特開 2025-16234 藻類培養方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025016234

(43)【公開日】2025-01-31

(54)【発明の名称】藻類培養方法

(51)【国際特許分類】

   C12N 1/12 20060101AFI20250124BHJP

【ＦＩ】

C12N1/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023119374

(22)【出願日】2023-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】516047175

【氏名又は名称】三菱重工パワーインダストリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】岡垣内 俊成

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 健治

(72)【発明者】

【氏名】田原 佑樹

(72)【発明者】

【氏名】田谷 和宏

(72)【発明者】

【氏名】徳永 孝伸

(72)【発明者】

【氏名】前田 範之

【テーマコード（参考）】

4B065

【Ｆターム（参考）】

4B065AA83X

4B065BC41

4B065CA41

4B065CA44

4B065CA60

(57)【要約】

【課題】藻類培養にかかるコストの上昇を抑制することができる。
【解決手段】藻類培養方法は、浮灰を水面に散布して浮遊させるステップと、水面に浮遊する浮灰に藻類を付着させるステップと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浮遊担持体を水面に散布して浮遊させるステップと、
前記水面に浮遊する前記浮遊担持体に藻類を付着させるステップと、を備える、
藻類培養方法。

【請求項2】

前記浮遊担持体は、粒子径の範囲が３０μｍ以上８００μｍ以下の複数の粒子から構成される、
請求項１に記載の藻類培養方法。

【請求項3】

前記複数の粒子のそれぞれは、内部に空孔が形成され、且つ密度１ｇ／ｃｍ^３以下である、
請求項２に記載の藻類培養方法。

【請求項4】

前記水面に散布する前記浮遊担持体の量は、３３０ｇ／ｍ^２以上である、
請求項１から３の何れか一項に記載の藻類培養方法。

【請求項5】

前記水面に散布された前記浮遊担持体に付着した前記藻類が前記水面に浮遊している際に、前記藻類を回収するステップをさらに備える、
請求項１から３の何れか一項に記載の藻類培養方法。

【請求項6】

前記藻類を回収するステップは、前記水面に浮遊している前記藻類が部分的に沈降を開始したら実行される、
請求項５に記載の藻類培養方法。

【請求項7】

前記浮遊担持体に前記藻類を付着させるステップの後、且つ前記藻類を回収するステップの前に、前記浮遊担持体の上面の少なくとも一部が前記藻類によって覆われるまで前記藻類を増殖させるステップをさらに備える、
請求項５に記載の藻類培養方法。

【請求項8】

前記浮遊担持体を前記水面に散布して浮遊させるステップの後、且つ前記藻類を回収するステップの前に、前記藻類に対して浮力を与える浮力体を前記水面に散布するステップをさらに備える、
請求項５に記載の藻類培養方法。

【請求項9】

前記浮力体は、パーライト粒子、バーミキュライト粒子、および植物の不完全燃焼によって炭化することで生成されたバイオ炭粒子のうちの少なくとも１つを含む、
請求項８に記載の藻類培養方法。

【請求項10】

前記浮遊担持体は、浮灰である、
請求項１から３の何れか一項に記載の藻類培養方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、藻類培養方法に関する。

【背景技術】

【0002】

温室効果ガスの一種である二酸化炭素を大気中や火力発電所などの排ガスから回収する方法の一つとして、藻類を培養し、その光合成の作用により二酸化炭素を固定する方法がある。この方法によって増殖した藻類は、回収・加工され、食糧や医薬品、ないしは燃料などの有用物質へと変換し利用される。培養液に分散して存在している藻類を分離回収するためには、大量に存在する水と藻類とを分離するために、例えば、凝集剤を用いて藻類を培養液表面に浮上させる方法、あるいは藻類を含む培養液を遠心分離機に投入し遠心分離する方法などが従来から用いられている。このほかにも、例えば、特許文献１には、培養した微細藻類を濃縮する方法として、培養している微細藻類を誘引する波長の光と、忌避する波長の光を組み合わせる技術が開示されている。また、特許文献２には、回収を容易とするために水面で藻類を培養する方法として、無機質材料と硬化材と藻類培養養分とを含む原料を混合した混合物を成形体に成形し、この成形体を養生することによって、水に浮遊可能な藻類培養媒体を製造する技術が開示されている。また、特許文献３には、水面に浮遊可能な発泡ガラス担体を水面に散布し、海藻または水藻を養殖する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６１８３８２５号公報

