特開 2024-165283 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】P2024165283

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】培養システム

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20241121BHJP

   C12M 1/26 20060101ALI20241121BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20241121BHJP

   C12N 1/12 20060101ALN20241121BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 E

C12M1/26

C12M1/34 Z

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 2023081351

(22)【出願日】2023-05-17

(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】木下 翔平

(72)【発明者】

【氏名】塩原 のぞみ

(72)【発明者】

【氏名】町田 賢司

(72)【発明者】

【氏名】後藤 稔

(72)【発明者】

【氏名】土肥 瑞穂

(72)【発明者】

【氏名】塩崎 諭

(72)【発明者】

【氏名】高橋 研介

(72)【発明者】

【氏名】原田 健

(72)【発明者】

【氏名】荒川 結

(72)【発明者】

【氏名】田村 弘

【テーマコード（参考）】

4B029

4B065

【Ｆターム（参考）】

4B029AA02

4B029AA07

4B029AA09

4B029BB04

4B029DA01

4B029DF05

4B029FA15

4B029HA05

4B029HA09

4B065AA83X

4B065BC18

4B065CA54

4B065CA60

(57)【要約】      （修正有）

【課題】培養液の液面を検出する水位センサが不要な、微細藻類を培養するための培養システムを提供する。
【解決手段】培養システム１０は、培養槽２０と、培養槽に培養液Ｌを供給する供給装置３０とを備える。培養槽は、培養液を収容可能な複数個の収容部２２を有する。供給装置は、培養液を複数個の収容部に送液する送液装置３４と、培養液を複数個の収容部の各々に供給する供給管３８とを有する。培養システムは、供給管を開閉可能な第１フロート弁４８を有する。第１フロート弁を構成する第１フロート５０は、培養液の液面が収容部の深さ方向Ｘに沿って上昇するにつれて深さ方向の上方に移動する。
【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と、前記培養槽に培養液を供給する供給装置とを備える培養システムであって、
前記培養槽は、前記培養液を収容可能な複数個の収容部を有し、
前記供給装置は、前記培養液を前記複数個の収容部に送液する送液装置と、前記送液装置から送液された前記培養液を前記複数個の収容部の各々に供給する供給管とを有し、
前記培養システムは、前記供給管を開閉可能な第１フロート弁を有し、
前記第１フロート弁を構成する第１フロートは、前記培養液の液面が前記収容部の深さ方向に沿って上昇するにつれて前記深さ方向の上方に移動することで前記供給管を閉塞する、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、前記送液装置は、前記複数個の収容部から前記培養液を回収可能な吸引装置を兼ね、
前記複数個の収容部の各々は、可撓性を示す素材から構成され、
前記培養システムは、回収管と、前記回収管を閉塞可能な第２フロート弁とを有し、
前記第２フロート弁を構成する第２フロートは、前記深さ方向において前記第１フロートよりも上方に位置する、培養システム。

【請求項3】

請求項１又は２記載の培養システムにおいて、前記供給装置は、前記送液装置に接続された基管を有し、前記供給管は、前記基管から分岐して前記複数個の収容部の各々に向かって延びる、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、前記複数個の収容部は、前記基管における前記培養液の流通方向の上流から下流に沿って並び、前記基管における前記流通方向の上流から下流に向かうにつれて、前記基管と、前記複数個の収容部の各々とを接続する前記供給管が個別に分岐する、培養システム。

【請求項5】

請求項１記載の培養システムにおいて、前記培養システムは制御部を備え、前記第１フロートが前記供給管を閉塞した際に前記複数個の収容部の各々に収容された前記培養液を所定量とするとき、前記制御部は、前記複数個の収容部の全てにおいて前記所定量の前記培養液が収容されたと判断した場合に前記送液装置を停止する、培養システム。

【請求項6】

請求項５記載の培養システムにおいて、前記制御部に、前記送液装置による前記培養液の供給を開始してから前記複数個の収容部の全てにおいて前記所定量の前記培養液が収容されるまでの所要時間が予め設定され、
前記制御部は、前記送液装置による前記培養液の供給を開始してからの実経過時間が前記所要時間に一致したときに前記送液装置を停止する、培養システム。

【請求項7】

請求項５記載の培養システムにおいて、前記制御部は、前記送液装置における前記培養液の供給圧力の情報を取得し、前記供給圧力が圧力閾値まで上昇したときに前記送液装置を停止する、培養システム。

【請求項8】

請求項１記載の培養システムにおいて、前記複数個の収容部の各々における容積が互いに略同一であり、且つ前記第１フロートが、前記複数個の収容部の前記深さ方向において互いに同一位置に配置される、培養システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微細藻類を培養するための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】

培養システムは、培養液を貯留するタンクと、培養液及び微細藻類を収容して微細藻類を培養する収容部と、制御部とを備える。タンクと収容部とは、供給管を介して接続される。供給管には、電磁弁が設けられる。タンクから収容部に培養液を供給する際、収容部における培養液の水位は、特許文献１において従来技術として説明されている水位センサ（液面指示調節計）によって検出される。制御部は、収容部内の培養液の水位に関する情報を取得する。培養液の水位が、制御部に予め入力された水位に到達したとき、制御部は、電磁弁を閉止する制御信号を発信する。

【0004】

培養システムが複数個の収容部を備える場合、上記の構成では、収容部の個数と同じ個数の水位センサ及び電磁弁が必要である。このため、設備投資が高騰する。また、水位センサと制御部とを電気的に接続するケーブルと、電磁弁と制御部とを電気的に接続するケーブルとを設けるので、両ケーブルの配線が煩雑である。

