JP2014516550A

JP2014516550A - Ｖ形トラフ光バイオリアクターシステムおよび使用方法

Info

Publication number: JP2014516550A
Application number: JP2014513684A
Authority: JP
Inventors: ジェイソンディー．リカメル; カールエル．ホワイト; フランクイー．マース; トーマスジェイ．クラガ
Original assignee: ヘリアエデベロップメント、エルエルシー
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2014-07-17
Also published as: US20110258920A1; AU2012262210A1; CA2829806A1; EP2675886A1; US20120064508A1; BR112013028966A2; WO2012166883A1; CN103547667A; MX2013013775A; US20130232866A1; US8365462B2; IL228395A0; US8341877B2; KR20140032399A; SG194436A1

Abstract

本明細書において、生育に必要な炭素供給源、窒素供給源および必須微量元素をはじめとする生育培地の内容物の制御を実現することにより、改善された生育速度に有利となる態様を特色とする、水性環境において藻類または他の生物体を生育させるための高生産性の水産養殖または養殖のための光バイオリアクターシステムが開示される。同じく、これらのシステムの使用方法およびそのアセンブリのキットが、開示される。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１１年５月３１日出願の米国特許出願第１３／１４９，４６３号、および２０１１年９月３０日出願の米国特許出願第１３／２４９，４２６号の利益を主張するものであり、それらの全体的内容は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。

発明の分野
本明細書において、生育に必要な炭素供給源、窒素供給源および必須微量元素をはじめとする生育培地の内容物の制御を、効率的混合速度で実現することにより、改善された生育速度に有利となる態様を特色とする、水性環境において藻類または他の生物体を生育させるための高生産性の水産養殖または養殖のための光バイオリアクターシステムが開示される。

背景
藻類はここ数年、顕著な重要性を得ており、再生可能な燃料および動物用貯蔵飼料（ａｎｉｍａｌｆｅｅｄｓｔｏｃｋ）の生産など、複数の重大な世界的問題を解決して、二酸化炭素療法、排水処理、および持続可能性を通して世界的気候変動を低減することに利益を与えた。藻類の栽培は、食物、飼料、栄養補助食品、化学物質、バイオ燃料、医薬品、および藻類から抽出され得る他の製品の製造にも用いられる。

バイオ燃料の供給原料としての藻類の優位性は、典型的な陸生油料作物に比較して高いエーカー毎生産量、非食品系の飼料供給源、および他の非生産的非耕作地で栽培される能力など、複数の因子から生じる。

過去数十年間に世界中で、数千種の藻類が分類されて脂質産生について研究され、そのうち脂質産生が豊富な約３０種が同定された。藻類から産生される脂質は、油料種子、穀物、およびナッツなど他の現代の油脂供給源に比較すると組成が類似している。

米国は既に、検証された石油埋蔵量の８０％を超えて消費しているため、現在では石油の６０％より多くを輸入している。米国は２０年以内に石油の８０〜９０％の範囲内で輸入することになると予測される。この輸入された石油のかなりの量が、世界の政情不安のある領域の諸国により供給されており、その事実が、米国への安定した石油供給に一定の脅威を提示する。米国は、外国の石油を益々輸入し続ける可能性があるが、世界の石油供給は無限ではなく、輸入は米国の貿易赤字を増加させ続け、経済的負担の増加を作り続ける。

脂質産生性の藻類の商業的栽培は、増大する石油不足問題および輸入コスト増加の問題に解決法を与える。藻類の油は、石油系製品の代わりに用いることができる。藻類を用いて、非限定的にディーゼル、ガソリン、ケロセン、およびジェット燃料の生成をはじめとする、様々な適用例に使用するために、多様な脂質プロファイルの油を生成させることができる。