【特許文献2】特開２０００－２４５２７８号公報

【特許文献3】特開２０２０－０００２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、凝集剤による分離方法においては、凝集剤が残存するために培養液を再利用することができなくなり、大量の廃液処理が必要となるという課題がある。また、遠心分離する方法では、大量の培養液を遠心分離機にかける必要があり、遠心分離機の運転に多大なエネルギが消費されてしまうという課題がある。特許文献１に記載の技術は、光を利用して省エネルギで藻類を濃縮する方法であるが、この方法が適用される藻類は、光に誘引される特性をもっている藻類に限定される。特許文献２に記載の技術は、見かけ比重が１以下であって、水面に浮上するような担持体によって、藻類を水面近くで増殖させることによって回収を容易としている反面、担持体の原料を混合するための混合装置、および混合物の養生が必要であり、藻類培養にかかるコストを上昇させている。特許文献３に記載の技術も同様に、見かけ比重が１未満で水面に浮上するような担持体を用いて、藻類回収を容易としている。しかしながら担持体のサイズはハンドリング性などの要求から１０ｍｍよりも大きくする必要があり、アオノリなどの大型藻類の付着・成長は期待できる反面、微細藻類を大量生産する用途には適さないという課題があった。

【0005】

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、藻類培養および藻類回収にかかるコストの上昇を抑制可能な藻類培養方法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】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示に係る藻類培養方法は、浮遊担持体を水面に散布して浮遊させるステップと、前記水面に浮遊する前記浮遊担持体に藻類を付着させるステップと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の藻類培養方法によれば、藻類培養および藻類回収にかかるコストの上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る藻類培養方法のフローチャートである。

【図2】一実施形態に係る浮灰の構成を概略的に示す図である。

【図3A】一実施形態に係る水槽内の状態を示す図である。

【図3B】一実施形態に係る水槽内の状態を示す図である。

【図3C】一実施形態に係る水槽内の状態を示す図である。

【図3D】一実施形態に係る水槽内の状態を示す図である。

【図4】浮灰に付着した藻類の拡大写真である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態による藻類培養方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

【0010】

＜藻類培養方法＞
図１は、一実施形態に係る藻類培養方法のフローチャートである。図１に示すように、藻類培養方法は、準備ステップＳ１と、浮遊ステップＳ２と、付着ステップＳ３と、増殖ステップＳ４と、浮力体散布ステップＳ５と、回収ステップＳ６と、を含む。一実施形態では、準備ステップＳ１、浮遊ステップＳ２、付着ステップＳ３、増殖ステップＳ４、浮力体散布ステップＳ５、および回収ステップＳ６の順に実行されている。培養対象である藻類は、光合成を行う生物のうち地上に生息するコケ植物、シダ植物、および種子植物を除いたものである。藻類の種類は、特に限定されず、体長が１μｍ以上１ｍｍ以下の微細藻類（例えば、スピルリナやユーグレナ）であってもよいし、体長が１ｍｍよりも大きくなる大型藻類（例えば、アオサ）であってもよいし、淡水で生息する淡水藻類（例えば、アオミドロ、珪藻、イシクラゲ）であってもよい。

【0011】

準備ステップＳ１では、培養対象の藻類２０を水面に浮かびながら付着させる浮遊担持体として浮灰２を準備する。ここで、浮灰２について説明する。図２は、一実施形態に係る浮灰２の構成を概略的に示す図である。浮灰２は、石炭の燃焼によって生成されるフライアッシュに僅か（約１～２％）に含まれており、例えば、石炭火力発電所から排出される。浮灰２は、球形状を有し、且つ粒子径の範囲が３０μｍ以上８００μｍ以下の複数の粒子４から構成されており、フライアッシュを比重選別することで取得される。そして、図２に示すように、複数の粒子４のそれぞれには、内部に空孔６が形成されている。この粒子４は、白色であり、密度１ｇ／ｃｍ３以下である（水に浮遊可能である）。また、粒子４は、主成分がシリカ（ＳｉＯ_２）であり、次に高い含有率を有する成分がアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）である。さらに、粒子４は、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）など、シリカおよびアルミナ以外の成分を僅かに含んでいる。粒子４の成分の一例を下記の表１に示す。一実施形態では、準備ステップＳ１は、市販されている浮灰２を購入することで浮灰２の準備が実行される。尚、準備ステップＳ１で準備した浮灰２は、粒子４のみ、または浮灰２の質量の９０％を超える大部分が粒子４で構成されており、水面３に浮上する。この浮灰２の粒子４は、真球状に限定されず、卵形状であってもよい。ところで、本開示は、浮遊担持体を浮灰２に限定するものではなく、藻類２０に応じた任意の粒子の集合体が選択される。