【0005】

水位センサ及び電磁弁を不要とするため、特許文献１に提案されているように、収容部に対して回転可能にＵ字管を設けることが考えられる。特許文献１によれば、Ｕ字管を回転させて鉛直方向に対する傾斜角度を変化させることに基づき、水位センサを用いることなく収容部内に収容される液の水位を変更することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１－２４７０７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１記載の技術では、作業者の手動操作によってＵ字管の傾斜角度を変更する必要がある。このため、煩雑である。

【0008】

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】

【0009】

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と、前記培養槽に培養液を供給する供給装置とを備える培養システムであって、前記培養槽は、前記培養液を収容可能な複数個の収容部を有し、前記供給装置は、前記培養液を前記複数個の収容部に送液する送液装置と、前記送液装置から送液された前記培養液を前記複数個の収容部の各々に供給する供給管とを有し、前記培養システムは、前記供給管を開閉可能な第１フロート弁を有し、前記第１フロート弁を構成する第１フロートは、前記培養液の液面が前記収容部の深さ方向に沿って上昇するにつれて前記深さ方向の上方に移動することで前記供給管を閉塞する、培養システムが提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、上方に移動した第１フロートが供給管を閉塞することで、収容部への培養液の供給を自動的に停止することができる。従って、培養システムにおいて、培養液の液面を検出する水位センサは不要である。これにより、設備投資の低廉化を図ることができる。

【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模式的構成図である。

【図2】図２は、培養槽を構成する複数個の収容部の全てが空である状態を示す模式的構成図である。

【図3】図３は、図２に示す状態から収容部に培養液の供給が開始された状態を示す模式的構成図である。

【図4】図４は、図３に示す状態から最上流の収容部において培養液の供給が終了した状態を示す模式的構成図である。

【図5】図５は、図１に示す状態から収容部内の培養液の回収を開始した状態を示す模式的構成図である。

【図6】図６は、図５に示す状態から最上流の収容部において培養液の回収が終了した状態を示す模式的構成図である。

【図7】図７は、１個の送液装置に複数個の収容部が直接接続された培養システムの模式的構成図である。

【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の模式的構成図である。この場合、培養システム１０は、培養槽２０と、供給装置３０と、回収装置６０とを備える。培養槽２０は、複数個の収容部２２を有する。図１においては、代表的に、３個の収容部２２を示している。以下の説明では、３個の収容部２２を容易に区別するため、図１中の最も左に位置する収容部２２を第１収容部２２ａと呼ぶ。また、図１中の中央に位置する収容部２２を第２収容部２２ｂと呼び、図１中の最も右に位置する収容部２２を第３収容部２２ｃと呼ぶ。

【0013】

ただし、図１に示した構成は単なる例示である。収容部２２の個数は、４個以上であってもよい。すなわち、図１における右方にさらに１個以上の収容部２２を設けてもよい。又は、第１収容部２２ａ及び第２収容部２２ｂの２個で培養槽２０を構成してもよい。しかしながら、以下では、説明を簡素化して理解を容易にするため、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃについてのみ説明する。

【0014】

第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々は、可撓性を示す素材から構成される。可撓性を示す素材の典型例としては、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が挙げられる。第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々は、例えば、袋形状物である。第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃは、所定の設置箇所において、不図示の保持フレームに保持される。なお、回収装置６０を設けない場合、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々の素材は、可撓性を示す材料でなくてもよい。この場合、素材は、例えば、プラスチック又はガラスであってもよい。

【0015】

収容部２２の底部２４から頂部２６に向かう方向は、深さ方向Ｘと定義される。収容部２２の深さ方向Ｘは、例えば、重力方向に略一致する。この場合、重力方向に対する収容部２２の深さ方向Ｘの傾斜角度は、略ゼロである。すなわち、収容部２２は直立姿勢である。収容部２２の深さ方向Ｘは、重力方向に対して所定角度で交差してもよい。この場合、収容部２２は傾斜姿勢である。

【0016】

典型例では、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの容積は互いに略等しい。また、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの深さ方向Ｘは、互いに同一方向である。ただし、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの容積は互いに異なっていてもよいし、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの深さ方向Ｘも互いに異なっていてもよい。

【0017】

供給装置３０は、貯留タンク３２と、往路管３３と、双方向流通管４４と、送液装置３４と、基管３６と、供給管３８とを有する。貯留タンク３２には、培養液Ｌが貯留されている。培養液Ｌの典型例は、水である。培養液Ｌは、窒素、リン及びカリウム等の栄養素を含んでもよい。

【0018】

本実施形態において、送液装置３４は双方向ポンプ４０から構成される。後述するように、双方向ポンプ４０は、供給装置３０を構成する送液装置３４と、回収装置６０を構成する吸引装置６２とを兼ねる。

【0019】

貯留タンク３２の底部には、往路管３３の一端が接続される。往路管３３の他端は、双方向流通管４４を介して双方向ポンプ４０に接続される。双方向流通管４４と往路管３３との接続箇所Ｐには、復路管６４の一端が接続される。換言すれば、往路管３３及び復路管６４は、双方向流通管４４の一端において分岐している。復路管６４の他端は、貯留タンク３２の上部に引き回され、該上部において貯留タンク３２に接続される。往路管３３には、供給弁４６が設けられる。復路管６４には、回収弁６６が設けられる。

【0020】

基管３６の一端は、送液装置３４に接続される。基管３６の他端は、培養槽２０に向かって延びる。供給管３８は、基管３６から分岐して第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々に向かう。以下の説明では、基管３６から第１収容部２２ａに向かって延びる供給管３８を第１供給管３８ａと呼ぶ。また、基管３６から第２収容部２２ｂに向かって延びる供給管３８を第２供給管３８ｂと呼び、基管３６から第３収容部２２ｃに向かって延びる供給管３８を第３供給管３８ｃと呼ぶ。

