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公開番号2025175756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-03
出願番号2024081999
出願日2024-05-20
発明の名称微生物培養システム
出願人鹿島建設株式会社,Symbiobe株式会社
代理人個人
主分類C12M 1/00 20060101AFI20251126BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】バイオガス中のCO₂を溶解させる溶解液の使用量を低減できるとともに安全性を向上できる微生物培養システムを提供すること。
【解決手段】微生物培養システム1は、有機性廃棄物をメタン生成菌群により生分解し、メタンとCO₂を含むバイオガスを生成するメタン発酵槽11と、メタン発酵槽11により生成したバイオガス中のCO₂を溶解液に溶解させて相対的な溶解度の差から当該バイオガス中のメタン濃度を上昇させる溶解槽14A～14Cと、CO₂を溶解させた前記溶解液を用いて酸素非発生型光合成微生物を嫌気状態で培養する培養槽16A～16Cと、溶解槽14A～14CでCO₂を溶解させた溶解液を、溶解槽14A～14Cから培養槽16A～16Cを経て溶解槽14A～14Cに循環させる循環装置40と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
有機性廃棄物をメタン生成菌群により生分解し、メタンとＣＯ
２
を含むバイオガスを生成するメタン発酵槽と、
前記メタン発酵槽により生成した前記バイオガス中のＣＯ
２
を溶解液に溶解させることにより、相対的な溶解度の差から当該バイオガス中のメタン濃度を上昇させる溶解槽と、
ＣＯ
２
を溶解させた前記溶解液を用いて酸素非発生型光合成微生物を嫌気状態で培養する培養槽と、
前記溶解槽でＣＯ
２
を溶解させた前記溶解液を、前記溶解槽から前記培養槽を経て前記溶解槽に循環させる循環装置と、
を含む、微生物培養システム。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記溶解槽は、前記メタン発酵槽により生成した前記バイオガスの流路に複数配置され、
前記培養槽は、複数の前記溶解槽にそれぞれ対応して複数配置され、
前記循環装置は、対応する前記溶解槽と前記培養槽の組合せごとに前記循環処理を独立して行う、請求項１に記載の微生物培養システム。
【請求項３】
複数の前記培養槽のそれぞれで前記酸素非発生型光合成微生物の培養が開始されるタイミングが異なる、請求項２に記載の微生物培養システム。
【請求項４】
前記バイオガスが前記複数の溶解槽を通過する順序を変更可能なガス流路制御装置を更に備え、
複数の前記培養槽の中でＣＯ
２
要求量が相対的に大きい培養段階の前記培養槽に対応する前記溶解槽から先に前記バイオガスが通過するように前記ガス流路制御装置により前記溶解槽を通過する順序が変更される、請求項３に記載の微生物培養システム。
【請求項５】
前記溶解液は、０．５質量％以上４．０質量％以下の塩化ナトリウムを含む水である、請求項１から４の何れかに記載の微生物培養システム。
【請求項６】
前記酸素非発生型光合成微生物は、海洋性紅色光合成細菌である、請求項１から４の何れかに記載の微生物培養システム。
【請求項７】
前記培養槽は、気密構造を有する、請求項１から４の何れかに記載の微生物培養システム。
【請求項８】
前記メタン発酵槽により生成した前記バイオガスの流路に配置され、当該バイオガス中に含まれる硫化水素を除去する脱硫装置を更に備える、請求項１から４の何れかに記載の微生物培養システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物培養システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、有機性廃棄物からメタン発酵によりメタンとＣＯ
２
（二酸化炭素）を主成分とするバイオガスが生成されており、生成したメタンはボイラーやガス発電に利用されている一方で、生成したＣＯ
２
は未利用のまま大気へ放出されている。そこで、生成したバイオガス中のＣＯ
２
を利用して光合成微生物等を培養させる技術が知られている。この種の技術に関連するものとして、例えば特許文献１～４がある。
【０００３】
特許文献１は、培養槽内に培養液と光合成生物とを入れ、当該培養槽内に光を照射するとともにＣＯ
２
を含むガスを供給し、光合成生物に光合成反応を生じさせてＣＯ
２
を固定する方法に関するものである。特許文献２は、有機性廃棄物からメタンと炭酸ガスを主成分とするバイオガスを発生させる発酵技術に関するものである。
【０００４】
特許文献３には、酸水素微生物や酸水素微生物由来の酵素を含有する細胞抽出物を利用した生物化学プロセスを介して、ＣＯ
２
を含有するガスからＣＯ
２
を回収固定する方法が記載されている。特許文献４には、有機性廃棄物をメタン発酵させてバイオガスを生成するメタン発酵槽と、メタン発酵槽で生成されたバイオガスを貯留するガス貯留手段と、光合成微生物を培養する培養槽を備えたメタン発酵装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平５－１６８４６３号公報
特開２００８－２０７１５４号公報
特開２０１８－２００号公報
特開２０１５－３３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
有機性廃棄物がメタン生成菌群により生分解される際に発生する、メタンとＣＯ
２
を含むバイオガスを光合成微生物に供給して培養する微生物培養システムにおいては、ＣＯ
２
を溶解するための溶解液を外部から溶解槽や培養槽に供給し続けなければならないという課題がある。また、酸素発生型光合成微生物を培養微生物として利用する場合には、可燃性ガスであるメタンと酸素の混合状態が生じる可能性があるという課題がある。
【０００７】
しかしながら、従来技術においては上述の課題に対する対策が十分なされていない。特に特許文献４に記載の技術では、アルカリ電解水を外部から供給し続ける必要があるうえ、培養槽では、好適には酸素発生型光合成微生物が利用されるため、メタンと酸素の接触が避けられない。従って、従来技術には、系内に供給される溶解液量の低減及び安全性の向上という点で改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、バイオガス中のＣＯ
２
を溶解させる溶解液の使用量を低減できるとともに安全性を向上できる微生物培養システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は、有機性廃棄物をメタン生成菌群により生分解し、メタンとＣＯ
２
を含むバイオガスを生成するメタン発酵槽と、前記メタン発酵槽により生成した前記バイオガス中のＣＯ
２
を溶解液に溶解させることにより、相対的な溶解度の差から当該バイオガス中のメタン濃度を上昇させる溶解槽と、ＣＯ
２
を溶解させた前記溶解液を用いて酸素非発生型光合成微生物を嫌気状態で培養する培養槽と、前記溶解槽でＣＯ
２
を溶解させた前記溶解液を、前記溶解槽から前記培養槽を経て前記溶解槽に循環させる循環装置と、を含む、微生物培養システムを提供する。
【００１０】
（２）（１）の微生物培養システムにおいて、前記溶解槽は、前記メタン発酵槽により生成した前記バイオガスの流路に複数配置され、前記培養槽は、複数の前記溶解槽にそれぞれ対応して複数配置され、前記循環装置は、対応する前記溶解槽と前記培養槽の組合せごとに前記循環処理を独立して行ってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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