(57)【要約】【課題】生育環境の溶存酸素濃度を効率的に高めると共に、活魚の生体へ影響を与えることがない活魚生残率向上装置及び活魚生残率向上方法を提供する。【解決手段】活魚が生育可能な液体２を収容することができる水槽３と、該水槽３に収容された海水中に酸素を供給して溶存酸素濃度を高めることができる微小気泡放出手段４とからなる活魚生残率向上装置１。微小気泡放出手段４は、水槽３の底部に設置され微小気泡５を液体２中に放出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活魚が生育可能な液体を収容する水槽と、該水槽に収容された液体中に酸素を供給して溶存酸素濃度を高める微小気泡放出手段と、からなる活魚生残率向上装置であって、
前記微小気泡放出手段が、供給液体を導入する液体導入部と、前記供給液体に気体を混入する気体導入部と、前記供給液体中に混入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成部と、生成した多数の微小気泡を供給液体と共に前記水槽に収容された液体中に放出する放出口と、を有することを特徴とする活魚生残率向上装置。
【請求項２】
前記気体導入部が、自給式であることを特徴とする請求項１記載の活魚生残率向上装置。
【請求項３】
前記微小気泡放出手段が、前記放出口から微小気泡を水平方向へ放出することを特徴とする請求項１又は２記載の活魚生残率向上装置。
【請求項４】
活魚が生育可能であって、活魚と共に水槽に収容された液体中に、酸素を供給して溶存酸素濃度を高める活魚生残率向上方法であって、
供給液体に気体を混入する気体導入工程と、
前記気体導入工程により混入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成工程と、
発生した微小気泡を供給液体と共に前記水槽に収容された液体中に放出する気泡放出工程と、
を有することを特徴とする活魚生残率向上方法。
【請求項５】
前記気体導入工程が、自給的に気体の導入を行うことを特徴とする請求項４記載の活魚生残率向上方法。
【請求項６】
前記気泡放出工程が、放出口から水平方向へ放出することを特徴とする請求項４又は５記載の活魚生残率向上方法。
【請求項７】
前記水槽に収容された液体及び前記供給液体が、海水であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項記載の活魚生残率向上方法。
【請求項８】
前記海水の塩濃度が３〜４重量％であることを特徴とする請求項７記載の活魚生残率向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活魚の搬送、生育等を行うために水槽に収容された液体の溶存酸素濃度を高め、水槽への酸素の均一迅速拡散を行い、活魚の代謝産物（老廃物）の全体的浮上分離が行なえる活魚生残率向上装置及び方法に関し、特に、水槽に収容する液体及び供給液体として海水を用いることで微小気泡の合体を抑制する活魚生残率向上装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
魚介類を生きたまま搬送したり、また、そのまま生育するような場合等においては、その魚介類を新鮮に保つことができるものであるが、そのためには活魚を収容した容器の内部に、活魚と共に収容されている液体に十分な酸素を溶解させて溶存酸素量を一定のレベルに維持しなければならない。
【０００３】
水中の溶存酸素を高める手段としては、活魚の収容容器内の水中に気泡発生器を投入し、この気泡発生器にエアポンプで空気を送給することによって水中に微細気泡を発生させる方法が良く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような微小気泡は、体積に対する比表面積が大きく、水中滞在時間が長いため、水中に酸素を導入して水中の溶存酸素量を増やすのに適し、また、電気的に帯電しており水中の浮遊物等に対する吸着性を持つため、水中の浮遊物等を水上へ浮上させることができ、活魚の生育等に用いるのに好ましいものである。
【０００５】
微小気泡の生成技術としては、微小孔から気体を噴出させる方法、剪断力を利用する方法等があり、前者には、微小なノズルから気体を吹き出す方法又は多孔質板から気体を吹き出す方法等が、後者には、液体表面の気体を噴流で巻き込む方法又は高速液流中に気体を吹き出す方法等がある。
【０００６】
ところが、このような微小気泡は、折角生成されたものが再び合体してより大きい気泡となって放出されてしまうことがあり、微小気泡の生成効率が低下し、その効果は半減していた。
【０００７】
