特開 2024-112493 培養システム

(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】P2024112493

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】培養システム

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240814BHJP

   C12N 1/12 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 E

C12N1/12 A

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017544

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003683

【氏名又は名称】弁理士法人桐朋

(72)【発明者】

【氏名】町田 賢司

(72)【発明者】

【氏名】塩原 のぞみ

(72)【発明者】

【氏名】木下 翔平

(72)【発明者】

【氏名】土肥 瑞穂

(72)【発明者】

【氏名】後藤 稔

(72)【発明者】

【氏名】高橋 研介

(72)【発明者】

【氏名】塩崎 諭

(72)【発明者】

【氏名】原田 健

(72)【発明者】

【氏名】荒川 結

【テーマコード（参考）】

4B029

4B065

【Ｆターム（参考）】

4B029AA02

4B029BB04

4B029CC01

4B029DA01

4B029DB12

4B029DF01

4B065AA83X

4B065BC05

4B065CA54

(57)【要約】      （修正有）

【課題】微細藻類及び培養液が十分に撹拌される培養システムを提供する。
【解決手段】培養システム（１０）は、微細藻類を培養するための培養槽（２０）を含む培養装置（１２）と、培養液（Ｌ）を回収する回収装置（１４）とを備える。培養槽は、該培養槽の深さ方向（Ｘ）において該培養槽の最低位置に位置する底部（３０）を有する。回収装置は、培養槽内に収容される回収管（５０）を有する。回収管は、内部空間を有する筒状体である。回収管は、培養槽の底部に沿って延在する底側回収部（６２）を有する。底側回収部は、培養槽の深さ方向の上方を向く部位に形成された開放口（７２）を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

微細藻類を培養するための培養槽を含む培養装置と、前記培養槽から前記微細藻類を回収する回収装置とを備える培養システムであって、
前記培養槽は培養液を収容し、該培養槽の深さ方向において該培養槽の最低位置に位置する底部と、前記底部よりも高位置に位置する開口部と、を有し、
前記培養装置は、ガス供給源と、前記開口部から前記培養槽に挿入されるガス供給部と、を有し、
前記ガス供給部は、前記深さ方向の下方において前記培養液内で開口し且つ前記ガス供給源から供給されたガスを排出するガス排出口を有し、
前記回収装置は、前記培養槽内に収容される回収管と、吸引装置と、を有し、
前記回収管は、内部空間を有する筒状体であり、
前記回収管は、前記培養槽内の培養液に浸漬されたときに前記培養槽の前記底部に沿って延在し、且つ前記ガス供給部よりも前記深さ方向における下方に位置する底側回収部を有し、
前記底側回収部は、前記開口部を向く部位に形成された開放口を有する、培養システム。

【請求項2】

請求項１記載の培養システムにおいて、前記培養装置は、前記開口部から前記培養槽に挿入され且つ前記深さ方向に延在し、前記ガス排出口から排出された前記ガスをガイドするガイド部を有し、
前記底側回収部は、前記ガイド部よりも前記深さ方向における下方に位置する、培養システム。

【請求項3】

請求項２記載の培養システムにおいて、前記培養装置は、前記培養液の温度を調節するための温度調節水を収容し且つ前記培養槽に隣接する貯水槽を有し、
前記培養槽は、可撓性を示す素材からなる、培養システム。

【請求項4】

請求項３記載の培養システムにおいて、前記底側回収部の延在方向に対して直交する水平方向に平行な方向を幅方向とするとき、前記底側回収部の幅方向の寸法は、前記ガイド部の幅方向の寸法に略等しい、培養システム。

【請求項5】

請求項３記載の培養システムにおいて、前記回収管は、前記培養槽の延在方向における一端部において、前記底側回収部の延在方向における一端部と前記吸引装置とを接続し、且つ前記深さ方向に沿って延在する中継部を有し、
前記中継部は円筒形状に形成され、
前記底側回収部は、前記開放口によって断面半円状に形成される、培養システム。

【請求項6】

請求項３記載の培養システムにおいて、前記回収管は、前記培養槽における水平方向に沿った延在方向の一端部において、前記底側回収部の延在方向の一端部と前記吸引装置とを接続し、且つ前記深さ方向に沿って延在する中継部を有し、
前記ガイド部は、前記培養槽の前記延在方向に互いに間隔を置いて隣り合うように配置された第１ガイド部及び第２ガイド部を有し、
前記第１ガイド部は、前記培養槽の前記延在方向の他端部に隣接して前記深さ方向に沿って延在し、
前記第２ガイド部は、前記培養槽の前記延在方向において、前記第１ガイド部と前記中継部との間に位置し、
前記底側回収部は、前記培養槽の延在方向における前記一端部から、少なくとも、前記第２ガイド部の下方まで延在する、培養システム。

