特開 2023-123914 微細藻類培養装置、培養システム、および培養方法

(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】P2023123914

(43)【公開日】2023-09-06

(54)【発明の名称】微細藻類培養装置、培養システム、および培養方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20230830BHJP

   C12N 1/12 20060101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 E

C12N1/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022027387

(22)【出願日】2022-02-25

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、国際科学技術共同研究推進事業、地球規模課題対応国際科学技術プログラム（ＳＡＴＲＥＰＳ）、「微細藻類の大量培養技術の確立による持続可能な熱帯水産資源生産システムの構築」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】598123138

【氏名又は名称】学校法人 創価大学

(74)【代理人】

【識別番号】100175075

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康子

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 佳樹

(72)【発明者】

【氏名】戸田 龍樹

(72)【発明者】

【氏名】新井 直樹

(72)【発明者】

【氏名】堀内 秀治

(72)【発明者】

【氏名】戸松 千秋

【テーマコード（参考）】

4B029

4B065

【Ｆターム（参考）】

4B029AA02

4B029AA11

4B029BB04

4B029CC01

4B029DB19

4B029DF04

4B029GB03

4B029GB04

4B029GB07

4B029GB08

4B065AA83X

4B065BC05

4B065CA54

4B065CA60

(57)【要約】

【課題】この発明は、価値の高い微細藻類の大量生産を、環境保全と両立させながら培養することが可能な微細藻類培養装置、培養システム、および培養方法を提供することを目的とする。
【解決手段】培養槽２と支持体３と動力源４とを備え、培養槽２は、水面６０下で水面６０の面方向に広さを有する培養部２１と、培養部２１と、気体収容部２２とを備え、動力源４により、気体収容部２２から遠い方の培養部２１の先端部２１ａが揺動の範囲で最も下方となる第１状態と、培養部２１の先端部２１ａが揺動の範囲で最も上方となる第２状態とを構成するように揺動させ、第１状態から第２状態への移行で、気体収容部２２内の気体が培養部２１内へと移動し、第２状態から第１状態への移行で、培養部２１内の気体が気体収容部２２内に移動する微細藻類培養装置１とした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

培養対象の微細藻類と培養液と培養に使用する気体とを収容する培養槽と、
前記培養槽の少なくとも一部が水面下に位置する状態で前記培養槽を揺動可能に支持する支持体と、
前記培養槽を揺動する動力源とを備え、
前記培養槽は、
水面下の前記一部を有し前記水面の面方向に広さを有して前記微細藻類と前記培養液を収容する培養部と、
前記培養部と連通して前記気体を収容する気体収容部とを備え、
前記動力源により、
前記気体収容部から遠い方の前記培養部の先端部が前記揺動の範囲で最も下方となる第１状態と、前記培養部の前記先端部が前記揺動の範囲で最も上方となる第２状態とを構成するように前記培養槽を揺動させ、
前記第１状態から前記第２状態へ移行する過程で、前記気体収容部内の気体が前記培養部内へと移動し、
前記第２状態から前記第１状態に移行する過程で、前記培養部内へ移動した気体が前記気体収容部内に移動することにより、
培養液の攪拌を行う微細藻類培養装置。

【請求項2】

気体収容部は、装置外部から気体を取り入れる外気取り入れ孔と、装置外部に気体を排出する気体排出孔を備える、請求項１記載の微細藻類培養装置。

【請求項3】

培養部と、気体収容部とを連通させる気体移動路を備え、
第１状態から第２状態へ移行する過程で、前記気体収容部内の気体が前記気体移動路を通って前記培養部内へと移動する
請求項１または２記載の微細藻類培養装置。

【請求項4】

気体移動路は、
いずれの状態においても気体収容部と水面上に位置する高さで接続されている
請求項３記載の微細藻類培養装置。

【請求項5】

動力源は、
培養槽の、第１状態と第２状態との間の揺動を制御するとともに、前記第１状態と第２状態との間に、培養槽を静止して培養部が略水平な状態に保たれる静止状態を構成する
請求項１～４のいずれか一項に記載の微細藻類培養装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の微細藻類培養装置と、
動力源を制御する制御手段と、
前記動力源に電力を供給する電力供給手段とを備えた、
微細藻類培養システム。

【請求項7】

複数の微細藻類培養装置を連結した、請求項６に記載の微細藻類培養システム。

【請求項8】

培養対象の微細藻類と培養液と培養に使用する気体とを収容する培養槽と、
前記培養槽の少なくとも一部が水面下に位置する状態で前記培養槽を揺動可能に支持する支持体と、
前記培養槽を揺動する動力源とを備え、
前記培養槽は、
水面下の前記一部を有し前記水面の面方向に広さを有して前記微細藻類と前記培養液を収容する培養部と、
前記培養部と連通して前記気体を収容する気体収容部とを備える微細藻類培養装置を用いた微細藻類培養方法であって、
前記動力源により、
前記気体収容部から遠い方の前記培養部の先端部が前記揺動の範囲で最も下方となる第１状態と、前記培養部の前記先端部が前記揺動の範囲で最も上方となる第２状態とを構成するように前記培養槽を揺動させ、
前記第１状態から前記第２状態へ移行する過程で、前記気体収容部内の気体が前記培養部内へと移動し、
前記第２状態から前記第１状態に移行する過程で、前記培養部内へ移動した気体が前記気体収容部内に移動することにより、
培養液の攪拌を行う微細藻類培養方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、微細藻類の培養装置、培養システム、および培養方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、微細藻類の培養は、培養槽に、微細藻類と培養液と、二酸化炭素を含む気体とを収容して行われる。微細藻類の汚染を防ぐため、培養は閉鎖系で行うことが好ましい。その場合、時間経過にともなって微細藻類の光合成によって培養槽内に溶存酸素が蓄積し微細藻類の成長を阻害し、溶存二酸化炭素濃度が低くなるため培養効率が低下する。したがって、微細藻類を効率よく継続的に培養するためには、何らかの手段により溶存酸素を除去して溶存二酸化炭素を供給する必要がある。

【0003】

例えば特許文献１には、横型の閉鎖式の生育容器を用いて、液体培地の撹拌及び酸素の除去を行うことができる微細藻類の培養方法が提案されている。

【0004】

また近年、養殖産業の急激な成長により、多量の汚泥や汚水が自然界に排出され生態系を破壊しているという問題が指摘されている。そのため、養殖由来の汚泥や汚水から栄養類を積極的に回収し、価値の高い微細藻類を大量生産することで、経済的インセンティブの獲得と環境保全を両立させる循環型システムの構築が熱望されている。養殖場のほとんどは熱帯の発展途上国に位置するため、微細藻類の大量生産を考える場合、培養に適した温度・光環境等を実現するための設備が必要となるが、当該途上国には設備投資の余力がないのが現実である。そこで、熱帯域においても、設備投資を抑えて、微細藻類の大量培養が可能な培養装置や方法の開発が望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許６７４１２８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この発明は、価値の高い微細藻類の大量生産を、環境保全と両立させながら培養することが可能な微細藻類培養装置、培養システム、および培養方法を提供することを目的とする。より具体的には、この発明は、水面に浮遊する培養槽を揺動することにより、培養槽内の培養液を攪拌して、培養液に気体（二酸化炭素）を断続的に送り込みながら微細藻類の培養が可能な微細藻類培養装置、培養システム、および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】

