(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ２および水ならびに藻類を受容するように構成されるとともに、収穫される藻類バイオマスの少なくとも１つの取り出し口が設けられたタンク状の反応槽（３２）を備えた、微細藻類の生産および収穫のためのバイオリアクタ（３０）において、
前記反応槽（３２）は、１つ以上の傾斜可能な攪拌格子（６０）と収穫格子（６２）とが設けられた水平な回転梁（５４）を有し、
前記回転梁（５４）にはいくつかのアーム（５４ａ，５４ｂ，５４ｃ）が設けられ、前記攪拌格子（６０）および前記収穫格子（６２）は、それぞれのアームに一緒に又は別々に取り付けられ、
前記収穫格子（６２）は、水を通すが前記藻類の塊を通さない微細な格子または格子状物として形成されるとともに、前記反応槽（３２）の底を「掻いて」前記藻類の塊を運ぶ下部（６３）を備え、
前記攪拌格子（６０）は、水および前記藻類の塊を通す目の粗い格子状物として形成されるとともに、前記反応槽（３２）で前記藻類の塊を混合するか、かき回すように構成されていることを特徴とする、バイオリアクタ。
【請求項２】
前記攪拌格子（６０）および前記収穫格子（６２）は、傾斜可能であり、前記反応槽（３２）の前記水（３２ａ）の上の位置で休止するよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項３】
ベアリングアセンブリ（５２）が、前記反応槽（３２）を横切って延びる通路（２４）の中央に取り付けられ、前記回転梁（５４）は、前記反応槽（３２）の上方で前記ベアリングアセンブリ（５２）に懸架されていることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項４】
前記回転梁（５４）の端（５６）に、前記反応槽（３２）の近傍の上部水平面部（３８）上で回転するモータ駆動ホイール（５８）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項５】
前記攪拌格子（６０）には、前記反応槽（３２）の底および側壁の清掃のために、ブラシ（６５）が下部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項６】
前記攪拌格子（６０）には、前記反応槽（３２）の前記水に不活性空気を注入する複数の散布器（６６）が設けられ、前記不活性空気は、前記藻類バイオマスの成長を促進するものであることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項７】
前記反応槽（３２）は、半径方向に延びる１つ以上の傾斜した収穫ダクト（７０）から構成され、前記収穫ダクトは、前記反応槽（３２）の中央の近傍の領域から延び、前記反応槽（３２）の外周を越えて外に延び、収穫された前記藻類の塊は、前記収穫ダクト（７０）を通じて流出し、収集タンク（７４）まで流れるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項８】
前記収穫ダクト（７０）は、前記反応槽（３２）の水面の近傍の領域に上昇部（７２）を有し、前記収穫ダクト（７０）の前方では、前記反応槽（３２）の底（３６）の第１の部分（７２ａ）が、前記収穫ダクト（７０）まで上方に湾曲しているか、アーチ状に延び、前記収穫ダクト（７０）の後方では、第２の部分（７２ｂ）が、再び前記底（３６）まで下方にアーチ状に延びていることを特徴とする、請求項７に記載のバイオリアクタ。
【請求項９】
照明用のフレーム（２８）が、前記梁（５４）に取り付けられ、かつこれとともに回転駆動され、前記反応槽（３２）に向かって垂れて前記藻類の生産を活性化する複数の照明ロッド（６４）のように形成されるいくつかの照明が、前記照明フレーム（２８）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項１０】
前記反応槽（３２）は、前記反応槽を覆う密閉室が生成されるように屋根（２６）または蓋で被覆され、前記屋根（２６）は、前記藻類の生産を活性化する光を透過するよう透明でありかつプラスチックまたはガラスから形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項１１】