【0012】

【表1】

【0013】

浮遊ステップＳ２では、浮灰２を水面３に散布して浮遊させる。一実施形態では、浮灰２は、水槽８に貯留されている培養液１０の水面３に散布されて浮遊している。培養液１０は、海水である。培養液１０の水面３に散布した浮灰２の量は、３３０ｇ／ｍ^２以上である。また、水面３に散布した浮灰２の量は、１２００ｇ／ｍ^２以下である。浮遊ステップＳ２では、浮灰２のみが水面３に散布され、浮灰２以外のものは水面３に散布されていない。尚、本開示では、藻類２０が海水に含まれている場合を例にして説明するが、培養液１０に浮灰２が散布される前後に培養対象とする藻類２０を培養液１０に投入してもよい。

【0014】

図３Ａ～図３Ｄのそれぞれは、一実施形態に係る水槽８内の状態を示す図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、および図３Ｄの順に時間が経過している。一実施形態では、図３Ａに示すように、上述した浮遊ステップＳ２の実行によって、浮灰２は水面３の全体を覆うように水面３に浮遊している。尚、浮灰２を水面３に広く浮遊させるために、移動しながら浮灰２を散布してもよいし、水槽８の水をくみ上げ、浮灰２を混合したうえで水槽８に戻してもよいし、水面３に浮遊している浮灰２を撹拌してもよい。

【0015】

付着ステップＳ３では、水面３に浮遊する浮灰２に藻類２０を付着させる。一実施形態では、浮遊ステップＳ２の実行後からある程度の期間が経過するまで水槽８内に対して処理を行っていない。そして、図３Ｂに示すように、所定の期間が経過すると、水面３が膜状の藻類２０によって覆われている。

【0016】

増殖ステップＳ４では、付着ステップＳ３の後、且つ回収ステップＳ６の前に、浮灰２の上面の少なくとも一部が藻類２０によって覆われるまで藻類２０を増殖させる。一実施形態では、付着ステップＳ３の実行後からある程度の期間が経過するまで水槽８内に対して処理を行っていない。そして、図３Ｃに示すように、図３Ｂに示す状態からある程度の期間が経過すると、水面３に藻類２０の塊３０が複数形成されている。この藻類２０の塊３０が形成されるまでの過程について説明すると、藻類２０は、重力方向に沿って厚くなるように成長し、成長する際に浮灰２の粒子４を凝集する。このため、水面３には、藻類２０や粒子４に覆われていない隙間部分４０が形成され、藻類２０の塊３０が形成される。藻類２０の塊３０は、内部に藻類２０が光合成によって発生させた酸素の泡を補足しており、凝集した浮灰２の粒子４および泡の浮力によって水面３に浮遊している。尚、図３Ｃに示すように、複数の藻類２０の塊３０のそれぞれは、互いに離間していてもよい。

【0017】

浮力体散布ステップＳ５では、浮遊ステップＳ２の後、且つ回収ステップＳ６の前に、藻類２０に対して浮力を与える浮力体４２を水面３に散布する。一実施形態では、浮力体散布ステップＳ５は、増殖ステップＳ４の後、且つ回収ステップＳ６の前に実行されている。浮力体４２は、隙間部分４０を埋めるように散布され、藻類２０の塊３０がこの浮力体４２を取り込んで浮力を獲得し、より大きな塊に成長するようになる。浮力体４２は、パーライト粒子、バーミキュライト粒子、および植物の不完全燃焼によって炭化することで生成されたバイオ炭粒子のうちの少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態では、浮力体散布ステップＳ５は、浮遊ステップＳ２の後、且つ付着ステップＳ３の前に実行される。幾つかの実施形態では、浮力体散布ステップＳ５は、付着ステップＳ３の後、且つ増殖ステップＳ４の前に実行される。

【0018】

幾つかの実施形態では、藻類培養方法は、付着ステップＳ３の後に、水面３に藻類２０や粒子４によって覆われていない隙間部分４０が形成されると、追加で浮灰２を水面３に散布する追加ステップをさらに含む。このような方法によれば、隙間部分４０を利用して藻類２０を培養し、藻類２０の回収量を増やすことができる。

