特許 7540762 複合藻類培養装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】複合藻類培養装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240820BHJP

   C12M 1/38 20060101ALI20240820BHJP

   C12N 1/12 20060101ALN20240820BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 E

C12M1/38 Z

C12N1/12 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022174512

(22)【出願日】2022-10-31

(65)【公開番号】P2023075039

(43)【公開日】2023-05-30

【審査請求日】2022-10-31

(31)【優先権主張番号】110213640

(32)【優先日】2021-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】522426526

【氏名又は名称】盧 星宏

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】盧 星宏

(72)【発明者】

【氏名】盧 朝▲フェイ▼

【審査官】村松 宏紀

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００２１４９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０７８５１２１１（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特開昭４９－０００４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５０－０１９９８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ、Ｃ１２Ｎ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの光合成反応ユニットを含む光合成反応モジュールと、少なくとも１つの栽培槽ユニットを含む成長調節モジュールと、自動収穫裝置と、を備える複合藻類培養装置であって、
前記光合成反応ユニットのそれぞれは、入水端及び出水端を有する透光性巻管を含み、
前記栽培槽ユニットのそれぞれは、栽培槽入り口及び栽培槽出口を有する槽体を含み、前記槽体には、前記槽体の内部を湾曲流路となるように区画するためのセパレーターが設置され、培養液の前記槽体における湾曲流路での流速が遅くなり、且つ培養液の温度が徐々に下降すると共に、光合成反応を停止するか、光合成反応の強度を低減し、前記栽培槽ユニットの容積は、前記光合成反応ユニットの容積より大きくなるように設置されると共に、培養液の前記栽培槽ユニットで留まる時間は、前記光合成反応ユニットで留まる時間以上であり、
前記自動収穫裝置は、培養液における一部の藻類を収穫するように、前記栽培槽ユニットの前記栽培槽出口と連結し、
藻類を培養するための培養液は、前記光合成反応モジュールで光合成反応を行った後に前記成長調節モジュールに注入され、前記成長調節モジュールを通過した後に、前記自動収穫裝置を通過し、前記自動収穫裝置で培養液における一部の藻類を収穫した後に、前記光合成反応モジュールに再注入されることを特徴とする、複合藻類培養装置。

【請求項2】

前記光合成反応モジュールは、複数個の前記光合成反応ユニットを含み、前記成長調節モジュールは、複数個の前記栽培槽ユニットを含み、
前記複合藻類培養装置は、
入り口端及び出口端を有する主循環ポンプを含む、循環式移載モジュールと
循環配管モジュールと、を備え、
前記循環配管モジュールは、
前記主循環ポンプの前記出口端に連接する、主ポンプアウトレットパイプと、
前記主循環ポンプの前記入り口端に連接する、主ポンプインレットパイプと、
複数条の第１の入り口連通管に連接する第１の入り口主管であって、複数条の前記第１の入り口連通管のそれぞれが、複数個の前記光合成反応ユニットの前記入水端と前記第１の入り口主管との間に連接し、前記第１の入り口連通管のそれぞれに第１の入り口制御弁が設置される、前記第１の入り口主管と、
複数条の第１の出口連通管に連接する第１の出口主管であって、複数条の前記第１の出口連通管のそれぞれが、複数個の前記光合成反応ユニットの前記出水端と前記第１の出口主管との間に連接し、前記第１の出口連通管のそれぞれに第１の出口制御弁が設置される、前記第１の出口主管と、
複数条の第２の入り口連通管に連接する第２の入り口主管であって、複数条の前記第２の入り口連通管のそれぞれが、複数個の前記栽培槽ユニットの前記栽培槽入り口と前記第２の入り口主管との間に連接し、前記第２の入り口連通管のそれぞれに第２の入り口制御弁が設置される、前記第２の入り口主管と、
複数条の第２の出口連通管に連接する第２の出口主管であって、複数条の前記第２の出口連通管のそれぞれが、複数個の前記栽培槽ユニットの前記栽培槽出口と前記第２の出口主管との間に連接し、前記第２の出口連通管のそれぞれに第２の出口制御弁が設置される、前記第２の出口主管と、を含み、
複数個の前記光合成反応ユニットは、複数条の前記第１の入り口連通管及び複数条の前記第１の出口連通管とを介して、前記第１の入り口主管と前記第１の出口主管との間に並列接続され、複数個の前記栽培槽ユニットは、複数条の前記第２の入り口連通管及び複数条の前記第２の出口連通管とを介して、前記第２の入り口主管と前記第２の出口主管との間に並列接続され、前記主ポンプアウトレットパイプは、前記第１の入り口主管に連接され、前記第１の出口主管の末端が前記第２の入り口主管に連接され、前記第２の出口主管の末端が前記主ポンプインレットパイプに連接されるように、前記主循環ポンプで送出された培養液は、前記第１の入り口主管を通過して複数個の前記光合成反応ユニットに注入されて、そして前記第１の出口主管から前記第２の入り口主管に注入され、複数個の前記栽培槽ユニットを通過した後に、前記第２の出口主管に注入されて、前記主ポンプインレットパイプに注入される、請求項１に記載の複合藻類培養装置。

【請求項3】

前記主ポンプインレットパイプは、前記主循環ポンプの一端から前記第１の出口主管及び前記第２の入り口主管に連接し、前記主ポンプインレットパイプに主ポンプ入り口制御弁が設置され、前記循環配管モジュールは、前記第１の入り口主管及び前記第１の出口主管の前記主循環ポンプに近い一端に連接する、連通管路を更に含み、且つ
連通管制御弁と、
前記第１の入り口主管の、前記連通管路と前記主循環ポンプに最も近い前記第１の入り口連通管の１つとの間に設置された、第１の流向制御弁と、
前記第１の出口主管の、前記連通管路と前記主循環ポンプに最も近い前記第１の出口連通管の１つとの間に設置された、第２の流向制御弁と、
前記第１の出口主管の、前記連通管路と前記主ポンプインレットパイプとの間に設置された、第３の流向制御弁と、
前記第２の入り口主管の、前記主ポンプインレットパイプと前記主循環ポンプに最も近い前記第２の入り口連通管の１つとの間に設置された、第４の流向制御弁と、
前記第２の出口主管の、前記主ポンプインレットパイプと前記主循環ポンプに最も近い前記第２の出口連通管の１つとの間に設置された、第５の流向制御弁と、が少なくとも前記連通管路に設置される、請求項２に記載の複合藻類培養装置。