前記バイオリアクタ（３０）は、浮遊構造物（１０）に取り付けられ、前記浮遊構造物には、フロートカラー（１２）が設けられ、これにより前記構造物は水面（１４）内又は水面（１４）上に浮くように構成され、さらに、前記浮遊構造物（１０）は、ポンプと、前記バイオリアクタ（３０）の操作用の他の装置とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ２および水ならびに藻類を受容するように配置され、収穫される藻類バイオマスの少なくとも１つの取り出し口が設けられるタンク状の反応槽を備える、微細藻類の生産および収穫のためのバイオリアクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献からは、国際公開第２０１０／０１３９９８号および国際公開第２０１０／１１７７２６号を参照する。国際公開第２０１０／０１３９９８号は、藻類の収穫および培養のためのバイオリアクタに関する。この設備は収穫機構として用いることもできる回転攪拌機構を含み、収穫機構のフィルタブレードは藻類塊の一部を収集器に押し上げることができる。攪拌／収穫機構の全体は、レール上で、設備上に沿って移動させることができ、したがって設備の全長をカバーすることができる。リアクタ自体は温室内にあり、いくつかの導管を備える。設備の照明および暖房ならびにＣＯ２の供給のためのシステムも記載されている。国際公開第２０１０／１１７７２６号は、回転ロッドを有する攪拌システムを含む円形の浮遊バイオリアクタに関する。
【０００３】
さらに米国特許出願公開第２０１１／０２０１１０２号、米国特許出願公開第２０１２／０３２９１４７号および米国特許第８６４２３２６号も参照する。米国特許出願公開第２０１１／０２０１１０２号は、藻類の連続培養のための単純なバイオリアクタに関する。バイオリアクタは、培養液、ＣＯ２および藻類の培養物の供給のための関連ポンプおよび関連パイプラインを有するタンクから構成される。タンクは温室のような構造物内に置かれ、タンクの上に取り付けられる照明器を有する。これに加えて、タンクは藻類溶液の循環のためのシステムを有し、このシステムでは、ＣＯ２の豊富な水の泡導入のための孔を有する柔軟なホースを備える流動誘導器が、２つの側壁の間で底に固定されている。米国特許出願公開第２０１２／０３２９１４７号には、浮遊構造内にあるいくつかの被覆されたバイオリアクタを含む、藻類の培養のための設備が記載されている。設備は、水、栄養素および藻類培養物の供給および循環のための様々なポンプおよびパイプを備える。これに加えて、バイオリアクタは脱水されている藻類の懸濁液を収穫する装置を備え、収穫された藻類は貯蔵タンクに導かれる。米国特許第８６４２３２６号は、リアクタ中での藻類の生産および収穫のためのシステムに関する。システムは、被覆された反応タンクに加えて、注入水にＣＯ２を溶け込ませる攪拌器と、リアクタ内での運動を確実にする、組み込み照明器を有するガイドプレートと、収穫のための取り出し導管と、反応タンクの水位を測定するフロートと、さらに、収穫された藻類のための脱水設備とを備える。被覆されたリアクタは、発生した酸素を排気するシステムも有する。
【０００４】
藻類生産そのものが行われる配管設備、および藻類の収穫のための個々の装置のような、リアクタでの微細藻類の生産のためのいくつかのシステムおよび装置が知られている。
【０００５】
これらのシステムは特に大きい面積を必要とし、多くの場合、非常に高コストである。さらに、これらのシステムは清掃およびメンテナンスの理由で運転状態を維持するのに特に多くのコストがかかる。これらのシステムを建設することは非常に複雑であり、非常に効率が悪い。これに加えて、これらのシステムは汚染の影響を受け、一般的に、貧弱なインフラストラクチャの場所に建てられ、かつ、光とともに微細藻類の実質的な成長を得る必要条件であるＣＯ２を移行する燃焼ガス設備と接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０１３９９８号
【特許文献２】国際公開第２０１０／１１７７２６号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０２０１１０２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１２／０３２９１４７号明細書
