(57)【要約】【課題】排ガスを有効利用して藻類を効率良く培養する。【解決手段】二酸化炭素を含む排ガスが発生する排ガス発生源１０と、藻類を培養する培養液４０を収容し、排ガスが供給される培養装置３０と、藻類を光合成させるための光合成槽５０と、培養装置３０と光合成槽５０の間で藻類を含む培養液４０を循環させるための循環機構６０とを備える。【選択図】図１
2015198649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を含む排ガスが発生する排ガス発生源と、
藻類を培養する培養液を収容し、上記排ガスが供給される培養装置と、
上記藻類を光合成させるための光合成槽と、
上記培養装置と上記光合成槽の間で上記藻類を含む上記培養液を循環させるための循環機構と
を備える藻類の培養システム。
【請求項２】
上記排ガス発生源と、上記培養装置との間に上記排ガス中の有害物質を除去する前処理装置をさらに備え、
上記前処理装置は、湿式の有害物質除去装置及び／又は乾式の有害物質除去装置である請求項１に記載の藻類の培養システム。
【請求項３】
上記培養装置内の上記排ガスを、上記排ガス発生源へと戻す配管をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の藻類の培養システム。
【請求項４】
上記排ガス発生源は、火力発電所であり、
上記排ガスは、上記火力発電所において排出される燃焼排ガスである請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の藻類の培養システム。
【請求項５】
上記藻類は、ユーグレナである請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の藻類の培養システム。
【請求項６】
上記光合成槽は、円柱状又はチューブ状である請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の藻類の培養システム。
【請求項７】
排ガス発生源から発生した二酸化炭素を含む排ガスを、藻類を含む培養液を収容した培養装置に供給して上記排ガス中の二酸化炭素を上記培養液中に溶解させる溶解工程と、
上記藻類及び上記二酸化炭素を含む培養液を光合成槽に送り、上記藻類の光合成を行う光合成工程と
を有し、
上記培養装置と上記光合成槽との間で上記藻類及び上記二酸化炭素を含む培養液を循環させることで、上記藻類の培養を行う藻類の培養方法。
【請求項８】
上記溶解工程の前に、上記排ガス発生源から発生した二酸化炭素を含む排ガス中の有害物質を除去する前処理工程をさらに有し、
上記前処理工程は、湿式法により有害物質を除去する工程及び／又は乾式法により有害物質を除去する工程を含む請求項７に記載の藻類の培養方法。
【請求項９】
上記排ガスは、火力発電所において排出される燃焼排ガスである請求項７又は請求項８に記載の藻類の培養方法。
【請求項１０】
上記藻類は、ユーグレナである請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の藻類の培養方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスを利用して藻類を培養する藻類の培養システム及び藻類の培養方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素等の温室効果ガスによる地球温暖化による現象が問題となっており、温室効果ガスの削減が課題となっている。
【０００３】
自動車、工場、火力発電所等においては、化石燃料を使用するため、二酸化炭素を含む排ガスが発生しており、その排出量の削減や排ガスの有効利用が求められる。
【０００４】
特許文献１には、例えば火力発電所から排出される二酸化炭素を含有する二酸化炭素含有ガスから固体の二酸化炭素捕捉材を用いて二酸化炭素を補捉分離する二酸化炭素回収システムが記載されている。
【０００５】
しかしながら、この二酸化炭素回収システムは、単に火力発電所から排出された二酸化炭素を固定、回収しているだけであり、回収した排ガスを有効利用していない。
【０００６】
一方で、近年、バイオ燃料や油を生産することができる藻類が注目されている。藻類は、大気中にある二酸化炭素を光合成によって吸収することで燃料や油を作り出す。藻類が作り出したバイオ燃料等は、燃やしても排出する二酸化炭素の量は増えないため、クリーンエネルギーとして注目を集めている。このような藻類を大量に効率よく培養することができれば、石油に代わるエネルギー源として利用しやすくなる。
【０００７】
また、藻類には、多くの栄養素を含むものがある。そのような藻類は、食品や化粧品等に利用される。
【０００８】
特許文献２には、炭素源である二酸化炭素を光合成微生物の光合成によってバイオマスへ変換した後、さらにそのバイオマスを利用したバイオ燃料の製造を行う技術を含む一連のバイオ燃料の製造方法が記載されている。
【０００９】
しかしながら、バイオ燃料を石油等のエネルギー源に代わるものとして使用するには、大量の光合成微生物が必要となる。大量の藻類を効率良く培養するには、大量の二酸化炭素が必要となり、通常の二酸化炭素ボンベ等では十分な量の藻類を効率よく培養することができない。
【００１０】
以上のように、二酸化炭素の削減と、藻類の効率的な培養とを解決する方法の構築が急がれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−１４４３９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４６６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するために提案されたものであり、排ガス発生源から発生する二酸化炭素を含む排ガスを回収し、排ガスを藻類の培養に利用することで、排ガスの有効利用を図ることができると共に、藻類の培養速度を向上させ、藻類を効率的に培養することができる藻類の培養システム及び藻類の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】
【００１３】
上述した目的を達成するための本発明に係る藻類の培養システムは、二酸化炭素を含む排ガスが発生する排ガス発生源と、藻類を培養する培養液を収容し、排ガスが供給される培養装置と、藻類を光合成させるための光合成槽と、培養装置と光合成槽の間で藻類を含む培養液を循環させるための循環機構とを備える。
【００１４】
また、藻類の培養システムは、排ガス発生源と、培養装置との間に排ガス中の有害物質を除去する前処理装置をさらに備え、前処理装置は、湿式の有害物質除去装置及び／又は乾式の有害物質除去装置であることが好ましい。
【００１５】