【0021】

第１供給管３８ａは、基管３６から分岐して、頂部２６から第１収容部２２ａ内に挿入される。第２供給管３８ｂは、第１供給管３８ａとは別の箇所で基管３６から分岐して、頂部２６から第２収容部２２ｂ内に挿入される。第３供給管３８ｃは、第１供給管３８ａ及び第２供給管３８ｂとは別の箇所で基管３６から分岐して、頂部２６から第３収容部２２ｃ内に挿入される。

【0022】

貯留タンク３２から培養槽２０に培養液Ｌが供給されるとき、基管３６内における培養液Ｌの流通方向は、図１における矢印Ａ方向である。従って、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃは、培養液Ｌの供給時における基管３６での培養液Ｌの流通方向の上流から下流となるように並んでいる。すなわち、第１収容部２２ａが最も上流に位置し、第３収容部２２ｃが最も下流に位置し、第２収容部２２ｂが中流に位置する。以下、培養液Ｌの流通方向における上流から下流に向かって第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃが並んで基管３６に順次接続された構成を、「直列配置」と表現することがある。

【0023】

第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃの各々には、第１フロート弁４８が設けられる。第１フロート弁４８は、第１フロート５０及び第１弁座５２を有する。第１フロート５０の比重は、培養液Ｌの比重よりも小さい。培養液Ｌが水である場合、第１フロート５０の比重は、水の比重よりも小さい。従って、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃに培養液Ｌが収容されたとき、第１フロート５０は、培養液Ｌの液面に位置する。第１フロート５０が最も上昇したとき、第１フロート５０は、第１弁座５２に当接する。この当接により、第１フロート弁４８が閉状態となる。これに伴い、第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃの各々が第１フロート弁４８によって閉塞される。

【0024】

これに対し、第１フロート５０が第１弁座５２から離間しているとき、第１フロート弁４８は開状態である。この場合、培養液Ｌは、第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃを流通することが可能である。

【0025】

以上のように開閉する第１フロート弁４８は、逆止弁として機能する。具体的に、第１フロート弁４８は、第１供給管３８ａにおいて、培養液Ｌが基管３６から第１収容部２２ａに向かって流通することを許容する。その一方で、第１フロート弁４８は、第１供給管３８ａにおいて、培養液Ｌが第１収容部２２ａから基管３６に向かって流通することを防止する。第２供給管３８ｂに設けられた第１フロート弁４８と、第３供給管３８ｃに設けられた第１フロート弁４８とについても同様である。

【0026】

回収装置６０は、回収管６８と、基管３６と、吸引装置６２と、双方向流通管４４と、復路管６４と、貯留タンク３２とを有する。上記したように、吸引装置６２は双方向ポンプ４０から構成され、供給装置３０を構成する送液装置３４を兼ねる。従って、基管３６、吸引装置６２（双方向ポンプ４０）及び貯留タンク３２は、供給装置３０を構成し且つ回収装置６０を構成する。なお、供給装置３０と回収装置６０とを互いに独立した別個の装置としてもよい。この場合、例えば、送液装置３４を一方向ポンプで構成し、且つ吸引装置６２を別の一方向ポンプで構成することが可能である。

【0027】

回収管６８は、第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃの各々から分岐する。以下、第１供給管３８ａから分岐した回収管６８を第１回収管６８ａと呼ぶ。同様に、第２供給管３８ｂから分岐した回収管６８を第２回収管６８ｂと呼び、第３供給管３８ｃから分岐した回収管６８を第３回収管６８ｃと呼ぶ。第１回収管６８ａは、第１フロート弁４８を迂回するように引き回され、第１供給管３８ａに合流する。第２回収管６８ｂ及び第３回収管６８ｃも同様に、第１フロート弁４８を迂回するように引き回され、第２供給管３８ｂ及び第３供給管３８ｃにそれぞれ合流する。

【0028】

なお、第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃを第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃからそれぞれ分岐させる必要はない。第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃと第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃとは、互いに独立して基管３６に接続される別個の配管であってもよい。

【0029】

第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃの各々には、第２フロート弁７０が設けられる。第２フロート弁７０は、第２フロート７２及び第２弁座７４を有する。第２フロート７２は、第１フロート５０よりも上方（高位）に配置される。第１フロート５０が最も上昇して第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃが閉塞されたとき、第２フロート７２は、第２弁座７４に当接した状態で、培養液Ｌの液面よりも上方に位置する。この場合、第２フロート弁７０は閉状態である。

【0030】

第２フロート７２は、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃ内の培養液Ｌが吸引装置６２（双方向ポンプ４０）に吸引されるとき、第２弁座７４から離間する。この場合、第２フロート弁７０は開状態である。

【0031】

以上のように開閉する第２フロート弁７０は、逆止弁として機能する。具体的に、第２フロート弁７０は、第１回収管６８ａにおいて、培養液Ｌが基管３６から第１収容部２２ａに向かって流通することを防止する。その一方で、第２フロート弁７０は、第１回収管６８ａにおいて、培養液Ｌが第１収容部２２ａから基管３６に向かって流通することを許容する。第２回収管６８ｂに設けられた第２フロート弁７０と、第３供給管３８ｃに設けられた第２フロート弁７０とについても同様である。

【0032】

第１供給管３８ａ及び第１回収管６８ａの一部は、第１収容部２２ａから露出する。同様に、第２供給管３８ｂ及び第２回収管６８ｂの一部は、第２収容部２２ｂから露出し、第３供給管３８ｃ及び第３回収管６８ｃの一部は、第３収容部２２ｃから露出する。第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々の頂部２６をシールすることは必須ではないが、シールしてもよい。

