(57)【要約】【課題】水草のメタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行う際に、Ｍｇを別途補給する必要のない培養方法を提供する。【解決手段】水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法は、乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草が分散され、ｐＨが５〜８の範囲に調整された水草分散液を調製し、前記水草分散液を用いてメタン発酵を行い、得られたＭｇを含むメタン発酵消化液を希釈し、希釈されたメタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行い、前記微細藻類の懸濁液を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草が分散され、ｐＨが５〜８の範囲に調整された水草分散液を調製する工程と、
前記範囲のｐＨに調整された前記水草分散液を用いてメタン発酵を行い、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得る工程と、
前記メタン発酵消化液を希釈する工程と、
前記希釈されたメタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行い、前記微細藻類の懸濁液を得る工程とを備えることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項２】
乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草を用いてメタン発酵を行い、メタン発酵消化液を得る工程と、
前記メタン発酵消化液のｐＨを５〜８の範囲に調整し、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得る工程と、
前記メタン発酵消化液を希釈する工程と、
前記希釈されたメタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行い、前記微細藻類の懸濁液を得る工程とを備えることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、前記乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草はオオカナダモ、コカナダモ、ササバモ、マツモ、クロモ、ホテイアオイ、アオウキクサ、ボタンウキクサ、サンショウモ、オオサンショウモ、オオフサモからなる群から選択される少なくとも１種の水草であることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項４】
乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含む水草にアルカリを添加してアルカリ処理して前記水草が分散された水草分散液を調製する工程と、
前記水草分散液のｐＨを５〜８の範囲に調整する工程と、
前記範囲のｐＨに調整された前記水草分散液を用いてメタン発酵を行い、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得る工程と、
前記メタン発酵消化液を希釈する工程と、
前記希釈されたメタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行い、前記微細藻類の懸濁液を得る工程とを備えることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項５】
請求項４記載の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、前記乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含む水草はセンニンモ、ガマ、アシからなる群から選択される少なくとも１種の水草であることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、前記微細藻類は、クロレラ、ドナリエラ、セネデスムス、ユーグレナ、スピルリナ、ヘマトコッカス、ボツリオコッカス、クラミドモナス、クリプテコディニウム、シュードコリシスチス、テトラセルミス、キートセラス、ナンノクロロプシス、ファエオダクチルム、スケレトネマ、ニッチア、イソクリシス、タラシオシラ、パブロバからなる群から選択される少なくも１種の微細藻類であることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、前記水草に、メタン発酵の基質となる有機性廃棄物を添加することを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、前記メタン発酵消化液にＭｇを添加することを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、前記微細藻類の懸濁液から前記微細藻類を分離する工程を備えることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、前記微細藻類の懸濁液を濃縮する工程を備えることを特徴とする水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メタン発酵消化液を用いてクロレラ等の微細藻類の培養を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ところが、前記メタン発酵消化液を用いる場合には、前記微細藻類の成長に必要とされる栄養塩や微量金属、特にＭｇを別途補給する必要があるとされている。