上述した目的を達成するための本発明に係る藻類の培養方法は、排ガス発生源から発生した二酸化炭素を含む排ガスを、藻類を含む培養液を収容した培養装置に供給して排ガス中の二酸化炭素を培養液中に溶解させる溶解工程と、藻類及び二酸化炭素を含む培養液を光合成槽に送り、藻類の光合成を行う光合成工程とを有し、培養装置と光合成槽との間で藻類及び二酸化炭素を含む培養液を循環させることで、藻類の培養を行う。
【００１６】
また、藻類の培養方法は、溶解工程の前に、排ガス発生源から供給される二酸化炭素を含む排ガス中の有害物質を除去する前処理工程をさらに有し、前処理工程は、湿式の有害物質を除去する工程及び／又は乾式の有害物質を除去する工程を含むことが好ましい。
【００１７】
また、排ガス発生源は、火力発電所であることが好ましい。
【００１８】
また、藻類は、ユーグレナであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、排ガス発生源から供給される二酸化炭素を含む排ガスを回収し、排ガスを藻類の培養に利用することで、排ガスの有効利用を図ることができると共に、藻類の培養速度を向上させ、藻類を効率的に培養することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】藻類の培養システムの構成を示した図である。
【図２】同培養システムにおける前処理装置の構成を示した図である。
【図３】同培養システムにおける培養装置の構成を示した図である。
【図４】同培養システムにおける培養装置と光合成槽との間の循環機構を示した図である。
【図５】同培養システムにおける光合成槽の他の形態を示した図である。
【図６】実施例１と比較例１における経過日数と細胞数との関係を表した図である。
【図７】実施例２と比較例２における経過日数と細胞数との関係を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した藻類の培養システム及び藻類の培養方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。
藻類の培養システム
１−１．排ガス発生源
１−２．前処理装置
１−３．培養装置
１−４．光合成槽
１−５．循環機構
藻類の培養方法
２−１．前処理工程
２−２．溶解工程
２−３．光合成工程
【００２２】
＜１．藻類の培養システム＞
本発明にかかる藻類の培養システム１の構成の一例を図１に示す。藻類の培養システム１は、二酸化炭素を含む排ガスが発生する排ガス発生源１０と、藻類を培養する培養液４０を収容し、排ガスが供給される培養装置３０と、藻類に光を当てて光合成させるための光合成槽５０と、培養装置３０と光合成槽５０との間で藻類を含む培養液４０を循環させるための循環機構６０とを備える。さらに、藻類の培養システム１は、排ガス発生源１０と培養装置３０との間に、排ガス中の有害物質を除去するために、排ガスを前処理する前処理装置２０を備えることが好ましい。
【００２３】
以下、藻類の培養システム１の構成について詳細に説明する。
＜１−１．排ガス発生源＞
排ガス発生源１０は、二酸化炭素を含む排ガスを発生し、排ガスを前処理装置２０へと供給する設備である。排ガス発生源１０は、特に限定はされないが、例えば、二酸化炭素を含む排ガスを排出する工場や火力発電所である。このような排ガス発生源１０から発生する排ガス中には、使用する化石燃料により異なるが、例えば火力発電所の排ガスの場合、通常１０〜１５％程度の二酸化炭素が含まれている。排ガス発生源１０は、前処理装置２０と配管２で接続されている。配管２は、例えば、工場や火力発電所において、ばい煙処理等が施された後の、煙突等から廃棄される直前の排ガスを送る配管等と接続されている。前処理装置２０を設けない場合には、排ガス供給源１０は配管２によって培養装置３０と接続される。
【００２４】
＜１−２．前処理装置＞
前処理装置２０は、排ガス発生源１０から供給される排ガス中に重金属等の有害物質が含まれている場合に、これらの有害物質を除去するものである。なお、ここで有害物質とは、人体や生態系に対して有害な、二酸化炭素以外の化学物質であり、後述する鉛、カドミウム、ひ素、水銀等の重金属を含むものとする。
【００２５】
前処理装置２０は、例えば、図２に示されるような、湿式の有害物質除去装置１１と、乾式の有害物質除去装置２１とを有する。
【００２６】
湿式の有害物質除去装置１１は、冷却水槽１２と、ドラフトチューブ１３と、フィルター１４とを有する装置である。湿式の有害物質除去装置１１では、さらに冷却水槽１２内に活性炭（図示せず）を添加してもよい。湿式の有害物質除去装置１１は、排ガスに含まれている水溶性の有害物質を排ガスから除去し、かつ排ガスを冷却する。
【００２７】
冷却水槽１２は、形状は限定されないが、例えば、図２に示されるように密閉された円筒形である。冷却水槽１２には、所定の高さに冷却水１５を供給する給水口と冷却水１５を排水する排水口が設けられている。冷却水槽１２は、一定の高さまで冷却水１５で満たされており、その高さでオーバーフローの状態となっている（図示は省略する）。冷却水１５の水面より上部の空間１８は、冷却水１５を通り、水溶性の有害物質が除去された排ガスで満たされる。湿式の有害物質除去装置１１では、冷却水１５をオーバーフローさせることにより、冷却水槽１２内の温度上昇を防ぐとともに、冷却水１５中に有害物質が濃縮されるのを防止する。
【００２８】
冷却水槽１２には、排ガス発生源１０と接続された配管２と、乾式の有害物質除去装置２１と接続された配管３とが接続されている。
【００２９】
冷却水層１２には、配管２の冷却水槽１２側の端部に設けた排ガスを排出する排出口１６が冷却水１５中に挿入されている。これにより、冷却水槽１２では、排ガス発生源１０から供給された排ガスが冷却水中１５に直接導入されるようになる。配管２は、工場や火力発電所等の煙突等から排出される排ガスを湿式の有害物質除去装置１１へと送るため、高温の排ガスに耐えることのできる素材から形成されることが好ましい。
【００３０】
また、冷却水槽１２には、配管３の冷却水槽１２側の端部に設けられ、冷却水１５を通気した排ガスを吸気する吸気口１７が冷却水１５の上部に導入されている。これにより、冷却水槽１２では、水溶性の有害物質が除去された排ガスが吸気口１７を介して乾式の有害物質除去装置２１と送られる。
【００３１】
ドラフトチューブ１３は、腐食性の強い素材で作られた、例えば筒状の形状をなしている。ドラフトチューブ１３は、冷却水１５中にある配管２の排出口１６を囲むように設置されている。ドラフトチューブ１３は、配管２の端部である排ガスの排出口１６から排出される排ガスを利用して、冷却水槽１２の下部から上部に向って冷却水１５の対流を起こさせるためのものである。
【００３２】
フィルター１４は、例えば、網目の細かい金網からなる。フィルター１４は、配管３の端部である排ガスの吸気口１７から吸気される排ガス中のミストを除去するものである。
【００３３】