【請求項4】

前記光合成反応モジュールの入り口に設置された酸素排気装置と、酸素排出管の出口に連接する排気装置と、を更に含み、
前記酸素排気装置は、酸素排出筒と、前記酸素排出筒の下端に連接する集液筒と、を含み、
酸素排出管及び前記酸素排出管の外側にフィットする中空管は、前記酸素排出筒の中央に設置され、前記中空管の上端は、前記酸素排出筒の上端の外側までに延伸され、
前記酸素排出管の上部は、前記中空管と前記酸素排出管との間に隙間を保持するように、前記中空管の内側にフィットし、
前記酸素排出筒の側面に、加圧搬送装置に連接する給液口を有し、
前記培養液は、前記給液口を介して前記酸素排出筒に注入された後に、前記集液筒に注入されると共に、前記培養液に含まれた酸素は、前記酸素排出管及び前記中空管を介して前記酸素排出筒の外部が排出され、
前記排気装置は、前記酸素排出管で排出された酸素及び前記培養液における死亡した藻類を前記酸素排気装置から排出するための、真空吸引力を生じ、
前記培養液は、前記光合成反応モジュール、前記成長調節モジュール、前記酸素排気装置を通過した後に、前記光合成反応モジュールに再注入されて光合成を行う、請求項３に記載の複合藻類培養装置。

【請求項5】

前記酸素排出管の下端は、前記集液筒の上端に延伸され、前記給液口の高さは、前記酸素排出管及び前記中空管の下端より高いように配置される、請求項４に記載の複合藻類培養装置。

【請求項6】

成長モニタリング・調節モジュールを更に備え、
前記成長モニタリング・調節モジュールは、モニタリングモジュールと、主循環の温度調節装置と、栄養提供装置と、ガス補給装置と、藻類補給装置と、を含み、
前記モニタリングモジュールは、前記主ポンプインレットパイプ及び主ポンプアウトレットパイプに連接すると共に、水温、ｐＨ値、溶存酸素量、栄養塩濃度、濁度、二酸化炭素の濃度及び酸素の濃度をモニターするための複数個のセンサーを含み、
前記主循環の温度調節装置は、前記培養液の温度を制御するように、前記第１の出口主管と前記第２の入り口主管との間に連接し、
前記栄養提供装置、前記ガス補給装置及び前記藻類補給装置は、栄養塩、二酸化炭素又は酸素、藻類を前記培養液に補充するように、主ポンプインレットパイプに連接する、請求項５に記載の複合藻類培養装置。

【請求項7】

前記成長モニタリング・調節モジュールは、藻類成長モニタリング装置を更に含み、
前記藻類成長モニタリング装置は、前記培養液における藻類の成長状態をモニタリングすると共に、前記培養液における藻類が収穫条件に成長させた際に、前記自動収穫裝置で前記培養液における藻類を収穫することを制御するように、前記主ポンプアウトレットパイプと前記第１の入り口主管との間に連接する、請求項６に記載の複合藻類培養装置。

【請求項8】

前記光合成反応ユニットのそれぞれは、前記入水端に設置された第１の入り口バイパスコネクターと、前記出水端に設置された第１の出口バイパスコネクターと、を有し、
前記栽培槽ユニットのそれぞれは、前記栽培槽入り口に設置された第２の入り口バイパスコネクターと、前記栽培槽出口に設置された第２の出口バイパスコネクターと、を有する、請求項２に記載の複合藻類培養装置。

【請求項9】

前記光合成反応ユニットのそれぞれは、成長モニタリングサブモジュールと、補助光装置と、遮光装置と、反応器温度制御装置と、を含み、
前記成長モニタリングサブモジュールは、複数個の照度センサーと、前記透光性巻管に設置された温度センサー、圧力センサー、ガス濃度センサー、栄養塩濃度センサとを含み、
前記補助光装置はＬＥＤ発光装置である、請求項１に記載の複合藻類培養装置。

【請求項10】

前記栽培槽ユニットのそれぞれは、
前記栽培槽ユニットの上方に設置された栽培槽光源装置と、
前記栽培槽ユニットの内に設置され、ガスを前記栽培槽ユニットにおける培養液に注入するための栽培槽ガス補給装置と、
前記栽培槽ユニットの内に設置され、前記栽培槽ユニットにおける培養液の温度を制御するための複数個の栽培槽温度制御装置と、
前記栽培槽ユニットの内に設置され、水を撹乱するための流体撹乱装置とを含む、請求項１に記載の複合藻類培養装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合藻類培養装置に関し、特に、クローズドフォトバイオリアクターと成長調整タンクとを組み合わせ、多数の農業用途に適用する、複合藻類培養装置に関する。

【背景技術】

【0002】

藻類は、光エネルギー、二酸化炭素、水、無機塩などを有効に利用して、タンパク質、脂質、炭水化物、高付加価値の生物活性物質を合成することができる。藻類は、極めて高い光エネルギー変換効率を有するため、高等植物より強い成長潜在力を有するので、その培養が注目されている。

【0003】

現在、藻類の大規模な工業生産は、主に開放式の生産モードを採用しているが、このような生産モードは、スペースを取り、生産が不安定で、コストが高すぎて汚染されやすくなり、藻類の受光が均一でなく、光エネルギーの利用率が低く、成長環境が様々であって成長条件を制御し難い問題を有するため、藻類が大量に死し、培養効率が悪い。開放式培養池の欠点を解決するために、業界は閉鎖型光合成リアクター培養技術を開発した。このような培養技術は、閉鎖的な透光性パイプライン反応装置または閉鎖的な反応タンクで、人工光源や自然光源で反応装置に照らして、藻類が閉鎖的な環境で光合成を行う。このような閉鎖型光合成反応培養装置は、用いられたスペースを抑えることができるが、装置が高価で、生育条件の制御が難しく、閉鎖的なシステムで死藻が発生しやすい、目詰まりするなどの問題が容易に発生した。さらに重要なことに、反応装置または反応タンクの容量が限られているため、生産量が低く、培養コストが高く、藻類の品質を制御することが困難であった上で、さまざまな藻類を同時に培養することはできない。