【特許文献５】米国特許第８６４２３２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明に係れば、近年の複雑で高コストの設備を解決し、同時に、ＣＯ２源として海水を効率的に用い、加えて、完全に同一なユニットに一体化される閉じた生産および収穫設備を実現する閉じたシステムを持つことを目的とする。
【０００８】
藻類の生産および収穫を結合して完全に同一なユニットに一体化することを目的とする。
【０００９】
これに加えて、光を入れ、同時に外部からの汚染を避け、低い構築寸法の小さい体積を持つ、ガラス材料または他の材料から形成される密閉室にリアクタを閉じ込めることを目的とする。
【００１０】
これにより、化粧品、農業向けの飼料製造のようなより大きな市場および医薬品産業に藻類オイルおよびその製品を供給することが可能になる。これに加えて、単純な手法で農業設備由来の廃棄物を利用することを目的とするが、同時に、藻類の生産から圧縮酸素を得ることができる。
【００１１】
これは気密性のリアクタ蓋によって解決することができるが、藻類の生産により発生する酸素の利用のために確実に気密にされる。これは、ハウジングまたは蓋が大気に酸素を放出する代わりに、閉じたパイプシステムを用いてファンに接続される場合に行なうことができる。
【００１２】
その後、たとえば、発電機および／または直接酸素ガスを圧縮する圧縮器に酸素を供給することができる。これにより、酸素をボンベに連続的に貯蔵することが可能になり、酸素ボンベバッテリ一式として貯蔵することが可能になる。その後、さらに商品価値のある農業産業向けの製品とすることができ、別の用途では、酸素のフラスコに関する競争の激しい用途向けの製品とすることができる。
【００１３】
このことは、本発明が非常に効果的な製造プロセスをもたらし、そのうえ、生産ユニットそのものから直ちに供給することができる酸素の形態としてさらなる製品が実現されることを意味する。
【００１４】
これは強みであり、閉じた地上農業設備に加えるものとして、またこれに代わるものとして、寄生虫の駆除、養魚設備でのクラゲの侵入に関連して養魚産業により用いられるすぐれた資源となる。
【００１５】
さらに、本発明に係れば、リアクタ部上に設置することもできる、藻類培養物の加熱のための基本的な藻類培養タンクのようにして、藻類リアクタ内で藻類の生産の際に高温を実現することができる。これは、たとえば、酸素ガスの圧縮により発生する熱がリアクタに入れられる海水と熱交換される場合に実行することができ、その際、酸素製造物そのものを冷却するのに役立つ。
【００１６】
すぐれた制御、低い投資コスト、および効率的でコンパクトでメンテナンスに都合がよい藻類の生産の実施の形態を提供し、さらには近年の解決手段と比較して連続性にすぐれ、より衛生的であり、かつより効率的である藻類の生産および収穫のための方法を提供する技術的解決手段を目的とする。
【００１７】
さらに、本発明に係る解決手段により、藻類自体の生産およびその周囲のプロセスの制御の経済的な機能的解決手段の実現が試みられるのと同時に、確実にすべての防火法規を非常に簡単に満たすことができる。
【００１８】
さらに、本発明に係れば、藻類バイオマスがリアクタを横切ってリアクタから出るように周縁で滑動し得る外縁で、収穫ダクトが可能な限り大きいという顕著な利点がある。このリアクタでは、ダクトは、上澄み水排出装置、遠心分離機、また場合によってはプレスのように形成される脱水部と接続される角または取り出し口内方に向かってわずかに傾斜して、円錐形である。脱水部はさらに、藻類バイオマス自体よりも高価な飽和ω−３酸として純度の高い藻類オイルを分離することができる。
【００１９】
藻類バイオマスはジェット燃料および動物飼料としてさらに利用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述の目的は、ＣＯ２および水ならびに藻類を受容するように構成されるとともに、収穫される藻類バイオマスの少なくとも１つの取り出し口が設けられたタンク状の反応槽を備えた、微細藻類の生産および収穫のためのバイオリアクタにおいて、反応槽は、１つ以上の傾斜可能な攪拌格子と収穫格子とが設けられた回転梁を有することを特徴とするバイオリアクタを用いて実現される。
【００２１】
別の実施の形態はそれぞれの従属請求項において得られる。
【００２２】
