(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋微細藻類を隔離された状態で大量培養するために、浮遊式で海水面に設けられるか、海水面から一定の深さに沈むように設けられる光バイオリアクターであって、
海水の出入りは可能であるが、海洋微細藻類の透過が遮断される半透膜で製作され、前記海洋微細藻類を収容する培養空間を提供するように立体的に構成される培養袋と、
前記培養袋を太陽光に曝露されるように海水面付近に位置させるために、前記培養袋に連結される浮遊ユニット
を含んでおり、
前記浮遊ユニットが、互いに所定の距離で離間される少なくとも一対の連結点を備え、
前記培養袋が、長い全長と狭い幅を有し、前記培養袋の長手方向の両端部のそれぞれに連結される一つのロープを通じて、対を成す前記連結点にそれぞれ連結され、かつ
前記培養袋が、波や海水の移動によって自在に転覆する、
半透膜を利用した海洋微細藻類の大量培養のための、光バイオリアクター。
【請求項２】
前記培養袋が、長い円筒形を有し、海水面と平行に寝かされた状態で前記浮遊ユニットに連結される、請求項１に記載の光バイオリアクター。
【請求項３】
前記培養袋が、中央の円筒状部分と、該円筒状部分の両端に一対の円錐形部分を有し、前記ロープが、各円錐形部分の頂部に連結される、請求項２に記載のバイオリアクター。
【請求項４】
前記浮遊ユニットに連結された状態で海底面に固定される固定ユニットをさらに含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の光バイオリアクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、2008年12月3日に出願された韓国特許出願第10-2008-0121700号による優先権の恩典を主張し、その内容は全て参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本発明は、海洋微細藻類を大量培養できるようにする光バイオリアクターに関する。
【背景技術】
【０００３】
最近、機能的多様性によって光合成微生物や微細藻類に関する関心が高まりつつあり、多様な分野でその研究の範囲が広くなっている。微細藻類は、地球温暖化のような環境問題によって、最近大きな関心の対象となっている二酸化炭素の節減に関する研究に活発に使われており、化石燃料の枯渇に備えた持続可能なエネルギー源として注目されているバイオディーゼル、バイオエタノール及び水素ガスなどのようなバイオエネルギーの生産と関連した研究にも活用されている。
【０００４】
しかし、微細藻類を利用した量的に有意な二酸化炭素の除去や、バイオエネルギーのような有用な産物の大量生産のためには、微細藻類の培養が大規模的かつ高濃度でなされなければならない。したがって、規模が大きい培養設備の構築と関連した技術が必然的に要求されている。
【０００５】
従来、室内に設けられる多様な形態の光バイオリアクターが、微細藻類を培養するための培養設備として使われている。このような光バイオリアクターは、光の透過性を増大させて滅菌処理が可能な高価なパイレックス（ｐｙｒｅｘ）のようなガラスやそれを応用した材質で作られ、人工的な照明手段も含む。したがって、光バイオリアクターの製作のために多くの資本と技術とが投資されなければならず、製作後にも維持補修と運用とに多くのコストを必要とする。このような光バイオリアクターは、規模の拡大に多くのコストが必要であるだけではなく、広い空間を必要とすることによる空間的制約も伴う。さらに、微細藻類の培養のための培地を供給し、周期的に交換しなければならず、微細藻類が成長しながら排出する排泄物と成長を妨害する代謝産物とを除去しなければならない。すなわち、製作コストが増加し、空間的制約があり、加えて光バイオリアクターの管理及び運用に多くの人力と装備及びコストが必要である。
【０００６】