【0007】

この発明は、培養対象の微細藻類と培養液と培養に使用する気体とを収容する培養槽と、前記培養槽の少なくとも一部が水面下に位置する状態で前記培養槽を揺動可能に支持する支持体と、前記培養槽を揺動する動力源とを備え、前記培養槽は、水面下の前記一部を有し前記水面の面方向に広さを有して前記微細藻類と前記培養液を収容する培養部と、前記培養部と連通して前記気体を収容する気体収容部とを備え、前記動力源により、前記気体収容部から遠い方の前記培養部の先端部が前記揺動の範囲で最も下方となる第１状態と、前記培養部の前記先端部が前記揺動の範囲で最も上方となる第２状態とを構成するように前記培養槽を揺動させ、前記第１状態から前記第２状態へ移行する過程で、前記気体収容部内の気体が前記培養部内へと移動し、前記第２状態から前記第１状態に移行する過程で、前記培養部内へ移動した気体が前記気体収容部内に移動することにより、培養液の攪拌を行う微細藻類培養装置である。尚、培養槽は、所定の時間間隔で揺動させてもよい。
この構成により、培養槽の揺動によって、培養に使用する気体（二酸化炭素）が気体収容部内から培養部内へ移動する。これにより、微細藻類培養装置は、揺動によって培養液および微細藻類を撹拌することに加えて、培養液中に気体を移動させることによって培養液に気体（二酸化炭素）を断続的に送り込みながら微細藻類の培養を行うことができ、微細藻類の成長を促進することができる。

【0008】

この発明の態様として、気体収容部は、装置外部から気体を取り入れる外気取り入れ孔と、装置外部に気体を排出する気体排出孔を備えることができる。
これにより、微細藻類の光合成により二酸化炭素が消費され、酸素を多く含んだ気体が排出され、二酸化炭素を多く含んだ外気を取り入れることができる。

【0009】

また、この発明の態様として、培養部と、気体収容部とを連通させる気体移動路を備え、第１状態から第２状態へ移行する過程で、前記気体収容部内の気体が前記気体移動路を通って前記培養部内へと移動する構成とすることができる。
この構成により、気体を気体収容部から培養部に効率的に移動させることができる。

【0010】

また、この発明において、気体移動路は、いずれの状態においても気体収容部と水面上に位置する高さで接続されている構成とすることができる。
この構成により、気体を気体収容部から培養部に効率的に移動させることができる。

【0011】

また、この発明において、動力源は、培養槽の、第１状態と第２状態との間の揺動を制御するとともに、前記第１状態と第２状態との間に、培養槽を静止して培養部が略水平な状態に保たれる静止状態を構成することができる。
この構成により、微細藻類の培養を促す静止状態と、微細藻類および培養液を撹拌して微細藻類に二酸化炭素を供給する揺動状態とを適切に切り替え、微細藻類を死滅させることなく効率よく培養することができる。

【0012】

また、この発明は、微細藻類培養装置と、動力源を制御する制御手段と、前記動力源に電力を供給する電力供給手段とを備えた、微細藻類培養システムに関する。
この構成により、気体が上端部および先端部間を、培養槽の揺動によって気体移動路を通って移動し、揺動によって培養液および微細藻類が確実に撹拌され、培養液および微細藻類に気体（二酸化炭素）を供給することが可能な微細藻類培養システムとすることができる。

【0013】

また、この発明において、複数の微細藻類培養装置を連結した、微細藻類培養システムとすることができる。
この構成により、海上といった広い面積を利用しながら、海中または海底に存在する多量の汚泥や汚水から栄養類を積極的に回収し、価値の高い微細藻類を大量生産することができる。

【0014】

また、この発明は、培養対象の微細藻類と培養液と培養に使用する気体とを収容する培養槽と、前記培養槽の少なくとも一部が水面下に位置する状態で前記培養槽を揺動可能に支持する支持体と、前記培養槽を揺動する動力源とを備え、前記培養槽は、水面下の前記一部を有し前記水面の面方向に広さを有して前記微細藻類と前記培養液を収容する培養部と、前記培養部と、気体移動路を介して上方位置の一部で連通して前記気体を収容する気体収容部とを備える微細藻類培養装置を用いた微細藻類培養方法であって、前記動力源により、前記気体収容部から遠い方の前記培養部の先端部が前記揺動の範囲で最も下方となる第１状態と、前記培養部の前記先端部が前記揺動の範囲で最も上方となる第２状態とを構成するように前記培養槽を揺動させ、前記第１状態から前記第２状態へ移行する過程で、前記気体収容部内の気体が前記気体移動路を通って前記培養部内へと移動し、前記第２状態から前記第１状態に移行する過程で、前記培養部内へ移動した気体が前記気体収容部内に移動することにより、培養液の攪拌を行う微細藻類培養方法に関する。
培養槽の揺動によって、培養に使用する気体（二酸化炭素）が気体移動路を通って気体収容部から培養部へ移動する。これにより、微細藻類培養装置は、揺動によって培養液および微細藻類を撹拌することに加えて、培養液中に気体を移動させることによって培養液に気体（二酸化炭素）を断続的に送り込みながら微細藻類の培養を行うことができ、微細藻類の成長を促進することができる。

【発明の効果】

【0015】

この発明により、価値の高い微細藻類の大量生産を、環境保全と両立させながら培養することが可能な微細藻類培養装置、培養システム、および培養方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】微細藻類培養システムの構成図。

【図2】微細藻類培養装置の構成図。

【図3】微細藻類培養装置の斜視図。

【図4】培養槽の斜視図。

【図5】培養槽の縦断面図。

【図6a】静止状態の培養槽および培養液を示す縦断面図。

【図6b】揺動中の培養槽および培養液を示す縦断面図。

【図6c】揺動による一方への角度変化が最大となった状態（第２状態）の培養槽および培養液の縦断面図。

【図6d】揺動による他方への角度変化が最大となった状態（第１状態）の培養槽および培養液の縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、この発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、複数の微細藻類培養ユニット１を有する微細藻類培養システム１０の構成を示す平面図であり、図２は、単体の微細藻類培養ユニット１および動力源４の構成を示す平面図である。