【請求項7】

請求項６記載の培養システムにおいて、前記底側回収部は、前記培養槽の延在方向における前記一端部から、前記第１ガイド部の下方にわたって延在する、培養システム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の培養システムにおいて、前記回収管を介して前記培養槽内に前記培養液を供給可能である、培養システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微細藻類を培養可能であり且つ培養後の微細藻類を回収可能な培養システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、気候変動の緩和又は影響軽減を目的とした取り組みが継続され、この実現に向けて二酸化炭素の排出量低減に関する研究開発が行われている。この観点から、微細藻類が着目されている。微細藻類は、光合成によって二酸化炭素を消費するからである。従って、微細藻類を培養する培養システムは、気候変動の緩和又は影響軽減に寄与するシステムとして期待されている。

【0003】

培養装置の一例として、特許文献１に開示された培養装置が挙げられる。この培養装置は、可撓性を示す材料からなる収容部（培養槽）と、複数個のガス供給部と、複数個のガイド部とを備える。可撓性を示す材料は、例えば、特許文献２に記載されるビニル袋である。

【0004】

特許文献１記載の培養装置において、複数個のガス供給部は、収容部の底部に設けられる。ガイド部は、収容部内において、ガス供給部の直上に配置される。ガス供給部から供給されたガスは、案内部に案内されて培養液内を上昇する。これに伴い、培養液に対流が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－１５７４６０号公報

【特許文献2】実用新案登録第３２１３４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の図面には特に示されていないが、培養装置は、培養された微細藻類及び培養液を回収する回収管が設けられる。回収管を培養液に浸漬した状態でガス供給部からガスを培養液に供給した場合、回収管によって対流が妨げられる懸念がある。

【0007】

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態によれば、微細藻類を培養するための培養槽を含む培養装置と、前記培養槽から前記微細藻類を回収する回収装置とを備える培養システムであって、前記培養槽は培養液を収容し、該培養槽の深さ方向において該培養槽の最低位置に位置する底部と、前記底部よりも高位置に位置する開口部と、を有し、前記培養装置は、ガス供給源と、前記開口部から前記培養槽に挿入されるガス供給部と、を有し、前記ガス供給部は、前記深さ方向の下方において前記培養液内で開口し且つ前記ガス供給源から供給されたガスを排出するガス排出口を有し、前記回収装置は、前記培養槽内に収容される回収管と、吸引装置と、を有し、前記回収管は、内部空間を有する筒状体であり、前記回収管は、前記培養槽内の培養液に浸漬されたときに前記培養槽の前記底部に沿って延在し、且つ前記ガス供給部よりも前記深さ方向における下方に位置する底側回収部を有し、前記底側回収部は、前記開口部を向く部位に形成された開放口を有する、培養システムが提供される。

【発明の効果】

【0009】

上記の構成において、培養槽の深さ方向の下方で培養液内に排出されたガスは、培養液との比重差に基づいて、培養槽の深さ方向における上方に向かって上昇する。このガス流れに基づき、培養槽内において、培養液に対流が生じる。すなわち、微細藻類及び培養液が流動する。具体的に、微細藻類及び培養液は、ガスとともに上昇し、その後に下降する。これにより、微細藻類及び培養液が撹拌される。

【0010】

ここで、回収管の一部である底側回収部は、培養槽の開口部を向く部位で開口した開放口を有する。微細藻類及び培養液の流れが底側回収部に到達したとき、流れは、開放口から底側回収部の中空内部に流入した後、該中空内部から開放口を介して培養液に戻る。このように、底側回収部に開放口を形成したことにより、微細藻類及び培養液の流動が底側回収部によって阻害されることが回避される。従って、微細藻類及び培養液が十分に撹拌される。このため、微細藻類の培養が促進される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る培養システムの概略システム図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、回収管の要部概略斜視図である。

【図4】図４は、図３の回収管と別形状の回収管の要部概略斜視図である。

【図5】図５は、培養槽及び貯水槽の底部近傍の拡大断面図である。

【図6】図６は、底側回収部を有しない回収管を用いて培養槽内の培養液を吸引している状態を示す要部概略断面図である。

【図7】図７は、底側回収部を有する回収管を用いて培養槽内の培養液を吸引している状態を示す要部概略断面図である。

【図8】図８は、変形例に係る培養システムを構成する培養槽の概略縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、本実施形態に係る培養システム１０の概略システム図である。培養システム１０は、培養装置１２と、回収装置１４とを備える。

【0013】

図１及び図２を参照し、培養装置１２につき説明する。培養装置１２は、培養槽２０と、貯水槽２２とを有する。本態様において、培養槽２０及び貯水槽２２は、可撓性を示す材料からなる。可撓性を示す材料の典型例としては、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が挙げられる。培養槽２０及び貯水槽２２は、例えば、袋形状物である。培養槽２０及び貯水槽２２は、所定の設置箇所において、保持フレーム２４に保持される。

【0014】

なお、培養槽２０の素材は、可撓性を示す材料でなくてもよい。例えば、培養槽２０の素材はプラスチック又はガラスでもよい。培養装置１２は、貯水槽２２を有しなくてもよい。