【0033】

培養システム１０は、制御部８０をさらに備える。制御部８０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって構成される。すなわち、制御部８０は、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）によって構成される。制御部８０は、供給弁４６、回収弁６６及び双方向ポンプ４０に対して電気的に接続されている。

【0034】

制御部８０は、設定部８２と、タイマ部８４と、比較部８６とを含む。設定部８２には、空の第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃに培養液Ｌの供給を開始してから、第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃに設けられた第１フロート弁４８が全て閉状態となるまでの所要時間が設定されている。なお、所要時間は、予備試験を行うことで求めることができる。また、設定部８２には、双方向ポンプ４０の吐出圧に関する圧力閾値が設定されている。

【0035】

タイマ部８４は、空の第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃに培養液Ｌの供給を開始してからの実経過時間を計測する。比較部８６は、この実経過時間と、設定部８２に設定された上記の所要時間とを比較する。又は、比較部８６は、双方向ポンプ４０の実吐出圧に関する情報を取得して、この実吐出圧と、設定部８２に設定された上記の圧力閾値とを比較する。

【0036】

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、培養槽２０に対して培養液Ｌを供給するときの培養システム１０の作動状況について説明する。

【0037】

図２は、培養槽２０に培養液Ｌが供給される前の状態を示す模式的構成図である。図２では、双方向ポンプ４０が停止し、且つ供給弁４６及び回収弁６６が閉状態である場合を示している。この状況では、貯留タンク３２内の培養液Ｌが双方向流通管４４に流通することが防止される。従って、培養液Ｌが貯留タンク３２から第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃに供給されることも防止される。このため、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃは空である。なお、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々において、第１フロート弁４８は、第１フロート５０が第１弁座５２から離間した開状態であり、第２フロート弁７０は、第２フロート７２が第２弁座７４に当接した閉状態である。第２フロート７２は、重力によって下降し、第２弁座７４に当接する。

【0038】

貯留タンク３２から第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃに培養液Ｌを供給する場合、作業者は、入力デバイス（不図示）を介して、制御部８０に対して「培養液Ｌの第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃへの供給を開始する」旨を指示する。例えば、作業者は、供給開始スイッチをＯＮにする。これにより、制御部８０は、供給弁４６を開状態とし且つ双方向ポンプ４０を駆動する。この場合、双方向ポンプ４０は送液装置３４として機能し、双方向流通管４４から基管３６に向かって培養液Ｌを送液する。これにより、培養液Ｌが、往路管３３、双方向流通管４４及び双方向ポンプ４０を通過して基管３６に流入する。制御部８０におけるタイマ部８４は、送液を開始してからの実経過時間の計測を開始する。

【0039】

培養液Ｌが基管３６に沿って図１及び図２に示す矢印Ａ方向に向かって流通するとき、培養液Ｌの一部は、第１供給管３８ａに流入する。第１供給管３８ａに設けられた第１フロート弁４８が開状態であるので、培養液Ｌは、第１フロート弁４８を通過し、図３に示すように、第１収容部２２ａの内部に排出される。第２フロート弁７０が閉状態であるので、培養液Ｌが第１回収管６８ａを介して第１収容部２２ａに供給されることが防止される。

【0040】

第１供給管３８ａに流入せず基管３６内を矢印Ａ方向に向かってさらに流通する培養液Ｌの一部は、第２供給管３８ｂに流入する。第２供給管３８ｂに設けられた第１フロート弁４８が開状態であるので、培養液Ｌは、第１フロート弁４８を通過し、第２収容部２２ｂの内部に排出される。第２フロート弁７０が閉状態であるので、培養液Ｌが第２回収管６８ｂを介して第２収容部２２ｂに供給されることが防止される。

【0041】

第２供給管３８ｂに流入せず基管３６内を矢印Ａ方向に向かってさらに流通する培養液Ｌの一部は、第３供給管３８ｃに流入する。第３供給管３８ｃに設けられた第１フロート弁４８が開状態であるので、培養液Ｌは、第１フロート弁４８を通過し、第３収容部２２ｃの内部に排出される。第２フロート弁７０が閉状態であるので、培養液Ｌが第３回収管６８ｃを介して第３収容部２２ｃに供給されることが防止される。

【0042】

培養液Ｌの流通方向（矢印Ａ方向）における上流から第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの順序で直列配置した本実施形態では、全ての第１フロート弁４８が開状態であるとき、培養液Ｌは、最上流に位置する第１収容部２２ａ、中流に位置する第２収容部２２ｂ、最下流に位置する第３収容部２２ｃの順序で優先的に供給される。すなわち、第１収容部２２ａにおける培養液Ｌの単位時間当たりの流入量は、第２収容部２２ｂにおける培養液Ｌの単位時間当たりの流入量よりも多い。第２収容部２２ｂにおける培養液Ｌの単位時間当たりの流入量は、第３収容部２２ｃにおける培養液Ｌの単位時間当たりの流入量よりも多い。

【0043】

以上のような理由から、図３及び図４に示すように、第１収容部２２ａにおいては、第２収容部２２ｂよりも先に培養液Ｌの液面が上昇する。同様に、第２収容部２２ｂにおいては、第３収容部２２ｃよりも先に培養液Ｌの液面が上昇する。

【0044】

従って、図４に示すように、第１収容部２２ａの第１フロート弁４８では、第２収容部２２ｂの第１フロート弁４８及び第３収容部２２ｃの第１フロート弁４８よりも短時間で、第１フロート５０が上昇して第１弁座５２に着座する。すなわち、第１収容部２２ａの第１フロート弁４８が閉状態となる。これに伴い、第１収容部２２ａへの培養液Ｌの供給が停止される。これに対し、第２収容部２２ｂの第１フロート弁４８及び第３収容部２２ｃの第１フロート弁４８は未だ開状態である。従って、第２収容部２２ｂ及び第３収容部２２ｃへの培養液Ｌの供給が継続される。