【0018】

図１に示すように、微細藻類培養システム１０は、複数の微細藻類培養ユニット１と、動力源４と、各微細藻類培養ユニット１と動力源４とを接続するワイヤー５と、動力源４に電力を供給する電力供給装置１２と、動力源４と電力供給装置１２を制御する制御装置１１（制御手段）と、各微細藻類培養ユニット１を水面付近に配置した水槽６と、各微細藻類培養ユニット１を囲うように配置されて各フレーム３の回転軸３５（後述）を支持する支持外装１３を備えている。なお、図２に示すように、１つの微細藻類培養ユニット１と、動力源４と、各微細藻類培養ユニット１と動力源４とを接続するワイヤー５により、１つの微細藻類培養装置１００が構成される。

【0019】

電力供給装置１２（図１参照）は、動力源４（本実施例におけるモータ４１）に電力を供給する電力供給手段として機能する。電力供給装置１２としては、例えば、ソーラーパネルを有する太陽光発電装置とすることができる。また、電力供給装置１２を備えず、発電所等から供給される工業用電源または一般電源を用いて動力源４に電力を提供してもよい。

【0020】

制御装置１１は、例えば、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭ等で構成されて各種演算や制御動作を実行する制御部と、ハードディスクやフラッシュメモリ等で構成されて情報のリードライトを許容する記憶部と、ＬＡＮボードやＷｉＦｉユニット等で構成されて有線または無線でインターネットに接続されてデータの送受信を行う通信部と、タッチパネル、キーボード、マウス、押下ボタン、又はこれらの複数で構成されて接触操作による入力を受け付ける入力部と、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等で構成されて文字や図等の画像を表示する表示部とを備えたコンピュータ端末である。制御装置１１と、電力供給装置１２および動力源４とは、有線または無線により接続される。電力供給装置１２および動力源４は、制御装置１１によって電力の出力や、モータ４１の回転速度が制御される。すなわち、制御装置１１は、動力源４および電力供給装置１２を制御する制御手段として機能する。また、制御装置１１は、「１時間に１回、５分間にわたってモータ４１を駆動する」といったような、一定の時間間隔での周期的な動力源４の駆動（微細藻類培養ユニット１の揺動）の設定を外部から受け付け、電力供給装置１２および動力源４を制御する。なお、制御装置１１は、マイコンやタブレット端末等の他の制御装置によって構成してもよい。

【0021】

支持外装１３（図１参照）は、各培養槽２および各フレーム３を囲うように配置され、各フレーム３の回転軸３５（図２参照）を支持する（培養槽２およびフレーム３については後述する）。本実施例の支持外装１３は、複数の骨組み連結部１３１と、骨組み連結部１３１間を接続する支持外装骨組み１３２によって形成されている。骨組み連結部１３１は、浮力体（フロート）であって、少なくとも２つ以上が設けられ、１つ以上が水槽６に固定されて、各培養槽２、各フレーム３、動力源４、および支持外装１３の移動が制限されている。なお、骨組み連結部１３１は、例えば、柱のように水槽６の底面に固定されている柱であってもよい。また、水槽６に固定する方法は、例えば、アンカーによる固定としてもよい。支持外装骨組み１３２は、複数の骨組み連結部１３１の内、隣接する各骨組み連結部１３１を直線的に接続する長手形状であり、その中間付近で回転軸３５（図２参照）が接続されている。本実施例では、骨組み連結部１３１を３列×５行の計１５個設け、その内、中央の列の最も制御装置１１に近い位置に動力源４を設けた。そして、８つの培養槽２およびフレーム３は、骨組み連結部１３１および支持外装骨組み１３２で囲まれた位置に１つずつ配置した。また、支持外装１３は、各フレーム３と動力源４を接続するワイヤー５をローラー５ａにより引く方向と緩める方向（繰り出し／収納方向）へ移動可能に支持している。

【0022】

図２に示すように、動力源４は、培養槽２を揺動するための動力を提供する。本実施例では、動力源４は、モータ４１と、モータ４１の駆動によって回転するウインチ４２で構成される。ウインチ４２には、それぞれワイヤー５の一端が接続される。なお、ウインチ４２の回転方向は、幅方向を軸とした水平方向である。

【0023】

ワイヤー５は、一端が動力源４に接続され、他端がフレーム３に接続され、両端部がそれぞれの延長方向に引っ張られた状態である。また、ワイヤー５は、培養槽２の揺動によって破断することがない程度の強度を有し、かつ、伸縮しない素材を用いる。このような強度を確保するため、ワイヤー５は、例えば、金属や繊維によって形成することができる。本実施例では、ワイヤー５は、一端がウインチ４２に接続され、他端が水平方向の一直線上に配置された各微細藻類培養ユニット１のフレーム３の動力源接続骨組み３４に括り付けられて接続されている。したがって、モータ４１が正逆回転して駆動するとウインチ４２およびワイヤー５の接続点が水平方向回りに正逆回転し、ワイヤー５が往復運動（引く運動と緩める運動）をするため、ワイヤー５と接続されているすべての微細藻類培養ユニット１が回転軸３５を軸に揺動する。

【0024】

水槽６（図２参照）は、上面が開放された箱型形状を有し、内部に十分な深さの水を収容している。各培養槽２（培養部２１）および各フレーム３（下面骨組み３１）は、水槽６の水面６０付近に、培養部２１が水面６０と略平行となり、培養部２１の全体または一部が水中に浸かるように配置される。すなわち、培養槽２およびフレーム３は、波などによる水面６０の高さの変化がない限り、培養槽２の培養部２１の少なくとも一部が常に水面６０下（水中）にあるように配置されている。特に、培養部２１が略水平状態となっている静止状態（揺動させていない通常状態）では、培養部２１の底面全体が水面６０下となる（水に接触する）ように配置されている。これにより、水槽６内の水の温度による温度安定効果が得られ、培養部２１内の培養液２４（培地）が直射日光や外気温等によって温度変化することを抑制することができる。

【0025】

また、培養槽２の揺動中は、気体収容部接続バルブ２３１が常に水面６０より上（水上）で、かつ、培養液２４の上面より上にあるように、言い換えると、気体移動路２３０と気体収容部２２の内部空間との接続部が常に水面６０より上（水上）、かつ、培養液２４の上面より上にあるように配置されている。これにより、気体移動路２３０により気体収容部２２から培養部２１へ気体を効率的に移動させることができ、培養液２４が気体収容部２２から培養部２１へ気体移動路２３０を通じて流入して気体を移動できないといったことを防止できる。また、水槽６およびその内部にある水または海水は、フレーム３が回転軸３５を軸として十分に回動可能な程度の深さを有しており、好ましくは日光や外気温による水の温度変化をできるだけ少なくするために十分な水量を有している。