藻類の飼養は、典型的には光バイオリアクター（ＰＢＲ）、例えばフラットパネルＰＢＲおよび環状ＰＢＲを使用し、それらは藻類により用いられる光の量を改善するために容量が小さい。これらのデバイスは、高い生産性を有するが、容量の損失を埋め合わせる程十分に高くわけではない。他のＰＢＲシステム、例えばポンド、レースウェイ、またはトラフを用いればより大規模な生産がもたらされるが、これらのシステムは生産性の低さに苦しんでいる。現行のＰＢＲシステムは、典型的には平底に設計されており、固体が沈殿し、時間の経過に伴って細菌および真菌を生育させる可能性がある。そのような不適当な生育は、藻類の生産性および生育を低下させる可能性がある。加えてポンド型システムは、混合が最小限に抑えられる大型システムである（１／２エーカー、エーカー、またはヘクタールサイズ）。これらのシステムにおける混合は、多くの場合、水掻車または航空機によって遂行され、藻類の生育にとって最適ではなく、固体の沈殿を回避するためのシステム内の系統的混合様式を展開していない。そのようなシステムでの最適な混合は、多量のエネルギーを必要とし、全体的コスト効率を低下させる。ポンド型またはレースウェイ型システムもまた、藻類の生育のための最適な生産性レベルを保持するために、排水、収穫、および洗浄などの維持管理を必要とする。これが、システムの中断時間、洗浄作業、およびこれらのシステムを再充填するための多量の水につながる。

本開示は、高いエーカー毎収量を与えるために多量で最適な生産性になるよう設計されたＶ形ＰＢＲシステムを提供する。これらのシステムは、高生産性およびコスト効率的手法で多量の藻類を生産する。

発明の簡単な概要
一態様において、２つの本体壁を含み、前記本体壁が軸の直ぐそばで交わっていて内角を画定し、各本体壁が勾配部分および実質的に垂直な部分と、基端および先端と、前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、を含む、実質的にＶ形の本体により画定される空洞を含む光バイオリアクターであって；前記空洞が、前記基端に隣接する近位側壁および前記先端に隣接する遠位側壁により更に画定され；前記光バイオリアクターシステムが、前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムと、前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムと、を更に含む、光バイオリアクターが開示される。

別の態様において、少なくとも２つの実質的にＶ形の形体を平行に形成している複数の先細の内寸を画定していて、第一の実質的に垂直の部分と、第一の勾配部分と、第二の勾配部分と、第三の勾配部分と、第四の勾配部分と、第二の実質的に垂直な部分と、を含む、輪郭を持った本体により画定される空洞を含む光バイオリアクターであって；前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の軸の直ぐそばで交わっていて第一の内角を画定し；前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の実質的にＶ形の形体を画定して第一の深さを画定し；前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の軸の直ぐそばで交わっていて第二の内角を画定し；前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の実質的にＶ形の形体を画定して第二の深さを画定し；前記輪郭を持った本体が、基端および先端と、前記軸に沿って延在する長さと、前記軸に垂直に延在する幅と、を更に含み；前記空洞が、前記基端に隣接する近位側壁および前記先端に隣接する遠位側壁により更に画定される、光バイオリアクターが開示される。

別の態様において、２つの本体壁と、近位側壁と、遠位側壁と、折り曲げること、つぶすこと、または丸めることが可能な第一のライナーと、を含み、光バイオリアクターを組み立てた時には、２つの本体壁を含み、前記本体壁が軸の直ぐそばで交わっていて内角を画定し、各本体壁が勾配部分および実質的に垂直な部分と、基端および先端と、前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、を含む、実質的にＶ形の本体により画定される空洞を含む光バイオリアクターを組み立てるためのキットであって；前記空洞が、前記基端に隣接して配設された近位側壁および前記先端に隣接して配設された遠位側壁により更に画定される、光バイオリアクターを組み立てるためのキットが開示される。

別の態様において、少なくとも２つの実質的にＶ形の形体を平行に形成している複数の先細の内寸を画定する輪郭を持った本体と、近位側壁と、遠位側壁と、折り曲げること、つぶすこと、または丸めることが可能な第一のライナーと、を含み、光バイオリアクターを組み立てた時には、第一の実質的に垂直の部分と、第一の勾配部分と、第二の勾配部分と、第三の勾配部分と、第四の勾配部分と、第二の実質的に垂直な部分と、を含む、輪郭を持った本体により画定される空洞を含む、光バイオリアクターを組み立てるためのキットであって；前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の軸の直ぐそばで交わっていて第一の内角を画定し；前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の実質的にＶ形の形体を画定して第一の深さを画定し；前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の軸の直ぐそばで交わっていて第二の内角を画定し；前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の実質的にＶ形の形体を画定して第二の深さを画定し；前記輪郭を持った本体が、前記軸に沿って延在する長さと、前記軸に垂直に延在する幅と、を更に含み；前記空洞が、前記基端に隣接して配設された近位側壁および前記先端に隣接して配設された遠位側壁により更に画定される、光バイオリアクターを組み立てるためのキットが開示される。