これを解消するために、液体を導入する液体導入部と、導入される液体に気体を混入する気体導入部と、混入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成部と、発生した多数の微小気泡の放出口とを有し、該液体は界面活性剤を含んでおり、該界面活性剤の作用により該微小気泡生成部で生成された多数の微小気泡の合体を抑制しながら該微小気泡を放出させる微小気泡生成装置が知られているが（例えば、特許文献２参照。）、これは液体中に界面活性剤を添加することによって微小気泡の合体を抑制し、微小気泡のまま維持しようとするものである。
【特許文献１】特開２００３−３３３９５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３０８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の発明は、エアポンプから気泡がすぐに浮上するため、溶存酸素濃度の向上効果が十分に得られず、また、特許文献２記載の発明は、界面活性剤を必須の添加成分としているが、これを活魚の生育時に用いた場合には、その活魚への生体への影響を考慮しなければならない、特に人工界面活性剤は活魚の生体中に影響を及ぼす可能性があるとの報告もあり、使用には十分注意しなければならない。例えば、界面活性剤の一つであるノニルフェノールエトキシドは、環境ホルモンとして機能し、ニジマスの精巣縮小の原因物質と考えられているため、このような物質を活魚の生育環境中に存在させることは好ましくない。
【０００９】
そこで、本願発明は、生成した微小気泡を合体させずに生育環境中への放出を行うことによって、生育環境の溶存酸素濃度を効率的に高めると共に、酸素の均一迅速拡散を行うことができ、活魚の代謝産物（老廃物）の全体的急速浮上分離を行うことができる、活魚の生体へ影響を与えることがない活魚生残率向上装置及び活魚生残率向上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】
【００１０】
本発明の活魚生残率向上装置は、活魚が生育可能な液体を収容する水槽と、該水槽に収容された液体中に酸素を供給して溶存酸素濃度を高める微小気泡放出手段と、からなる活魚生残率向上装置であって、微小気泡放出手段が、供給液体を導入する液体導入部と、導入された供給液体に気体を混入する気体導入部と、供給液体中に混入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成部と、生成した多数の微小気泡を供給液体と共に前記水槽に収容された液体中に放出する放出口と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の活魚生残率向上方法は、活魚が生育可能であって、活魚と共に水槽に収容された液体中に、酸素を供給して溶存酸素濃度を高める活魚生残率向上方法であって、供給液体に気体を混入する気体導入工程と、気体導入工程により混入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成工程と、生成した微小気泡を供給液体と共に水槽に収容された液体中に放出する気泡放出工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
微小気泡生成部の構成は限定されないが、好ましい態様では、微小気泡生成部を有するノズル本体は、流断面積を狭める絞り部と、気液混合流体の流れ方向に流断面積が増大する末広部とを有している。気液混合流体の流れ方向に圧力差を生成させて衝撃波を生じさせることで、多数の微小気泡を生成する。さらに好ましくは、該微小気泡生成部は円錐形状を有し、気液混合流体の流れ方向に拡径するベンチュリー型のものが挙げられる。
【００１３】
さらに、省エネルギーの観点からは、該微小気泡生成部の開き角度が狭い方が望ましく（導入する液体の圧力を下げることができる）、該微小気泡生成部の開き角度は４０度未満であり、さらに、３０度以下、さらには２０度以下であってもよく、後述する実施形態では該微小気泡生成部の開き角度は１０度以下、具体的には６度である。微小気泡生成部の開き角度を狭くすると生成した微小気泡の合体の問題が生じ得るが、本発明では、供給液体に海水を用いるか、微小気泡を安定分散させる薬剤を適宜添加した液体を用いることでその問題はクリアされた。
【００１４】
また、気体導入部は気体を自然吸気させても、強制導入させてもどちらでもよく、実施の状況に合わせて選択することができる。強制導入とは、気体を自然吸引するものではないことを意味し、例えば、コンプレッサを用いて加圧した気体を導入することを含むものである。気体を強制導入することによって、気液割合を任意に設定したり、調整したり、または、液体における気体の割合を高くすることが可能となる。導入する液体と気体の流量比は、例えば、体積比で２０％程度までは大きくすることができると考えられる。また、流量比を制御することで、生成される微小気泡の径を制御することも可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の活魚生残率向上装置及び方法によれば、簡単な構成でありながら、微小気泡生成部において生成された多数の微小気泡が合体することなく活魚の生育環境中に放出することができ、液体中の溶存酸素濃度を効率よく増大させることができる。