【0026】

なお、水槽６を設けず、各培養槽２および各フレーム３が、湖、池、または海の水面６０付近に配置されてもよい。また、図２に示すように、水槽６の内側面に、フレーム３の回転軸３５の軸方向の両端部が接続されていてもよい。

【0027】

図３は、微細藻類培養ユニット１に備えられた培養槽２、フレーム３、およびワイヤー５の斜視図であり、図４は、微細藻類培養ユニット１に備えられた培養槽２の斜視図であり、図５は、培養槽２を外気取り入れ孔２２２と気体排出孔２２３と培養液供給取り出し口２２４の位置で縦断して示す縦断面図である。
なお、本明細書においては、図３における上下方向（図２における手前／奥行き方向）を微細藻類培養ユニット１および微細藻類培養システム１０の上下方向とし、図２における左右方向を微細藻類培養ユニット１の長手方向とし、長手方向と同一または平行な平面上で、かつ長手方向と直角である方向（図２の上下方向）を微細藻類培養ユニット１の幅方向とする。

【0028】

図３に示すように、培養槽２は、培養対象である微細藻類および培養液２４を収容し、フレーム３（支持体）によって支持されている。

【0029】

培養槽２は、水平方向に広がる培養部２１と、培養部２１の水平方向の端部上面に接続されて上方に配置されている気体収容部２２と、培養部２１の内部空間２１ｄと気体収容部２２の内部空間２２ｄとをつなぐ気体移動管２３とで形成されている。なお、気体収容部２２は、培養部２１の一部分から上方向に伸びる構成であればよい。培養槽２の内部には、微細藻類、培養液２４、および二酸化炭素を含有する気体が収容されている。微細藻類は、培養液２４中に懸濁している状態で収容されている。

【0030】

培養部２１は、２枚の長方形の平面のシートが周辺の３辺で隙間なく閉じられた形状であり、残りの一辺側に培養部開口部２１１が設けられている。この培養部２１は、培養部開口部２１１からその反対の先端部２１ａまでの長手方向に長い２つの仕切り部２１ｂにより幅方向（長手方向と直角の方向）が三等分されて３つの内部空間２１ｄが設けられている。これにより、培養部２１は、内部が中空の３つの袋状に形成されている。培養部２１は、その厚み方向（上下方向）の長さよりも幅方向および長手方向の長さが長く形成されている。なお、内部空間２１ｄは、３つに限らず、２以上の複数とすることができる。このように内部空間２１ｄを複数設けることで、１つの広い内部空間で培養するよりも微細藻類が一方へ偏りにくくしている。

【0031】

本実施例における培養部２１は、上面のシートと下面のシートを重ねた状態で３つの周辺と２つの仕切り部２１ｂ部分を熱溶着して形成されている。言い換えれば、培養部２１は、培養部２１の内部空間２１ｄを形成する同一のプラスチックバッグが幅方向に３つ連結された構成となっている。これにより、培養部２１は３つの内部空間２１ｄを有する。
３つの内部空間２１ｄは、それぞれ幅方向の長さよりも長手方向の長さが長く形成される。具体的には、幅方向の長さは、５０ｍｍ～１０００ｍｍとすることができ、１００ｍｍ～９００ｍｍであることが好ましく、２００ｍｍ～６００ｍｍであることが好適である。３つの内部空間２１ｄの長手方向の長さは、３００ｍｍ～２０００ｍｍとすることができ、５００ｍｍ～１５００ｍｍであることが好ましく、８００～１２００ｍｍであることが好適である。

【0032】

培養部２１は、各内部空間２１ｄに対応して、長手方向の中心より培養部開口部２１１側の上面にそれぞれ培養部接続バルブ２３２が設けられている。培養部接続バルブ２３２は、気体移動管２３の一端が接続されている。培養部接続バルブ２３２は、外部から気体や液体が内部空間２１ｄに入り込まないように培養部２１に密閉状態で装着されている。したがって、外部の水（水槽６の水や雨水など）や外気は、培養部接続バルブ２３２を通過して培養部２１および気体移動管２３の中に侵入しない。

【0033】

培養部２１は、下から一部を支えると重力に従って自然に変形する程度の固さを有するシート状のプラスチック（可撓性の軟質樹脂）で形成されている。本実施例における培養部２１は、ポリエチレン製であり、詳述すると、薄膜形状のポリエチレンと、エチレンビニルアルコールと、ポリエチレンがこの順で重ねられた三層構造のフィルムにより形成されている。これにより、培養部２１は、肉厚が薄いプラスチックバッグとして機能する。

【0034】

気体収容部２２は、内部が中空の箱型もしくは長楕円形で下面が開放されている。この下面部分は、全面が解放されて気体収容部開口部２２１が形成されている。気体収容部開口部２２１は、底面が全面開口されているとともに、培養部２１側の１つの側面の底面側が開口されている形状である。

【0035】

気体収容部２２は、外気取り入れ孔２２２と、気体排出孔２２３と、培養液供給取り出し口２２４が上面に形成されている。また、気体収容部２２は、少なくとも内部空間２２ｄの下部を幅方向に複数部に分割する仕切り２２５を内部に有している。気体収容部２２は、培養部２１の長手方向の培養部２１側の側面上部（周面上部）に気体収容部接続バルブ２３１が設けられている。

【0036】

外気取り入れ孔２２２と気体排出孔２２３は、それぞれ、液体および大気中のエアロゾル等の培養汚染物質が通過せず気体が通過できるフィルターが孔全体を覆うようにして設けられている。ここでいう培養汚染物質とは、培養液２４に混入すると微細藻類の培養を妨げる物質のことであり、例えば、大気中に含まれるエアロゾルである。このフィルターにより、気体は通過するが液体および固体は通過しないようにしている。また、外気取り入れ孔２２２と気体排出孔２２３は、気体収容部２２の上面に限らず、周面の上端付近に設けるなど、揺動しても気体収容部２２内の培養液２４に接触しない適宜の位置に設けることができる。

【0037】

仕切り２２５は、気体収容部２２の内部に設けられた２つの板状部材であり、気体収容部２２の外装と同一素材により形成されている。２つの仕切り２２５は、気体収容部２２内を幅方向に３等分する。２つの仕切り２２５は、培養部２１の３つの内部空間２１ｄと、仕切り２２５によって区切られた気体収容部２２の３つの内部空間２２ｄが、それぞれ１つずつ対応して連通するように配置されている。また、仕切り２２５は、気体収容部２２の内部空間２２ｄを完全に分断せず、外気取り入れ孔２２２および気体排出孔２２３付近において３つの内部空間２２ｄがつながるように上部に隙間２２５ａ（図５参照）が設けられている。これにより、隙間２２５ａを通じて３つの内部空間２２ｄ間を気体が移動できる。したがって、隙間２２５ａの存在により、外気取り入れ孔２２２および気体排出孔２２３による気体の取り入れおよび排出が、３つの内部空間２２ｄすべてに対して行われる。

