(57)【要約】      （修正有）【課題】二酸化炭素発生容器から使用済混合液を取り出して、廃棄することができる二酸化炭素供給装置を提供する【解決手段】二酸化炭素供給装置は、観賞用水草１１を育成する水槽本体１に二酸化炭素を供給する装置である。水もしくはお湯に糖、およびポリアクリル酸ナトリウムを混合し、イーストを加えた混合液２１と混合液２１を封入する二酸化炭素発生容器２とを備えることを特徴としている。混合液２１中でアルコール発酵により発生した二酸化炭素を、二酸化炭素供給手段４により水槽本体１に供給し、観賞用水草１１を育成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観賞用水草を育成する水槽本体に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置において、
水もしくはお湯に、糖およびポリアクリル酸ナトリウムを混入した液にイーストを加えた混合液と、
上記混合液を封入する二酸化炭素発生容器と、を備えることを特徴とする二酸化炭素供給装置。
【請求項２】
糖として、グラニュー糖を用いることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素供給装置。
【請求項３】
混合液中のポリアクリル酸ナトリウムの濃度は添加する水量に対して１．０％以下に調整されている請求項１または２に記載の二酸化炭素供給装置。
【請求項４】
観賞用水草を育成する水槽本体に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置において、
糖、イーストおよびポリアクリル酸ナトリウムからなる二酸化炭素発生剤と、
水を注入する注入口が設けられ、上記二酸化炭素発生剤を封入する二酸化炭素発生容器と、を備えることを特徴とする二酸化炭素供給装置。
【請求項５】
糖、イーストおよびポリアクリル酸ナトリウムを含有することを特徴とする二酸化炭素発生剤。
【請求項６】
観賞用水草を育成するための水槽本体と、
水もしくはお湯に、糖、ポリアクリル酸ナトリウムを混入した液にイーストを加えた混合液と、
上記混合液を封入する二酸化炭素発生容器と、
上記二酸化炭素発生容器内で発生する二酸化炭素を水槽本体に供給する二酸化炭素供給手段と、を備えることを特徴とする水草育成用水槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観賞用水草を育成する水槽に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水槽で観賞用水草を育成する場合、光合成を促進させるため、水槽への二酸化炭素の供給が行われている。
【０００３】
水槽に二酸化炭素を供給する方法として、ガスボンベを使用する供給方法があるが、初期費用および維持費用が高い。
【０００４】
一方、初期費用および維持費用が安い供給方法として、アルコール発酵を利用する発酵式二酸化炭素供給方法が知られている。
【０００５】
アルコール発酵とはイースト（酵母）がもつ酵素により、糖類等の有機化合物を分解し、アルコールを発生させる現象であり、発酵式二酸化炭素供給方法は、アルコール発酵の副産物として得られる二酸化炭素を回収し、水槽へ二酸化炭素を供給する方法である。
【０００６】
特許文献１において、砂糖水をゼリー状の固形物にして粘性を与えることで、イーストと砂糖の反応速度を遅くして二酸化炭素の発生する期間を長くする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１６１４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、アルコール発酵終了後の使用済混合液には流動性がないため、二酸化炭素発生容器から使用済混合液を取り出して、廃棄することが困難であるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、二酸化炭素の発生速度を遅くし、長期間発生する期間を長くすると共に、二酸化炭素発生容器から使用済混合液を取り出し中身のみを廃棄することで、容器の再利用ができる二酸化炭素供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。
［１］観賞用水草を育成する水槽本体に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置において、
水もしくはお湯に、糖およびポリアクリル酸ナトリウムを混入した液にイーストを加えた混合液と、
上記混合液を封入する二酸化炭素発生容器と、を備えることを特徴とする二酸化炭素供給装置。
