JP4748296B2 - ガス発生量測定方法及びガス発生量測定装置 - Google Patents
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Description
即ち、生物学的又は化学的反応に伴って発生する複数種のガスからなる発生量未知の発生ガス中に含まれる目的ガスの割合を測定するガス発生量測定方法であり、上記ガス発生を伴う反応が行われている反応槽内にキャリアガスとして不活性ガスを所定流量で連続的に送入して反応槽内の発生ガスを該キャリアガスと共に反応槽から連続的に排出し、その排出ガスの流量を連続的に測定してその測定値と上記反応槽に送入した上記キャリアガス量との差から反応に伴って発生したガス発生量を算出すると共に、該排出ガス中に含まれる目的ガスのみの濃度を測定し、得られた目的ガス濃度と上記排出ガス流量とから目的ガスのみの発生量を算出して、上記反応に伴う発生ガス中に含まれる複数種のガスの中から目的ガスのみの発生量を測定し、更にこの目的ガスのみの発生量と上記ガス発生量とから上記反応に伴う発生ガス中に含まれる上記目的ガスの割合を算出することを特徴とするガス発生量測定方法を提供する。
該反応槽にキャリアガスとして不活性ガスを所定流量で連続的に送入するキャリアガス送入手段と、
上記反応槽から連続的に排出される複数種のガスからなる発生量未知の発生ガスを含む排出ガスの流量を測定するガス流量測定手段と、
上記排出ガス中に含まれる目的ガスの濃度を測定するガス濃度測定手段と、
上記排出ガスの流量、上記キャリアガス流量及び上記目的ガス濃度から、目的ガス発生量及び発生ガス中の目的ガスの割合を算出する演算手段(コンピュータ)とを具備してなり、
上記キャリアガスと共に上記反応槽から排出された複数種の成分を含む排出ガスの流量を上記ガス流量測定手段で測定して反応槽に送入したキャリアガス量との差から反応槽内での反応に伴うガス発生量を上記演算手段で算出すると共に、上記排出ガス中に含まれる目的ガスの濃度を上記ガス濃度測定手段で測定し、その目的ガス濃度と上記ガス流量測定手段で測定した排出ガス流量とから目的ガスのみの発生量を上記演算手段で算出し、更に上記ガス発生量と上記目的ガスのみの発生量とから、上記反応に伴って発生する複数種のガスからなる発生ガス中に含まれる目的ガスの割合を上記演算手段で算出するように構成したことを特徴とするガス発生量測定装置を提供する。
従って、複数回の実験を行ったり複数の実験装置を要することなく、牛の消化反応に伴って発生するメタンガスやCO2などの発生ガスの総量、目的ガスの発生量や発生ガス中に含まれる目的ガスの割合を簡便に測定することができ、更にその測定を自動的に行うことが可能である。
これに対し、本発明のガス発生量測定方法及びガス発生量測定装置によれば、後述する実施例のように、ガス流路を構成する配管を工夫することにより、4つの反応槽を用意して牛の4つの胃に対応した消化反応を行うことにより、容易かつ効率的に発生ガスの総量、目的ガスの発生量、並びに発生ガス中に含まれる目的ガスの割合を測定することができるものである。
図1は、本発明のガス発生量測定方法に従ってガスの発生量を測定する、本発明の一実施例にかかるガス発生量測定装置を示すもので、牛の4つの胃袋のモデルを構成し、各胃袋での消化反応に伴って発生するメタンガスの発生量を経時的に測定するものである。
これに対し、本実施例のガス発生量測定方法及びガス発生量測定装置では、一のキャリアガス送入手段3から並列に分岐した配管を通して4つの反応槽1a〜1dにキャリアガスを送入し、更に各反応槽1a〜1dからの排出流路をそれぞれ三方弁V5a〜V5dを介して1つのガス濃度センサー(ガス濃度測定手段)10に接続し、上記三方弁V5a〜V5dの切り替え操作により、各反応槽1a〜1dからの排出ガスを個々にガス濃度センサー10に送るようにしたことによって、比較的簡便な設備で牛1頭に相当する消化反応モデルを構成し、容易かつ効率的にメタンガス発生量及びその経時的変化等を測定することができるものである。
即ち、上述した手順により、各マスフローセンサー9a〜9dについてのキャリブレーションを行なった後、各ガス供給弁V2a〜V2d及び各ガス排出弁V4a〜V4dを開きかつ各キャリブレーションバルブV3a〜V3dを閉じる前(各反応槽における発生ガス量の測定を開始する前)に、例えば三方弁V5aをガス濃度センサー10方向へと流路を切り替え、上記第1反応槽系流路から第1反応槽1aのみを除いたバイパス流路を通過するキャリアガスのガス濃度を測定することにより、当該測定値を第1反応槽系流路についての0点として設定し、キャリブレーションを行なえばよい。この場合、通常は第2〜第4反応槽系流路についてはガス濃度センサー10のキャリブレーションを行なう必要はないが、特にその必要があれば第2〜第4反応槽系流路についても同様にすればよい。