【００１６】
微小気泡は、体積に対する比表面積が大きく、水中滞在時間が長いため、気体中に含まれる酸素を液体中に溶解させやすく、また、電気的に帯電しており水中の浮遊物等に対する吸着性を持つため、水中の活魚の代謝産物（老廃物）等浮遊物を水上へ急速浮上させることができる。そのため、本発明は、活魚の生育環境を整えるのに適したものである。
【００１７】
本発明の活魚生残率向上装置及び方法は、以上の効果が有効に発揮されることによって、結果的に活魚の生残率を大幅に向上させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の活魚生残率向上装置の構成を示した概略図であり、図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、本発明に用いる微小気泡放出手段の構成例を示した概略断面図である。
【００２０】
まず、本発明の活魚生残率向上装置１は、活魚が生育可能な液体２を収容する水槽３と、該水槽３に収容された液体中に酸素を供給して溶存酸素濃度を高める微小気泡放出手段４とからなるものである。この微小気泡放出手段４は、水槽３に収容された液体２中に微小気泡５を放出し、液体２中の溶存酸素濃度を向上させるものであり、微小気泡と液体の接触時間を長くして、微小気泡中の酸素を液体２中に十分溶解させるために、水槽３の底部に設置されることが好ましく、さらに、微小気泡５を水平方向へ射出するように構成することがより好ましい。
【００２１】
このとき、微小気泡５の射出は、供給液体中の気体の割合を１０〜２０体積％として、噴射圧は０．２〜０．４ＭＰａで行うことが好ましく、これにより水槽３中の液体２を攪拌させると共に、微小気泡５と液体２との接触時間を長く確保することができ、液体２中への酸素の溶解を効率よく行うことができる。射出圧力により微細気泡の到達距離が異なり、そのため適時射出圧力を制御することで水槽の大きさの変更にも対応できる。
【００２２】
本発明に用いる水槽３について説明するが、この水槽３は、活魚の生育可能な液体を収容することができ、活魚の生育が可能であれば特に限定されるものではないが、活魚に対して十分な大きさを確保することが求められる。
【００２３】
ここで、この水槽３に収容する液体２は、活魚が生育可能なものであれば特に限定されずに用いることができ、例えば、水道水、海水、河川水、湖沼水等の水が挙げられ、これらには、生育環境を整えるための食品添加剤として使用されている乳化剤類（グリセリン脂肪酸エステル等）、糖類等の微小気泡を安定分散させる薬剤を適宜添加したものを用いてもよい。
【００２４】
この液体２としては、海水であることが好ましく、ここで、海水とは、天然の海水はもちろん、水に塩を溶解させて海水に同一又は類似した成分とした人工の海水であって、活魚が生育可能であるものが含まれる。さらに好ましい海水としては、塩濃度が３〜４重量％のものが挙げられる。
【００２５】
また、本発明に用いる微小気泡放出手段４は、例えば、図２Ａに示した微小気泡放出手段１０のように、図示していないが気体導入部から強制導入により気体を供給液体に導入された気体／液体混合物を内部に引き込む気体／液体混合物導入部１１と末広ノズル部１２とから構成されている。末広ノズル部１２は、流れ方向に断面積が初め小さくなった後に次第に大きくなるノズルであり、ベンチュリ管に類似した形状を有している。気体／液体混合物導入部１１と末広ノズル部１２の連結部には、流断面積を絞った絞り部が形成されており、この絞り部の後、一定の断面積のスロート１３を通過すると、内壁は連続的に拡径していき、スロート１３以降の内壁で囲まれる空間は略円錐形状を有している。この末広ノズル部１２の内壁で囲まれた空間（略円錐形状の空間）が微小気泡生成部１４を形成している。図示したものでは、末広ノズル部１２の絞り部は直線状の傾斜面に形成されているが、断面視形状がＲ面に形成されていてもよい。
【００２６】
さらに、この末広ノズル部１２は、微小気泡生成部１４と通じる気液混合流体を放出する放出口１５を構成する先端部を有している。ここで、微小気泡生成部１４（略円錐形状の空間）は、その拡がり角θが０〜４０度であることが好ましく、３〜１０度であることが特に好ましく、図２Ａに示した角θは６度である。
【００２７】
この拡がり角θが大きいと、放出口１５近傍で流れの剥離が起きてしまい、流れに対する抵抗が大きくなる。したがって、それだけノズルの入口の圧力を高くする必要があり、その分だけ動力を余分に使わなければならなくなる。この拡がり角θを狭くすることで、省エネルギー性に優れるノズルを提供することができる。なお、図示の実施形態では、末広ノズル部１２の内壁で囲まれた空間の内壁は断面視で直線状（空間が円錐状である）であるが、例えば、断面視において緩やかな湾曲面に形成してもよい。