前記攪拌格子および収穫格子は、傾斜可能にすることができ、反応槽の水の上の位置で休止するよう構成することができる。
【００２３】
回転梁には、好ましくは、いくつかのアームが設けられ、前記攪拌格子および収穫格子は、それぞれのアームに取り付けられる。これとは別に、前記攪拌格子および収穫格子は、同じアームに取り付けることができる。
【００２４】
ベアリングアセンブリを反応槽を横切って延びるタラップの中央に取り付けることができ、回転梁は、反応槽の上方でベアリングアセンブリ内に懸架される。
【００２５】
さらに、回転梁の端には、反応槽の近傍の上部水平面部上で回転するモータ駆動ホイールを設けることができる。
【００２６】
収穫格子は、好ましくは、水を通すがバイオマスを通さない微細な格子または格子状物として形成され、反応槽の底を掻いて藻類の塊を運ぶ下部分を備えることができる。
【００２７】
攪拌格子は、好ましくは、水および藻類の塊を通す粗い格子状物として形成され、反応槽で藻類の塊を混合するか、かき回すように構成される。
【００２８】
攪拌格子には、反応槽の側壁および底の清掃のために、ブラシなどを下部分に、場合によっては側縁に設けることができる。
【００２９】
さらに、攪拌格子には、反応槽の水に不活性空気を注入する複数の散布器を設けることができ、不活性空気は、藻類バイオマスの成長を促進する。
【００３０】
反応槽は、１つ以上の傾斜した収穫ダクトを備えることができ、収穫ダクトは、反応槽の中央の近傍の領域から延び、反応槽の外周を越えて外に延び、収穫された藻類のバイオマスは、収穫ダクトを介して流出し、収集タンクまで流れるように構成される。
【００３１】
収穫ダクトは、反応槽内の水の表面の近傍の領域にある上昇部から構成することができ、収穫ダクトの前方では、反応槽の底の第１の部分が、収穫ダクトに向かって上に湾曲しているか、アーチ状に延び、収穫ダクトの後方では、第２の部分が、再び底まで下方にアーチ状に延びる。
【００３２】
照明用のフレームを梁に取り付けることができ、これと一体的に回転駆動することができる。反応槽に向かって垂れて藻類の生産を活性化する、照明ロッドのように形成される複数の照明が、照明フレームに取り付けられる。
【００３３】
さらに、反応槽は屋根または蓋によって被覆することができ、これにより反応槽を覆う密閉室が設けられる。屋根は透明であり、藻類の生産を活性化する光を透過するプラスチックまたはガラスから形成される。
【００３４】
バイオリアクタは、浮遊構造物に取り付けることができ、浮遊構造物には、フロートカラーが設けられ、これにより構造物は水面に浮くように構成され、さらに、浮遊構造物は、ポンプと、バイオリアクタの操作用の他の装置とを含む。
【００３５】
本発明は、以下に説明される添付の図を用いてより詳細にここで記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るバイオリアクタとともに浮遊構造物を示す。
【図２】図１に示されている構造物の部分断面を示す。
【図３】図２で示されているリアクタをより詳細に示す。
【図４】上から見た本発明に係る閉じたバイオリアクタの概略を示す。
【図５】上から見た本発明に係るバイオリアクタの詳細を示す。
【図６】上から見た本発明に係るバイオリアクタの詳細を示す。
【図７】上から見た本発明に係るバイオリアクタの詳細を示す。
【図８】本発明に係るバイオリアクタの一部である攪拌格子を示す。
【図９】本発明に係るバイオリアクタの一部である攪拌格子を示す。
【図１０】本発明に係るバイオリアクタの一部である収穫格子を示す。
【図１１】本発明に係るバイオリアクタの一部である収穫格子を示す。
【図１２】反応槽に取り付けられた攪拌格子の断面をより詳細に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１に示されているように、本発明の実施の形態は、フロートカラー１２を設けることができる浮遊構造物１０を備え、これにより、構造物は水面１４に浮くように配置される。錨泊のため、フロートカラー１２には、投錨点（図示せず）まで水中に下に延びる投錨線１６を設けることができる。このように、浮遊構造物１０は、通常の浮遊養魚設備と同様の手法で錨泊させることができる。さらに、浮遊構造物１０は、船舶を係留することができる１つ以上の岸壁１８，２０を備えることができる。これらの岸壁はポンプと、浮遊構造物に取り付けられるバイオリアクタ３０の操作のための他の装置とを含むことができる。
