海洋深層水を利用した微細藻類培養フォトバイオリアクターの開発

利用海洋深层水开发微藻培养光生物反应器

• 批准号: 18656254
• 负责人: 佐藤 徹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656254/
• 关键词: 微細藻類; 海洋深層水; フォトバイオリアクター; 光合成モデル; CFD; フラッシングライト効果; 気液二相流; 藻類培養実験

海洋深層水を用いた微細藻類の培養を提案する。培養には、光合成のための太陽光とCO2や、成長・増殖のための栄養塩を効率よく供給するフォトバイオリアクターを用い、培地には海洋深層水を利用して、コストを低減する。本研究では、二相流CFDに藻類成長モデルを組み込むことで、実際に培養実験を行うことなく、リアクターの開発が可能となるヴァーチャルフォトバイオリアクターを開発する。研究期間の1年目にヴァーチャルフォトバイオリアクターを開発する。2年目に、これを用いて藻類の生長を予測し、さらに検証のため、実際に培養実験を行う。初年度は、フラッシングライト効果を表現できる光合成モデルを非構造格子対応の二相流CFDコードに組み込み、ヴァーチャルフォトバイオリアクターを作成した。同時に、海洋深層水を培地に使用することを考慮して、連続的な培地供給・収穫型の新しいリアクター形状を考案した。最終年度である今年度は、初年度に開発したヴァーチャルフォトバイオリアクターを用いて選定したリアクター形状を製作し、微細藻類の培養実験を行った。藻類は、近年発見されたシュードコリティスシスを用いた。この藻類はバイオ燃料(軽油)を体内で生産するため、通常のバイオ燃料と比べて、化学的に燃料を抽出する過程が不要であるため、CO2削減コストは小さいと考えられる。この培養実験結果から、藻類の成長速度を求め、これを用いて今回開発したバイオリアクターのCO2削減に関する費用対効果に関するフィージビリティースタディーを行った。その結果、GO2固定のコストは約6千円/トンとなり、太陽光発電とほぼ同等なコストでCO2削減が可能であることがわかった。

Proposal for the cultivation of fine algae in deep Marine water を using を た た を Cultivate に は, photosynthetic の た め の sunlight と CO2 や, grow good colonization の た め の tech students.their ownship raise salt を sharper rate よ く supply す る フ ォ ト バ イ オ リ ア ク タ ー を い, petty に は deep sea water を using し て, コ ス ト を low cut す る. This study で は, two phase flow CFD に algae growth モ デ ル を group み 込 む こ と で, the event be に training be 験 を line う こ と な く, リ ア ク タ ー の open 発 が may と な る ヴ ァ ー チ ャ ル フ ォ ト バ イ オ リ ア ク タ ー を open 発 す る. During the study period of <s:1> one year, にヴァ にヴァ チャ チャ リア フォトバ フォトバ フォトバ フォトバ フォトバ リア リア リア タ を を する was conducted. 2 years に, こ れ を with い の て algae growth し を to test, さ ら に 検 card の た め, the event be に training be 験 う を line. Early annual は, フ ラ ッ シ ン グ ラ イ ト unseen fruit を performance で き る photosynthetic モ デ ル を non-structural grid 応 seaborne の two-phase flow CFD コ ー ド に group み 込 み, ヴ ァ ー チ ャ ル フ ォ ト バ イ オ リ ア ク タ ー を made し た. に at the same time, deep sea water を petty に use す る こ と を consider し て, even 続 な pei to supply 収 type for new し の い リ ア ク タ ー shape を test case し た. Final year で あ る our は ", at the beginning of the annual に 発 し た ヴ ァ ー チ ャ ル フ ォ ト バ イ オ リ ア ク タ ー を with い て selected し た リ ア ク タ ー shape を の し, micro algae producing be 験 を line っ た. Algae されたシュ, recent observations of されたシュ, ドコリティスシスを use of されたシュ た. こ の algae は バ イ オ fuel oil (軽) を で す production in vivo る た め, usually の バ イ オ fuel と than べ pump, chemical に fuel を て す る process が don't で あ る た め, CO2 reduction コ ス ト は small さ い と exam え ら れ る. こ の training be 験 results か ら, algae の を め, growing こ れ を with い て today back to open 発 し た バ イ オ リ ア ク タ ー の CO2 reduction に masato す る cost unseen seaborne fruit に masato す る フ ィ ー ジ ビ リ テ ィ ー ス タ デ ィ ー を line っ た. そ の results, GO2 fixed の コ ス ト は around &yen; 6000 / ト ン と な り, sun 発 electric と ほ ぼ equal な コ ス ト で CO2 reduction が may で あ る こ と が わ か っ た.