【0004】

以上の原因によって、既存の藻類培養システムの欠点が生じることから、インテリジェント自動制御によって設計を変更して、可変因子、構造の設計を改良することにより、上述した欠点を克服することは、本事業の解決しようとする重要な課題となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする技術の課題は、従来の藻類培養装置の占有スペース、高価な設備、成長条件の制御が難しく、工業生産に有効に活用できない、との問題を改良することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の技術的課題を解決するために、本発明が採用する一つの技術的手段は、少なくとも１つの光合成反応ユニットを含む光合成反応モジュールと、少なくとも１つの栽培槽ユニットを含む成長調節モジュールと、自動収穫裝置と、を備える複合藻類培養装置を提供する。前記光合成反応ユニットのそれぞれは、入水端及び出水端を有する透光性巻管を含む。前記栽培槽ユニットのそれぞれは、栽培槽入り口及び栽培槽出口を有する槽体を含み、前記槽体には、前記槽体の内部を湾曲流路となるように区画するためのセパレーターが設置され、前記槽体のそれぞれの容積は、前記透光性巻管の容積より大きいとなるように設置される。前記自動収穫裝置は、培養液における一部の藻類を収穫するように、前記栽培槽ユニットの前記栽培槽出口と連結する。藻類を培養するための培養液は、前記光合成反応モジュールで光合成反応を行った後に前記成長調節モジュールに注入され、前記成長調節モジュールを通過した後に、前記自動収穫裝置を通過し、前記自動収穫裝置で培養液における一部の藻類を収穫した後に、前記光合成反応モジュールに再注入される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の１つの有利な効果として、本発明は、パイプライン式光合成反応ユニットと、容積が光合成反応ユニットの容積より数倍大きい栽培槽ユニットとを組み合わせることによって、パイプライン式光合成反応装置の光合成反応が強い効果と、栽培槽ユニットが大容量を有し且つ藻類の成長を調節する効果とを両立して、歩留まり及び品質を向上させることを果たせる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第一実施形態に係る複合藻類培養装置を示す模式図である。

【図2】本発明の第一実施形態で用いた酸素排出装置の酸素排出筒及び給液口の断面模式図である。

【図3】本発明の第二実施形態に係る複合藻類培養装置のシステムブロック図である。

【図4】本発明の第二実施形態で用いた光合成反応ユニットの模式図である。

【図5】本発明の第二実施形態で用いた栽培槽ユニットの模式図である。

【図6】本発明に係る複合藻類培養装置で用いた制御モジュールと各部品との接続関係を示すブロック図である。

【図7】本発明に係る複合藻類培養装置の光合成反応ユニット及び栽培槽ユニットが、外部循環装置に接続することで藻類の混作の実施形態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下の本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照されたい。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の請求の範囲を制限するためのものではない。

【0010】

［第一実施形態］
図１及び図２に示すように、本発明の複合藻類培養装置の具体的な実施形態は、光合成反応モジュール１と、成長調節モジュール２と、自動収穫裝置５７と、酸素排出装置８０とを備える。光合成反応モジュール１は、少なくとも１つの光合成反応ユニット１０を含み、成長調節モジュール２は、少なくとも１つの栽培槽ユニット２０を含む。光合成反応ユニット１０は、両端に入水端１１１及び出水端１１２を有する透光性巻管１１を含む。透光性巻管１１は、透明の管状体（例えば、ガラスチューブ、アクリルチューブ）で製造され、微細藻類を培養するための培養液は、入水端１１１から透光性巻管１１に注入されると共に、安定な流速で透光性巻管１１を通過する。

【0011】

透光性巻管１１の上端に、使用者が新たな培養液又は藻類を培養する栄養成分を添加するか、若しくは二酸化炭素を透光性巻管１１に注入するための、補充入り口１１３が設置されてもよい。光合成反応ユニット１０には、複数個の補助光装置１３が設置されてもよい。補助光装置１３は、調光可能なＬＥＤ発光装置であってもよいと共に、微細藻類を培養する要求に応じて、異なる波長を有する光を生成して、微細藻類の光合成反応を促進させることができる。

【0012】

栽培槽ユニット２０は、光合成反応ユニット１０の出口端に連接し、栽培槽ユニット２０は、槽体２１と、槽体２１内に設置された複数個の第１のセパレーター及び第２のセパレーターと、を含む。本実施形態において、槽体２１は長方形タンクである。各栽培槽ユニット２０の槽体２１のそれぞれは、栽培槽入り口２１１及び栽培槽出口２１２を含み、各槽体２１に、槽体２１の内部で湾曲流路２１４を形成するように区画するための、互いにずらした複数個のセパレーター２１３が設置されるので、培養液の槽体２１内の流動距離が増加すると共に、流動時間が延長する。

【0013】

説明すべきことは、本発明に係る栽培槽ユニット２０の槽体２１の容積は、光合成反応ユニット１０の容積より大きいとなるように設置されると共に、培養液の栽培槽ユニット２０で留まる時間は、培養液の光合成反応ユニット１０で留まる時間以上となるように制御される。本発明に係る好ましい実施形態において、槽体２１の容積は、光合成反応ユニット１０の容積の数倍より大きくすることができるため、栽培槽ユニット２０に数倍より多い培養液を収容することができるので、生産能力及び生産効率を効果的に向上させる。

【0014】

培養液が槽体２１に注入された後に、遅い流速で栽培槽ユニット２０を通過するため、培養液の温度が徐々に下降すると共に、光合成反応を停止するか、光合成反応の強度を低減することができる。よって、藻類が十分な時間を持つため、光合成反応で急成長・分裂による傷を修復すると共に、先の光合成反応で得た栄養を消化し、藻類がある程度のサイズに成長した後に、分裂・成長することができる。

【0015】

自動収穫裝置５７は、栽培槽ユニット２０の出口端に連結し、栽培槽ユニット２０の栽培槽出口２１２に収穫チューブ５７１が設置され、収穫チューブ５７１に収穫用制御弁５７１１が設置される。収穫チューブ５７１がから排出された培養液は、自動収穫裝置５７を通過すると共に、自動収穫裝置５７で培養液に含まれた一部の微細藻類が収穫される。本実施形態において、自動収穫裝置５７は、フィルター組み立て５７２及び培養液受けタンク５７３を含む。培養液は、フィルター組み立て５７２を通過して培養液受けタンク５７３に注入される。フィルター組み立て５７２は、適切のサイズの細孔を有することによって、培養液におけるサイズがフィルター組み立て５７２の細孔の直径より大きい微細藻類は、フィルター組み立て５７２でブロックされる。

【0016】

特筆すべきことは、本発明に係る自動収穫裝置５７が収穫工程を行う際に、培養液における一定の割合の微細藻類のみ収穫して、自動収穫裝置５７を通過した培養液には、一部の微細藻類を保留し、且つ、微細藻類の収穫割合を制御する手段で培養液に存在する微細藻類濃度を制御し、それによって、微細藻類の成長に適切する環境条件を立て、本発明に係る複合藻類培養装置の生産効率及び生産された微細藻類の品質を向上させることができる。