【0019】

図３Ｃに示す状態からある程度の期間が経過すると、藻類２０がさらに成長し、藻類２０の塊３０は、凝集した浮灰２の粒子４および泡の浮力よりも重くなる。そして、図３Ｄに示すように、複数の藻類２０の塊３０のうちの１つが水面３よりも下方に沈降している。

【0020】

回収ステップＳ６では、水面３に散布された浮灰２に付着した藻類２０が水面３に浮遊している際に、藻類２０を回収する。一実施形態では、回収ステップＳ６は、培養液１０の水面３を上方から視認した際に藻類２０が視認される領域が設定値より大きくなると実行される。例えば、粒子４（白色）と藻類２０（緑色）との色彩の違いを利用して、藻類２０が視認される領域を決定する。

【0021】

（作用・効果）
一実施形態に係る藻類培養方法の作用・効果について説明する。一実施形態によれば、浮灰２を水面３に散布して浮遊させるだけで、この浮遊する浮灰２に藻類２０を付着させて培養している。このため、浮灰２に添加剤を添加するための添加装置や培養液１０を撹拌するための撹拌装置のような処理装置の設置が不要である。よって、藻類培養にかかるコストの上昇を抑制することができる。

【0022】

さらに、一実施形態によれば、藻類２０が成長するにつれて藻類２０から分泌される増粘多糖類（カラギナンやフコイダン、アルギン酸など）の粘膜が浮灰２の粒子４を取り込みながら、水面３上で増殖を続けることで凝集して、藻類２０の塊３０が形成される。藻類２０の塊３０は、凝集した浮灰２の粒子４および藻類２０の光合成によって生じた酸素の泡の浮力が作用するため水面３に浮遊し続ける。この過程において、水面３で藻体が乾燥していくので、低水分量の藻類２０の塊３０を回収可能となり、藻類２０の回収効率が向上し、藻類２０の回収コストの上昇を抑制することができる。さらに、藻類２０は、水面３に位置するので太陽光を水による減衰無しで光合成に利用できるとともに、大気から二酸化炭素をほぼ直接的に取り込むことが可能である。このため、藻類２０が培養液１０中に沈んでいる場合と比較して高い増殖速度を実現することができる。

【0023】

尚、一実施形態では、水槽８内で藻類２０を培養していたが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、浮遊ステップＳ２は、浮灰２を海洋または湖沼の水面３に一様に散布して浮遊させる。このような方法によれば、培養地を容易に拡大し、大量の藻類２０の培養を実現することができる。また、藻類２０の培養の段階において特殊な機械設備や動力が不要となる。さらに、水面３に浮遊した藻類２０の塊３０を吸引機等で回収することができ、回収に必要な動力や手間を低減できるだけでなく、回収された藻類２０の塊３０は、水分含有量が概ね８０～９０％程度の固体状態で得られるので、藻類２０を含む培養液１０の薬品による分離やくみ上げた培養液１０を遠心分離装置で脱水するという従来から行われているような培養液１０の濃縮工程を省略することができる。

【0024】

一実施形態によれば、粒子４の粒子径の範囲が３０μｍ以上８００μｍ以下であるので、複数の粒子４のそれぞれが培養液１０の流れと一緒に動く。このため、水面３に浮遊している粒子４同士の衝突が抑制され、粒子４間の隙間での藻類２０の増殖がおきるとともに、波浪による浮灰２からの藻類２０の脱落を抑制することができる。なお、８００μｍよりも大きい粒子４の場合、波浪などによって粒子４の移動や回転がおき、藻類２０の培養の初期段階において散布した場合、藻類２０の増殖は粒子４の表面に限定される状態となり、大きな収率を得ることができなくなる。また、３０μｍよりも小さい粒子は十分な浮力を備えていないので、散布直後に表面の汚れ、藻類２０の付着などによって容易に沈降してしまい、水面３に浮上した状態を維持することができない。幾つかの実施形態では、粒子４の粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、粒子４同士の衝突がさらに抑制され、浮灰２からの藻類２０の脱落をさらに抑制することができる。

【0025】

一実施形態によれば、粒子４は、内部に空孔６が形成され、且つ密度１ｇ／ｃｍ^３以下であるので、水面３に浮遊し、且つ藻類２０を培養するための担持体として適用することができる。このような粒子４が適用されることで、粒子４の表面で５～２０μｍ程の大きさの藻類２０である微細藻類を増殖させたり、粒子４を取り込ませることで、それ自体は浮力をもたない、糸状藻類などの大きく成長する藻類２０を増殖させたりすることができる。さらに一実施形態によれば、粒子４には鉄分が含まれているので藻類２０の成長を促進させることができる。