【０００４】
一方、琵琶湖等の湖沼を含む各地の水圏生態系では、近年、センニンモ、オオカナダモ、コカナダモ、ササバモ、マツモ、クロモ、ホテイアオイ、アオウキクサ、ボタンウキクサ、サンショウモ、オオサンショウモ、ガマ、アシ、オオフサモ等の水草が大量に繁茂しており、その除去と除去された水草の処理とが問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５８１５９３１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８３００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記水草は葉緑素の中心金属としてＭｇを含んでいるので、該水草を基質としてメタン発酵を行いＭｇを含むメタン発酵消化液を得て、該メタン発酵消化液を用いて前記微細藻類の培養を行うことが考えられる。
【０００７】
しかしながら、前記メタン発酵消化液では、Ｍｇが難溶性塩を形成して沈殿するため、前記微細藻類の培養に用いる際には、Ｍｇを別途補給することが避けられないという不都合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる不都合を解消して、前記水草のメタン発酵消化液を用いて前記微細藻類の培養を行う際に、Ｍｇを別途補給する必要のない培養方法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】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法の第１の態様は、乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草が基質として分散され、ｐＨが５〜８の範囲に調整された水草分散液を調製する工程と、前記範囲のｐＨに調整された前記水草分散液を用いてメタン発酵を行い、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得る工程と、前記メタン発酵消化液を希釈する工程と、前記希釈されたメタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行い、前記微細藻類の懸濁液を得る工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１の態様では、まず、乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草が基質として分散され、ｐＨが５〜８の範囲に調整された水草分散液を調製し、前記範囲のｐＨに調整された前記水草分散液を用いてメタン発酵を行う。前記メタン発酵では、前記水草を基質として、前記基質の加水分解、酸生成に続いて最終的にメタンが生成された後、メタン発酵消化液が得られる。
【００１１】
このとき、本発明の第１の態様では、前記水草分散液のｐＨが５〜８の範囲に調整されていることにより、前記メタン発酵の過程でＭｇが難溶性塩を形成して沈殿することを防止することができ、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得ることができる。前記水草分散液のｐＨは５未満では強酸性となるため、メタン発酵を行うことができない。また、前記水草分散液のｐＨは８を超えると、前記メタン発酵の過程でＭｇが難溶性塩を形成して沈殿する。
【００１２】
また、本発明の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法の第２の態様は、乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草を基質として用いてメタン発酵を行い、メタン発酵消化液を得る工程と、前記メタン発酵消化液を希釈する工程と、前記希釈されたメタン発酵消化液のｐＨを５〜８の範囲に調整し、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得る工程と、前記メタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行い、前記微細藻類の懸濁液を得る工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の態様では、まず、乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草を基質として用いてメタン発酵を行う。前記メタン発酵では、前述のように前記水草を基質として、前記基質の加水分解、酸生成に続いて最終的にメタンが生成された後、メタン発酵消化液が得られる。
【００１４】