【００３８】
バイオリアクタ３０は図２にさらに詳細に示されており、水充填タンクが形成されるように側壁３４および底３６を有する反応槽３２を備える。表現「バイオリアクタ」が意味するものは、反応槽と、関連ポンプと、藻類の生産の操作のための装置と、さらに他の装置である。反応槽３２は、所定の水位まで水で満たされ、それは、周囲の水の表面１４の水位より高い、表面１４の水位より低い、または表面１４の水位に対応しており、水の供給のための取り入れパイプ４０に接続される。水はポンプ４２を利用して汲み上げることができ、フィルタシステム４４に導かれる。その後、水は、藻類の基本培養物（すなわち、将来反応槽３２に導かれる出発培養物）を供給するための生産設備４６に導かれる。１つ以上のポンプ４２およびフィルタシステム４４は岸壁１８の下部に配置することができる一方で、生産設備４６は同じ岸壁１８のハウジング４８に配置することができる。
【００３９】
複数のタラップ２４が反応槽３２を横切って延び、反応槽の上の中心点で交わることが好ましい。中央制御室２２は中心点に配置することができる。タラップおよび制御室により、バイオリアクタの清潔で人間工学的な操作が確実になされる。反応槽３２に供給される水および藻類は、タラップ２４に取り付けられるパイプライン５０またはチューブを介して生産設備４６に導くか、水を直接ポンプ４２およびフィルタシステム４４から１つ以上のパイプ５０を介して反応槽３２に圧送する。
【００４０】
タラップ２４、より具体的には、タラップが交わる中心点は、回転梁５４のためのベアリングとしても機能し、梁はベアリングアセンブリ５２に取り付けられる。梁５４の操作のため、ベアリングアセンブリ５２は電動化することができるが、反応槽３２の近傍の上部水平面部３８で回転するモータ駆動ホイール５８を梁の端５６に設けることがより好ましい。このことは、ベアリングアセンブリ５２が非常に小さい直径を持つことができ、かつ梁５４を支持して制御された速さで回転駆動する場合に構造物は非常に構築しやすいことを意味する。パイプライン５０を通じて供給される水および任意の藻類は、ベアリングアセンブリ５２を介して反応槽３２に散布することができる。同様に、ベアリングアセンブリ５２を介して肥料または栄養塩類を供給することもできる。さらに、ベアリングアセンブリ５２は、回転梁５４に取り付けられる複数の攪拌格子６０および収穫格子６２に電流を伝達する電気スリップリングを備えることができる。攪拌格子６０および収穫格子６２は以下でより詳細に説明する。
【００４１】
図４は、上から見たバイオリアクタ３０を有する浮遊構造物１０を示し、また、図示されているように、示されている浮遊構造物１０は本実施の形態では円形形状を有する。回転梁５４に関しては、反応槽３２は円形であることが好ましいが、反応槽は他の形状も当然持つことができる。これにより、タラップ２２は円形形状の中心で図示のように交わり、その箇所には、上述のように、制御室２２を配置することができる。反応槽３２は好ましくは屋根２６または蓋によって被覆され、これにより反応槽を覆う密閉室が設けられる。このことは、反応槽の底３６、壁３４および屋根２６が閉じた空間を提供することを意味する。屋根２６は好ましくは透明であり、藻類の生産を活性化する光を透過させるプラスチックまたはガラスから形成される。透明屋根２６が可能な限り低く取り付けられ、より好ましくはタラップ２４および制御室２２の下の高さに取り付けられる場合、これにより、水１４中で非常に深い状態で浮くという本発明に係る解決手段がもたらされる。そのうえこの解決手段は、美観上、利点であり、さらにこの解決手段は、産生が環境にやさしく、清潔な手法で行われることに加えて、極めて安価な解決手段である。さらに、この実施の形態に関しては、ほとんどメンテナンスは必要ない。そのうえ、この実施の形態はほとんど風力の影響を受けず、これにより、その錨泊を単純化することができ、生産を行うことが可能な面積を拡大することができる。
【００４２】
吸引ファン８４が停止するか、当局または他の機関による要求に対して過剰に高い酸素レベルに達することになる場合、屋根２６に通気ハッチを設けることができる。この場合、これらのハッチはヒンジで枢動させることができ、過剰に高い酸素レベルで通気ハッチを開くツイストモータによって自動的に開くことができる。これにより、爆発のないバイオリアクタが確実に得られ、これにより、爆発安全に関する一般的な承認の付与が可能になる。ファン８４は電気モータで駆動することができる。