別の態様において、２つの本体壁を含み、前記本体壁が軸の直ぐそばで交わっていて内角を画定し、各本体壁が勾配部分および実質的に垂直な部分と、基端および先端と、前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、を含む、実質的にＶ形の本体により画定される空洞を含む光バイオリアクターにおいて、バイオマス培地を分配することを含むバイオマスを生産する方法であって；前記空洞が、前記基端に隣接する近位側壁および前記先端に隣接する遠位側壁により更に画定され；前記光バイオリアクターシステムが、前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムと、前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムと、を更に含み、前記方法が、前記気体送達システムを通して気体を供給して、約１〜約３ｍｍの直径を有する泡を生成すること、および前記二酸化炭素送達システムを通して二酸化炭素を供給して、約０．００１〜約５００ミクロンの直径を有する泡を生成すること、を更に含む、方法が開示される。

別の態様において、少なくとも２つの実質的にＶ形の形体を平行に形成している複数の先細の内寸を画定していて、第一の実質的に垂直の部分と、第一の勾配部分と、第二の勾配部分と、第三の勾配部分と、第四の勾配部分と、第二の実質的に垂直な部分と、を含む、輪郭を持った本体により画定される空洞を含む光バイオリアクターにおいて、バイオマス培地を分配することを含むバイオマスを生産する方法であって；前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の軸の直ぐそばで交わっていて第一の内角を画定し；前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の実質的にＶ形の形体を画定して第一の深さを画定し；前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の軸の直ぐそばで交わっていて第二の内角を画定し；前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の実質的にＶ形の形体を画定して第二の深さを画定し；前記輪郭を持った本体が、基端および先端と、前記軸に沿って延在する長さと、前記軸に垂直に延在する幅と、を更に含み；前記空洞が、前記基端に隣接する近位側壁および前記先端に隣接する遠位側壁により更に画定され；前記光バイオリアクターが、前記空洞内に配設されていて前記第一の軸および第二の軸の少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムと、前記空洞内に配設されていて前記第一の軸および第二の軸の少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムと、を更に含み、前記方法が、前記気体送達システムを通して気体を供給して、約１〜約３ｍｍの直径を有する泡を生成すること、および前記二酸化炭素送達システムを通して二酸化炭素を供給して、約０．００１〜約５００ミクロンの直径を有する泡を生成すること、を更に含む、方法が開示される。

本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムは、軸のところで沈殿性材料を濃縮し、材料および藻類を混合して懸濁状態を保つために、同じ場所に気体を供給する。この撹拌システムは、光透過を集中させて生産性を上昇させ得るように、藻類を表面に運ぶ働きもある。Ｖ字の幾何学的形状は、そうでなくても固体を濃縮する軸を画定する。これらのＶ形トラフＰＢＲシステムは、より効率的であり、培地がＶ形の底の軸に沿って濃縮されるため混合に必要なエネルギーが少なくなり、撹拌の適用が最も効率的となる特定の位置を作る。これにより、該システムを半連続または連続モードで運転することができ、該システムを効率的に運転し続ける、つまり改善された合計年間生産性をもたらし続けるのに必要となる中断時間、作業量およびエネルギーを低減させる。

用語解説
本明細書で用いられる用語「生産性」は、バッチ式回収では標準的バイオマス濃度を、または半連続的もしくは連続的に操作されるＰＢＲでは所定の容量毎に生成される一日バイオマス量を指す。生産性は、生物材料が受ける光、二酸化炭素、および栄養素の量の関数である。

本明細書で用いられる用語「光」は一般に、光（例えば、太陽光）の分離されていない波長、または光の選択された波長の形態にすることができる光合成有効放射（ＰＡＲ）を指す。光は、自然であっても、または他の手段、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）もしくはマイクロＬＥＤにより供給されてもよい。幾つかの実施形態において、光は、ＰＢＲのカバー、チューブ、または配管上の、またはそれらの中に組み込まれたコーティング、カバーリングもしくはフィルムにより、選択された波長に分離される。幾つかの実施形態において、様々な強度および光周期で、例えば光源を閃光させること、または藻の培養物を光透過性および光遮断性材料に通すことにより、生じる時間様式またはデューティーサイクルなどで、光が当てられる。デューティーサイクルは、考慮される合計時間の比率としての、生物体が活性状態で過ごす時間である。