このとき、本発明の第２の態様では、前記メタン発酵の過程でＭｇが難溶性塩を形成して沈殿する。そこで、前記メタン発酵消化液のｐＨを前記範囲に調整することにより沈殿しているＭｇの難溶性塩を再溶解させることができ、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得ることができる。前記メタン発酵消化液のｐＨは５未満では強酸性となるため、後工程で前記微細藻類を良好に増殖させることができない。また、前記メタン発酵消化液のｐＨは８を超えると、Ｍｇを再溶解させることができない。
【００１５】
本発明の第１の態様及び第２の態様において、乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草としては、オオカナダモ、コカナダモ、ササバモ、マツモ、クロモ、ホテイアオイ、アオウキクサ、ボタンウキクサ、サンショウモ、オオサンショウモ、オオフサモからなる群から選択される少なくとも１種の水草を用いることができる。
【００１６】
尚、本発明の第１の態様及び第２の態様において、前記基質は、乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草の他、メタン発酵を妨げない範囲で乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含む水草を含んでいてもよい。
【００１７】
また、本発明の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法の第３の態様は、乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含む水草を含む基質にアルカリを添加してアルカリ処理して前記水草が分散された水草分散液を調製する工程と、前記水草分散液のｐＨを５〜８の範囲に調整する工程と、前記範囲のｐＨに調整された前記水草分散液を用いてメタン発酵を行い、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得る工程と、前記メタン発酵消化液を希釈する工程と、前記希釈されたメタン発酵消化液を用いて微細藻類の培養を行い、前記微細藻類の懸濁液を得る工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第３の態様は、乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含む水草を含む基質を用いてメタン発酵を行う。前記メタン発酵では、前述のように前記水草を基質として、前記基質の加水分解、酸生成に続いて最終的にメタンが生成される。しかし、前記水草が乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含むときには、十分に前記メタン発酵を行うことができない。
【００１９】
そこで、本発明の第３の態様では、まず、前記水草を含む基質にアルカリを添加してアルカリ処理を行う。このようにすると、前記水草に含まれるリグニンが分離される一方、ヘミセルロースやセルロースが溶存化され、メタン発酵の基質として加水分解を受けやすい形態となった水草が分散されている水草分散液を得ることができる。
【００２０】
一方、前記アルカリ処理後の水草分散液はｐＨが高く、そのままではメタン発酵に用いることができない。そこで、本発明の第３の態様では、次に、前記水草分散液のｐＨを５〜８の範囲に調整し、前記範囲のｐＨに調整された前記水草分散液を用いてメタン発酵を行う。
【００２１】
前記メタン発酵では、前記リグニンが分離された水草や溶存化されたヘミセルロースやセルロースを基質として、前記基質の加水分解、酸生成に続いて最終的にメタンが生成された後、メタン発酵消化液が得られる。
【００２２】
このとき、本発明の第３の態様では、前記水草分散液のｐＨが５〜８の範囲に調整されていることにより、前記メタン発酵を十分に行うことができ、しかも前記メタン発酵の過程でＭｇが難溶性塩を形成して沈殿することを防止することができるので、Ｍｇを含むメタン発酵消化液を得ることができる。前記水草分散液のｐＨは５未満では強酸性となるため、メタン発酵を行うことができない。また、前記水草分散液のｐＨは８を超えると、前記メタン発酵の過程でＭｇが難溶性塩を形成して沈殿する。
【００２３】
本発明の第３の態様において、乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含む水草としては、センニンモ、ガマ、アシからなる群から選択される少なくとも１種の水草を用いることができる。
【００２４】
尚、本発明の第３の態様において、前記基質は乾燥質量に対し１５質量％以上のリグニンを含む水草を含んでいればよく、さらに乾燥質量に対し１５質量％未満のリグニンを含む水草を含んでいてもよい。
【００２５】
本発明の前記各態様では、前述のようにして得られたメタン発酵消化液は、前記メタン発酵の結果、アンモニアを含んでいるため、このままでは前記微細藻類の培養に用いることができない。そこで、本発明の前記各態様では、次に、前記メタン発酵消化液を希釈することにより、該メタン発酵消化液に含まれるアンモニアの濃度を前記微細藻類の培養に害の無い濃度に低下させることができる。前記メタン発酵消化液の希釈は、淡水又は海水を用いて、例えば、２〜２０倍に希釈することにより行う。
【００２６】