【００２８】
また、ここで気体／液体混合物導入部１１は、ノズル本体の液体導入口に接続された他端が、水槽３内に収容された液体中に挿入され、水槽３内の液体を吸い上げて、供給液体として循環させるように構成してもよい。このとき、水槽から吸い上げられた水は、活魚の糞、残餌、活魚の粘液や剥離したタンパク質等により汚れているため、ろ過装置を用いて液体を清浄化して循環させることが好ましい。
【００２９】
微小気泡放出手段１０の構成部材は、金属（ステンレス等）、プラスチック（アクリル樹脂等）等により作成できるが、これらの材質に限定されるものではなく、水中で使用され、供給液体等の圧力に耐えうる強度を有する材料の中で適切な材料を採用して作成することができる。
【００３０】
また、本発明の微小気泡放出手段１０から放出される微小気泡は、どの方向に放出されるようにしてもよいが、水平方向又は水平方向よりも下方に向けて放出するように構成することが好ましい。気泡は収容された液体との比重差によって上方へ上がっていくため、水平方向又は水平方向よりも下方に向けて放出するようにすれば、微小気泡が水中に存在する時間を長くすることができ、気体中の酸素と水槽３中の液体との接触時間を長くすることができるため溶存酸素濃度をより効率的に高めることができる。
【００３１】
また、別の微小気泡放出手段の例として、図２Ｂに示した微小気泡放出手段２０が挙げられる。この微小気泡放出手段２０は、微小気泡放出手段１０において、気体導入は吸引式気体導入口が設けられ、供給液体導入部２１から供給液体を供給することと吸引式気体導入口２５から気体を取り入れること以外の構成は、図２Ａの微小気泡放出手段１０と同一である。
【００３２】
この吸引式気体導入口２５は、供給液体導入部２１により導入された液体の移動するときの作用によって気体を自然吸引するものであり、このように気体を自給的に供給する構成とすることによって、コンプレッサー等の装置が不要となり、気体を一定割合、すなわち単位水流量に対する吸引空気量（ボイド率）を一定の割合、で供給液体中に取り込むことができる簡便な構成となる。したがって、操作が簡便で、コストを抑えた活魚生残率向上装置を構成することができる。
【００３３】
また、本発明の活魚生残率向上方法は、活魚が生育可能であって、活魚と共に水槽に収容された液体中に、酸素を供給して溶存酸素濃度を高める活魚生残率向上方法であって、供給液体に気体を混入する気体導入工程と、気体導入工程により混入された気体から多数の微小気泡を生成させる微小気泡生成工程と、生成した微小気泡を供給液体と共に水槽に収容された液体中に放出する気泡放出工程と、を有することを特徴とするものである。
【００３４】
本発明における気体導入工程は、海水が混合された供給液体中に気体を混入するものであり、ここで用いる気体としては、空気、酸素等の酸素を２０体積％以上含有している気体が挙げられ、酸素ガスであることが特に好ましい。これは、この気体中に含まれる酸素を水槽に収容された液体に溶解させて、液体中の溶存酸素濃度を向上させることが目的だからである。このような酸素を含有する気体を導入するには、コンプレッサーを用いて圧力をかけて導入したり、自給的に供給液体の流速による気体の引き込みにより導入したりすることができる。
【００３５】
気体をコンプレッサーにより導入する場合、気体を強制導入することができるため、気液割合を任意に設定することができ、圧力により気体の溶解量を増大させることができる点で好ましい。また、気体を自給的に導入する場合、気体を導入するためのコンプレッサー等の装置が不要となり、一定割合の気体を供給液体中に自動的に取り込むことができる簡便な構成で行うことができ、コストも抑えることができる点で好ましい。
【００３６】
例えば、図２Ａの微小気泡生成手段におけるスロート部の直径が３ｍｍであって、θが６°のときに、供給水にかける圧力を０．４ＭＰａとした場合、水流量は１０Ｌ／分、空気吹込み量は１．０〜３．７Ｌ／分であり、０．３ＭＰａとした場合、水流量は７．５Ｌ／分、空気吹込み量は０．７５〜２．８Ｌ／分であり、０．２ＭＰａとした場合、水流量は５Ｌ／分、空気吹込み量は０．３８〜１．４Ｌ／分であることが好ましい。
【００３７】
また、ここで用いる供給液体としては、水槽に収容する液体と同じものが挙げられる。したがって、活魚が生育可能なものであれば特に限定されずに用いることができ、例えば、水道水、海水、河川水、湖沼水等の水が挙げられ、これらには、生育環境を整えるための食品添加剤として使用されている乳化剤類（グリセリン脂肪酸エステル等）、糖類等の微小気泡を安定分散させる薬剤を適宜添加したものを用いてもよい。
【００３８】
このとき、供給液体は微小気泡と共に水槽内に供給されるため、水槽内に収容されている液体と同一又は同種の液体を用いることが好ましく、共に海水を用いることが好ましい。これが異なってしまうと時間が経過するごとに液体成分の濃度が変化してしまい、場合によっては活魚の生残率を低下させることともなってしまうためである。
