(57)【要約】  本発明は、藻類養殖物から藻類を取り入れるために養殖魚を使用する、藻類からバイオ燃料を製造するためのシステムおよび方法を提供する。この方法は、魚を収穫する工程と、魚から脂質を抽出する工程と、脂質を処理することによってバイオ燃料を形成する工程とをさらに含む。本発明の多栄養システムは、藻類および魚を含む少なくとも１つのエンクロージャー、および藻類を魚に管理可能に与えるための手段とを備える。魚から抽出される脂質組成物も含まれる。
2012503476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオ燃料の供給原料を製造する方法であって、
（i）藻類を餌として食べる魚から前記藻類を取り入れる工程と、
（ii）前記魚から脂質を抽出する工程と、
を有し、
前記脂質はバイオ燃料の供給原料として使用されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記脂質を処理してバイオ燃料、バイオディーゼル油、ディーゼル油、灯油、ジェット燃料、ガソリン、ＪＰ−１、ＪＰ−４、ＪＰ−５、ＪＰ−６、ＪＰ−７、ＪＰ−８、または、ＪＰＴＳを生成する処理工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理工程は、エステル交換、酸触媒によるエステル交換、塩基触媒によるエステル交換、酵素触媒によるエステル交換、超臨界メタノールによるエステル交換、水素化、水素化分解、異性化のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記藻類が餌として管理可能に前記魚に与えられる多栄養システムを提供する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記取り入れる工程は、前記魚が、稚魚から幼魚に、又は、幼魚から成魚に、又は、稚魚から成魚に成長する間、前記魚に前記藻類を管理可能に餌として与えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記取り入れる工程は、前記魚の集団に前記藻類を餌として前記魚の集団内の支配的な種の少なくとも５０％が魚バイオマス設定ポイントに達するまで与える工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記取り入れる工程は、藻類バイオマス設定ポイントに関連する速度で前記藻類を餌として前記魚の集団に与える工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記取り入れる工程は、藻類バイオマス設定ポイントに到達した前記魚を収穫する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記取り入れる工程は、エンクロージャー内の前記魚に前記藻類を餌として前記エンクロージャーの充填密度に達するまで与える工程と、魚バイオマス設定ポイントに達した前記魚の集団から前記魚を収穫する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記取り入れる工程は、成長エンクロージャー中の前記藻類を養殖する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記取り入れる工程は、エンクロージャー中の前記藻類と前記魚とを養殖する工程を含み、前記魚は前記藻類を持続的に餌として食べることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記取り入れる工程は、前記魚が前記藻類を餌として食べる魚エンクロージャー中に前記藻類を管理可能に配送する工程か、または、第１のエンクロージャー中の前記魚に第２のエンクロージャー中の前記藻類へのアクセスを提供する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記取り入れる工程は、前記藻類を餌として第１の魚エンクロージャー中の魚の集団に与える工程と、前記第１の魚エンクロージャーよりも低い充填密度を有する少なくとも１つの他の魚エンクロージャーに対して少なくとも１回だけ前記魚の集団の一部または全部を移送する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記取り入れる工程は、前記藻類が餌として管理可能に前記魚に与えられる多栄養システムを提供する工程と、前記多栄養システムに前記藻類と前記魚とのうちの少なくとも１つを補充する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記取り入れる工程は、藻類バイオマス設定ポイントに従って１つ又はそれ以上の魚の数を増加させるか、または減少させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記取り入れる工程は、１０〜５００ｍｇ／Ｌの濃度で前記藻類を含む魚エンクロージャー中で前記魚に餌として与える工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記抽出する工程は、７０℃〜１００℃の温度まで前記魚を加熱する工程と、前記脂質を放出するように前記魚を圧搾する工程と、前記脂質を水相と固相のうちの少なくとも１つの相から分離する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記抽出する工程は、前記魚から魚粉組成物を調製する工程と、前記魚粉組成物を臨界点近傍水または超臨界水で処理する工程と、前記脂質を水相と固相のうちの少なくとも１つの相から分離する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記抽出する工程は、前記魚から魚粉組成物を調製する工程と、前記魚粉組成物をガス化、熱分解、または、発酵に曝す工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記藻類は、藍藻、珪藻、および渦鞭毛藻を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記藻類は肉微小藻類であり、かつＣｏｅｌａｓｔｒｕｍ、Ｃｈｌｏｒｏｓａｒｃｉｎａ、Ｍｉｃｒａｃｔｉｎｉｕｍ、Ｐｏｒｐｈｙｒｉｄｉｕｍ、Ｎｏｓｔｏｃ、Ｃｌｏｓｔｅｒｉｕｍ、Ｅｌａｋａｔｏｔｈｒｉｘ、Ｃｙａｎｏｓａｒｃｉｎａ、Ｔｒａｃｈｅｌａｍｏｎａｓ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒｉｅｌｌａ、Ｃａｒｔｅｒｉａ、Ｃｒｙｔｏｍｏｎａｓ、Ｃｈｌａｍｙｄａｍｏｎａｓ、Ｐｌａｎｋｔｏｔｈｒｉｘ、Ａｎａｂａｅｎａ、Ｈｙｍｅｎｏｍｏｎａｓ、Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ、Ｐａｖｌｏｖａ、Ｍｏｎｏｄｕｓ、Ｍｏｎａｌｌａｎｔｈｕｓ、Ｐｌａｔｙｍｏｎａｓ、Ａｍｐｈｉｐｒｏｒａ、Ｃｈａｔｉｏｃｅｒｏｓ、Ｐｙｒａｍｉｍｏｎａｓ、Ｓｔｅｐｈａｎｏｄｉｓｃｕｓ、Ｃｈｒｏｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓｔａｕｒａｓｔｒｕｍ、Ｎｅｔｒｉｕｍ、またはＴｅｔｒａｓｅｌｍｉｓのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記魚は、Ｃｌｕｐｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｓｉｌｕｒｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｃｙｐｒｉｎｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｍｕｇｉｌｉｆｏｒｍｅｓ目、および、Ｐｅｒｃｉｆｏｒｍｅｓ目のうちの少なくとも１つの目の魚を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記魚は、メンハーデン、シャッド、ニシン、イワシ、ヒルサ、アンチョビ、ナマズ、コイ、サバヒー、ヘラチョウザメ、シャイナー、およびミノウのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記藻類と前記魚は、両方とも淡水種、海洋種、塩性種、または塩水中で成長する種を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記魚バイオマス設定ポイントは、２週間の体重、２週間の身長、２週間の厚み、２週間の脂肪含量、４週間の体重、４週間の身長、４週間の厚み、４週間の脂肪含量、８週間の体重、８週間の身長、８週間の厚み、８週間の脂肪含量、３カ月の体重、３カ月の身長、３カ月の厚み、３カ月の脂肪含量、６カ月の体重、６カ月の身長、６カ月の厚み、または、６カ月の脂肪含量であることを特徴とする請求項６または請求項８に記載の方法。
【請求項２６】
前記魚バイオマス設定ポイントは、１、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、７５、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、または、１０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項７または請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
藻類からバイオ燃料を製造する方法であって、
（i）海岸に隣接した陸地上にある複数のエンクロージャー内に藻類と魚の集団とを含む多栄養システムを提供する工程と、
（ii）前記複数のエンクロージャーのうちの１つまたはそれ以上で前記藻類を成長させる工程と、
（iii）前記魚の集団に前記藻類を管理可能に餌として与えることにより前記藻類を取り入れる工程であって、前記魚の集団の少なくとも一部が稚魚から成魚に成長する工程と、
（iv）前記魚の集団の少なくとも一部を収穫する工程と、
（v）前記収穫した魚から脂質を抽出する工程と、
（vi）前記脂質をエステル交換してバイオ燃料を形成する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記藻類と前記魚の集団とは、前記海岸に固有のものであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記藻類と前記魚の集団とは、前記複数のエンクロージャーのうちの１つで成長し、前記魚は、前記藻類を持続的に餌として食べることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
バイオ燃料供給原料を製造するシステムであって、
複数のエンクロージャー中にいる藻類及び魚と、
前記魚に前記藻類を餌として管理可能に与える手段と、
前記魚から脂質を抽出する手段と、
を有し、
前記脂質はバイオ燃料供給原料として使用されることを特徴とするシステム。
【請求項３１】
前記脂質を処理してバイオ燃料またはバイオディーゼル油を生成する手段を更に有することを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
請求項１乃至請求項２９のうちのいずれか１項に記載の方法で藻類が餌として管理可能に与えられた魚から抽出された脂質を含む組成物。
【請求項３３】
請求項１乃至請求項２９のうちのいずれか１項に記載の方法で藻類が餌として管理可能に与えられた魚から抽出された脂質から調製されたバイオ燃料を含む液体燃料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類からバイオ燃料を製造するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００８年９月２３日に出願された米国仮特許出願第６１／０９９，５０３号の利益を主張し、その全体が本明細書に引用により合体される。
【０００３】
米国は現在、輸送のために１年当たり約４２０億ガロンのディーゼルを消費している。２００７年に、米国では、初期のバイオディーゼル産業は、大部分がダイズ油から製造された生物由来ディーゼル代替品を２億５０００万ガロン製造した。バイオディーゼル油は、植物油および動物性脂肪などのトリグリセリドの塩基触媒によるエステル交換によって一般に製造される脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ）である。バイオディーゼル油は、多くの物理化学的特性は石油ディーゼルと同様であるが、化学的には異なり、ほとんどの最新のディーゼル機関において、単独で使用することができ（Ｂ１００）、または様々な濃度で石油ディーゼルとブレンドすることができる。しかし、石油ディーゼルに相当に取って代わることを可能にする、バイオディーゼル油で使用するのに実用的で手頃な供給原料は、未だに開発されていない。例えば、ダイズ油の価格は、バイオディーゼル産業からの需要の追加に応答して著しく上昇し、したがって、バイオディーゼル産業の成長を、ディーゼル需要の１％未満に制限している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バイオディーゼル油などのバイオ燃料を製造するために、供給原料として藻類を使用することが提案されている。いくつかの藻類系統は、その乾燥体重の最大５０％のトリグリセリド油を生成することができる。藻類は、耕地を必要とせず、質の低い水で成長することができ、そのいずれも陸生の食用作物と競合しない。さらに、１エーカー当たりの油生産量は、ダイズなどの陸生作物の油生産量のほぼ４０倍となり得る。藻類の開発は、バイオ燃料を製造するための実現可能な選択肢を提示するが、藻類養殖施設を稼動し、藻類からバイオ燃料を製造することのコストを低減する必要がある。２００８年代後期における油価格の下落は、未熟なバイオ燃料産業に、安価で効率的なプロセスを開発するように、より大きな圧力をかけている。本発明は、藻類を成長させ、藻類をバイオ燃料に変換するための費用効果的でエネルギー効率的な手法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、費用効果が高く、エネルギー効率のよい、藻類からバイオ燃料供給原料を製造する方法およびシステムを提供する。この方法は、藻類を餌として常食とする魚から藻類を取り入れる（harvest）工程、およびこの魚から脂質を抽出する工程を含み、エネルギーを大量に消費する従来の脱水工程および乾燥工程を回避する。この方法は、多栄養システムを提供する工程であって、魚が、稚魚から幼魚に、幼魚から成魚に、または稚魚から成魚に成長する間に、藻類を餌として管理可能に魚に与える工程をさらに含むことができる。取入工程は、システムに関して、魚が魚バイオマス設定ポイントに到達したとき、または藻類バイオマスの設定ポイントに従って、魚を集める工程をさらに含む。本発明は、液体燃料を製造するための方法であって、エステル交換または水素化を含むことができる、本発明のバイオ燃料供給原料を処理する工程を含む方法も包含する。本発明の方法によって製造されるバイオ燃料を含むことができる液体燃料の非限定例として、それだけに限らないが、ディーゼル油、バイオディーゼル油、灯油、ジェット燃料、ガソリン、ＪＰ−１、ＪＰ−４、ＪＰ−５、ＪＰ−６、ＪＰ−７、ＪＰ−８、ＪＰＴＳ、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ液、アルコール系燃料、エタノール含有輸送燃料、熱分解油、またはセルロース性バイオマス系燃料が挙げられる。
【０００６】
本発明の様々な実施形態では、魚には、所定の配給レベルまたは飽食まで、管理可能に藻類を餌として与える。魚の給餌は、魚の少なくともある特定の割合、例えば、５０％が、所定のバイオマス設定ポイントまで成長するまでまたはこのポイントを超えるまで継続することができる。魚バイオマス設定ポイントは、ある特定の年齢、例えば、それだけに限らないが、２週間、４週間、８週間、３カ月、６カ月、９カ月、１２カ月、１５カ月、１８カ月、２１カ月、または２４カ月などでの魚の体重、身長、厚さ、または脂肪含量とすることができる。魚と藻類をエンクロージャー内で共養殖する場合、このエンクロージャーについての藻類バイオマス設定ポイントを使用して、エンクロージャー内での給餌速度、または魚の数、サイズ、もしくは年齢を求めることができる。集団における魚の数およびサイズは、集団の給餌速度が、藻類生成速度と実質的に調和するように管理する。一般に、取入工程は、魚を藻類まで運び、または反対に藻類を魚まで運び、こうして魚に藻類を摂取させる工程を含む。魚が所定の配給レベルまたは飽食まで藻類を確実に常食（餌）とするために、魚用エンクロージャー内の藻類の濃度は、魚に利用可能な藻類の量が、魚の成長を制限しないレベル、例えば、約１０〜５００ｍｇ／Ｌに維持される。取入工程は、第１の魚用エンクロージャー内の魚の集団に藻類を餌として与える工程と、魚の集団の一部または集団全体を、第１の魚用エンクロージャーより低い充填密度を有する少なくとも１つの他の魚用エンクロージャーに少なくとも１回移す工程とを含むことができる。取入工程は、魚バイオマスの利得を最大にするために複数回繰り返すことができる。取入工程は、藻類および／または魚を定期的または持続的にシステムに補充する工程をさらに含むことができる。取入工程は、エンクロージャー内で藻類および魚を養殖する工程であって、魚が持続的に藻類を餌として常食する工程を含むことができる。
【０００７】
本発明の方法は、藻類および魚の任意の淡水種、海洋種、または塩水種を使用することができる。本発明の藻類は、藍藻、珪藻、および渦鞭毛藻を含むことができる。本発明の藻類は、Ｃｏｅｌａｓｔｒｕｍ、Ｃｈｌｏｒｏｓａｒｃｉｎａ、Ｍｉｃｒａｃｔｉｎｉｕｍ、Ｐｏｒｐｈｙｒｉｄｉｕｍ、Ｎｏｓｔｏｃ、Ｃｌｏｓｔｅｒｉｕｍ、Ｅｌａｋａｔｏｔｈｒｉｘ、Ｃｙａｎｏｓａｒｃｉｎａ、Ｔｒａｃｈｅｌａｍｏｎａｓ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒｉｅｌｌａ、Ｃａｒｔｅｒｉａ、Ｃｒｙｔｏｍｏｎａｓ、Ｃｈｌａｍｙｄａｍｏｎａｓ、Ｐｌａｎｋｔｏｔｈｒｉｘ、Ａｎａｂａｅｎａ、Ｈｙｍｅｎｏｍｏｎａｓ、Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ、Ｐａｖｌｏｖａ、Ｍｏｎｏｄｕｓ、Ｍｏｎａｌｌａｎｔｈｕｓ、Ｐｌａｔｙｍｏｎａｓ、Ａｍｐｈｉｐｒｏｒａ、Ｃｈａｔｉｏｃｅｒｏｓ、Ｐｙｒａｍｉｍｏｎａｓ、Ｓｔｅｐｈａｎｏｄｉｓｃｕｓ、Ｃｈｒｏｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓｔａｕｒａｓｔｒｕｍ、Ｎｅｔｒｉｕｍ、および／またはＴｅｔｒａｓｅｌｍｉｓの種を含むことができる。取入方法は、Ｃｌｕｐｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｓｉｌｕｒｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｃｙｐｒｉｎｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｍｕｇｉｌｉｆｏｒｍｅｓ目、および／またはＰｅｒｃｉｆｏｒｍｅｓ目のプランクトン食性、草食性、または雑食性の魚を用いて行うことができる。Ｃｌｕｐｉｆｏｒｍｅｓ目の魚の少なくとも１つのプランクトン食性種を使用することが好ましい。有用な魚の非限定例は、メンハーデン（ニシン科の魚）、シャッド、ニシン、イワシ、ヒルサ、アンチョビ、ナマズ、コイ、サバヒー、シャイナー、ヘラチョウザメ、および／またはミノウを含む。
【０００８】
魚からの脂質の抽出は、７０℃〜１００℃の温度に魚を加熱する工程、魚を圧搾して脂質を放出する工程、および脂質を収集する工程を含むことができる。水相および／または固相からの脂質の分離を抽出工程に含めることができる。魚全体またはその一部を使用して脂質を抽出することができる。処理工程は、脂質のエステル交換、またはエステル交換の前の脂質の精製を含むことができる。
【０００９】
好適な実施形態では、藻類からバイオ燃料を製造するための本発明の方法は、（ｉ）海岸に隣接した陸地上にある複数のエンクロージャー内に藻類および魚の集団を含む多栄養システムを提供する工程と、（ｉｉ）複数のエンクロージャーのうちの１つまたは複数の中で藻類を成長させる工程と、（ｉｉｉ）魚の集団に藻類を餌として管理可能に与えることによって藻類を取り入れる工程であって、魚の集団の少なくとも一部は稚魚から成魚に成長する工程と、（ｉｖ）魚の集団の少なくとも一部を集める工程と、（ｖ）集めた魚から脂質を抽出する工程と、（ｖｉ）脂質をエステル交換することによってバイオ燃料を形成する工程とを含む。藻類および魚は、その地域原産であることが好ましい。
【００１０】
本発明の別の実施形態では、バイオ燃料供給原料を製造するための多栄養システムであって、複数のエンクロージャー内の藻類および魚と、魚に藻類を餌として管理可能に与える手段と、魚から脂質を抽出するための手段とを含むシステムが提供される。このシステムは、魚バイオマスを測定するための手段と、魚を集めるための手段と、魚から脂質を抽出するための手段と、脂質をバイオ燃料に変換するための手段とをさらに含むことができる。
【００１１】
さらに別の実施形態では、本発明は、本発明を実施することから生じる生成物、例えば、本発明の方法によって藻類を餌として与えた魚に由来する脂質を含む組成物なども包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】藻類を餌として与えた魚からバイオ燃料を得る例示的な方法を例示する図である。
【図２】魚から藻類を取り入れて、この魚を使用してバイオ燃料を製造する例示的なシステムを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、バイオ燃料を製造する藻類が使用される場合の、エネルギーコストおよびエネルギー効率の重要な問題に対処する。藻類は光の下で成長し、光エネルギーを利用して、光合成によってバイオマスを生成する。他の有益な生成物の中で、脂質、タンパク質、および炭水化物を含むバイオマスがバイオ燃料源である。
【００１４】
藻類からバイオ燃料を製造するための既存の技術の多くは、市場において、有意義な割合で石油ディーゼルに取って代わるのに必要とされる規模で稼動する場合、高価すぎ、非効率であり、維持できない。藻類を取り入れて、処理するためのエネルギーの供給と支出は、過小評価されることが多い。従来法で藻類からバイオディーゼル油を製造するために、藻類は一般に、水中約０．２ｇ／Ｌ濃度の養殖物から取り入れされる。次いで取り入れられた藻類を脱水し、これにより藻類濃度が増加し、約１５％の固体の藻類ペーストが形成される。次いでこのペーストを、水を蒸発さて完全に乾燥する。次いで、ヘキサンなどの有機溶媒を用いて乾燥した藻類から油を抽出し、有機溶媒は蒸留によって藻油から除去する。藻類からバイオディーゼル油を生成するこの従来方法は、法外に高価である。
【００１５】
藻類が自然水域中で成長する場合、水の体積を考慮すると、藻類バイオマスは比較的希薄である。１ガロンの油を製造するためには、約２０，０００〜４０，０００ガロンの水の処理を必要とする。そのような大きい体積の水を輸送および処理するエネルギーコストは高い。例として、質量の２５％を脂質として有する藻類を２５ｇ／ｍ２／日で生成できる場合、油を２，５００ガロン／エーカー／年で製造することができるであろう。この例について、２，５００ガロンの油を製造するために、５０００万ガロンの水を処理しなければならない。脱水するために中央集積施設に水をポンピングする標準的な手法は、あまりにもエネルギーを大量消費し、コストが法外に高い。例として、２０００万ｇａｌ／年を製造した比較的小さい藻油施設は、油生成物に含まれるエネルギーよりも、池から中央施設に水をポンピングするのに多くのエネルギーを費やし、正味で負のエネルギー収支をもたらす。
【００１６】
中央処理プラントにおいて、従来プロセスでは、池水から藻類を分離し、藻類を脱水する。一般に、脱水は、遠心分離により水を除去し、加熱して残っている水分を蒸発させて実現される。水は高い熱容量を有するため、藻類に付随する水を蒸発させるのに大量のエネルギーを必要とする。実際に、湿った藻類のペーストを完全に乾燥させるのに必要とするエネルギー量は、ペーストから最終的に得られるエネルギー量とほぼ等しく、藻類からエネルギーの正味の利得を本質的にまったくもたらさない。例えば、本発明者らは、上記の２０００万ｇａｌ／年の施設の例についてのエネルギー収支を、藻油（＋９６，０００ｋｗｈｒ／エーカー）、藻類残留物（＋１０７，０００ｋｗｈｒ／エーカー）、藻類のポンピング（−６３，０００ｋｗｈｒ／エーカー）、藻類の遠心分離（−１８１，０００ｋｗｈｒ／エーカー）、藻類の乾燥（−１２１，０００ｋｗｈｒ／エーカー）、および藻油の抽出（−１２，０００ｋｗｈｒ／エーカー）と推定した。したがって、従来の藻類養殖の操業は、正味のエネルギー損失（−１７４，０００ｋｗｈｒ／エーカー）をもたらす。
【００１７】