次に、本発明の前記各態様では、前記希釈されたメタン発酵消化液を用いて前記微細藻類の培養を行う。このとき、前記メタン発酵消化液は前記水草に由来するＭｇを含んでいるので、前記微細藻類を良好に増殖させることができ、前記微細藻類の懸濁液を得ることができる。
【００２７】
従って、本発明の前記各態様によれば、琵琶湖等の湖沼を含む水圏生態系で除去後の処理が問題となっている水草を用い、前記微細藻類を良好に増殖させることができるという効果を奏することができる。
【００２８】
本発明の前記各態様において、前記微細藻類としては、クロレラ、ドナリエラ、セネデスムス、ユーグレナ、スピルリナ、ヘマトコッカス、ボツリオコッカス、クラミドモナス、クリプテコディニウム、シュードコリシスチス、テトラセルミス、キートセラス、ナンノクロロプシス、ファエオダクチルム、スケレトネマ、ニッチア、イソクリシス、タラシオシラ、パブロバからなる群から選択される少なくも１種の微細藻類を用いることができる。
【００２９】
また、本発明の前記各態様において、基質となる水草が不足する場合には、前記水草に、メタン発酵の基質となる有機性廃棄物を添加してもよい。
【００３０】
また、本発明の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法において、Ｍｇが不足する場合には、前記メタン発酵消化液にＭｇを添加してもよい。
【００３１】
さらに、本発明の前記各態様において、前記微細藻類の懸濁液から前記微細藻類を分離する工程又は前記微細藻類の懸濁液を濃縮する工程を備えることが好ましい。分離された前記微細藻類又は濃縮された前記微細藻類の懸濁液は、健康食品、飼料等の原料として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法の第１の態様及び第２の態様を示すフローチャート。
【図２】本発明の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法の第３の態様を示すフローチャート。
【図３】メタン発酵消化液におけるｐＨと溶存Ｍｇ濃度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００３４】
まず、図１を参照して、本実施形態の水草のメタン発酵消化液を用いる微細藻類の培養方法（以下、培養方法と略記する）の第１の態様及び第２の態様について説明する。
【００３５】
本発明の培養方法の第１の態様及び第２の態様は、各地の水圏生態系に大量に繁茂している水草のうち、乾燥質量に対し１５％未満のリグニンを含む水草を基質として用いる。前記乾燥質量に対し１５％未満のリグニンを含む水草として、例えば、琵琶湖に優占して繁茂する水草種であるオオカナダモ、コカナダモ、ササバモ、マツモ、クロモ、又はアフリカの水圏生態系に繁茂するホテイアオイ、アオウキクサ、ボタンウキクサ、サンショウモ、オオサンショウモ、オオフサモ等を挙げることができる。前記水草は１種だけ単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００３６】
本発明の培養方法の第１の態様及び第２の態様では、まず、図１のＳＴＥＰ１で前記水草の粉砕を行う。前記水草の粉砕は、例えば、前記水草を二軸タイプの剪断式破砕機を用いて行うことができ、前記水草を５〜２０ｍｍ程度の大きさに粉砕する。
【００３７】
前記水草は全量に対して８８〜９３質量％の水分を含有しているので、前記のように粉砕することにより前記水分が組織外に出され、ＳＴＥＰ２で水草分散液を得ることができる。また、前記水草は、栄養塩又は微量金属として、乾燥重量基準で、０．００８〜０．０３３ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのトータルＮ、０．００４〜０．００６ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのトータルＰ、０．０２７〜０．０５２ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのＫ、０．００５〜０．０１５ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのＮａ、０．００２〜０．００３ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのＭｇ、０．００１〜０．００３ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのＭｎ、０．００１〜０．００２ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのＦｅ、０．００００３〜０．００００４ｍｇ／ｍｇ−ＤＷのＺｎ等を含んでいる。この結果、前記栄養塩又は微量金属を含む水草分散液を得ることができる。
【００３８】
本発明の培養方法の第１の態様及び第２の態様では、次に、ＳＴＥＰ３でメタン発酵前にｐＨ調整を行うか否か（メタン発酵後にｐＨ調整を行う）を選択する。ＳＴＥＰ３でメタン発酵前にｐＨ調整を行うことが選択された場合には、第１の態様としてＳＴＥＰ４〜１０の処理が行われる。また、ＳＴＥＰ３でメタン発酵後にｐＨ調整を行うことが選択された場合には、第２の態様としてＳＴＥＰ１１〜１３及びＳＴＥＰ７〜１０の処理が行われる。
【００３９】
次に、本発明の培養方法の第１の態様について説明する。