【0015】

袋形状の培養槽２０は、底部３０と、４個の側部３２ａ～３２ｄとを有する。底部３０は、培養槽２０の全部位中で、重力方向Ｇにおける最低位置（最下部）に位置する。４個の側部３２ａ～３２ｄは、底部３０に対して略垂直に折れ曲がり、鉛直方向上方に向かって延びる。培養槽２０の最上部は、開口部３４である。このように、開口部３４は、底部３０よりも高位置に位置する。培養槽２０は、底部３０と、４個の側部３２ａ～３２ｄと、開口部３４とにより、略四角筒形状に形成される。

【0016】

以下、４個の側部３２ａ～３２ｄにおける高低に沿った延在方向を、培養槽２０の深さ方向Ｘと定義する。本態様では、培養槽２０の深さ方向Ｘは重力方向Ｇに略一致する。従って、本態様では、重力方向Ｇに対する培養槽２０の深さ方向Ｘの傾斜角度は略ゼロである。すなわち、培養槽２０は直立姿勢である。

【0017】

図１と図２とを対比して理解されるように、側部３２ａ、３２ｃの水平方向に沿った長さは、側部３２ｂ、３２ｄの水平方向に沿った長さよりも大きい。以下、側部３２ａ、３２ｃが延在する水平方向を、培養槽２０の延在方向Ｙ（図１参照）と呼ぶ。側部３２ｂ、３２ｄは、培養槽２０の延在方向Ｙにおける端部に位置する。また、側部３２ｂ、３２ｄが延在する水平方向を、培養槽２０の幅方向Ｚ（図２参照）と呼ぶ。

【0018】

培養槽２０の内部は、微細藻類及び培養液Ｌを収容するスペースである。微細藻類の具体例としては、独立行政法人製品評価技術基盤機構特許生物寄託センターに寄託した「ＨｏｎｄａＤＲＥＡＭＯ株」が挙げられる。製品評価技術基盤機構特許生物寄託センターの所在地は、千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８ １２２号室である。ＨｏｎｄａＤＲＥＡＭＯ株の受託日は２０１６年４月２２日であり、受託番号はＦＥＲＭ ＢＰ－２２３０６である。培養液Ｌは、典型的には水である。

【0019】

培養装置１２は、ガス供給装置３８を有する。図１に示すように、本態様では、ガス供給装置３８は、ガス供給源４０と、ガス供給部４２と、ガイド部４４とを有する。ガス供給源４０は、例えば、二酸化炭素を含むガスを貯留したタンクである。二酸化炭素を含むガスは、例えば、工場の排ガスである。本態様において、ガス供給部４２は、第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄを有し、ガイド部４４は、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄを有する。

【0020】

第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄ及び第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄは、培養槽２０の内部に挿入される。本態様では、第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄ及び第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄは、培養槽２０に対して挿抜可能である。培養槽２０から微細藻類及び培養液Ｌを回収する際、ガス供給部４２及びガイド部４４は不要である。従って、ガス供給部４２及びガイド部４４を培養槽２０から取り出した後、培養槽２０から微細藻類及び培養液Ｌを回収してもよい。しかしながら、ガス供給部４２及びガイド部４４を培養槽２０に挿入した状態で、培養槽２０から微細藻類及び培養液Ｌを回収することも可能である。

【0021】

第１ガイド部４４ａは、培養槽２０の側部３２ｂに隣接する。第２ガイド部４４ｂは、第１ガイド部４４ａに対し、延在方向Ｙに沿って所定の間隔を置いて隣り合う。第３ガイド部４４ｃは、第２ガイド部４４ｂに対し、延在方向Ｙに沿って所定の間隔を置いて隣り合う。第４ガイド部４４ｄは、第３ガイド部４４ｃに対し、延在方向Ｙに沿って所定の間隔を置いて隣り合う。第１ガイド部４４ａと第２ガイド部４４ｂとの離間間隔、第２ガイド部４４ｂと第３ガイド部４４ｃとの離間間隔、第３ガイド部４４ｃと第４ガイド部４４ｄとの離間間隔は、互いに略等しい。なお、本態様においては４個の第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄを設けているが、ガイド部４４の個数は４個に限定されず、培養槽２０の容積に応じて適切に決定される。

【0022】

第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの各々は、図示しないフック部を有する。フック部が保持フレーム２４に保持されることにより、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄが培養槽２０内の所定箇所に位置決めされる。

【0023】

培養槽２０の側部３２ａから第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄを見たとき、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄは、略逆Ｌ字形状の中空体である。第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの各々において、下端と、培養槽２０の側部３２ｄを向く側部とは、開口している。この開口により、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの各々に取込口４６が形成されている。すなわち、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの取込口４６は全て、同一方向を向いている。

【0024】

第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄには、第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄがそれぞれ支持される。第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄの一端は、図１に示されるガス供給源４０にそれぞれ接続されている。第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄの他端は、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの取込口４６の下開口にそれぞれ回り込んでいる。第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄの他端には、ガス排出口４８がそれぞれ形成されている。

【0025】

ガス排出口４８からは、ガス供給源４０から供給されたガスが排出される。ガス排出口４８から排出されたガスは、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの取込口４６の下開口を介して、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄ内に流入する。