【0038】

気体収容部接続バルブ２３１は、気体収容部２２内の培養液２４の上面より上方に配置され、気体移動管２３の一端が接続されている。気体収容部接続バルブ２３１は、外部から気体や液体が内部空間２１ｄに入り込まないように培養部２１に密閉状態で装着されている。したがって、外部の水（水槽６の水や雨水など）や外気は、気体収容部接続バルブ２３１を通過して気体収容部２２および気体移動管２３の中に侵入しない。また、気体収容部接続バルブ２３１には、気体の移動方向が制限される弁が設けられていてもよい。詳細には、気体収容部接続バルブ２３１は、気体収容部２２内（内部空間２２ｄ）の気体が気体移動管２３内（気体移動路２３０）へ移動することを許容し、逆に気体移動管２３内（気体移動路２３０）の気体が気体収容部２２内（内部空間２２ｄ）へ移動することを許容しない構成となるよう弁が設けられていてもよい。

【0039】

気体収容部２２は、耐候性を有する硬質プラスチックであるアクリル樹脂などで形成されている。なお、気体収容部２２は、下から支えても重力によっては変形しない程度の固さを有するプラスチック（剛性の硬質樹脂）や、下から一部を支えると重力に従って自然に変形する程度の固さを有するシート状のプラスチック（可撓性の軟質樹脂）など、適宜の素材により形成することができる。

【0040】

このように構成された培養部２１と気体収容部２２は、互いに内部が連通するように接続されている。詳述すると、培養部２１の培養部開口部２１１の周りの寸法（内径）は、気体収容部２２と隙間なく連結できるよう、気体収容部２２の底面と同じ寸法（周方向の外形サイズと同一）に形成され、培養部開口部２１１内に気体収容部２２の下部が挿入された状態で隙間なく接続され、固定バンド２１２により固定されている。この実施例では、固定バンド２１２として、プラスチックバンドを使用している。なお、固定方法としては、プラスチックバンドやゴムバンドといったバンドを用いる、あるいは接着剤で接着するなど、収容された培養液２４が漏れ出したり、揺動の衝撃によって固定が解除されたりしない適宜の方法とすることができる。また、培養部２１における培養部開口部２１１の全周を気体収容部２２に対してテープで固定するか接着する等の方法により、収容している培養液２４および微細藻類が確実に漏れ出ない構成とすることが望ましい。

【0041】

気体移動管２３は、円筒形状を湾曲させたホース状の管であり、内部に空洞の気体移動路２３０（図６ａ参照）を有している。気体移動管２３は、一端が気体収容部２２の上部側面の気体収容部接続バルブ２３１に略水平になるように接続され、他端が培養部２１の上面の培養部接続バルブ２３２に略垂直になるように接続されている。気体移動管２３は、気体移動路２３０によって気体収容部２２の３つの内部空間２２ｄと、対応する培養部２１の３つの内部空間２１ｄとをそれぞれ接続するように３つ設けられている。したがって、気体移動管２３（気体移動路２３０）は、気体収容部２２と培養部２１における連通した部分の外側で、気体収容部２２から培養部２１への気体の移動を許容する。気体移動管２３はフレキシブルな素材で形成されることが好ましい。本実施例では、気体移動管２３は、人の手程度の軽い力で変形できる程度の固さを有するプラスチック（可撓性の樹脂）によって形成されている。

【0042】

本実施例においては、気体移動路２３０は、円筒形状としたが、気体が移動できるのであればどのような形状であってもよい。ただし、微細藻類培養ユニット１の揺動に伴って気体移動路２３０に侵入した培養液２４および培養液２４に含まれる微細藻類が詰まるなどして、気体の移動が妨げられることがない程度の形状および太さ（内径）に形成されることが好ましい。このような気体移動路２３０の太さ（内径）としては、２ｍｍ～５０ｍｍとすることができ、５ｍｍ～３０ｍｍとすることが好ましく、１０ｍｍ～２０ｍｍとすることが好適である。本実施例では、気体移動路２３０の太さ（内径）を１０ｍｍとしている。

【0043】

フレーム３（支持体）は、人の手程度の軽い力では変形しない程度の硬さを有する硬質プラスチック（剛性の硬質プラスチック）によって形成されている。本実施例におけるフレーム３は、強度と耐久性を十分に有するポリ塩化ビニルによって形成されている。

【0044】

フレーム３は、平面視すると長方形の枠で培養槽２（培養部２１）より一回り大きい下面骨組み３１と、左側面視（培養部２１から気体収容部２２を見た方向）が培養槽２より一回り大きい側面骨組み３２とを、全体が直角に配置されるよう互いの一辺を接続して背面視（図３の奥から手前方向）Ｌ字型に形成されている。

【0045】

下面骨組み３１は、その外枠と同一平面上に、培養部２１の長手方向（図３の左右方向）に長い棒状の下面内骨組み３１０が幅方向（図３の奥行方向）に２つ設けられている。そして、下面骨組み３１の外枠における長手方向中間位置の上面にそれぞれ上下方向に長い棒状の中間骨組み３３が設けられ、その上端部同士が幅方向に長い棒状の動力源接続骨組み３４によって接続されている。この中間骨組み３３の上下方向の高さは、側面骨組み３２の上下方向の高さより少し高く構成されている。中間骨組み３３と側面骨組み３２は、長手方向に長い棒状の２つの接続骨組み３７により接続されている。また、２つの中間骨組み３３には、動力源接続骨組み３４と平行に（幅方向に）長い棒状の回転軸３５が設けられている。

【0046】

回転軸３５は、中間骨組み３３の高さの中心より下方に配置され、より好ましくは中間骨組み３３の高さの下方１／４よりも下方に配置されている。これにより、回転軸３５が培養部２１の上方で、かつ、培養部２１に近い位置となり、培養部２１の揺動角度が大きくなる。すなわち、培養部２１から回転軸３５が上方へ離れるほど、培養部２１は長手方向への揺動が大きくなり先端部２１ａの上下方向の揺動距離が短くなるところ、回転軸３５をなるべく培養部２１に近づけることで培養部２１の先端部２１ａの上下方向の揺動距離を長くしている。

【0047】

また、中間骨組み３３、動力源接続骨組み３４、および回転軸３５は、下面骨組み３１の長手方向（図３の左右方向）の中央より側面骨組み３２側に設けられている。この実施例では、下面骨組み３１の長手方向の側面骨組み３２側１／３程度の位置に設けられている。このように回転軸３５を下面骨組み３１の中央より側面骨組み３２側、すなわち培養部２１の長手方向中央より気体収容部２２側とすることで、揺動により培養部２１の先端部２１ａが上下動する距離が長くなり、同じ揺動角度でもより大きく培養部２１が揺動する。