本発明者らは、従来のプロセスに関する問題を認識し、本発明において、費用効果が高く、エネルギー効率のよい解決策を提示する。本発明は、藻類を取り入れる（harvest）ために魚を使用し、かつバイオ燃料を製造するために魚の脂質を使用することを対象とする。本発明は、藻類を養殖し、魚などのプランクトン食性生物が消費する、管理された多栄養システムも提供する。藻類は、ほとんどの水生生態系において最低の栄養レベルの１つを占める。本発明者らは、水から直接藻類を取り入れるのではなく、より高い栄養レベルを占めるプランクトン食性生物から、藻類が捕獲したエネルギーを収集することによって、栄養系の自然順序を活用する。したがって、本発明の方法は、藻類を機械的に濃縮し、藻類から脂質を抽出する代わりに、藻類を餌として常食する魚および他のプランクトン食性生物の集団を使用して、藻類を取り入れる。より高い栄養レベル（例えば、栄養レベル２）にある魚は、藻類を消費することによって、藻類バイオマスをバイオ燃料として使用することができる脂質を含む魚バイオマスに変換する。脂質は、魚にとって主要なエネルギーの貯蔵である。本発明によれば、藻類が捕獲した太陽エネルギーは、魚中に生物学的に蓄積され、次いで魚が、捕獲および処理されてバイオ燃料になる。藻類バイオマス中に貯蔵されたエネルギーが、魚により使用されることによって、魚の成長を持続するためにより多くの藻類が取り入れされる。魚は、そのエネルギーのかなりの部分を藻類から得るので、藻類を取り入れるためにシステムに添加される必要のある追加のエネルギーは、皆無かそれに近い。例えば、成魚のメンハーデン（ニシン科の魚）（平均１ポンドの体重）は、最小のエネルギー支出を伴って、１分当たり７ガロン（ｇｐｍ）の速度で持続的に海水から植物プランクトンを濾過すると推定される（Ｐｅｃｋ，Ｊ．Ｉ．、１８９３．Ｏｎ  ｔｈｅ  ｆｏｏｄ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｍｅｎｈａｄｅｎ．Ｂｕｌｌ．Ｕ．Ｓ．Ｆｉｓｈ．Ｃｏｍｍ．１３：１１３〜１２６頁）。本発明者らは、この成魚のメンハーデンは、濾過給餌のとき、３〜５ワットのエネルギーを費やすと推定する。それに対し、最大の利用可能な遠心分離機のうちの１つ（Ｗｅｓｔｆａｌｉａ製）は、３０ｇｐｍを処理し、１８，０００ワット（２５ＨＰ）、または同じ濾過速度でメンハーデンより１０００倍多いエネルギー必要量を消費する。実際に、魚の基礎エネルギー支出は、外温性、アンモニア排出、および浮力のために、一般に、哺乳動物の１０〜３０分の１である（Ｇｕｉｌｌａｕｍｅ，Ｊ．、Ｋａｕｓｈｉｋ，Ｓ．、Ｂｅｒｇｏｔ，Ｐ．、およびＭｅｔａｉｌｌｅｒ，Ｒ．Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｆｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｉｓｈ  ａｎｄ  Ｃｒｕｓｔａｃｅａｎｓ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ、２００１）。魚は、藻類に対する天然の濃縮器および取入器であり、１ポンドのメンハーデンは、８００ガロンの藻類含有水と同程度のエネルギーを含有するが、その量の水よりも、処理するのに著しく低いエネルギーを必要とし、より大きい正味のエネルギー利得をもたらす。
【００１８】
さらに、ある特定の魚は、藻類中のタンパク質および炭水化物から新たに別の脂質を生成することができ、潜在的に全体的な脂質収率を増大させる。多くの魚は、藻類ならびに動物プランクトンおよび／またはデトリタスを餌として常食（する。したがって、そのような魚は、デトリタス中に存在し、または植物プランクトンを餌として食べる動物プランクトンが逃したエネルギーおよびバイオマスを収穫することができる。成長速度がより高い、または藻類の食餌に対して脂質を産生および／もしくは蓄積する能力がより高いトランスジェニック魚および遺伝的に改善された魚を、本発明の収穫方法において使用することができる。さらに、食魚性魚（例えば、栄養レベル３）をシステムに使用することによって、栄養レベルのより低い魚、例えば、草食性、プランクトン食性、およびデトリタス食性（ｄｅｔｒｉｔｉｖｏｒｕｓ）魚などの魚も取り入れることができる。高価値の食魚性魚は、ヒトが消費するための食物として販売することができ、システムを稼動するコストを相殺するための追加の収入ストリームを提供する。
【００１９】
魚からの脂質の抽出は、主な製品である魚粉を製造するための商業プロセスにおける工程である。魚の取り入れおよび処理は、藻類を直接処理する従来方法で必要とされる大量の水の除去および加熱を必要としないので、エネルギーの正味の利得をシステムから得ることができる。魚の処理に費やされるエネルギーコストは、藻類を直接処理するより好都合である。非限定例として、本発明者らは、上記と同じ背景技術の事実に基づいて推定した。魚に基づくシステムのエネルギー収支（ｋＷｈ／エーカーで測定されるエネルギー）は以下の通りである：魚油（＋２１，０００）、魚粉（＋１５，０００）、プラントへの魚の輸送（−５０）、魚の蒸気処理（−１７００）、および魚粉の乾燥（−１２，０００）。魚に基づくシステムから得られるエネルギー利得は、従来方法についての−１７４，０００ｋｗｈｒ／エーカーとは対照的に、＋２２，２５０ｋｗｈｒ／エーカーである。
【００２０】
本発明は、いくつかの態様においてシーフード産業と区別可能である。歴史的に、魚油および魚廃棄物は、小規模で燃料として燃やすことによって処分されてきた。しかし、シーフード産業によって生成される魚油および魚廃棄物は、養殖された藻類で育てられてはいなかった野生の魚から得られた。開水域で摂餌する野生集団から捕獲される魚の年齢および種類にかなりの多様性がある。本発明と異なり、捕獲された魚からの脂質の組成および収率は、多様で非常に予測不可能であり、したがって、これらは、バイオ燃料の信頼できる源ではない。本発明において使用される魚は、エンクロージャー（囲われた領域: enclosure）内で養殖され、集団がある特定の平均バイオマス設定ポイントに到達したとき、またはエンクロージャーがその収容能力に到達したとき収集される。本発明のバイオ燃料の製造において使用される魚の集団は養殖され、したがって、シーフード産業によって捕獲および加工される魚の野生集団と異なる。捕獲された野生の魚から魚脂質を抽出することは、持続不可能なやり方であり、本発明の一部ではない。
【００２１】
さらに、養殖場で養殖される魚は、これらが、養殖されているエンクロージャー（囲われた領域）から捕獲した直後に処理される場合、土質性または金属性の異臭を有することが知られている。捕獲前にこの臭いの発生を防止しまたはこの臭いを除去するために、養殖された魚は、相対的に少ない藻類および細菌を含有する清潔な池に移され、この中で約７〜１４日などの短い期間養殖される。この期間の間、魚には、以前と同じ餌（藻類を含む場合がある）は与えない。本発明において使用される魚の味は重要でないので、本発明の方法は、魚が養殖されたエンクロージャーよりも少量の藻類および細菌を含有する水中でこの別個の養殖工程を実施する工程は含まない。
【００２２】
藻類は、すべての気候領域、例えば、熱帯、亜熱帯、温帯、および極地などにおいて、それだけに限らないが、淡水、海洋、および汽水環境を含めた、すべての型の水生環境において生息する。したがって、本発明は、そのような水生環境および気候領域のいずれにおいても藻類および魚を養殖するための管理された多栄養システムを提供する。本発明は、多くの地理的地域、例えば、それだけに限らないが、陸地上の水域、例えば、それだけに限らないが、湖、池、沿岸陸地、川および水域に隣接する土地などにおいて実行することができる。本発明は、世界の多くの部分、例えば、米国の海岸、沿岸陸地、接続水域、領土域、および排他的経済水域などにおいて実行することができる。例えば、本発明のシステムは、メキシコ湾の海岸における沿岸陸地、またはメキシコ湾盆地、北東メキシコ湾、南フロリダ大陸棚および大陸斜面、カンペチェの岸、カンペチェ湾、西メキシコ湾、および北西メキシコ湾の水中に設立することができる。
【００２３】
開示を明確にするために、かつ限定によってではなく、本発明の詳細な説明は、引き続く小区分に分割される。本発明の方法において使用される藻類および魚は、それぞれ５．１節および５．２節において詳細に説明する。藻類を取り入れるシステムおよび方法は、５．３．節において詳細に説明する。本発明の脂質およびバイオ燃料は、５．４節において説明する。藻類を取り入れるためにメンハーデンを使用する例は、７節において提供する。
【００２４】
本明細書で使用する場合、「ａ」または「ａｎ」は、別段の明らかな指定のない限り、少なくとも１つを意味する。用語「約」は、本明細書で使用する場合、別段の指定のない限り、この用語によって修飾されている値の上下２０％以下である値を指す。
【００２５】
本明細書で使用される技術的および科学的用語は、別段の定義のない限り、本発明が属する当業者によって一般に理解される意味を有する。当業者に公知の様々な装置、技術、および方法を本明細書で参照する。参照されるそのような公知の装置、技術、および方法を示す刊行物および他の資料は、完全に示されているかのように、その全体が引用により本明細書に合体される。本発明を実行することは、別段の指定のない限り、化学工学、生物学、生態学、ならびに漁業および水産養殖産業の装置、方法、ならびに技法を使用することになり、これらは当技術分野の技術の範囲内である。そのような装置、技術および方法は、文献、例えば、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｄｄ−Ｉｖａｒ  Ｌｅｋａｎｇ、２００７、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｌｔｄ．；Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏａｌｇａｌ  Ｃｕｌｔｕｒｅ、Ａｍｏｓ  Ｒｉｃｈｍｏｎｄ編、２００４、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ；Ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ、Ｅ．Ｗ．Ｂｅｃｋｅｒ、１９９４、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ；Ｌｉｍｎｏｌｏｇｙ：Ｌａｋｅ  ａｎｄ  Ｒｉｖｅｒ  Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｇ．Ｗｅｔｚｅｌ、２００１、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ；ならびにＡｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ．Ｆａｒｍｉｎｇ  Ａｑｕａｔｉｃ  Ａｎｉｍａｌｓ  ａｎｄ  Ｐｌａｎｔｓ、Ｊｏｈｎ  Ｓ．ＬｕｃａｓおよびＰａｕｌ  Ｃ．Ｓｏｕｔｈｇａｔｅ編、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ、（２００３）において完全に説明されており、そのそれぞれは、その全体が引用により本明細書に合体される。
【００２６】
５．１．藻類
本明細書で使用する場合、用語「藻類」は、クロロフィルならびに根、茎および葉に分化されていない葉状体を有する任意の生物を指し、光独立栄養性または光成長栄養性（ｐｈｏｔｏａｕｘｏｔｒｏｐｈｉｃ）である原核生物および真核生物を包含する。用語「藻類」は、大型藻（一般に海藻として知られる）および微細藻類を含む。本発明のある特定の実施形態については、大型藻でない藻類が好適である。用語「微細藻類」および「植物プランクトン」は、本明細書で互換的に使用され、任意の微視的な藻類、光独立栄養性または光成長栄養性真核生物（原生動物など）、光独立栄養性または光成長栄養性原核生物、およびラン藻類（Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）（一般にラン藻類（ｂｌｕｅ−ｇｒｅｅｎ  ａｌｇａｅ）と呼ばれ、ラン藻類（Ｃｙａｎｏｐｈｙｃｅａｅ）と以前に分類された）を指す。用語「藻類の」の使用は、微細藻類も指し、したがって「微細藻類の」という意味を包含する。用語「藻類組成物」は、水生組成物などの、藻類を含む任意の組成物を指し、藻類が養殖される水域または養殖物に限定されない。藻類組成物は、藻類養殖物、濃縮藻類養殖物、または藻類の脱水された塊とすることができ、液体、半固体、または固体形態であってもよい。非液体藻類組成物は、固体の水分レベルまたは重量百分率の観点から説明することができる。「藻類養殖物」は、生きた藻類を含む藻類組成物である。
【００２７】
本発明の微細藻類は、植物プランクトン、動物プランクトン、および細菌プランクトンを含む用語「プランクトン」によっても包含される。本発明のある特定の実施形態については、多くの動物プランクトンは植物プランクトンを摂取するので、動物プランクトンを実質的に欠いている藻類を含む藻類組成物または水域が好適である。しかし、本発明の多くの態様は、植物プランクトンを単離することなく、または動物プランクトンもしくは他の非藻類プランクトン生物を除去することなく、プランクトン組成物を用いて実行することができることが企図されている。本発明の方法は、プランクトンを含む組成物、またはプランクトンを含む水域を用いて使用することができる。
【００２８】
本発明の藻類は、天然に存在する種、遺伝的に選択された系統、遺伝子操作された系統、トランスジェニック系統、または合成藻類とすることができる。藻類は、少なくとも有益な特質、例えば、それだけに限らないが、成長速度の増大、脂質蓄積、好都合な脂質組成、養殖環境への適合、および環境条件の変化における頑強さなどを有することが好ましい。藻類は、過剰の脂質および／または炭化水素を蓄積することが望ましい。しかし、過剰の脂質を含まない藻類バイオマスは、捕獲する魚によって代謝的に脂質に変換され得るので、これは必要条件ではない。本発明の藻類組成物中の藻類すべてが、実験室条件下で養殖できなくてもよい。本発明の藻類組成物中のすべての藻類が、分類学的に分類され、または組成物について、本発明において使用されるために特徴づけられることは要求されない。藻類養殖物を含めた藻類組成物は、存在する分類群の相対的な割合によって区別することができる。
【００２９】
本発明の藻類は、そのエネルギー源として光を使用する。藻類は、太陽光または人工光の下で成長することができる。単位体積当たりの質量（ｍｇ／ｌまたはｇ／ｌなど）に加えて、クロロフィルａは、藻類バイオマスの一般に使用される指標である。しかし、これは、藻類の種に応じて細胞クロロフィル含量のばらつきを受けやすい（新鮮な藻類の質量の０．１〜９．７％）。推定バイオマス値は、集団内の支配的な種のクロロフィル含量に基づいて較正することができる。クロロフィルａの濃度とバイオマス値の公開された相関関係を、本発明において使用することができる。一般に、クロロフィルａの濃度は、水域の生産層内で測定されるべきである。生産層は、光合成的に活性なスペクトル（４００〜７００ｎｍ）の光強度が、表面光強度の１％を超える深度である。
【００３０】
場所の緯度に応じて、熱帯、亜熱帯、温帯、極地、または他の気候領域から得られる藻類が、本発明において使用される。開放型養殖システムが使用される場合、導入される種に対して、固有または原産の藻類種が一般に好適である。固有または原産の藻類は、システムの場所で、またはこの場所付近で得られる局所的な水試料から富化または単離することができる。本発明の方法において、局所的な水生栄養システムからの藻類および魚を使用することが有利である。微細藻類を含めた藻類は、それだけに限らないが、淡水（約１０００分の０．５（ｐｐｔ）未満の塩）、汽水（約０．５〜約３１ｐｐｔの塩）、海洋（約３１〜約３８ｐｐｔの塩）、および塩水（約３８ｐｐｔ超の塩）環境を含めた、多くの型の水生環境に生息する。そのような水生環境、淡水種、海洋種、ならびに／または様々なおよび／もしくは中程度の塩分または栄養分レベルにおいてよく育つ種のいずれも、本発明において使用することができる。本発明の藻類組成物中の藻類は、天然または人工環境の環境試料から最初に得ることができ、原核生物と真核生物の混合物を含有することができ、種のいくつかは同定されていなくてもよい。川、湖からの淡水濾液；沿岸地域、海洋からの海水濾液；温泉または熱水孔中の水；および湖、海洋、または河口の沈澱物を、藻類を調達するのに使用することができる。試料は、表面ならびに地下水を含めた、局所的または遠隔水域から収集することもできる。
【００３１】
１つまたは複数の種の藻類が本発明の藻類組成物中に存在する。本発明の一実施形態では、藻類組成物は、ただ１つの種の藻類が成長する単一養殖物である。しかし、多くの開放型養殖システムでは、水中に他の藻類種が存在するのを回避することが困難となり得る。本発明者らは、藻類コンソーシアムは、単一養殖より生産的であり、健康となり得ると考えている。したがって、単一養殖物は、約０．１％〜２％の、意図された種以外の藻類種の細胞を含む場合があり、すなわち、単一養殖における藻類細胞の最大９８％〜９９．９％が１つの種である。ある特定の実施形態では、藻類組成物は、純粋養殖物などの単離された種の藻類を含む。別の実施形態では、藻類組成物は、１つの種を超える藻類を含む混合養殖物、すなわち、藻類養殖物は単一養殖物ではない。そのような養殖物は、様々な藻類養殖物または純粋養殖物を混合することによって調製することができる。ある特定の実施形態では、藻類組成物は、動物プランクトン、細菌プランクトン、および／または他のプランクトン生物も含むことができる。ある特定の実施形態では、異なるバッチの藻類養殖物の組合せを含む藻類組成物が、本発明において使用される。藻類組成物は、複数の異なる藻類養殖物を混合することによって調製することができる。様々な分類群の藻類が、規定された割合で存在し得る。藻類組成物中の様々な藻類の組合せ、および割合を設計または調整することによって、魚のある特定の群または種の成長および／または脂質蓄積を増強することができる。本発明の微細藻類組成物は、選択されたサイズ範囲、例えば、それだけに限らないが、２０００μｍ未満、約２００〜２０００μｍ、２００μｍ超、２００μｍ未満、約２０〜２０００μｍ、約２０〜２００μｍ、２０μｍ超、２０μｍ未満、約２〜２０μｍ、約２〜２００μｍ、約２〜２０００μｍ、２μｍ未満、約０．２〜２０μｍ、約０．２〜２μｍ、または０．２μｍ未満などの微細藻類を主に含むことができる。
【００３２】
本発明の混合藻類組成物は、大型藻および／または微細藻類の１つまたはいくつかの支配的な種を含む。微細藻類種は、顕微鏡観察によって同定し、視覚的もしくは光学的にカウントすることによって、またはそれだけに限らないが、当技術分野で周知である、マイクロフルイディクスおよびフローサイトメトリーなどの技法によって数えることができる。支配的な種は、藻類細胞数において高く位置付けられるもの、例えば、他の種と比べて最高数の細胞を有する上位１〜５番目の種である。微細藻類は、単細胞、繊維状、またはコロニー形態で生じる。藻類細胞数は、コロニーまたはフィラメントの数をカウントすることによって推定することができる。あるいは、支配的な種は、細胞、コロニーおよび／またはフィラメントの数を位置付けることによって判定することができる。このカウントスキームは、様々な形態が存在し、コロニーまたはフィラメント中の細胞数を識別することが困難である混合養殖物において好適となり得る。混合藻類組成物中では、１つまたはいくつかの支配的な藻類種は、養殖物中に存在する藻類の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％、約９７％、約９８％超を構成する場合がある。ある特定の混合藻類組成物中では、いくつかの支配的な藻類種は、それぞれ独立に、養殖物中に存在する藻類の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、または約９０％超を構成する場合がある。多くの他の少数種の藻類もそのような組成物中に存在することができるが、これらは、総計で、存在する藻類の約５０％未満、約４０％、約３０％、約２０％、約１０％、または約５％を構成することができる。様々な実施形態では、１、２、３、４、または５つの支配的な種の藻類が、藻類組成物中に存在する。したがって、混合された藻類養殖物または藻類組成物は、存在する藻類の支配的な種によって記述し、他の養殖物または組成物と区別することができる。藻類組成物は、少数種と比べた、支配的な種である細胞の百分率、または支配的な種のそれぞれの百分率によってさらに記述することができる。支配的な種の同定も、ある特定のサイズクラス以内、例えば、２０００μｍ未満、約２００〜２０００μｍ、２００μｍ超、２００μｍ未満、約２０〜２０００μｍ、約２０〜２００μｍ、２０μｍ超、２０μｍ未満、約２〜２０μｍ、約２〜２００μｍ、約２〜２０００μｍ、２μｍ未満、約０．２〜２０μｍ、約０．２〜２μｍ、または０．２μｍ未満の種に限定することができる。同じ属または種の藻類を有する混合された藻類養殖物または組成物は、存在する様々な属および／または種の相対的な存在量によって異なる場合があることが理解されるべきである。
【００３３】
多くの異なる藻類養殖物またはプランクトンを含む水域を、本発明の方法によって効率的に取り入れることができることが企図されている。微細藻類が、本発明の多くの実施形態において使用されることが好ましい一方で、大型藻は、ある特定の実施形態では、それほど好適ではない。特定の実施形態では、特定の分類群、例えば、特定の属または種の藻類は、養殖物中でそれほど好適でない場合がある。以下に列挙される１つまたは複数を含めたそのような藻類は、養殖物または組成物中の支配的な種として特に除外される場合がある。しかし、ある特定の実施形態では、そのような藻類は、特に開放型システムにおいて、混入物、非支配的な群、または少数種として存在する場合があることも理解されるべきである。そのような藻類は、いいかげんな数で存在するか、または養殖物または組成物の体積を考慮すると、実質的に希釈されている場合がある。養殖物、組成物、または水域中のそのような藻類の属または種の存在は、そのような藻類の属または種が支配的であるか、または藻類のバルクを構成する養殖物、組成物、または水域から区別可能である。開放型養殖システム内の藻類養殖物または水域の組成は、四季によって変化することが予期され、例えば、１つの季節において支配的な種は、別の季節において支配的でない場合がある。したがって、特定の地理学的位置または様々な緯度の範囲での藻類養殖物は、季節、すなわち、春組成物、夏組成物、秋組成物、および冬組成物によって、または任意の１つまたは複数の暦月、例えば、それだけに限らないが、約１２月〜約２月、もしくは約５月〜約９月などによってより具体的に記述することができる。開放型養殖システム中の藻類養殖物または水域の種の組成は、それだけに限らないが、栄養分濃度（Ｎ／Ｐ／Ｓｉ）、ｐＨ、アルカリ度、および塩分を含めた、水の化学組成を変更することによっても修正することができる。池内の混合の程度も、藻類コンソーシアムを管理するのに使用することができる。環境条件に対する藻類種の顕著な特殊化を考慮すると、支配的な種は、毎日、季節的に、および池内でさえ変化し得る。
【００３４】
様々な実施形態では、以下の門に属する藻類の１つまたは複数の種を、本発明のシステムおよび方法によって収穫することができる。例えば、Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ、Ｃｙａｎｏｐｈｙｔａ、Ｐｒｏｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ、Ｒｈｏｄｏｐｈｙｔａ、Ｇｌａｕｃｏｐｈｙｔａ、Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ、Ｄｉｎｏｐｈｙｔａ、Ｃｒｙｐｔｏｐｈｙｔａ、Ｃｈｒｙｓｏｐｈｙｔａ、Ｐｒｙｍｎｅｓｉｏｐｈｙｔａ  （Ｈａｐｔｏｐｈｙｔａ）、Ｂａｃｉｌｌａｒｉｏｐｈｙｔａ、Ｘａｎｔｈｏｐｈｙｔａ、Ｅｕｓｔｉｇｍａｔｏｐｈｙｔａ、Ｒｈａｐｈｉｄｏｐｈｙｔａ、およびＰｈａｅｏｐｈｙｔａ門である。ある特定の実施形態では、多細胞または繊維状形態での藻類、例えば、海藻および／または大型藻などは、その多くはＰｈａｅｏｐｈｙｔａ門またはＲｈｏｄｏｐｈｙｔａ門に属し、それほど好適ではない。
【００３５】
ある特定の実施形態では、本発明の藻類組成物は、以下の分類群の１つまたは複数からのラン藻類（ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）（ラン藻類（ｂｌｕｅ−ｇｒｅｅｎ  ａｌｇａｅ）としても知られる）を含む：Ｃｈｒｏｏｃｏｃｃａｌｅｓ、Ｎｏｓｔｏｃａｌｅｓ、Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａｌｅｓ、Ｐｓｅｕｄａｎａｂａｅｎａｌｅｓ、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃａｌｅｓ、およびＳｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｏｐｈｙｃｉｄｅａｅ。非限定例には、Ｇｌｅｏｃａｐｓａ、Ｐｓｅｕｄｏａｎａｂａｅｎａ、Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉａ、Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ、Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ、およびＡｒｔｈｒｏｓｐｉｒａ種が含まれる。