【0017】

自動収穫裝置５７は、アウトレットパイプ５７４を更に有する。アウトレットパイプ５７４は、培養液受けタンク５７３の水出口に連通すると共に、加圧ポンプである加圧搬送装置５７５に連接する。加圧搬送装置５７５の出口端は、酸素排出装置８０の酸素排出筒のインレットパイプ８１１に連接する。加圧搬送装置５７５によって、自動収穫裝置５７から排出された培養液を、酸素排出装置８０に注入することで、培養液が酸素排出装置８０において余分な酸素を排出することによって、培養液に含まれた酸素ガスの含有量を低減する。

【0018】

本実施形態において、酸素排出装置８０は、酸素排出筒８１と、酸素排出筒８１の下に連接する集液筒８２とを含む。酸素排出筒８１は、円筒形を呈すると共に、酸素排出筒８１の中心に酸素排出管８４、及び酸素排出管８４の外側にフィットする中空管８５が設置される。集液筒８２は、酸素排出筒８１の下に連接すると共に、酸素排出筒８１と集液筒８２とを連接する箇所の直径が小さくなることによって、酸素排出筒８１と集液筒８２との間にある連接ネックが形成される。酸素排出管８４の下端は、連接ネックに挿入し、集液筒８２の上に延伸され、且つ、酸素排出管８４の下端に拡張部８４１が形成される。

【0019】

中空管８５の直径は、酸素排出管８４より大きく、中空管８５の下端は、酸素排出筒８１内部の下端に近い位置まで延伸されると共に、酸素排出管８４の上部は、中空管８５の内側にフィットする。中空管８５の上端は、酸素排出筒８１の上端の外側までに延伸されると共に、中空管８５の上端は、吸気管８１２を介して排気装置８８に連接する。

【0020】

酸素排出筒８１の１つの側辺に給液口８３が設置され、給液口８３は、インレットパイプ８１１に連通し、培養液は、インレットパイプ８１１通過して給液口８３に注入されて、給液口８３から酸素排出筒８１に注入されることができる。給液口８３の高さは、中空管８５及び酸素排出管８４の下端の開け口より高くするように配置されるので、給液口８３から排出した培養液は、中空管８５及び酸素排出管８４に吸入されることはない。

【0021】

図３に示すように、本実施形態において、酸素排出筒８１の一端の給液口８３の直径が小さくなってノズルが形成され、且つ給液口８３の中心軸は、酸素排出筒８１の円周断面の接線方向と平行するか、若しくは９０°より小さい角を呈することによって、培養液が酸素排出筒８１に注入される流速が速くなり、培養液が酸素排出筒８１の内側壁と接触した後に、酸素排出筒８１の内側壁に沿って、螺旋状となるように下にある集液筒８２の内に流れる。

【0022】

培養液が酸素排出筒８１で流動して集液筒８２に注入される過程において、培養液に含まれたガスは、酸素排出筒８１及び集液筒８２に排出されて、酸素排出管８４及び中空管８５で抽出される。また、この過程において、培養液における死亡した藻類は、培養液と分離されると共に、排気装置８８の気流で抽出され、ガス排出管８８１から収集容器８８２に排出される。上記の方法によって、培養液における死亡した藻類の数を低減して、死亡した藻類管路又は槽体２１の流路に付着することによる管路の詰まりが生じなく、また、生産した藻類が死亡した藻類で生まれた悪臭を有しなく、天然の藻類の香りを有するので、生産した藻類の品質を向上させる目的を果たせる。

【0023】

集液筒８２は、酸素排出筒８１から流出された培養液を収容するように、酸素排出筒８１の底部に連結する。集液筒８２の上端の一側に側排気口８２１が設置される。集液筒８２の底部は、集液筒８２内の培養液が連通管８７を通過してバッファータンク８６に注入されるように、連通管８７を介してバッファータンク８６の底部に連通する。バッファータンク８６は、培養液が光合成反応ユニット１０に注入される前のバッファスペースであり、酸素排出装置８０から流出された培養液は、まずバッファータンク８６に注入されて、バッファータンク８６から光合成反応ユニット１０に注入されることによって、培養液における微細藻類が再び光合成を行う。

【0024】

［第二実施形態］
図３～図７は、本発明に係る複合藻類培養装置１００の第二実施形態を示す図である。先に説明すべきことは、本実施形態の技術内容は、前記第一実施形態と類似するため、両実施形態の同様の技術内容について重複に説明しない。

【0025】

本実施形態に係る複合藻類培養装置１００は、光合成反応モジュール１と、成長調節モジュール２と、循環式移載モジュール３と、循環配管モジュール４と、成長モニタリング・調節モジュール５と、制御モジュール６とを、備える。

【0026】

図４に示すように、光合成反応モジュール１は、複数個の光合成反応ユニット１０を含む。本実施形態において、光合成反応ユニット１０のそれぞれは、透光性巻管１１と、成長モニタリングサブモジュール１２と、補助光装置１３と、遮光装置１４と、反応器温度制御装置１５と、第１の入り口バイパスコネクター１６と、第１の出口バイパスコネクター１７とを、含む。

【0027】

図４に示すように、透光性巻管１１に、光合成反応ユニット１０の培養液の圧力を制御するための圧力制御弁１１４が設置されてもよく、それによって、藻類の成長に適する。本実施形態において、光合成反応ユニット１０の成長モニタリングサブモジュール１２は、各光合成反応ユニット１０の光の強さ、温度、圧力、酸素や二酸化炭素の濃度、及び栄養塩濃度などの成長条件のパラメータをモニターするために、照度センサー１２１と、温度センサー１２２と、圧力センサー１２３と、ガス濃度センサー１２４と、栄養塩濃度センサー１２５とを含む。

【0028】

図４に示すように、本実施形態において、光合成反応ユニット１０の遮光装置１４は、透光性巻管１１の上方に設置されたサンシェードである。遮光装置１４の開閉度を制御することによって、透光性巻管１１の光を受けた強度を制御することができる。

【0029】

図４に示すように、本実施形態において、反応器温度制御装置１５は、光合成反応ユニット１０の入り口端に設置された入口熱交換器１５１、透光性巻管１１の入り口に設置された入口加熱器１５２、又は透光性巻管１１の適切な箇所に設置された配管加熱器１５３、を含み、更に、光合成反応ユニット１０のそれぞれに含まれた培養液の温度を制御するために、スプリンクラーなどのタイプの冷却装置とを組み合わせることによって、培養液の温度は、藻類の生育に適した温度に制御される。