【0048】

側面骨組み３２は、左側面視（培養部２１から気体収容部２２を見た方向）が長方形の枠であり、上下方向中間位置に幅方向に長い棒状の側面内骨組み３２１が設けられている。
なお、フレーム３の構成要素である棒状の素材は、円筒形、角筒形、円柱形、または四角柱形など、適宜の棒状の素材とすることができる。

【0049】

また、フレーム３には、培養槽２が固定されている。本実施例では、下面骨組み３１と培養部２１とが固定され、側面骨組み３２と気体収容部２２とが固定されている。本実施例では、下面骨組み３１と培養部２１は、ワイヤーにより固定されており、側面骨組み３２と気体収容部２２は、プラスチックバンドにより固定されている。詳述すると、培養部２１を形成するプラスチックバッグの接着縁部分（のりしろ部分）である端部２１ｃ（図４参照）にハトメ２１ｈが形成されており、このハトメ２１ｈにワイヤーを通して下面骨組み３１に括り付けられている。

【0050】

また、固定バンド２１２は、上下の２か所で、側面骨組み３２と気体収容部２２とを水平方向にまとめて巻き付けるように配置されている。そして、２つの固定バンド２１２のうち下方の１つは、培養部２１と気体収容部２２とを固定する固定バンド２１２と同一である。この下方の固定バンド２１２は、２周にわたって巻き付けられており、１周目で培養部２１と気体収容部２２を固定し、２周目で培養槽２とフレーム３を固定している。

【0051】

動力源接続骨組み３４（図３参照）には、他端が動力源４と接続されたワイヤー５の一端が接続されている。なお、動力源接続骨組み３４には、他端が培養部２１の上面に接続されたワイヤーも接続されてもよい。

【0052】

回転軸３５は、その両端が水槽６に備えられた軸受６１（図２参照）に回動可能に支持され、水平方向および上下方向のスライド移動が制限される。また、回転軸３５は、中間骨組み３３を含むフレーム３と一体に回動するよう形成されている。したがって、フレーム３および培養槽２は、水平方向および上下方向のスライド移動ができないように規制され、回転軸３５を軸として回動（揺動）する。

【0053】

続いて、培養槽２が揺動する微細藻類培養システム１０の動作について説明する。
図６ａは、図２の微細藻類培養装置１００における静止状態の培養槽２および培養液２４を示す縦断面図であり、図６ｂは、揺動中の培養槽２および培養液２４を示す縦断面図であり、図６ｃは、揺動による角度変化が最大となった状態（第２状態）の培養槽２および培養液２４の縦断面図であり、図６ｄは、揺動による他方への角度変化が最大となった状態（第１状態）の培養槽２および培養液２４の縦断面図である。

【0054】

図６ａに示すように、静止状態の培養槽２は、培養部２１が水平方向に平行な角度でフレーム３およびワイヤー５により固定されている。ワイヤー５はウインチ４２とフレーム３によって両端からそれぞれの延長方向側に引っ張られ、ワイヤー５、ウインチ４２、フレーム３、および培養槽２は、引っ張る力が釣り合って静止している状態である。
このとき、培養液２４は、水平状態の培養部２１の内部空間２１ｄを満たし、培養部２１の内部空間２１ｄには気体が存在しないか、１０％以下のごくわずかな領域に気体が存在する。すなわち、培養部２１は、培養槽２が静止状態であるときに、その内部空間２１ｄに培養液２４が充填されている部分に該当する。
そして、気体収容部２２の内部空間２２ｄの上部（培養槽２の上端部２５の内部空間）が二酸化炭素を含有する気体で占められている。すなわち、気体収容部２２は、培養槽２が静止状態であるときに、培養液２４の上面側にある内部空間２２ｄに気体（二酸化炭素）が充填されている部分に該当する。
この図６ａの状態は、培養槽２が静止して培養が促進される静止状態であり、培養部２１が略水平に保たれている。略水平とは、培養部２１の広がっている面方向（高さである厚み方向と直行する平面）が、水平からプラスマイナス１０度の範囲内であること指す。

【0055】

図６ｂに示すように、モータ４１が駆動し、ウインチ４２が正逆いずれか一方の方向に回転すると、ワイヤー５がフレーム３側に引っ張られて移動する。このとき、培養槽２はフレーム３によって固定され、フレーム３は回転軸３５（および回転軸３５と接続している水槽６）によって回動可能に固定され、水平方向、幅方向、および上下方向の移動が制限されている。したがって、フレーム３は、ワイヤー５を引っ張るようにして移動するが、水平方向の移動が制限されているため、回転軸３５を軸として回動する。このとき、培養液２４の嵩高は、培養槽２から見て、気体収容部２２の内部空間２２ｄにおける気体存在領域（上部空間）を狭くするように上昇し、それに伴って上部空間を満たしていた気体が培養液２４の水圧で押し出されるように気体移動路２３０および気体排出孔２２３から排出される。ここで、気体排出孔２２３には、気体は通過するが液体および固体は通過しないフィルターが設けられているため、排出される気体がすべて気体排出孔２２３から外部へ排出されるといったことがなく、少なくとも一部の気体が確実に気体移動路２３０から培養部２１内（内部空間２１ｄ）へ排出される。気体移動路２３０を通った気体は、接続先の培養部２１内に排出され、培養液２４内を通過して回動によって持ち上がった培養部２１の先端部２１ａの内部空間２１ｄに滞留する。

【0056】

図６ｃに示すように、モータ４１が図６ｂからさらに駆動し、ウインチ４２が図６ｂと同じ方向にさらに回転すると、培養槽２およびフレーム３は図６ｂの状態からさらに回動し、一方への角度変化が最大の状態（第２状態）となる。この第２状態のとき、培養部２１は、水平状態より先端部２１ａが上方となるよう所定角度傾いている。このとき、培養液２４の嵩高は、培養槽２から見て、気体収容部２２の内部空間２２ｄにおける気体存在領域をさらに狭くするように上昇し、それに伴って気体収容部２２内（内部空間２２ｄ）を満たしていた気体が培養液２４の水圧によって気体移動路２３０へさらに押し出されて培養部２１内に移動する。

【0057】

その後、図６ｄに示すように、図６ｃの状態からモータ４１が図６ｂおよび図６ｃのときとは逆方向に駆動し、ウインチ４２が他方（一方とは逆方向）に回転すると、ワイヤー５がウインチ４２側に引っ張られるように移動し、それに伴って培養槽２およびフレーム３が他方に回動し、静止状態の角度を通り越して他方への角度変化が最大の状態（第１状態）となる。この第１状態のとき、培養部２１は、水平状態より先端部２１ａが下方となるよう所定角度傾いている。培養槽２が第２状態から第１状態へ遷移（回動、移動）する際に、培養部２１に滞留した気体は、気体移動路２３０を通るか、培養部２１の上面に沿って気体収容部２２側に移動し、気体収容部２２に再び滞留する。また、第２状態から第１状態に遷移する際に、少量の培養液２４が、減圧状態の気体収容部２２の内部空間２２ｄに向かって吸い上げられるように気体移動路２３０内を移動する。また、新たな外気が外気取り入れ孔２２２から気体収容部２２の内部空間２２ｄに取り入れられる。

