(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細藻類を培養する閉鎖型光反応機に結合されるポートにて、
“T”字形で形成され、上記閉鎖型光反応機の内部に培養用ガス供給チューブと沈殿防止用ガス供給チューブを挿入し、上記閉鎖型光反応機の内部に培養用ガス供給チューブラインから供給される微細藻類を培養するための培養ガスと沈殿防止用ガスチューブラインから供給される微細藻類を浮上させるための沈殿防止用ガスをそれぞれ供給し、上記閉鎖型光反応機から培養された微細藻類のサンプルを採取したり、微細藻類を上記沈殿防止用ガス供給チューブを通して試料採取及び回収チューブラインから排出する第１ワンタッチバルブと；
“T”字形で形成されその一端が上記第１ワンタッチバルブと連結チューブで連結され、他端に上記沈殿防止用ガス供給チューブラインが連結され沈殿防止用ガスを上記第１ワンタッチバルブで間欠的に供給し、もう一つの他端に上記第１ワンタッチバルブから排出される微細藻類を上記試料採取及び回収チューブラインで排出する第２ワンタッチバルブ；及び
“I”字形で形成されその一端が上記第１ワンタッチバルブもしくは第２ワンタッチバルブと上記連結バルブで連結され、他端が上記沈殿防止用ガス供給チューブラインもしくは試料採取及び回収チューブラインと連結され沈殿防止用ガスを上記第１ワンタッチバルブまたは第２ワンタッチバルブで供給したり上記第１ワンタッチバルブバルブまたは第２ワンタッチバルブから排出される微細藻類を上記試料採取及び回収チューブラインで排出する回収用ワンタッチハンドバルブからなる事を特徴とする微細藻類培養及び回収用多機能ポート。
【請求項２】
上記第１ワンタッチバルブは、一端に上記沈殿防止用ガス供給チューブが結合され、他端に上記沈殿防止用ガスチューブを貫通して上記閉鎖型光反応機の内部に挿入される上記培養用ガス供給チューブが結合することを特徴とする請求項１に記載の微細藻類培養及び回収用多機能ポート。
【請求項３】
上記培養用ガス供給チューブは、上記閉鎖型光反応機内部からガスを分散するように末端にガス分散機を具備することを特徴とする請求項２に記載の微細藻類培養及び回収用多機能ポート。
【請求項４】
上記第１ワンタッチバルブは、上記培養用ガス供給チューブを固定するために一端にアンドチューブが結合されて、上記アンドチューブに“I”字形の第３ワンタッチバルブが貫通された状態で固定されて、上記第３ワンタッチバルブの一端に上記培養用ガス供給チューブが結合されて、上記第３ワンタッチバルブの他端に上記培養用ガス供給チューブラインが連結されることを特徴とする請求項２に記載の微細藻類培養及び回収用多機能ポート。
【請求項５】
上記培養用ガス供給チューブラインと上記沈殿防止用ガス供給チューブラインは、バイパスチューブラインで連結されることを特徴とする請求項１に記載の微細藻類培養及び回収用多機能ポート。
【請求項６】
上記微細藻類培養及び回収用多機能ポートは、１つの閉鎖型光反応機に相互組み合わせて設置されたり、複数の閉鎖型光反応機にそれぞれ相互組み合わされて設置されることを特徴とする請求項１に記載の微細藻類培養及び回収用多機能ポート。
【請求項７】
上記微細藻類培養及び回収用多機能ポートは、上記第１ワンタッチバルブと回収用ワンタッチハンドバルブを組み合われて使用する場合、上記沈殿防止用ガス供給チューブラインと試料採取及び回収チューブラインを１つの共同チューブラインとして使用することを特徴とする請求項１に記載の微細藻類培養及び回収用多機能ポート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖型光反応機に設置されるポートに関するものであり、詳細には、閉鎖形光反応機に結合され微細藻類を培養するために培養用ガスを供給し、培養中微細藻類を浮揚させるために沈殿防止用ガスを供給し、微細藻類サンプルの採取や、培養が完了された微細藻類を回収することができる複数のバルブを選択的に調合し、組み立て、設置するようにした微細藻類培養及び回収用多機能ポートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化石原料の使用による温室効果ガスの排出による地球温暖化が季候変化と地球環境変化の原因となっていて、人類を含める地球全生命体の生存を脅かしている。ここで、二酸化炭素の排出を低減させるための多様な研究と開発が行い、その一環として二酸化炭素を回収し、生物学的に転換させる分野についても活発な研究が進行されている。
【０００３】
二酸化炭素の生物学的転換処理のための光合成生物として、微細藻類に関する研究が活発に進行されている。植物性プランクトンである微細藻類は、通常の光合成生物と同じように太陽をエネルギー源とし、二酸化炭素を固定化する光合成作用をしながら成長する特徴を持つ。
【０００４】
微細藻類が二酸化炭素を固定化する手段として脚光を浴びる理由は、１つ、植物が二酸化炭素を吸収する時と同じように太陽エネルギー主なエネルギーとして活用できるので、二酸化炭素を回収するために投入するエネルギーが非常に少ないためである。従って、二酸化炭素の固定化工程の運転による二酸化炭素の発生量が少ないため、二酸化炭素樹脂の側面で除去効率が高い。