したがって、商業的な大量培養のためには、経済性確保が何よりも重要な先決条件であるという点を考慮すれば、光バイオリアクターの規模拡大時に、製作と維持補修とに多くのコストがかかり、広い空間を必要とし、照明ユニットの稼動と培地の調製及び培地の交換とに関連した運用コストを伴う、従来技術による光バイオリアクターを活用した微細藻類の培養は、研究目的の小規模培養用としては適切であるかも知れないが、経済性を考慮しなければならない商業的な大規模培養用としては現実的に適切な方案とは言えない。しかし、医薬品、試薬、高品質な化学薬品、健康補助食品のような高価な生産品の生産時には適切であるかも知れないが、経済性が何よりも重要なバイオエネルギーのような安価な生産物の商業的な大規模培養用としては現実的に適切な方案とは言えない。
【０００７】
このように、コスト及び空間と関連した制約は、バイオエネルギーを含む有用な産物を生産するか、二酸化炭素を除去するために、微細藻類が活用されることを難しくする大きな障害物になっており、したがって、安くて容易に微細藻類を大量培養することができる培養技術の開発が切実に必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、製造コストが安く、空間的制約から自由であり、培地を製造して供給し、交換する必要がなくて、光バイオリアクターの運用に必要な人力とコストとが著しく節減されるようにして、容易でありながらも経済性のある、半透膜を利用した海洋微細藻類の大量培養のための光バイオリアクターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
例示的態様によると、海に浮遊式で海水表面に設けられるか、海水表面から一定の深さに沈むように設けられて海洋微細藻類を隔離された状態で大量培養するための、半透膜を利用した光バイオリアクターは、海水の出入りは可能であるが、海洋微細藻類の透過が遮断される半透膜で製作され、前記海洋微細藻類を収容する培養空間を提供するように立体的に形成される培養袋と、前記培養袋を太陽光に曝露されるように海水面付近に位置させるために、前記培養袋に連結される浮遊ユニットと、を含む。
【００１０】
光バイオリアクターは、前記培養袋の内部または外部に配された状態で、前記培養袋の立体的形状を保持する形状保持枠をさらに含みうる。
【００１１】
前記培養袋と前記浮遊ユニットは、長さ調節が可能な少なくとも一つのロープで互いに連結され、前記培養袋は、前記培養袋の下部に連結される錘をさらに含み、前記ロープの長さ調節と前記錘とによって、前記培養袋が設けられる水深を調節することができる。
【００１２】
光バイオリアクターは、前記培養袋の下部に連結されるガス供給管、及びこのガス供給管を通じて外部空気を前記培養袋に供給するように構成されたガス供給ユニットをさらに含んで、気泡による混合作用で海洋微細藻類が前記培養袋内で均一に分散されうるようにする。
【００１３】
前記培養袋は、逆円錐形、フレキシブルチューブ形、及び袋形の何れか一つの形状を有し、前記培養袋の頂部に前記ガス供給管及び前記錘が連結されうる。
【００１４】
前記培養袋には、二酸化炭素を供給するための排ガスまたは窒素源を供給するための廃有機物が満たされ、前記培養袋に満たされた前記排ガスまたは前記廃有機物は、前記半透膜によって、海に排出されずに前記培養袋内に貯蔵されうる。
【００１５】
前記培養袋は、垂直な円筒形の上部と、逆円錐形の下部とを有し、逆円錐形の下部の頂部に前記ガス供給管及び前記錘が連結されうる。
【００１６】
光バイオリアクターは、複数の前記培養袋が上下に配列され、最下部の培養袋を含む一つまたは複数の前記培養袋に連結される少なくとも一つの錘を含みうる。
【００１７】
光バイオリアクターは、前記浮遊ユニット、前記培養袋、及び前記錘のうち何れか一つに連結された状態で海底面に固定されて、光バイオリアクターの移動範囲を制限する固定ユニットをさらに含みうる。
【００１８】
前記浮遊ユニットは、互いに所定の距離で離間される少なくとも一対の連結点を備え、前記培養袋は、長い全長と狭い幅を有し、前記培養袋の長手方向の両端部にのそれぞれに連結される一つのロープを通じて、対を成す前記連結点にそれぞれ連結され、かつ前記培養袋は、波や海水の移動によって自在に転覆しうる。
【００１９】
前記培養袋は、長い円筒形を有してもよく、海水面と平行に寝かされた状態で前記浮遊ユニットに連結される。
【００２０】