【0026】

水面３に散布する浮灰２の量が過少の場合、藻類２０は水面３の全体を覆うマット状の塊にはならずに、直径５ｍｍ程度の粒状で水面３に点在するようになり、収量が得られない。これに対して、一実施形態によれば、水面３に散布する浮灰２の量が３３０ｇ／ｍ^２以上であるので、水面３を浮灰２が完全に覆い隠すことができ、藻類２０の回収量を最大化することができる。藻類２０は、浮灰２に付着して増殖することで藻類２０のマットで水面３を覆うように成長するので、藻類２０の回収量を増やすことができる。

【0027】

水面３に散布する浮灰２の量が過多であると、水面３に浮遊できない浮灰２の量が増える。そして、水面３に浮遊していない浮灰２は、風によって舞い散ってしまう。また、過剰な浮灰２は陰を作り藻類２０の光合成を阻害するとともに、水面３と接触していない浮灰２は乾燥しており脱水作用があるので藻類２０を枯らせてしまう。これに対して、一実施形態によれば、培養液１０の水面３に散布した浮灰２の量が１２００ｇ／ｍ^２以下であるので、水面３で水に濡れながら浮遊しない浮灰２の量を減らし、浮灰２の消耗や浮灰２による藻類２０の生長阻害を抑制することができる。

【0028】

一実施形態によれば、藻類２０が水面３に塊３０として浮遊している際に藻類２０の回収が実行されるので、藻類２０が水中で培養される場合と比較して、回収した藻類２０から水分を取り除くために必要なエネルギを小さくすることができる。また、藻類２０が水中で培養される場合と比較して、水面３に高密度の藻類２０の塊３０が浮遊しながら増殖するので、藻類２０の回収が容易であり、且つ、回収した時点で藻類２０は濃縮されている。

【0029】

幾つかの実施形態では、回収ステップＳ６は、水面３に浮遊している藻類２０が部分的に沈降を開始したら実行される。具体的には、回収ステップＳ６は、図３Ｄに示すように、複数の藻類２０の塊３０のうちの１つが、沈降を開始したら実行される。つまり、回収ステップＳ６は、藻類２０の塊３０が藻類２０の増殖によって浮力よりも大きい重量になると実行される。このような方法によれば、藻類２０の回収量を増やしつつ、回収した藻類２０から水分を取り除くために必要なエネルギを小さくすることができる。

【0030】

一実施形態によれば、増殖ステップＳ４が実行されることで、藻類２０が浮灰２の上面を覆う前に回収される場合と比較して、藻類２０の回収量を増やすことができる。一実施形態によれば、浮力体散布ステップＳ５が実行されることで、浮力体４２が藻類２０の塊３０に浮力を与える。このため、水面３に浮遊可能な藻類２０の量を増やすことができる。

【0031】

＜実施例１＞
本開示の発明者らは、浮灰２の粒子４を藻類２０の担持体として適用することにより、低コストで藻類２０の培養を実現できることを見出した。上述した表１の粒子４で構成される浮灰２を水面３に散布する場合を実施例１とする。培養に用いた水槽８の容積は８０Ｌであり、広島県呉市で採取した６０Ｌの海水を注入したところ、水面３の面積は０．３ｍ^２であった。この水槽８内に１００ｇの浮灰２を散布した。散布密度に換算すると３３０ｇ／ｍ^２である。その他の栄養は添加せず、培養期間は２月初旬～３月末の２か月間とした。

【0032】

浮灰２を散布してから１０日後には、水面３が緑色の薄い膜状の藻類２０に覆われ、この藻類２０が次第に厚く成長しマット状の塊になった（図３Ｂを参照）。２５日後には、マット状の藻類２０が分かれて、多数の島状の藻類２０の塊３０が水面３に浮遊した状態となった（図３Ｃを参照）。これは、藻類２０の塊３０は、光合成で生じた酸素の泡を捕捉しており、浮灰２の浮力に加えて酸素の泡の浮力で水面３に浮遊しているものと考えられる。３５日以降でも、複数の藻類２０の塊３０のそれぞれがさらに厚く成長している様子が見られた。５０日以降に、藻類２０の塊３０の一部の沈降が観察されたため、水槽８内の藻類２０の回収を行った。藻類２０の塊３０が浮力で支えきれなくなり沈降を始める直前が、好適な回収時期であると考えられる。

