(57)【要約】【課題】ＴＡＣ藻などの微細藻類を効率的に培養して、燃料を得る方法の経済性を高めるための方法に関する。【解決手段】ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体と、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしビーズ状に成型したものを、直接および／あるいは間接に接触させる。テラヘルツ波を発生する鉱物種として、原子番号が５７以上の元素が１種あるいはそれ以上含まれているものを用いる。ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体の酸化還元電位がプラス５０〜２００ｍＶとなるように、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体を含む液体に直接接触させるテラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものの量を調整し、残りは間接接触とする。液中に吹き込み炭酸ガスを、事前に、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものを充填した層を通過させる。【選択図】図１
2018121533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体と、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものを、直接および／あるいは間接に接触させることを特徴とするエネルギー用の藻類の培養促進方法。
【請求項２】
請求項１において、テラヘルツ波を発生する鉱物種として、原子番号が５７以上の元素が１種あるいはそれ以上含まれているものを用いることを特徴とするエネルギー用の藻類の培養促進方法。
【請求項３】
請求項１乃至請求項２において、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたもの成型する際に炭素分を加えて混合・成型したものを用いることを特徴とするエネルギー用の藻類の培養促進方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３おいて、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体の酸化還元電位がプラス５０〜２００ｍＶとなるように、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体を含む液体に直接接触させるテラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものの量を調整し、残りは間接接触とすることを特徴とするエネルギー用の藻類の培養促進方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４において、液中に吹き込み炭酸ガスを含むガスを、事前に、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものを充填した層を通過させることを特徴とするエネルギー用の藻類の培養促進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギー用の藻類の培養を促進するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、エネルギー源として、化石燃料や原子力などがいくつかの問題を抱えている中、太陽光のエネルギーを利用して炭酸ガスと水からエネルギー源となるものを作る光合成のうち、とくに成長が速いことを生かして、藻類を培養してエネルギー源として利用することが注目されている。特許文献１には、ユーグレナ、クロレラ、セレデスムス、クロロコッカムのうち一種類、もしくは複数種の微細藻類を培養し、嫌気性発酵処理によってバイオガスに変換する製造方法が示されている。最適生育温度、最適照度、栄養要求、最適生育ｐＨ、被補食性、生育阻害物質に於いてそれぞれ固有の特性を有し、環境変化によって異なる生物相を形成する微細藻類のうち一種類、もしくは複数種を原料として、可燃性の燃料であるメタンガスと二酸化炭素、その他の成分との混合ガスであるバイオガスを製造する方法であるが、とくに嫌気性発酵槽内の温度条件を摂氏３５度から３７度までの中温条件または摂氏５０度から５７度までの高温条件で水理学的滞留期間を３０日以内とし、また発酵槽内を攪拌することにより、嫌気性菌と微細藻類との接触機会を増やすことを特徴としている。また、非特許文献１には、微細藻類の１つであるＴＡＣ藻を使い、光合成の際に細胞内に油分を作らせ、化学薬品で細胞膜を壊して油分を抽出した後、精製して燃料とする方法が示されている。このほか、藻類由来のバイオ燃料は各種の方法が実用化を目指して開発が行われているが、実用化の課題はコストであり、藻類を効率的に培養するために、種々の方法の開発が行われているが、特に、藻類を効率的に培養する方法が求められている。
【０００３】
一般的に物質を活性化する方法としてテラヘルツ波を利用すること、また、そのテラヘルツ波の人工的発生法として、ジャオロトロン、後進波管、遠赤外線レーザー、量子カスケードレーザー、自由電子レーザー、シンクロトロン放射、フォトミキシングソースなどを利用するいくつかの方法があることが知られている（特許文献２〜６）。しかし、これらの方法を藻類の培養に用いる方法は示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３４６７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−９９０２０号公報
【特許文献３】特開２００８−８７０８７号公報
【特許文献４】特開２００５−３０５０６０号公報
【特許文献５】特開２０１０−３６０６８号公報