【０００５】
二つ、植物に比べて二酸化炭素の固定化速度が非常に高く所要敷地面積が少ないためである。東京電力研究所の研究結果によると微細藻類の二酸化炭素固定化速度は同じ藻類である大型藻類(Macroalgae) 類に比べて８倍、韓国の一番よく見られる樹種である松に比べたらなんと１６倍以上高いことが現れた。
【０００６】
この以外でも燃焼ガスから直接二酸化炭素を固定化することが出来るので、二酸化炭素に対する分離、濃縮工程が要らないという長点がある。さらに二酸化炭素固定化過程から生じられた微細藻類は、多様な有用物質を含め、バイオ高価製品の生産に活用できる。
【０００７】
このような微細藻類は開放型もしくは閉際型光反応機を使って培養する。特に、閉際型光反応機の場合は開放型に比べてもっと高濃度で微細藻類を培養することができて、培養された微細藻類から高付加価値物質を生産できるという長点を持っているため段々その使用頻度が増加している。こういった閉鎖型光反応機を使用して微細藻類を培養する場合、太陽光の容易な利用側面で少量の培養液を持つ多数の光反応機を使用しなければいけないが、上記の多数の光反応機に一定量のガス（特に、二酸化炭素）を安定的に供給しなければならない。
【０００８】
しかし、閉鎖型光反応機の特性上、試料採取が難しい場合が多く、培養が進行されるとともに微細藻類が沈殿され攪拌及び光利用効率が低下され、培養完了後多数の光反応機から微細藻類を回収する過程が難しいという欠点を持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】大韓民国登録特許公報 10-1408239号
【特許文献２】大韓民国登録特許公報  10-2012-0095826号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記のような問題点を解決するためのもので、閉鎖型光反応機に結合され微細藻類を培養するために培養用ガスを供給し、培養中微細藻類を浮揚させるために沈殿防止用ガスを供給し、微細藻類のサンプルを採取したり培養完了した微細藻類を回収する複数のバルブを選択的に組み合わせて組み立て、設置するようにした微細藻類培養及び回収用多機能ポートを提供することがその目的がある。
【００１１】
また、本発明は、微細藻類培養及び回収用多機能ポートをお互いに連結させ、多数の閉鎖型光反応機を並列的に連結することによって微細藻類培養、試料採取及び回収に関する時間的、人的消耗を減らせる微細藻類培養及び回収用多機能ポートを提供することが他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
微細藻類を培養する閉鎖型光反応機に結合されるポートは、“T”字形で形成され、上記閉鎖型光反応機の内部に培養用ガス供給チューブと沈殿防止用ガス供給チューブを挿入し、上記閉鎖型光反応機の内部に培養用ガス供給チューブと沈殿防止用ガスチューブラインから供給される微細藻類を培養するための培養ガスと沈殿防止用ガスチューブラインから供給される微細藻類を浮上させるための沈殿防止用ガスをそれぞれ供給し上記閉鎖型光反応機から培養された微細藻類のサンプルを採取したり、全体を上記沈殿防止用ガス供給チューブを通して試料採取及び回収チューブラインから排出する第１ワンタッチバルブと；“T”字形で形成されその一端が上記第１ワンタッチバルブと連結チューブで連結され、他端に上記沈殿防止用ガス供給チューブラインが連結され沈殿防止用ガスを上記第１ワンタッチバルブで間欠的に供給し、もう一つの他端に上記第１ワンタッチバルブから排出される微細藻類を上記試料採取及び回収チューブラインで排出する第２ワンタッチバルブ；及び“I”字形で形成されその一端が上記第１ワンタッチバルブもしくは第２ワンタッチバルブと上記連結バルブで連結され、他端た上記沈殿防止用ガス供給チューブラインもしくは試料採取及び回収チューブラインと連結され沈殿防止用ガスを上記第１ワンタッチバルブまたは第２ワンタッチバルブで供給したり上記第１ワンタッチバルブまたは第２ワンタッチバルブから排出される微細藻類を上記試料採取及び回収チューブラインで排出する回収用ワンタッチハンドバルブからなる事が特徴である。
【００１３】
ここで、上記第１ワンタッチバルブは一端に上記沈殿防止用ガス供給チューブが結合され、他端に上記沈殿防止用ガスチューブを貫通して上記閉鎖型光反応機の内部に挿入される。
【００１４】
ここで、また、上記培養用ガス供給チューブは上記閉鎖型光反応機内部からガスを分散するように末端にガス分散機を具備する。
【００１５】
ここで、また、上記第１ワンタッチバルブは上記培養用ガス供給チューブを肯定するために一端にアンドチューブが結合されて、上記アンドチューブに“I”字形の第３ワンタッチバルブが貫通された状態で固定されて、上記第３ワンタッチバルブの一端に上記培養用ガス供給チューブが結合されて、上記第３ワンタッチバルブの他端に上記培養用ガス供給チューブラインが連結される。
【００１６】