【0058】

その後、モータ４１が一方および他方に繰り返し駆動し、モータ４１の駆動に対応してウインチ４２が一方および他方に繰り返し回転し、培養槽２が第１状態と第２状態との遷移を何度か繰り返すようにして回動（揺動）する。したがって、第１状態および第２状態は、培養槽２の回動可能な角度（揺動の範囲）がそれぞれの方向に最大となる状態である。また、第１状態では、培養部２１の先端部２１ａが揺動の範囲で最も下方となり、第２状態では、培養部２１の先端部２１ａが揺動の範囲で最も上方となる。最後に、第１状態と第２状態との遷移の途中で静止状態と同じ位置（角度）で培養槽２が静止し、静止状態に戻る（図６ａ参照）。

【0059】

このような動作により、収容した培養液２４および微細藻類が、培養槽２の揺動と、培養液２４を通過する気体によって撹拌される。また、微細藻類に気体が供給される。培養槽２の一連の揺動の際、気体収容部２２の上端部２５と培養部２１の先端部２１ａは、常に培養液２４によって分断され、気体がお互いを移動する経路が気体移動路２３０と培養部２１の天井面付近となる。したがって、培養槽２は、第１状態から第２状態のどの状態であっても、常に培養液２４および培養液２４中の微細藻類が滞留する連結部２７（図６ａ、図６ｂ、および図６ｃに示した破線の範囲）を有する。連結部２７は、気体移動路２３０よりも下方に存在する。言い換えれば、気体移動路２３０は、連結部２７よりも上方に設けられる。

【0060】

また、培養槽２の揺動によって、気体収容部２２の内部空間２２ｄを満たしていた気体の一部が気体排出孔２２３から排出され、内部空間２２ｄに外気取り入れ孔２２２から新たに外気を取り入れられる。この気体入れ換えの現象は、培養槽２の揺動によって自然に発生するため、エアレーションといった気体入れ換えのための装置などは必要としない。さらに、気体入れ換えの際に微細藻類と培養液２４を一時的に保管するための調整槽も必要としない。

【0061】

制御装置１１（図１参照）は、予め定められた所定の周期で、モータ４１を停止させて培養槽２も静止している静止状態と、モータ４１を回転させて培養槽２を揺動させることで培養槽２内の培養液２４および微細藻類を撹拌する揺動状態とを交互に繰り返す。静止状態の時間は、揺動状態の時間より長いことが好ましく、揺動状態の時間の２倍以上とすることがより好ましく、揺動状態の時間の４倍以上とすることがさらに好ましい。このようにすることで、できるだけ静止して培養する時間を長く確保し、かつ、適切な撹拌をして二酸化炭素を微細藻類に供給することができる。

【0062】

以上の構成により、価値の高い微細藻類の大量生産を、環境保全と両立させながら培養することが可能な微細藻類培養装置、培養システム、および培養方法を提供することができる。
微細藻類培養装置１００は、動力源４により、培養槽２を気体収容部２２から遠い方の培養部２１の先端部２１ａが揺動の範囲で最も下方となる第１状態と、培養部２１の先端部２１ａが揺動の範囲で最も上方となる第２状態とを構成するように培養槽２を揺動させ、第１状態から第２状態へ移行する過程で、気体収容部２２内の気体が培養部２１内へと移動し、第２状態から第１状態に移行する過程で、培養部２１内へ移動した気体が気体収容部２２内に移動する構成である。この構成により、培養槽２の揺動によって、培養に使用する気体（二酸化炭素）は、気体収容部２２内から培養部２１内へ移動し、その後、培養部２１内から気体収容部２２内に移動する動作を繰り返す。これにより、微細藻類培養装置１００は、揺動によって培養液２４および微細藻類を撹拌することに加えて、培養液２４中に気体を移動させることによって培養液２４に気体（二酸化炭素）を断続的に送り込みながら微細藻類の培養を行うことができ、微細藻類の成長を促進することができる。また、本発明の微細藻類培養装置１００は、環境に排出された二酸化炭素を吸収することで生物生産を行う、低炭素技術である。したがって、価値の高い微細藻類の大量生産を、環境保全と両立させながら培養することができる。

【0063】

また、静止状態の培養槽２は、略水平状態の培養部２１の内部空間２１ｄが微細藻類を含む培養液２４によって満たされている。この構成により、微細藻類の光合成に必要な光を広範囲に受光することができ、培養の効率を向上させることができる。

【0064】

また、培養槽２およびフレーム３は、波などによる水面６０の高さの変化がない限り、培養槽２の培養部２１の少なくとも一部が、常に水面６０下（水中）にあるように配置されている。この構成により、屋外に微細藻類培養ユニット１を設置した場合であっても、水槽６内の水温によって培養液２４の液温が緩衝され、外気温によって培養液２４の液温が過剰に高くなったり低くなったりせず、安定して微細藻類の培養を行うことができる。また、ため池や海上といった、広い面積を有し、かつ上物の無い場所を効率的に利用することができる。

【0065】

また、培養部２１の内部空間２１ｄのすべては、幅方向の長さが長手方向の長さより短い。この構成により、培養槽２が揺動した場合に、培養部２１に収容された微細藻類および培養液２４が幅方向にあまり偏ることなく、かつ揺動で撹拌されつつ培養槽２内を長い距離移動することができる。

【0066】

また、培養槽２は、気体収容部２２の上端部２５に、外気を内部空間２２ｄに取り入れる外気取り入れ孔２２２と、内部空間２２ｄに滞留する気体を排出する気体排出孔２２３を有する。この構成により、培養槽２の揺動による培養液２４の移動によって、気体収容部２２の上端部２５内の気体が、押し出されるように気体排出孔２２３から排出され、吸入するように外気取り入れ孔２２２から外気を取り入れる。すなわち、微細藻類の光合成により二酸化炭素が消費された気体が排出され、二酸化炭素を多く含んだ外気が取り入れられる。そして、この一連の気体の入れ換えは、培養槽２の揺動によって自然に行われる。したがって、気体の入れ換えのためのエアレーションや、気体の入れ換えのために微細藻類と培養液２４を一時的に保管する調整槽を必要とせず、微細藻類培養装置１００および微細藻類培養システム１０を小型化することができ、かつ安価にすることができる。