【特許文献６】特開２００６−１２５６７０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日経産業新聞、２０１２年６月２１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＴＡＣ藻などの微細藻類を効率的に培養して、燃料を得る方法の経済性を高めるための方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の課題を解決するための具体的手段の第１は、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体と、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものを、直接的および／あるいは間接的に接触させることである。
【０００８】
具体的手段の第２は、０００７において、テラヘルツ波を発生する鉱物種として、原子番号が５７以上の元素が１種あるいはそれ以上含まれているものを用いることである。
【０００９】
具体的手段の第３は、０００７乃至０００８において、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたもの成型する際に炭素分を加えて混合・成型したものを用いることである。
【００１０】
具体的手段の第４は、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体の酸化還元電位がプラス５０〜２００ｍＶとなるように、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体を含む液体に直接接触させるテラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものの量を調整し、残りは間接接触とすることである。
【００１１】
具体的手段の第５は、０００７乃至００１０において、液中に吹き込む炭酸ガスを含むガスを、事前に、テラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものを充填した層を通過させることである。
【発明の効果】
【００１２】
０００７、０００８、０００９の方法によって，ＴＡＣ藻などの微細藻類を効率的に培養することによって、燃料を得る方法の経済性を高めることができる。とくに、００１０の方法によって，藻類にとってもっとも適した条件下で活性を高位に保つことができる。００１１の方法によって、炭酸ガスの活性度を高めることによって微細藻類の培養を促進することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を実施するための設備の１例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
植物は太陽光をエネルギー源として炭酸ガスと水から炭化水素を合成する「光合成」という機能を有している。この光合成での炭化水素類の増殖速度、および生成した炭化水素類を利用しやすいエネルギーに変換のしやすさが、エネルギー源として実用化を考える上でのポイントになる。普通の植物だと、１つの根から大きくなるという形で増えるのに対して、ＴＡＣ藻などの微細藻類の場合には、光合成されたものが新しい粒子を作るという形、すなわち、数が増えることによって量が増えるという形で進行する。そして、光合成で増殖されたもののうち脂肪分は搾ることで油として利用しやすく，また、搾り滓である蛋白質、澱粉分は食用としての利用が可能性である。その実用化のためには、いかにして増殖速度を大きくするかが課題である。そのためには、（１）微細藻類自体を活性化された状態にすること、（２）エネルギー源である光が十分に与えられていること、（３）炭酸ガスが反応可能状態で十分に供給すること、（４）水も活性化された状態で十分に供給されることなどが望まれる。本発明では、前記（１）、（３）および（４）を同時に満足させるために、テラヘルツ波を発生するビーズを用いることを特徴とする。
【００１５】
テラヘルツ波は、波長域が３〜３００ミクロンであり、生体の波長域、１０ミクロン前後とほぼ重なっている。したがって、それを適当な条件で照射することによって、人体をはじめとする各種の動物、植物、微生物を活性化することができる。また、水やガスなどの分子が、生体と反応しやすくなるように活性化することができる。本発明では、テラヘルツ波の発生法として、ジャオロトロン、後進波管、遠赤外線レーザー、量子カスケードレーザー、自由電子レーザー、シンクロトロン放射、フォトミキシングソースなどの高価な装置に依存せず、天然鉱物を利用することを特徴とする。テラヘルツ波を発生する鉱物としては、原子番号が５７以上の元素が１種あるいはそれ以上含まれていることが望ましい。とくに好ましくは、ランタノイド系元素、アクチノイド系元素が含まれていることであるが、これらの元素を２種以混在させると各元素から発生する電磁波が相互作用することによって、効率的にテラヘルツ領域波を発生させることができるのでより一層好ましい。これらの条件を満足する天然鉱物とし、たとえば天照石、モナザイトなどがある。
【００１６】
このようなテラヘルツ波を発生する鉱石を微粉にしたものに、ゼオライト類のようなシリコン、アルミニウムなどの酸化物を含む鉱石類、あるいはカルシウム分を含む白色鉱石の粉、１つあるいは２つ以上を加えて、直径１〜１０ｍｍの粒状物の成型し、５００℃以上の温度で焼成してテラヘルツビーズを作る。さらに、炭などの炭素分を加えて混合・成型することによってテラヘルツ波の発生を安定させることができる。この場合、炭の添加量は、１５〜３５重量％であることが望ましい。
【００１７】
本発明が目的とする藻類の培養に用いる装置においては、藻類を含む水を貯め、炭酸ガスを含むガスを吹き込み、かつ太陽光などの光が供給されることが必須条件である。その増殖速度は、００１４に示したように、反応を起こす藻類の数、活性度などと、反応物質である水、炭酸ガスの活性度、および供給される太陽光などの光エネルギーの強度などの組み合わせによって決まる。その反応量を多くするための方法として、本発明では、微細藻類を含む液体と、００１５〜００１６で示したテラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したテラヘルツビーズを、直接的および／あるいは間接的に接触させることを特徴とする。
