接続器９において光伝送軸10に接続伝送され、光伝送軸
10がかくはんモータ８によって回転されることにより可
動式発光体11も培養槽２内の中心部において回転する。
可動式発光体11は、第２図に示すように平板状のもの
で、石英、ガラス、アクリル等の透明材料によりこれを
構成する。なお、可動式発光体11の材質としては蒸気滅
菌、滅菌操作に耐えるものを用い、培養槽２内部を滅菌
することにより光合成生物を無菌的に純粋培養すること
が可能である。
で、石英、ガラス、アクリル等の透明材料によりこれを
構成する。なお、可動式発光体11の材質としては蒸気滅
菌、滅菌操作に耐えるものを用い、培養槽２内部を滅菌
することにより光合成生物を無菌的に純粋培養すること
が可能である。
なお、たとえば、第１図に仮想線で示すように可動式
発光体11に所定数の長窓11Aを形成することによりかく
はん効率を向上させることもできる。
発光体11に所定数の長窓11Aを形成することによりかく
はん効率を向上させることもできる。
この光合成生物の培養装置１の回転速度は、培養液13
をかくはんするという目的ではなく、可動式発光体11に
よる光Ｌの供給という主目的に沿って、培養液13内の光
合成生物を損傷しない範囲のもののすることができる。
をかくはんするという目的ではなく、可動式発光体11に
よる光Ｌの供給という主目的に沿って、培養液13内の光
合成生物を損傷しない範囲のもののすることができる。
なお、可動式発光体11の周囲に位置して培養槽２の内
壁にはバッフル板15を突出するように設ける（第２図も
参照）。このバッフル板15と可動式発光体11との相対関
係によって培養液13をできるだけ均一にかくはん可能で
あるとともに、光Ｌを培養液13内に均一に供給可能であ
る。さらに、バッフル板15を透明材料から構成し、これ
に光伝送ケーブル７から光Ｌを供給すればより充分な光
Ｌを供給することができる。
壁にはバッフル板15を突出するように設ける（第２図も
参照）。このバッフル板15と可動式発光体11との相対関
係によって培養液13をできるだけ均一にかくはん可能で
あるとともに、光Ｌを培養液13内に均一に供給可能であ
る。さらに、バッフル板15を透明材料から構成し、これ
に光伝送ケーブル７から光Ｌを供給すればより充分な光
Ｌを供給することができる。
培養槽２の底部にはガススパージャー16を配置し、こ
のガススパージャー16にガス入口管17、除菌フィルター
18および入口バルブ19を介して炭酸ガスＣを供給可能と
する。すなわち、ガススパージャー16の供給穴20から培
養槽２の培養液13に炭酸ガスＣを供給する。なお培養槽
２内の発生ガスは、除菌フィルター21および出口バルブ
22を介してガス出口管23からこれを排出する。
のガススパージャー16にガス入口管17、除菌フィルター
18および入口バルブ19を介して炭酸ガスＣを供給可能と
する。すなわち、ガススパージャー16の供給穴20から培
養槽２の培養液13に炭酸ガスＣを供給する。なお培養槽
２内の発生ガスは、除菌フィルター21および出口バルブ
22を介してガス出口管23からこれを排出する。
ガス入口管17から供給する炭酸ガスＣとしては工場、
製鉄所、火力発電所等からの排気ガスを用いることがで
きるが、炭酸ガスＣ固定を必要とする任意のガス供給源
をガス入口管17に接続することができる。前処理が必要
であればこれを行う。また培養液13による光合成生物の
生成物が培養目的であれば、純粋な炭酸ガスＣを供給す
ることとしてもよい。
製鉄所、火力発電所等からの排気ガスを用いることがで
きるが、炭酸ガスＣ固定を必要とする任意のガス供給源
をガス入口管17に接続することができる。前処理が必要
であればこれを行う。また培養液13による光合成生物の
生成物が培養目的であれば、純粋な炭酸ガスＣを供給す
ることとしてもよい。
こうした構成の光合成生物の培養装置１において、集
光器３を介して取り入れ、波長選択器４、熱線除去器
５、光量制御装置６により前処理した光Ｌを、伝送光接
続器９および光伝送軸10を介して可動式発光体11に伝送
するとともに、光伝送ケーブル７を介してバッフル板15
およびガススパージャー16部分に伝送する。これと同時
にガス入口管17から炭酸ガスＣを培養槽２内の培養液13
に供給する。かくして光Ｌと炭酸ガスＣとの存在下にお
いて、培養液13内の光合成生物により光合成が行われる
とともに、炭酸ガスＣの固定化が行われる。
光器３を介して取り入れ、波長選択器４、熱線除去器
５、光量制御装置６により前処理した光Ｌを、伝送光接
続器９および光伝送軸10を介して可動式発光体11に伝送
するとともに、光伝送ケーブル７を介してバッフル板15
およびガススパージャー16部分に伝送する。これと同時
にガス入口管17から炭酸ガスＣを培養槽２内の培養液13
に供給する。かくして光Ｌと炭酸ガスＣとの存在下にお
いて、培養液13内の光合成生物により光合成が行われる