湿式の有害物質除去装置１１は、冷却水槽１２内の冷却水１５に活性炭（図示せず）を添加してもよい。活性炭は、鉛除去用に加工された活性炭を用いることが好ましい。活性炭は、冷却水槽１２内で分散しないように、例えば、通気性及び透水性を有する袋、例えばネット状の袋に入れたり、カートリッジに入れて、冷却水槽１２内に設置する。活性炭の量は、排ガス中の鉛を除去できるだけの量であれば特に限定はされず、排ガスの量や冷却水槽１２の容量等によって適宜決定する。例えば、活性炭の量は、５００ｇ〜１ｋｇ程度の量を用いることが好ましい。活性炭は、冷却水槽１２内の一箇所に設置してもよいし、複数の箇所に設置してもよい。活性炭は、藻類を回収するまでは、冷却水槽１２内に添加しておくことが好ましい。
【００３４】
以上のように構成される湿式の有害物質除去装置１１では、排ガス発生源１０から発生した二酸化炭素を含む排ガスが配管２を通して冷却水槽１２内へと送られる。湿式の有害物質除去装置１１では、配管２の排出口１６から排出された排ガスがドラフトチューブ１３中へ送気されるため、ドラフトチューブ１３の下部から上部に亘って水の流れが起きる。これにより、湿式の有害物質除去装置１１では、排ガスがより長時間にわたって冷却水１５と接触することになり、排ガス中の水溶性の有害物質が水に溶けて、効率的に排ガスから水溶性の有害物質を除去することができる。また、湿式の有害物質除去装置１１では、同時に排ガスを冷却することができる。
【００３５】
そして、湿式の有害物質除去装置１１では、冷却水１５と一定時間接触した排ガスが冷却水１５から出て、冷却水槽１２の上部の空間１８に溜まり、配管３の吸気口１７から吸気される。この際に、湿式の有害物質除去装置１１では、配管３の吸気口１７に設けた金網等のフィルター１４により、排ガス中のミストを除去することができる。
【００３６】
上述した湿式の有害物質除去装置１１では、水溶性の有害物質を除去することができ、例えば、カドミウムやひ素を除去することができる。例えば、この湿式の有害物質除去装置１１では、カドミウムを約９９％除去することができ、ひ素を約１００％除去することができる。
【００３７】
また、湿式の有害物質除去装置１１では、冷却水槽１２の冷却水１５内に活性炭を添加することで排ガス中の鉛を除去することができる。前処理装置２０では、湿式の有害物質除去装置１１で排ガス中の鉛、カドミウム、ひ素などの有害物質を除去することにより、培養液４０に供給される排ガスに含まれる鉛等の量を低減することができ、水溶性の有害物質が低減された排ガスを乾式の有害物質除去装置２１又は培養装置３０に送ることができる。これにより、藻類が吸収してしまう鉛等の有害物質の量を減らすことができる。
【００３８】
乾式の有害物質除去装置２１は、デミスタ２２を含むバッファタンク２３と、マニホールド２４と、フィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂと、マニホールド２６と、弁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃと、活性炭槽２８とを有する。
【００３９】
デミスタ２２は、バッファタンク２３内に設置される。デミスタ２２は、主に排ガス中のミストを吸収する。デミスタ２２は、ミスト除去によりバッファタンク２３の下部に溜まった水にデミスタ２２が浸かるのを防ぐためにバッファタンク２３内の上部に設置される。
【００４０】
バッファタンク２３は、配管３から送られた排ガスを送気するためのタンクである。バッファタンク２３には、内部にデミスタ２２が設置されており、送気する排ガスからミストを除去することができる。バッファタンク２３の下端は、配管３を介して湿式の有害物質除去装置１１と接続されている。バッファタンク２３の上端は、配管６を介してマニホールド２４と接続されている。
【００４１】
マニホールド２４は、排ガスの経路を分岐させるための管である。マニホールド２４は、排ガスの吸気口が配管６を介してバッファタンク２３と接続されている。また、マニホールド２４は、排ガスの排出口が、配管７Ａ及び配管７Ｂのように２つの経路に分岐されている。マニホールド２４は、排ガスを分岐させることで、後述するフィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂのそれぞれに送気される排ガスの流量を減少させ、フィルターに適した排ガスの流量にする。なお、図２では、２つの配管７Ａ及び配管７Ｂに分岐させているが、マニホールド２４で分岐させる数は２つに限定されない。
【００４２】
フィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂは、内部にフィルターを含有する容器である。フィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂは、排ガスを通気させる際に、内部のフィルターを通過させることにより、有害物質をフィルターに吸着させて除去するものである。フィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂは、一端が配管７Ａ、７Ｂによりマニホールド２４と接続されている。また、フィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂは、他端が配管８Ａ、８Ｂによりマニホールド２６と接続されている。
【００４３】
マニホールド２６は、排ガスの経路を合流させるための管である。マニホールド２６は、排ガスの吸気口が配管８Ａ及び配管８Ｂと接続されることで、マニホールド２４によって分岐された排ガスの送気経路を合流させる。また、マニホールド２６は、排ガスの排気口が配管９を介して活性炭槽２８と接続される。
【００４４】
弁２７Ａ、２７Ｂは、配管７Ａ、７Ｂに設けられている。弁２７Ａ、２７Ｂは、排ガスの経路を開閉するＯＮ／ＯＦＦバルブ等である。例えば、弁２７Ａ、弁２７Ｂは、排ガスの流量が少ない場合に、弁２７Ａ又は弁２７Ｂを閉めることにより、フィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂのいずれかのみに排ガスが送気されるようにすることができる。また、弁２７Ｃは、バッファタンク２３の下部に設けられる。弁２７Ｃは、バッファタンク２３の下部に溜まった水を抜くための弁である。
【００４５】
活性炭槽２８は、内部に活性炭を含む槽である。活性炭槽２８は、例えば、活性炭により排ガス中の水銀を除去する。活性炭槽２８は、水銀を十分に除去するために、送気する排ガスが十分に活性炭と接触できるよう活性炭は粒径の小さなものを用いることが好ましい。活性炭槽２８の一端は、配管９を介してマニホールド２６と接続されており、活性炭槽２８の他端は、配管４を介して培養装置３０と接続される。
【００４６】