本明細書に含まれる図において、類似の数字は、類似の形体を示す。

本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の概略的な斜視図を示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの追加の例示的実施形態の鳥かん図を示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の近位側壁の末端図（ｅｎｄ−ｏｎ−ｖｉｅｗ）を示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の遠位側壁の末端図を示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムを用いたバイオマスを生育させる方法の例示的実施形態の流れ図を示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の近位側壁の末端図を示す。解体された、本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の分解立体図（ｅｘｐｌｏｄｅｄ−ａｓｐｅｃｔｅｄ−ｖｉｅｗ）を示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の概略的な斜視図を示す。クロロフィルａの吸収スペクトルのチャートを示す。クロロフィルａおよびクロロフィルｂの吸収スペクトルのチャートを示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の概略的な斜視図を示す。本明細書に開示されるＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の概略的な斜視図を示す。

詳細な説明
一態様において、２つの本体壁を含み、前記本体壁が軸の直ぐそばで交わっていて内角を画定し、各本体壁が勾配部分および実質的に垂直な部分と、基端および先端と、前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、を含む、実質的にＶ形の本体により画定される空洞を含む光バイオリアクターであって；前記空洞が、前記基端に隣接する近位側壁および前記先端に隣接する遠位側壁により更に画定され；前記光バイオリアクターシステムが、前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムと、前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムと、を更に含む、光バイオリアクターが開示される。

幾つかの実施形態において、本体壁は、勾配部分と実質的に垂直の部分の間に曲がった移行部分を含む。

幾つかの実施形態において、内角は、約６０〜約１４０°である。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、第五の勾配部分および第六の勾配部分を更に含み、第五の勾配部分と第六の勾配部分は、第三の軸の直ぐそばで交わっていて第三の内角を画定し、第五の勾配部分と第六の勾配部分は、第三の実質的にＶ形の形体を画定して第三の深さを画定する。

幾つかの実施形態において、輪郭を持った本体は、少なくとも１つの追加の実質的にＶ形の形体を更に含む。

幾つかの実施形態において、第一の内角および第二の内角は、それぞれ独立して、約６０〜約１４０°である。幾つかの実施形態において、第一の内角および第二の内角は、同一である。幾つかの実施形態において、第一の内角および第二の内角は、異なっている。

幾つかの実施形態において、第一の実質的にＶ形の形体の第一の深さは、第二の実質的にＶ形の形体の深さと同一である。幾つかの実施形態において、第一の実質的にＶ形の形体の第一の深さは、第二の実質的にＶ形の形体の深さと異なっている。

幾つかの実施形態において、第一の内角、第二の内角および第三の内角は、それぞれ独立して、約６０〜約１４０°である。幾つかの実施形態において、第一の内角、第二の内角および第三の内角のうちの少なくとも２つは、同一である。幾つかの実施形態において、第一の内角、第二の内角および第三の内角のうちの少なくとも２つは、異なっている。

幾つかの実施形態において、第一の実質的にＶ形の形体の第一の深さ、第二の実質的にＶ形の形体の第二の深さ、および第三の実質的にＶ形の形体の第三の深さのうちの少なくとも２つは、同一である。幾つかの実施形態において、第一の実質的にＶ形の形体の第一の深さ、第二の実質的にＶ形の形体の第二の深さ、および第三の実質的にＶ形の形体の第三の深さのうちの少なくとも２つは、異なっている。

幾つかの実施形態において、第一の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体、および第二の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体は、他の実質的にＶ形の形体の少なくとも１つよりも大きな深さを画定する。更なる実施形態において、第一の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体、および第二の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体は、他の実質的にＶ形の形体の少なくとも１つよりも小さな内角を画定する。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、空洞内に配設されていて、第一の軸および第二の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムを更に含む。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、空洞内に配設されていて、第一の軸および第二の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムを更に含む。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、空洞内に配設されたライナーを更に含む。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、近位側壁の少なくとも一部を通る回収口を更に含む。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、栄養素注入システムを更に含む。

幾つかの実施形態において、気体送達システムは、その長さに沿って配設された複数のオリフィスを含むラインを含み、均一な気体分散のために一致した圧力を提供する。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、その長さに沿って配設された複数のオリフィスを含むラインを含み、前記オリフィスは、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内の主要寸法を含む。

幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、その長さに沿って複数の配設されたオリフィスを含む線を含み、前記オリフィスは、約０．００１ミクロン〜約１ｍｍの範囲内の主要寸法を含む。