とともに、炭酸ガスＣの固定化が行われる。
しかして、可動式発光体11が所定周期で回転するの
で、培養液13内の光合成生物に向かって光源が移動して
行くため、培養槽２内に供給される光Ｌは浮遊している
光合成生物に均一に供給されることとなり、培養槽２内
において光Ｌの供給が不十分という部位が生ずることは
ない。すなわち、可動式発光体11が静止状態ではこの可
動式発光体11から遠隔位置にある部分において光強度が
低い部分が存在していても、可動式発光体11の回転によ
りこれが移動してくることにより当該位置においても光
強度が高くなる。こうした可動式発光体11の運動が連続
して行われることにより結果的に相対的な光強度の不均
一分布がなくなるものである。
で、培養液13内の光合成生物に向かって光源が移動して
行くため、培養槽２内に供給される光Ｌは浮遊している
光合成生物に均一に供給されることとなり、培養槽２内
において光Ｌの供給が不十分という部位が生ずることは
ない。すなわち、可動式発光体11が静止状態ではこの可
動式発光体11から遠隔位置にある部分において光強度が
低い部分が存在していても、可動式発光体11の回転によ
りこれが移動してくることにより当該位置においても光
強度が高くなる。こうした可動式発光体11の運動が連続
して行われることにより結果的に相対的な光強度の不均
一分布がなくなるものである。
かくして、この培養装置１においては可動式発光体11
が移動することにより光Ｌを培養槽２内に均一に照射す
るとともに、培養液13と光合成生物とをかくはん、混合
することができるため、培養液13内のすべての光合成生
物が常に一定した均一の光Ｌを受光することができ、安
定した光環境下で培養を行うことができる。
が移動することにより光Ｌを培養槽２内に均一に照射す
るとともに、培養液13と光合成生物とをかくはん、混合
することができるため、培養液13内のすべての光合成生
物が常に一定した均一の光Ｌを受光することができ、安
定した光環境下で培養を行うことができる。
しかも、従来の不動式発光体方式に比較してかくはん
力、混合力はきわめて小さくてすむため、省エネルギー
であるとともに、光合成生物に過剰なせん断力が加わら
ず、その損傷を防ぐことができ、せん断力に非常に弱い
光合成生物の培養にも適している。
力、混合力はきわめて小さくてすむため、省エネルギー
であるとともに、光合成生物に過剰なせん断力が加わら
ず、その損傷を防ぐことができ、せん断力に非常に弱い
光合成生物の培養にも適している。
さらに、可動式発光体11自体が回転運動を行うため、
その運動王による生じる液流によってその表面が常に洗
浄される付加的効果もあり、不動式発光体のようにその
表面に光合成生物が付着して光照射効率を低減させるこ
ともなく、常に高強度の光を安定して、長期間照射する
ことができる。
その運動王による生じる液流によってその表面が常に洗
浄される付加的効果もあり、不動式発光体のようにその
表面に光合成生物が付着して光照射効率を低減させるこ
ともなく、常に高強度の光を安定して、長期間照射する
ことができる。
また、本発明の培養装置１では、培養する光合成生物
の種類、培養時の生物濃度、必要照射光量に合わせて、
可動式発光体11の形状、大きさ等を任意に設定すれば、
所望容量の培養層２にもスケールアップすることができ
るとともに、省スペース等の効率的構造も実現可能であ
る。
の種類、培養時の生物濃度、必要照射光量に合わせて、
可動式発光体11の形状、大きさ等を任意に設定すれば、
所望容量の培養層２にもスケールアップすることができ
るとともに、省スペース等の効率的構造も実現可能であ
る。
なお、伝送ケーブル７の数ないしは培養槽２への接続
位置を適宜選択することにより、光照射効率をさらに向
上させることが可能である。
位置を適宜選択することにより、光照射効率をさらに向
上させることが可能である。
本発明においては、可動式発光体11の可動方式は任意
であり、回転方式に限らず、上下方向や水平方向への往
復移動方式、回転方向逆転方式、その他を採用可能であ
る。要するに、培養槽２内部の培養液13内の光合成生物
に均一に光Ｌを供給することができるように可動式発光
体11を可動とするものである。
であり、回転方式に限らず、上下方向や水平方向への往
復移動方式、回転方向逆転方式、その他を採用可能であ
る。要するに、培養槽２内部の培養液13内の光合成生物
に均一に光Ｌを供給することができるように可動式発光
体11を可動とするものである。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、光合成生物を培養し、
また炭酸ガスを固定するにあたり、光を供給する方式と
して平板状の透明な可動式発光体を培養槽内で移動させ
るとともに、この可動式発光体に対向してバッフル板を
設けたので、従来の培養装置に比較してはるかに高濃度
で、かつ高速に、しかも生物体に損傷を与えることな