【００１８】
００１７の作業を実施はポンド方式でも可能であるが、以下ではより制御がしやすく効率的に行える培養タンク方式を例として述べる。培養タンク１において微細藻類を含む液体（水）１０とテラヘルツビーズを直接接触させることは、ビーズをネットに入れたもの７を液体（水）に浸漬する方法で可能である。このようにして水に浸漬されたビーズ７は水を活性化するとともに、酸化還元電位が通常の水道水のようにプラス５００ｍＶと高い場合にはそれを下げる作用をする。水と直接接触するビーズの量が多すぎると、水の活性化、およびそれを介しての藻類の活性化は進むが、酸化還元電位が低下し過ぎるおそれがある。藻類などの生体にとって、最も好ましい液体の酸化還元電位は、プラス１２０〜２００ＭＶである。そこで本発明では、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体の酸化還元電位がプラス１２０〜２００ｍＶとなるように、ＴＡＣ藻などの微細藻類を含む液体を含む液体に直接接触させるテラヘルツ波を発生する鉱物種を含む鉱物類を粉にしたものをビーズ状に成型したものの量を調整し、残りは間接接触とすることを特徴とする。
【００１９】
間接接触とは、微細藻類を含む水に、水を通さない隔壁あるいは膜を介して、テラヘルツビーズと接触させることである。これはテラヘルツ波が隔壁あるいは膜を通過するという特性を利用している。その実施形態の一例として図１に、微細藻類を含む水をプラスチック製容器８に入れ、その外側に、テラヘルツビーズ９を収納した形で処理する方法を示している。この水を通さない隔壁あるいは膜としてたとえば、多くのブラスチック製のものを用いることができる。ただし、塩化ビニール系のように塩素分を含むものは、活性化された水と塩素分が反応することがあるので好ましくない。なお、テラヘルツビーズ側に水が多量に共存する場合、たとえば、ビーズが水に浸漬されているような場合には、ビーズから発生したテラヘルツ波が水に吸収され、かつ水の移動が隔壁あるいは膜によって阻止されているので、処理の対象とする水へのテラヘルツ波の作用が抑えられるので、本発明では好ましくない。すなわち、本発明ではテラヘルツビーズはできるだけ乾燥状態で用いることが望ましい。
【００２０】
培養タンクに吹き込む、炭酸ガスを含むガスは、パイプ１１によってタンク２から培養タンク１の底部に導かれ，ガス供給口５から培養層の中に吹き込まれる。このガスの活性度を高かめるためには、途中にテラヘルツビーズを充填した層４を通過させることが効果的である。
【００２１】
培養のエネルギー源である光は、培養タンクの上方より太陽光、あるいは人工光として供給される。
【００２２】
所定の量まで増殖された藻類は、タンクの取り出し口から抜き出して、化学薬品で細胞膜を壊して油分を抽出し、精製して燃料とする。なお、この過程で燃料分と分離された、主としてタンパク質、澱粉質からなる部分は、真水で洗うなどの処理をすれば、家畜などの餌として有効利用できる。
【実施例１】
【００２３】
テラヘルツビーズの第１は、天照石重量１に対して、ゼオライト鉱石を３の割合で加えて微粉に粉砕し、澱粉質の粘結剤を加えて、２〜５ｍｍの粒状物を成型して６５０℃で焼成したものである。また、その第２は、モナザイト重量比１に対して、石灰石を２、木炭粉を１の割合で混合して粉砕し、澱粉質の粘結剤を加えて、２〜５ｍｍの粒状物を成型して６５０℃で焼成したものである。
【実施例２】
【００２４】
実施例１の第１のビーズをネットに入れて、培養タンクのＴＡＣ藻を含む液中に、吊り下げて（ビーズの重量割合は、液の８重量％）、ＴＡＣ藻の単位時間あたりの増殖の程度を試験したところ、比較のもの（ビーズを使用しないもの）の７％増しであった。その場合、液の酸化還元電位はプラス１７０ｍＶであった。７日間、この処理を行い得られたＴＡＣ藻を処理して燃料を製造した。
【実施例３】
【００２５】
実施例２に加え、実施例１の第２のテラヘルツビーズを、液に間接接触させた（隔壁はプラスチック板、用いたテラヘルツの量は液の１５重量％）。ＴＡＣ藻の単位時間あたりの増殖の程度を試験したところ、比較のもの（ビーズを使用しないもの）の１１％増しであった。  その場合、液の酸化還元電位はプラス１５０ｍＶであった。７日間、この処理を行い得られたＴＡＣ藻を処理して燃料を製造した。
【実施例４】
【００２６】
実施例３に加えて、培養タンクに供給する炭酸ガスを７５％含むガスを、途中で、実施例の第２の方法で作られたテラヘルツビーズを充填した層を通過させた。ＴＡＣ藻の単位時間あたりの増殖の程度を試験したところ、比較のもの（ビーズを使用しないもの）の１４％増しであった。７日間、この処理を行い得られたＴＡＣ藻を処理して燃料を製造した。
【実施例５】
【００２７】
実施例１の第２のテラヘルツビーズを、液に間接接触させた（隔壁はプラスチック板、用いたテラヘルツの量は液の２５重量％）。ＴＡＣ藻の単位時間あたりの増殖の程度を試験したところ、比較のもの（ビーズを使用しないもの）の１０％増しであった。  その場合、液の酸化還元電位はプラス１９０ｍＶであった。７日間、この処理を行い得られたＴＡＣ藻を処理して燃料を製造した。
【実施例６】
【００２８】
実施例５で得られたＴＡＣ藻から燃料を製造した後の絞り粕を牛の餌に３０〜４０ｗｔ％混合して肉用の牛に与えた。牛の成長率は比較のものに比べて、１５〜２０％プラスであった。また、肉の微量無機成分結果は比較のものと比べて有意差は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の実施によってＴＡＣ藻などの微細藻類を効率的に培養して、燃料を得る方法の経済性を高めることができる。なお、この方法は、他の藻類の培養促進にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１：培養タンク
２：炭酸ガスを含むガスのタンク
３：ガス供給弁
４：テラヘルツビーズを充填した槽
５：培養タンクへの炭酸ガスを含むガスの供給口
６：液の取り出し口
７：ネットに収められたテラヘルツビーズ
８；水を通さない隔壁
９；テラヘルツビーズ
１０；微細藻類を含む液体
１１；炭酸ガス含有ガス用配管
【図１】
2018121533.tif 000003