【0030】

図３に示すように、本実施形態において、光合成反応ユニット１０のそれぞれの第１の入り口バイパスコネクター１６及び第１の出口バイパスコネクター１７はそれぞれ、透光性巻管１１の入水端１１１及び出水端１１２に設置される。第１の入り口バイパスコネクター１６及び第１の出口バイパスコネクター１７は、光合成反応ユニット１０を洗濯する際に、若しくは、他の藻類を混作する際に、洗濯用管路又は混作に用いる外部循環装置７と連接する、という役割を果たせる。

【0031】

図３及び図５に示すように、本実施形態において、成長調節モジュール２は、容量が複数個の光合成反応ユニット１０に対応する複数個の栽培槽ユニット２０を含む。成長調節モジュール２における複数個の栽培槽ユニット２０は、循環配管モジュール４を介して光合成反応モジュール１の複数個の光合成反応ユニット１０に連接する。また、循環式移載モジュール３及び循環配管モジュール４の制御によって、培養液は、複数個の光合成反応ユニット１０と栽培槽ユニット２０との間に循環する。

【0032】

図５に示すように、本実施形態において、栽培槽ユニット２０のそれぞれは、槽体２１と、栽培槽光源装置２２と、栽培槽ガス補給装置２３と、栽培槽温度制御装置２４と、流体撹乱装置２５と、第２の入り口バイパスコネクター２６と、第２の出口バイパスコネクター２７とを、含む。各栽培槽ユニット２０の槽体２１のそれぞれは、栽培槽入り口２１１及び栽培槽出口２１２を含む。培養液は、栽培槽入り口２１１から槽体２１の内部に注入された後に、栽培槽出口２１２から排出される。各槽体２１に、槽体２１の内部を湾曲流路２１４となるように区画するための、互いにずらした複数個のセパレーター２１３が設置される。

【0033】

図５に示すように、各栽培槽ユニット２０の栽培槽光源装置２２は、栽培槽ユニット２０に含まれた培養液に対する光強度を制御するように、槽体２１の上方に設置される。栽培槽ガス補給装置２３は、槽体２１の内部に設置され、且つ気体導通管を有する。また、栽培槽ガス補給装置２３のそれぞれは、ガスポンプ５３３に連接し、補充用ガス（例えば、二酸化炭素ガス、酸素ガスなど）は、ガスポンプ５３３を介して栽培槽ガス補給装置２３に注入された後に、栽培槽ガス補給装置２３の気孔を介して槽体２１における培養液に導入される。栽培槽温度制御装置２４は、槽体２１に含まれた培養液の温度を制御するように、槽体２１における加熱器、熱交換器、又は他の温度制御装置に設置されてもよい。また、本発明の好ましい実施形態において、複数個の栽培槽温度制御装置２４はそれぞれ、槽体２１に含まれた異なる位置にある培養液の温度を制御するように、槽体２１における異なる位置に設置されてもよい。また、槽体２１には、水流を作ることで槽底での藻類の沈積による成長速度の低減を回避するように、流体撹乱装置２５が設置される。流体撹乱装置２５は、モーターで駆動するプロペラ、若しくは、ミキサー、水車、ポンプ、ウェーブマシン、他の流体の流速を増加する装置や水流を製造する装置であってもよい。流体撹乱装置２５は、槽体２１に含まれた培養液を、栽培槽入り口２１１の方向から栽培槽出口２１２の方向へ流動する水流として形成させる。それによって、槽体２１に含まれた培養液が流動する状態を維持することで、培養液における藻類の沈積又は槽体２１の側壁に付着することを回避すると共に、培養液の流動不足で、培養液に含まれた藻類と栽培槽温度制御装置２４との接触時間が長すぎて藻類の過熱による死亡、若しくは、藻類が栽培槽温度制御装置２４に付着することを回避する。

【0034】

特筆すべきことは、図５に示すように、本発明に係る複数個の栽培槽温度制御装置２４は、栽培槽ガス補給装置２３の上方に近い位置に設置されることによって、栽培槽ガス補給装置２３のガスが培養液で形成された気泡によって、より栽培槽温度制御装置２４の周りにある培養液の流動を与えられる。また、図３に示す実施形態において、槽体２１の栽培槽入り口２１１に流体撹乱装置２５が設置されてもよいが、本発明はこれに制限されるものではない。本発明に係る他の図面に示していない実施形態において、より優れた流体撹乱効果を果たせるように、栽培槽温度制御装置２４のそれぞれの後方に流体撹乱装置２５が設置され、それによって、藻類の沈積や、藻類と栽培槽温度制御装置２４との接触時間が長すぎることによる藻類の死亡を回避することができると共に、二酸化炭素と藻液との接触を増加し、照明が十分にすることができる。

【0035】

また、図５に示すように、本実施形態において、栽培槽ユニット２０の第２の入り口バイパスコネクター２６及び第２の出口バイパスコネクター２７はそれぞれ、槽体２１の栽培槽入り口２１１及び栽培槽出口２１２に設置される。第２の入り口バイパスコネクター２６及び第２の出口バイパスコネクター２７は、栽培槽ユニット２０を洗濯する際に、若しくは、他の藻類を混作する際に（例えば、図５に示す実施形態）、洗濯用管路又は混作に用いる外部循環装置７と連接する、という役割を果たせる。

【0036】

また、図３及び図５に示すように、本実施形態において、栽培槽ユニット２０のそれぞれは、栄養ボトル２１５が設置される。栄養ボトル２１５は、ガス分配管５３４に連接することで、気圧で栄養ボトル２１５に含まれた補給物資を栽培槽ユニット２０に注入するか、若しくは、栽培槽ユニット２０に含まれた培養液をサンプルして、栄養の補充、ガスの追加、サンプルの調査などの機能を果たせる。栽培槽ユニット２０を用いて異なる藻類を混作する際に、栽培槽ユニット２０のそれぞれに、汚染せずに、専用の栄養、ガスを補充できるように、専用の栄養ボトル２１５が設置される。

【0037】

また、図５に示すように、成長調節モジュール２に、栽培槽栄養提供装置５９が更に設置されてもよい。栽培槽栄養提供装置５９は、管路を介して複数個の栽培槽ユニット２０に同時に連接することによって、各栽培槽ユニット２０に必要なガス、栄養塩などの補給物資を補給することができると共に、異なる種類の藻類を培養する際に、異なる藻類に必要な栄養塩又は補給物資を補充することができる。