［２］糖として、グラニュー糖（ショ糖）を用いた前項１に記載の二酸化炭素供給装置。
［３］混合液中のポリアクリル酸ナトリウムの濃度は添加する水量に対して１．０％以下に調整されている前項１または２に記載の二酸化炭素供給装置。
［４］観賞用水草を育成する水槽本体に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置において、
糖、イーストおよびポリアクリル酸ナトリウムからなる二酸化炭素発生剤と、
水を注入する注入口が設けられ、上記二酸化炭素発生剤を封入する二酸化炭素発生容器と、を備えることを特徴とする二酸化炭素供給装置。
［５］糖、イーストおよびポリアクリル酸ナトリウムを含有することを特徴とする二酸化炭素発生剤。
［６］観賞用水草を育成するための水槽本体と、
水もしくはお湯に、糖、イーストおよびポリアクリル酸ナトリウムを混入した混合液と、
上記混合液を封入する二酸化炭素発生容器と、
上記二酸化炭素発生容器内で発生する二酸化炭素を水槽本体に供給する二酸化炭素供給手段と、を備えることを特徴とする水草育成用水槽。
【発明の効果】
【００１１】
発明［１］の二酸化炭素供給装置によれば、イーストの活動により混合液の粘性を失わせることができるため、アルコール発酵終了後、使用済混合液に流動性を生じさせることができる。このため、アルコール発酵終了後、二酸化炭素発生容器内の使用済混合液を取り出し、廃棄することができ、さらに二酸化炭素発生容器を再利用することもできる。
【００１２】
発明［２］の二酸化炭素供給装置によれば、ショ糖、ブドウ糖でも二酸化炭素の発生は可能だが、グラニュー糖はショ糖の精製度が極めて高い糖であるため、同量を添加した場合において二酸化炭素の発生量が多くでき、より多くの水草を育成できる。
【００１３】
発明［３］の二酸化炭素供給装置によれば、アルコール発酵終了後、二酸化炭素発生容器内の使用済混合液を確実に取り出し、廃棄することができる。
【００１４】
発明［４］の二酸化炭素供給装置によれば、アルコール発酵終了後、二酸化炭素発生容器内の使用済混合液を取り出し、廃棄することができる。さらに二酸化炭素発生容器を再利用することもできる。
【００１５】
発明［５］の二酸化炭素発生剤によれば、アルコール発酵終了後、使用済混合液に流動性を生じさせることができる。
【００１６】
発明［６］の水草育成用水槽によれば、アルコール発酵終了後、二酸化炭素発生容器内の使用済混合液を取り出し、廃棄、交換することができる。さらに二酸化炭素発生容器を再利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態である二酸化炭素供給装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態で用いられる混合液中のポリアクリル酸ナトリウム濃度における、経過日数と二酸化炭素発生量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態である二酸化炭素供給装置の使用状態を示す図である。
【００１９】
本実施形態の二酸化炭素供給装置は、設置台５の上面５１に設置される水槽本体１と隣り合う位置に配置された二酸化炭素発生容器２を備えている。
【００２０】
水槽本体は観賞用水草１１を育成するものであり、側面の材質がガラス製の水槽本体やプラスチック製の水槽本体が用いられる。
【００２１】
水槽本体１内部の底面には底砂１２が敷かれている。また、アルコール発酵により発生する二酸化炭素を用いて育成する観賞用水草１１が底砂１２に植えられている。
【００２２】
二酸化炭素供給装置は、観賞用水草１１を育成する水槽本体１に二酸化炭素を供給する装置であり、二酸化炭素発生容器２およびその内部に封入された混合液２１を備えている。二酸化炭素発生容器２内には気相部２３が形成され、この気相部２３には二酸化炭素が含まれている。
【００２３】
二酸化炭素発生容器２には、その内部に後述する二酸化炭素発生剤と水もしくはお湯を注入するための注入口が設けられている。
【００２４】
二酸化炭素発生容器２として、本実施形態では、ＰＥＴ製の容器であるペットボトル２を用いている。
【００２５】
ペットボトル２は耐圧性の高い炭酸飲料用のペットボトルを用いる方が良い。発酵式二酸化炭素供給方法においては、ペットボトル２内部のアルコール発酵により二酸化炭素が継続的に発生し、ペットボトル２内部（気相部２３）の圧力が高くなるからである。
【００２６】
なお、二酸化炭素発生容器はペットボトル２に限定されず、例えば金属製容器やガラス製容器のように、二酸化炭素発生による圧力の上昇に耐え得る容器であれば良い。