【0026】

貯水槽２２の内部は、温度調節水Ｃを貯留するスペースである。温度調節水Ｃは、培養槽２０内の培養液Ｌを冷却する。

【0027】

回収装置１４は、回収管５０と、吸引装置５１とを有する。本態様において、吸引装置５１は双方向ポンプ５２である。双方向ポンプ５２は、第１送液管５４及び第２送液管５６を介して回収タンク５８に接続される。双方向ポンプ５２は、給排管６０を介して回収管５０に接続される。

【0028】

双方向ポンプ５２は、培養槽２０内の培養液Ｌを、回収管５０、給排管６０及び第１送液管５４を介して回収タンク５８に送り出す。また、双方向ポンプ５２は、回収タンク５８内の培養液Ｌを、第２送液管５６、給排管６０及び回収管５０を介して培養槽２０に戻す。このことから理解されるように、双方向ポンプ５２は、培養槽２０内の培養液Ｌを吸い込む吸引装置と、培養液Ｌを培養槽２０に送る供給装置とを兼ねる。また、回収管５０は、培養液Ｌを培養槽２０から回収するための管であり、且つ培養液Ｌを培養槽２０に供給するための管である。

【0029】

回収管５０につき説明する。図１に示すように、回収管５０は、底側回収部６２と、中継部６４とを有する。回収管５０は、内部空間６８を有する中空体である。すなわち、回収管５０は筒形状体である。

【0030】

底側回収部６２は、第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄの下端よりも下方において、培養槽２０の底部３０に隣接する。底側回収部６２は、この位置で、培養槽２０の水平な延在方向Ｙに沿って延在する。すなわち、底側回収部６２の延在方向は、培養槽２０の延在方向Ｙと同じ方向である。

【0031】

底側回収部６２は、中継部６４の下端に連なる基端部６６と、側部３２ｂを向く先端部７０とを有する。基端部６６は、側部３２ｄに隣接する。先端部７０は、好ましくは、第１ガイド部４４ａの下方に位置する。本態様では、図１に示すように、底側回収部６２は、培養槽２０の延在方向Ｙにおける一端部（側部３２ｄ）から、第１ガイド部４４ａの下方にわたって延在する。先端部７０の位置は、特にこれに限定されない。先端部７０の位置は、例えば、第１ガイド部４４ａと第２ガイド部４４ｂとの間であってもよい。底側回収部６２は、培養槽２０の延在方向Ｙにおける一端部（側部３２ｄ）から、少なくとも、第２ガイド部４４ｂの下方まで延在することが好ましい。

【0032】

図３に示すように、底側回収部６２において、開口部３４を向く部位には、開放口７２が形成されている。開放口７２は、底側回収部６２の延在方向に沿って延在する。このため、底側回収部６２を幅方向Ｚに沿って見たときの断面は、例えば、半円形状である。開放口７２を介して、底側回収部６２の内部空間６８と、培養槽２０の内部とが連通する。

【0033】

底側回収部６２を幅方向Ｚに沿って見たときの断面は、半円形状に特に限定されない。底側回収部６２を幅方向Ｚに沿って見たときの断面は、例えば、図４に示す回収管５５のように、上部が開口した四角形状であってもよい。このように、該断面は、上部が開口した多角形形状であってもよい。なお、図４において、図３に示す構成要素と同一の構成要素には、理解を容易にするために同一の参照符号を付している。

【0034】

図３及び図４に示すように、先端部７０は開口端である。すなわち、先端部７０には、末端孔７４が形成される。末端孔７４も、底側回収部６２の内部空間６８と、培養槽２０の内部とを連通させる。開放口７２及び末端孔７４は、互いに連なる。

【0035】

図３及び図４においては、底側回収部６２と中継部６４とが別部材である回収管５０、５５をそれぞれ例示している。中継部６４において、Ｌ字型に屈曲した部分も別部材であってもよい。また、回収管５０、５５は、底側回収部６２と中継部６４とが一体的に設けられた単一部材であってもよい。

【0036】

図５に、培養槽２０の底部３０及び貯水槽２２の底部を拡大して示す。なお、図５における視線方向は、側部３２ｂから側部３２ｄに向かう方向である。底側回収部６２は、幅方向Ｚに沿って寸法Ｄ１を有する。寸法Ｄ１は、底側回収部６２の外径に等しい。従って、以下、寸法Ｄ１を外径Ｄ１と呼ぶ。第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄは、幅方向Ｚに沿って幅方向寸法Ｗ１を有する。本態様において、底側回収部６２の外径Ｄ１と、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの幅方向寸法Ｗ１とは互いに略等しい。ただし、外径Ｄ１と幅方向寸法Ｗ１とが互いに相違してもよい。

【0037】

図１に示すように、中継部６４は、底部３０において、側部３２ｄの近傍で底側回収部６２の基端部６６に連なる。中継部６４は、底側回収部６２に対して約９０°折れ曲がるように連なる。中継部６４は、さらに、培養槽２０の側部３２ｄに隣接して、培養槽２０の深さ方向Ｘ（重力方向Ｇ）に沿って延在する。従って、回収管５０は、略Ｌ字形状をなす。中継部６４には、給排管６０を介して双方向ポンプ５２（吸引装置５１）が接続される。