以上のような構成の乾式の有害物質除去装置２１では、湿式の有害物質除去装置１１から送られてきた水溶性の有害物質が除去された排ガスが、バッファタンク２３内のデミスタ２２を通過する際に、排ガス中のミストが除去される。その後、乾式の有害物質除去装置２１では、排ガスがマニホールド２４で分岐されフィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂを通過する。乾式の有害物質除去装置２１では、フィルターハウジング２５Ａ、２５Ｂ内のフィルターにより、排ガス中の有害物質がフィルターに吸着され、除去される。そして、乾式の有害物質除去装置２１では、マニホールド２６において分岐していた排ガスが合流し、その後排ガスが活性炭槽２８を通過することで水銀等の有害物質が除去される。
【００４７】
上述の乾式の有害物質除去装置２１では、不溶性の有害物質を除去することができ、例えば、水銀を除去できる。この乾式の有害物質除去装置２１では、水銀は約９７％除去することができる。
【００４８】
なお、排ガスに含まれる有害物質の種類に応じて、例えば、水溶性の有害物質のみを含むのであれば湿式の有害物質除去装置１１のみを用い、不溶性の有害物質のみを含むのであれば乾式の有害物質除去装置２１のみを用いることもできる。湿式の有害物質除去装置１１を用いない場合には、排ガス発生源１０と乾式の有害物質除去装置２１とを直接配管で接続し、乾式の有害物質除去装置２１を用いない場合には、湿式の有害物質除去装置１１と培養装置３０とを直接接続する。
【００４９】
＜１−３．培養装置＞
培養装置３０は、藻類を培養するための培養液４０を収容し、二酸化炭素を含む排ガスが供給される密閉系の培養槽３２を含む装置である。培養装置３０の構成の一例を図３に示す。
【００５０】
培養装置３０は、例えば、種株としての藻類を一定量まで培養する。本発明を適用した藻類の培養システム１では、培養装置３０で種株としての藻類を一定量まで培養してから、後述する光合成槽５０にて藻類を大量に培養することで培養速度及び培養効率を高める。培養装置３０では、藻類であれば特に限定されず、例えばバイオディーゼル燃料のほか健康食品や化粧品など様々な用途に用いることができるユーグレナが好ましい。
【００５１】
培養装置３０は、載置台３１と、培養槽３２と、ガスブロア３３と、バブリング用フィルター３４と、撹拌モーター３５と、撹拌羽３６と、温度センサー３７と、制御盤３８と、供給ポンプ４１とを有する装置である。培養装置３０では、さらに培養槽３２内に活性炭（図示せず）を添加してもよい。したがって、活性炭は、湿式の有害物質除去装置１１の冷却水槽１２と、培養装置３０の培養槽３２の両方に添加してもよいし、何れか一方にのみ添加してもよい。培養前に有害物質である鉛を除去するという観点からは、有害物質除去装置１１の冷却水槽１２内に、活性炭を添加しておくことが好ましい。培養装置３０では、活性炭を添加することにより、排ガス中の二酸化炭素を培養槽３２内の藻類を含む培養液４０中に供給する際に、藻類に取り込まれる鉛の量を低減させることができる。
【００５２】
載置台３１は、培養槽３２を支持し、培養槽３２を地面よりも高い位置となるようにする。載置台３１の材質及び形状は、特に限定はされないが、培養液４０で満たされた培養槽３２及びその周辺機器を十分に支えることができるだけの強度を有する必要がある。載置台３１には、培養槽３２の底面に、排ガスを培養槽３２内に供給するための配管２９と、培養液４０を光合成槽５０に送液する送液口４３とを取り付けることができるように、例えば貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００５３】
培養槽３２は、培養液４０を収容する。培養槽３２は、例えば、載置台３１に載せることで地面よりも高く設置される。培養装置３０では、地面よりも高い位置に培養槽３２を設置することにより、ヘッド圧で培養槽３２内の培養液４０を送り出すことができる。培養槽３２は、形状・容量は特に限定はされないが、例えば、ステンレス製で５００Ｌ程度の培養液４０を収容できるものである。培養槽３２には、蓋部４２を開けて培養液４０が供給される。
【００５４】
ガスブロア３３は、培養槽３２の下に設けられ、配管２９と接続されている。ガスブロア３３は、配管４を介して前処理装置２０からの排ガスを吸気し、配管２９を介して培養槽３２内へと排ガスを送気させる。なお、前処理装置２０を設けない場合には、ガスブロア３３は配管４を介して排ガス発生源１０と接続される。
【００５５】
バブリング用フィルター３４は、培養槽３２内の底部に設置され、ガスブロア３３と配管２９を介して接続されている。バブリング用フィルター３４は、二酸化炭素を含む排ガスを放出する微小の孔を無数に有する。孔の大きさは、特に限定されないが、培養液４０中に放出される排ガスの気泡が細かい方が排ガス中の二酸化炭素が培養液４０に良く溶ける。バブリング用フィルター３４の形状は、特に限定はされないが、例えば、培養液４０の全体に行き渡るように、全体に亘って微小の孔が形成された、長尺状のフィルターが好ましい。
【００５６】
撹拌モーター３５は、培養液４０を撹拌する撹拌羽３６を駆動させる。駆動モーター３５は、例えば培養槽３２の蓋部４２の中心に設置されている。
【００５７】
撹拌羽３６は、培養槽３２内の培養液４０中に設置されている。撹拌羽３６は、培養槽３２内の培養液４０を全体的に撹拌できるものであれば、その材質や羽の数は制限されない。
【００５８】
温度センサー３７は、培養槽３２内の培養液４０の液温を測定する。温度センサー３７は、例えば培養装置３０の蓋部４２等に設置されている。測定された液温の情報は、制御盤３８へと送られる。
【００５９】
制御盤３８は、培養槽３２の外部に近接して設置されている。制御盤３８は、温度センサー３７から送られる液温等の情報を制御する。制御盤３８により、培養液４０の液温を監視し、適切な状態に保つことにより、効率的な培養が可能な培養環境を整えることができる。
【００６０】
供給ポンプ４１は、培養槽３２の下に設置されている。供給ポンプ４１は、培養槽３２で撹拌した藻類を含む培養液４０を送液口４３から吸入し、配管４４を介して光合成槽５０へと送液するためのポンプである。
【００６１】
培養装置３０は、培養槽３２内に活性炭（図示せず）を添加してもよい。活性炭は、鉛除去用に加工された活性炭を用いることが好ましい。活性炭は、培養槽３２内で分散したり、撹拌羽３６に巻き込まれないように、例えば、通気性及び透水性を有する袋、例えばネット状の袋に入れたり、カートリッジに入れて、培養槽３２の底部に固定して設置する。活性炭の量は、排ガス中の鉛を除去できるだけの量であれば特に限定はされず、排ガスの量や培養槽３２の容量等によって適宜決定する。例えば、活性炭の量は、５００ｇ〜１ｋｇ程度の量を用いることが好ましい。活性炭は、培養槽３２内の一箇所に設置してもよいし、複数の箇所に設置してもよい。活性炭は、藻類を回収するまでは、培養槽３２内に添加しておくことが好ましい。
【００６２】