【００３６】
ある特定の実施形態では、本発明の藻類組成物は、以下の分類学的な分類の１つまたは複数からの藻類を含む：Ｅｕｇｌｅｎｏｐｈｙｃｅａｅ、Ｄｉｎｏｐｈｙｃｅａｅ、およびＥｂｒｉｏｐｈｙｃｅａｅ。非限定例には、Ｅｕｇｌｅｎａ種、および淡水または海洋渦鞭毛藻類が含まれる。
【００３７】
ある特定の実施形態では、本発明の藻類組成物は、以下の分類学的な分類の１つまたは複数からの緑藻類を含む。例えば、Ｍｉｃｒｏｍｏｎａｄｏｐｈｙｃｅａｅ、Ｃｈａｒｏｐｈｙｃｅａｅ、Ｕｌｖｏｐｈｙｃｅａｅ、およびＣｈｌｏｒｏｐｈｙｃｅａｅ。非限定例には、Ｂｏｒｏｄｉｎｅｌｌａ、Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ（例えば、Ｃ．ｅｌｌｉｐｓｏｉｄｅａ）、Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ、Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ（例えば、Ｄ．ｓａｌｉｎａ、Ｄ．ｂａｒｄａｗｉｌ）、Ｆｒａｎｃｅｉａ、Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ、Ｏｏｃｙｓｔｉｓ（例えば、Ｏ．ｐａｒｖａ、Ｏ．ｐｕｓｔｉｌｌａ）、Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ、Ｓｔｉｃｈｏｃｏｃｃｕｓ、Ａｎｋｉｓｔｒｏｄｅｓｍｕｓ（例えば、Ａ．ｆａｌｃａｔｕｓ）、Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ、Ｍｏｎｏｒａｐｈｉｄｉｕｍ、Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｉｓ、およびＢｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ（例えば、Ｂ．ｂｒａｕｎｉｉ）の種が含まれる。ある特定の実施形態では、Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ  ｒｅｉｎｈａｒｄｔｉｉは、それほど好適ではない。
【００３８】
ある特定の実施形態では、本発明の藻類組成物は、以下の分類学的な分類の１つまたは複数からの黄金藻を含む：ＣｈｒｙｓｏｐｈｙｃｅａｅおよびＳｙｎｕｒｏｐｈｙｃｅａｅ。非限定例には、Ｂｏｅｋｅｌｏｖｉａ種｛例えば、Ｂ．ｈｏｏｇｌａｎｄｉｉ）、およびＯｃｈｒｏｍｏｎａｓ種が含まれる。
【００３９】
ある特定の実施形態では、本発明における藻類組成物は、以下の分類学的な分類の１つまたは複数からの淡水、汽水、海洋珪藻を含む。例えば、Ｂａｃｉｌｌａｒｉｏｐｈｙｃｅａｅ、Ｃｏｓｃｉｎｏｄｉｓｃｏｐｈｙｃｅａｅ、およびＦｒａｇｉｌａｒｉｏｐｈｙｃｅａｅ。珪藻は、光独立栄養性または栄養要求性であることが好ましい。非限定例として、Ａｃｈｎａｎｔｈｅｓ（例えば、Ａ．ｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ）、Ａｍｐｈｏｒａ（例えば、Ａ．ｃｏｆｆｅｉｆｏｒｍｉｓ系統、Ａ．ｄｅｌｉｃａｔｉｓｓｉｍａ）、Ａｍｐｈｉｐｒｏｒａ（例えば、Ａ．ｈｙａｌｉｎｅ）、Ａｍｐｈｉｐｌｅｕｒａ、Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓ（例えば、Ｃ．ｍｕｅｌｌｅｒｉ、Ｃ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）、Ｃａｌｏｎｅｉｓ、Ｃａｍｐｈｙｌｏｄｉｓｃｕｓ、Ｃｙｃｌｏｔｅｌｌａ（例えば、Ｃ．ｃｒｙｐｔｉｃａ、Ｃ．ｍｅｎｅｇｈｉｎｉａｎａ）、Ｃｒｉｃｏｓｐｈａｅｒａ、Ｃｙｍｂｅｌｌａ、Ｄｉｐｌｏｎｅｉｓ、Ｅｎｔｏｍｏｎｅｉｓ、Ｆｒａｇｉｌａｒｉａ、Ｈａｎｔｓｃｈｉａ、Ｇｙｒｏｓｉｇｍａ、Ｍｅｌｏｓｉｒａ、Ｎａｖｉｃｕｌａ（例えば、Ｎ．ａｃｃｅｐｔａｔａ、Ｎ．ｂｉｓｋａｎｔｅｒａｅ、Ｎ．ｐｓｅｕｄｏｔｅｎｅｌｌｏｉｄｅｓ、Ｎ．ｓａｐｒｏｐｈｉｌａ）、Ｎｉｔｚｓｃｈｉａ（例えば、Ｎ．ｄｉｓｓｉｐａｔａ、Ｎ．ｃｏｍｍｕｎｉｓ、Ｎ．ｉｎｃｏｎｓｐｉｃｕａ、Ｎ．ｐｕｓｉｌｌａ系統、Ｎ．ｍｉｃｒｏｃｅｐｈａｌａ、Ｎ．ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａ、Ｎ．ｈａｎｔｚｓｃｈｉａｎａ、Ｎ．ａｌｅｘａｎｄｒｉｎａ、Ｎ．ｑｕａｄｒａｎｇｕｌａ）、Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍ（例えば、Ｐ．ｔｒｉｃｏｒｎｕｔｕｍ）、Ｐｌｅｕｒｏｓｉｇｍａ、Ｐｌｅｕｒｏｃｈｒｙｓｉｓ（例えば、Ｐ．ｃａｒｔｅｒａｅ、Ｐ．ｄｅｎｔａｔａ）、Ｓｅｌｅｎａｓｔｒｕｍ、Ｓｕｒｉｒｅｌｌａ、およびＴｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ（例えば、Ｔ．ｗｅｉｓｓｆｌｏｇｉｉ）である。
【００４０】
ある特定の実施形態では、本発明の藻類組成物は、１〜１０μｍ、または２〜４μｍの範囲の直径を有する特徴的に小さい微細藻類を含めたプランクトンを含む。多くのそのような藻類は、それだけに限らないが、Ｎａｎｎｏｃｈｌｏｒｏｐｓｉｓ種｛例えば、Ｎ．ｓａｌｉｎａ）などのＥｕｓｔｉｇｍａｔｏｐｈｙｔａのメンバーである。
【００４１】
ある特定の実施形態では、本発明の藻類組成物は、以下の群からの１つまたは複数の藻類を含む。例えば、Ｃｏｅｌａｓｔｒｕｍ、Ｃｈｌｏｒｏｓａｒｃｉｎａ、Ｍｉｃｒａｃｔｉｎｉｕｍ、Ｐｏｒｐｈｙｒｉｄｉｕｍ、Ｎｏｓｔｏｃ、Ｃｌｏｓｔｅｒｉｕｍ、Ｅｌａｋａｔｏｔｈｒｉｘ、Ｃｙａｎｏｓａｒｃｉｎａ、Ｔｒａｃｈｅｌａｍｏｎａｓ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒｉｅｌｌａ、Ｃａｒｔｅｒｉａ、Ｃｒｙｔｏｍｏｎａｓ、Ｃｈｌａｍｙｄａｍｏｎａｓ、Ｐｌａｎｋｔｏｔｈｒｉｘ、Ａｎａｂａｅｎａ、Ｈｙｍｅｎｏｍｏｎａｓ、Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ、Ｐａｖｌｏｖａ、Ｍｏｎｏｄｕｓ、Ｍｏｎａｌｌａｎｔｈｕｓ、Ｐｌａｔｙｍｏｎａｓ、Ａｍｐｈｉｐｒｏｒａ、Ｃｈａｔｉｏｃｅｒｏｓ、Ｐｙｒａｍｉｍｏｎａｓ、Ｓｔｅｐｈａｎｏｄｉｓｃｕｓ、Ｃｈｒｏｏｃｏｃｃｕｓ、Ｓｔａｕｒａｓｔｒｕｍ、Ｎｅｔｒｉｕｍ、およびＴｅｔｒａｓｅｌｍｉｓである。
【００４２】
ある特定の実施形態では、上述した属および種の藻類のいずれも、それぞれ、本発明の藻類組成物における支配的な種として独立してそれほど好適ではない場合があり、本発明の藻類組成物から除外される場合がある。
【００４３】
５．２  魚
本明細書で使用する場合、用語の魚は、以下の分類のメンバーまたは群を指す：Ｔｅｌｅｏｓｔｅｒｉ門（硬骨類としても知られる）を含むＡｃｔｉｎｏｐｔｅｒｙｉｉ（すなわち、条鰭類）、Ｃｈｏｎｄｒｉｃｈｙｔｅｓ（例えば、軟骨魚類）、Ｍｙｘｉｎｉ（例えば、メクラウナギ）、Ｃｅｐｈａｌｏｓｐｉｄｏｍｏｒｐｈｉ（例えば、ヤツメウナギ）、およびＳａｒｃｏｐｔｅｒｙｉｉ（例えば、シーラカンス）。硬骨類は、少なくとも３８目、４２６科、および４０６４属を含む。いくつかの硬骨類の科、例えば、Ｃｙｐｒｉｎｉｄａｅ、Ｇｏｂｉｉｄａｅ、Ｃｉｃｈｌｉｄａｅ、Ｃｈａｒａｃｉｄａｅ、Ｌｏｒｉｃａｒｉｉｄａｅ、Ｂａｌｉｔｏｒｉｄａｅ、Ｓｅｒｒａｎｉｄａｅ、Ｌａｂｒｉｄａｅ、およびＳｃｏｒｐａｅｎｉｄａｅなどは大きい。多くの実施形態では、本発明は、硬骨類（ｔｅｌｅｏｓｔ）などの硬骨魚（ｂｏｎｙ  ｆｉｓｈ）および／または軟骨魚類を伴う。複数の生物を指すとき、用語「魚（ｆｉｓｈ）」は、別段の明らかな指定のない限り、１つまたは１つを超える種が存在するかどうかにかかわらず、用語「魚（ｆｉｓｈｅｓ）」と互換的に使用される。
【００４４】
本発明において使用される魚のストックは、魚孵化場から最初に得、または野生のものから収集することができる。養殖した（ｃｕｌｔｕｒｅｄ）または養殖した（ｆａｒｍｅｄ）魚が本発明で使用されることが好ましい。魚は、魚の稚魚、幼魚（ｊｕｖｅｎｉｌｅ）、幼魚（ｆｉｎｇｅｒｌｉｎｇ）、または成魚／成熟した魚とすることができる。本発明のある特定の実施形態では、変態した稚魚および／または幼魚が使用される。「稚魚」とは、卵黄嚢を完全に吸収した最近孵化した魚を意味し、一方、「幼魚（ｊｕｖｅｎｉｌｅ）」または「幼魚（ｆｉｎｇｅｒｌｉｎｇ）」とは、最近孵化したのではないが、まだ成魚ではない魚を意味する。ある特定の実施形態では、魚は、システム内の藻類を含むエンクロージャー内で繁殖することができ、必ずしも魚孵化場内で繁殖しなくてもよい。当技術分野で公知の任意の魚水産養殖技法を使用することによって、本発明で使用される魚を貯蔵、維持、繁殖し、集めることができる。
【００４５】
１つまたは複数の種の魚を使用することによって、藻類組成物から藻類を取り入れることができる。本発明の一実施形態では、魚の集団は、１種の魚のみを含む。別の実施形態では、魚の集団は混合され、したがって、１つまたはいくつかの主要な種の魚を含む。主要な種は、頭数において高く位置付けられるもの、例えば、他の種と比べて最高頭数を有する上位１〜５番目の種である。１つまたはいくつかの主要な魚の種は、集団中に存在する魚の約１０％超、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約７５％、約８０％、約９０％、約９５％、約９７％、約９８％を構成することができる。ある特定の実施形態では、いくつかの主要な魚の種はそれぞれ、集団中に存在する魚の約１０％超、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、または約８０％を構成することができる。様々な実施形態では、１、２、３、４、５つの主要な種の魚が、魚の集団中に存在する。したがって、混合された魚の集団は、存在する魚の主要な種によって記述し、他の集団と区別することができる。集団は、主要な種および少数種の百分率、または主要な種のそれぞれの百分率によってさらに記述することができる。別の水域と同じ属または種の魚を有する混合された魚集団を含む水域は、存在する魚の様々な属および／または種の相対的な存在量によって異なる場合があることが理解されるべきである。
【００４６】
魚は、それだけに限らないが、淡水、汽水、海洋、および塩水環境を含めたほとんどの型の水生環境に生息する。本発明は、そのような水生環境のいずれにおいても実行することができるので、任意の淡水種、狭塩性種、広塩性種、海洋種、塩水中で成長する種、ならびに／または様々なおよび／もしくは中程度の塩分においてよく育つ種を使用することができる。システムの緯度に応じて、熱帯、亜熱帯、温帯、極地、および／または他の気候領域に由来する魚を使用することができる。例えば、以下の温度範囲内で生息する魚を使用することができる：１０℃未満、９℃〜１８℃、１５℃〜２５℃、２０℃〜３２℃。一実施形態では、本発明の方法が実行される領域原産の魚が使用される。藻類と同じ気候領域、同じ塩分環境、または同じ生態系に由来する魚が使用されることが好ましい。藻類および魚は、好ましくは天然に存在する栄養システムに由来する。
【００４７】
水生生態系では、魚は、様々な栄養レベルを占める。食餌に応じて、魚は一般に、魚食魚（肉食魚）、草食魚、プランクトン食魚、デトリタス食魚、および雑食魚として分類される。分類は、魚によって摂取される主要な型の食物、および食餌に対するその関係する適応の観察に基づく。例えば、プランクトン食魚の多くの種は、濾過摂食を可能にするための特殊化された解剖学的構造、例えば、鰓耙および鰓弁を発達させる。一般に、微細藻類を含めたプランクトンの寸法と比べたそのような濾過構造のサイズは、プランクトン食魚の食餌に影響する。篩を形成するための特殊化された二次構造を伴う、より閉じた間隔の鰓耙を有する魚は、一般に植物プランクトン食魚（ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｉｖｏｒｅ）である。二次の逆棘（ｂａｒｂ）を伴う広い間隔の鰓耙を有する他の魚は、一般に動物プランクトン食魚（ｚｏｏｐｌａｎｋｔｉｖｏｒｅ）である。魚食動物の場合では、鰓耙は、逆棘と化している。草食動物は一般に、大型藻および他の水生維管束植物を餌とする。腸内容物分析により、本発明において使用される生物の食餌を判定することができる。魚の腸内容物を分析するための技法は、当技術分野において公知である。本明細書で使用する場合、限定されない量の植物プランクトンおよび動物プランクトンを含む水中で育てられたプランクトン食魚の集団が、腸内に動物プランクトンより多くの植物プランクトン、例えば、５０％超、６０％、７０％、８０％、または９０％を平均で有する場合、プランクトン食魚は、植物プランクトン食魚である。同様の条件下で、プランクトン食魚の集団が、腸内に植物プランクトンより多くの動物プランクトン、例えば、５０％超、６０％、７０％、８０％、または９０％を平均で有する場合、プランクトン食魚は、動物プランクトン食魚である。ある特定の魚は、広い範囲の食物を消費することができ、または環境によって供給される食餌に適応することができる。したがって、魚は、腸内容物分析を受ける前に、本発明のシステム内で養殖されることが好ましい。
【００４８】
本発明の方法において使用される魚は、藻類を餌として常食するが、これらが、微細藻類をもっぱら餌として常食とすることは必要とされず、すなわち、これらは、草食魚、雑食魚、プランクトン食魚、植物プランクトン食魚、動物プランクトン食魚、または一般に、漂泳性濾過摂食魚および底生性濾過摂食魚を含めた濾過摂食魚であってもよい。本発明のいくつかの実施形態では、藻類を取り入れるのに有用な魚の集団は、主にプランクトン食魚を含む。本発明のいくつかの実施形態では、藻類を取り入れるのに有用な魚の集団は、主に雑食魚を含む。ある特定の実施形態では、魚集団中の１つまたはいくつかの主要な種は、プランクトン食魚、または植物プランクトン食魚である。本発明のある特定の混合魚集団では、プランクトン食魚および雑食魚がともに存在する。ある特定の他の混合魚集団では、プランクトン食魚に加えて、草食魚および／またはデトリタス食魚も存在する。ある特定の実施形態では、魚食魚が混合魚集団において使用されることによって、他の魚を捕獲する。ある特定の実施形態では、魚食魚は、それほど好適ではないか、または本発明のシステムから除外される。魚集団における、その栄養挙動によって定義される１つの型の魚の、別の型に対する優位性は、集団中の主要な魚種を記述するために上述した頭数率（例えば、９０％の植物プランクトン食魚、１０％の雑食魚）によって定義することができる。
【００４９】
本発明の取り入れ方法において使用される魚の選択は、いくつかの要因、例えば、魚のための食物としての養殖藻類の口当たりの良さおよび栄養価、魚の脂質の組成および含量、飼料変換率、魚の成長速度、ならびに魚の摂食および成長を促進する環境必要条件などに依存する。例えば、選択された魚は、飽食するまで養殖藻類を餌として常食とし、藻類バイオマスを急速かつ効率的に魚バイオマスに変換することが好ましい。腸内容物分析により、プランクトン食魚によって摂取されたプランクトンの寸法、およびある特定の種の藻類についてのプランクトン食魚の好みを明らかにすることができる。摂取されたプランクトンの平均寸法を知ることにより、ある特定のサイズクラスのプランクトンに対する、プランクトン食魚の好みおよび効率を求めることができる。魚のサイズの好みおよび／または種の好みに基づいてプランクトン食魚を選択することによって、藻類組成物中の藻類のサイズおよび／または種を対応させることができる。エンクロージャー内で藻類組成物が魚に提供されるときに水を交換する必要を低減するために、藻類および魚は、同様の塩分環境中で成長するように適応していることが好ましい。対応させた魚および藻類の種を本発明の方法において使用することにより、取り入れ効率を改善することができる。天然に存在する栄養システムの一部である藻類と魚の組合せを使用することが好ましい場合もある。当技術分野で公知の多くの栄養システムを使用することによって、本発明において使用するための藻類および魚の選択を誘導することができる。魚の集団は自立的とすることができ、生殖を促進し、幼魚を育てるための広範な魚のやりくりの取り組みを必要としない。
【００５０】
現在、多くの種の魚が、ヒトが消費するため、水産養殖飼料を含めた動物飼料、ならびに様々な他の油脂化学由来製品、例えば、塗料、リノリウム、滑剤、石けん、殺虫剤、および化粧品などを製造するために養殖または捕獲されている。本発明の方法は、本方法でなければ、ヒトの食物、動物飼料、または油脂化学供給原料として使用される種の魚を、バイオ燃料を製造するために使用することができる。藻類養殖施設を稼動させる経済的側面に応じて、本方法において使用される魚の一部を、ヒトの食物、動物飼料、または油脂化学供給原料として販売することができる。ある特定の実施形態では、本発明において使用される魚は、動物飼料、ヒトの食物、または油脂化学供給原料を製造するのに適していない。
【００５１】
様々な実施形態では、科または属などの分類群内の魚は、本発明の様々な方法において互換的に使用することができることが理解されるべきである。魚の群および魚の一般的な名称、ならびに例示的な種の科学的名称を使用して本発明を以下に説明する。データベース、例えば、Ｆｒｏｅｓｅ，Ｒ．およびＤ．Ｐａｕｌｙ（編）によるＦｉｓｈＢａｓｅ、ワールドワイドウェブ電子刊行物、ｗｗｗ．ｆｉｓｈｂａｓｅ．ｏｒｇ、バージョン（０６／２００８）などは、本発明において有用である分類群のそれぞれの中の追加の有用な魚種を提供する。当業者は、本発明の範囲と一致して、本発明の方法において使用するために記載した分類群のそれぞれの中で、他の種を特定するためにデータベースを使用することができることが企図されている。
【００５２】
本発明のある特定の実施形態では、魚集団は、Ａｃｉｐｅｎｅｒｉｆｏｒｍｅｓ目中の魚、例えばそれだけに限らないが、チョウザメ（栄養レベル３）、例えば、Ａｃｉｐｅｎｓｅｒ種、Ｈｕｓｏ  ｈｕｓｏ、およびヘラチョウザメ（プランクトンフィーダー）、例えば、Ｐｓｅｐｈｕｒｕｓ  ｇｌａｄｉｕｓ、Ｐｏｌｙｏｄｏｎ  ｓｐａｔｈｕｌａ、およびＰｓｅｕｄａｍｉａ  ｚｏｎａｔａなどを含む。
【００５３】
本発明のある特定の実施形態では、本発明において使用される魚は、Ｃｌｕｐｅｉｆｏｒｍｅｓ目中の魚、すなわち、以下の科を含むニシン科を含む。例えば、Ｃｈｉｒｏｃｅｎｔｒｉｄａｅ、Ｃｌｕｐｅｉｄａｅ（メンハーデン、シャッド、ニシン、イワシ、ヒルサ）、Ｄｅｎｔｉｃｉｐｉｔｉｄａｅ、およびＥｎｇｒａｕｌｉｄａｅ（アンチョビ）である。Ｃｌｕｐｅｉｆｏｒｍｅｓ目内の例示的なメンバーとして、それだけに限らないが、メンハーデン（Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ種）、例えば、Ｅｔｈｍｉｄｉｕｍ  ｍａｃｕｌａｔｕｍ、Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ａｕｒｅａ、Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｇｕｎｔｅｒｉ、Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｓｍｉｔｈｉ、Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｐｅｃｔｉｎａｔａ、ガルフメンハーデン（Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｐａｔｒｏｎｕｓ）、および大西洋メンハーデン（Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｔｙｒａｎｎｕｓ）；シャッド、例えば、Ａｌｏｓａ  ａｌｏｓａ、Ａｌｏｓａ  ａｌａｂａｍａｅ、Ａｌｏｓａ  ｆａｌｌａｘ、Ａｌｏｓａ  ｍｅｄｉｏｃｒｉｓ、Ａｌｏｓａ  ｓａｐｉｄｉｓｓｉｍａ、Ａｌｏｓ  ｐｓｅｕｄｏｈａｒｅｎｇｕｓ、Ａｌｏｓａ  ｃｈｒｙｓｏｃｈｌｏｒｉｓ、Ｄｏｒｏｓｏｍａ  ｐｅｔｅｎｅｎｓｅ；ニシン、例えば、Ｅｔｒｕｍｅｕｓ  ｔｅｒｅｓ、Ｈａｒｅｎｇｕｌａ  ｔｈｒｉｓｓｉｎａ、太平洋ニシン（Ｃｌｕｐｅａ  ｐａｌｌａｓｉｉ  ｐａｌｌａｓｉｉ）、Ａｌｏｓａ  ａｅｓｔｉｖａｌｉｓ、Ｉｌｉｓｈａ  ａｆｒｉｃａｎａ、Ｉｌｉｓｈａ  ｅｌｏｎｇａｔａ、Ｉｌｉｓｈａ  ｍｅｇａｌｏｐｔｅｒａ、Ｉｌｉｓｈａ  ｍｅｌａｓｔｏｍａ、ｌｌｉｓｈａ  ｐｒｉｓｔｉｇａｓｔｒｏｉｄｅｓ、Ｐｅｌｌｏｎａ  ｄｉｔｃｈｅｌａ、Ｏｐｉｓｔｈｏｐｔｅｒｕｓ  ｔａｒｄｏｏｒｅ、Ｎｅｍａｔａｌｏｓａ  ｃｏｍｅ、Ａｌｏｓａ  ａｅｓｔｉｖａｌｉｓ、Ａｌｏｓａ  ｃｈｒｙｓｏｃｈｌｏｒｉｓ、淡水ニシン（Ａｌｏｓａ  ｐｓｅｕｄｏｈａｒｅｎｇｕｓ）、Ａｒｒｉｐｉｓ  ｇｅｏｒｇｉａｎｕｓ、Ａｌｏｓａ  ｃｈｒｙｓｏｃｈｌｏｒｉｓ、Ｏｐｉｓｔｈｏｎｅｍａ  ｌｉｂｅｒｔａｔｅ、Ｏｐｉｓｔｈｏｎｅｍａ  ｏｇｌｉｎｕｍ、大西洋ニシン（Ｃｌｕｐｅａ  ｈａｒｅｎｇｕｓ）、バルト海ニシン（Ｃｌｕｐｅａ  ｈａｒｅｎｇｕｓ  ｍｅｍｂｒａｓ）；イワシ、例えば、Ｉｌｉｓｈａ種、Ｓａｒｄｉｎｅｌｌａ種、Ａｍｂｌｙｇａｓｔｅｒ種、Ｏｐｉｓｔｈｏｐｔｅｒｕｓ  ｅｑｕａｔｏｒｉａｌｉｓ、Ｓａｒｄｉｎｅｌｌａ  ａｕｒｉｔａ、太平洋イワシ（Ｓａｒｄｉｎｏｐｓ  ｓａｇａｘ）、Ｈａｒｅｎｇｕｌａ  ｃｌｕｐｅｏｌａ、Ｈａｒｅｎｇｕｌａ  ｈｕｍｅｒａｌｉｓ、Ｈａｒｅｎｇｕｌａ  ｔｈｒｉｓｓｉｎａ、Ｈａｒｅｎｇｕｌａ  ｊａｇｕａｎａ、Ｓａｒｄｉｎｅｌｌａ  ａｌｂｅｌｌａ、Ｓａｒｄｉｎｅｌｌａ  Ｊａｎｅｉｒｏ、Ｓａｒｄｉｎｅｌｌａ  ｆｉｍｂｒｉａｔａ、オイルサーディン（Ｓａｒｄｉｎｅｌｌａ  ｌｏｎｇｉｃｅｐｓ）、およびヨーロッパマイワシ（Ｓａｒｄｉｎａ  ｐｉｌｃｈａｒｄｕｓ）；ヒルサ、例えば、Ｔｅｎｕｏｌｏｓａ種、およびアンチョビ、例えば、Ａｎｃｈｏａ種（Ａ．ｈｅｐｓｅｔｕｓ、Ａ．ｍｉｔｃｈｉｌｌｉｓ）、Ｅｎｇｒａｕｌｉｓ種、Ｔｈｒｙｓｓａ種、アンチョベータ（Ｅｎｇｒａｕｌｉ��  ｒｉｎｇｅｎｓ）、ヨーロピアンアンチョビ｛Ｅｎｇｒａｕｌｉｓ  ｅｎｃｒａｓｉｃｏｌｕｓ）、Ｅｎｇｒａｕｌｉｓ  ｅｕｒｙｓｔｏｌｅ、オーストラリアンアンチョビ（Ｅｎｇｒａｕｌｉｓ  ａｕｓｔｒａｌｉｓ）、およびＳｅｔｉｐｉｎｎａ  ｐｈａｓａ、Ｃｏｉｌｉａ  ｄｕｓｓｕｍｉｅｒｉなどがあげられる。これらの魚のほとんどは、海洋において一般的に豊富であるため、商業的に養殖されていない。
【００５４】
本発明のある特定の実施形態では、魚集団は、Ｏｓｔａｒｉｏｐｈｙｓｉ上目における魚を含み、これには、Ｇｏｎｏｒｙｎｃｈｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｓｉｌｕｒｉｆｏｒｍｅｓ目、およびＣｙｐｒｉｎｉｆｏｒｍｅｓ目が含まれる。この群中の魚の非限定例として、サバヒー、ナマズ、バーブ、コイ、ダニオ、ゼブラフィッシュ、キンギョ、ドジョウ、シャイナー、ミノウ、およびラスボラが挙げられる。Ｃｈａｎｏｓ  ｃｈａｎｏｓなどのサバビーは、プランクトンフィーダーである。ナマズ、例えば、ブチナマズ（Ｉｃｔａｌｕｒｕｓ  ｐｕｎｃｔａｔｕｓ）、青ナマズ（Ｉｃｔａｌｕｒｕｓ  ｆｕｒｃａｔｕｓ）、雑種のナマズ（Ｃｌａｒｉａｓ  ｍａｃｒｏｃｅｐｈａｌｕｓ）、Ｉｃｔａｌｕｒｕｓ  ｐｒｉｃｅｉ、Ｐｙｌｏｄｉｃｔｉｓ  ｏｌｉｖａｒｉｓ、Ｂｒａｃｈｙｐｌａｔｙｓｔｏｍａ  ｖａｉｌｌａｎｔｉｉ、Ｐｉｎｉｒａｍｐｕｓ  ｐｉｒｉｎａｍｐｕ、Ｐｓｅｕｄｏｐｌａｔｙｓｔｏｍａ  ｔｉｇｒｉｎｕｍ、Ｚｕｎｇａｒｏ  ｚｕｎｇａｒｏ、Ｐｌａｔｙｎｅｍａｔｉｃｈｔｈｙｓ  ｎｏｔａｔｕｓ、Ａｍｅｉｕｒｕｓ  ｃａｔｕｓ、Ａｍｅｉｕｒｕｓ  ｍｅｌａｓなどは、デトリタス食魚である。含まれるコイ種は、淡水草食魚、プランクトン食魚、およびデトリタスフィーダーであり、例えば、コイ（Ｃｙｐｒｉｎｕｓ  ｃａｒｐｉｏ）、チャイニーズカープ（Ｃｉｒｒｈｉｎｕｓ  ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）、マゴイ（Ｍｙｌｏｐｈａｒｙｎｇｏｄｏｎ  ｐｉｃｅｕｓ）、ハクレン（Ｈｙｐｏｐｈｔｈａｌｍｉｃｈｔｈｙｓ  ｍｏｌｉｔｒｉｘ）、コクレン（Ａｒｉｓｔｉｃｈｔｈｙｓ  ｎｏｂｉｌｉｓ）、およびソウギョ（Ｃｔｅｎｏｐｈａｒｙｎｇｏｄｏｎ  ｉｄｅｌｌａ）である。他の有用な草食魚、プランクトンフィーダーおよびデトリタスフィーダーは、Ｌａｂｅｏ属のメンバー、例えば、それだけに限らないが、Ｌａｂｅｏ  ａｎｇｒａ、Ｌａｂｅｏ  ａｒｉｚａ、Ｌａｂｅｏ  ｂａｔａ、Ｌａｂｅｏ  ｂｏｇａ、Ｌａｂｅｏ  ｂｏｇｇｕｔ、Ｌａｂｅｏ  ｐｏｒｃｅｌｌｕｓ、Ｌａｂｅｏ  ｋａｗｒｕｓ、Ｌａｂｅｏ  ｐｏｔａｉｌ、Ｌａｂｅｏ  ｃａｌｂａｓｕ、Ｌａｂｅｏ  ｇｏｎｉｕｓ、Ｌａｂｅｏ  ｐａｎｇｕｓｉａ、およびＬａｂｅｏ  ｃａｅｒｕｌｅｕｓなどである。