【0038】

中継部６４は、典型的には円筒形状である。又は、中継部６４は、角筒形状であってもよい。特に図示していないが、中継部６４に吸引孔を形成してもよい。

【0039】

回収管５０は、培養槽２０の内部に対し、例えば、挿抜可能に挿入される。回収管５０は、培養槽２０から微細藻類及び培養液Ｌを回収するときに稼働され、培養槽２０内で微細藻類を培養するときには稼働されない。しかしながら、培養槽２０内で微細藻類を培養するとき、回収管５０を培養液Ｌから取り出した状態とする必要は特にない。

【0040】

本実施形態に係る培養システム１０は、基本的には以上のように構成される。次に、培養システム１０の動作について説明する。

【0041】

微細藻類の培養を行う場合、培養槽２０の内部に、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄ、第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄ、培養液Ｌ及び微細藻類を収容する。本実施形態では、この時点で、培養槽２０内に回収管５０を併せて収容する。

【0042】

次に、回収タンク５８内に貯留された培養液Ｌを、回収管５０を介して培養槽２０に供給する。この場合、双方向ポンプ５２が起動される。これにより、回収タンク５８内の培養液Ｌが、第２送液管５６、給排管６０及び回収管５０を流通する。上記したように、回収管５０の一部である底側回収部６２には、開放口７２及び末端孔７４が形成されている。従って、回収管５０の内部空間６８に到達した培養液Ｌは、開放口７２及び末端孔７４を介して、培養槽２０内に排出される。先端部７０が、少なくとも、第２ガイド部４４ｂの下方に位置する場合、培養液Ｌを培養槽２０内に略均等に供給することができる。

【0043】

次に、ガス供給源４０（図１参照）から、二酸化炭素を含むガスが供給される。ガスは、第１ガス供給部４２ａ～第４ガス供給部４２ｄを流通した後、ガス排出口４８から排出される。ガスは、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄにおける取込口４６の下開口の付近で、気泡１００を形成する。ここで、取込口４６は、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄにおいて、培養槽２０の側部３２ｄを向く部位でも開口している。このため、気泡１００が第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄに案内されながら培養液Ｌ中を上昇するとき、図１に矢印Ｓで示すように、気泡１００の周囲の培養液Ｌが、取込口４６の側方開口から取り込まれる。これにより、気泡１００の周囲の培養液Ｌが気泡１００に巻き込まれる。

【0044】

気泡１００に巻き込まれた培養液Ｌは、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄに沿って上昇する。その後、培養液Ｌ及び気泡１００の進行方向は、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの各々の天井部に接触することで変更される。すなわち、第１ガイド部４４ａ～第３ガイド部４４ｃに沿って上昇した培養液Ｌ及び気泡１００は、第２ガイド部４４ｂ～第４ガイド部４４ｄに向かってそれぞれ流れる。第４ガイド部４４ｄに沿って上昇した培養液Ｌ及び気泡１００は、培養槽２０の側部３２ｄに向かって流れる。

【0045】

第２ガイド部４４ｂ～第４ガイド部４４ｄに接触した培養液Ｌは、第２ガイド部４４ｂ～第４ガイド部４４ｄに沿って下降する。培養槽２０の側部３２ｄに接触した培養液Ｌは、側部３２ｄに沿って下降する。

【0046】

下降した培養液Ｌは、底側回収部６２に向かって進行する。ここで、底側回収部６２において、開口部３４を向く部位には開放口７２が形成されている。このため、底側回収部６２において、幅方向Ｚからみた断面は略半円筒形状である。従って、培養液Ｌは、図１に示すように、開放口７２を介して底側回収部６２の内部空間６８に流入する。

【0047】

培養液Ｌは、内部空間６８内を、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの各々の下方に向かって若干流通する。上記したように、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの各々において、取込口４６を介して、培養槽２０内の培養液Ｌが取り込まれている。内部空間６８内の培養液Ｌは、培養槽２０内の培養液Ｌと合流して、取込口４６から取り込まれる。

【0048】

以上の現象に基づき、図１に矢印Ａで示すように、第１ガイド部４４ａと第２ガイド部４４ｂとの間で小対流が発生する。同様に、第２ガイド部４４ｂと第３ガイド部４４ｃとの間、第３ガイド部４４ｃと第４ガイド部４４ｄとの間にも、矢印Ａで示すように、小対流がそれぞれ発生する。第４ガイド部４４ｄと培養槽２０の側部３２ｄとの間にも、矢印Ａで示すように、小対流が発生する。

【0049】

４個の小対流が複合することにより、培養槽２０内の培養液Ｌにおいて、矢印Ｂで示すように大対流が発生する。小対流及び大対流により、気泡１００が拡散する。すなわち、ガスに含まれる二酸化炭素が培養液Ｌの全体に拡散し、且つ培養液Ｌに十分に溶解する。また、小対流及び大対流により、微細藻類が撹拌される。このため、微細藻類が沈殿又は凝集することが防止される。