前記培養袋は、中央の円筒状部分と、この円筒状部分の両端に一対の円錐形部分を有し、前記ロープが各円錐形部分の頂部に連結されうる。
【００２１】
光バイオリアクターは、前記浮遊ユニットに連結された状態で海底面に固定される固定ユニットをさらに含みうる。
［本発明1001］
海洋微細藻類を隔離された状態で大量培養するために、浮遊式で海水面に設けられるか、海水面から一定の深さに沈むように設けられる光バイオリアクターであって、
海水の出入りは可能であるが、海洋微細藻類の透過が遮断される半透膜で製作され、前記海洋微細藻類を収容する培養空間を提供するように立体的に構成される培養袋と、
前記培養袋を太陽光に曝露されるように海水面付近に位置させるために、前記培養袋に連結される浮遊ユニットと、
を含む、半透膜を利用した海洋微細藻類の大量培養のための、光バイオリアクター。
［本発明1002］
前記培養袋の内部または外部に配された状態で、前記培養袋の立体的形状を保持する形状保持枠をさらに含む、本発明1001に記載の光バイオリアクター。
［本発明1003］
前記培養袋と前記浮遊ユニットが、長さ調節が可能な少なくとも一つのロープで互いに連結され、
前記培養袋が、前記培養袋の下部に連結される錘をさらに含み、
前記ロープの長さ調節と前記錘とによって、前記培養袋が設けられる水深が調節される、本発明1002に記載の光バイオリアクター。
［本発明1004］
前記培養袋の下部に連結されるガス供給管、及び該ガス供給管を通じて外部空気を前記培養袋に供給するように構成されたガス供給ユニットをさらに含み、
気泡による混合作用で海洋微細藻類が前記培養袋内で均一に分散される、本発明1003に記載の光バイオリアクター。
［本発明1005］
前記培養袋が、逆円錐形、フレキシブルチューブ形、及び袋形の何れか一つの形状を有し、前記培養袋の頂部に前記ガス供給管及び前記錘が連結される、本発明1004に記載の光バイオリアクター。
［本発明1006］
前記培養袋が、二酸化炭素を供給するための排ガス、または窒素源を供給するための廃有機物で満たされ、前記培養袋に満たされた前記排ガスまたは前記廃有機物が、前記半透膜によって、海に排出されずに前記培養袋内に貯蔵される、本発明1005に記載の光バイオリアクター。
［本発明1007］
前記培養袋が、垂直な円筒形の上部と、逆円錐形の下部とを有し、前記ガス供給管及び前記錘が、逆円錐形の下部の頂部に連結される、本発明1004に記載の光バイオリアクター。
［本発明1008］
前記培養袋が複数で提供され、該複数の培養袋が上下に配列される、光バイオリアクターであって、最下部の培養袋を含む一つまたは複数の前記培養袋に連結される少なくとも一つの錘を含む、本発明1003に記載の光バイオリアクター。
［本発明1009］
前記浮遊ユニット、前記培養袋、及び前記錘のうち何れか一つに連結された状態で海底面に固定されて、光バイオリアクターの移動範囲を制限する固定ユニットをさらに含む、本発明1001〜1007の何れか一項に記載の光バイオリアクター。
［本発明1010］
前記浮遊ユニットが、互いに所定の距離で離間される少なくとも一対の連結点を備え、
前記培養袋が、長い全長と狭い幅を有し、前記培養袋の長手方向の両端部のそれぞれに連結される一つのロープを通じて、対を成す前記連結点にそれぞれ連結され、かつ
前記培養袋が、波や海水の移動によって自在に転覆する、
本発明1002に記載の光バイオリアクター。
［本発明1011］
前記培養袋が、長い円筒形を有し、海水面と平行に寝かされた状態で前記浮遊ユニットに連結される、本発明1010に記載の光バイオリアクター。
［本発明1012］
前記培養袋が、中央の円筒状部分と、該円筒状部分の両端に一対の円錐形部分を有し、前記ロープが、各円錐形部分の頂部に連結される、本発明1011に記載のバイオリアクター。
［本発明1013］
