宇宙閉鎖環境の酸素供給システムの開発-微小重力下における藍藻類育成環境の形成-

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08651084
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 安藤 公二 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (60002854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井戸川 清 北海道工業技術研究所, 資源エネルギー部, 主任研究官 ; 大平 勇一 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (00250522)
• Keywords: 微小重力 / 酸素供給システム / 気泡の寿命 / 気泡径 / 遠心力 / バイオリアクター / スピルリナ / 炭酸同化

Research Abstract

微小重力下において低遠心力により形成した中空回転液体中に外周部からガスを吹き込み、生成する気泡の分散状態と流動速度並びに中空液体の内周部における気泡の液からの分離に及ぼす回転速度、内周部の大きさ、ガス吹き込み方法の影響を実験的に検討した。
実験実施状況:鉛直に置かれた円筒型回転容器内に、軸中心部がガスの中空回転液層を微小重力下で形成させておき、外周部から回転中心に向かってガスを吹込む。気泡の生成から破裂に至る経時変化を容器の側方と上方の2方向から2台のビデオカメラで撮影することに成功した。吹込用ガスは当初予定の「使い捨てボンベ入り空気」に変えて、小形ガスボンベに窒素を充填して用いた。小形ガスボンベ、減圧弁、電磁弁、流量計等、ガス導入装置およびCCDカメラ等の動作は多機能制御ユニットで制御した。微小重力場を作るための落下実験は、北海道上砂川の(株)地下無重力実験センター(μG時間:10秒)で6回および北海道工業技術研究所(μG時間:1.2秒)で14回実施した。
実験結果:中空回転液体層が形成される0.15G以上では、1G下と同様吹込まれた気体は気泡群となり気液界面に至って破裂し、「ガス吹込みによる中空回転液体層の形成」の可能性が示された。しかし、1G下と比べμG下では気泡径が著しく大きくなり、気液界面に於ける気泡の寿命が長くなる傾向が認められた。また、気泡の破裂は近傍の気泡の破裂に誘発された。
平成9年度:実際の培養ではリアクターを回転せず固定することが望ましい。そこで、容器を固定し通気エネルギーを利用して、「ガス吹込みによる中空回転液体層の形成」を試みる。