【0045】

上記した理由から、第２収容部２２ｂにおいては、第３収容部２２ｃよりも先に培養液Ｌの液面が上昇する。従って、第２収容部２２ｂの第１フロート弁４８は、第３収容部２２ｃの第１フロート弁４８よりも短時間で閉状態となる。これに伴い、第２収容部２２ｂへの培養液Ｌの供給が停止される。これに対し、第３収容部２２ｃの第１フロート弁４８は未だ開状態であるので、第３収容部２２ｃへの培養液Ｌの供給が継続される。

【0046】

次に、第３収容部２２ｃにおいて培養液Ｌの液面が上昇し、第１フロート弁４８が閉状態となる。その結果、第３収容部２２ｃへの培養液Ｌの供給が停止されて図１に示す状態となる。以上により、第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃが開放状態から閉塞状態に切り替わる。

【0047】

第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃにおいて、第２フロート弁７０は第１フロート弁４８よりも上方（高位）に位置する。従って、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃに培養液Ｌが供給されるとき、全ての第２フロート弁７０は閉状態を保つ。このため、第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃを介して第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃに培養液Ｌが供給されることが防止される。

【0048】

予備試験において、培養槽２０に培養液Ｌの供給を開始してから、第３収容部２２ｃの第１フロート弁４８が閉状態となるまでの所要時間が実測される。設定部８２には、この所要時間が予め設定されている。比較部８６は、設定部８２に設定された所要時間と、タイマ部８４によって計測された実経過時間とを比較する。所要時間と実経過時間とが一致したとき、制御部８０は、「第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々に所定量の培養液Ｌが収容された」と判断する。次に、制御部８０は、双方向ポンプ４０を停止させる。

【0049】

ここで、全ての第１フロート弁４８が閉状態となった後、双方向ポンプ４０の実吐出圧が上昇する。比較部８６は、設定部８２に設定された圧力閾値と、双方向ポンプ４０の実吐出圧とを比較してもよい。実吐出圧が圧力閾値に到達した場合、制御部８０は、「第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの各々に所定量の培養液Ｌが収容された」と判断する。次に、制御部８０は、双方向ポンプ４０を停止させる。

【0050】

所要時間と実経過時間との比較と、圧力閾値と実吐出圧との比較とを同時に実施してもよい。この場合、実経過時間が所要時間に一致するか、又は、実吐出圧が圧力閾値に到達するかのいずれか一方の状況となったときに、制御部８０は、双方向ポンプ４０を停止させる。以上のようにして培養液Ｌの培養槽２０への供給が終了した後に双方向ポンプ４０を速やかに停止することにより、双方向ポンプ４０に過剰な負荷が作用することが回避される。また、制御部８０は、供給弁４６を閉状態に切り替える。

【0051】

培養槽２０に培養液Ｌが収容された後、培養槽２０にて微細藻類の培養が実施される。特に図示していないが、培養中は培養槽２０にガスが供給され、且つ培養槽２０に光が照射される。

【0052】

微細藻類の培養が終了した後、以下のようにして、微細藻類を含んだ培養液Ｌが培養槽２０から回収される。先ず、図１に示す状態において、作業者は、入力デバイスを介して制御部８０に対して「第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃから培養液Ｌの回収を開始する」旨を指示する。例えば、作業者は、回収開始スイッチをＯＮにする。これにより、制御部８０は、回収弁６６を開状態とし且つ双方向ポンプ４０を駆動する。この場合、双方向ポンプ４０は吸引装置６２として機能し、第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃを介して培養液Ｌを吸引する。

【0053】

第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃの各々において、第１フロート弁４８の第１フロート５０は既に上昇し、第１弁座５２に当接している。培養槽２０からの培養液Ｌの吸引方向は、第１フロート５０を上昇させる方向である。このため、培養槽２０から培養液Ｌが吸引される間、第１フロート５０は、図５に示すように第１弁座５２に当接した状態を保つ。すなわち、第１フロート弁４８は閉状態を維持する。従って、培養液Ｌが第１フロート弁４８を通過することが防止される。

【0054】

その一方で、培養槽２０からの培養液Ｌの吸引方向は、第２フロート７２を第２弁座７４から上昇させる方向である。従って、第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃの各々において、図５に示すように第２フロート７２が第２弁座７４から離間し、第２フロート弁７０が開状態となる。これに伴い、第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃが閉塞状態から開放状態に切り替わる。その結果、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの内部と基管３６とが、第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃを介してそれぞれ連通する。

【0055】

従って、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃ内の培養液Ｌが吸引される。培養液Ｌは、図５中の矢印Ｂに沿って基管３６を流通した後、双方向流通管４４及び復路管６４を通過して貯留タンク３２に流入する。これにより、培養液Ｌが微細藻類を含んだ状態で貯留タンク３２に回収される。

【0056】

直列配置された第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃにおいて、第１収容部２２ａが双方向ポンプ４０に最近接する。このため、全ての第１フロート弁４８が閉状態である場合、培養液Ｌは、第１収容部２２ａ、第２収容部２２ｂ、第３収容部２２ｃの順序で優先的に吸引される。すなわち、第１収容部２２ａにおける培養液Ｌの単位時間当たりの吸引量は、第２収容部２２ｂにおける培養液Ｌの単位時間当たりの吸引量よりも多い。第２収容部２２ｂにおける培養液Ｌの単位時間当たりの吸引量は、第３収容部２２ｃにおける培養液Ｌの単位時間当たりの吸引量よりも多い。