前記浮遊ユニットに連結された状態で海底面に固定される固定ユニットをさらに含む、本発明1010〜1012の何れか一項に記載の光バイオリアクター。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の、半透膜を利用した海洋微細藻類の大量培養のための光バイオリアクターを提供することによって、本発明は、安いコストで製作可能で、空間的制約から解放され、水平的な大規模化と相俟って垂直的規模拡大も可能であり、さらに培地を製造して供給し、交換する必要がなくて、管理及び運用に必要な人力とコストとが著しく節減されることによって、容易でありながらも経済性のある微細藻類の大量培養を可能にする。したがって、光バイオリアクターは、バイオエネルギーを含む有用産物の大量生産を可能とし、商業的な大量生産の障害物を除去しうる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【図２】第２実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【図３】第３実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【図４】第４実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【図５】第５実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【図６】第６実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【図７】第７実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【図８】第８実施形態による光バイオリアクターの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的実施形態を、添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００２６】
第１実施形態による半透膜を利用した海洋微細藻類の大量培養のための光バイオリアクターは、大規模化による空間的制約を著しく克服することができる海に設けられる。すなわち、海に浮遊式で設けられて海洋微細藻類を互いに隔離された状態で大量培養するための用途として使われる。
【００２７】
本発明の第１実施形態による光バイオリアクターは、図１に示したように、培養袋１０−１と、この培養袋を太陽光に曝露されるように海水面付近に位置させるために培養袋１０−１と連結される浮遊ユニット３０とを含む。
【００２８】
具体的には、培養袋１０−１は、海水の出入りが可能なうえ、海洋微細藻類の透過が遮断される半透膜で製作され、海洋微細藻類を収容する培養空間を提供するように立体的に形成される。培養袋１０−１は、その内部または外部に配されて培養袋１０−１の立体的形状を保持する形状保持枠２０をさらに含んで、形状を保持させうる。
【００２９】
培養袋１０−１が、海水の出入りが可能なうえ、海洋微細藻類の透過が遮断される半透膜で製造されるということは、本発明の最も主要な特徴と言える。さらに詳しく説明すれば、海水の出入りが可能であるということは、まず流入される海水に溶けている栄養塩類を微細藻類の培養に必要な養分として使い、したがって、海洋微細藻類の培養のために別途に培地を調剤して供給する必要がないということを意味する。また、海洋微細藻類が成長しながら排出する排泄物と成長を妨害する代謝産物とが海水に溶けて、海水と共に除去されることによって、排泄物と成長を妨害する代謝産物とを除去するための別途の浄化作業を要しなく、培地の交換も要しない。さらに、海水に溶けている二酸化炭素も海洋微細藻類の成長過程で起きる光合成に使われ、光合成の産物として発生する酸素は、半透膜を通過して大気中に排出されうる。一方、海洋微細藻類の透過が遮断されるということは、管理可能な制限的な空間でのみ海洋微細藻類が培養され、したがって、微細藻類の大量繁殖による海洋汚染を防止できるだけではなく、適正レベルの培養がなされた後、容易に収穫できるということを意味する。
【００３０】
浮遊ユニット３０は、培養袋１０−１を太陽光に曝露されるように海水面付近に位置させるためのものであって、図１に示したように、互いに離れて配される一対の浮遊部材３５と、この一対の浮遊部材３５を所定の間隔を保持する状態で連結する連結フレーム３７とで構成することができる。但し、浮遊ユニット３０は、このような形態に限定されず、例えば、培養袋１０−１の形状と大きさとによって多様な変形が可能である。