く、培養液内に必要充分な光を常に均一かつ効率的に供
給することができ、高密度化培養による有用物質の効率
的な大量生産用バイオリアクターおよび効率的炭酸ガス
固定用バイオリアクターを実現することができる。
また炭酸ガスを固定するにあたり、光を供給する方式と
して平板状の透明な可動式発光体を培養槽内で移動させ
るとともに、この可動式発光体に対向してバッフル板を
設けたので、従来の培養装置に比較してはるかに高濃度
で、かつ高速に、しかも生物体に損傷を与えることな
く、培養液内に必要充分な光を常に均一かつ効率的に供
給することができ、高密度化培養による有用物質の効率
的な大量生産用バイオリアクターおよび効率的炭酸ガス
固定用バイオリアクターを実現することができる。
第１図は、本発明の一実施例による光合成生物の培養装
置１の全体を示す一部断面側面図、 第２図は、第１図II−II線断面図である。 １……光合成生物の培養装置 ２……培養槽（反応器本体） ３……集光器 ４……波長選択器 ５……熱線除去器 ６……光量制御装置 ７……光伝送ケーブル 7A……第一の光路 7B……第二の光路 7C……第三の光路 ８……かくはんモータ ９……伝送光接続器 10……光伝送軸 11……可動式発光体 11A……長窓 12……恒温槽 13……光合成生物を含む培養液 14……光量センサ 15……バッフル板 16……ガススパージャー 17……ガス入口管 18……除菌フィルター 19……入口バルブ 20……供給穴 21……除菌フィルター 22……出口バルブ 23……ガス出口管 Ｃ……炭酸ガス SL……太陽光 AL……人工光源光 Ｌ……供給光
置１の全体を示す一部断面側面図、 第２図は、第１図II−II線断面図である。 １……光合成生物の培養装置 ２……培養槽（反応器本体） ３……集光器 ４……波長選択器 ５……熱線除去器 ６……光量制御装置 ７……光伝送ケーブル 7A……第一の光路 7B……第二の光路 7C……第三の光路 ８……かくはんモータ ９……伝送光接続器 10……光伝送軸 11……可動式発光体 11A……長窓 12……恒温槽 13……光合成生物を含む培養液 14……光量センサ 15……バッフル板 16……ガススパージャー 17……ガス入口管 18……除菌フィルター 19……入口バルブ 20……供給穴 21……除菌フィルター 22……出口バルブ 23……ガス出口管 Ｃ……炭酸ガス SL……太陽光 AL……人工光源光 Ｌ……供給光
Claims (3)
- 【請求項１】光合成生物および培養液を収容した培養槽
内に光および炭酸ガスを供給してこの光合成生物を培養
する光合成生物の培養装置であって、 前記培養槽内の中心部に設けた平板状の透明材料から構
成した可動式発光体と、 この可動式発光体の周囲に位置して前記培養槽の内壁に
突出して設けたバッフル板と、を有するとともに、 前記可動式発光体に前記培養槽外部から光を伝送するこ
とを特徴とする光合成生物の培養装置。 - 【請求項２】前記可動式発光体を前記培養槽内で回転さ
せることを特徴とする請求項（１）記載の光合成生物の
培養装置。 - 【請求項３】前記可動式発光体を前記培養槽内で往復動
させることを特徴とする請求項（１）記載の光合成生物
の培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196282A JP2753568B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 光合成生物の培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2196282A JP2753568B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 光合成生物の培養装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484883A JPH0484883A (ja) | 1992-03-18 |
| JP2753568B2 true JP2753568B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=16355211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2196282A Expired - Fee Related JP2753568B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 光合成生物の培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753568B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7973235B2 (en) | 2001-09-18 | 2011-07-05 | Ut-Batelle, Llc | Hybrid solar lighting distribution systems and components |
