The best choice: High end glass for your photobioreactor

フォトバイオリアクター向け高品質ガラスの利点

生産性に優れ、高品質でコスト効率の高いフォトバイオリアクターの設置を計画されているならば、ショットのガラス管は最高の選択肢です。ショットのガラス管を使用したフォトバイオリアクターには6つの利点があります。
 

防疫対策

ショットのガラス製システムによる藻類培養は防疫上安全です。ショットのコンポーネント内部の培養溶液は、生物汚染や培養崩壊の危険から守られています。

それは、チューブラー型フォトバイオリアクターを採用した場合、藻類培養は閉鎖型システムで行なわれるためです。つまり、大気中の異質な微生物が培養溶液に混入する恐れがありません。また、容器として使用するガラス素材の表面粗さは最小限に抑えてあり、ガラス管の形状もフォトバイオリアクター内部へのバイオフィルム(生物膜)形成を防止します。高精度な処理を施したガラス管の端部と隙間なく適合するガラス管コネクターによって、バイオフィルムの形成はさらに抑制されます。
 

食品安全性

ガラス管を使用したフォトバイオリアクターは最高品質の藻類培養システムです。生成したバイオマスは食品グレードのみならず医薬品グレードとしても認められています。

これに対し、オープンポンド(開放型培養池)の場合、大気と培養溶液を分離できないという問題があります。このため、異質な微生物が培養池に混入しやすく、藻類の品質低下を招きます。

一方、プラスチック製の容器を使用する場合は、藻類の培養中に栄養補助食品に混入してはならない物質がプラスチックから脱落して混入する恐れがないかを注意深く検査する必要があります。

ショットの製品はFDA(米国食品医薬品局)のガイドラインに従っており、ガラス管だけなく、ガラス管コネクターも食品グレードです。このため、食品に接触することを許可されています。
 

耐性

ガラス製フォトバイオリアクターのガラス管の素材にはホウケイ酸ガラスが使われています。一般にガラス、特にDURAN®/デュラン® ホウケイ酸ガラスは環境の影響を受けにくい素材です。これは藻類培養システムにおいて非常に重要な点です。ホウケイ酸ガラスの特性は以下の通りです。
  • 紫外線耐性- 数十年間紫外線にさらされてもガラス製フォトバイオリアクターの生産性は(ポリマー製のものに比べ)低下しません。
  • 化学的安定性- ガラス管は各種の化学溶液で洗浄や消毒することが可能です。
  • 機械的安定性- ガラス管は激しい衝撃を受けない限り、傷がつくことはありません。このため、機械的な洗浄や取り付け、取り外しを相当数繰り返しても、問題はありません。
  • 耐塩性- 一部の藻類には培養溶液として塩水を使う必要がありますが、この塩水による容器の腐食は発生しません。
  • 形状安定性- ガラスは非常に硬い物質のため、ガラス管を持ち上げて支えるためのブラケットが少なくてすみ、たわんでしまう心配もありません。
Durable

耐久性

ホウケイ酸ガラスはさまざまな環境に対して優れた耐久性のある素材です。このため、ガラス管の耐用期間は非常に長く、屋外使用で50年以上にも及びます。これに対してポリマーの場合は、素材によりますが、1年から10年以内に劣化します。PVC製の容器は2年から5年ごと、PMMA製の容器は8年から12年ごとに交換する必要があります。また、オープンポンドのポリマー製ライナーは、20年から25年で交換する必要があることが経験上わかっています。ポリマー製バッグにはバイオフィルムが大量に形成され、なおかつ紫外線により透過率が劣化するため、毎年交換しなければなりません。

詳しくはこちらをご参照ください。 
• 一般的な藻類培養技術の比較(英語サイト)
Productivity

生産性

チューブラー型ガラス製フォトバイオリアクターは、とりわけ生産性に優れています。これには2つの理由があります。まず、他の藻類培養方法に比べ、ガラス管を使用する場合は一定の培養溶液容積に対して最大限の光活性が得られます。例えば、高さ6メートルのフォトバイオリアクターでは、1平方メートルの表面積に対して、理論上は200リットルまでの容積を確保できます。次に、チューブラー型ガラス製フォトバイオリアクターの中の藻類は非常に早く成長します。場所と照明条件次第で、1リットル当たり0.3グラムから0.6グラムの成長速度が可能です。この2つの要因により、チューブラー型ガラス製フォトバイオリアクターは、他の方法に比べて単位面積当たり最大の生産性を実現できるのです。

以下の調査では、一般的な藻類培養システム方法を比較した結果が明確です。

チューブラー型ガラス製フォトバイオリアクターは、年間1ヘクタールあたり50トンから90トンのバイオマスが生産可能で、これはオープンポンド方式の10倍、プラスチックバッグ方式の3倍に相当する量です。

詳しくはこちらをご参照ください。一般的な藻類培養技術の比較(英語サイト)

コスト効率

産業用途向けに10年スパンで稼働することを考慮すると、チューブラー型ガラス製フォトバイオリアクターは非常にコスト効率の良いシステムです。初期投資は他の方式に比べると高価になりがちですが、これは相対的なものです。比較的コスト効率が良いように思われるオープンポンド方式の設備を詳しく見てみましょう。オープンポンドでチューブラー型ガラス製フォトバイオリアクターと同じバイオマス生産量を達成するには、10倍の表面積が必要になります。

また、オープン方式の場合、暑い日には溶液の20%が蒸発するため、失われた溶液を常に補充する必要があります。さらに、収穫時の藻類濃度が低いために水を遠心分離する必要があり、藻類収穫時のエネルギーコストが著しく高くなります。

閉鎖型プラスチック製システムの場合は、プラスチックバッグ以外、初期調達の費用は同じ容量のチューブラー型ガラス製フォトバイオリアクターと同じ程度です。種類によりますが、ポリマー素材は劣化が早いため、プラスチック容器は2年から10年ごとに交換する必要があります。こうした調達コストは交換を繰り返すごとに積み重なります。プラスチックバッグの洗浄は非常に困難なため、毎年交換しなければなりません。藻類培養システム稼働期間を50年とすると、この間にプラスチック容器を5回から50回交換することになります。さらに、労働力、素材、廃棄、生産中断にかかわるコストも盛り込む必要があります。一方、ガラス製システムは50年間、同じ生産性を保ち続けることが可能です。操業コストにも違いが出てきます。ガラス製システムに比べ、プラスチック製システムは明らかにメンテナンスに手間がかかるのです。

詳しくはこちらをご参照ください(英語サイト) 一般的な藻類培養技術の比較(英語サイト)
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見本市 & イベント
16.
September
展示会 Algae Biomass Organization (ABO) Summit, Orlando, FL, United States, 2019-09-16 - 09-19
10.
October
展示会 API China, Nanjing, 中国, 2019-10-10 - 10-12
29.
April
展示会 ACI European Algae Industry Summit, Reykjavik, Iceland, 2020-04-29 - 04-30
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