【００４０】
第１の態様では前記ＳＴＥＰ３に続いてＳＴＥＰ４で、前記水草分散液のｐＨが５〜８の範囲に調整される。前記ｐＨの調整は、前記水草分散液にＨＣｌ等の酸又は、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＫＯＨ等のアルカリを添加することにより行うことができる。
【００４１】
次に、ＳＴＥＰ５で、ｐＨ５〜８に調整された前記水草分散液をメタン発酵槽に供給し、メタン発酵を行う。前記メタン発酵槽は、例えば、湿潤状態で３０トン／日の前記水草を処理する場合には９００〜１２００ｍ３の容積を備えるものを用いることができる。前記メタン発酵槽では、種菌として例えば全固形物濃度２〜５質量％の嫌気性消化汚泥を容積分満たし、嫌気性条件下、３６〜３８℃の中温又は５４〜５６℃の高温で、２５〜４０日の水理学的滞留時間でメタン発酵を行う。前記嫌気性消化汚泥は、例えば、下水汚泥を処理対象としたメタン発酵処理施設から入手することができる。
【００４２】
前記メタン発酵によれば、前記水草を基質として、該基質の加水分解、酸生成に続いて最終的にメタンが生成された後、ＳＴＥＰ６でメタン発酵消化液を得ることができる。このとき、前記水草分散液はｐＨ５〜８に調整されているので、前記メタン発酵消化液のｐＨも５〜８であり、前記メタン発酵の過程で前記栄養塩又は微量金属の共沈を避け、溶存可能とすることができる。この結果、Ｍｇを含む前記メタン発酵消化液を得ることができる。
【００４３】
図３に、前記メタン発酵消化液におけるｐＨと溶存Ｍｇ濃度との関係を示す。図３から、前記メタン発酵消化液のｐＨを５〜８とすることにより、ｐＨが８より大きい場合に比較して溶存Ｍｇ濃度が格段に大きくなることが明らかである。
【００４４】
次に、前記メタン発酵消化液を固液分離（図示せず）し、固形分が除去されたメタン発酵消化液をＳＴＥＰ７で淡水又は海水を用いて２〜２０倍に希釈した後、ＳＴＥＰ８で希釈されたメタン発酵消化液を微細藻類培養槽に供給し、微細藻類培養を行う。前記固液分離は、例えば、スクリュープレス脱水機又は膜分離装置を用いて行うことができる。前記固液分離後の前記メタン発酵消化液は、前記栄養塩又は微量金属として、例えば、２５０〜５００ｍｇ／Ｌの溶存有機炭素、８０〜１２０ｍｇ／Ｌのリン酸態Ｐ、９００〜１１５０ｍｇ／Ｌのアンモニア態Ｎ、２０〜６０ｍｇ／ＬのＭｇ等を含んでいる。
【００４５】
前記微細藻類培養槽としては、フラットプレート型、バッグリアクター等を用いることができ、その容積はメタン発酵槽から排出される前記メタン発酵消化液の投入量によっても異なるが、例えば、３０ｍ３の１０倍希釈したメタン発酵消化液を処理する場合、６０〜３００ｍ３（３００〜１５００ｍ２）とすることができる。前記微細藻類培養槽では、例えば、全固形物濃度０．４〜１質量％の微細藻類を満たす。
【００４６】
また、前記微細藻類としては、クロレラ、ドナリエラ、セネデスムス、ユーグレナ、スピルリナ、ヘマトコッカス、ボツリオコッカス、クラミドモナス、クリプテコディニウム、シュードコリシスチス、テトラセルミス、キートセラス、ナンノクロロプシス、ファエオダクチルム、スケレトネマ、ニッチア、イソクリシス、タラシオシラ、パブロバ等を挙げることができる。前記微細藻類は１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４７】
ＳＴＥＰ８の微細藻類培養は、好気的条件下、２５〜３５℃の温度、２〜１０日、例えば５日の水理学的滞留時間で行う。前記微細藻類培養は、自然光のみで行ってもよく、自然光と合わせて光照射を行ってもよい。光照射を行う場合は、例えば４００〜７００ｎｍの波長の白色光を用いる。この結果、増殖した前記微細藻類を含む懸濁液を得ることができる。
【００４８】
次に、ＳＴＥＰ９で前記懸濁液を固液分離することにより、固形分としてＳＴＥＰ１０の微細藻類を得ることができる。また、固液分離により前記固形分が除去された液体は、ＳＴＥＰ１１の排水として処理される。
【００４９】
前記固液分離は、例えば、連続遠心分離装置、膜分離装置、スクリュープレス脱水機等を用いて行うことができる。又は、プランクトンネット等を用いて圧搾してもよい。
【００５０】
ＳＴＥＰ１０の微細藻類は、ろ布に詰めて天日干しを行って乾燥後に割って粉砕する方法、乾燥機を用いて乾燥後に割って粉砕する方法、スプレードライヤーを用いて粉末状に乾燥させる方法等の方法により加工することができる。加工された前記微細藻類は、健康食品、飼料等の原料として用いることができる。
【００５１】
次に、本発明の培養方法の第２の態様について説明する。
【００５２】
第２の態様では前記ＳＴＥＰ３に続いてＳＴＥＰ１１で、ＳＴＥＰ２で得られた前記水草分散液をメタン発酵槽に供給し、メタン発酵を行う。前記メタン発酵は、前記第１の態様におけるＳＴＥＰ５と同一にして行うことができ、ＳＴＥＰ１２でメタン発酵消化液を得ることができる。
【００５３】
ただし、ＳＴＥＰ１１のメタン発酵では前記水草分散液のｐＨが調整されていないので、前記メタン発酵の過程で前記栄養塩又は微量金属が共沈し、ＳＴＥＰ１２で得られるメタン発酵消化液は、ＳＴＥＰ６で得られるメタン発酵消化液に比較してＭｇ濃度が低くなっている。そこで、次にＳＴＥＰ１３で、ＳＴＥＰ１２で得られたメタン発酵消化液のｐＨを５〜８の範囲に調整する。ＳＴＥＰ１３におけるｐＨ調整は、ＳＴＥＰ４におけるｐＨ調整と同様にして行うことができる。前記ｐＨ調整によりＭｇ等の微量金属が溶存可能となるので、共沈していた前記微量金属が再び溶解し、Ｍｇを含む前記メタン発酵消化液を得ることができる。