以上のような構成からなる培養装置３０では、前処理装置２０で有害物質を除去された二酸化炭素を含む排ガスが、ガスブロア３３により、バブリング用フィルター３４を介して培養槽３２内に送られる。培養装置３０では、撹拌羽３６による撹拌により、バブリング用フィルター３４から送られてきた排ガス中の二酸化炭素が培養液４０の全体に溶解する。培養装置３０では、バブリング用フィルター３４により無数の細かい気泡状とすることで、二酸化炭素が培養液４０中に溶解させやすくする。なお、排ガスが有害物質を含まない場合には、培養装置３０では、排ガス発生源１０から直接排ガスが供給される。
【００６３】
また、培養装置３０では、培養槽３２内に活性炭を添加することで、前処理装置２０で排ガス中の鉛を除去しきれなかった場合に、排ガス中の鉛を除去することができる。例えば、活性炭は、冷却水槽１２内及び培養槽３２内に添加した場合、約８０％の鉛を除去することができる。
【００６４】
培養装置３０では、温度センサー３７で培養液４０中の温度を測定する。培養装置３０では、図示しないが、培養槽３２に加熱装置や冷却装置を取り付け、培養槽３２内の培養液４０の温度に応じて加熱、冷却を行うことで最適な温度に維持する。冷却装置としては、例えば、撹拌羽３６と接触しないように、培養槽３２内の底部内面を沿うようにホースを設置し、ホースに冷却水を通すことで熱交換により冷却を行うことができる。ホースは、培養槽３２下部から培養槽３２内部へと入り、培養槽３２内を一周して培養槽３２下部から外へ出すことができる。また、加熱装置としては、例えば、ヒータであり、培養槽３２にヒータを設けることで加温を行う装置を挙げることができる。二酸化炭素濃度については、培養槽３２に通じるガスブロア３３で排ガスの流量を制御することにより調整することができる。
【００６５】
培養装置３０では、培養槽３２内の培養液４０を撹拌羽３６により撹拌することで、藻類と培養液４０と排ガス中の二酸化炭素が適度に混ざり合うとともに局所的に藻類が集まり、沈殿することを防止することができる。
【００６６】
培養装置３０では、培養装置３２が地面よりも高い位置に設けられているため、ヘッド圧及び供給ポンプ４１により、二酸化炭素と藻類とを含む培養液４０を光合成槽５０へと円滑に送ることができる。
【００６７】
なお、培養装置３０には、培養液４０中に溶解せずに培養槽３２内に滞留した排ガスを、排ガス発生源１０へと戻す配管５をさらに備えることもできる。
【００６８】
＜１−４．光合成槽＞
光合成槽５０は、藻類を光合成させる槽である。光合成槽５０は、循環機構６０によって培養装置３０と接続されている。藻類の培養システム１では、光合成槽５０において藻類に光合成をさせることで、排ガス中の二酸化炭素を消費させることができ、また藻類に光合成させることで藻類を培養することができる。
【００６９】
光合成槽５０としては、形状は特に限定されないが、少なくとも上部が透光性を有する素材からなる水槽など、藻類の光合成が可能なものである。例えば、図１に示すような円柱状のものや、図５に示すようなチューブ状のもの（以下、チューブリアクター７０という。）を用いることができる。光合成槽５０は、例えばかまち内に設置する。夏季はかまち内に水をオーバーフローさせることにより槽内の培養液４０を冷却し、冬季はかまち内に蒸気を吹き込むことで槽内の培養液４０を加温することができる。
【００７０】
光合成槽５０は、容量については特に限定されないが、培養槽３２との間で循環させる培養液４０をある程度収容できる容量であり、例えば数百リットル程度の培養液４０を収容できることが好ましい。また、光合成槽５０は、光が培養液４０全体にあたるように全体が透光性を有する素材からなることが好ましい。また、チューブリアクター７０の場合は、長尺状に形成されているため、光合成槽５０を設ける敷地に応じて、曲げることができるように可撓性を有し、かつ透光性を有する素材からなるものが好ましい。より具体的には、図５に示すように、直径３０ｃｍ×長さ１０ｍのチューブをＵ字型に設置する。光合成槽５０は、チューブリアクター７０を用いた場合、円柱状に比べてチューブの内部にまで光が届きやすく、チューブ内を流れる培養液４０に満遍なく光を当てることができるため光合成の効率が良い。
【００７１】
光合成槽５０は、日当たりの良い場所に設置することが好ましい。なお、光合成は、光源としては日光が好ましいが、蛍光灯等の人工的な光源を用いることで時間を選ばずに光合成をさせることもできる。
【００７２】
光合成槽５０には、排ガス発生源１０からの排ガスを利用することで、大気中に存在するよりも多くの二酸化炭素を含む培養液４０が供給される。これにより、光合成槽５０では、藻類が十分に光合成を行うことができるため、藻類の培養速度が上がり、培養効率を高めることができる。
【００７３】
藻類の培養システム１では、光合成槽５０を別途設けることにより、重量が大きな培養装置３０とは別に、状況に応じて光合成槽５０を移動させることができる。例えば、光合成槽５０を移動可能な構成にすることにより、季節や天候に応じて日当たりのよい場所へ移動させて、常に質の良い日光を照射することができる。
【００７４】
＜１−５．循環機構＞
循環機構６０は、藻類を含む培養液４０を培養装置３０と光合成槽５０との間で循環させる。循環機構６０の一例を図４に示す。循環機構６０は、配管４４〜４６、５１〜５４と、弁６１〜６９、７１と、ポンプ５９とから構成される。
【００７５】
配管４４は、図３及び図４に示すように、培養装置３０の供給ポンプ４１と光合成槽５０とを接続している。配管４４は、培養装置３０から光合成槽５０へと培養液４０を供給可能にする。配管４４には、弁６１と弁６２が設置されている。配管４４は、培養装置３０付近で分岐し、配管４５が接続される。配管４５には、弁７１が設置される。
【００７６】
配管５１は、図４に示すように、光合成槽５０と培養装置３０とを接続している。配管５１は、光合成槽５０から培養装置３０へと培養液４０を供給可能にする。配管５１には、培養液４０を送るためのポンプ５９と、弁６４、弁６５、弁６９が設置されている。
【００７７】
配管４６は、配管４４及び配管５１を光合成槽５０側で接続している。配管４６には、弁６３が設置されている。配管５２は、ポンプ５９の前後で、ポンプ５９を迂回するように配管５１に接続されている。配管５２には、弁６６が設置されている。配管５３は、ポンプ５９よりも光合成槽５０側で配管５１から分岐して設けられている。配管５３には、弁６７が設置されている。さらに、配管５４は、ポンプ５９よりも培養装置３０側で配管５１から分岐して設けられている。配管５４には、弁６８が設置されている。
【００７８】
循環機構６０では、供給ポンプ４１を駆動して、培養槽３２内の培養液４０を配管４４を介して光合成槽５０へと送る。そして、循環機構６０は、ポンプ５９を駆動して、光合成槽５０から培養液４０を配管５１を介して培養装置３０へと戻す。循環機構６０は、供給ポンプ４１及びポンプ５９を駆動し続けることで、培養装置３０の培養槽３２と光合成槽５０との間で培養液４０を循環させる。