【0050】

培養槽２０内の培養液Ｌは、貯水槽２２に貯留された温度調節水Ｃによって冷却される。このため、培養液Ｌの温度が過度に上昇することが回避される。

【0051】

以上のような理由から、微細藻類が培養槽２０の全体において良好に培養される。微細藻類は、培養の最中、培養槽２０に照射される光を浴びる。これに伴い微細藻類が光合成を活発に営むことに基づいて、二酸化炭素が十分に消費される。なお、光は、太陽光又は人工光である。

【0052】

このように、底側回収部６２が培養槽２０内に存在する場合であっても、底側回収部６２に開放口７２を形成したことに基づき、培養液Ｌを対流させることが可能である。すなわち、本実施形態によれば、回収管５０によって培養液Ｌの対流が阻害されることを回避することができる。従って、回収管５０を培養槽２０内に挿入した状態で、微細藻類を培養することが可能である。

【0053】

微細藻類の培養が終了した後、培養槽２０の開口部３４を閉塞し、双方向ポンプ５２を起動する。これに伴い、培養槽２０内の培養液Ｌ及び微細藻類が、回収管５０の内部空間６８に吸い込まれる。具体的に、培養液Ｌ及び微細藻類は、回収管５０に形成された開放口７２及び末端孔７４から回収管５０の内部空間６８に流入する。培養液Ｌ及び微細藻類は、さらに、給排管６０及び第１送液管５４を介して回収タンク５８に送り出される。

【0054】

培養槽２０から培養液Ｌ及び微細藻類が抜き出されることに伴い、培養槽２０内の培養液の圧力（内圧）が低下する。培養槽２０の材料が可撓性を有するので、内圧が低下した培養槽２０は、外気圧によって収縮する。

【0055】

回収管５０が底側回収部６２を有していない場合、側部３２ｂから側部３２ｄを見た図６に示すように、培養槽２０において、例えば、第４ガイド部４４ｄの下方の部位が、貯水槽２２内の温度調節水Ｃの圧力を受けて狭小化する懸念がある。このように狭小化した部位を、培養液Ｌ及び微細藻類が流通することは困難である。従って、培養槽２０内の培養液Ｌを回収することも困難である。

【0056】

これに対し、本実施形態において、回収管５０は底側回収部６２を有する。底側回収部６２の外径Ｄ１（幅方向寸法）は、第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの幅方向寸法Ｗ１に略等しい。従って、内圧が低下した培養槽２０が外気圧によって収縮するとき、側部３２ｂから側部３２ｄを見た図７に示すように、底側回収部６２及び第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄが側部３２ａと側部３２ｃとの間でストッパとして機能する。換言すれば、底側回収部６２及び第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄは、側部３２ａと側部３２ｃとの間で培養槽２０の過度な収縮を抑制する支えとなる。この支えにより、培養液Ｌ及び微細藻類が回収される間、側部３２ａと側部３２ｃとが所定の間隔で離間する。従って、十分な量の培養液Ｌ及び微細藻類が、底側回収部６２に向かって移動することができる。以上のような理由から、培養液Ｌ及び微細藻類を、開放口７２及び末端孔７４を介して、底側回収部６２の内部空間６８に円滑に導くことができる。

【0057】

底側回収部６２は、側部３２ｂから、少なくとも第２ガイド部４４ｂの下方まで延在する。底側回収部６２は、好ましくは、側部３２ｂから第１ガイド部４４ａの下方にわたって延在する。従って、第３ガイド部４４ｃ及び第４ガイド部４４ｄが培養液Ｌ中に存在するにも拘わらず、第１ガイド部４４ａと第２ガイド部４４ｂとの間の培養液Ｌ及び微細藻類を、底側回収部６２によって十分に回収することが可能である。すなわち、培養槽２０内の全体にわたって培養液Ｌ及び微細藻類を略均等に回収することができる。

【0058】

以上から理解されるように、本実施形態によれば、培養槽２０に皺が形成されることを抑制しながら、培養液Ｌ及び微細藻類の略全量を培養槽２０から抜き出すことが可能である。

【0059】

培養槽２０が収縮することに伴い、培養槽２０の側部３２ａ、側部３２ｂ及び側部３２ｃが底側回収部６２に向かって引き寄せられる。本実施形態では、底側回収部６２の先端部７０が第１ガイド部４４ａの下方に位置する。すなわち、側部３２ｂと先端部７０との間にクリアランスが形成されている。従って、培養槽２０が収縮するとき、先端部７０が側部３２ｂに接触することが回避される。このため、先端部７０が培養槽２０を突き破ることが防止される。

【0060】

その一方で、側部３２ａ及び側部３２ｃが底側回収部６２の外面に接触することが想定される。底側回収部６２は略半円筒形状であるので、該底側回収部６２の外面に角部が存在しない。このため、側部３２ａ及び側部３２ｃが底側回収部６２の外面に接触した場合であっても、底側回収部６２が側部３２ａ及び側部３２ｃを突き破ることが回避される。