【００４３】
回転梁５４は（図３に示されているように）２つのアームを有することができる。たとえば、図５および図６に示されているようなより好ましい実施の形態では、梁はいくつかのアーム（この場合では、３つのアーム５４ａ，５４ｂ，５４ｃ）から構成することができ、すべてのアームはベアリングアセンブリ５２に、説明されているように取り付けられ、駆動ホイール５８によって回転駆動される。いくつかのアームを用いて、反応槽３２での藻類マスのより円滑でより良好な攪拌が確実になされ、藻類マスのより迅速でより良好な収穫も確実になされる。
【００４４】
図４および図７に示されているように、また、この件について注目される図３について、照明用のフレーム２８を梁５４（または梁のアーム５４ａ，５４ｂ，５４ｃ）に取り付けることができ、これとともに回転駆動することができる。フレーム２８は好ましくは梁５４の上かつタラップ２４の下に取り付けられる。フレームは梁５４の下に取り付けることもできる。フレーム２８は複数の円形リングを備えることができ、これらのリングは、直径が一定の率で増加する状態で、互いの径方向の外側に取り付けられる。ただし、フレーム２８は、必要であれば、ベアリングアセンブリ５２に独立して取り付けることができ、梁５４の回転と独立して単独で回転駆動することができる。
【００４５】
複数の照明が反応槽３２での藻類の生産を活性化するために照明フレーム２８に取り付けられる。照明は反応槽３２に向かって垂れる照明ロッド６４のように形成することができる。照明は攪拌格子６０に取り付けることもできる。
【００４６】
藻類の塊を収穫するために、反応槽３２は好ましくは１つ以上の収穫ダクト７０を備える。本実施の形態では、１つのダクトが示されている。収穫ダクト７０は好ましくは反応槽３２の中央の近傍の領域から延び、反応槽３２の外周に向かって径方向に外に延び、その外周を越えて延び、場合によっては断面が一定の率で増大する。さらに、収穫ダクト７０はたとえば反応槽３２の底の上昇部７２に配置され、これにより、収穫ダクト７０の上部は槽３２の表面ゾーン３２ａに位置する。収穫ダクト７０、または収穫ダクトの底は径方向に上方に外に傾斜し、反応槽３２の外周を越え、収集タンク７４で終端する。このように、藻類バイオマスの非常に柔軟で効率的な生産および収穫を完全に同一のユニットで得ることができる。図６に示されているように、ダクト７０が中心から外方にかつ下に穏やかに傾斜し、その後にダクトが内方に角度がつけられる場合に、収穫はなお一層効率的になる。この手法では、藻類バイオマスは外方に自由に移動することができ、収穫ダクト７０において下に移動することができ、収集タンク７４内に下に移動することができる。収集タンク７４は、その先でポンプおよび／もしくは遠心分離機、または上澄み水排出装置７６に接続することができる。藻類バイオマスを脱水し、同時に純度の高い藻類オイルを分離するのにプレス７８を用いることができ、藻類オイルは水中で使用可能なタンク９０に貯蔵することができる。それと同時に、残りの藻類バイオマスの製造が可能であり、そのバイオマスはパイプライン８０ａを介してタンク８０に輸送し保管することができる。これは、様々な観点から、流動用のポンプパイプラインであってもよく、あるいはトランスポータスクリュであってもよい。これに加えて、過剰なバイオマスは、藻類生産に再び用いるために、ライン８２を介して反応槽３２に戻す際にさらに圧送することができる。このようにして、高価な藻類オイルの形で魅力的な製品を製造することができ、この場合、生産は特に効率的になり、藻類の培養物は無駄にならない。
【００４７】
上述されているように、本発明は複数の攪拌格子６０と複数の収穫格子６２とを備え、これらは、回転梁５４、より具体的には、アーム５４ａ，５４ｂ，５４ｃに取り付けられる。図１０および図１１では、収穫格子６２は梁５４に固定されて図示されており、取り付け点６２ａで梁５４に傾斜可能なように固定される格子または格子状物などを備える。収穫格子６２は傾斜可能にすることができ、たとえば、制御室２２から制御することができるモータ、シリンダまたははめ歯歯車／歯付きロッドシステムを利用して反応槽内の水の上の上部位置で休止させることができる。収穫格子６２は、示されているように、反応槽３２の底をかいて藻類の塊を運ぶ下部６３とともにＬ字形状などに形成することができる。収穫格子の残りの部分は、藻類塊を捕えて運ぶようにさらに配置されるが、好ましくは水のみを通して藻類の塊を通さないように形成する。このため、たとえば、微細なメッシュネットまたは格子状物を設けることができる。収穫格子６２は１つ以上の格子から構成することができ、梁５４の全長または長さの一部に沿って配置することができる。