【0057】

以上のような理由から、図５及び図６に示すように、第１収容部２２ａにおいては、第２収容部２２ｂよりも先に培養液Ｌの吸引が終了する。同様に、第２収容部２２ｂにおいては、第３収容部２２ｃよりも先に培養液Ｌの吸引が終了する。

【0058】

上記したように、本実施形態では、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃの素材は可撓性を示す。このため、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃから培養液Ｌの回収が進むにつれ、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃは、大気に押されて潰れる。すなわち、第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃが収縮する。従って、例えば、図６に示すように第１収容部２２ａにおいて培養液Ｌの吸引が終了した場合、第１収容部２２ａの内部は真空状態（負圧）である。また、全ての第１フロート弁４８は閉状態を維持している。以上のような理由から、全ての第２フロート弁７０が開状態を保った状態であるにも拘わらず、培養液Ｌが第１回収管６８ａ～第３回収管６８ｃから第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃにそれぞれ戻ることが防止される。

【0059】

この状況において、次に、第２収容部２２ｂに残った培養液Ｌが、第３収容部２２ｃに残った培養液Ｌに優先して回収される。第２収容部２２ｂにおいて培養液Ｌの吸引が終了したとき、第２収容部２２ｂの内部は真空状態である。このため、第２回収管６８ｂにおける第２フロート弁７０が開状態を保った状態で、第２収容部２２ｂが大気に押されて潰れた（収縮した）形状となる。

【0060】

この状況において、第３収容部２２ｃに残った培養液Ｌが回収される。第３収容部２２ｃにおいて培養液Ｌの吸引が終了したとき、第３収容部２２ｃの内部は真空状態である。このため、第３回収管６８ｃにおける第２フロート弁７０が開状態を保った状態で、第２収容部２２ｂが大気に押されて潰れた（収縮した）形状となる。以上により、培養槽２０から培養液Ｌの回収が終了する。

【0061】

予備試験において、培養槽２０から培養液Ｌの回収を開始してから、第３収容部２２ｃが真空状態となるまでの所要時間を実測し、この所要時間を設定部８２に設定してもよい。この場合、比較部８６は、設定部８２に設定された所要時間と、培養槽２０からの培養液Ｌの回収が開始されてからの実経過時間とを比較する。所要時間と実経過時間とが一致したとき、制御部８０は、「第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃからの培養液Ｌの回収が終了した」と判断する。次に、制御部８０は、双方向ポンプ４０を停止させる。

【0062】

また、設定部８２に、双方向ポンプ４０の吸引圧に関する圧力閾値を設定してもよい。この場合、比較部８６は、設定部８２に設定された圧力閾値と、双方向ポンプ４０の実吸引圧とを比較する。実吸引圧が圧力閾値に到達した場合、制御部８０は、「第１収容部２２ａ～第３収容部２２ｃからの培養液Ｌの回収が終了した」と判断する。次に、制御部８０は、双方向ポンプ４０を停止させる。

【0063】

所要時間と実経過時間との比較と、圧力閾値と実吸引圧との比較とを同時に実施してもよい。この場合、実経過時間が所要時間に一致するか、又は、実吸引圧が圧力閾値に到達するかのいずれか一方の状況となったときに、制御部８０は、双方向ポンプ４０を停止させる。以上のようにして培養液Ｌの貯留タンク３２への回収が終了した後に双方向ポンプ４０を速やかに停止することにより、双方向ポンプ４０に過剰な負荷が作用することが回避される。また、制御部８０は、回収弁６６を閉状態に切り替える。

【0064】

本実施形態に係る培養システム１０は、以下の効果を奏する。

【0065】

培養システム１０は、微細藻類を培養するための培養槽２０と、培養槽２０に培養液Ｌを供給する供給装置３０とを備える。培養槽２０は、培養液Ｌを収容可能な複数個の収容部２２を有する。

【0066】

供給装置３０は、培養液Ｌを複数個の収容部２２に送液する送液装置３４と、送液装置３４から送液された培養液Ｌを複数個の収容部２２の各々に供給する供給管３８とを有する。培養システム１０は、供給管３８を開閉可能な第１フロート弁４８を有する。第１フロート弁４８を構成する第１フロート５０は、培養液Ｌの液面が収容部２２の深さ方向Ｘに沿って上昇するにつれて深さ方向Ｘの上方に移動する。上方に移動した第１フロート５０が第１弁座５２に当接することにより、第１フロート弁４８が供給管３８を閉塞する。

【0067】

上記したように、複数個の収容部２２の各々に培養液Ｌを供給するとき、培養液Ｌの液面が上昇するにつれて第１フロート５０が上方に移動する。上方に移動した第１フロート５０が供給管３８を閉塞することで、収容部２２において培養液Ｌの供給が停止される。このように、上記の構成により、培養液Ｌの液面位置を検出する水位センサを設けることなく、培養液Ｌの収容部２２への供給を自動的に停止することができる。すなわち、培養システム１０において、水位センサは不要である。このため、設備投資の低廉化を図ることができる。

【0068】

送液装置３４は、微細藻類を含んだ培養液Ｌを複数個の収容部２２から回収可能な吸引装置６２を兼ねる。この場合、送液装置３４と吸引装置６２とを個別に備える培養システムに比べて、構成が簡素化する。

【0069】

ここで、複数個の収容部２２の各々は、可撓性を示す素材から構成される。培養システム１０は、回収管６８と、回収管６８を閉塞可能な第２フロート弁７０とを有する。第２フロート弁７０を構成する第２フロート７２は、深さ方向Ｘにおいて第１フロート５０よりも上方に位置する。