【００３１】
図２は、本発明の第２実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００３２】
第２実施形態による光バイオリアクターは、図２に示したように、第１実施形態と同様に、培養袋１０−２及び浮遊ユニット３０を含むが、培養袋１０−２と浮遊ユニット３０は、長さ調節が可能な一つのロープ２５で連結され、培養袋１０−２の下部につり下げられる錘６０をさらに含む。したがって、ロープ２５の長さを調節し、錘６０によって均衡を取るようにして、培養袋１０−２が設けられる水深を調節できるようにする。
【００３３】
培養対象となる海洋微細藻類の種類によって生産することができる産物が異なるだけではなく、光合成に使う太陽光の波長や海洋微細藻類の種類によって要求される太陽光の照度が変わりうる。また、水深によって透過する太陽光の波長が異なり、したがって、培養袋１０−２の設置水深を調節するということは、培養対象となる微細藻類の種類によって培養袋１０−２を適切な深さに位置させるということである。すなわち、培養袋１０−２を海水面付近に位置させるか、一定深さの水中に位置させうる。
【００３４】
また、本発明の第２実施形態による光バイオリアクターは、浮遊ユニット３０につり下げられるように連結された状態で海底面に固定されて光バイオリアクターの移動範囲を制限する固定ユニット７０をさらに含む。このような固定ユニット７０は、光バイオリアクターが海水の移動によって移動することを防止して、制限された領域を外れないようにするためのものであって、比重が高い材質で作られることが望ましく、錨と類似して海底面に容易に固定される形状に形成されることが望ましい。
【００３５】
図３は、本発明の第３実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００３６】
第３実施形態による光バイオリアクターは、図３に示したように、逆円錐形に形成される培養袋１０−３と浮遊ユニット３０とを含む。また、第２実施形態と同様に、培養袋１０−３と浮遊ユニット３０は、長さ調節が可能な一つ以上のロープ２５で互いに連結され、光バイオリアクターは、培養袋１０−３の下部につり下げられる錘６０をさらに含む。
【００３７】
さらに、第３実施形態による光バイオリアクターは、培養袋１０−３の下部に連結されるガス供給管４０、及びこのガス供給管４０を通じて外部空気を培養袋１０−３に供給するガス供給ユニット５０をさらに含む。
【００３８】
したがって、ガス供給時に、培養空間内での気泡による混合作用で培養袋１０−３内で海洋微細藻類が均一に分散されるようにして、海洋微細藻類の培養環境が良好に保持されてもよい。もちろん、海流や朝夕干満の差などによる海水の流動によって、培養袋１０−３内で、自然に、海洋微細藻類の良好な混合効果が得られる場合が多い。したがって、以上のようなガス供給は、必要によってさらに望ましい混合作用が要求される場合に、選択的に採択されることが望ましい。
【００３９】
第３実施形態による光バイオリアクターでガス供給管４０と錘６０は、いずれも逆円錐形に形成される培養袋１０−３の頂部に連結され、第２実施形態とは異なって、固定ユニット７０は、培養袋１０−３の頂部につり下げられるように連結された状態で海底面に固定されて、光バイオリアクターの移動範囲を制限する。
【００４０】
図４は、本発明の第４実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００４１】
第４実施形態による光バイオリアクターは、図４に示したように、垂直円筒状部分の上部１１と逆円錐形部分の下部１３とを有するように形成される培養袋１０−４を含む。逆円錐形部分の下部１３の頂部位置にガス供給管４０及び錘６０が連結される。しかし、第２実施形態及び第３実施形態とは異なって、固定ユニット７０は、錘６０につり下げられるように連結された状態で海底面に固定されて、光バイオリアクターの移動範囲を制限する役割を行う。
【００４２】
図５は、本発明の第５実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００４３】