【００５５】
好適な実施形態では、本発明において使用される魚は、シャイナーである。メキシコ湾、特に北メキシコ湾に生息する様々なシャイナーを使用することができる。シャイナーの例として、それだけに限らないが、Ｌｕｘｉｌｕｓ、Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ、およびＮｏｔｒｏｐｉｓ属のメンバー、アラバマシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｃａｌｌｉｓｔｉａ）、オルタマシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｘａｅｎｕｒａ）、アメカ（Ａｍｅｃａ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｍｅｃａｅ）、アメカシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｍｅｃａｅ）、アパラチ（Ａｐａｌａｃｈｅｅ）シャイナー（Ｐｔｅｒｏｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｇｒａｎｄｉｐｉｎｎｉｓ）、アーカンソーリバー（Ａｒｋａｎｓａｓ  Ｒｉｖｅｒ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｇｉｒａｒｄｉ）、アズテク（Ａｚｔｅｃ）シャイナー（Ａｚｔｅｃｕｌａ  ｓａｌｌａｅｉ  ｏｌｄ）、バルサスシャイナー（Ｈｙｂｏｐｓｉｓ  ｂｏｕｃａｒｄｉ）、バンドフィンシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｚｏｎｉｓｔｉｕｓ）、バンネルフィン（Ｂａｎｎｅｒｆｉｎ）シャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｌｅｅｄｓｉ）、ビューティフルシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｆｏｒｍｏｓａ）、ベッドロックシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｒｕｐｅｓｔｒｉｓ）、ビゲイエ（Ｂｉｇｅｙｅ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂｏｏｐｓ）、ビッグマウスシャイナー（Ｈｙｂｏｐｓｉｓ  ｄｏｒｓａｌｉｓ）、ブラックチン（Ｂｌａｃｋｃｈｉｎ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｅｔｅｒｏｄｏｎ）、ブラックマウスシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｍｅｌａｎｏｓｔｏｍｕｓ）、ブラックノーズシャイナー（Ｃａｎ  Ｑｕｅｂｅｃ  Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｅｔｅｒｏｌｅｐｉｓ）、ブラックノーズシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｅｔｅｒｏｌｅｐｉｓ）、ブラックスポットシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｔｒｏｃａｕｄａｌｉｓ）、ブラックテールシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｖｅｎｕｓｔａ）、ブラックチップシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ａｔｒａｐｉｃｕｌｕｓ）、ブリーディングシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｚｏｎａｔｕｓ）、ブルーシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｃａｅｒｕｌｅａ）、ブルーヘッドシャイナー（Ｐｔｅｒｏｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｕｂｂｓｉ）、ブルーノーズシャイナー（Ｐｔｅｒｏｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｗｅｌａｋａ）、ブルーストライプシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｃａｌｌｉｔａｅｎｉａ）、ブルントフェイスシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｃａｍｕｒａ）、ブルントノーズ（Ｂｌｕｎｔｎｏｓｅ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｉｍｕｓ）、ブラントノーズド（Ｂｌｕｎｔｎｏｓｅｄ）シャイナー（Ｓｅｌｅｎｅ  ｓｅｔａｐｉｎｎｉｓ）、ブライドルシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂｉｆｒｅｎａｔｕｓ）、ブロードストライプシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｅｕｒｙｚｏｎｕｓ）、ブルヘッドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｓｐｅｒｉｆｒｏｎｓ）、カハバシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃａｈａｂａｅ）、ケープフィアーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｍｅｋｉｓｔｏｃｈｏｌａｓ）、カーディナルシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｃａｒｄｉｎａｌｉｓ）、カーミンシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｅｒｃｏｂｒｏｍｕｓ）、チャンネルシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｗｉｃｋｌｉｆｆｉ）、チェリーフィンシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｒｏｓｅｉｐｉｎｎｉｓ）、チワワシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃｈｉｈｕａｈｕａ）、チャブシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｏｔｔｅｒｉ）、コースタル（Ｃｏａｓｔａｌ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｅｔｅｒｓｏｎｉ）、カラーレス（Ｃｏｌｏｒｌｅｓｓ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｅｒｐａｌｌｉｄｕｓ）、カムリー（Ｃｏｍｅｌｙ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｍｏｅｎｕｓ）、コモンエメラルド（Ｃｏｍｍｏｎ  ｅｍｅｒａｌｄ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｔｈｅｒｉｎｏｉｄｅｓ）、コモンシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｃｏｒｎｕｔｕｓ）、コンコスシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｐａｎａｒｃｙｓ）、コオサ（Ｃｏｏｓａ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｘａｅｎｏｃｅｐｈａｌｕｓ）、クレッセントシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｃｅｒａｓｉｎｕｓ）、クアトロシエネガスシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｘａｎｔｈｉｃａｒａ）、デュランゴシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｕｌｉｄｉｏｎ）、ダスキーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃｕｍｍｉｎｇｓａｅ）、ダスキーストライプシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｐｉｌｓｂｒｙｉ）、エドワーズプラトー（Ｅｄｗａｒｄｓ  Ｐｌａｔｅａｕ）シャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｌｅｐｉｄａ）、エメラルドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｔｈｅｒｉｎｏｉｄｅｓ）、フィエリーブラックシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｐｙｒｒｈｏｍｅｌａｓ）、フラグフィンシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｉｇｎｉｐｉｎｎｉｓ）、フルヴィアルシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｅｄｗａｒｄｒａｎｅｙｉ）、ゴーストシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂｕｃｈａｎａｎｉ）、ギボースシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｇａｒｍａｎｉ）、ゴールデンシャイナー（Ｎｏｔｅｍｉｇｏｎｕｓ  ｃｒｙｓｏｌｅｕｃａｓ）、ゴールデンシャイナーミノウ（Ｇｏｌｄｅｎ  ｓｈｉｎｅｒ  ｍｉｎｎｏｗ）（Ｎｏｔｅｍｉｇｏｎｕｓ  ｃｒｙｓｏｌｅｕｃａｓ）、グリーンフィンシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｃｈｌｏｒｉｓｔｉａ）、グリーンヘッドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃｈｌｏｒｏｃｅｐｈａｌｕｓ）、ハイフィンシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｌｔｉｐｉｎｎｉｓ）、ハイランドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｍｉｃｒｏｐｔｅｒｙｘ）、ハイスケールシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｙｐｓｉｌｅｐｉｓ）、アイロンカラーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃｈａｌｙｂａｅｕｓ）、カイアミシシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｏｒｔｅｎｂｕｒｇｅｒｉ）、レイクエメラルド（Ｌａｋｅ  Ｅｍｅｒａｌｄ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｔｈｅｒｉｎｏｉｄｅｓ）、レイク（Ｌａｋｅ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｔｈｅｒｉｎｏｉｄｅｓ）、ラージマウスシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｂｏｃａｇｒａｎｄｅ）、ロングノーズシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｌｏｎｇｉｒｏｓｔｒｉｓ）、メキシカンレッド（Ｍｅｘｉｃａｎ  ｒｅｄ）シャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｒｕｔｉｌａ）、ミミック��ャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｖｏｌｕｃｅｌｌｕｓ）、ミラー（Ｍｉｒｒｏｒ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｐｅｃｔｒｕｎｃｕｌｕｓ）、マウンテンシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｌｉｒｕｓ）、ナザスシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｎａｚａｓ）、ニューリバーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｃａｂｒｉｃｅｐｓ）、オクマルギシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｃａｌｌｉｓｅｍａ）、オレンジフィンシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｍｍｏｐｈｉｌｕｓ）、オレンジテールシャイナー（Ｐｔｅｒｏｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｍｅｒｌｉｎｉ）、オルネートシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｏｒｎａｔａ）、ウォシタマウンテン（Ｏｕａｃｈｉｔａ  Ｍｏｕｎｔａｉｎ）シャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｓｎｅｌｓｏｎｉ）、ウォシタシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｓｎｅｌｓｏｎｉ）、オザーク（Ｏｚａｒｋ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｏｚａｒｃａｎｕｓ）、ペールバンド（Ｐａｌｅｂａｎｄ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｌｂｉｚｏｎａｔｕｓ）、パリッドシャイナー（Ｈｙｂｏｐｓｉｓ  ａｍｎｉｓ）、ペッパーレッド（Ｐｅｐｐｅｒｅｄ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｅｒｐａｌｌｉｄｕｓ）、ファントムシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｏｒｃａ）、パインウッズシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｍａｔｕｔｉｎｕｓ）、プラトーシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｌｅｐｉｄａ）、ポパイ（Ｐｏｐｅｙｅ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｒｉｏｍｍｕｓ）、プリティーシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｂｅｌｌｕｓ）、プロセルピナシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｐｒｏｓｅｒｐｉｎａ）、パグノーズシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｎｏｇｅｎｕｓ）、ピグミーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｔｒｏｐｉｃｕｓ）、レインボーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃｈｒｏｓｏｍｕｓ）、レッドリバーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂａｉｒｄｉ）、レッドシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｌｕｔｒｅｎｓｉｓ）、レッドフィンシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｕｍｂｒａｔｉｌｉｓ）、レッドリップシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃｈｉｌｉｔｉｃｕｓ）、レッドサイドシャイナー（Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎｉｕｓ  ｂａｌｔｅａｔｕｓ）、リボンシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｆｕｍｅｕｓ）、リオグランデブルントノーズ（Ｒｉｏ  Ｇｒａｎｄｅ  ｂｌｕｎｔｎｏｓｅ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｉｍｕｓ）、リオグランデシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｊｅｍｅｚａｎｕｓ）、リバー（Ｒｉｖｅｒ）シャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂｌｅｎｎｉｕｓ）、ロッキーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｕｔｔｋｕｓｉ）、ローズフィンシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ａｒｄｅｎｓ）、ロージーフェイスシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｒｕｂｅｌｌｕｓ）、ラフシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂａｉｌｅｙｉ）、ラフヘッドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｅｍｐｅｒａｓｐｅｒ）、サビーニシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓａｂｉｎａｅ）、サフランシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｒｕｂｒｉｃｒｏｃｅｕｓ）、セイルフィンシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｙｐｓｅｌｏｐｔｅｒｕｓ）、サラドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉ���  ｓａｌａｄｏｎｉｓ）、サンドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｔｒａｍｉｎｅｕｓ）、サンドバーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｃｅｐｔｉｃｕｓ）、サテンフィンシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ａｎａｌｏｓｔａｎａ）、スカーレットシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ｆａｓｃｉｏｌａｒｉｓ）、シャープノーズシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｏｘｙｒｈｙｎｃｈｕｓ）、Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｔｈｅｒｉｎｏｉｄｅｓ、Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｕｄｓｏｎｉｕｓ、Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎｉｕｓ  ｂａｌｔｅａｔｕｓ、Ｐｏｍｏｘｉｓ  ｎｉｇｒｏｍａｃｕｌａｔｕｓ、Ｃｙｍａｔｏｇａｓｔｅｒ  ａｇｇｒｅｇａｔａ、シャイナーモーリタニア（Ｓｈｉｎｅｒ  Ｍａｕｒｉｔａｎｉａ）（Ｓｅｌｅｎｅ  ｄｏｒｓａｌｉｓ）、シルバーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｈｏｔｏｇｅｎｉｓ）、シルバーシャイナー（Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎｉｕｓ  ｂａｌｔｅａｔｕｓ）、シルバーシャイナー（Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎｉｕｓ  ｂａｌｔｅａｔｕｓ）、シルバーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｈｏｔｏｇｅｎｉｓ）、シルバーバンドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｈｕｍａｒｄｉ）、シルバーサイドシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃａｎｄｉｄｕｓ）、シルバーストライプシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｓｔｉｌｂｉｕｓ）、スカイギャザーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｕｒａｎｏｓｃｏｐｕｓ）、スモールアイシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂｕｃｃｕｌａ）、ソトラマリナシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｇｕｉｒｒｅｐｅｑｕｅｎｏｉ）、スポットフィンシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｓｐｉｌｏｐｔｅｒａ）、スポットテールシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｈｕｄｓｏｎｉｕｓ）、スチールカラーシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｗｈｉｐｐｌｅｉ）、ストライプシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｃｈｒｙｓｏｃｅｐｈａｌｕｓ）、スワローテールシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｐｒｏｃｎｅ）、テールライトシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｍａｃｕｌａｔｕｓ）、タラプーサシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｇｉｂｂｓｉ）、タマウリパスシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｂｒａｙｔｏｎｉ）、テレスコープシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｔｅｌｅｓｃｏｐｕｓ）、テネシーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ
ｌｅｕｃｉｏｄｕｓ）、テペワンシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ａｌｖａｒｅｚｄｅｌｖｉｌｌａｒｉ）、テキサスシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｍａｂｉｌｉｓ）、トペカシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｔｏｐｅｋａ）、トリカラーシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｔｒｉｃｈｒｏｉｓｔｉａ）、ターコイズ（Ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ）シャイナー（Ｅｒｉｍｏｎａｘ  ｍｏｎａｃｈｕｓ）、ウォーペイントシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ｃｏｃｃｏｇｅｎｉｓ）、ウォリアーシャイナー（Ｌｙｔｈｒｕｒｕｓ  ａｌｅｇｎｏｔｕｓ）、ウェッジスポットシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｇｒｅｅｎｅｉ）、ウィードシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｔｅｘａｎｕｓ）、ホワイトシャイナー（Ｌｕｘｉｌｕｓ  ａｌｂｅｏｌｕｓ）、ホワイトフィンシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｎｉｖｅａ）、ホワイトマウスシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ａｌｂｏｒｕｓ）、ホワイトテールシャイナー（Ｃｙｐｒｉｎｅｌｌａ  ｇａｌａｃｔｕｒａ）、ヤズーシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｒａｆｉｎｅｓｑｕｅｉ）、イエローシャイナー（Ｃｙｍａｔｏｇａｓｔｅｒ  ａｇｇｒｅｇａｔａ）、イエローシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｃａｌｉｅｎｔｉｓ）、およびイエローフィンシャイナー（Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｌｕｔｉｐｉｎｎｉｓ）が挙げられる。