【００７９】
このように、循環機構６０では、培養装置３０と光合成槽５０との間で培養液４０を循環させることにより、藻類が一か所に留まることなく、藻類が培養液４０中に分散する。
【００８０】
循環機構６０では、例えば、弁６１を閉め、弁７１を開けることで、培養装置３０中の培養液４０を配管４５を介して回収することができる。また、循環機構６０では、弁６２、６４を閉め、弁６３を開ければ、培養液４０が光合成槽５０に流れないため、光合成槽５０を取り外すことができる。また、循環機構６０では、弁６６を含む配管５２をミニマムフローラインとして用いる。循環機構６０では、弁６７を開けることで培養液４０中の空気を配管５３を介して抜くことができる。循環機構６０では、弁６８を開けることで配管５４を介して培養液４０を排出することができる。
【００８１】
以上のような構成からなる藻類の培養システム１は、排ガス発生源１０から発生した二酸化炭素を含む排ガスをバブリング用フィルター３４や撹拌羽３６を用いることにより、培養装置３０において培養液４０に十分に溶解させることができる。
【００８２】
藻類の培養システム１は、二酸化炭素を培養液４０に溶解させる培養装置３０と、藻類を光合成させる光合成槽５０とを分けてそれぞれの役割を分担することにより、藻類の培養を効率よく行うことができる。更に、藻類の培養システム１では、循環機構６０で培養装置３０と光合成槽５０との間で培養液４０を循環させることにより、藻類が光合成槽４０で光合成して増殖し、培養装置３０で二酸化炭素が供給され、再び光合成槽５０で光合成して増殖する、といったことを繰り返すことで、藻類の増殖が飛躍的に大きくなり、培養速度が速くなり、効率的に培養することができる。
【００８３】
藻類の培養システム１では、工場や火力発電所等から排出された排ガスを二酸化炭素源として用いることができるため、排ガスを有効利用することができる。
【００８４】
藻類の培養システム１では、温度センサー３７の情報を制御する制御盤３８により、培養液４０を藻類の培養に適した状態にすることができる。
【００８５】
藻類の培養システム１は、排ガス発生源１０から発生した二酸化炭素を含む排ガスから、藻類に含まれてはいけない有害物質を前処理装置２０で除去することにより、藻類の培養に適した二酸化炭素を含む排ガスとすることができる。
【００８６】
＜２．藻類の培養方法＞
上述した藻類の培養システム１を使用した藻類の培養方法について説明する。藻類の培養方法は、排ガス発生源１０から発生した二酸化炭素を含む排ガスを、藻類を含む培養液４０を収容した培養装置３０に供給して排ガス中の二酸化炭素を培養液４０中に溶解させる溶解工程と、藻類及び二酸化炭素を含む培養液４０を光合成槽５０に送り、藻類の光合成を行う光合成工程とを有する。藻類の培養方法は、培養装置３０と光合成槽５０との間で藻類及び二酸化炭素を含む培養液４０を循環させながら、藻類の培養を行う。
【００８７】
また、藻類の培養方法は、溶解工程の前に、排ガス発生源１０から供給される二酸化炭素を含む排ガス中の有害物質を除去する前処理工程をさらに有し、前処理工程は、湿式の有害物質を除去する工程及び／又は乾式の有害物質を除去する工程を含むことが好ましい。
【００８８】
藻類の培養方法は、例えば、排ガス発生源１０である火力発電所や工場において排出される二酸化炭素を含む燃焼排ガスの一部を利用するものである。
【００８９】
＜２−１．前処理工程＞
前処理工程は、排ガス発生源１０から供給される二酸化炭素を含む排ガスから、有害物質を除去するための工程である。有害物質を除去する方法としては、図２に示す湿式の有害物質除去装置１１及び乾式の有害物質除去装置２１を使用する。前処理工程では、湿式の有害物質除去装置１１でカドミウムやひ素等の水溶性の有害物質が除去され、その後、乾式の有害物質除去装置２１で水銀等の不溶性の有害物質が除去される。前処理工程では、鉛を除去するために、湿式の有害物質除去装置１１の冷却水槽１２内に活性炭を添加してもよい。前処理工程は、排ガスに含まれる有害物質の種類に応じて、例えば、水溶性の有害物質のみを含む排ガスであれば、湿式の有害物質除去装置１１のみを用いる。また、前処理工程は、不溶性の有害物質のみを含む排ガスであれば、乾式の有害物質除去装置２１のみを用いることもできる。
【００９０】
前処理工程では、排ガスから有害物質を除去することで、有害物質を含まない排ガスを用いて藻類の培養をすることができる。例えば藻類としてユーグレナを培養する場合には、培養したユーグレナは、バイオ燃料の他にも、健康食品や化粧品としての用途もある。重金属などの有害物質がユーグレナ内に蓄積してしまうことは好ましくないため、前処理工程において排ガスから有害物質を除去する。
【００９１】
＜２−２．溶解工程＞
溶解工程は、前処理工程で有害物質を除去した排ガスを、図３に示す培養装置３０に供給して排ガス中の二酸化炭素を藻類を含む培養液４０中に溶解させる工程である。溶解工程では、さらに鉛を除去するために、培養装置３０の培養槽３２内に活性炭を添加してもよい。活性炭は、前処理工程と溶解工程の両方の工程で添加してもよいし、何れか一方の工程でのみ添加してもよい。培養前に有害物質である鉛を除去するという観点からは、前処理工程で活性炭を添加することが好ましい。溶解工程では、活性炭を添加することにより、排ガス中の二酸化炭素を藻類を含む培養液４０中に溶解させる際に、藻類に取り込まれる鉛の量を低減させることができる。排ガスに有害物質が含まれない場合には、排ガス発生源１０から発生した排ガスを直接培養装置３０に供給してもよい。
【００９２】
藻類としては、光合成を行い二酸化炭素を消費するものであれば種類は特に問わないが、バイオディーゼル燃料のほか健康食品や化粧品など様々な用途に用いることができる、ユーグレナが好ましい。ここで、ユーグレナとは、動物学や植物学の分類でユーグレナ属（Ｅｕｇｌｅｎａ）に分類される植物、その変種及びその変異種のすべてをいう。ユーグレナ属の微生物としては、具体的には、Ｅｕｇｌｅｎａ ａｃｕｓ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｃａｕｄａｔａ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｃｈａｄｅｆａｕｄｉｉ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｄｅｓｅｓ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｇｒａｃｉｌｉｓ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｇｒａｎｕｌａｔａ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｍｕｔａｂｉｌｉｓ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｏｘｙｕｒｉｓ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｐｒｏｘｉｍａ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｓｐｉｒｏｇｙｒａ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｖｉｒｉｄｉｓ、Ｅｕｇｌｅｎａ ｖｅｒｍｉｆｏｒｍｉｓなどを例示することができる。このうち特に、ユーグレナ グラシリス（Ｅｕｇｌｅｎａ ｇｒａｃｉｌｉｓ）が好適である。
