このPDFファイルは 、月刊『アクアネット』2024年 2月号に掲載された記事を、著者の漁崎重文氏ならびに同誌発行元の湊文社の了解を得て、当ホームページ専用に再製作したものです。

酸素ガス発生装置のコスト削減効果
陸上施設による魚介類の種苗生産や養殖では、飼 育 水の 溶 存 酸 素（ Dissolved Oxygen；以下DO）濃度が収容密度や生産量に大きく影響します。
また、水温調整などのために飼育水を反復使用する
場合は一次使用で低下したDO 濃度を高める必要があります。酸素富化には様々なやり方があり、ボンベに充填された酸素ガスや液体酸素を用いている例も少なくありませんが、新たなコストも発生します。
この酸素富化コストを、酸素ガス発生装置の利用によって低減する手法について提案させていただきます。文中に度々登場する発生量の単位NL（ノルマルリットル）
は、大気圧 0 .1013 MPa、温度 0℃、相対湿度0％の条件下で測定された学術的な値です。例
えば、同じ大気圧、温度 20℃、相対湿度65％の条件下では、1NL≒1.079 Lになります。

漁崎 重文（りょうざき しげふみ）
コフロック株式会社 FS 営業部

マダイ、ウナギ、コイ、サーモン、アユ、マサバ、クエ・マ
ハタ、バナメイエビなど多岐にわたっていますので、まずはその普及経過を振り返りたいと思います。
当該装置は、吸着剤を充填した吸着塔内へ空気を供給し、加圧 - 減圧を繰り返すことで酸素を分離・濃縮するタイプであり（ 図 1）
、PSA（ Pressure Swing
Adsorption ）方式と呼ばれていますので、以下ではPSAと記します。
1）種苗生産場での小型 PSA の採用
1990年代初頭、西日本で魚類の種苗生産が盛んに行われていた頃、長崎県内のある種苗生産場で弊社

水産分野での酸素ガス発生装置利用の経過のPSAを利用してヒラメの種苗生産が行われ、そのコフロック株式会社は1949年に創業し、今年で 75後、数年の間に小型 PSA（コンプレッサ内蔵型、純度周年を迎えます。｢ 温故知新 ｣を社是とし、気体・液体90％、発生量 5 NL/min 、吐出圧力 0 .1 Ma 、消費電力の流量計測・制御技術を磨きながら、｢ 流体を科学す100 V・1kW ）が多くの種苗生産場に採用されました。

る｣メーカーとしてガスや液体の流量計、制御バルブ、それ以前には、酸素ガスボンベ（7㎥）を用いる選択ガス発生装置等を、世界中のモノづくり、研究開発、医療など様々なシーンに供給しています。
酸素ガス発生装置は、大気（空気）から窒素と酸素を分離し効率的に酸素を濃縮して取り出す装置です。助燃や水処理等の工業向けのみならず、水産分野でも採用されるようになり、弊社の水産向け出荷実績はすでに 300台以

図１ 酸素ガス発生装置（PSA 方式）の原理

空気中の約 78％が窒素、約 20％が酸素です。酸素ガス発生装置内では加圧 - 減圧を繰り返し、吸着上、対象魚種もトラフグ、ヒラメ、 剤によって酸素以外のガスを選択吸着します。
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ACN ニュース 酸素ガス発生装置のコスト削減効果

肢がありましたが、種苗生産時は連続的に酸素❶❷を供給する必要があり、毎分約 5 NL で使用すると24時間でボンベ1本を使い切ることになります。それだとかなりの出費ですので、酸素ガスボンベは緊急時の酸欠防止対応や受精卵・稚魚の出荷時のビニール袋へ封入する際に用いられる程度でした。また、当時の種苗生産場の多くは加温・冷却設備が整っておらず、自然水温に合った魚種をさほど高くない収容密度で生産していましたので、酸素への需要は低かったとも言えます。しかし、数年後には、海面養殖業者によるマダイ・シマアジ・トラフグの生産意欲、陸上養殖業者によるヒラメの生産意欲が高写 真１ PSA による酸 素ガスの溶解方法❸①陸上ポンプ（長崎県の㈲松永水産）②水中ポンプ③エジェクター