【００５６】
本発明のある特定の実施形態では、魚集団は、Ｐｒｏｔａｃａｎｔｈｏｐｔｅｒｙｇｉｉ上目における魚を含み、これには、Ｓａｌｍｏｎｉｆｏｒｍｅｓ目およびＯｓｍｅｒｉｆｏｒｍｅｓ目が含まれる。この群中の魚の非限定例として、サケ、例えば、Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ種、Ｓａｌｍｏ種、Ａｒｒｉｐｉｓ種、Ｂｒｙｃｏｎ種、Ｅｌｅｕｔｈｅｒｏｎｅｍａ  ｔｅｔｒａｄａｃｔｙｌｕｍ、大西洋サケ（Ｓａｌｍｏ  ｓａｌａｒ）、紅サケ（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｎｅｒｋａ）、および銀サケ（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｋｉｓｕｔｃｈ）；ならびにマス、例えば、Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ種、Ｓａｌｖｅｌｉｎｕｓ種、Ｃｙｎｏｓｃｉｏｎ種、カットスロートトラウト（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｃｌａｒｋｉｉ）、およびニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）が挙げられ、これらは、栄養レベル３の肉食性魚である。他の非限定例には、スメルトおよびガラクシイド（ｇａｌａｘｉｉｄ）（Ｇａｌａｘｉａ種）が含まれる。スメルトはプランクトン食魚であり、例えば、Ｓｐｉｒｉｎｃｈｕｓ種、Ｏｓｍｅｒｕｓ種、Ｈｙｐｏｍｅｓｕｓ種、Ｂａｔｈｙｌａｇｕｓ種、Ｒｅｔｒｏｐｉｎｎａ  ｒｅｔｒｏｐｉｎｎａ、およびニシキュウリウオ（Ｏｓｍｅｒｕｓ  ｅｐｅｒｌａｎｕｓ）である。
【００５７】
本発明のある特定の実施形態では、魚集団は、Ａｃａｎｔｈｏｐｔｅｒｙｇｉｉ上目における魚を含み、これには、Ｍｕｇｉｌｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｐｌｅｕｒｏｎｅｃｔｉｆｏｒｍｅｓ目、およびＰｅｒｃｉｆｏｒｍｅｓ目が含まれる。この群の非限定例は、プランクトンフィーダー、デトリタスフィーダー、および底生藻類フィーダーを含むボラ、例えば、ストライプトグレームレット（ｓｔｒｉｐｅｄ  ｇｒｅｙ  ｍｕｌｌｅｔ）（Ｍｕｇｉｌ  ｃｅｐｈａｌｕｓ）；肉食性であるフラットフィッシュ；キノボリウオ科の魚；サンフィッシュ科の魚（例えば、バスおよびサンフィッシュ）；シクリッド、ハゼ、グーラミ、サバ、パーチ、クロホシマンジュウダイ、ホワイティング、フエダイ類、ハタ、バラマンディ、ドラムスベラ（ｄｒｕｍｓ  ｗｒａｓｓｅ）、およびテラピア（Ｏｒｅｏｃｈｒｏｍｉｓ種）である。テラピアの例には、それだけに限らないが、ナイルテラピア（Ｏｒｅｏｃｈｒｏｍｉｓ  ｎｉｌｏｔｉｃｕｓ）、レッドテラピア（Ｏ．ｍｏｓｓａｍｂｉｃｕｓ  ｘ  Ｏ．ｕｒｏｌｅｐｉｓ  ｈｏｒｎｏｒｕｍ）、マンゴー（ｍａｎｇｏ）テラピア（Ｓａｒｏｔｈｅｒｏｄｏｎ  ｇａｌｉｌａｅｕｓ）が含まれる。
【００５８】
藻類は、ヒトの食物として使用されるある特定の甲殻類、例えば、Ｍｅｒｃｅｎａｒｉａ種（ハマグリ）、Ｃｒａｓｓｏｓｔｒｅａ種（カキ）、Ｏｓｔｒｅａ種、Ｐｉｎｃｔａｄａ種、Ｍａｃｔｒａ種、Ｈａｌｉｏｔｉｓ種（アワビ）、Ｐｔｅｒｉａ種、Ｐａｔｉｎｏｐｅｃｔｅｎ種（ホタテガイ）の幼生のための餌として使用される。無脊椎甲殻類、二枚貝、軟体動物が、本発明のエンクロージャー内に生息するか、または存在していることができるが、これらは、本発明の一部として企図されていない。
【００５９】
メキシコ湾内または付近で藻類を取り入れるために、魚種の以下の非限定例を使用することができる。例えば、Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ種、例えばＢ．ｐａｔｒｏｎｕｓおよびＢ．ｔｙｒａｎｎｕｓなど、Ｌｕｘｉｌｕｓの範囲内の種、ＣｙｐｒｉｎｅｌｌａおよびＮｏｔｒｏｐｉｓ属、Ｈｙｐｏｒｈａｍｐｈｕｓ  ｕｎｉｆａｓｃｉａｔｕｓ、Ｓａｒｄｉｎｅｌｌａ  ａｕｒｉｔａ、Ａｄｉｎｉａ  ｘｅｎｉｃａ、Ｄｉｐｌｏｄｕｓ  ｈｏｌｂｒｏｏｋｉ、Ｄｏｒｏｓｏｍａ  ｐｅｔｅｎｅｎｓｅ、Ｌａｇｏｄｏｎ  ｒｈｏｍｂｏｄｉｄｅｓ、Ｍｉｃｒｏｇｏｂｉｕｓ  ｇｕｌｏｓｕｓ、Ｍｕｇｉｌ種、例えば、Ｍｕｇｉｌ  ｃｅｐｈａｌｕｓ、Ｍｕｇｉｌ  ｃｅｐｈａｌｕｓ、Ｍｕｇｉｌ  ｃｕｒｅｍａなど、Ｓｐｈｏｅｒｏｉｄｅｓ種、例えば、Ｓｐｈｏｅｒｏｉｄｅｓ  ｍａｃｕｌａｔｕｓ、Ｓｐｈｏｅｒｏｉｄｅｓ  ｎｅｐｈｅｌｕｓ、Ｓｐｈｏｅｒｏｉｄｅｓ  ｐａｒｖｕｓ、Ｓｐｈｏｅｒｏｉｄｅｓ  ｓｐｅｎｇｌｅｒｉなど、Ａｌｕｔｅｒｕｓ  ｓｃｈｏｅｐｆｉ、Ａｎｇｕｉｌｌａ  ｒｏｓｔｒａｔａ、Ａｒｉｕｓ  ｆｅｌｉｓ、Ｂａｉｒｄｅｌｌａ  ｃｈｒｙｓｏｕｒａ、Ｂａｉｒｄｅｉｅｌｌａ  ｃｈｒｙｓｏｕｒａ、Ｃｈａｓｍｏｄｉｅｓ種、例えば、Ｃｈａｓｍｏｄｅｓ  ｓａｂｕｒｒａｅおよびＣｈａｓｍｏｄｉｅｓ  ｓａｂｕｒｒａｅなど、Ｄｉｐｌｏｄｕｓ  ｈｏｌｂｒｏｏｋｉ、Ｈｅｔｅｒａｎｄｒｉａ  ｆｏｒｍｏｓａ、Ｈｙｂｏｐｓｉｓ  ｗｉｎｃｈｅｌｌｉ、Ｉｃｔａｌｕｒｕｓ種、例えば、Ｉｃｔａｌｕｒｕｓ  ｓｅｒｒａｃａｎｔｕｓおよびＩｃｔａｌｕｒｕｓ  ｐｕｎｃｔａｔｕｓなど、Ｌｅｉｏｓｔｏｍｕｓ  ｘａｎｔｈｕｒｕｓ、Ｍｉｃｒｏｐｏｇｏｎｉａｓ  ｕｎｄｕｌａｔｕｓ、Ｍｏｎａｃａｎｔｈｕｓ  ｃｉｌｉａｔｕｓ、Ｎｏｔｒｏｐｉｓ  ｔｅｘａｎｕｓ、Ｏｐｉｓｔｈｏｎｅｍａ  ｏｇｌｉｎｕｍ、Ｏｒｔｈｏｐｒｉｓｔｉｓ  ｃｈｒｙｓｏｐｔｅｒａ、Ｓｔｅｐｈａｎｏｌｅｐｉｓ  ｈｉｓｐｉｄｕｓ、Ｓｙｎｄｏｕｓ  ｆｏｅｔｅｎｓ、Ｓｙｎｇｎａｔｈｕｓ  ｓｃｏｖｅｌｌｉなどのＳｙｎｇｎａｔｈｕｓ種、Ｔｒｉｎｅｃｔｅｓ  ｍａｃｕｌａｔｕｓ、Ａｒｃｈｏｓａｒｇｕｓ  ｐｒｏｂａｔｏｃｅｐｈａｌｕｓ、Ｃａｒｐｉｏｄｅｓ種、例えば、Ｃ．ｃｙｐｒｉｎｕｓおよびＣ．ｖｅｌｉｆｅｒなど、Ｄｏｒｏｓｏｍａ  ｃｅｐｅｄｉａｎｕｍ、Ｅｒｉｍｙｚｏｎ種、例えば、Ｅｒｉｍｙｚｏｎ  ｏｂｌｏｎｇｕｓ、Ｅｒｉｍｙｚｏｎ  ｓｕｃｅｔｔａ、およびＥｒｉｍｙｚｏｎ  ｔｅｎｕｉｓなど、Ｆｌｏｒｉｄｉｃｈｔｈｙｓ  ｃａｒｐｉｏ、Ｍｉｃｒｏｇｏｂｉｕｓ  ｇｕｌｏｓｕｓ、Ｍｏｎａｃａｎｔｈｕｓ  ｃｉｌａｔｕｓ、Ｍｏｘｏｓｔｏｍａ  ｐｏｅｃｉｌｕｒｕｍ、およびＯｒｔｈｏｐｒｉｓｔｉｓ  ｃｈｒｙｓｏｐｈｔｅｒａなどである。
【００６０】
トランスジェニック魚および遺伝的に改善された魚も、本発明の取り入れ方法において使用することができる。用語「遺伝的に改善された魚」は、本明細書では、これらが同じ条件下で養殖されるとき、遺伝的に、より高い成長速度および／または野生型魚より高い脂質含量を有する傾向がある魚を指す。そのような魚は、従来の繁殖技法またはトランスジェニック技術によって得ることができる。様々な魚における魚類成長ホルモン導入遺伝子の過剰発現または異所性発現は、成長速度の増強をもたらした。例えば、チヌックサーモン、紅サケ、テラピア、大西洋サケ、ソウギョ、および泥ドジョウの成長ホルモン遺伝子が、トランスジェニック魚を作り出すのに使用された（Ｚｂｉｋｏｗｓｋａ、Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、１２：３７９〜３８９頁、２００３；Ｇｕａｎら、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ、２８４：２１７〜２２３頁、２００８）。異所性に発現された魚類成長ホルモン導入遺伝子を含むトランスジェニックコイまたはトランスジェニックテラピアは、本発明の取り入れ方法において特に有用である。
【００６１】
５．３  方法およびシステム
藻類からバイオ燃料を製造するための本発明の方法およびシステムを以下に説明する。様々な実施形態では、本発明の方法は、魚の集団に藻類を餌として与えることによってバイオ燃料を製造するための藻類を取り入れる工程と、魚から脂質を抽出する工程と、脂質をバイオ燃料に変換する工程とを含む。本明細書で使用する場合、用語「システム」は一般に、本発明の方法を実行するための設備および装置を指す。本発明のシステムは、藻類および／または魚などのプランクトン食性生物の成長を支持し、様々な態様の生態系をエミュレートすることができる多栄養水生環境を提供する水含有エンクロージャーを備える。このシステムは、魚の集団に藻類を餌として与え、それによって藻類を取り入れるための手段、魚から脂質を抽出するための手段、および脂質をバイオ燃料に変換するための手段、および任意選択により藻類を養殖するための手段をさらに備える。このシステムは、独立して、かつ任意選択により、エンクロージャー内の水生環境をモニターおよび／または管理するための手段、藻類ストック養殖物を維持するための手段、魚ストックを維持するための手段、藻類を濃縮するための手段、藻類バイオマスを貯蔵するための手段、魚バイオマスを貯蔵するための手段、藻類を魚に運ぶための手段、魚を処理へと運ぶための手段、ならびに魚バイオマスをエネルギー供給原料に変換するための手段を備えることができる。
【００６２】
用語「魚用エンクロージャー(fish enclosure)」は、養殖された藻類が魚によって取り入れられる、水を含むエンクロージャー（囲われた領域）を指す。用語「成長エンクロージャー(growth enclosure)」は、藻類が水中で成長および／または貯蔵される水を含むエンクロージャー（囲われた領域）を指す。藻類成長のほとんどは、藻類の成長を最適にするように設計および装備された成長エンクロージャー内で起こる。作業の環境および経済的側面に応じて、藻類を取り入れるための方法およびシステムは、藻類を養殖する工程と一体化することができる。本発明の一実施形態では、藻類および魚は、同じエンクロージャー内で養殖され、魚および藻類は、同じ水域内で混ざり、このエンクロージャー内の魚は、藻類を餌として常食とする。藻類は、エンクロージャーが、好ましくは、藻類を光に曝すことを可能にする表面積および深度を有するようなエンクロージャー内で養殖される。この実施形態では、成長エンクロージャーと魚用エンクロージャーは、実質上同じエンクロージャーである。特定の実施形態では、魚および藻類は、同じエンクロージャー内に生息するが、魚はエンクロージャー内の１つのゾーン内に閉じ込められ、または監禁される。魚は、バイオ燃料を製造するためにエンクロージャーから定期的または持続的に集められる。
【００６３】
本発明の別の実施形態では、藻類および魚は、藻類を魚に餌として与える前の少なくともある期間、別々に養殖される。藻類は、成長エンクロージャー内で養殖され、魚用エンクロージャー内に別個に維持されている魚に、バッチでまたは持続的に利用可能にされる。成長エンクロージャー内の藻類は、それだけに限らないが、単一栽培、藻類の混合養殖、藻類と魚の混合養殖、または光バイオリアクターとすることができる。藻類は、システム内の同じ水域を魚と共有することができる。藻類を含む水生組成物は、取り入れる魚が生息する魚用エンクロージャー内に導入し、後に、大量の藻類を含有する成長エンクロージャーに戻すことができる。あるいは、藻類および魚は、藻類が魚に餌として与えられるまで、同じ水域を使用しない。したがって、本発明のある特定の実施形態では、この方法は、エンクロージャー内で藻類を養殖し、魚を養殖し、または両方を別々に、もしくは一緒に養殖する工程を含むことができる。
【００６４】
本発明のエンクロージャー（囲われた領域）は、藻類および／または魚を含む水生組成物を含み、地上、水域、または海のある位置の水生環境内に藻類および／または魚を閉じ込めるための手段である。エンクロージャーは、それだけに限らないが、プラスチックバッグ、カルボイ、水路、チャネル、タンク、ケージ、網囲い、池、および人工の流れとすることができる。エンクロージャーは、それだけに限らないが、矩形のタンク、ケージ、もしくは池、または円形のタンク、ケージ、もしくは池を含めた任意の規則的または不規則な形状とすることができる。ケージは、湖、湾、汽水域、または海洋などの水域の中に沈めることができ、沈めることができるものとすることができ、または浮かせることができる。池は、裏打ちされていない、またはそれだけに限らないが、セメント、ポリエチレンシート、またはポリ塩化ビニルシートを含めた任意の水浸透性材料で裏打ちされていてもよい。池の例として、それだけに限らないが、土で作った池、裏打ちされた池、ダム池、等高線に沿った池、および水田池が含まれる。池は、天然の水域から水含有域を分離する柵を立てることによっても形成することができる。エンクロージャーは、堤防、仕切りおよび／または網によって水域を隔離することによって形成することができる。ケージ、網囲いなどは、エンクロージャー内に魚の移動を閉じ込めるために使用され、または水域内のエンクロージャーとして使用される。池などのエンクロージャーは、地上で、通路で組織化することができ、ケージは、湖内または海においていくつかまとめて組織化することができ、その結果これらは、操作装置および維持装置のホストを共有することができる。異なる栄養型、種、サイズ、または年齢の魚は、エンクロージャー、ケージ、および網囲い内で別個に養殖することができる。
【００６５】
藻類および魚に加えて、ある特定の実施形態では、本発明のエンクロージャーは、１つまたは複数の追加の水生生物、例えば、それだけに限らないが、細菌；それだけに限らないが、幼生段階の魚魚（すなわち、魚プランクトン）、被嚢類、枝角類、およびカイアシ類などの動物プランクトンを含めたプランクトン；甲殻類、昆虫、蠕虫、線虫、軟体動物、および前述の生物の幼生形態；ならびに水生植物などを含むことができる。この型の養殖システムは、ある特定の態様の生態系をエミュレートし、多栄養システムと呼ばれる。細菌、植物、および動物は、様々な栄養レベルを構成し、開放型で維持されている藻類の養殖に安定性を与える。これらの生物をシステム内に導入することができ、またはこれらは、養殖システムが確立されている環境内に存在することができる。しかし、微細藻類を食べる動物プランクトンは、本発明のエンクロージャー内に過剰に存在する場合、一般に望ましくない。これらは、砂濾過によって、またはエンクロージャー内に動物プランクトン食性魚を飼うことによって水から除去することができる。動物プランクトンを含めたプランクトンの数および種は、例えば、Ｓｅｄｇｗｉｃｋ−Ｒａｆｔｅｒセルを使用して、顕微鏡下でカウントすることによって評価することができる。
【００６６】
本発明のシステムの成長エンクロージャー（複数可）および／または魚用エンクロージャー（複数可）はそれぞれ、閉鎖型であっても開放型であってもよく、または開放型エンクロージャーと閉鎖型エンクロージャーの組合せであってもよい。エンクロージャーは、完全に露出していても、覆われていても、可逆的に覆われていても、部分的に覆われていてもよい。閉鎖型エンクロージャーと、その隣接する水生環境および／または大気環境との間のコミュニケーションまたは物質の流れは、開放型エンクロージャーと比べて高度に制御される。開放型エンクロージャーを備えるシステムは、環境を管理するための手段を伴った、または伴わない多栄養システムとすることができる。本発明の開放型エンクロージャーのサイズは、例えば、約０．０５ヘクタール（ｈａ）〜２０ｈａ、約０．２５〜１０ｈａ、好ましくは約１〜５ｈａの範囲とすることができる。地上に位置している開放型エンクロージャーを備えるシステムは、１つまたは複数の成長エンクロージャー（複数可）および／または魚用エンクロージャー（複数可）を備えることができ、これらは独立して、池および／または水路とすることができる。そのようなシステムの深度は、例えば、約０．３ｍ〜４ｍ、約０．８ｍ〜３ｍ、および約１〜２ｍの範囲とすることができる。水路は、１５ｃｍ〜１ｍの浅い深度で稼動することができる。水路の一般的な寸法は、約３０：３：１（長さ：幅：深度）であり、傾斜した側壁または垂直の側壁を有する。システムは、様々な物理的な型を混合したエンクロージャーを備えることができる。本発明のエンクロージャーは、当技術分野で公知の知識に従って設置することができ、例えば、閉鎖型養殖システムおよび開放型養殖システムの説明について、それぞれ、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｄｄ−Ｉｖａｒ  Ｌｅｋａｎｇ、２００７、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｌｔｄ．の１３章および１４章を参照されたい。
【００６７】
ほとんどの自然の陸地に基づく水源、例えば、それだけに限らないが、川、湖、泉、および、帯水層など、ならびに都市給水品を、本発明のシステムにおいて使用するための水源として使用することができる。海洋または海岸の水からの海水、人工海水、海岸領域または河口領域からの汽水も、水源とすることができる。洗浄水、富栄養化川水、富栄養化河口水、富栄養化海岸水、農業廃水、工業廃水、または都市廃水も、本発明のシステムにおいて使用することができる。任意選択により、システムの１つまたは複数の流出物を、システム内で再利用することができる。本発明のシステムは、エンクロージャーを互いに、システムの他の部分、ならびに水源および処理箇所に接続するための手段を任意選択により備える。この接続により、オペレーターが、必要に応じて持続的または断続的に、システムの部分同士間で水を移動または交換することが可能になる。一時的または永続的な接続手段は、流体の流れを促進し、それだけに限らないが、チャネル、ホース、導管、高架橋、およびパイプのネットワークを含むことができる。システムは、ネットワーク全体にわたる流体の流れ、例えば、エンクロージャー同士間、およびエンクロージャーとシステムの他の部分との間の流れなどの速度、方向、または速度と方向の両方を調節するための手段をさらに備える。流れ調節手段は、それだけに限らないが、ポンプ、バルブ、マニホールド、およびゲートを含むことができる。任意選択により、１つまたは複数のエンクロージャーからの流出物は、一般にシステム内で、または選択的にシステムのある特定の部分へと再利用される。
【００６８】
本発明のシステムは、エンクロージャー（囲われた領域）の環境をモニターおよび／または管理するための手段も提供し、これには、それだけに限らないが、ｐＨ、塩分、溶解酸素、アルカリ度、栄養分濃度、水の均質性、温度、濁り、および水の他の条件を独立して、または他の方法でモニターおよび／または調整するための手段が含まれる。本発明の魚用エンクロージャーは、以下の限定されない、例示的な水質制限内で稼動することができる：５ｍｇＬ超の溶解酸素、冷水魚について６〜１０のｐＨ、好ましくは６．５〜８．２のｐＨ、および温水魚について７．５〜９．０のｐＨ；１０〜４００ｍｇ／ＬのＣａＣＯ３でのアルカリ度；狭塩性魚について０．１〜３．０ｇ／Ｌ、および海洋魚について２８〜３５ｇ／Ｌの塩分；１Ｌ当たり０．５ｍｇ未満のＮＨ３；１Ｌ当たり０．２ｍｇ未満の亜硝酸塩；ならびに１０ｍｇ／Ｌ未満のＣＯ２。水産養殖産業において一般に使用される装置、例えば、温度計、サーモスタット、ｐＨ計、導電率計、溶解酸素計、および自動制御装置などを、システムの水生環境をモニターおよび管理するのに使用することができる。例えば、水のｐＨは、好ましくは約ｐＨ６〜ｐＨ９、より好ましくは約８．２〜約８．７の範囲内で維持される。海水の塩分は、好ましくは約１２〜約４０ｇ／Ｌ、より好ましくは２０〜２４ｇ／Ｌの範囲である。海水に基づく養殖のための温度は、好ましくは約１６℃〜約２７℃、または約１８℃〜約２４℃の範囲である。
【００６９】
一般に、魚による酸素消費量は、給餌後まもなく増加し、水温は、代謝速度を調節する。水から魚への酸素輸送速度は、魚の血液（例えば、５０〜１１０ｍｍＨｇ）と、温度および大気圧に平衡化した水中の溶解酸素濃度（例えば、海水面で１５４〜１５８ｍｍＨｇ）との間の酸素分圧差に直接依存する。日中に、藻類は酸素を提供し、魚は二酸化炭素を提供する。夜には、藻類および魚はともに呼吸し、能動的な酸素供給を必要とする場合がある。本発明のシステムは、システム内の水に気体、または溶解した気体を含む液体を送達するための手段を備えることができ、これには、それだけに限らないが、ホース、パイプ、ポンプ、バルブ、およびマニホールドが含まれる。培地中の気泡は、ジェットノズル、スパージャー、もしくはディフューザーを使用して空気などの気体を注入することによって、またはベンチュリ注入器を使用して気泡を含む水を注入することによって形成することができる。当技術分野で公知の、水に酸素を供給するための様々な技法および手段を、本発明の方法において適用することができ、例えば、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｄｄ−Ｉｖａｒ  Ｌｅｋａｎｇ、２００７、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｌｔｄ．の８章を参照されたい。二酸化炭素の添加は光合成を促進し、培養液のｐＨをｐＨ９未満に維持するのに役立つ。二酸化炭素源として、それだけに限らないが、合成燃料プラント、ガス化発電所、石油回収プラント、アンモニアプラント、エタノールプラント、石油精製所プラント、嫌気性消化ユニット、セメントプラント、および化石蒸気プラントが挙げられる。約０．０５％〜１％の濃度の溶解した、または気泡としての二酸化炭素、および最大体積５％の空気を、エンクロージャー内に導入することができる。当技術分野で公知の、水生環境をモニターするための他の計測器および技術を、本発明の方法およびシステムにおいて適用することができ、例えば、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｄｄ−Ｉｖａｒ  Ｌｅｋａｎｇ、２００７、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｌｔｄ．の１９章を参照されたい。
【００７０】
水源に応じて、本発明のエンクロージャー（囲われた領域）内で藻類の成長を維持するために追加の栄養分を供給する必要がある場合がある。従来の漁業での慣行に従って、成長エンクロージャーに定期的に肥料を施すことができる。栄養分は、無機肥料、例えば、それだけに限らないが、硫酸アンモニウム、尿素、過リン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ  ｓｕｐｅｒ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、メタケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、ピロケイ酸ナトリウム、およびケイ酸など；ならびに有機肥料、例えば、それだけに限らないが、堆肥および農業廃棄物などを含めた肥料の形態で供給することができる。
【００７１】
本発明の方法は、魚に藻類を餌として与えることによって藻類を取り入れる工程を含む。藻類を魚に餌として与える工程は、本発明の藻類および魚を互いに近接させ、その結果、魚が藻類を餌として摂取することができる任意の方法を包含する。システムは、エネルギー効率が高く、管理された様式で、藻類を魚にアクセス可能にするように設計されることが好ましい。藻類組成物中の藻類は、魚が保持されているエンクロージャーに餌として添加し、ポンプで送り、または流れさせることができる。藻類組成物は、バッチで、または連続的に魚に利用可能にすることができる。藻類は、任意の手段、例えば、それだけに限らないが、エンクロージャーの撹拌または通気などによって、魚用エンクロージャー全体にわたって分布させることができる。藻類は、魚エンクロージャー内の複数の位置で分配することもできる。藻類は、魚が泳ぐエンクロージャー内の水流によって分布させることができる。
【００７２】