【００４８】
したがって、収穫格子６２は藻類塊を収穫ダクト７０に導くのに用いる。この作業を単純化するために、収穫ダクト７０の両側の領域は図１０および図１１に示されている部分７２ａ，７２ｂのような上昇部７２を備えることができる。収穫ダクト７０の前方では、反応槽３２の底３６の第１の部分７２ａは収穫ダクト７０まで上方に湾曲しているか、アーチ状にされて延びている。線３２ａは反応槽の水位を示す。収穫ダクト７０の後方では、第２の部分７２ｂは、再び底３６まで下にアーチ状に延びる。図１０は、反応槽３２の中心の近くの上昇部７２ａ，７２ｂを示す一方で、図１１は、反応槽３２の中央から周縁における上昇部７２ａ，７２ｂを示す。収穫格子６２が中に落ちることがないように、あるいは収穫ダクト７０で動けなくなることがないように、収穫ダクトには好ましくは、上側に進行格子状物、誘導ロッドなどを設ける。進行格子状物などを横切って、収穫格子６２の下部６３は滑動することができる。
【００４９】
収穫格子６２は、使用中でないとき、図９に示されているように、上部位置で休止させることができる。
【００５０】
図８および図９において、攪拌格子６０は梁５４に固定されて図示されており、取り付け点６０ａを介して梁５４に傾斜可能に固定される格子、格子状物などを備える。攪拌格子６０は傾斜可能にすることができ、収穫格子６２に対応して、たとえば、制御室２２から制御することができるモータ、シリンダまたははめ歯歯車／歯付きロッドシステムを利用して反応槽内の水の上の上部位置で休止させることができる。攪拌格子６０は、示されているように、反応槽３２で藻類マスを混合するか、かき回すために、反応槽３２の底に当たる折れ曲がった下部６１とともにＬ字形状などで形成することができる。攪拌格子の残りの部分は藻類塊を混合するか、かき回すようにさらに配置され、水および藻類マスを通すように形成される。このため、攪拌格子６０には、図３または図１２に示されているように、目の粗い格子状物を設けるか、あるいは目の粗い格子状物として形成することができる。さらに攪拌格子６０はまっすぐな形状を持つ。
【００５１】
複数の攪拌格子６０があるアームに取り付けられる一方で、複数の収穫格子６２が別アームに取り付けられるように、攪拌格子６０および収穫格子６２は、梁５４またはアーム５４ａ，５４ｂ，５４ｃのそれぞれの部分に傾斜可能に取り付けることができる。使用中でない格子６０，６２は上に傾けられる。これとは別に、複数の攪拌格子６０および複数の収穫格子６２は同じアームまたは梁に取り付けることができる。後者の場合、攪拌格子６０の使用中に、収穫格子６２を図８および図９に示されているように上に傾けることができる。逆に、容易に収穫格子の逆の手法で、攪拌格子６０は上に傾けることができ、収穫格子６２は、攪拌格子６０が上方に傾けられている間、上記で説明されているように藻類マスの収穫のために反応槽３２内に落下させられる。
【００５２】
反応槽の底３２および側壁３４を連続的に清掃することができるように、攪拌格子６０にはブラシ６５を下部に、場合によってはその側縁に設けることもでき、これによりほぼメインテナンスフリーの解決手段を構築することができる。このようにして、生産はほぼ自動的なプロセスで日中も夜間も行なうことができ、このようにすれば、反応槽そのものを手動で空にするか、手動で清掃する必要はない。
【００５３】
さらに、攪拌格子６０には、空気を反応槽３２に注入するノズル／散布器６６を設けることができる。反応槽３２に注入される空気は不活性空気、すなわち低酸素含有量を持つ空気であってもよい。空気は空気ポンプ（図示せず）を利用して送り込まれる。攪拌格子６０に、たとえばプロペラのような装置６８のように形成されるかき回し手段を設けて、藻類の生産を増大させることもできる。これにより、２４時間すべてで連続的にリアクタ内容物を確実にかき回して、リアクタ内での藻類バイオマスの沈殿を確実に防ぐ。
【００５４】