【0061】

また、培養槽２０が収縮することに伴い、培養槽２０の側部３２ａ、側部３２ｂ及び側部３２ｄが中継部６４の外面に接触することが想定される。ここで、中継部６４は円筒形状であるので、該中継部６４の外面に角部が存在しない。このため、側部３２ａ、側部３２ｂ及び側部３２ｄが中継部６４に接触した場合であっても、中継部６４が側部３２ａ、側部３２ｂ及び側部３２ｄを突き破ることが回避される。

【0062】

回収タンク５８に回収された微細藻類は、遠心分離法、凝集分離法又は自然沈降等の公知の手法によって培養液Ｌから分離される。回収タンク５８に残った培養液Ｌは、その後、回収タンク５８の底部から抜き出され、第２送液管５６、給排管６０及び回収管５０を介して、培養槽２０に戻される。培養液Ｌは、微細藻類の培養に適するように成分調整が施された後、培養槽２０に戻されることが好ましい。以降は、上記と同様にして、微細藻類の培養が行われる。

【0063】

このように、回収管５０を介して培養槽２０内に培養液Ｌを供給可能としたことにより、回収管５０とは別の供給管を培養システム１０に設けることが不要となる。従って、培養システム１０の構成が簡素化する。また、同一の培養液Ｌを繰り返して培養に用いることができるので、省資源化を図ることができる。

【0064】

しかも、底側回収部６２によって第１ガイド部４４ａ～第４ガイド部４４ｄの下方にスペースが形成される。このため、培養液Ｌを培養槽２０の全体に万遍なく供給することができる。

【0065】

図１～図７は、培養槽２０の深さ方向Ｘが重力方向Ｇに略一致している態様を示している。これに対し、図８に示す培養装置１１２では、培養槽２０の深さ方向Ｘが重力方向Ｇに対して傾斜している。この態様においても、図１～図７に示す態様と同様の効果が得られる。

【0066】

以上説明したように、本実施形態は、微細藻類を培養するための培養槽（２０）を含む培養装置（１２）と、前記培養槽から前記微細藻類を回収する回収装置（１４）とを備える培養システム（１０）であって、前記培養槽は培養液（Ｌ）を収容し、該培養槽の深さ方向（Ｘ）において該培養槽の最低位置に位置する底部（３０）と、前記底部よりも高位置に位置する開口部（３４）と、を有し、前記培養装置は、ガス供給源（４０）と、前記開口部から前記培養槽に挿入されるガス供給部（４２）と、を有し、前記ガス供給部は、前記深さ方向の下方において前記培養液内で開口し且つ前記ガス供給源から供給されたガスを排出するガス排出口（４８）を有し、前記回収装置は、前記培養槽内に収容される回収管（５０）と、吸引装置（５１）と、を有し、前記回収管は、内部空間（６８）を有する筒状体であり、前記回収管は、前記培養槽内の培養液（Ｌ）に浸漬されたときに前記培養槽の前記底部に沿って延在し、且つ前記ガス供給部よりも前記深さ方向における下方に位置する底側回収部（６２）を有し、前記底側回収部は、前記開口部を向く部位に形成された開放口（７２）を有する、培養システムを開示する。

【0067】

培養槽の深さ方向下方から培養液内に排出されたガスは、培養液との比重差に基づいて、培養槽の深さ方向上方に向かって上昇する。このガス流れに基づき、培養槽内において、培養液Ｌに対流が生じる。すなわち、微細藻類及び培養液が流動する。具体的に、微細藻類及び培養液は、ガスとともに上昇し、その後に下降する。これにより、微細藻類及び培養液が撹拌される。

【0068】

ここで、回収管の一部である底側回収部は、培養槽の開口部を向く部位で開口した開放口を有する。微細藻類及び培養液の流れが底側回収部に到達したとき、流れは、開放口から底側回収部の内部空間に流入した後、底側回収部の内部空間から開放口を介して培養槽に戻る。

【0069】

以上から理解されるように、底側回収部に開放口を形成したことにより、微細藻類及び培養液の流動が底側回収部によって阻害されることが回避される。従って、微細藻類及び培養液が十分に撹拌される。このため、微細藻類の培養が促進される。

【0070】

しかも、以上のような理由から、回収管を培養槽に収容した状態で微細藻類を培養することができる。従って、微細藻類を培養する毎に回収管を培養槽から取り出す必要は特にない。このため、煩雑な作業が不要である。

【0071】

本実施形態は、前記培養装置は、前記開口部から前記培養槽に挿入され且つ前記深さ方向に延在し、前記ガス排出口から排出された前記ガスをガイドするガイド部（４４）を有し、前記底側回収部は、前記ガイド部よりも前記深さ方向における下方に位置する、培養システムを開示する。

【0072】

この構成においては、ガイド部により、ガスの流れ方向と、培養液及び微細藻類の流れ方向とを規定することが可能である。また、底側回収部がガイド部よりも深さ方向における下方に位置するので、ガスの培養槽内におけるガスの上昇が底側回収部によって妨げられることが回避される。