【0070】

この構成において、吸引装置６２が稼働すると、収容部２２から回収管６８に培養液Ｌが流入する。この培養液Ｌに第２フロート７２が押されて上昇することで、該第２フロート７２が第２弁座７４から離間して第２フロート弁７０が開状態となる。従って、培養液Ｌが回収管６８を流通して、貯留タンク３２に移動する。収容部２２が可撓性を示す素材から構成されているので、培養液Ｌが収容部２２から回収されて収容部２２の内部が負圧となることに伴い、収容部２２が収縮する。この負圧により、第１フロート弁４８が閉状態を保つ。従って、回収管６８に流出した培養液Ｌが、供給管３８を介して収容部２２に戻ることが回避される。

【0071】

また、負圧によって第２フロート弁７０が開状態を保つので、全ての収容部２２から培養液Ｌを回収することが容易である。

【0072】

供給装置３０は、送液装置３４に接続された基管３６を有する。供給管３８は、基管３６から分岐して複数個の収容部２２の各々に向かって延びる。

【0073】

この構成により、１個の送液装置３４を用いて全ての収容部２２に培養液Ｌを供給することができる。送液装置３４が吸引装置６２を兼ねる態様では、１個の送液装置３４（吸引装置６２）を用いて全ての収容部２２から培養液Ｌを回収することもできる。この構成によれば、複数個の収容部２２の各々に送液装置３４及び吸引装置６２を個別に接続する構成に比べて、設備投資が低廉化する。

【0074】

複数個の収容部２２は、培養液Ｌを収容部２２に供給するときの基管３６における培養液Ｌの流通方向（矢印Ａ方向）の上流から下流に沿って並ぶ。基管３６における培養液Ｌの流通方向（矢印Ａ方向）の上流から下流に向かうにつれて、基管３６と、複数個の収容部２２の各々とを接続する供給管３８（第１供給管３８ａ～第３供給管３８ｃ）が個別に分岐する。

【0075】

複数個の収容部２２が上記のように直列配置された場合、相対的に上流に位置する収容部２２では、相対的に下流に位置する収容部２２に比べて単位時間当たりに多量の培養液Ｌが供給される傾向がある。従って、相対的に上流に位置する収容部２２では、相対的に下流に位置する収容部２２よりも先に、所定量の培養液Ｌの収容が終了する。その後、相対的に下流に位置する収容部２２に、所定量の培養液Ｌの収容が終了する。

【0076】

図７に示すように、複数個の収容部２２が供給管３８を介して１個の送液装置３４に直接接続される並列配置である場合、複数個の収容部２２の各々に１個の送液装置３４から同時に培養液Ｌを供給するので、大きな吐出圧（供給圧力）が必要である。従って、この場合、大型の送液装置３４を用いる必要がある。これに対し、図１～図６に示す直列配置では、上記のように上流に位置する収容部２２（第１収容部２２ａ）から下流に位置する収容部２２（第３収容部２２ｃ）に培養液Ｌが順次供給されるので、大型の送液装置３４を用いる必要がない。このため、設備投資の低廉化を図ることができる。ただし、本発明は、図７に示す態様を含む。

【0077】

なお、図７に示す態様では、双方向ポンプ４０の個数は１個である。しかしながら、双方向ポンプ４０の個数を収容部２２の個数と同一にしてもよい。

【0078】

培養システム１０は制御部８０を備える。第１フロート５０が供給管３８を閉塞した際に複数個の収容部２２の各々に収容された培養液Ｌを所定量とするとき、制御部８０は、複数個の収容部２２の全てにおいて所定量の培養液Ｌが収容されたと判断した場合、送液装置３４を停止する。

【0079】

このように、制御部８０は、全ての第１フロート弁４８が閉状態となったと判断したとき、送液装置３４を停止する。これにより、送液装置３４に過剰な負荷が加わることが回避される。

【0080】

制御部８０の設定部８２には、例えば、送液装置３４による培養液Ｌの供給を開始してから複数個の収容部２２の全てにおいて所定量の培養液Ｌが収容されるまでの所要時間が予め設定される。制御部８０の比較部８６は、送液装置３４による培養液Ｌの供給を開始してからの実経過時間が所要時間に一致したとき、送液装置３４を停止する。

【0081】

又は、制御部８０は、送液装置３４における培養液Ｌの実吐出圧の情報を取得する。制御部８０は、設定部８２に予め設定された圧力閾値まで実吐出圧が上昇したとき、送液装置３４を停止する。

【0082】

上記のいずれか又は双方により、水位センサを用いることなく、送液装置３４の停止タイミングを設定することができる。水位センサが不要であるので、培養システム１０に係る設備投資の低廉化を図ることができる。

【0083】

複数個の収容部２２の各々における容積は、互いに略同一である。第１フロート５０は、複数個の収容部２２の深さ方向Ｘにおいて互いに同一位置に配置される。

【0084】

この構成により、複数個の収容部２２の各々に対して略同量の培養液Ｌを供給することができる。このため、複数個の収容部２２における培養液Ｌの貯留量を揃えることが可能である。

【0085】

上述した開示に関し、さらに以下の付記を開示する。

【0086】

（付記１）
培養システム（１０）は、微細藻類を培養するための培養槽（２０）と、培養槽に培養液（Ｌ）を供給する供給装置（３０）とを備える。培養槽は、培養液を収容可能な複数個の収容部（２２）を有する。

【0087】

供給装置は、培養液を複数個の収容部に送液する送液装置（３４）と、送液装置から送液された培養液を複数個の収容部の各々に供給する供給管（３８）とを有する。培養システムは、供給管を開閉可能な第１フロート弁（４８）を有する。第１フロート弁を構成する第１フロート（５０）は、培養液の液面が収容部の深さ方向（Ｘ）に沿って上昇するにつれて前記深さ方向の上方に移動する。この移動に基づき、第１フロート弁が供給管を閉塞する。