【００２７】
二酸化炭素発生容器２上部には、二酸化炭素発生容器２内部で発生する二酸化炭素が、大気中に放出しないように密封するための蓋３が備えられている。
【００２８】
蓋３には、蓋３を垂直方向に貫通する貫通孔３１が設けられている。貫通孔３１にはジョイント４２が差し込まれ、接着剤で気密状態に固定されている。
【００２９】
このジョイント４２には、二酸化炭素供給手段として、二酸化炭素発生容器２内部で発生する二酸化炭素を水槽本体１内部に送るエアチューブ４が取り付けられている。
【００３０】
エアチューブ４の材質として、例えばポリウレタン製が用いられるが、ポリエチレン製やフッ素製の材質のものを用いても良い。
【００３１】
エアチューブ４内部には水槽本体１内部の水もしくはお湯が二酸化炭素発生容器２内部へ逆流しないように、逆流防止弁４４が備えられている。逆流防止弁４４はエアチューブ４内部の任意の位置に備えればよい。
【００３２】
エアチューブ４は水槽本体１側末端にエアストーン４１が備えられている。
【００３３】
エアストーン４１は二酸化炭素を含む気泡をより小さな気泡４３にし、細かな泡として水槽本体１内部に放出する。
【００３４】
二酸化炭素を含んでいる気泡を小さな気泡４３に細分することで、二酸化炭素を含んでいる気泡と水との接触する表面積が大きくなり、二酸化炭素の水への溶解量が増える。このため、観賞用水草１１が光合成で利用する二酸化炭素の量が増え、観賞用水草１１の生育を促進できる。
【００３５】
混合液は糖、イーストおよびポリアクリル酸ナトリウムに水もしくはお湯を混入して作成されるものである。
【００３６】
糖、イーストおよびポリアクリル酸ナトリウムの混合物は二酸化炭素発生剤を構成する。
【００３７】
混合液に用いられる水は糖を溶解する溶媒であり、水道水や市販されている飲料水を使用できる。コストが低く、入手しやすいという理由から水道水を用いることが好ましい。
【００３８】
イーストは糖を利用してアルコール発酵を起こすことにより、糖を分解して主にアルコールおよび二酸化炭素を生じさせる微生物である。イーストとしてインスタントドライイーストやドライイーストを使うことができる。菌の活性が比較的穏やかで、保存性に長け、二酸化炭素発生における調整がし易いドライイーストを用いることが好ましい。
【００３９】
糖は、イーストにアルコール発酵を起こさせて二酸化炭素を発生させるために用いられるものである。一般に砂糖というと上白糖またはグラニュー糖を指す。上白糖およびグラニュー糖の主成分はショ糖であり、その精製度はグラニュー糖の方が高い。
【００４０】
糖としてはグルコース（ブドウ糖）、上白糖およびグラニュー糖を使用できることを確認している。
【００４１】
同量のグルコース、上白糖およびグラニュー糖を用いた場合のアルコール発酵による二酸化炭素発生量を本発明者が検証した。その検証によると、二酸化炭素の発生量は上記の順に多くなる傾向があった。そこで、多くの観賞用水草１１を育成するために、最も二酸化炭素の発生量が多いグラニュー糖を用いることが好ましい。
【００４２】
ポリアクリル酸ナトリウムは、高吸水性を持つ高分子化合物であり、自重の数百倍以上の水を吸収する。水に溶解すると高い粘性の液体となる特徴を有しており、本実施形態において増粘剤として用いられている。また、ポリアクリル酸ナトリウムは一般的に皮膚刺激性やアレルギー性といった報告がなく、安全性の高い物質であると考えられる。
【００４３】
さらに、ポリアクリル酸ナトリウムはイーストもしくは発生するエタノールにより、分解もしくは変性し粘性を失うことが判明した。これは従来技術において増粘剤として用いられている寒天およびゼラチンの有さない特徴である。この特徴によって、イーストのアルコール発酵による二酸化炭素の発生と同時にポリアクリル酸ナトリウムの粘性は失われる。
【００４４】
図２は、本発明の実施形態で用いられる混合液中のポリアクリル酸ナトリウム濃度における、経過日数と二酸化炭素発生量の関係を示すグラフである。横軸を経過日数とし、縦軸を二酸化炭素の総発生量として示している。図２中のＳ１〜Ｓ４は水量に対するポリアクリル酸ナトリウム濃度を示し、Ｓ１が１．０％以下、Ｓ２が１．０〜１．５％、Ｓ３が１．５〜２．０％、そしてＳ４が２．０〜２．５％である。
【００４５】
図２のグラフより、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４では粘性が高くなりすぎ、酵母が二酸化炭素発生容器２底部まで入っていけず、アルコール発酵が途中で止まるため、開始後１５日目までに二酸化炭素の発生が終了している。しかし、Ｓ１ではアルコール発酵開始後３５日においても二酸化炭素の発生は継続している。