【００９３】
溶解工程で使用する培養液４０は、藻類の種類によって培養しやすいものを選択する。培養液４０としては、例えば、ＣＭ培地や廃肥料（混合肥料）を用いることができる。なお、廃肥料（混合肥料）とは、３０種類以上の肥料が混ざったものであり、藻類の主要栄養源をすべて含むものである。
【００９４】
溶解工程では、二酸化炭素を培養液４０に溶解する際は、図３に示すバブリング用フィルター３４を介して二酸化炭素を培養液４０に供給し、併せて撹拌羽３６で撹拌させることで二酸化炭素を培養液４０全体に溶解させる。藻類の培養方法では、有害物質を除去した二酸化炭素を安定的かつ大量に培養液４０中の藻類に供給することにより、後の光合成工程において、藻類の培養速度を向上させ、藻類を効率的に培養することができる。
【００９５】
排ガスの流量は、藻類の種類に応じて適宜調整する。例えば５００Ｌの培養液に対して２５ｍ３／ｈを超える流量の排ガスを供給すると藻類は死滅してしまう。したがって、排ガスの流量を調整する必要がある。例えばユーグレナの場合は、排ガスの流量を２〜５ｍ３／ｈとすることが好ましい。二酸化炭素の濃度は、ガスブロア３３を調整することで２〜５ｍ３／ｈの流量となるように二酸化炭素の流量を調整し、藻類が培養しやすい二酸化炭素濃度にすることができる。
【００９６】
培養液４０の温度は、１５℃〜３５℃が好ましい。より好ましくは２５℃〜３０℃であり、最も好ましいのは２８℃である。培養液４０の温度は、最適な温度を維持することで、藻類の培養効率が良くなる。ユーグレナの場合、１５℃未満になるとユーグレナの活動が休止してしまう。また、培養液４０の温度が３５℃を超えるとユーグレナは死滅してしまう。培養工程では、培養液４０の温度を温度センサー３７によって監視し、培養装置３０に設置された加熱装置や冷却装置等により調整する。
【００９７】
培養工程では、培養液４０に二酸化炭素を含む排ガスを供給しているため、培養液４０のｐＨは２．５程度まで低下する。藻類としてユーグレナを培養する場合には、このような低ｐＨにおいても活発に活動するが、他の微生物はこの低ｐＨにおいては生育できないため、他の微生物によるコンタミネーションの防止となる。ユーグレナ以外の藻類を培養する場合には、藻類が生育可能なｐＨとなるように例えばアルカリを用いて培養液４０のｐＨの調整を行う。
【００９８】
以上のような培養工程では、大気に曝すよりも多くの量の二酸化炭素が培養液４０に供給され溶解すると共に、培養液４０の液温を藻類の培養に適したものに調整することで、高い培養効率が得られる状態とすることができる。
【００９９】
＜２−３．光合成工程＞
光合成工程は、培養装置３０と光合成槽５０との間で藻類を含む培養液４０を循環させ、藻類の培養を行う工程である。
【０１００】
光合成工程では、光合成槽５０で培養液４０中の藻類が光合成を行うことで、排ガス発生源１０から発生した二酸化炭素を消費する。また、光合成工程では、排ガス発生源１０から大量の二酸化炭素が供給され、消費された二酸化炭素は、光合成により炭水化物となり、藻類の栄養分となるため、藻類の培養速度を向上させ、藻類を効率的に培養することができる。
【０１０１】
光合成工程では、藻類の培養、特にユーグレナの培養における培養液４０の温度は１５℃〜３５℃が好ましく、より好ましくは２５℃〜３０℃であり、最も好ましいのは２８℃である。光合成工程では、光合成槽５０は、例えば、かまち内に蒸気や冷水を送ることで培養液４０の温度を調整することができる。
【０１０２】
光合成工程では、培養装置３０と光合成槽５０との間を、藻類を含む培養液４０が循環する。これにより、光合成工程では、藻類が一か所に留まることなく培養液４０中に適度に分散する。また、光合成工程では、培養装置３０における二酸化炭素の溶解工程とは別に設けることで、溶解工程と役割を分担し、藻類の培養を効率よく行うことができる。
【０１０３】
以上のような、藻類の培養方法は、排ガス発生源１０から発生した大量の二酸化炭素を含む排ガスを、藻類を含む培養液４０を収容した培養装置３０に供給して排ガス中の二酸化炭素を培養液４０中に溶解する。これにより、藻類の培養方法では、排ガス中から大量の二酸化炭素を培養装置内３０の培養液４０に溶解させることができる。
【０１０４】
藻類の培養方法では、藻類及び二酸化炭素を含む培養液４０を光合成槽５０に送り、培養装置３０と光合成槽５０との間で藻類及び二酸化炭素を含む培養液４０を循環させることで、培養液４０中の藻類が増殖を繰り返す。これにより、藻類の培養方法では、藻類に光合成を行わせ、二酸化炭素を消費させると共に、光合成により合成された炭水化物等の養分により藻類が増殖し、大量に藻類を培養することができる。
【０１０５】
また、藻類の培養方法では、溶解工程の前に、排ガス発生源１０から供給される二酸化炭素を含む排ガス中の有害物質を除去する。これにより、藻類の培養方法では、工場や火力発電所等からの排ガスであっても有害物質を除去することで、有害物質を含まない藻類を培養することができる。
【０１０６】
このように、藻類の培養方法は、排ガス発生源１０から発生した二酸化炭素を含む排ガスを回収し、排ガスを藻類の培養に利用することで、排ガスの有効利用を図ることができると共に、藻類の培養速度を向上させ、藻類を効率的に培養することができる。
【実施例】
【０１０７】
以下に、本発明を適用した具体的な実施例を詳しく説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【０１０８】
［実施例１］
実施例１では、藻類の培養における排ガスの効果を確認するための実験を行った。実施例１は、三角フラスコにおいて、１５０ｍＬのＣＭ培地中でユーグレナを培養した。培地の初期ｐＨは５．５で、水温は２８℃とした。光源には蛍光灯を用い、約１１８μｍｏｌ／ｍ２／ｓの光量で２４ｈ照射した。以上の条件に加え、有害物質を除去した石炭火力発電所からの排ガスを７０ｍＬ／ｍｉｎで送気し、培養液中に通気しながらユーグレナの培養を行った。
【０１０９】
［比較例１］