主に、不活性空気の生成に用いられる３つの異なる技術、すなわち、膜技術、ＰＳＡ技術（圧力変動吸着）およびＶＳＡ技術（真空スウィング吸着）がある。不活性空気の生成器は、どのような技術であっても、標準的な空気から酸素を分離する。酸素を奪った残りの不活性空気はバイオリアクタ３０に供給／投入される。このバイオリアクタ３０により、その空気ポンプを介したかき回しと、攪拌格子６０上に取り付けられるか、反応槽３２の底に取り付けられる散布器６６を介して、必要に応じて連続的に不活性空気（超高純度の空気）を供給することによってなされる、微細藻類の培養物のエアレーションとを提供することができる。これにより、酸素レベルが不活性空気の所定の最小限界値／最大限界値以内に保たれる。反応槽３２での光合成中に発生する酸素は初期における副産物である。酸素の低下が成長を促進しているか、成長を阻止している場合、藻類バイオマスの成長を増進させるためにバイオリアクタ３０で不活性空気を用いることが適当である。酵素ルビスコはＣＯ２の取り込みを調整し、低温で良好に働く。このことは、北欧／北極の珪藻類が「炭素捕捉」に非常によく適することを示す。手短に言うと、それはＣＯ２およびＯ２を取り込む酵素ルビスコである。したがって、迅速なＣＯ２取り込みと、実質的なＣＯ２取り込みとを実現するために、微細藻類が二酸化炭素ＣＯ２に対して比較的小さいＯ２を取り込むことは重要である。このことは、低温に適する北方の藻類種が高温で成長する（南方の）種よりもＣＯ２を吸収する際に効率的であることを意味する。このことは、今度は、二酸化炭素を結合する藻類ルビスコ能力によって補強される。したがって、不活性空気の使用により、藻類の成長の増進をもたらすことができる。
【００５５】
このようにして、自動化し、かつ連続的に制御することができる、連続的あり柔軟な産生および収穫が実現される。培養物の一部を収穫し、新しい成長媒体を補充することによって、最大生産高を与える成長期に培養物を維持することができる。成長媒体を圧送して入れ、バイオリアクタ３０内の培養物から取り出し口で藻類を収穫することによってプロセスを連続させることもできる。このようにして、原理的には時間無制限で安定した産生を実現することができる。藻類が常に同じ成長期に維持される場合、藻類バイオマスの成分および品質は比較的一定である。
【００５６】
生産設備４６は、反応槽３２に海洋微生物を補充するために、別体の培養ステーション／海洋バイオバンクで不活性空気を用いることもできる。成長率を増大させるために超高純度の空気が連続的に培養室に供給される。この培養室を培養ステーションで用いることができる。完全飽和が培養室で達成されるとき、藻類培養物はリアクタ内に圧送して出される。培養ステーションでの産生は最適に栄養素を供給する状態で行なわれ、藻類バイオマスの取り出しの均衡を保つ希釈速度を持つ連続運転として行なうことができる。
【００５７】
上述のように、バイオリアクタ３０には吸引ファン８４を設けることができる。これらは分離された酸素をバイオリアクタから吸い出すのに用いることもでき、圧縮器８８にパイプライン８６を介して導くことができ、場合によっては酸素生成器を介して導くことができる。酸素生成器により、遊離酸素はより高い圧力に圧縮され、後のガスボンベの充填のために圧力タンク８７（図７）に貯蔵することができる。その後、たとえば、海岸沿いの養魚設備用の酸素として用いることができる。圧縮器８８は冷却器で囲むことができ、冷却器の冷却水は海水取り入れパイプ４０に結合される。これにより、リアクタ３０に圧送される海水が不十分に冷却され、その後に藻類の生産額に打撃を与え得ることがないことが確実になる。このようにして、圧縮酸素の生産および貯蔵と、海水の熱の取り入れとの両方を達成することができる。
【００５８】
生産された藻類バイオマスの貯蔵のための水中で使用可能なタンク９０は、図示のように、浮力を提供するフロートカラー９２を備えることができ、ケーブル９６およびアンカー要素９４を介して海底に固定することができる。さらに、タンク９０はパイプライン９８ａ，９８ｂを介して岸壁２０にある藻類生産設備に接続され、藻類バイオマスを受容して搬出することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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