【0033】

図４を参照して、藻類２０の塊３０の切れ端を光学顕微鏡により拡大観察した結果について説明する。図４は、浮灰２に付着した藻類２０の拡大写真である。図４に示すように、粒子４の直径は約１５０μｍであった。この粒子４は、表面に直径約５～１０μｍの藍藻と思われる粒状の微細藻類２０Ａ（２０）と繊維状の微細藻類２０Ｂ（２０）が付着していた。粒子４間にも粒状の微細藻類２０Ａおよび繊維状の微細藻類２０Ｂが存在しており、粒子４同士が粒状の微細藻類２０Ａおよび繊維状の微細藻類２０Ｂによって緩やかに結合されていた。

【0034】

藻類２０を２か月培養してから、目開き４２５μｍの篩で水槽８内の藻類２０を回収した。水切りした状態で７３０ｇの藻体が得られた。藻類２０を回収した後の水槽８内の水面３には、藻類２０が付着していない浮灰２が残ったが、計算のため回収した藻体には１００ｇの浮灰２が含まれるものとした。計算の結果、藻類の回収量は約２．１ｋｇ／ｍ^２・２か月であった。藻類２０の水分量を仮に８５％とすると、乾燥重量は０．３ｋｇ／ｍ^２・２か月である。この結果を１ヘクタールの培養池と期間１年間に換算すると、１８．９ｔ／ｈａ・年である。尚、藻類２０を培養した期間は真冬の低温・低日照条件であり、温暖な期間に藻類２０を培養した場合にはより多くの回収量が得られるものと予想される。

【0035】

＜実施例２＞
次に、水面３に浮遊させる担持体の違いによる影響について説明する。浮灰２（粒子径範囲３０～２００μｍ）を水面３に散布する場合を実施例２とし、比較例としてフライアッシュ（粒子径範囲２０～５００μｍ）、真珠岩パーライト（粒子径範囲５００μｍ～２ｍｍ）、真珠岩パーライトの粉砕・比重選別した粒子（粒子径範囲５０～８００μｍ）、バーミキュライト（粒子径範囲１～８ｍｍ）、木質バイオマス由来の未燃粒子（長軸寸法が２～５ｍｍ）、もみ殻くん炭（長軸寸法が３～６ｍｍ）、およびステアリン酸粒子（約２ｍｍ）のそれぞれを水面３に散布した場合も説明する。実験は、実施例１と同様に、広島県呉市で採取した海水を培養液１０として個別に水槽８に注入した状態から、３週間以内に藻類２０のマットが得られた場合に「藻類の発生」の欄に〇、マット状にならずに散布粒子表面での藻類２０の成長が見られた場合は△、藻類２０の発生が見られない場合は×と記載した。また、上記の実験に加え、実施例１で得られたマット状の藻類を１０ｍｍ×１０ｍｍに切り出し、散布粒子と藻類２０のマットを水槽８に投入する実験を行った。この実験において、２週間以内に水面を覆う藻類２０のマットが得られた場合に「藻類の成長の欄」に〇、変化が見られない場合は×と記載した。この水槽８は、室内の日当たりのよい場所に設置されている。８種類の粒子のそれぞれは、水槽８内の水面３の全体が覆われるように散布されている。そして、２０日経過後に水槽８内における藻類２０の状態を確認した。尚、８種類の粒子のうちすみやかに沈降する粒子については、水槽８の底面が覆われる量を散布している。

【0036】

下記の表２に示すように、浮灰２は水面３に浮遊し続け、時間の経過とともに藻類２０の付着と成長が認められた。これに対し、フライアッシュ（石炭由来）は、散布後すみやかに沈降し、沈殿したフライアッシュの表面で藻類２０が成長する様子が認められた。真珠岩パーライトは水面３に浮遊し続けたが、パーライト粒子間の隙間と、真珠岩パーライトの表面のみに藻類２０の増殖が限られており、水面３を覆うような状態に成長しなかったが、藻類２０のマットを一緒に投入した実験では、藻類２０のマットがパーライト粒子を取り込み水面３での成長を続けた。粉砕したパーライトは浮灰２と同様、水面３に浮遊し続け藻類２０の発生と成長の両方が認められた。バーミキュライト、木質バイオマス由来の未燃粒子、もみ殻くん炭は、散布直後は水面３に浮遊したが３日経過後には吸水によりほぼ全て沈降し、藻類２０の発生は認められなかった。これに対し、藻類２０のマットを一緒に投入した実験では、藻類２０のマットが粗大なパーライト粒子を取り込み、浮遊を続けた。ステアリン酸粒子は、水面３に浮遊し続けたものの、藻類２０の発生と成長はともに認められなかった。