比較例１は、三角フラスコにおいて、１５０ｍＬのＣＭ培地中でユーグレナを培養した。培地の初期ｐＨは５．５で、水温は２８℃とした。光源には蛍光灯を用い、約１１８μｍｏｌ／ｍ２／ｓの光量で２４ｈ照射した。以上の条件に加え、通常の空気を１５０ｍＬ／ｍｉｎで送気し、培養液中に通気しながらユーグレナの培養を行った。
【０１１０】
実施例１及び比較例１の条件で行ったユーグレナの培養の結果を図６に示す。８日経過時点で、比較例１の空気培養で行った場合のユーグレナの数は、約０．５×１０６cells／ｍＬであった。これに対して、実施例１の排ガスによる培養を行った場合のユーグレナの数は、約２．５×１０６cells／ｍＬとなった。このように、実施例１では、排ガスの流量が比較例１の通常の空気の流量の半分以下にもかかわらず、実施例１の排ガスによる培養の場合の方が比較例１の空気培養の場合に比べておよそ５倍ユーグレナの数が多く増殖していることがわかる。
【０１１１】
［実施例２］
実施例２では、ＣＭ培地の代わりに廃肥料（混合肥料）を用いた場合の効果を確認する実験を行った。実施例２は、試験管において、５０ｍＬの廃肥料（混合肥料）中でユーグレナを培養した。培地の初期ｐＨは５．５で、水温は２８℃とした。光源には蛍光灯を用い、約１６０μｍｏｌ／ｍ２／ｓの光量で２４ｈ照射した。以上の条件に加え、有害物質を除去した石炭火力発電所からの排ガスを５０ｍＬ／ｍｉｎで送気し、培養液中に通気しながらユーグレナの培養を行った。
【０１１２】
［比較例２］
比較例２は、試験管において、５０ｍＬの廃肥料（混合肥料）中でユーグレナを培養した。培地の初期ｐＨは５．５で、水温は２８℃とした。光源には蛍光灯を用い、約１６０μｍｏｌ／ｍ２／ｓの光量で２４ｈ照射した。以上の条件に加え、通常の空気を５０ｍＬ／ｍｉｎで送気し、培養液中に通気しながらユーグレナの培養を行った。
【０１１３】
実施例２及び比較例２の条件で行ったユーグレナの培養の結果を図７に示す。１３日経過時点で、比較例２では、空気培養であった場合のユーグレナの数は、約１．５×１０６cells／ｍＬとなった。これに対して、実施例２では、排ガスによる培養を行った場合のユーグレナの数は、約９．０×１０６cells／ｍＬとなった。このように、培地を廃肥料（混合肥料）に変えた場合であっても、実施例２の排ガスによる培養の場合の方が比較例２の空気培養の場合に比べておよそ６倍ユーグレナの数が多く増殖していることがわかる。
【０１１４】
［実施例３］
実施例３では、実際の操業の例を示す。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【０１１５】
実際の操業においては、本発明を適用した藻類の培養の前に、予備培養を行う。予備培養は、少量の種株としての藻類を、大型の装置で培養するのに適した細胞数にまで増殖させるための培養である。
【０１１６】
（予備培養１）
予備培養１では、２〜５ＬのＣＭ培地（純水に溶かしたもの）中で空調のある室内でユーグレナを培養した。培地の初期ｐＨは硫酸で５．５に調整した。光源には蛍光灯を用い、１６０μｍｏｌ／ｍ２／ｓの光量で２４ｈ照射した。通常の空気をガスブロアで２４ｈ送気し、培養液中に通気しながら室温下でユーグレナの培養を１週間〜１０日程度行った。
【０１１７】
（予備培養２）
予備培養２では、廃肥料（混合肥料）（工業用水に溶かしたもの）を用いた培養液を５００Ｌ用いた。この培養液のｐＨを硫酸を用いてｐＨ３．５に調整した。この培養液を培養装置の培養槽に入れ、予備培養１で培養したユーグレナを加えた。平板傾斜パドル２枚で撹拌しながら、培養液に有害物質を除去した石炭火力発電所からの排ガスを３〜５ｍ３／ｈの流量で２４ｈ供給した。光は自然光を当て、随時制御盤で液温を監視し、温度を制御しながら２週間、培養装置のみでユーグレナを培養した。
【０１１８】
その結果、培養開始時は０．０１×１０６cells／ｍＬであったユーグレナが、２週間後には０．３×１０６cells／ｍＬに増殖した。ユーグレナを増殖させた後に、光合成槽としてのチューブリアクターを、培養装置に接続した。
【０１１９】
（本培養）
本培養では、予備培養２で用いた培養液５００Ｌに、チューブリアクター分の７００Ｌと配管分の１００Ｌの廃肥料（混合肥料）（工業用水に溶かしたもの）からなる培養液を追加した。培養液には、廃肥料（混合肥料）を用いたが液量が多量のため、ｐＨ調整は行わなかった（初期ｐＨ６．７）。ユーグレナを含む培養液は、培養装置とチューブリアクターの間で、配管及びポンプにより循環させた。
【０１２０】
培養槽内に平板傾斜パドル２枚で撹拌した状態で、有害物質を除去した石炭火力発電所からの排ガスを３〜５ｍ３／ｈの流量で２４ｈ供給した。チューブリアクターは日当たりのよい場所に設置し、自然光を当てた。チューブリアクターの液温については温度計で管理し、かまち内に流水（冷却時）や蒸気（加熱時）を当てることで調整した。
【０１２１】
予備培養２から本培養に移る際に培養液を追加したため、培養開始時は０．０７×１０６cells／ｍＬであったが、１０日間培養した後には０．５×１０６cells／ｍＬにまでユーグレナが増殖した。
【０１２２】
このように、藻類の培養システムを用いて藻類を培養することで、排ガス発生源から供給される二酸化炭素を含む排ガスを回収し、排ガスを藻類の培養に利用することで、排ガスの有効利用を図ることができると共に、大気中で培養するのと比較して藻類の培養速度を向上させ、藻類を効率的に培養することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１  藻類の培養システム、２〜９  配管、１０  排ガス発生源、１１  湿式の有害物質除去装置、１２  冷却水槽、１３  ドラフトチューブ、１４  フィルター、１５  冷却水、１６  排出口、１７  吸気口、２０  前処理装置、２１  乾式の有害物質除去装置、２２  デミスタ、２３  バッファタンク、２４  マニホールド、２５Ａ，２５Ｂ  フィルターハウジング、２６  マニホールド、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ  弁、２８  活性炭槽、２９  配管、３０  培養装置、３１  載置台、３２  培養槽、３３  ガスブロア、３４  バブリング用フィルター、３５  撹拌モーター、３６  撹拌羽、３７  温度センサー、３８  制御盤、４０  培養液、４１  供給ポンプ、４２  蓋部、４３  送液口、４４〜４６  配管、５０  光合成槽、５１〜５４  配管、５９  ポンプ、６０  循環機構、６１〜６９  弁、７０  チューブリアクター、７１  弁
【図１】
2015198649.tif 000003
【図２】
2015198649.tif 000004
【図３】
2015198649.tif 000005
【図４】
2015198649.tif 000006
【図５】
2015198649.tif 000007
【図６】
2015198649.tif 000008
【図７】
2015198649.tif 000009