【0038】

図３に示すように、循環式移載モジュール３は、循環配管モジュール４を介して光合成反応モジュール１及び成長調節モジュール２に連接する。循環式移載モジュール３が培養液の搬送に用いることによって、培養液は、循環配管モジュール４によって、光合成反応モジュール１の複数個の光合成反応ユニット１０及び成長調節モジュール２の複数個の栽培槽ユニット２０の内に流れる。

【0039】

図３に示すように、本実施形態において、循環式移載モジュール３は、主循環ポンプ３１と、循環配管モジュール４の異なる箇所に分散に設置された補助ポンプ３２と、を含む。主循環ポンプ３１は、循環配管モジュール４と光合成反応モジュール１及び成長調節モジュール２との間にある管路に連接する。主循環ポンプ３１は、循環配管モジュール４に含まれた培養液の流動に必要な圧力を提供するように、培養液を加圧した後に循環配管モジュール４に注入させる。

【0040】

図３に示すように、循環配管モジュール４は、循環式移載モジュール３と、光合成反応モジュール１の複数個の光合成反応ユニット１０と、成長調節モジュール２の複数個の栽培槽ユニット２０とを連結するためのものである。本実施形態において、循環配管モジュール４は、主ポンプアウトレットパイプ４１と、主ポンプインレットパイプ４２と、第１の入り口主管４３と、第１の入り口主管４３に連接する複数条の第１の入り口連通管４３１と、第１の出口主管４４と、第１の出口主管４４に連接する複数条の第１の出口連通管４４１と、第２の入り口主管４５と、第２の入り口主管４５に連接する複数条の第２の入り口連通管４５１と、第２の出口主管４６と、第２の出口主管４６に連接する複数条の第２の出口連通管４６１と、連通管路４７と、を含む。

【0041】

図３に示すように、主ポンプアウトレットパイプ４１は主循環ポンプ３１の出口端３１１に連接し、主ポンプインレットパイプ４２は主循環ポンプ３１の入り口端３１２に連接する。主ポンプアウトレットパイプ４１に、主ポンプ出口制御弁４１１が設置され、主ポンプインレットパイプ４２に主ポンプ入り口制御弁４２１が設置される。主ポンプアウトレットパイプ４１は、第１の入り口主管４３に連接すると共に、第１の入り口主管４３は複数条の第１の入り口連通管４３１を介して、複数個の光合成反応ユニット１０の入水端１１１に連接し、第１の出口主管４４は、複数条の第１の出口連通管４４１を介して、複数個の光合成反応ユニット１０の出口端１１２に連接し、それによって、複数個の光合成反応ユニット１０が第１の入り口主管４３と第１の出口主管４４との間に並列接続される。

【0042】

図３に示すように、第１の出口主管４４の末端は、主ポンプインレットパイプ４２及び第２の入り口主管４５の開始端に連接する。第２の入り口主管４５は複数条の第２の入り口連通管４５１を介して、複数個の栽培槽ユニット２０の栽培槽入り口２１１に連接し、第２の出口主管４６は、複数条の第２の出口連通管４６１を介して、複数個の栽培槽ユニット２０の栽培槽出口２１２に連接し、それによって、複数個の栽培槽ユニット２０が第２の入り口主管４５と第２の出口主管４６との間に並列接続される。第２の出口主管４６の複数個の栽培槽ユニット２０から離れた一端は、主ポンプインレットパイプ４２の主ポンプ入り口制御弁４２１と主循環ポンプ３１の入り口端３１２との間に連接する。

【0043】

図３に示すように、第１の入り口連通管４３１のそれぞれに第１の入り口制御弁４３１１に設置され、第１の出口連通管４４１のそれぞれに第１の出口制御弁４４１１に設置され、第２の入り口連通管４５１のそれぞれに第２の入り口制御弁４５１１が設置され、第２の出口連通管４６１のそれぞれに第２の出口制御弁４６１１が設置される。光合成反応ユニット１０の対応する第１の入り口制御弁４３１１及び第１の出口制御弁４４１１がオフする場合、培養液は光合成反応ユニット１０を通過することができないため、光合成反応ユニット１０をオフ状態にする。同様に、栽培槽ユニット２０の対応する第２の出口制御弁４６１１及び第２の入り口制御弁４５１１がオフする場合、培養液は栽培槽ユニット２０を通過することができないため、栽培槽ユニット２０をオフ状態にする。

【0044】

図３に示すように、各光合成反応ユニット１０の第１の入り口制御弁４３１１は、光合成反応ユニット１０の対応する第１の入り口連通管４３１における第１の入り口バイパスコネクター１６と第１の入り口主管４３との間にある位置に設置される。各光合成反応ユニット１０の第１の出口制御弁４４１１は、光合成反応ユニット１０の対応する第１の出口連通管４４１における第１の出口バイパスコネクター１７と第１の出口主管４４との間にある位置に設置される。同様に、各栽培槽ユニット２０の第２の入り口制御弁４５１１は、栽培槽ユニット２０の対応する第２の入り口連通管４５１における第２の入り口バイパスコネクター２６と第２の入り口主管４５との間にある位置に設置される。各栽培槽ユニット２０の第２の出口制御弁４６１１は、栽培槽ユニット２０の対応する第２の出口連通管４６１における第２の出口バイパスコネクター２７と第２の出口主管４６との間にある位置に設置される。

【0045】

このように、図７に示すように、光合成反応ユニット１０又は栽培槽ユニット２０のいずれかを洗濯する際に、若しくは、異なる種類の藻類を混作する際に、光合成反応ユニット１０の第１の入り口制御弁４３１１及び第１の出口制御弁４４１１をオフにすると共に、栽培槽ユニット２０の第２の入り口制御弁４５１１及び第２の出口制御弁４６１１をオフにすることによって、洗濯用水又は藻類を混作する培養液が循環配管モジュール４に注入されることを回避できるため、複合藻類培養装置の循環配管モジュール４及び他の部品における培養液の汚染を回避することができる。

【0046】

図３に示すように、循環配管モジュール４は、連通管路４７及び複数個の流路調節弁で、培養液の循環流路を制御する。連通管路４７は、第１の入り口主管４３及び第１の出口主管４４の主循環ポンプ３１に近い端に連接し、連通管路４７の両端に２つの連通管制御弁４７１が設置される。また、第１の入り口主管４３に、連通管路４７と、主循環ポンプ３１に最も近い第１の入り口連通管４３１との間にある第１の流向控制閥４３２が設置される。第１の出口主管４４に、連通管路４７と、主循環ポンプ３１に最も近い第１の出口連通管４４１との間にある第２の流向控制閥４４２、及び連通管路４７と、主ポンプインレットパイプ４２との間にある第３の流向控制閥４４３が設置される。第２の入り口主管４５に、主ポンプインレットパイプ４２と、主循環ポンプ３１に最も近い第２の入り口連通管４５１との間にある第４の流向控制閥４５２が設置される。第２の出口連通管４６１に、主ポンプインレットパイプ４２と、主循環ポンプ３１に最も近い第２の出口連通管４６１との間にある第５の流向控制閥４６２が設置される。