魚が藻類を餌として常食としている間、魚はエンクロージャー内を自由に泳ぐことができ、または、魚を、エンクロージャー内の１つまたは複数のゾーン内に閉じ込めることができる。魚用エンクロージャー内のゾーンのサイズおよび数を管理することによって、単位体積（例えば、チャンバー内）、または単位面積（例えば、浅いエンクロージャー内）当たりの魚の密度を調整することができる。ゾーンは、膜、網、固定ケージ、浮遊ケージ、仕切り、または当技術分野で公知の他の手段によって構築することができる。魚用エンクロージャー、またはその中のゾーンは、いくつかの利点を提供する。第１に、エンクロージャーまたはゾーンは、鳥によって捕食されるのを最小限にするために網をかぶせることによって覆うことができる。第２に、エンクロージャーまたはゾーンは、引き網による単純な収穫も可能にする。第３に、エンクロージャーまたはゾーンは、魚が藻類を過剰消費することを制限する管理をもたらす。しかし、淀は、老廃物を層別化および蓄積させるので、一般に好適でない。本発明の一実施形態では、魚用エンクロージャーは、ゾーン区分されない。別の実施形態では、藻類は、魚用エンクロージャーまたはゾーン内で、魚のそばを流れ過ぎる。エンクロージャーまたはゾーン内の魚は、相対的に留まったままであることが好ましい。さらに別の実施形態では、例えば、１つの開閉されるエンクロージャーから別のエンクロージャー内の藻類へと魚を泳がせることによって、または、以前はアクセス可能でなかったエンクロージャー内の別のゾーンに魚を泳がせることによって、魚が藻類にアクセスすることが可能になる。さらに別の実施形態では、エンクロージャーまたはゾーン内の魚の総数または魚の種の数は増減される。本発明の様々な実施形態では、システムは、藻類を得るのに魚によって費やされるエネルギーを最小限にし、生理的ストレス、例えば、過密、低酸素、および廃棄物蓄積などを低減するように設計される。本発明のシステムは、システム内の魚の移動を制御するための手段、システムに魚を追加し、またはシステムから魚を取り出すための手段、例えば、それだけに限らないが、ゲート、チャネル、および入口など、ならびに溶解した廃棄物および固体廃棄物を除去するための手段（例えば、ポンプおよびシンク）、魚を含有するケージを追加、除去、または再配置するための手段を備える。当技術分野で公知の従来の魚孵化場および養殖の技法を、本発明のシステムおよび方法を実行するのに適用することができ、例えば、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｄｄ−Ｉｖａｒ  Ｌｅｋａｎｇ、２００７、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｌｔｄ．の１０章、１３章、１５章を参照されたい。
【００７３】
魚が給餌前に保持されているエンクロージャーは、バックグラウンドレベルで一部の藻類を含有する可能性があることが理解されるべきである。藻類が、魚が保持されている水に添加され、ポンプで送られ、または送達されるとき、魚用エンクロージャー内の藻類の総量、すなわち藻類の濃度は、最初にバックグラウンドレベルを超えて上昇する。藻類が持続的に供給されない場合、魚用エンクロージャー内の藻類の量は、魚によって摂食された後、経時的に減少する場合がある。この状況は、魚が、藻類を含む魚用エンクロージャーまで泳ぐことによって、藻類にアクセスすることが可能になる場合も生じる。
【００７４】
藻類は、藻類養殖物から直接魚に送達することができ、または藻類は、魚に供給される前に濃縮することができる。藻類組成物の濃度は、約０．０１ｇ／Ｌから、約０．１ｇ／Ｌ、約０．２ｇ／Ｌ、約０．５ｇ／Ｌ、約１．０ｇ／Ｌまでの範囲とすることができる。濃縮工程は、藻類を、乾燥、脱水し、または煮詰めてペーストまたは任意の半固体状態とすることを必要としないし、除外もしないことが理解されるべきである。濃縮工程は、濃縮藻類組成物を得るために、１つまたは複数の異なる技法によって連続的に実施することができる。濃縮工程は、藻類を魚に輸送するエネルギーコストを低減する目的、および魚用エンクロージャー内に移される水の体積を低減する目的を果たす。濃縮藻類組成物は、ある期間貯蔵し、または直ちに魚に餌として与えることができる。魚用エンクロージャー内で藻類が取り入れられる前に、異なるバッチの藻類を合わせることによって、１つまたは複数の藻類組成物を形成することができることが企図されている。藻類組成物は、規定割合または未規定割合で異なる群の藻類を含むことができる。藻類組成物は、魚の成長および／または魚中の脂質の蓄積を増強するように設計することができる。様々な実施形態では、藻類は、単位体積当たりの藻類細胞数が、２、５、１０、２０、２５、３０、４０、５０、７５、１００倍、またはそれ以上増加するように濃縮させる。例えば、濃縮工程の後、藻類組成物中の藻類の濃度は、少なくとも約０．２ｇ／Ｌから、約０．５ｇ／Ｌ、約１．０ｇ／Ｌ、約２．０ｇ／Ｌ、約５ｇ／Ｌ、約１０ｇ／Ｌまでの範囲とすることができる。本発明の藻類組成物は、元の養殖物または前の藻類組成物中の藻類の量の約１１０％、１２５％、１５０％、１７５％、２００％（すなわち２倍）、２５０％、５００％（すなわち５倍）、７５０％、１０００％（１０倍）、または２０００％（２０倍）を含む濃縮藻類養殖物または組成物とすることができる。藻類は、乾燥させてほとんどの水分を除去することもできる（水＜１％）。得られる濃縮藻類組成物は、固体、半固体（例えば、ペースト）、または液体（例えば、懸濁液）であってもよく、これは貯蔵し、または直ちにバイオ燃料を製造するために使用することができる。濃縮藻類組成物は、１つまたは複数の別個のエンクロージャー内に保持することができる。それだけに限らないが、遠心分離、濾過、沈降、綿状沈澱、および泡沫分離を含めた、藻類を濃縮するための、当技術分野で公知の任意の技法および手段を適用することができる。下流処理技法の説明については、例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏａｌｇａｌ  Ｃｕｌｔｕｒｅ、Ａｍｏｓ  Ｒｉｃｈｍｏｎｄ編、２００４、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅの１０章を参照されたい。
【００７５】
本発明の魚は、システムによって生成される正味のエネルギーを最適化することができる範囲内で飼料変換率（ＦＣＲ）を維持するように選択される。ＦＣＲは、１キログラムの魚全体を生じるのに使用される餌のキログラムから計算され、どの程度効率的に餌が魚バイオマスに変換されるかを反映する。ＦＣＲの特定の値は、特定の種の魚の代謝、食物の消化率、その栄養特性、および食物の量に部分的に基づく。魚の過剰給餌または過少給餌（ｕｎｄｅｒｆｅｅｄｉｎｇ）は、ＦＣＲを変化させる場合があり、一方、飽食するまで魚に給餌することによりＦＣＲを低減することができ、その理由は、十分に満たされた魚は、ストレスを受けず、高密度、高品質の肉を生じるためである。したがって、魚が摂取する藻類の濃度および種組成の管理は、システムにおいてＦＣＲを低減することなどによって、ＦＣＲを最適化するのに有用となり得る。ＦＣＲは、特定の食物源にも依存する場合があり、例えば、いくつかの魚種は、その主要なエネルギー源として油および脂肪を使用することに特によく適応している。したがって、高い油／脂肪含量を有する藻類種を選択することにより、ある種の魚についてのＦＣＲを低減することができる。いくつかの実施形態では、この種の魚は、約３未満、約２未満、約１．５未満、約１．０未満、約０．８未満、または０．６未満のＦＣＲを有する。
【００７６】
給餌レジメンは、所定の配給レベルまたは飽食まで魚が藻類を摂取することを促進するように、成長速度を加速するために、および魚バイオマスの利得を最大にするように確立することができる。例えば、過剰の藻類が、魚の限界最大の胃の体積までまたはこれを超えて魚に利用可能にされる。給餌プロセス、魚用エンクロージャー内の水温、サイズおよび／またはバイオマスでの魚の成長、脂質の蓄積を、当技術分野で公知の方法によってモニター、定量化、および要約することができる。魚のエネルギー必要量は、維持要求（絶食した動物）、成長速度、水温、および食物利用の間の損失から計算される（Ｃｈｏ、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ、１００：１０７〜１２３頁、１９９２）。例えば、給餌表の形式での収集されたデータを使用することによって、バイオマスの収率を最大にするために、システムの様々なパラメータを微調整することができる。本発明のシステムは、魚に管理された量の藻類を餌として与えるための手段を提供する。本発明のシステムは、魚への藻類の給餌を管理するための給餌サブシステムを提供することができる。多くの給餌機構は、当技術分野において公知であり、例えば、１６章、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｄｄ−Ｉｖａｒ  Ｌｅｋａｎｇ、２００７、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｌｔｄ．を参照されたい。
【００７７】
魚用エンクロージャー（囲われた領域）内の藻類の密度を、固有種が共存する局所的な水生環境などの自然の水生環境中に通常存在する藻類の平均量の少なくとも約５０％、約２倍、約３倍、約５倍、約１０倍、約２０倍、または約５０倍である一定レベルに密度を維持することなどにより、モニターおよび調整することによって、所定の割合で、または飽食まで摂食を促進することができる。例えば、藻類は、約１０、２５、５０、７５、１００、２５０、５００、７５０、１０００ｍｇ／Ｌを超える濃度、または約１０〜約５００ｍｇ／Ｌ、約５０〜約２００ｍｇ／Ｌ、もしくは約２００〜１０００ｍｇ／Ｌの濃度で存在することができる。魚がバッチ様式で給餌される実施形態では、藻類は、１日１回、１日２回、１週間に１回、１週間に２回、もしくは１週間に３回、または魚用エンクロージャー内の藻類の密度が、所定のレベル未満に低下したときいつでも供給することができる。魚用エンクロージャー内の藻類は、魚にエネルギーを提供し、魚の成長を支持する食物の主要な源であるが、天然の水域は、動物プランクトンなどの植物プランクトン食性（ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｉｖｏｒｏｕｓ）生物を含有し、これも魚の食物として機能を果たす。本質的に、動物プランクトンは、中間の藻類取り入れ器として機能を果たす。藻類によって十分に供給されない場合のある、最適な魚の成長に必要とされる、ビタミン、例えば、チアミン、リボフラビン、ピロキシジン、葉酸、パントテン酸、ビオチン、イノシトール、コリン、ナイアシン、ビタミンＢ１２、ビタミンＣ、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＫ；ならびにミネラル、例えば、それだけに限らないが、カルシウム、リン、マグネシウム、鉄、銅、亜鉛、マンガン、ヨウ素、およびセレンなど、ならびに抗生物質などの他の水産養殖添加剤を、別個に供給することができる。好ましくは、魚が藻類を消費している間、エンクロージャー内の魚は、エネルギーを提供し、成長を維持するために、もしあれば、最小限の他の水産養殖飼料（例えば、農業飼料、サイレージ、ペレット化された市販の集中飼料（ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ  ｆｅｅｄ））を供給される。ある特定の実施形態では、本発明の魚は、濃縮藻類組成物の形態で任意選択により存在する、養殖された藻類をもっぱら給餌される。本発明のシステムは、デマンドフィーダー（ｄｅｍａｎｄ  ｆｅｅｄｅｒ）、適応フィードバックフィーダー、および固定配給フィーダーを含めた様々な型の自動フィーダーなどの、追加の水産養殖飼料および水産養殖添加剤を魚に供給するための手段も備える。フィーダーは、本発明の藻類を魚に供給するように適応させることもできる。
【００７８】
使用される魚の場所および種類に応じて、開放型エンクロージャーを備えるシステムについて、１ｍ２当たり約５０〜１００、約１００〜３００、約３００〜６００、約６００〜９００、約９００〜１２００、および約１２００〜１５００個体の様々な密度で魚を導入することができる。本発明のエンクロージャーは、その充填密度および保有能力を特徴とすることができる。魚用エンクロージャーの充填密度は、エンクロージャー内に収容される総魚バイオマスである。保有能力は、水質、魚の栄養、または魚の健康を損なわないエンクロージャー内の魚バイオマスである。保有能力は、水流、エンクロージャーの体積、交換速度、飼育温度、溶解酸素、代謝廃棄物（例えば、アンモニア）の関数であり、これらは、当技術分野で公知の技法によって調整することができる。充填密度および保有能力は、密度指数（体積／空間当たりの魚の重量、例えば、ｌｂ／立方フィート、ｋｇ／ｈａの単位で）、または酸素消費量によって管理される水流指数（１分当たり、体積当たりの魚の重量、ｋｇ／Ｌ／分の単位で）によって測定される。例えば、充填密度は、飽和酸素濃度を有する２ガロンの水当たり約０．５〜１ポンドの魚の範囲である。
【００７９】
魚は藻類を餌として常食とし、経時的に成長するので、エンクロージャー（囲われた領域）の保有能力は、適切でない場合がある。魚を、第１のエンクロージャーから、より大きい保有能力を有する第２のエンクロージャーに移すことによって、ストレスを低減し、したがって魚を急速に成長させることできることが企図されている。第２のエンクロージャーの充填密度は、第１のエンクロージャーの充填密度より最初は低い。魚の集団による藻類消費量は、藻類生産速度を超えることはできず、さもないと藻類集団は崩壊することになる。魚の集団が成長するにつれて、その藻類消費量も増大し、したがって、取り入れるるか、または異なるエンクロージャーに移すことによって、何匹かの魚をシステムから取り出す必要がある。魚の年齢に応じて、魚を、異なる、場合により、より大きい保有能力を有するシステムの様々なエンクロージャーに連続的に移すことができる。移動は、１つのエンクロージャーから別のエンクロージャーに魚を泳がせるか、または手作業による捕獲（例えば、網による捕獲）と移動によって行うことができる。あるいは、成長中の魚集団は、いくつかのエンクロージャーの中に定期的に分けることができる。各水エンクロージャー内での滞留時間は、成長速度およびエンクロージャーの保有能力に依存する。システムが、様々な態様の水質を調整することができるように設計されている場合、魚は、エンクロージャー内のパラメータが、成長中の魚の要求に適応するように変更される間、エンクロージャー内に残留することができる。本発明の一実施形態では、エンクロージャーは、魚が処理される状態になる直前まで保有能力で維持され、この状態のとき、エンクロージャーは、充填密度を最大にすることに向けて稼動するために切り換えられる。
【００８０】
魚の成長速度およびライフサイクルに応じて、魚が藻類を摂取し、魚油および魚粉処理に十分なバイオマスを得た後いつでも、または過放牧を緩和するために魚を集めることができる。魚の稚魚、幼魚（ｊｕｖｅｎｉｌｅ）、幼魚（ｆｉｎｇｅｒｌｉｎｇ）、および／または成魚を最初に使用して魚用エンクロージャーに放つことができることが企図されている。魚の稚魚、幼魚（ｆｉｎｇｅｒｌｉｎｇ）、または幼魚（ｊｕｖｅｎｉｌｅ）が、所望のバイオマスに到達し、またはこれを超えた成魚になる際に、魚は、エンクロージャーから集められ、任意選択により、別個の保持エンクロージャー内に保持される。本発明の一実施形態では、魚は、集団中のある特定の割合の魚が成熟に到達するとき、またはある割合の魚のバイオマスが、本明細書でバイオマス設定ポイントと呼ばれる所定のレベルに到達するときに集められる。設定ポイントに到達したまたはこれを超える集団中の魚の百分率は、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、または少なくとも約９５％とすることができる。当技術分野で公知の様々なサンプリング方法を、魚の集団についての百分率を評価するのに使用することができる。
【００８１】
ある期間にわたるバイオマスの利得の観点から測定可能な魚バイオマス設定ポイントを使用して、魚が、処理のために集められ、または捕獲される時間を求める。本発明の一実施形態では、設定ポイントは、集団中の主要な魚種の１つの成魚の平均または中央値バイオマスとすることができる。設定ポイントは、生後２週間〜３年以上、例えば、それだけに限らないが、２週間、４週間、８週間、３カ月、６カ月、９カ月、１２カ月、１５カ月、１８カ月、２１カ月、または２４カ月などの範囲のある特定の年齢の魚の体重、身長、厚み、または脂肪含量とすることができる。例えば、設定ポイントは、エンクロージャー内の魚の主要な種の１つの２週間の体重、２週間の身長、２週間の厚み、２週間の脂肪含量、４週間の体重、４週間の身長、４週間の厚み、４週間の脂肪含量、８週間の体重、８週間の身長、８週間の厚み、８週間の脂肪含量、３カ月の体重、３カ月の身長、３カ月の厚み、３カ月の脂肪含量、６カ月の体重、６カ月の身長、６カ月の厚み、６カ月の脂肪含量、９カ月の体重、９カ月の身長、９カ月の厚み、９カ月の脂肪含量、１２カ月の体重、１２カ月の身長、１２カ月の厚み、１２カ月の脂肪含量、１５カ月の体重、１５カ月の身長、１５カ月の厚み、１５カ月の脂肪含量、１８カ月の重量、１８カ月の身長、１８カ月の厚み、１８カ月の脂肪含量、２１カ月の体重、２１カ月の身長、２１カ月の厚み、２１カ月の脂肪含量、２４カ月の体重、２４カ月の身長、２４カ月の厚み、または２４カ月の脂肪含量とすることができる。本発明の別の実施形態では、設定ポイントは、魚用エンクロージャー内の養殖条件下で、魚の主要な種の１つの成長速度が横ばい状態に到達するときのその種のバイオマスとすることができる。設定ポイントは、魚の別個の部分、例えば、魚の身、魚の内臓、頭、肝臓、腸、精巣、および卵巣のバイオマスに基づくこともできる。魚の身の重量および内臓の重量を測定することによって、成長をモニターすることができる。魚の身および内臓の脂質含量は、当技術分野で公知の方法によって求めることができ、一般に、約１０重量％〜２０重量％（身）および１０重量％〜４０重量％（内臓）の範囲内にある。
【００８２】
別の実施形態では、本発明は、魚が持続的に藻類を取り入れる間、エンクロージャー（囲われた領域）内で藻類および魚の両方を共養殖することに基づくシステムおよび方法を提供する。エンクロージャー内の水生条件は、藻類バイオマスの生産性（単位時間当たり単位体積当たりに得られる藻類バイオマスの観点から測定可能）がある期間にわたって最大レベルで維持されるように最適化される。そのようなシステムからの魚バイオマスの収率は、魚の成長速度によって求められ、これは、藻類の成長速度、魚の摂取速度、藻類の消化率、および藻類から魚へのエネルギー変換効率の成果である。魚がエンクロージャー内で成熟するまで成長するにつれて、魚は、より多くの藻類を取り入れ、これは、エンクロージャー内の藻類の濃度を著しく低減する場合がある。エンクロージャー内の藻類が回復するのに時間がかかるため、魚の過放牧は生産性に悪影響を与える場合がある。システムの生産性は、藻類の光合成に最終的に基づくので、一定のレベルで、または規定範囲内、すなわち、藻類バイオマスに基づく設定ポイントで藻類の濃度を維持することが有利である。藻類バイオマス設定ポイントは、エンクロージャーまたはそのゾーン内の藻類の濃度とすることができ、これは、それだけに限らないが、１、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、７５、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、および１０００ｍｇ／Ｌを含めた１〜１０００ｍｇ／Ｌの範囲とすることができる。
【００８３】
藻類の生産性と取り入れの間に平衡を実現することが有利である。エンクロージャー内の藻類の濃度は、エンクロージャー内の魚の数またはサイズを管理することによって維持することができ、その結果として、エンクロージャー内の藻類の取り入れ速度を管理する。そのようなシステムでは、魚は、魚の総数または魚の種の数をモニターおよび調節することができるように、ゾーンに、またはケージ内に閉じ込められることが好ましい。特定の実施形態では、エンクロージャー内の藻類の生産性（ｇ／ｍ２／日）は、魚の総数、魚の１つまたは複数の種のサイズ分布、魚の１つまたは複数の種の年齢分布、または複数の魚がシステムから集められ、または取り出される時間を決定する。他の実施形態では、成長エンクロージャー内の藻類の生産性は、複数のエンクロージャー内の魚の種類、サイズ、および数の様々な組合せに対する藻類の分布を決定する。魚の年齢範囲は、生後２週間〜３年以上、例えば、それだけに限らないが、２週間、４週間、８週間、３カ月、６カ月、９カ月、１２カ月、１５カ月、１８カ月、２１カ月、または２４カ月などとすることができる。魚のサイズ範囲は、魚バイオマス設定ポイントについて上述したように、体重、身長、または厚みの観点から測定することができる。別の実施形態では、給餌速度は、エンクロージャーもしくはそのゾーン、またはケージ内の魚への藻類の流量を調節することによって制御される。藻類の流量は、エンクロージャー内、またはゾーンまたはケージの近傍内での混合の程度を変更することによって調節することができる。したがって、本発明の方法は、エンクロージャー、そのゾーン、またはケージ内で、魚の総数、魚の１つまたは複数の種の数、規定サイズ範囲の魚の数、または規定年齢範囲の魚の数を増減させる工程を含む。特定の実施形態では、魚、好ましくは規定された種、サイズ、および／または年齢の魚を含む１つまたは複数のケージを、エンクロージャーに追加し、またはエンクロージャーから除くことができる。
【００８４】
魚に藻類が餌として与えられるシステムの１つまたは複数の魚用エンクロージャー内の魚集団の総滞留時間は、約３０〜９０日、約１２〜２４週間、または約６〜２４カ月の範囲とすることができる。魚は、当技術分野で公知の任意の方法または手段によって集める、または収穫することができる。いくつかの実施形態では、魚を集める手段または捕獲する手段は、選択された物理的な特性、例えば、密度、体重、身長、またはサイズなどに基づいて魚を分離するように構成される。本発明の取り入れシステムは、魚を集め、または捕獲するための手段を備え、これは、機械的、気学的、油圧式、電気的、または機構の組合せとすることができる。一実施形態では、魚を集めるデバイスは網であり、これは、魚を集め、または捕獲するために水越しに自動または手作業で引き寄せる。次いで、中に魚の入った網は、池から引き出すことができる。あるいは、魚を集めるデバイスは、トラップ、または水にＤＣ電気パルスを印加するための回路を備えることができる。例えば、魚を移動させ、類別するための技法および手段の説明については、Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｄｄ−Ｉｖａｒ  Ｌｅｋａｎｇ、２００７、Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｌｔｄ．の１７章および１９章を参照されたい。
【００８５】
当技術分野で公知の任意の魚処理技術および手段を適用することによって、魚から脂質および炭水化物を得ることができる。本発明の一実施形態では、魚の全身をバイオ燃料の製造に使用する。魚全体を処理することによって、シーフード産業において魚廃棄物とみなされる、魚の他の部分から魚の身を分離することなく脂質を抽出する。別の実施形態では、魚のある特定の部分（複数可）のみ、例えば、魚の身でない部分、魚の内臓、頭、肝臓、腸、精巣、および／または卵巣を使用する。処理する前に、本発明の魚は、肉の異臭風味を防止または除去するための処置はしない。この処置は、魚用エンクロージャーより低い藻類および／または細菌数を有するエンクロージャー内で１日から最大２週間の期間、魚を養殖する工程を含むことができる。
【００８６】
本発明の魚を処理するための方法の例を以下に説明する。処理工程は、一般に蒸し器によって約７０℃超、８０℃、９０℃、または１００℃に魚を加熱する工程であって、タンパク質を凝固させ、脂肪蓄積物を破裂させ、脂質および油および物理化学的に結合した水を遊離する工程と、螺旋状スクリューを回転させて、連続的な圧搾によって、魚を粉砕、ピューレ化、および／または圧搾する工程とを伴う。魚を、穏やかな圧力の調理および圧搾にかけることができ、これは、藻類から脂質を得るのに必要とされるエネルギーより著しく少ないエネルギーを使用する。代わりに、凝固物を遠心分離することができる。この工程は、塊から液体（圧搾液（ｐｒｅｓｓ  ｌｉｑｕｏｒ））の大部分を除去し、この液体は、油性相および水性画分（スティックウォーター）を含む。圧搾液の分離は、液を９０℃〜９５℃に加熱した後、遠心分離によって実施することができる。油からのスティックウォーターの分離は、垂直ディスク（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｄｉｓｃ）遠心分離機で実施することができる。油性相（魚油）中の脂質は、熱水で処理することによってポリッシュすることができ、これにより脂質から不純物を抽出することによって、バイオ燃料を形成する。魚粉を得るためには、分離された水を蒸発させて濃縮物（魚溶解物）を形成し、これを、固体残留物と合わせ、次いで乾燥させて、固体形態（プレスケーキ）とする。乾燥物質は、粉砕することによって所望の粒径とすることができる。魚粉は一般に、大部分はタンパク質（最大７０％）、灰分、塩、炭水化物、および油（約５〜１０％）を含む。魚粉は、動物飼料および／または代替エネルギー供給原料として使用することができる。