ここで、また、上記培養用ガス供給チューブラインと上記沈殿防止用ガス供給チューブラインはバイパスチューブラインで連結される。
【００１７】
ここで、また、上記微細藻類培養及び回収用多機能ポートは１つの閉鎖型光反応機に相互組み合わせて設置されたり、複数の閉鎖型光反応機にそれぞれ相互組み合わされて設置される。
【００１８】
ここでまた、上記微細藻類培養及び回収用多機能ポートは上記第１ワンタッチバルブと回収用ワンタッチハンドバルブを組み合われて使用する場合、上記沈殿防止用ガス供給チューブラインと試料採取及び回収チューブラインを１つの共同チューブラインとして使用する。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように構成される本発明である微細藻類培養及び回収用多機能ポートによると、微細藻類の閉鎖型培養の必修要素は使用する閉鎖型光培養機に一定量のガスを一定な流量で供給することであるが、使用されるすべての閉鎖型光培養機に多機能ポートを具備することによってすべての閉鎖型光培養機に培養している微細藻類を均一に培養できる。
【００２０】
また、本発明は微細藻類培養に従って沈殿される細胞による問題点と試料採取及び回収も問題を解決できるので閉鎖型光培養きを利用した微細藻類培養を効率的に進行し、高濃度の微細藻類が培養できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートの第１ワンタッチバルブの構成を示した断面図である。
【図２】本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートの第２ワンタッチバルブの構成を示した断面図である。
【図３】本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートの回収用ワンタッチハンドバルブの構成を示した断面図である。
【図４】本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートが閉鎖型反応機に設置された姿を示した使用状態図である。
【図５】本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートが閉鎖型反応機に設置された姿を示した使用状態図である。
【図６】本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートが複数の閉鎖型光反応機に設置された姿を示した使用状態図である。
【図７】本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートが複数の閉鎖型光反応機に設置された姿を示した使用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポートの構成を添付された図面を参照して詳細に説明すると下記の通りである。
【００２３】
下記のように本発明を説明することに当たって、 関連した公知の機能または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすると判断される場合には、その詳細な説明は省略するものである。そして、後述される用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語で、これは、使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は、本明細書の全般にわたった内容を基づいて下さするのが望ましい。
【００２４】
図１は本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートの第１ワンタッチバルブの構成を示した断面図、図２は本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートの第２ワンタッチバルブの構成を示した断面図、図３は本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートの回収用ワンタッチハンドバルブの構成を示した断面図、図４及び図５はは本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートが閉鎖型反応機に設置された姿を示した使用状態図、図６及び図７は本発明に応じる微細藻類培養及び回収用多機能ポートが複数の閉鎖型光反応機に設置された姿を示した使用状態図である。
【００２５】
図１乃至図７を参照すると、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポート（１）は第１ワンタッチバルブ（１０）と、第２ワンタッチバルブ（２０）と、回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）から成る。
【００２６】