【００３９】
本発明における微小気泡生成工程は、気体導入工程により混入された気体から多数の微小気泡を生成させるものであって、活魚を生育する水槽中の溶存酸素濃度を効果的に高めることができる気泡、例えば、径が５０〜５００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍの気泡を生成するものである。このような微小な気泡を生成するには、例えば、気体が導入された供給液体を細い流路の後にそれよりも広い流路を通すように、気液混合流体の流れ方向に圧力差を生じさせて多数の微小気泡を生成することができる。
【００４０】
本発明における気泡放出工程は、微小気泡生成工程により生成された微小気泡を、供給液体と共に活魚の生育する水槽中に放出するものであり、水槽中に収容された液体は放出された気体との接触により、その気体中の酸素を取り込んで溶存酸素濃度を高めるものである。このとき、接触面積が大きいほど、酸素を取り込む効率が高いため、気泡同士の合体を抑制して、微小な気泡のまま放出することができる本願発明は、その溶存酸素濃度の向上効果が高いので活魚生残率を向上させるのである。
【実施例】
【００４１】
図２Ｂに示す微小気泡放出手段として用い、図３に示したとおりの活魚生残率向上装置により以下の実験を行なった。
【００４２】
ここで用いる活魚生残率向上装置３１は、海水３２を収容した水槽３３と、その底部に微小気泡放出手段３４を微小気泡が水平方向に放出するように設置して構成され、そして、微小気泡放出手段３４は、ポンプ３５を有する海水供給管３６と接続されている。また、微小気泡放出手段３４は、導入した海水の流れにより自給的に空気を取り込む気体導入管３７と接続されている。
【００４３】
そして、この活魚生残率向上装置３１は、水槽３３内の海水３２を吸い上げて、再度、水槽３３内へ供給することができるろ過装置３８を備えた循環経路３９を有している。従って、ポンプ３５を動作させることにより、水槽３３内の海水３２が循環経路３９を通り、清浄化されながら循環され、微小気泡を生成させて、再度水槽内へ戻るようしているため、活魚の生育に用いる海水を効率的に用いることができるようになっている。
【００４４】
本実施例では、塩濃度３．５重量％の海水を、１４６０ｍｍ×１０００ｍｍ×５００ｍｍの水槽に７３０Ｌ収容し、この水槽の中に５０ｃｍ級のハマチを１６匹入れて、水温を１８〜１８．６℃に保持して、以下の実験を行った。
【００４５】
供給液体として水槽３３に収容されている海水を循環経路３９を通して、ろ過装置３８により海水を清浄化しながら循環し、これを微小気泡放出手段３４に供給した。この微小気泡放出手段３４での供給液体である海水は、その流量が７．５Ｌ／分、圧力が０．３ＭＰａで供給され、このときの気体導入管３７から吸引される空気の量は０．７５〜２．８Ｌ／分であった。
【００４６】
微小気泡が安定に生成、放出されていることを確認し、この条件での試験を２ヶ月間継続して行ったところ、水槽中の海水における溶存酸素濃度（ＤＯ値）は７．３ｐｐｍと一定で安定しており、ハマチは１６匹全てが生存し、その生残率は１００％であった。
【００４７】
（比較例）
微小気泡放出手段を、従来のエアストーンによるバブリングとして、水槽中への空気の吹き込みを単独で行う方法にした以外は、実施例１と同様の構成を有する溶存酸素富化装置を用い、空気吹き込み量４０Ｌ／分として同様に試験を行ったところ、ハマチは１１匹が生存し、その生残率は約７０％であった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る活魚生残率向上装置の概略構成図である。
【図２Ａ】本発明に係る微小気泡放出手段の概略断面図である。
【図２Ｂ】本発明に係る他の微小気泡放出手段の概略断面図である。
【図３】本実施例に係る溶存酸素富化装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…活魚生残率向上装置、２…液体、３…水槽、４…微小気泡放出手段、５…微小気泡、１０…微小気泡放出手段、１１…気体／液体混合物導入部、１２…末広ノズル部、１３…スロート、１４…微小気泡生成部、１５…放出口、２０…微小気泡放出手段、２１…供給液体導入部、２２…末広ノズル部、２３…スロート、２４…微小気泡生成部、２５…吸引式気体導入口、２６…放出口、３１…活魚生残率向上装置、３２…海水、３３…水槽、３４…微小気泡放出手段、３５…ポンプ、３６…海水供給管、３７…気体導入管、３８…ろ過装置、３９…循環径路
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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