【００８７】
本発明の別の実施形態では、魚粉を水熱プロセスにかけ、これにより、中性および極性の両方の残留脂質を抽出する。リン脂質などの極性脂質の大部分が魚粉とともに残り、バイオ燃料供給原料として失われる。このような極性脂質を脂肪酸に変換することにより、魚からのバイオ燃料の全体的な収率を高めることができる。本発明の水熱プロセスは一般に、魚粉から極性脂質を抽出し、かつ／または極性脂質を加水分解して、脂肪酸をもたらすことができる条件下で、臨界点近傍水または超臨界水を用いて魚粉を処理する工程を含む。魚粉中の水分はこのプロセス内で使用することができるので、魚粉を乾燥させる必要がない。このプロセスは、魚に既定の圧力まで圧力をかけ、魚粉を既定の温度に加熱する工程であって、魚粉中の脂質が抽出および／または加水分解されることによって、脂肪酸を形成する工程を含む。魚粉は、様々な型の脂質の加水分解および／または抽出を促進し、好ましくは最大にする量の時間、１つまたは複数の予め選択された温度（複数可）および予め選択された圧力（複数可）で保持することができる。用語「亜臨界」または「臨界点近傍水」は、水の沸点（１ａｔｍで１００℃）と臨界温度（３７４℃）の間の温度で、大気圧より高く加圧された水を指す。用語「超臨界水」は、臨界温度（３７４℃）より高い温度でその臨界圧（２１８ａｔｍ）より高い水を指す。いくつかの実施形態では、既定の圧力は、５ａｔｍと５００ａｔｍの間である。いくつかの実施形態では、既定の温度は、１００℃と５００℃の間、または３２５℃と４２５℃の間である。反応時間は、５秒と６０分の間の範囲となり得る。例えば、魚粉は、約８０ａｔｍで約３００℃の温度を含むプロセス条件に、約１０分間曝すことができる。適切なセットのプロセス条件、すなわち、温度、圧力、および処理時間の組合せの選択は、脂質および遊離脂肪酸、例えば、生成される中性脂質、リン脂質、および遊離脂肪酸の量および品質をアッセイすることによって求めることができる。このプロセスは、処理した魚粉を分離して、脂質および／または脂肪酸を含む有機相、水相、ならびに固相にする工程と；バイオ燃料または供給原料として有機相を収集する工程とをさらに含む。
【００８８】
本発明のシステムは、独立して、かつ任意選択により、脂質が抽出される魚を集めるための手段（例えば、網）、魚用エンクロージャーまたは保持エンクロージャーから魚処理施設まで集めた魚を運ぶための手段（例えば、パイプ、コンベア、蓋付きの箱、トラック）、調理および圧搾する前に、魚の大きい断片を小さい断片に切断するための手段（例えば、チョッパー、ホッガー（ｈｏｇｇｅｒ））、約７０℃、８０℃、９０℃、または１００℃に魚を加熱するための手段（例えば、蒸し器）；脂質を得るために魚を粉砕、ピューレ化および／または圧搾するための手段（例えば、１時間当たり約１〜２０トンの能力を有するシングルスクリュー圧搾機、ツインスクリュー圧搾機）；凝固物から脂質を分離するための手段（例えば、デカンターおよび／または遠心分離機）；水性画分から油性相を分離するための手段（例えば、デカンターおよび／または遠心分離機）；および脂質をポリッシュするための手段（例えば、エステル交換または水素化のための反応器）を備えることができる。コンテナフレームまたは平らなラック上に取り付けられる固定および可動システムを含めた、魚粉を製造するための多くの市販システムを、本発明において使用するために適合させることができる。魚油、または魚脂質を含む組成物を収集し、バイオ燃料として使用し、またはバイオディーゼル油、もしくはエネルギー供給原料の他の形態にアップグレードすることができる。例えば、バイオディーゼル油は、当業者に周知の技術を使用して、魚脂質のエステル交換、および水素化によるグリーンディーゼルによって製造することができる。
【００８９】
５．４  脂質およびバイオ燃料
本発明は、本発明の方法による、藻類を取り入れた魚に由来する、脂質、炭化水素、または両方を含むバイオ燃料供給原料またはバイオ燃料を提供する。本発明の脂質は、極性によって、中性脂質および極性脂質に細分することができる。主要な中性脂質は、トリグリセリド、ならびに遊離飽和および不飽和脂肪酸である。主要な極性脂質は、糖脂質およびリン脂質などのアシル脂質である。本発明の脂質および炭化水素を含む組成物は、組成物中に存在する重要な脂肪酸および／または炭化水素の種類および相対量によって記述および区別することができる。
【００９０】
脂肪酸は、炭素原子の数を示す第１の数値および二重結合の数である第２の数値によって、括弧内に第１の二重結合または複数の二重結合の位置を示すオプションとともに本明細書で識別される。カルボン酸基は、炭素原子１であり、二重結合の位置は、低い数値が付けられた炭素原子によって特定される。例えば、リノール酸は、１８：２（９，１２）によって識別することができる。
【００９１】
藻類は、少量の奇数の酸（例えば、１３：０、１５：０、１７：０、１９：０、および２１：０）、ならびにいくつかの分岐鎖（イソ−およびアンテイソ−）脂肪酸とともに、大部分は偶数の直鎖飽和脂肪酸（例えば、１２：０、１４：０、１６：０、１８：０、２０：０、および２２：０）を産生する。多種多様な不飽和またはポリ不飽和脂肪酸が藻類によって産生され、主にシス配置で、Ｃ１２〜Ｃ２２炭素鎖および１〜６個の二重結合を有する。本発明の養殖藻類によって産生される脂肪酸は、以下のうちの１つまたは複数を含む：１２：０、１４：０、１４：１、１５：０、１６：０、１６：１、１６：２、１６：３，１６：４、１７：０、１８：０、１８：１、１８：２、１８：３、１８：４、１９：０、２０：０、２０：１、２０：２、２０：３、２０：４、２０：５、２２：０、２２：５、２２：６、および２８：１、特に、１８：１（９）、１８：２（９，１２）、１８：３（６，９，１２）、１８：３（９，１２，１５）、１８：４（６，９，１２，１５）、１８：５（３，６，９，１２，１５）、２０：３（８，１１，１４）、２０：４（５，８，１１，１４）、２０：５（５，８，１１，１４，１７）、２０：５（４，７，１０，１３，１６）、２０：５（７，１０，１３，１６，１９）、２２：５（７，１０，１３，１６，１９）、２２：６（４，７，１０，１３，１６，１９）。限定することなく、多くのこれらの脂肪酸が、養殖藻類を摂取した魚から抽出される脂質中に存在することが予期される。
【００９２】
藻類中に存在する炭化水素は、大部分は直鎖アルカンおよびアルケンであり、最大３６個の炭素原子を有するパラフィンなどを含むことができる。炭化水素は、脂肪酸について上述した炭素原子および二重結合を指定する同じシステムによって識別される。炭化水素の非限定例は、８：０、９，０、１０：０、１１：０、１２：０、１３：０、１４：０、１５：０、１５：１、１５：２、１７：０、１８：０、１９：０、２０：０、２１：０、２１：６、２３：０、２４：０、２７：０、２７：２（１，１８）、２９：０、２９：２（１，２０）、３１：２（１，２２）、３４：１、および３６：０である。
【００９３】
多種多様な不飽和またはポリ不飽和脂肪酸が魚によって産生され、大部分は、主にシス配置で、Ｃ１２〜Ｃ２２炭素鎖および１〜６個の二重結合を有する（Ｓｔａｎｓｂｙ，Ｍ．Ｅ．、「魚油（Ｆｉｓｈ  ｏｉｌｓ）」、Ｔｈｅ  Ａｖｉ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｅｓｔｐｏｒｔ、ＣＴ、１９６７）。魚油は、約９０％のトリグリセリド、約５〜１０％のモノグリセリドおよびジグリセリド、ならびに約１〜２％のステロール、グリセリルエーテル、炭化水素、および脂肪アルコールを含む。当業者は、魚油の脂質の量および多様性は、魚種によって、ならびにまた季節、藻類の食餌、放卵状態、および環境条件とともに変化することを理解するであろう。本発明の魚によって産生される脂肪酸は、限定することなく、以下のうちの１つまたは複数を含む：１２：０、１４：０、１４：１、１５：分岐の、１５：０、１６：０、１６：１、１６：２  ｎ−７、１６：２  ｎ−４、１６：３  ｎ−４、１６：３  ｎ−３、１６：４  ｎ−４、１６：４  ｎ−１、１７：分岐の、１７：０、１７：１、１８：分岐の、１８：０、１８：１、１８：２  ｎ−９、１８：２  ｎ−６、１８：２  ｎ−４、１８：３  ｎ−６、１８：３  ｎ−６、１８：３  ｎ−３、１８：４  ｎ−３、１９：分岐の、１９：０、１９：１、２０：０、２０：１、２０：２  ｎ−９、２０：２  ｎ−６、２０：３  ｎ−６、２０：３  ｎ−３、２０：４  ｎ−６、２０：４  ｎ−３、２０：５  ｎ−３、２１：０、２１：５  ｎ−２、２２：０、２２：１  ｎ−１１、２２：２、２２：３  ｎ−３、２２：４  ｎ−３、２２：５  ｎ−３、２２：６  ｎ−３、２３：０、２４：０、２４：１（ここでｎは、メチル基から数えた最初の二重結合である）。Ｊｅａｎ  Ｇｕｉｌｌａｕｍｅ、Ｓａｄｉｓｉｖａｍ  Ｋａｕｓｈｉｋ、Ｐｉｅｒｒｅ  Ｂｅｒｇｏｔ、およびＲｏｂｅｒｔ  Ｍｅｔａｉｌｌｅｒ、「Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｆｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｉｓｈ  ａｎｄ  Ｃｒｕｓｔａｃｅａｎｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｐｒａｘｉｓ、ＵＫ、２００１）も参照されたい。
【００９４】
様々な実施形態では、本発明は、液体燃料を製造するための方法であって、藻類を取り入れた魚に由来する脂質を処理する工程を含む方法も包含する。魚由来バイオ燃料供給原料の処理によって製造される本発明の生成物は、それだけに限らないが、ディーゼル油、バイオディーゼル油、灯油、ジェット燃料、ガソリン、ＪＰ−１、ＪＰ−４、ＪＰ−５、ＪＰ−６、ＪＰ−７、ＪＰ−８、Ｊｅｔ  Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｓｔａｂｌｅ（ＪＰＴＳ）、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ液、エタノール含有輸送燃料を含むアルコール系燃料、セルロース性バイオマス系輸送燃料を含む他のバイオマス系液体燃料を含めた、様々な液体燃料中に組込み、または使用することができる。
【００９５】
魚油中のトリアシルグリセリドは、例えば、塩基触媒によるエステル交換プロセスを使用することによって、脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ、またはバイオディーゼル油）に変換することができる（概要については、例えば、Ｋ．Ｓｈａｉｎｅ  Ｔｙｓｏｎ、Ｊｏｓｅｐｈ  Ｂｏｚｅｌｌ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｗａｌｌａｃｅ、Ｅｕｇｅｎｅ  Ｐｅｔｅｒｓｅｎ、およびＬｕｃ  Ｍｏｅｎｓ、「Ｂｉｏｍａｓｓ  Ｏｉｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｎｅｅｄｓ  ａｎｄ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ」、ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−３４７９６、２００４年６月を参照されたい）。トリアシルグリセリドは、６０℃で２時間、ＮａＯＨの存在下でメタノールと反応されることによって、脂肪酸メチルエステル（バイオディーゼル油）およびグリセロールを生成する。
【００９６】
【化１】
2012503476.tif 000003
【００９７】
バイオディーゼル、およびグリセロール副産物は不混和性であり、デカントまたは遠心分離、その後の洗浄および精製を通じて一般に下流で分離される。遊離脂肪酸（ＦＦＡ）は、中性脂肪の天然加水分解産物であり、トリアシルグリセリドおよび水との以下の反応によって形成される。
【００９８】
【化２】
2012503476.tif 000004
【００９９】
遊離脂肪酸は、エステル交換反応で石けんに変換し、次いでこれは、副産物、グリセロール、およびバイオディーゼル油を乳化して単一相にするので、この副反応は望ましくない。このエマルジョンの分離は、追加の法外な費用がかかる精製工程がなければ、極端に困難で、時間のかかるものになる。
【０１００】
【化３】
2012503476.tif 000005
【０１０１】
したがって、本発明の方法は、遊離脂肪酸の生成を、好ましくは１％未満に制限するために、当技術分野で公知の技法によって、魚油を急速かつ実質的に乾燥させるための工程をさらに含むことができる。本発明の別の実施形態では、この方法は、当技術分野で公知の技法によって、遊離脂肪酸を変換または除去するための工程をさらに含むことができる。
【０１０２】
魚油中のトリアシルグリセリドは、酸触媒によるエステル交換、酵素触媒によるエステル交換、または超臨界メタノールによるエステル交換によっても脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥまたはバイオディーゼル油）に変換することができる。超臨界メタノールエステル交換は、触媒を必要としない（Ｋｕｓｄｉａｎａ，Ｄ．およびＳａｋａ，Ｓ．、「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ｏｎ  ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ  ｆｕｅｌ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｍｅｔｈａｎｏｌ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ」、Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ９１（２００４）、２８９〜２９５頁；Ｋｕｓｄｉａｎａ，Ｄ．およびＳａｋａ，Ｓ．、「Ｋｉｎｅｔｉｃｓ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｒａｐｅｓｅｅｄ  ｏｉｌ  ｔｏ  ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ  ｆｕｅｌ  ａｓ  ｔｒｅａｔｅｄ  ｉｎ  ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｍｅｔｈａｎｏｌ」、Ｆｕｅｌ  ８０（２００１）、６９３〜６９８頁；Ｓａｋａ，Ｓ．およびＫｕｓｄｉａｎａ，Ｄ．、「Ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ  ｆｕｅｌ  ｆｒｏｍ  ｒａｐｅｓｅｅｄ  ｏｉｌ  ａｓ  ｐｒｅｐａｒｅｄ  ｉｎ  ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｍｅｔｈａｎｏｌ」、Ｆｕｅｌ  ８０（２００１）、２２５〜２３１頁）。超臨界メタノール中の反応は、２時間から５分に反応時間を低減する。さらに、塩基触媒のＮａＯＨが存在しないことにより、下流の精製を大いに単純化し、原料コストを低減し、遊離脂肪酸に由来する石けんの問題を排除する。問題になるのではなく、遊離脂肪酸は有益な供給原料となり、これは、超臨界メタノール中で以下のようにバイオディーゼル油に変換される。
【０１０３】
【化４】
2012503476.tif 000006
【０１０４】
塩基触媒法および超臨界メタノール法の両方についての、限定されない例示的な反応条件を、以下の表１に示す。当業者に明らかとなるように、日常の実験で他の有効な反応条件を適用することによって、これらの方法のいずれか１つによって魚油中のトリアシルグリセリドをバイオディーゼル油に変換することができる。
【０１０５】
【表１】
2012503476.tif 000007
【０１０６】
別の実施形態では、トリアシルグリセリドを、水素で還元することによって、パラフィン、プロパン、二酸化炭素、および水、グリーンディーゼルとして一般に知られる生成物が生成される。パラフィンは、異性化することによってディーゼルを生成するか、またはディーゼルと直接ブレンドすることができる。従来の塩基触媒によるエステル交換に対する水素化の主要な利点は２倍である。第１に、水素化プロセス（水素化分解とも呼ばれる）は、熱化学的であり、したがって、生化学的プロセスと比較した場合、不純物を出すことに対してはるかにより頑強であり、すなわち、水素化分解は、遊離脂肪酸および水に対して相対的に非感受性である。遊離脂肪酸は、パラフィンに容易に変換され、水は、プロセスの全体的な熱効率を単に低減するが、化学反応を有意に変化させない。第２に、パラフィン生成物は、純粋な炭化水素であり、したがって石油系炭化水素と区別不能である。１５％低いエネルギー含量を有し、寒い天候において凍結する場合のあるバイオディーゼル油と異なり、グリーンディーゼルは、石油系ディーゼルと同様のエネルギー含量および流れ特性（例えば、粘度）を有する。様々な実施形態では、本発明の方法は、水素化分解および異性化の工程を包含し、これらは、液体燃料、例えば、ジェット燃料、ディーゼル、灯油、ガソリン、ＪＰ−１、ＪＰ−４、ＪＰ−５、ＪＰ−６、ＪＰ−７、ＪＰ−８、およびＪＰＴＳなどを製造するのに当技術分野で周知である。
【０１０７】
本発明のさらに別の実施形態では、脂質を抽出した後に残る魚粉などの残留魚バイオマスが、バイオ燃料を製造するための供給原料として使用される。残留魚バイオマスは、急速熱分解を通じた多成分混合物であるバイオオイル液体にアップグレードすることができる（概要については、例えば、Ｓ．ＣｚｅｒｎｉｋおよびＡ．Ｖ．Ｂｒｉｄｇｗａｔｅｒ、「Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｍａｓｓ  Ｆａｓｔ  Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ  Ｏｉｌ」、Ｅｎｅｒｇｙ  ＆  Ｆｕｅｌｓ  ２００４、１８、５９０〜５９８頁；Ａ．Ｖ．Ｂｒｉｄｇｗａｔｅｒ、「Ｂｉｏｍａｓｓ  Ｆａｓｔ  Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ」、Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２００４、８（８）、２１〜２９頁；ＯａｓｍａａおよびＳ．Ｃｚｅｒｎｉｋ、「Ｆｕｅｌ  Ｏｉｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｂｉｏｍａｓｓ  Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ  Ｏｉｌｓ−Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｒｔ  ｆｏｒ  Ｅｎｄ  Ｕｓｅｒｓ」、Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｆｕｅｌｓ、１９９９、１３、９１４〜９２１頁；Ｄ．Ｃｈｉａｒａｍｏｎｔｉ、Ａ．Ｏａｓｍａａ、およびＹ．Ｓｏｌａｎｔａｕｓｔａ、「Ｐｏｗｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｆａｓｔ  Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｆｒｏｍ  Ｂｉｏｍａｓｓ」、Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ、２００７年８月、１１（６）、１０５６〜１０８６頁を参照されたい）。本発明によれば、残留魚バイオマスは、約５００℃の温度に急速に加熱され、熱分解されて７０〜８０％の液体および２０〜３０％のチャーおよび気体になる。この液体、熱分解油は、水素化処理によりアップグレードすることによって、ナフサおよびオレフィンなどの生成物を製造することができる。当業者は、多くの他の適当な反応条件が分かり、日常の実験を使用することによってその反応条件を確認することができるであろう。
【０１０８】
本発明のさらに別の実施形態では、残留魚バイオマスを、ガス化に付すことができ、これにより、空気または酸素中でバイオマスが部分的に酸化されることによって、一酸化炭素と水素の混合物、または合成ガスが形成される。合成ガスは、様々な目的、例えば、それだけに限らないが、電気または燃焼による熱の生成、Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ合成、および有機化合物の製造などに使用することができる。合成ガスの概要については、例えば、Ｓｐａｔｈ，Ｐ．Ｌ．、およびＤａｙｔｏｎ，Ｄ．Ｃ、「Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ  Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ−Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｃｎｏｍｉｃ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｇａｓ  ｔｏ  Ｆｕｅｌｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ｗｉｔｈ  Ｅｍｐｈａｓｉｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｍａｓｓ−ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｓｙｎｇａｓ」．ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−３４９２９、２００３年１２月を参照されたい。
【０１０９】
本発明のさらに別の実施形態では、残留魚バイオマスを、発酵に付すことによって、炭水化物をエタノールに変換することができ、これは、標準的な技法を使用して分離することができる。多数の真菌および細菌発酵技術が当技術分野で公知であり、本発明によって使用することができる。発酵の概要については、例えば、Ｅｄｇａｒｄ  ＧｎａｎｓｏｕｎｏｕおよびＡｒｎａｕｄ  Ｄａｕｒｉａｔ、「Ｅｔｈａｎｏｌ  ｆｕｅｌ  ｆｒｏｍ  ｂｉｏｍａｓｓ：Ａ  Ｒｅｖｉｅｗ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ａｎｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、６４巻、２００５年１１月、８０９〜８２１頁を参照されたい。
【０１１０】
脂質を処理（ポリッシングとも呼ばれる）するためのシステムおよび方法の非限定例は、以下の特許刊行物において見出すことができ、そのそれぞれの内容全体は、本明細書に引用により合体される。「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｒａｎｇｅ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ」という表題の米国特許公開第２００７／００１０６８２号と、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａ  Ｓａｔｕｒａｔｅｄ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ」という表題の米国特許公開第２００７／０１３１５７９号と、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａ  Ｓａｔｕｒａｔｅｄ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ」という表題の米国特許公開第２００７／０１３５３１６号；「Ｂａｓｅ  Ｏｉｌ」という表題の米国特許公開第２００７／０１３５６６３号と、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａ  Ｂｒａｎｃｈｅｄ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ」という表題の米国特許公開第２００７／０１３５６６６号と、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ」という表題の米国特許公開第２００７／０１３５６６９号と、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｂａｓｅ  Ｏｉｌ」という表題の米国特許公開第２００７／０２９９２９１号である。
【０１１１】
本発明は、以下の非限定例を参照することによってより良好に理解することができ、これらは、本発明の例示としてのみ提供されている。以下の例を、本発明の好適な実施形態をより完全に例示するために提示する。しかし、これらの例は、本発明のより広い範囲を限定するものとして決して解釈されるべきでない。