そして、第１ワンタッチバルブ（１０）は通常の“T”字形ワンタッチバルブ（もしくはワンタッチフィティング（Fitting)）の構成であり、閉鎖型光反応機（３）の内部に培養用ガス供給チューブ（１１）と沈殿防止用ガス供給チューブ（１２）を挿入し、閉鎖型光反応機（３）の内部に培養用ガス供給チューブライン（４０）から供給される微細藻類を培養するための培養用ガスと沈殿防止用ガス供給チューブライン（５０）から供給される微細藻類を浮上させるための沈殿防止用ガスをそれぞれ供給して、閉鎖型光反応機（３）から培養された微細藻類のサンプルを採取したり、全体を沈殿防止用ガス供給チューブを通して試料採取及び回収チューブライン（６０）から排出する。ここで、第１ワンタッチバルブ（１０）は培養用ガス供給チューブ（１１）を固定するために一端にアンドチューブ（１３）が結合され、アンドチューブ（１３）に“I”字形の第３ワンタッチバルブ（１４）が貫通された状態で固定されて、第３ワンタッチバルブ（１４）の一端に培養用ガス供給チューブ（１１）が結合され、第３ワンタッチバルブ（１４）の他端に培養用ガス供給チューブライン（４０）が連結される。ここでまた、培養用ガス供給チューブ（１１）は閉鎖型光反応機（３）内部からガスを分散するために末端にガス分散機（１５）が具備されて、閉鎖型反応機（３）は後半形反応機、版形反応機、菅形反応機、円種形反応機、高分子フィルム形反応機などが適用され、培養用ガス供給チューブライン（４０）と沈殿防止用ガス供給チューブライン（５０）はバイパスチューブライン（７０）で連結されることが望ましい。
【００２７】
また、第２ワンタッチバルブ（２０）は"T"字形ワンタッチバルブ（またはワンタッチフィティング）の構成で一端が第１ワンタッチバルブ（１０）と連結チューブ（８０）で連結されて、他端に沈殿防止用ガス供給チューブライン（５０）が連結されて沈殿防止用ガスを第１ワンタッチバルブ（１０）で間欠的に供給し、他の他端で第１ワンタッチバルブ（１０）から排出される微細藻類を試料採取及び回収チューブライン（６０）で排出する。
【００２８】
また、回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）は通常の"I"字形ワンタッチバルブの構成で一端が第１ワンタッチバルブ（１０）または第２ワンタッチバルブ（２０）と連結チューブ（８０）で連結され、他端が沈殿防止用ガス供給チューブライン（５０）または試料採取及び回収チューブライン（６０）と連結され、沈殿防止用ガスを第１ワンタッチバルブ（１０）または第２ワンタッチバルブ（２０）で供給したり、第１ワンタッチバルブ（１０）または第２ワンタッチバルブ（２０）から排出される微細藻類を試料採取及び回収チューブライン（６０）で排出する。
【００２９】
一方、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポート（１）は図４に図示されたように一つの閉鎖型光反応機（３）に第１ワンタッチバルブ（１０）、第２ワンタッチバルブ（２０）及び回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）、全てが結合されて設置されるか、図５に図示されたように第１ワンタッチバルブ（１０）と回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）が結合されて設置できる。
【００３０】
また、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポート（１）は図５に図示されたように複数の閉鎖型光反応機（３）に第１ワンタッチバルブ（１０）、第２ワンタッチバルブ（２０）及び回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）、全てが結合されて設置されるか、７５に図示されたように第１ワンタッチバルブ（１０）と回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）が結合されて設置できる。ここで、第１ワンタッチバルブ（１０）と回収用ワンタッチバルブ（３０）を組み合わせて使用する場合、図７に図示されたように沈殿防止用ガスチューブライン（５０）と試料採取及び回収チューブライン（６０）を一つの共同チューブラインとして使用することが望ましい。
【００３１】
以下、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポートの動作を添付された図面を参照して詳細に説明すると次のようである。
【００３２】
まず、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポート（１）は図４及び図５に図示されたように二つの形に成ることができて、その形も微細藻類の特性によって変わることができる。
【００３３】
図４の場合、第１ワンタッチバルブ（１０）、第２ワンタッチバルブ（２０）及び回収用ワンタッチハンドバルブが全部結合された形で扱う微細藻類の沈殿速度が非常に速い場合使用できて、図５の場合、第１ワンタッチバルブ（１０）と回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）だけを結合した場合であり、微細藻類の沈殿速度が速くない場合や、全然沈殿しない場合に使える。
【００３４】