【0067】

また、培養槽２は、培養部２１と、気体収容部２２とを連通させる気体移動路２３０を備え、培養槽２が第１状態から第２状態へ移行する過程で、気体収容部２２内の気体が気体移動路２３０を通って培養部２１内へと移動する構成である。この構成により、気体を気体収容部２２から培養部２１に効率的に移動させることができる。

【0068】

また、気体移動路２３０は、培養槽２が第１状態から第２状態までのどの状態にあっても、気体収容部接続バルブ２３１を介して、気体収容部２２と水面上に位置する高さで接続されている。この構成により、気体収容部２２の内部空間において、気体収容部接続バルブ２３１が位置する高さには必ず気体存在領域が位置する。したがって、気体収容部２２から効率的に気体を培養部２１に移動させることができる。

【0069】

また、培養槽２の培養部２１は、一部を下から支えると重力に従って自然に変形する程度の固さを有するシート状の軟質樹脂（可撓性の軟質樹脂）によって形成されている。これにより、強風による揺動での激しい動きによって培養槽２の培養部２１が繰り返し水面６０に叩きつけられた場合や、海上で漂流物等に接触した場合であっても、軟質樹脂特有の柔軟な変形によって培養部２１が破損しづらく、培養槽２及び微細藻類培養ユニット１の耐久性を向上させることができる。また、気体収容部２２も可撓性の軟質樹脂によって形成した場合には、気体収容部２２も同じ効果を得られる。この構成により、また、微細藻類培養ユニット１の１台あたりの製造コストが硬質プラスチックを使用した場合と比較して安価となり、特に培養槽２を複数設ける微細藻類培養システム１０および微細藻類培養装置１００を安価に製造することができる。

【0070】

また、動力源４は、培養槽２の、第１状態と第２状態との間の揺動を制御するとともに、第１状態と第２状態との間に、培養槽２を静止して培養部２１が略水平な状態に保たれる静止状態を構成する。この構成により、微細藻類の培養を促す静止状態と、微細藻類および培養液２４を撹拌して微細藻類に二酸化炭素を供給する揺動状態とを適切に切り替え、微細藻類を効率よく培養することができる。

【0071】

また、微細藻類培養システム１０は、複数の微細藻類培養装置１００を連結して構成されている。この構成により、海上といった広い面積を利用しながら、海中または海底に存在する多量の汚泥や汚水から栄養類を積極的に回収し、価値の高い微細藻類を大量生産することができる。

【0072】

なお、この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、本実施形態では、フレーム３に回転軸３５を設け、回転軸３５を軸に培養槽２を回動（揺動）させるが、回転軸３５はフレーム３以外に設けられていてもよい。すなわち、回転軸３５を軸として、培養槽２が揺動される構成であれば、回転軸３５の位置は特に限定されない。

【0073】

また、本実施例の培養槽２は、水平方向に伸びる培養部２１と、培養部２１の端部から上方向に伸びる気体収容部２２によって構成され、水平方向から見てＬ字または逆Ｌ字の形状を有するが、例えば、培養部２１の中央付近から上方向に気体収容部２２が伸びるように形成され、水平方向から見て凸の形状を有することもできる。この場合、気体収容部２２の上方向の端部（上端部２５）と、培養部２１の水平方向の１端部（先端部２１ａ）を接続するように設けられた第１の気体移動路２３０に加えて、培養部２１の水平方向の他端部を第２の先端部２１ａとして、気体収容部２２の上端部２５と第２の先端部２１ａ側の培養部２１を接続する第２の気体移動路２３０を設けることができる。

【0074】

また、本実施例の培養槽２は、培養部２１と気体収容部２２が別部材によって構成されているが、培養部２１と気体収容部２２を一部材として一体となって培養槽２を形成していてもよい。このような場合、培養部２１は、培養槽２が静止状態であるときに、その内部空間２１ｄに培養液２４が充填されている部分に該当する。そして、気体収容部２２は、培養槽２が静止状態であるときに、培養液２４の上面側にある内部空間２２ｄに気体（二酸化炭素）が充填されている部分に該当する。また、培養部２１と気体収容部２２を一体成型とする場合は、軟質樹脂のような軟質素材で成形することが好ましい。培養部２１と気体収容部２２を軟質素材で一体形成すれば、特に培養槽２を複数設ける微細藻類培養システム１０および微細藻類培養装置１００をさらに安価に製造することができる。

【0075】

また、気体移動管２３（気体移動路２３０）は、設けられていなくてもよい。この場合、気体収容部２２は、気体収容部接続バルブ２３１が設けられず、培養部２１の長手方向の培養部２１側の側面が孔のない平面になる。また、培養部２１は、培養部接続バルブ２３２が設けられず、培養部開口部２１１側の上面が孔の無い平面になる。また、この場合、培養部２１を含む培養槽２内の培養液２４の量を減らすと良い。具体的には、培養部２１が略水平状態のときに培養液２４の水面が培養部２１の上面より少し高い程度、あるいは図６（ａ）の水面６０と同程度とすると良い。

【0076】

この場合、培養部２１が水平である静止状態（図６ａ）から第２状態（図６ｃ）へ傾くと、気体収容部２２が下方へ下がり、培養液２４が連結部２７を通じて気体収容部２２へ重力によって移動し、その逆に気体収容部２２内の気体が連結部２７の上部を通って培養部２１へ移動する。

【0077】

また、培養部２１が第２状態（図６ｃ）から水平である静止状態（図６ａ）へ戻るときは、この逆で培養液２４が連結部２７を通じて気体収容部２２から培養部２１へ重力によって移動し、培養部２１内の気体が連結部２７の上部を通って気体収容部２２へ移動する。

【0078】

さらに、培養部２１が水平である静止状態（図６ａ）から第１状態（図６ｄ）へ傾くと、培養部２１が下方へ下がり、培養液２４が連結部２７を通じて培養部２１へ重力によって移動し、その逆に培養部２１内に残っていた気体が連結部２７の上部を通って気体収容部２２へ移動する。

【0079】

このように、気体移動路２３０が設けられていない場合であっても、培養液２４の量を調整しておくことで、実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、このように気体移動路２３０が設けられていない場合、第１状態および第２状態の傾きをより傾斜させて、揺動角度を大きくすることが好ましい。これにより、培養部２１と気体収容部２２の間での培養液２４および気体の移動をより確実に実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0080】

この発明は、微細藻類を培養槽に収容して培養する培養装置の製造販売、および微細藻類の培養に利用することができる。

【符号の説明】

【0081】

１…微細藻類培養ユニット
２…培養槽
２１…培養部
２１ａ…先端部
２２…気体収容部
２３０…気体移動路
２４…培養液
２５…上端部
３…フレーム
３５…回転軸
４…動力源
５…ワイヤー
６…水槽
１０…微細藻類培養システム
１１…制御装置
１２…電力供給装置
１３…支持外装
１００…微細藻類培養装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】