【0037】

【表2】

【0038】

以上の結果からは、藻類２０の発生に適した粒子は、浮灰２ならびに粉砕したパーライト粒子であって、その粒子径は２０～８００μｍの範囲と考えられる。また、藻類２０の成長段階においては、数ｍｍ程度あっても藻類２０のマットに取り込むことができる。これにより藻類２０のマットは浮力が増大し、より長時間で水面３に浮遊し成長し続けることがわかった。なお、未燃粒子やもみ殻くん炭には、藻類２０の成長に必要な元素であるカリウムやリンを含むものの、藻類２０の発生段階においては親和性を有さないと考えられる。このほか、ステアリン酸粒子は撥水性を有しており、藻類２０の付着が抑制されたものと考えられる。

【0039】

＜実施例３＞
次に、浮灰２を用いて藻類２０のうち淡水藻類を培養する場合について実施例３として説明する。淡水藻類は、比較的入手性の良いイシクラゲ（藻類２０）を適用した。イシクラゲは広島県呉市内で採取されたものを使用した。イシクラゲは採取時点では乾燥状態であったので、その重量を培養前重量とした。水槽８は容量３００ｍＬ、水面３の面積が約８０００ｍｍ^２である。ミネラルウォーターを培養液１０として用い、この培養液１０は、乾燥状態の２ｇのイシクラゲを含めて２５０ｍＬに維持されている。その他の栄養素になりうる物質は添加していない。２つの水槽８が室内の日当たりのよい場所に設置されており、第１の水槽８Ａ（８）には５ｇ（散布密度６４０ｇ／ｍ２）の浮灰２を水面３に散布し、第２の水槽８Ｂ（８）には浮灰２を水面３に散布しなかった。第１の水槽８Ａおよび第２の水槽８Ｂの両方において、イシクラゲは水面３に浮遊した状態であった。そして、３０日経過後に、第１の水槽８Ａおよび第２の水槽８Ｂのそれぞれからイシクラゲを取り出した。取り出されたイシクラゲは、吸引濾過によって浮灰２が分離され、熱風乾燥炉を用いて４０℃で５時間の乾燥工程を経たのちに質量が測定された。尚、第１の水槽８Ａ内のイシクラゲは、浮灰２を分離することが困難であったため、イシクラゲと浮灰２を合計した数値で評価している。

【0040】

表３に示すように、浮灰２を散布した第１の水槽８Ａ内のイシクラゲの質量（浮灰２の質量が加算されている）は、７．０ｇから８．３ｇに増加した（イシクラゲのみの重量は２．０ｇから３．１ｇに増加した）。これに対し、浮灰２を散布していない第２の水槽８Ｂ内のイシクラゲの質量は、２．０ｇ→２．２ｇに増加した。このように、浮灰２の散布によるイシクラゲの増殖効果が得られた。

【0041】

【表3】

【0042】

尚、第１の水槽８Ａ内のイシクラゲの色は濃緑をしていたのに対し、第２の水槽８Ｂ内のイシクラゲは日数の経過とともに色が薄くなり、光合成によって生じる酸素の泡の量も減少していった。このため、浮灰２は、イシクラゲに対して浮力の付与のほかに施肥効果を有するものと考えられる。

【0043】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0044】

［１］本開示に係る藻類培養方法は、
浮遊担持体（２）を水面（３）に散布して浮遊させるステップ（Ｓ２）と、
前記水面に浮遊する前記浮遊担持体に藻類（２０）を付着させるステップ（Ｓ３）と、を備える。

【0045】

上記［１］に記載の構成によれば、浮遊担持体を水面に散布して浮遊させ、この浮遊する浮遊担持体に藻類を付着させて藻類を培養するので、浮遊担持体に添加剤を添加するための添加装置や培養液を撹拌するための撹拌装置のような処理装置の設置が不要である。このため、藻類培養にかかるコストの上昇を抑制することができる。