| US6603069B1 (en) * | 2001-09-18 | 2003-08-05 | Ut-Battelle, Llc | Adaptive, full-spectrum solar energy system |
| CA2739801A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Bioprocessh20 Llc | Systems, apparatuses and methods for cultivating microorganisms and mitigation of gases |
| NO2576758T3 (ja) * | 2010-06-07 | 2017-12-30 | ||
| FR3004724B1 (fr) * | 2013-04-22 | 2015-05-22 | Fermentalg | Reacteur a eclairage integre |
| DE102018108323B4 (de) | 2018-04-09 | 2020-07-09 | Schott Ag | Vorrichtung zur Halterung einer bilderfassenden Einrichtung an einem Bioreaktor, Bioreaktor mit Vorrichtung zur Halterung einer bilderfassenden Einrichtung sowie Verfahren zur Vermehrung oder Kultivierung biologischen Materials |
| DE102018108327A1 (de) * | 2018-04-09 | 2019-10-10 | Schott Ag | Photobioreaktor mit Vorrichtung zur Abgabe elektromagnetischer Strahlung, Vorrichtung zur Abgabe elektromagnetischer Strahlung sowie Verfahren zur Vermehrung oder Kultivierung biologischen Materials, Verfahren zum Präparieren von biologischem Material und/oder Herstellen von Pharmazeutika, insbesondere Biopharmazeutika |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5225086A (en) * | 1975-08-15 | 1977-02-24 | Metarukaraa:Kk | Light source tube in a chlorella culturing apparatus |
| JPS61139382A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-26 | Hitachi Zosen Corp | 光合成菌培養方法とその装置 |
| JPH01289479A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-21 | Takashi Mori | 植物回転培養器 |
-
1990
- 1990-07-26 JP JP2196282A patent/JP2753568B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5225086A (en) * | 1975-08-15 | 1977-02-24 | Metarukaraa:Kk | Light source tube in a chlorella culturing apparatus |
| JPS61139382A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-26 | Hitachi Zosen Corp | 光合成菌培養方法とその装置 |
| JPH01289479A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-21 | Takashi Mori | 植物回転培養器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0484883A (ja) | 1992-03-18 |
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