【0047】

図３に示すように、本発明に係る複合藻類培養装置１００は、成長モニタリング・調節モジュール５によって、藻類の培養状況を観察すると共に、藻類の成長条件を制御し、必要に応じて藻類の成長に必要なガス、栄養又は藻類の苗を補充し、藻類の成長状態をモニターし、且つ適切に藻類を収穫することができる。本実施形態において、成長モニタリング・調節モジュール５は、モニタリングモジュール５１と、主循環の温度調節装置５２と、栄養提供装置５４と、ガス補給装置５３と、藻類補給装置５５と、藻類成長モニタリング装置５６と、自動収穫裝置５７と、酸素排出装置８０と、を含む。

【0048】

図３に示すように、モニタリングモジュール５１は、藻類を培養するための培養液の水温、ｐＨ値、溶存酸素量、栄養塩濃度、濁度、二酸化炭素の濃度や酸素の濃度などのパラメータをモニターするために、温度センサーと、圧力センサーと、栄養塩濃度センサーと、ｐＨセンサー、二酸化炭素濃度センサー、酸素濃度センサーなどのタイプのセンサーモジュールを含む。本実施形態において、モニタリングモジュール５１は、バイパス管５１１，５１２を介して、主ポンプインレットパイプ４２及び主ポンプアウトレットパイプ４１に連接すると共に、バイパス管５１１，５１２を通過してモニタリングモジュール５１に流れる培養液の流量を制御するように、バイパス管５１１，５１２のそれぞれにバイパス制御弁５１１１，５１２１に設置される。また、モニタリングモジュール５１は、サンプルされた培養液を検査・分析するように、排水弁５１３に連接する。

【0049】

図３に示すように、主循環の温度調節装置５２は、熱交換装置、加熱器又は冷却器であってもよい。本実施形態において、主循環の温度調節装置５２は、バイパス管５２１，５２２を介して第１の出口主管４４及び第２の入り口主管４５に連接し、バイパス管５２１，５２２のそれぞれに、バイパス制御弁５２１１，５２２１が設置される。また、本実施形態において、第３の流向控制閥４４３がバイパス管５２１とバイパス管５２２の間に設置されるため、第３の流向控制閥４４３をオフにし、且つバイパス制御弁５２１１，５２２１がオンにする場合、培養液は、主循環の温度調節装置５２を通過することで培養液の温度を制御することができる。

【0050】

図３に示すように、栄養提供装置５４は、補給管５４１を介して主ポンプインレットパイプ４２に連接すると共に、補給制御弁５４１１は補給管５４１に設置される。栄養提供装置５４は、培養液に含まれた栄養塩を補充することや、ｐＨを調整するための化学物質を添加すること、他の藻類の成長に必要な栄養成分を補充することとして用いられる。ガス補給装置５３は、ガス補給管５３１を介して主ポンプインレットパイプ４２に連接すると共に、ガス補給管５３１にガス制御弁５３１１が設置される。本実施形態において、ガス補給装置５３は、第２のガス補給管５３２を更に有する。第２のガス補給管５３２は、ガスポンプ５３３に連接し、更に、ガスポンプ５３３は、ガス分配管５３４を介して成長調節モジュール２における複数個の栽培槽ユニット２０の栽培槽ガス補給装置２３に連接する。ガス補給装置５３は、培養液の二酸化炭素又は酸素の濃度が不足する際に、補充するための二酸化炭素又は酸素を提供することができる。

【0051】

図３に示すように、藻類補給装置５５は、藻類補給管５５１を介して補給管５４１に連接すると共に、藻類補給管５５１をオン又はオフするように、藻類補給管５５１に藻類補給制御弁５５１１が設置される。藻類補給装置５５は、藻類の密度を調整するように、藻類の苗、又は培養された藻類を培養液に補給する。藻類成長モニタリング装置５６は、主ポンプアウトレットパイプ４１と第１の入り口主管４３との間に設置される。藻類成長モニタリング装置５６は、光学手段によって、培養液における藻類の成長状態（藻類の密度、藻類のカラー、藻類の成長のサイズなどのデータ）をモニターする。自動収穫裝置５７は、収穫チューブ５７１を介して主ポンプアウトレットパイプ４１と第１の入り口主管４３との間に連接する。自動収穫裝置５７は、藻類成長モニタリング装置５６に連動することができる。藻類成長モニタリング装置５６は、培養液に含まれた藻類の密度及び藻類のサイズを収穫条件を満たした場合、自動収穫裝置５７が藻類を収穫することができる。

【0052】

図３に示すように、本実施形態において、酸素排出装置８０は、自動収穫裝置５７と主循環ポンプ３１との間に位置するように、主ポンプインレットパイプ４２に設置される。培養液は、光合成反応モジュール１及び成長調節モジュール２を通過した後、且つ主循環ポンプ３１の入り口端３１２に再び注入される前に、培養液に含まれた過剰な酸素を排除するように酸素排気装置８０に注入される。

【0053】

図６に示すように、本発明に係る複合藻類培養装置１００は、制御モジュール６を更に備える。本実施形態において、制御モジュール６は、光合成反応モジュール１、成長調節モジュール２、循環式移載モジュール３、循環配管モジュール４及び成長モニタリング・調節モジュール５に結合する。制御モジュール６は、中央制御コンピュータであってもよく、リモートコントロールの装置であってもよく、インターネットとモバイルアプリでリモートコントロールを行うものであってもよい。制御モジュール６は、各センサーで測定されたパラメータ又はデータを受信すると共に、循環配管モジュール４の複数個の制御弁及び成長モニタリングモジュール５１の各サブモジュール又は装置を制御することができるため、複合藻類培養装置１００の運行を制御することや、藻類の成長条件をモニタリングすること、自動化補給又は藻類の成長条件の調整、及び自動化収穫などの目的を果たせる。