【００４６】
また、０．５％未満に調整されたポリアクリル酸ナトリウムを用いると、混合液は粘性が低下する為、ポリアクリル酸ナトリウムを加えなかった時と比べ発生期間は伸びるが、Ｓ１より二酸化炭素の発生量が多くなり、その分発生期間は短くなる。このため、０．５〜１．０％を用いる場合に比べて、二酸化炭素の発生期間は短くなる。そこで、多くの観賞用水草１１を育成するためには、最も安定し、二酸化炭素の供給が続く０．５〜１．０％を用いることが好ましい。
【００４７】
本実施形態では、０．５〜１．０％に調整されたポリアクリル酸ナトリウムを用いており、混合液２１に粘性を与えることで、イーストによるグラニュー糖の分解速度を調整し二酸化炭素の発生する期間を長くしている。
【００４８】
上述した水もしくはお湯、イースト、糖およびポリアクリル酸ナトリウムを用いて、例えば、糖およびポリアクリル酸ナトリウムを溶解させた水に、イーストを投入して混合液を作成する。本実施形態の混合液２１は、水に対する配合率として、グラニュー糖３０〜９０％、ポリアクリル酸ナトリウム１．０％以下を水もしくはお湯で溶解させ、最後にイースト０．５〜１ｇを投入して混合液を作成する。
【００４９】
次に、本発明の実施形態に係る二酸化炭素供給装置による発酵式二酸化炭素供給方法について説明する。
【００５０】
まず二酸化炭素発生容器２に糖とポリアクリル酸ナトリウムを混合した粉体を入れ、次にお湯を入れ攪拌し静置する（この時水ではなくお湯を用いるのは、粉体を溶解させるまでの時間を短くするのが目的であって、水であっても溶解させることは可能である）。その後数時間程置き、粉体の溶解を確認出来たらイーストを入れ、攪拌はせずに蓋３を締め静置する。（水を用いた場合はイーストを添加後、均一にさせる為再度攪拌し、その後蓋３を締め静置する。）
二酸化炭素発生容器２内では、混合液２１中で生じるアルコール発酵により、混合液２１中に二酸化炭素が生じ気相部２３に二酸化炭素が放出される。
【００５１】
そして、二酸化炭素はペットボトル２の蓋３に差し込まれたジョイント４２を介してエアチューブ４内部に入って水槽本体１の方向に進み、エアストーン４１に到達して気泡４３となって水槽本体１内部の水中に放出される。そして、観賞用水草１１が水中に溶け込んだ二酸化炭素を消費し光合成を行うことで生育する。
【００５２】
その後、アルコール発酵の進行と並行して混合液２１の粘性は低下していく。そして、アルコール発酵が終了し二酸化炭素の発生が止まると共に、使用済混合液２１の粘性は低下している。従って、アルコール発酵終了後、使用済混合液２１は流動性を有していることになる。
【００５３】
このため、アルコール発酵終了後も継続して二酸化炭素を供給する場合、ペットボトル２の蓋３を開けてペットボトル２内部の使用済混合液２１を取り出して廃棄し、洗浄乾燥後新たに調製した混合液２１を同一のペットボトル２内部に注入し蓋３を閉めるだけでよい。
【００５４】
なお本実施形態においては、新たに調製した混合液２１を同一のペットボトル２内部に注入して用いているが、新たに調製した混合液２１は新たなペットボトル２内部に注入して用いても良い。また、使用済混合液とはアルコール発酵終了後の二酸化炭素発生容器内の内容物である。
【００５５】
このように、本発明に係る二酸化炭素供給装置では、イーストの活動により、混合液２１のポリアクリル酸ナトリウムの粘性を失わせることができるため、ペットボトル２内部の使用済混合液２１を取り出して、廃棄することができる。さらにペットボトル２を再利用することもできる。
【００５６】
さらに、０．５〜１．０％に調整されたポリアクリル酸ナトリウムを用いることで、アルコール発酵終了後、二酸化炭素発生容器２内の使用済混合液２１を確実に取り出し、廃棄することができ、二酸化炭素発生容器２を再利用することもできる。
【００５７】
そしてグラニュー糖を用いることで、アルコール発酵により発生する二酸化炭素の発生量を他の糖を用いた場合より多くすることができる。このため種々の糖を同量で用いる場合、グラニュー糖を用いる方がより多くの水草を育成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る二酸化炭素供給装置は、例えば、観賞用水草の育成に適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１：水槽本体
２：ペットボトル（二酸化炭素発生容器）
４：エアチューブ（二酸化炭素供給手段）
２１：混合液
【図１】
2020115756.tif 000003
【図２】
2020115756.tif 000004