まり、種苗生産場は限られた施設で増産を図る
ため、安価でかつ連続的に酸素ガスを供給できるPSAが注目されたのでした。
そして、水中ポンプの改良を行い、エジェク
ターを設置するなど、PSAによる酸素を効率的に飼育水に溶解させるやり方を種苗生産業者自身が工夫し、DOを効率的に上げて収容尾数を増やす飼い方が広がっていきました（写PSA

PSA

真 1）
。これらの手法は多くの種 苗 生産 場において今も用いられており、ポンプの小型化や台数の吟 味などにより、電気代や修理・

写真３ 大分県内のヒラメ・トラフグ陸上養殖場に設置された90 Lタイプ×2台交換コストの軽減も図られています。
換言すると、多くの

写真２ 高知県の㈱山崎技研 浦ノ内事業所に設置された90 Lタイプ×2台

左側のダクトとつながっている装置（2台）はコンプレッサ。

種苗生産場が増産を 同社では20年以上にわたりPSAを使用している。

図り、そのために飼育密度を高めるようになったことで、水産業界の酸素需一例を挙げると、大手のマダイ種苗生産場では、酸要は高まりました。

素富化をしていない頃の沖出しサイズの飼育密度は2）陸上養殖場への広がり、小型機種から中型機種へ

1 ,000尾～2 ,000尾 /㎥で、代謝量が増す給餌の際に飼育水への酸素富化の有効性が認められると、種は酸欠にならないよう注意していました。PSAを導入

苗生産場に加えて、陸上養殖場での利用も増え、流量したことで各飼育水槽のDO 管理が可能となり、6 ,000

15 NL～40 NL/min の中型機種（コンプレッサ別置き尾～10 ,000尾 /㎥まで飼育密度を上げました。これに型）の需要が高まりました。

より、生産尾数が増えただけでなく、1尾あたりの光熱2024.7 ACN ニュース 2

費（ボイラー重油代）も低減されました。さらに、ワムシ培養槽への酸素富化による生産性向上、沖出しホースへの酸素富化による移送密度のアップ、ひいては作業時間の短縮にもつながりました。
陸 上 養 殖 場 に つ い て は、
2000年頃より、それまでヒラメ

写真４ 20 L タイプ× 3台と 45 L タイプ 1台の導入例
長崎県の㈱長崎種苗。右写真の中央はコンプレッサ。

を育てていた水槽（8 m×8 m×水深 0 .8 mなど）
でトラ

これらの組み合わせにより、停電や装置異常時でもフグを飼うところが増え、そもそもヒラメより酸素消費酸素供給が継続可能になっています。なお、LGC は量の多いトラフグに酸素富化を行うことで、より早く出

Liquid Gas Container の略ですが、可搬式液化酸素荷しようという動きにもなりました。実際、酸素富化を容器を指します。CE（Cold Evaporator ）はタンクローしない掛流し水槽では、1年半の飼育で出荷サイズにリーで運ばれてくる液体酸素を貯蔵する大型タンクの到達するのは 1水槽あたり700尾前後であったのが、ことです。

夏場に酸素富化を行ってDOを6㎎ /L 以上に維持す

また、複数台のPSAを設置してリスクを分散する

ると、同期間の飼育で 1 ,000尾前後を出荷できるようユーザーも増えました。季節によっても変化する酸素になりました。酸素富化のやり方は、水槽内に水中ポの必要量に応じてPSAを1台から3台稼働させることンプを2台設置し、PSA による酸素をポンプ 1台当たで、電気代の節約も図っています（写真 4）。

り4 NL/min 、計 8 NL/min 溶解させるなどであり、複他方、年間を通して酸素使用量の多い陸上養殖場数の飼育水槽分の酸素富化を行うため、流量 90 NL/

では、敷地内にCEを設置し、液体酸素を常用するとmin の中型機種を設置する陸上養殖場も増えました

ころも増えました。

（写真 2、写真 3）。

酸素富化コストの低減効果
停電や装置異常時の対応

1）液酸利用との比較

PSAを利用する種苗生産場や陸上養殖場が増え2010年頃、養鰻場でも酸素富化が盛んに行われるると、酸素の安定供給への要求も高まりました。飼育ようになりましたが、大半のユーザーが液体酸素を採密度を高めている水槽では、酸素富化が数時間止まっ用しました。ウナギは高密度飼育が可能で魚価も高いても大量の酸欠死につながるからです。ゆえに弊社でため、酸素ガスの単価よりも供給の安定性を重視したは、以下のようなシステムを装備可能とし、導入を提ためです。しかし近年は、PSAも選択される傾向にあ案しています。