第５実施形態による光バイオリアクターは、図５に示したように、円筒状に形成され、海水面と平行に寝かされた形態で配され、上下に互いに平行に配列される３つの培養袋１０−５を含む。培養袋１０−５の数は、制限されるものではないが、培養袋１０−５があまりにも深い所に位置する場合、微細藻類の光合成に必要な太陽光が到逹できないということを考慮して、適切な深さに位置する必要がある。
【００４４】
また、光バイオリアクターは、このような培養袋１０−５のうち、最下部に位置する培養袋１０−５を含む少なくとも一つの培養袋１０−５につり下げられる少なくとも一つの錘６０を含む。具体的に、図５には、最下部に位置する培養袋１０−５と中間に位置する培養袋にのみ錘６０がつり下げられる形態の光バイオリアクターが示されているが、本開示はこれに限定されるものではない。最下部に位置する培養袋１０−５にのみ、またはあらゆる培養袋１０−５に錘６０がつり下げられる形態も可能である。すなわち、最下部に位置する培養袋１０−５には、全体的な配列形態及び均衡保持のために錘（例）が必須的につり下げられるように構成しなければならないが、残りの培養袋１０−５には、錘６０を選択的に連結することができる。
【００４５】
図６は、本発明の第６実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００４６】
第６実施形態による光バイオリアクターは、図６に示したように、互いに所定間隔で保持される少なくとも二対の連結点を備える浮遊ユニット３０と、長い全長と狭い幅を有し、培養袋１０−６の長手方向の両端部に連結されるそれぞれ一つのロープ２５を通じて対を成す連結点にそれぞれ連結される二つの培養袋１０−６とを含む。
【００４７】
本実施形態で、浮遊ユニット３０は、以上の実施形態と同様に、互いに離れて配される一対の浮遊部材３５と、この一対の浮遊部材３５を所定の間隔を保持する状態で連結する連結フレーム３７とで構成され、各浮遊部材３５の対向する位置に連結環３９が付着される。もちろん、浮遊ユニット３０は、このような形態に限定されず、例えば、培養袋１０−６の形状と大きさとによって多様な変形が可能である。
【００４８】
また、本実施形態による光バイオリアクターは、浮遊ユニット３０につり下げられる形態の固定ユニット７０を含み、この場合、錘は培養袋１０−６にはつり下げられない。
【００４９】
このように、培養袋１０−６が、長い全長と狭い幅を有し、長手方向の両端部に連結されるそれぞれ一つのロープ２５を通じて対向する位置の連結環３９にそれぞれ連結されることによって、かつ、培養袋１０−６に錘がつり下げられないことによって、培養袋１０−６は、波や海水の移動によって自在に転覆しうる状態になる。
【００５０】
培養袋１０−６が、波や海水の移動によって自在に転覆するということは、別途にガスを供給して気泡による混合作用が起きるようにしなくても、培養袋内で海洋微細藻類が均一に分散されるようにし、したがって、海洋微細藻類の培養環境が良好に保持されうるようにするということを意味する。
【００５１】
図７は、本発明の第７実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００５２】
第７実施形態による光バイオリアクターは、図７に示したように、長い円筒状に形成されて海水面と平行に寝かされた形態で浮遊ユニット３０に連結される培養袋１０−７を含む。この場合、培養袋１０−７は、波や海水の移動によって自在に転覆しうる状態になる。
【００５３】
図８は、本発明の第８実施形態による光バイオリアクターを概略的に示した例示図である。
【００５４】
第８実施形態による光バイオリアクターは、図８に示したように、中央の円筒状部分１７と、この円筒状部分の両端に一対の円錐形部分１９とを有するように形成され、各円錐形部分１９の頂部に連結されるロープ２５を通じて浮遊ユニット３０に連結される培養袋１０−８を含む。本実施形態による培養袋１０−８は、第７実施形態による場合と比較して、波や海水の移動によってさらに自在に転覆しうる状態になる。
【００５５】