【００５４】
前記ｐＨに調整されたメタン発酵消化液は、ＳＴＥＰ６で得られたメタン発酵消化液と同様に処理され、ＳＴＥＰ７で淡水又は海水を用いて２〜２０倍に希釈した後、ＳＴＥＰ８で希釈されたメタン発酵消化液を微細藻類培養槽に供給し、微細藻類培養に用いられる。ＳＴＥＰ８の微細藻類培養では、増殖した前記微細藻類を含む懸濁液を得ることができ、前記懸濁液はＳＴＥＰ９以降で前記第１の態様の場合と全く同一に処理することができる。
【００５５】
次に、図２を参照して、本実施形態の培養方法の第３の態様について説明する。
【００５６】
本発明の培養方法の第３の態様は、各地の水圏生態系に大量に繁茂している水草のうち、乾燥質量に対し１５％以上のリグニンを含む水草を基質として用いる。前記乾燥質量に対し１５％以上のリグニンを含む水草として、例えば、琵琶湖に優占して繁茂する水草種であるセンニンモ、又は抽水植物であるガマ、アシ等を挙げることができる。前記水草は１種だけ単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００５７】
本発明の培養方法の第３の態様では、まず、図２のＳＴＥＰ１で前記水草の粉砕を行う。前記水草の粉砕は、前述の第１の態様又は第２の態様の場合と全く同一にして行うことができ、前記水草を５〜２０ｍｍ程度の大きさに粉砕する。
【００５８】
前述のように粉砕された水草は、次にＳＴＥＰ２でアルカリ処理される。前記アルカリ処理は、例えば、前記水草の乾燥質量に対し、５〜２０質量％、例えば１０質量％のアルカリを添加することにより行うことができる。前記アルカリとしては、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＫＯＨ等の水溶液を用いることができる。前記水草は、前記アルカリ添加後は、常温で前記水溶液に浸漬するか、又は加熱することにより、リグニンの分離、ヘミセルロースやセルロースの溶存化が促進される。
【００５９】
この結果、ＳＴＥＰ３で、メタン発酵の基質として加水分解を受けやすい形態となった水草が分散されている水草分散液が得られる。前記アルカリ処理の結果、前記水草分散液は例えばｐＨ１２〜１４とされている。前記水草分散液は、前記第１の態様又は第２の態様の場合に図１のＳＴＥＰ２で得られた水草分散液と同等の栄養塩又は微量金属を含んでいる。
【００６０】
前記水草分散液は、前記のようにｐＨ１２〜１４の範囲となっており、このままではメタン発酵に適さないので、次に、ＳＴＥＰ４で前記水草分散液のｐＨを５〜８の範囲に調整する。前記ｐＨの調整は、ＨＣｌ等の酸を添加することにより行うことができる。前記酸の濃度は、ＨＣｌを用いる場合には、例えば３５〜３７％である。
【００６１】
次に、ＳＴＥＰ５で、ｐＨ５〜８に調整された前記水草分散液をメタン発酵槽に供給し、メタン発酵を行う。前記メタン発酵は、前記第１の態様又は第２の態様の場合（図１のＳＴＥＰ５又はＳＴＥＰ１１）と同一条件で行うことができ、この結果、ＳＴＥＰ６でメタン発酵消化液を得ることができる。
【００６２】
このとき、前記水草分散液はｐＨ５〜８に調整されているので、前記メタン発酵消化液のｐＨも５〜８であり、前記メタン発酵の過程で前記栄養塩又は微量金属の共沈を避け、溶存可能とすることができる。この結果、Ｍｇを含む前記メタン発酵消化液を得ることができる。
【００６３】
次に、ＳＴＥＰ６で得られたＭｇを含む前記メタン発酵消化液を固液分離（図示せず）し、固形分が除去されたメタン発酵消化液をＳＴＥＰ７で淡水又は海水を用いて２〜２０倍に希釈した後、ＳＴＥＰ８で希釈されたメタン発酵消化液を微細藻類培養槽に供給し、微細藻類培養を行う。前記固液分離及び微細藻類培養は、前記第１の態様又は第２の態様の場合と全く同一にして行うことができ、増殖した前記微細藻類を含む懸濁液を得ることができる。
【００６４】
次に、ＳＴＥＰ９で前記懸濁液を固液分離することにより、固形分としてＳＴＥＰ１０の微細藻類を得ることができる。また、固液分離により前記固形分が除去された液体は、ＳＴＥＰ１１の排水として処理される。前記ＳＴＥＰ９〜１１の処理は、前記第１の態様又は第２の態様の場合と全く同一にして行うことができる。
【００６５】
尚、本実施形態の各態様では、図１及び図２のＳＴＥＰ１で水草を粉砕しているが、水草は粉砕することなくそのまま使用するようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施形態の各態様では、図１及び図２のＳＴＥＰ９で微細藻類培養により増殖した前記微細藻類を含む懸濁液を固液分離して前記微細藻類を得るようにしているが、固液分離に代えて前記懸濁を濃縮するようにしてもよい。この場合には濃縮された懸濁液を健康食品、飼料等の原料として用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
符号なし。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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