ります。飼料代、温調用のエネルギー代、運送費、人①停電からの復電時にPSA が受電すると、PSA がコ件費等多くのコストが高騰し、液体酸素の価格も度々ンプレッサを起動し、酸素供給を自動復旧するシステ

改定されてきたのを受けて、酸素富化のコストも見直ム。

そうという判断になってきたと認識しています。

②酸素濃度の低下、PSA 異常、付属コンプレッサの酸 素 富化のコストを試 算してみましょう。流 量

異常等を感知すると、それを信号出力して機械警備に90NL/minタイプのPSAを1ヵ月間連続運転とすると、つなぎ、事務所や携帯電話へ通知するシステム。

液体酸素換算で約 4 ,438㎏ /月の酸素が発生します。

③装置異常時には、別途設置した酸素供給設備（ボンそれに要するランニングコストは、約 8 kW/h（ PSA がベ、LGC 、CE ）への切り替えを、PSAに内蔵されたバッ

0 .5 kW 、コンブレッサが7 .5 kW ）分の電気代と装置のクアップ機能により行うシステム。

メンテナンス費用です。契約電力を19円 /kWh 、メン3 ACN ニュース 2024.7

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テナンス費用を50 ,000円 /月とする

表１ PSA による酸素単価（円 / ㎏）の試算例
種類と、計 159 ,440円 / 月（税別）になります。一方、液体酸素の契約単価を 80円 / ㎏とすると、4 ,438㎏使え

条件
発生量90NL/minの機種を使用
契約電力単価19円/kWh、メンテナン
ス積立を50,000円/月としてPSA（酸素ガス発生装置）

36

CE（液体酸素）

75～95

契約単価により変動有り

285〜428

1本 /140㎏ /40,000円〜 60,000円、契約単価により変動有り

ば 355 ,040円 /月（税別）です。そのLGC（液体酸素）差は約 20万円。PSA のイニシャルコスト（減価償却費）を含めても、年単価（円/㎏）＊＊イニシャルコストは含まず。酸素ガス発生量は液体酸素換算。

間100万円以上削減可能であり、装置導入に補助金を活用できれば、PSAによるコストダウン効果はさらに高まります。参考までに、PSAによる酸素単価を試算し（ランニングコストのみ）、液体酸素（ CE 利用の場合とLGC 利用の場合）と比較してみました（表 1）。
付言すると、CEもしくはLGCを設置している陸上養殖場・種苗生産場においても、PSA を導入する動きが見られます。やはりコスト削減を狙っている場合が多く、既存の液酸設備はバックアップに使ったりしています。PSA の吐出圧力と液

図２ IoT 搭載システムのモニター画面

この画面では、供給酸素圧力、酸素流量、吸着タンクの圧力が表示されている。概ね水平の曲線（2本）
が前 2者。

体酸素の吐出圧力を調整することで、PSAの故障時や停電時も切れ目のないバックアップ対応が可能になります。
2）
CO2 削減効果もPSA 導入により液酸ローリーの配達回数を減らすことでCO2 削減につなげたり、自社の契約する再生可能エネルギーで酸素を発生させることにより、カーボンニュートラルへの取り組みを表明する企業（ユーザー）もおられます。

IoT 搭載システム、屋外設置型も開発
弊社では、IoTを活用して圧力・流量・酸素濃度の状態が遠隔（ PCモニター）で確認できるシステムも開写 真５ 養 鰻 場 に 設 置され た 完 全 屋 外 仕 様 のGENE-BASEシリーズ機種

発し、導入も進んでいます（図 2）。異常時には故障箇所も即座に特定できるので、システム復旧に要する時間の短縮にもつながります。また、完全屋外仕様のGENE-BASEシリーズも製品化しており、養鰻業界を中心に導入実績を増やしています（写真 5）。

本稿の内容等についてのお問い合わせは下記まで。
コフロック㈱九州出張所
TEL 0942 -41-0088（担当：吉冨・漁崎）

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