ここで、上記実施例ではキャリブレーションバルブV3a〜V3dを設けてキャリアガスを各反応槽1a〜1dを通さずに各流路に流通させてキャリブレーションを行い0点設定を行うようにしたが、このキャリブレーションバルブV3a〜V3d及びこれらを通るバイパス流路を省略し、キャリアガスを実際の測定時と同様に各反応槽1a〜1dを通して流通させ、キャリブレーションによる0点設定を行うようにすることもできる。
11 加温装置
12 攪拌装置
2 コントロール部
3 キャリアガス送入手段
4a〜4d ガス供給管
5a〜5d 排出ガス送流管
6a〜6d ガス排出管
7 水分凝縮器
8 除湿器
9a〜9d マスフローセンサー(ガス流量測定手段)
91 フィルター
10 ガス濃度センサー(ガス濃度測定手段)
13,14 排気管
15 コンピュータ
S1 圧力センサー
S2 センサー
V1a〜V1d 流量調節弁
V2a〜V2d ガス供給弁
V3a〜V3d キャリブレーションバルブ(流路切替手段)
V4a〜V4d ガス排出弁
V5a〜V5d 三方弁(開閉弁)
V6 元栓バルブ
Claims (5)
- 生物学的又は化学的反応に伴って発生する複数種のガスからなる発生量未知の発生ガス中に含まれる目的ガスの割合を測定するガス発生量測定方法であり、上記ガス発生を伴う反応が行われている反応槽内にキャリアガスとして不活性ガスを所定流量で連続的に送入して反応槽内の発生ガスを該キャリアガスと共に反応槽から連続的に排出し、その排出ガスの流量を連続的に測定してその測定値と上記反応槽に送入した上記キャリアガス量との差から反応に伴って発生したガス発生量を算出すると共に、該排出ガス中に含まれる目的ガスのみの濃度を測定し、得られた目的ガス濃度と上記排出ガス流量とから目的ガスのみの発生量を算出して、上記反応に伴う発生ガス中に含まれる複数種のガスの中から目的ガスのみの発生量を測定し、更にこの目的ガスのみの発生量と上記ガス発生量とから上記反応に伴う発生ガス中に含まれる上記目的ガスの割合を算出することを特徴とするガス発生量測定方法。
- 反応槽内で動物の消化液と飼料とを混合させて消化反応を生じせしめ、該消化反応に伴って発生する複数種のガスからなる発生ガス中の目的ガスの発生量又は割合を連続的又は任意間隔で間歇的に測定する請求項1記載のガス発生量測定方法。
- 複数種のガスの発生を伴う生物学的又は化学的反応を行う反応槽と、
該反応槽にキャリアガスとして不活性ガスを所定流量で連続的に送入するキャリアガス送入手段と、
上記反応槽から連続的に排出される複数種のガスからなる発生量未知の発生ガスを含む排出ガスの流量を測定するガス流量測定手段と、
上記排出ガス中に含まれる目的ガスの濃度を測定するガス濃度測定手段と、
上記排出ガスの流量、上記キャリアガス流量及び上記目的ガス濃度から、目的ガス発生量及び発生ガス中の目的ガスの割合を算出する演算手段(コンピュータ)とを具備してなり、
上記キャリアガスと共に上記反応槽から排出された複数種の成分を含む排出ガスの流量を上記ガス流量測定手段で測定して反応槽に送入したキャリアガス量との差から反応槽内での反応に伴うガス発生量を上記演算手段で算出すると共に、上記排出ガス中に含まれる目的ガスの濃度を上記ガス濃度測定手段で測定し、その目的ガス濃度と上記ガス流量測定手段で測定した排出ガス流量とから目的ガスのみの発生量を上記演算手段で算出し、更に上記ガス発生量と上記目的ガスのみの発生量とから、上記反応に伴って発生する複数種のガスからなる発生ガス中に含まれる目的ガスの割合を上記演算手段で算出するように構成したことを特徴とするガス発生量測定装置。 - 上記反応槽を複数設けると共に、各反応槽に対応して複数のガス流量測定手段を設け、かつ各ガス流量測定手段のガス排出側を1つのガス濃度測定手段に接続すると共に、各ガス流量測定手段とガス濃度測定手段とを接続する各流路にそれぞれ開閉弁を設けてなり、
一の開閉弁を開くと共に他の開閉弁を閉じて、一の反応槽からの排出ガスのみを上記ガス流量測定手段から上記ガス濃度測定手段へと流通させ、その排出ガス流量を上記ガス流量測定手段で測定して一の反応槽内での反応に伴うガス発生量を算出すると共に、この排出ガス中に含まれる目的ガスの濃度を上記ガス濃度測定手段で測定してその目的ガスの発生量を算出し、上記各開閉弁を開閉操作して同様の動作を各反応槽からの排出ガスについて行うことにより、各反応槽で発生する目的ガスにつき、その発生量を順次又は随意に測定するように構成した請求項3記載のガス発生量測定装置。 - 上記キャリアガス送入手段から上記反応槽を通さずに直接上記ガス流量測定手段にキャリアガスを流通させるバイパス流路を設けると共に、キャリアガスの流路を上記バイパス流路と反応槽を通る流路とに切り替える流路切替手段を具備し、
キャリアガスを上記バイパス流路を通して直接上記ガス流量測定手段に流通させて、キャリアガスのみの流量を測定し、その流量測定値を上記ガス発生量測定時の0点とするように構成した請求項3又は4記載のガス発生量測定装置。
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