【0088】

上記の閉塞に伴い、収容部への培養液の供給が停止される。このように、上記の構成により、培養液の供給を自動的に停止することができる。従って、培養液の液面位置を検出する水位センサは不要である。このため、設備投資の低廉化を図ることができる。

【0089】

（付記２）
付記１に記載の培養システムにおいて、前記送液装置は、前記複数個の収容部から前記培養液を回収可能な吸引装置（６２）を兼ねてもよい。前記複数個の収容部の各々は、可撓性を示す素材から構成されてもよい。前記培養システムは、回収管（６８）と、前記回収管を閉塞可能な第２フロート弁（７０）とを有し、前記第２フロート弁を構成する第２フロート（７２）は、前記深さ方向において前記第１フロートよりも上方に位置してもよい。

【0090】

送液装置が吸引装置を兼ねるので、培養システムが送液装置及び吸引装置を個別に備える場合に比べて、構成が簡素化する。

【0091】

また、吸引装置が稼働したとき、収容部から回収管に流入した培養液に第２フロートが押されて上昇する。その結果、第２フロート弁が開状態となる。収容部が可撓性を示す素材から構成されているので、培養液が収容部から抜き出されて収容部の内部が負圧となることに伴って、収容部が収縮する。この負圧によって第１フロート弁が閉状態を保つので、培養液が供給管を介して収容部に戻ることが回避される。しかも、負圧によって第２フロート弁が開状態を保つので、全ての収容部から培養液を回収することが容易である。

【0092】

（付記３）
付記１又は２に記載の培養システムにおいて、前記供給装置は、前記送液装置に接続された基管（３６）を有し、前記供給管は、前記基管から分岐して前記複数個の収容部の各々に向かって延びてもよい。

【0093】

この構成により、１個の送液装置を用いて全ての収容部に培養液を供給することができる。送液装置が吸引装置を兼ねる場合、１個の送液装置を用いて全ての収容部から培養液を回収することができる。この場合、複数個の収容部の各々に送液装置及び吸引装置を接続する構成に比べて、設備投資が低廉化する。

【0094】

（付記４）
付記３に記載の培養システムにおいて、前記複数個の収容部は、前記基管における前記培養液の流通方向の上流から下流に沿って並び、前記基管における前記流通方向の上流から下流に向かうにつれて、前記基管と、前記複数個の収容部の各々とを接続する前記供給管が個別に分岐してもよい。

【0095】

複数個の収容部が１個の送液装置に対して個別に接続される場合、送液装置は大きな供給圧力（吐出圧力）を出力する必要がある。従って、この場合、大型の送液装置を用いる必要がある。これに対し、上記のような配置（直列配置）では、上流に位置する収容部から下流に位置する収容部に培養液が順次供給されるので、大型の送液装置を用いる必要がない。このため、設備投資の低廉化を図ることができる。

【0096】

（付記５）
付記１～４のいずれか１つに記載の培養システムにおいて、前記培養システムは制御部（８０）を備え、前記第１フロートが前記供給管を閉塞した際に前記複数個の収容部の各々に収容された前記培養液を所定量とするとき、前記制御部は、前記複数個の収容部の全てにおいて前記所定量の前記培養液が収容されたと判断した場合に前記送液装置を停止してもよい。

【0097】

制御部が、全ての第１フロート弁が閉状態となったと判断したときに送液装置を停止するので、送液装置に過剰な負荷が加わることが回避される。

【0098】

（付記６）
付記５に記載の培養システムにおいて、前記制御部に、前記送液装置による前記培養液の供給を開始してから前記複数個の収容部の全てにおいて前記所定量の前記培養液が収容されるまでの所要時間が予め設定され、前記制御部は、前記送液装置による前記培養液の供給を開始してからの実経過時間が前記所要時間に一致したときに前記送液装置を停止してもよい。

【0099】

この構成により、水位センサを用いることなく、送液装置の停止タイミングを設定することができる。水位センサが不要であるので、設備投資の低廉化を図ることができる。

【0100】

（付記７）
付記５又は６に記載の培養システムにおいて、前記制御部は、前記送液装置における前記培養液の供給圧力の情報を取得し、前記供給圧力が圧力閾値まで上昇したときに前記送液装置を停止してもよい。

【0101】

この場合においても、上記と同様に水位センサが不要である。従って、設備投資の低廉化を図ることができる。

【0102】

（付記８）
付記１～７のいずれか１つに記載の培養システムにおいて、前記複数個の収容部の各々における容積が互いに略同一であり、且つ前記第１フロートが、前記複数個の収容部の前記深さ方向において互いに同一位置に配置されてもよい。

【0103】

この構成により、複数個の収容部の各々に対して略同量の培養液を供給することができる。換言すれば、複数個の収容部における培養液の貯留量を揃えることが可能である。

【0104】

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】

【0105】

１０…培養システム ２０…培養槽
２２、２２ａ～２２ｃ…収容部 ３０…供給装置
３２…貯留タンク ３３…往路管
３４…送液装置 ３６…基管
３８、３８ａ～３８ｃ…供給管 ４０…双方向ポンプ
４４…双方向流通管 ４６…供給弁
４８…第１フロート弁 ５０…第１フロート
５２…第１弁座 ６０…回収装置
６２…吸引装置 ６４…復路管
６６…回収弁 ６８、６８ａ～６８ｃ…回収管
７０…第２フロート弁 ７２…第２フロート
７４…第２弁座 ８０…制御部
８２…設定部 ８４…タイマ部
８６…比較部 Ｌ…培養液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】