そして、第１ワンタッチバルブ（１０）の培養用ガス供給チューブ（１１）と沈殿防止用ガス供給チューブ（１２）は閉鎖型光培養機（２）の内部にガス濃度を均一に供給できる地点、またはガス供給によって微細藻類が均一に混ぜられるようにガスを供給できる地点だと定義できる。従って、閉鎖型光培養機（２）の下部中央など付着位置を限定するわけではない。また、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポート（１）の重さによって閉鎖型光培養機（２）の破損が予想される場合は多機能ポート（１）の設置及び固定のために付加的な固定装置が追加できる。
【００３５】
図４の場合には、微細藻類の培養中には培養用ガス供給チューブライン（４０）から供給される培養用ガスが培養用ガス供給チューブ（１１）によって持続的に閉鎖型光培養機（２）にガスが供給され、微細藻類培養中に微細藻類沈殿量及び沈澱速度が早まる場合には第２ワンタッチバルブ（２０）と沈殿防止用ガス供給チューブ（１２）を通して沈殿防止用ガス供給チューブライン（５０）の沈殿防止用ガスが周期的に毎３０分一回づつ供給され、沈殿された微細藻類を浮揚させる。ここで、供給の周期は培養する微細藻類の沈殿速度によって変わることができる。
【００３６】
また、微細藻類の培養中に微細藻類または培地の特徴を把握するために試料採取が必要な場合には、回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）を解放し、第１ワンタッチバルブ（１０）の沈殿防止用ガス供給チューブ（１２）、第２ワンタッチバルブ（２０）、回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）及び試料採取及び回収チューブライン（６０）を通して試料を採取することが望ましい。
【００３７】
図５は微細藻類の培養中には培養用ガス供給チューブ（１１）によって持続的にガスが供給され、試料の採取が必要な場合、または培養が完了されて回収が必要な場合には回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）及び試料採取及び回収チューブライン（６０）を通して試料を採取したり回収する。この時、微細物培養の特徴上均一なサンプリングのためには培養用ガス供給チューブ（１１）から供給されるガスを遮断し、回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）を通して試料を採取することが望ましい。
【００３８】
また、回収用ワンタッチハンドバルブ（３０）と沈殿防止用ガス供給チューブ（１２）を通して沈殿防止用ガス供給チューブライン（５０）の沈殿防止用ガスが周期的に３０分一回づつ供給され、沈殿された微細藻類を浮揚させる。
【００３９】
図６及び図７は本発明で提供する２つの形の微細藻類培養及び回収用多機能ポートを複数の光反応機に連結した姿を示したものである。
【００４０】
図６及び図７に図示されたように使われるすべての閉鎖型光反応機（３）を多機能ポート（１）を使用して並列型で連結して運用できる。この時、本発明による微細藻類培養及び回収用多機能ポート（１）の重さによって閉鎖型光培養機（２）の破損が予想される場合は多機能ポート（１）の設置及び固定のために付加的な固定装置が追加できる。また、培養用ガス供給チューブライン（４０）に連結されたガス注入装置（未図示）を通しては３０分閑却で１０秒間2L/minの流量でガスを供給する。この時、沈殿された細胞がある場合、瞬間的な曝気によって浮揚及び分散が行われ、沈殿防止用ガス注入は試料採取のための事前作業としても利用することができる。
【００４１】
本発明は、多様に変形することができて多様な形をとることができ、上記発明の詳細な説明ではそれに従う特別な実施例だけについて記述した。しかし、本発明は詳細な説明で記載されている特殊な形式に限定されるものではないことを理解する必要があり、むしろ、添付された請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内にあるすべての変形物と均等物および代替物を含むものと理解されなければならない。
【符号の説明】
【００４２】
1 : 多機能ポート
3 : 閉鎖型光反応機
10 : 第１ワンタッチバルブ
11 :  培養用ガス供給チューブ
12 : 沈殿防止用ガス供給チューブ
13 : アンドチューブ
14 : 第３ワンタッチバルブ
20 : 第２ワンタッチバルブ
30 : 回収用ワンタッチハンドバルブ
40 : 培養用ガス供給チューブライン
50 : 沈殿防止用ガス供給チューブライン
60 : 試料採取及び回収チューブライン
70 : バイパスチューブライン
80 : 連結チューブ
【図１】
0006761756.tif 000002
【図２】
0006761756.tif 000003
【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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