【0073】

本実施形態は、前記培養装置は、前記培養液の温度を調節するための温度調節水（Ｃ）を収容し且つ前記培養槽に隣接する貯水槽（２２）を有し、前記培養槽は、可撓性を示す素材からなる、培養システムを開示する。

【0074】

培養装置が貯水槽を有する場合、培養槽内の微細藻類及び培養液を、底側回収部を有しない回収部を介して回収（吸引）するとき、貯水槽内の温度調節水の圧力によって培養槽の一部が潰れる懸念がある。換言すれば、培養液内における培養液の流路が著しく狭小となる。狭小な流路を培養液が通過することは、容易ではない。従って、この場合、培養液及び微細藻類を回収することは容易ではない。

【0075】

これに対し、上記の構成によれば、底側回収部が培養槽の過度な収縮を抑制する支えとなる。すなわち、底側回収部は、培養槽に対するストッパとして機能する。このように、底側回収部は、培養槽の内面を支えて該培養槽が潰れることを防止する。これにより、培養液内において、培養液の流路が確保される。従って、培養液及び微細藻類を容易に回収することが可能である。

【0076】

本実施形態は、前記底側回収部の延在方向に対して直交する水平方向に平行な方向を幅方向（Ｚ）とするとき、前記底側回収部の幅方向の寸法（Ｄ１）は、前記ガイド部の幅方向の寸法（Ｗ１）に略等しい、培養システムを開示する。

【0077】

この場合、ガイド部が培養槽に対するストッパとして機能する。すなわち、ガイド部は、培養槽の内面を支えて該培養槽が潰れることを防止する。その結果、培養液内において、培養液の十分な流路が確保される。従って、培養液及び微細藻類を一層容易に回収することが可能である。

【0078】

本実施形態は、前記回収管は、前記培養槽の延在方向における一端部において、前記底側回収部の延在方向における一端部と前記吸引装置とを接続し、且つ前記深さ方向に沿って延在する中継部（６４）を有し、前記中継部は円筒状に形成され、前記底側回収部は、前記開放口によって断面半円状に形成される、培養システムを開示する。

【0079】

底側回収部が断面半円状であるので、該底側回収部の外面に角部が存在しない。このため培養槽から培養液を回収（吸引）するとき、収縮した培養槽が底側回収部に接触した場合であっても、底側回収部が培養槽を突き破ることが回避される。

【0080】

本実施形態は、前記回収管は、前記培養槽における水平方向に沿った延在方向の一端部において、前記底側回収部の延在方向の一端部と前記吸引装置とを接続し、且つ前記深さ方向に沿って延在する中継部（６４）を有し、前記ガイド部は、前記培養槽の前記延在方向に互いに間隔を置いて隣り合うように配置された第１ガイド部（４４ａ）及び第２ガイド部（４４ｂ）を有し、前記第１ガイド部は、前記培養槽の前記延在方向の他端部に隣接して前記深さ方向に沿って延在し、前記第２ガイド部は、前記培養槽の前記延在方向において、前記第１ガイド部と前記中継部との間に位置し、前記底側回収部は、前記培養槽の延在方向における前記一端部から、少なくとも、前記第２ガイド部の下方まで延在する、培養システムを開示する。

【0081】

底側回収部が培養槽の延在方向における一端部から、第１ガイド部と第２ガイド部との間まで延在している。従って、第２ガイド部と中継部との間に別のガイド部が設けられた場合であっても、培養槽内の培養液を略均等に回収することが容易である。

【0082】

本実施形態は、前記底側回収部は、前記培養槽の延在方向における前記一端部から、前記第１ガイド部の下方にわたって延在する、培養システムを開示する。

【0083】

この場合、底側回収部の先端部が第１ガイド部の下方に位置する。従って、培養槽が収縮するとき、底側回収部の先端部が、培養槽の延在方向における他端部に接触することが回避される。このため、底側回収部の先端部が培養槽を突き破ることが防止される。

【0084】

本実施形態は、前記回収管を介して前記培養槽内に前記培養液を供給可能である、培養システムを開示する。

【0085】

この場合、回収管が、培養液を供給する供給管を兼ねる。従って、回収管と供給管とを個別に培養槽内に設ける必要がない。従って、培養システムが簡素化する。また、場合によっては、同一の培養液を繰り返して培養に用いることが可能である。このため、省資源化を図ることができる。しかも、培養槽内では、底側回収部によってガイド部の下方に十分なスペースが形成される。このため、培養液を培養槽の全体に万遍なく供給することが可能である。

【0086】

なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

【符号の説明】

【0087】

１０…培養システム １２、１１２…培養装置
１４…回収装置 ２０…培養槽
２２…貯水槽 ３０…底部
３２ａ～３２ｄ…側部 ３４…開口部
３８…ガス供給装置 ４０…ガス供給源
４２…ガス供給部 ４４…ガイド部
４６…取込口 ４８…ガス排出口
５０、５５…回収管 ５１…吸引装置
５２…双方向ポンプ ５８…回収タンク
６２…底側回収部 ６４…中継部
６８…内部空間 ７２…開放口
１００…気泡 Ｃ…温度調節水
Ｌ…培養液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】