また、第８実施形態による光バイオリアクターは、図８に示したように、浮遊ユニット３０’の長手方向の規模拡大と相俟って、浮遊ユニット３０’に複数の連結環３９を備えさせ、対を成す複数の連結環３９に培養袋１０−８を連結する方式で規模拡大が可能であるということを示している。別途図示していないが、浮遊ユニット３０’の幅方向の規模拡大も可能であり、したがって、光バイオリアクターの、商業的な海洋微細藻類の大量培養のための規模拡大が可能であるということを予想することができる。
【００５６】
以上のような、本実施形態による半透膜を利用した海洋微細藻類の大量培養のための光バイオリアクターは、次のような方式で微細藻類の大量培養に活用されうる。
【００５７】
まず、本実施形態による光バイオリアクターは、海洋で培養することができるあらゆる微細藻類に適用可能である。特に、バイオエネルギーを生産するための商業的な微細藻類の大量培養に適し、この場合地球温暖化と関連した環境問題の原因である二酸化炭素を、多量に減少しうるため、環境に優しいと言える。
【００５８】
また、半透膜を通じて海水に含有されている栄養塩類が流入され、海水と共に排泄物と海洋微細藻類の成長を妨害する代謝産物とが除去される。したがって、別途の培地供給と交換とが不要であることによって、管理および運用に必要な人力とコストとが著しく節減されうる。
【００５９】
また、光バイオリアクターの製作コストが、従来技術の光バイオリアクターに比べて著しく安く、何よりも広い海を設置場所として活用できるということによって、微細藻類の大量培養に必要な規模拡大の障害である経済的制約と空間的制約とを一度に解消することができる。すなわち、光バイオリアクターで最も重要なもののうち一つが光エネルギーの効率的伝達であり、このような点は、光バイオリアクターの規模拡大を難しくする要因のうち一つであるということを考慮した時、本実施形態による光バイオリアクターは、体積当たり表面積の比率が高くても、すなわち、規模拡大がなされても、体積当たり表面積の比率をほぼ無限に拡張することができる海に設けられることによって、水平的規模拡大が非常に容易である。
【００６０】
さらに、光バイオリアクターの垂直的規模拡大が可能であることによって、水深によって異なる種の微細藻類を同時に培養することもできる。すなわち、培養袋が配される深さの調節を通じて微細藻類の生長や生産しようとする代謝産物の生産に適した条件を確保することができる。
【００６１】
地球では陸地より海の面積が著しく広く、大韓民国も三面が海に取り囲まれているため、以上のような、本発明による半透膜を利用した海洋微細藻類の大量培養のための光バイオリアクターは、国家の海洋資原の開発に影響しうる。すなわち光バイオリアクターは、相対的に狭い国土面積に比べて広い海洋を用い、国土利用効率を極大化することができる無限な活用価値を有する。
【００６２】
以上、本発明の望ましい実施形態を例示的に説明したが、本発明の範囲は、このような特定の実施形態にのみ限定されず、当業者ならば、本発明の特許請求の範囲に記載の範疇内で適切に変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、海洋微細藻類を海洋で別途の培地交換なしに自動的に培養が可能な発明であって、菌体生産、機能性健康食品、動物飼料、二酸化炭素除去、バイオディーゼル生産など多様な分野で産業上利用可能である。また、生活廃水、産業廃水、畜産廃水のような廃有機物除去の目的として使用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８：培養袋
２０：形状保持枠
２５：ロープ
３０、３０’：浮遊ユニット
３５：浮遊部材
３７：連結フレーム
３９：連結環
４０：ガス供給管
５０：ガス供給ユニット
６０：錘
７０：固定ユニット
【図１】
0005204315.tif 000002
【図２】
0005204315.tif 000003
【図３】
0005204315.tif 000004
【図４】
0005204315.tif 000005
【図５】
0005204315.tif 000006
【図６】
0005204315.tif 000007
【図７】
0005204315.tif 000008
【図８】
0005204315.tif 000009