【0046】

さらに、上記［１］に記載の構成によれば、藻類が成長するにつれて、浮遊担持体を構成する粒子同士を凝集する。そして、藻類は、凝集した浮遊担持体の粒子および光合成によって発生させた泡の浮力によって水面に浮遊し続ける。このため、水面で藻体が凝集・乾燥するので、低水分量の藻類を取得可能となり、藻類の回収コストの上昇を抑制することができる。

【0047】

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］に記載の方法において、
前記浮遊担持体は、粒子径の範囲が３０μｍ以上８００μｍ以下の複数の粒子（４）から構成される。

【0048】

上記［２］に記載の方法によれば、複数の粒子のそれぞれが培養液の流れと一緒に動くので、粒子同士の衝突が抑制される。このため、浮遊担持体からの藻類の脱落を抑制することができる。

【0049】

［３］幾つかの実施形態では、上記［２］に記載の方法において、
前記複数の粒子のそれぞれは、内部に空孔が形成され、且つ密度１ｇ／ｃｍ^３以下である。

【0050】

上記［３］に記載の方法によれば、浮遊担持体の粒子を藻類の担持体として適用することができる。

【0051】

［４］幾つかの実施形態では、上記［１］から［３］の何れか１つに記載の方法において、
前記水面に散布する前記浮遊担持体の量は、３３０ｇ／ｍ^２以上である。

【0052】

上記［４］に記載の方法によれば、水面に浮遊担持体が浮遊していない部分が形成されることを抑制し、藻類の回収量の低減を抑制することができる。

【0053】

［５］幾つかの実施形態では、上記［１］から［４］の何れか１つに記載の方法において、
前記水面に散布された前記浮遊担持体に付着した前記藻類が前記水面に浮遊している際に、前記藻類を回収するステップ（Ｓ４）をさらに備える。

【0054】

上記［５］に記載の方法によれば、回収した藻類から水分を取り除くために必要なエネルギを小さくすることができる。

【0055】

［６］幾つかの実施形態では、上記［５］に記載の方法において、
前記藻類を回収するステップは、前記水面に浮遊している前記藻類が部分的に沈降を開始したら実行される。

【0056】

上記［６］に記載の方法によれば、藻類の回収量を増やしつつ、回収した藻類から水分を取り除くために必要なエネルギを小さくすることができる。

【0057】

［７］幾つかの実施形態では、上記［５］又は［６］に記載の方法において、
前記浮遊担持体に前記藻類を付着させるステップの後、且つ前記藻類を回収するステップの前に、前記浮遊担持体の上面の少なくとも一部が前記藻類によって覆われるまで前記藻類を増殖させるステップをさらに備える。

【0058】

上記［７］に記載の方法によれば、藻類の回収量を増やすことができる。

【0059】

［８］幾つかの実施形態では、上記［５］から［７］の何れか１つに記載の方法において、
前記浮遊担持体を前記水面に散布して浮遊させるステップの後、且つ前記藻類を回収するステップの前に、前記藻類に対して浮力を与える浮力体を前記水面に散布するステップをさらに備える。

【0060】

上記［８］に記載の方法によれば、藻類に浮力が与えられることで水面に浮遊させる藻類の量を増やすことができる。

【0061】

［９］幾つかの実施形態では、上記［８］に記載の方法において、
前記浮力体は、パーライト粒子、バーミキュライト粒子、および植物の不完全燃焼によって炭化することで生成されたバイオ炭粒子のうちの少なくとも１つを含む。

【0062】

上記［９］に記載の方法によれば、藻類への浮力の付与を容易に実現することができる。

【0063】

［１０］幾つかの実施形態では、上記［１］から［９］の何れか１つに記載の方法において、
前記浮遊担持体は、浮灰である。

【0064】

上記［１０］に記載の方法によれば、浮遊担持体を容易に準備することができる。

【符号の説明】

【0065】

２ 浮灰
３ 水面
４ 粒子
６ 空孔
８ 水槽
８Ａ 第１の水槽
８Ｂ 第２の水槽
１０ 培養液
２０ 藻類
２０Ａ 粒状の微細藻類
２０Ｂ 繊維状の微細藻類
３０ 藻類の塊
４０ 隙間部分
４２ 浮力体

Ｓ１ 準備ステップ
Ｓ２ 浮遊ステップ
Ｓ３ 付着ステップ
Ｓ４ 増殖ステップ
Ｓ５ 浮力体散布ステップ
Ｓ６ 回収ステップ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】