炭酸ガス固定を目的とするカスケード型超散乱フォトバイオリアクターの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555075
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 谷下 一夫 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古畝 宏幸 ラフォーレエンジニアリング(株), 主任研究員 ; 池田 満里子 慶応大学, 文学部生物学, 教授 (00051368) ; 長坂 雄次 慶応大学, 理工学部, 教授 (40129573) ; 柘植 秀樹 慶応大学, 理工学部, 教授 (70051688) ; 岡 浩太郎 慶応大学, 理工学部, 助教授 (10276412)
• Keywords: 地球環境 / 炭酸ガス固定 / 微細藻類 / 光合成 / バイオリアクター

Research Abstract

本研究では、藻類光合成バイオリアクターのガス交換効率の改善を目的として、リアクター内に散乱粒子を分散させたり、リアクターの外部を反射板で覆い、同時に粒子に表面や反射板の表面を蛍光物質で被覆して、光の波長を変化させ、藻類の吸収スペクトルの最大値の光の増幅を可能とするリアクター技術を確立する。このような光環境の方式を本研究では、カスケード型超散乱と名付け、リアクター内のすべての藻類に均等に光が照射されるような光環境を実現しようとするものである。蛍光反射材による波長シフトの効果は、細胞の効果は細胞濃度、細胞体積、吸収スペクトルの時間変化を8日間測定して評価した。酸素発生速度は銀反射材と蛍光反射材を使用した時、それぞれ2.3倍、2.0倍にコントロールの状態よりも増加した。蛍光反射材の反射率は銀反射材よりも低い。そこで反射効率を考慮した場合、反射光エネルギあたりの酸素発生速度は、蛍光反射材の場合が最も高く、最大で1.7倍となった。蛍光反射材により波長シフトがおこり、光の利用効率の高い波長域に光りのエネルギを移動させる効果が顕著であることが解った。この原理を用いることにより、カスケード型フォトリアクターが実現可能であることが解った。

Research Products

• [Publications] 谷下一夫: "光合成バイオリアクターの性能改善" 日本機械学会第10回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 162-164 (1998)
• [Publications] 谷下一夫 他: "光源内蔵型藻類バイオリアクターにおける光環境の改善" 日本機械学会第10回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 169-170 (1998)
• [Publications] 谷下一夫: "閉鎖生態系における微細藻類培養" 日本機械学会第11回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. (予定). (1999)