【０１１２】
６．例示的なシステム
本発明のいくつかの実施形態による、魚からバイオ燃料を得る方法１００の概要を、以下および図１に説明する。図１を参照すると、最初に、環境、水生エンクロージャー、魚の種、および藻類の種を選択することによって、バイオ燃料を効率的に生成する多栄養システム１１０を形成する。水生エンクロージャーの環境および型は、環境が、魚および藻類の種の成長に好適であるように選択されるという点において設定されるべきである。藻類および／または魚の種は、選択される環境に原産とすることができる。環境は、耕地でない区域であることが好ましく、これにより、別の状況では食用作物のために使用することができる土地の使用が回避される。次いで、選択された型の水生エンクロージャーを、選択された環境１２０内に設定する。
【０１１３】
次いで、選択された種の複数の魚、および選択された種の藻類を含む藻類組成物を、魚用エンクロージャー１３０中に導入する。集団のサイズは、エンクロージャーのサイズおよび特性、ならびに特定の種の成長特性に部分的に基づく。栄養分を最初に添加した後、最初の藻類のブルーム（ｂｌｏｏｍ）は３〜１４日を要する。藻類の濃度が０．１〜０．４ｇ／Ｌに到達したとき、魚の幼魚を池に導入する。魚の数は種に依存するが、１エーカーの池当たり１，０００匹と１０，０００匹の幼魚の間で変化する。
【０１１４】
いくつかの物理的なパラメータを厳重にモニターし、必要であれば、管理する：ｐＨ、窒素濃度、リン濃度、塩分、温度、ｐＨ、Ｏ２、藻類の濃度、藻類集団の組成、魚の数、ならびに魚のサイズおよび体重。魚の生産性は、システムについて主要な測定基準である一方で、藻類および魚バイオマスの調和した生成は、極めて重要な構成要素である。ｐＨは、ＣＯ２を池の中にバブリングもしくはスパージするか、またはより正確な制御をもたらす、弱酸（例えば、炭酸）、塩基、もしくは緩衝液（炭酸水素ナトリウム）を添加することによって制御する。栄養分レベルは、必要に応じ、池に水を追加し（希釈）、排出（蓄積）を低減し、または肥料を添加することによって管理する。塩分は、より多くの水を追加する（希釈）、排出（蓄積）を減少させる、または蒸発により噴霧する（濃度）ことによって調整する。温度は、冷却のための蒸発による噴霧を通じて管理する。酸素濃度は、通気装置を使用することによって維持する。
【０１１５】
システム内の藻類を、太陽１４０からの光に曝し、これにより、藻類の成長が促進される。藻類の大部分を、魚の集団１５０を用いて取り入れる。消費されない一部の藻類をエンクロージャー内で再生することができ、こうして、藻類集団を補充することが有用である。ある特定の実施形態では、魚用エンクロージャー内で成長し続ける魚集団と藻類の間で平衡状態を維持することができる。
【０１１６】
既定量の時間の後（例えば、魚が指定サイズまで成長した後、または魚の成長速度が指定値未満に低下した後）、例えば、網漁などの従来の漁業技法を使用して、複数の魚を集める１５０。任意選択により、一部の魚をエンクロージャー内に残すことによって繁殖させ、したがって魚集団を補充する。他の実施形態では、実質的にすべての魚を集め、バイオ燃料１７０のために処理する。本発明によれば、選択した種の新しいバッチの魚を、エンクロージャー内に導入する。藻類の追加とその後の藻類の成長１４０、藻類１５０の取り入れ、魚１６０を集めること、魚のバイオ燃料１７０への変換、新しいバッチの魚の導入のサイクルは、環境および水生エンクロージャーが、魚集団の成長に適したままで残っている限り、望む限り多くの回数を繰り返すことができる。
【０１１７】
本発明の別の実施形態では、魚および藻類を、少なくとも一部の時間、互いに別々に成長させた後、魚に藻類を取り入れさせる。図２は、藻類を魚と別個に成長させるシステム２００を例示する。システム２００は、成長エンクロージャー２１０、魚用エンクロージャー２２０、ゲート２３０、およびゲート２３０が開いたとき、成長エンクロージャー２１０から魚用エンクロージャー２２０に藻類を流体輸送する水の通路を備える。ＣＯ２源２５０および／または栄養分源２６０に接続されている成長エンクロージャー２１０内の水中に、選択した種の藻類を導入する。成長エンクロージャー２１０内に魚は実質的にまったくいないので、藻類２１１の成長は、本質的に野放しである。次いで、藻類２１１が十分な密度に到達した後、ゲート３３０を開き、水の通路３４０を通じて藻類を魚用エンクロージャー３２０内に流す。その箇所で、魚２２１は、藻類２２２を取り入れ、望ましいサイズまたは体重まで成長する。成長期間の後、魚を、デバイス２７０によって集め、または収穫し、コンベア２８０によって魚処理プラント３００に移動させ、そこで魚の脂質を抽出する。魚の脂質は、反応器４００内でバイオ燃料にアップグレードすることができる。
【０１１８】
７．メンハーデンの養殖
この実施例では、実験室規模で、メキシコ湾由来のメンハーデンを屋内タンク内で育てることによって、テキサス湾岸に固有の養殖藻類を取り入れ、この結果を使用することによって、テキサスのＲｉｏ  Ｈｏｎｄｏ付近の開放池中で、約１０００匹のメンハーデンを伴うパイロット作業を開始した。メンハーデンは一般にこの湾内で豊富であり、したがって、水産養殖目的で養殖されたことはまったくない。
【０１１９】
植物プランクトン食性魚の養殖の課題の１つは、魚にとって、そのフィルター中に保持するのに十分大きい藻類を供給することである。ＤｕｒｂｉｎおよびＤｕｒｂｉｎ（１９７５、Ｇｒａｚｉｎｇ  ｒａｔｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｔｌａｎｔｉｃ  ｍｅｎｈａｄｅｎ  Ｉ  ａｓ  ａ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ  ａｎｄ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、Ｍａｒｉｎｅ  Ｂｉｏｌ．３３：２６５〜２７７頁）は、大西洋メンハーデン（Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｔｙｒａｎｎｕｓ）についてのサイズ閾値は、１３〜１６μｍであることを報告した。実験室内で養殖することができる、テキサスの池から収集される珪藻は、一般により小さく（＜１０μｍ）、注目すべき例外を含み、これは、Ａｍｐｈｉｐｒｏｒａ属の系統であり、およそ２０μｍである。
【０１２０】
実験室試験において、Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｇｕｎｔｅｒｉ（ガルフメンハーデン）およびＢｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｐａｔｒｏｎｕｓ（ファインスケール（ｆｉｎｅ  ｓｃａｌｅ）ガルフメンハーデン）の両種を含む、小コホート（１０〜１５匹の魚）の０歳のメンハーデンに、Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ（サイズが４〜６μｍ）、Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓ（６〜８μｍ）、およびＡｍｐｈｉｐｒｏｒａ（２０μｍ）の系統を含む、テキサス湾岸に固有の藻類を餌として与えた。平均で、メンハーデンは、長さが約６５〜７０ｍｍであり、約５ｇの重さであった。両種は、この湾岸原産であり、その食性において植物プランクトン食性であり、脂質の効率的なアキュムレータである。藻類のサイズは、Ｂｅｃｋｍａｎコールターカウンター（Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ−３）で測定した。藻類は、Ｒｉｏ  Ｈｏｎｄｏの池から最初に採取し、実験室で単離し、次いで８０リットルの光バイオリアクター内で大量養殖した。藻類は、より大きいサイズ、速い繁殖速度（２〜３日毎に２倍になる）、より高い脂質含量（１０〜１８％）の組合せについて選択した。実験は、それぞれ１０〜１５匹の魚を含む１４０リットルのタンク内で二通りで実施した。約２０リットルの緑水（光バイオリアクターからの１００〜４００ｍｇ／Ｌの藻類）をタンクに加え、コールターカウンターを用いて藻類濃度をモニターした。第３のタンクを対照として使用した。メンハーデンは、ＣｈａｅｔｏｃｅｒｏｓおよびＡｍｐｈｉｐｒｏｒａを有効に濾過摂取し、２４時間にわたって藻類の８０〜１００％を平らげ、藻類（乾燥重量に基づく）をメンハーデンの体重の５〜１０％で毎日容易に摂取した。しかし、メンハーデンは、Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓを摂取しなかった。
【０１２１】
パイロット作業では、低木などの存在する大きい植物を除去し、草、雑草などのより小さい植物を地中に鋤き入れすることによって、Ｒｉｏ  Ｈｏｎｄｏ付近の、いくつかの５エーカーの裏打ちされていない池を準備した。水底を耕すことによって、池の底でのバイオマスの細菌分解を可能にした。次いで池を食塩水で満たした。Ｒｉｏ  Ｈｏｎｄｏでの水の塩分は、主として降雨に依存して、１０００分の１０〜１７まで季節的に変化する。水を、１ｍｍのフィルターによって粗くふるいにかけることによって、残骸および魚などの水生生物を除いた。微細藻類の固有のコンソーシアムは、池にとっての最初の種菌として機能を果たした。
【０１２２】
約１０００匹のメンハーデン（０歳）を含むＢ．ｇｕｎｔｅｒｉおよびＢ．ｐａｔｒｏｎｕｓの混合集団を、３つの５エーカーの池内で８週間養殖した。メンハーデンの集団は、１つの池における無機肥料（尿素およびリン酸一アンモニウム）、および有機肥料（魚の廃棄物または食べられていない餌によるペレット化した魚用餌）によって誘導された天然の藻類のブルームを濾過摂取した。魚は、８週間で、平均で５ｇから１６ｇおよび７０ｍｍから１１０ｍｍに成長し、死亡率は最小であった（集団の５％未満）。得られた成長速度は、Ｖａｕｇｈａｎ，Ｄ．Ｓ．、Ｓｍｉｔｈ，Ｊｏｓｅｐｈ  Ｗ．、およびＰｒａｇｅｒ，Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｈ．（２０００）．「Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｇｕｌｆ  Ｍｅｎｈａｄｅｎ，Ｂｒｅｖｏｏｒｔｉａ  ｐａｔｒｏｎｕｓ」．ＮＯＡＡ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ＮＭＦＳ  １４９において報告された野生ガルフメンハーデンの成長速度と同等である。
【０１２３】
８．メンハーデン油
メンハーデン魚油のバイオ燃料供給原料としての適性の試験を以下に説明する。この試験において、約２ガロンのメンハーデン油を、ともにメタノール中で、メタノールとの酸触媒によるエステル交換、その後の塩基触媒によるエステル交換によって、脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ）に変換した。酸触媒によるエステル交換については、油２５００ｍｌを、メタノール１０００ｍｌおよび３８％のＨＣｌ  ２０ｍｌと混合した。この混合物を、７０℃に２４時間加熱した。塩基触媒によるエステル交換については、追加のメタノール１５００ｍｌおよびナトリウムメトキシド２０〜３０ｍｌを添加し、温度を７０℃でさらに２４時間維持した。次いで、粗ＦＡＭＥを蒸留水で洗浄することによって、不純物を除去した。薄膜／短経路真空蒸留装置（Ｐｏｐｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）によって、得られたＦＡＭＥに対して３回蒸留を行った。第１のパスは、残留気体をすべて除去して、１１０℃、７．５〜８ｍｍＨｇで行った。第２のパスは、１３０℃、０．１９ｍｍＨｇで行い、Ｃ１２〜Ｃ１８を有するＦＡＭＥを大部分含む蒸留液を収集した。第３のパスは、１８０℃、０．１９ｍｍＨｇで行い、Ｃ２０〜Ｃ２２を有するＦＡＭＥを大部分含む蒸留液を収集し、より高い分子量の色素、ワックス、および未反応のジグリセリドおよびトリグリセリドを残した。Ｃ２０〜Ｃ２２の蒸留液を４℃で一晩冷却することによって（ｗｉｎｔｅｒｉｚｅｄ）、残ったワックスを沈殿させた。より低い分子量の物質が除去されていたので、ワックスは、冷却すると可溶性が低くなり、液相から沈殿した。この蒸留液を遠心分離することによって、沈殿したワックスを除去した。Ｃ１２〜Ｃ１８およびＣ２０〜Ｃ２２の蒸留液の脂質組成物を、ガスクロマトグラフィー／質量分光光度法によって分析した。蒸留液のＦＡＭＥの分布を、以下の表２に示す。
【０１２４】
【表２】
2012503476.tif 000008
【０１２５】
メンハーデン油のエステル交換によって調製したＦＡＭＥの試料（第２のパスからの蒸留液）を、その全体が引用により本明細書に合体される、バイオディーゼル油Ｂ１００についての基準（ＡＳＴＭ  Ｄ６７５１−０９）に関係する一連の試験に付した。基準は、圧縮点火機関で使用するための、植物油または動物性脂肪に由来する長鎖脂肪酸のモノアルキルエステルであるバイオディーゼル油についてのものである。以下の表３は、特性、ＡＳＴＭ試験方法、および試験の結果を示す。
【０１２６】
【表３】
2012503476.tif 000009
【０１２７】
結果は、魚油由来バイオディーゼル油は、脂肪酸メチルエステルの加熱（１１０℃）試料に空気を通す酸化安定性試験を除いて、Ｂ１００についてのすべてのＡＳＴＭ  Ｄ６７５１基準に合格したことを示す。ポリ不飽和脂肪酸であるΩ−３およびΩ−６油は、この試験で実証していないが、問題の原因である可能性があり、さらなる蒸留によって容易に除去することができる。
【０１２８】
【表４】
2012503476.tif 000010
【０１２９】
本明細書で引用したすべての参考文献は、それぞれ個々の刊行物または特許もしくは特許出願が、すべての目的について、その全体が引用により合体されるように具体的かつ個々に示されているのと同じ程度に、その全体において、かつすべての目的について、引用により本明細書に合体される。
【０１３０】
当業者に明らかとなるように、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の多くの改変および変形を行うことができる。本明細書で説明した特定の実施形態は、例としてのみ提供されており、本発明は、添付の特許請求の範囲に権利が与えられるすべての範囲の等価物とともに、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定される。
【図１】
2012503476.tif 000011
【図２】
2012503476.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月31日(2011.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオ燃料の供給原料を製造するための管理された方法であって、
（i）藻類と魚とを含む多栄養システムを提供する工程と、
（ii）前記藻類を前記魚に管理可能に餌として与えることによって前記藻類を取り入れる工程と、
（iii）前記魚から脂質を抽出する工程と、
を有し、
前記脂質はバイオ燃料の供給原料として使用されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記脂質を処理してバイオ燃料、バイオディーゼル油、ディーゼル油、灯油、ジェット燃料、ガソリン、ＪＰ−１、ＪＰ−４、ＪＰ−５、ＪＰ−６、ＪＰ−７、ＪＰ−８、または、ＪＰＴＳを生成する処理工程を更に含み、
前記処理工程は、エステル交換、酸触媒によるエステル交換、塩基触媒によるエステル交換、酵素触媒によるエステル交換、超臨界メタノールによるエステル交換、水素化、水素化分解、異性化のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記取り入れる工程は、前記魚が、稚魚から幼魚に、又は、幼魚から成魚に、又は、稚魚から成魚に成長する間、前記魚に前記藻類を管理可能に餌として与えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記取り入れる工程は、前記魚の集団に前記藻類を餌として前記魚の集団内の支配的な種の少なくとも５０％が魚バイオマス設定ポイントに達するまで与える工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記取り入れる工程は、藻類バイオマス設定ポイントに関連する速度で前記藻類を餌として前記魚の集団に与える工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記取り入れる工程は、藻類バイオマス設定ポイントに到達した前記魚を収穫する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記取り入れる工程は、エンクロージャー内の前記魚に前記藻類を餌として前記エンクロージャーの充填密度に達するまで与える工程と、魚バイオマス設定ポイントに達した前記魚の集団から前記魚を収穫する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記取り入れる工程は、成長エンクロージャー中の前記藻類を養殖する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記取り入れる工程は、エンクロージャー中の前記藻類と前記魚とを養殖する工程を含み、前記魚は前記藻類を持続的に餌として食べることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記取り入れる工程は、前記魚が前記藻類を餌として食べる魚エンクロージャー中に前記藻類を管理可能に配送する工程か、または、第１のエンクロージャー中の前記魚に第２のエンクロージャー中の前記藻類へのアクセスを提供する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記取り入れる工程は、前記藻類を餌として第１の魚エンクロージャー中の魚の集団に与える工程と、前記第１の魚エンクロージャーよりも低い充填密度を有する少なくとも１つの他の魚エンクロージャーに対して少なくとも１回だけ前記魚の集団の一部または全部を移送する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記取り入れる工程は、前記藻類が餌として管理可能に前記魚に与えられる多栄養システムを提供する工程と、前記多栄養システムに前記藻類と前記魚とのうちの少なくとも１つを補充する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記取り入れる工程は、藻類バイオマス設定ポイントに従って１つ又はそれ以上の魚の数を増加させるか、または減少させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記取り入れる工程は、１０〜５００ｍｇ／Ｌの濃度で前記藻類を含む魚エンクロージャー中で前記魚に餌として与える工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記抽出する工程は、７０℃〜１００℃の温度まで前記魚を加熱する工程と、前記脂質を放出するように前記魚を圧搾する工程と、前記脂質を水相と固相のうちの少なくとも１つの相から分離する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記抽出する工程は、前記魚から魚粉組成物を調製する工程と、前記魚粉組成物を臨界点近傍水または超臨界水で処理する工程と、前記脂質を水相と固相のうちの少なくとも１つの相から分離する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記抽出する工程は、前記魚から魚粉組成物を調製する工程と、前記魚粉組成物をガス化、熱分解、または、発酵に曝す工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記藻類は、藍藻、珪藻、および渦鞭毛藻を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記魚は、Ｃｌｕｐｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｓｉｌｕｒｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｃｙｐｒｉｎｉｆｏｒｍｅｓ目、Ｍｕｇｉｌｉｆｏｒｍｅｓ目、および、Ｐｅｒｃｉｆｏｒｍｅｓ目のうちの少なくとも１つの目の魚を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記魚バイオマス設定ポイントは、２週間の体重、２週間の身長、２週間の厚み、２週間の脂肪含量、４週間の体重、４週間の身長、４週間の厚み、４週間の脂肪含量、８週間の体重、８週間の身長、８週間の厚み、８週間の脂肪含量、３カ月の体重、３カ月の身長、３カ月の厚み、３カ月の脂肪含量、６カ月の体重、６カ月の身長、６カ月の厚み、または、６カ月の脂肪含量であることを特徴とする請求項４または請求項６に記載の方法。
【請求項２１】
前記魚バイオマス設定ポイントは、１、２、５、１０、２０、３０、４０、５０、７５、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、または、１０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項５または請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
藻類からバイオ燃料を製造するための管理された方法であって、
（i）複数のエンクロージャー内に藻類と魚の集団とを含む多栄養システムを提供する工程と、
（ii）前記複数のエンクロージャーのうちの１つまたはそれ以上で前記藻類を成長させる工程と、
（iii）前記魚の集団に前記藻類を管理可能に餌として与えることにより前記藻類を取り入れる工程であって、前記魚の集団の少なくとも一部が稚魚から成魚に成長する工程と、
（iv）前記魚の集団の少なくとも一部を収穫する工程と、
（v）前記収穫した魚から脂質を抽出する工程と、
（vi）前記脂質をエステル交換してバイオ燃料を形成する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記藻類と前記魚の集団とは、前記複数のエンクロージャーのうちの１つで成長し、前記魚は、前記藻類を持続的に餌として食べることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
バイオ燃料供給原料を製造するシステムであって、
複数のエンクロージャー中にいる藻類及び魚と、
前記魚に前記藻類を餌として管理可能に与える手段と、
前記魚から脂質を抽出する手段と、
を有し、
前記脂質はバイオ燃料供給原料として使用されることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
前記脂質を処理してバイオ燃料またはバイオディーゼル油を生成する手段を更に有することを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
請求項１乃至請求項２３のうちのいずれか１項に記載の方法で藻類が餌として管理可能に与えられた魚から抽出された脂質を含む組成物。
【請求項２７】
請求項１乃至請求項２３のうちのいずれか１項に記載の方法で藻類が餌として管理可能に与えられた魚から抽出された脂質から調製されたバイオ燃料を含む液体燃料組成物。
【請求項２８】
藻類から脂質を製造するための管理された方法であって、
（i）複数のエンクロージャー内に藻類と魚の集団とを含む多栄養システムを提供する工程と、
（ii）前記複数のエンクロージャーのうちの１つまたはそれ以上で前記藻類を成長させる工程と、
（iii）前記魚の集団に前記藻類を管理可能に餌として与えることにより前記藻類を取り入れる工程であって、前記魚の集団の少なくとも一部が稚魚から成魚に成長する工程と、
（iv）前記魚の集団の少なくとも一部を収穫する工程と、
（v）前記収穫した魚から脂質を抽出する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
前記抽出された脂質は、トリグリセリド、遊離飽和又は飽和脂肪酸、糖脂質およびリン脂質からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記収穫した魚を人間の食料、動物の飼料、または油脂化学由来製品に転換する工程を更に有することを特徴とする請求項２２または請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記油脂化学由来製品は、塗料、リノリウム、滑剤、石けん、殺虫剤、および化粧品からなるグループから選択されることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【国際調査報告】
2012503476.tif 000013
2012503476.tif 000014