【0054】

図７には、本発明に係る複合藻類培養装置１００で、一部の光合成反応ユニット１０及び栽培槽ユニット２０を用いて混作を行う使用モードの実施例を示す。本実施形態において、１つの光合成反応ユニット１０に対応する第１の入り口制御弁４３１１及び第１の出口制御弁４４１１をオフにし、且つ１つの栽培槽ユニット２０に対応する第２の入り口制御弁４５１１及び第２の出口制御弁４６１１をオフにする。次に、外部循環装置７を用いて、光合成反応ユニット１０の第１の入り口バイパスコネクター１６及び第１の出口バイパスコネクター１７との間に、及び栽培槽ユニット２０の第２の入り口バイパスコネクター２６と第２の出口バイパスコネクター２７との間に連接することによって、培養液は、循環配管モジュール４に注入されないように、光合成反応ユニット１０と栽培槽ユニット２０との間に循環に流れるため、複合藻類培養装置１００の培養液の汚染を回避できる。

【0055】

より詳しく説明すると、外部循環装置７は、複数個の外部ホース７１と、外部循環ポンプ７２と、外部温度制御装置７３と、外部ガス補給装置７４と、外部栄養提供装置７５と、を含む。複数個の外部ホース７１は、光合成反応ユニット１０の第１の出口バイパスコネクター１７と、栽培槽ユニット２０の第２の入り口バイパスコネクター２６との間に連接され、且つ第２の出口バイパスコネクター２７と第１の入り口バイパスコネクター１６との間に連接すると共に、外部循環ポンプ７２、外部温度制御装置７３、外部ガス補給装置７４及び外部栄養提供装置７５はいずれも、複数条の外部ホース７１で連接するため、培養液は、外部循環ポンプ７２の搬送によって、光合成反応ユニット１０と栽培槽ユニット２０との間に循環に流れる。

【0056】

［実施形態による有利な効果］
本発明の１つの有利な効果として、本発明は、パイプライン式光合成反応ユニットと、容積が光合成反応ユニットの容積より数倍大きい栽培槽ユニットとを組み合わせることによって、パイプライン式光合成反応装置の光合成反応が強い効果と、栽培槽ユニットが大容量を有し且つ藻類の成長を調節する効果とを両立して、歩留まり及び品質を向上させることを果たせる。

【0057】

更に説明すると、本発明のもう１つの有利な効果として、本発明に係る複合藻類培養装置は、「循環配管モジュールは、光合成反応モジュール、成長調節モジュール及び循環式移載モジュールに連接する」ことによって、本発明に係る複合藻類培養装置は、生産能力の弾性を拡張して、工業的に大量生産の要求を満たす。また、「１つの主循環ポンプと循環配管モジュールとの組み合わせ」によって、培養液の複数組の光合成反応ユニットと、複数個の栽培槽ユニットとの間に循環に流れるため、集中に制御し、構造を簡単化し、且つコストを低減する目的を果たせる。

【0058】

以上に開示された内容は、ただ本発明の好ましい実行可能な実施態様であり、本発明の請求の範囲はこれに制限されない。そのため、本発明の明細書及び図面内容を利用して成される全ての等価な技術変更は、いずれも本発明の請求の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0059】

１００…複合藻類培養装置
１…光合成反応モジュール
１０…光合成反応ユニット
１１…透光性巻管
１１１…入水端
１１２…出水端
１１３…補充入り口
１１４…圧力制御弁
１２…成長モニタリングサブモジュール
１２１…照度センサー
１２２…温度センサー
１２３…圧力センサー
１２４…ガス濃度センサー
１２５…栄養塩濃度センサー
１３…補助光装置
１４…遮光装置
１５…反応器温度制御装置
１５１…入口熱交換器
１５２…入口加熱器
１５３…配管加熱器
１６…第１の入り口バイパスコネクター
１７…第１の出口バイパスコネクター
２…成長調節モジュール
２０…栽培槽ユニット
２１…槽体
２１１…栽培槽入り口
２１２…栽培槽出口
２１３…セパレーター
２１４…湾曲流路
２１５…栄養ボトル
２２…栽培槽光源装置
２３…栽培槽ガス補給装置
２４…栽培槽温度制御装置
２５…流体撹乱装置
２６…第２の入り口バイパスコネクター
２７…第２の出口バイパスコネクター
３…循環式移載モジュール
３１…主循環ポンプ
３１１…出口端
３１２…入り口端
３２…補助ポンプ
４…循環配管モジュール
４１…主ポンプアウトレットパイプ
４１１…主ポンプ出口制御弁
４２…主ポンプインレットパイプ
４２１…主ポンプ入り口制御弁
４３…第１の入り口主管
４３１…第１の入り口連通管
４３１１…第１の入り口制御弁
４３２…第１の流向控制閥
４４…第１の出口主管
４４１…第１の出口連通管
４４１１…第１の出口制御弁
４４２…第２の流向控制閥
４４３…第３の流向控制閥
４５…第２の入り口主管
４５１…第２の入り口連通管
４５１１…第２の入り口制御弁
４５２…第４の流向控制閥
４６…第２の出口主管
４６１…第２の出口連通管
４６１１…第２の出口制御弁
４６２…第５の流向控制閥
４７…連通管路
４７１…連通管制御弁
５…成長モニタリング・調節モジュール
５１…モニタリングモジュール
５１１，５１２…バイパス管
５１１１，５１２１…バイパス制御弁
５１３…排水弁
５２…主循環の温度調節装置
５２１，５２２…バイパス管
５２１１，５２２１…バイパス制御弁
５３…ガス補給装置
５３１…ガス補給管
５３１１…ガス制御弁
５３２…第２のガス補給管
５３３…ガスポンプ
５３４…ガス分配管
５４…栄養提供装置
５４１…補給管
５４１１…補給制御弁
５５…藻類補給装置
５５１…藻類補給管
５５１１…藻類補給制御弁
５６…藻類成長モニタリング装置
５７…自動収穫裝置
５７１…収穫チューブ
５７１１…収穫用制御弁
５７２…フィルター組み立て
５７３…培養液受けタンク
５７４…アウトレットパイプ
５７５…加圧搬送装置
５９…栽培槽栄養提供装置
６…制御モジュール
７…外部循環装置
７１…外部ホース
７２…外部循環ポンプ
７３…外部温度制御装置
７４…外部ガス補給装置
７５…外部栄養提供装置
８０…酸素排気装置
８１…酸素排出筒
８１１…インレットパイプ
８１２…吸気管
８２…集液筒
８２１…側排気口
８３…給液口
８４…酸素排出管
８４１…拡張部
８５…中空管
８６…バッファータンク
８７…連通管
８８…排気装置
８８１…ガス排出管
８８２…収集容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】