幾つかの実施形態において、オリフィスは、穿孔、細孔、注入点、または開口部のうちの少なくとも１つを含む。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、基端から先端までに勾配を更に含む。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、カバーを更に含む。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、支持構造を更に含み、本体の少なくとも一部は、前記支持構造の最上部に配設されている。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、空洞内に配設された生物材料を含む培地を更に含む。

幾つかの実施形態において、カバーは、ポリエチレン、レキサン、ポリカーボネート、透明のビニル、透明ポリ塩化ビニル、ガラス、またはそれらの組み合わせからなる群より選択される材料から組み立てられる光沢材料を更に含む。

幾つかの実施形態において、支持構造は、ＨＤＰＥを含む。幾つかの実施形態において、支持構造は、発泡体を含む。

幾つかの実施形態において、支持構造は、解体および積載が可能である。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、空洞の反対側の少なくとも一部に隣接して配設された発泡断熱材を更に含む。幾つかの実施形態において、発泡断熱材は、支持構造を含む。

幾つかの実施形態において、支持構造は、地中に設置されている。

幾つかの実施形態において、培地は、安定したｐＨを有する。幾つかの実施形態において、気体送達システムおよび二酸化炭素送達システムは、培地のｐＨを安定化するためにｐＨ緩衝物質と協調的に用いられる。

幾つかの実施形態において、生体材料は、重力ラインを介して培地から回収される。

幾つかの実施形態において、気体送達システムから排出する気体の流れが、培地の混合速度を提供する。幾つかの実施形態において、培地は、基端から先端まで誘導される。幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、基端から先端までに勾配を更に含み、その勾配および混合速度が、基端から先端まで一方向で培地を誘導する。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、培地を混合および／または循環させるために流体圧送システムおよび撹拌システムのうちの少なくとも１つを更に含む。

幾つかの実施形態において、気体送達システム、流体圧送システムおよび撹拌システムのうちの少なくとも２つは、有利な混合パターンを創り出すように動作する。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、回収された流体を再循環させて空洞に戻すために返還構造を更に含む。幾つかの実施形態において、返還構造は、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態において、返還構造は、空洞の外側に配設される。幾つかの実施形態において、返還構造は、空洞内に配設される。

幾つかの実施形態において、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つは、透明である。

幾つかの実施形態において、光は、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つに当てられる。幾つかの実施形態において、光は、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの側に当てられる。幾つかの実施形態において、光は、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つの１つを超える側に当てられる。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、空洞内に向けられた光源を更に含む。幾つかの実施形態において、光源は、ＬＥＤまたはマイクロＬＥＤを含む。幾つかの実施形態において、光は、ＬＥＤおよびマイクロＬＥＤのうちの少なくとも１つから選択される光源により提供される。幾つかの実施形態において、光源は、ライトバーを含む。

幾つかの実施形態において、光は、連続して当てられる。幾つかの実施形態において、光は、非連続的に当てられる。

幾つかの実施形態において、光は、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６２０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、および約６８０ｎｍ〜約７００ｎｍのうちの少なくとも１つの範囲内の波長を有する光を含む。幾つかの実施形態において、光は、約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍ、および約４００ｎｍ〜約５００ｎｍのうちの少なくとも１つの範囲内の波長を有する光を含む。幾つかの実施形態において、光は、約４３０ｎｍ、約４５３ｎｍ、約６４３ｎｍ、約６６２ｎｍ、約６８０ｎｍ、および約７００ｎｍのうちの少なくとも１つの波長を有する光を含む。

幾つかの実施形態において、二酸化炭素、空気およびオゾンのうちの少なくとも１つが、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つに導入される。

幾つかの実施形態において、光バイオリアクターは、光を選択された波長に分離するコーティング、カバーリングまたはフィルムのうちの少なくとも１つを更に含む。幾つかの実施形態において、コーティング、カバーリングまたはフィルムのうちの少なくとも１つは、カバー、チューブおよび配管のうちの少なくとも１つに組み入れられている。

幾つかの実施形態において、本体壁および側壁は、発泡ブロックを含む。

幾つかの実施形態において、前記キットは、組み立てられた時に少なくとも部分的に本体壁および側壁を含む、第二のライナーを更に含む。

幾つかの実施形態において、前記キットは、第五の勾配部分および第六の勾配部分を更に含み、最初の第五の勾配部分と第六の勾配部分は、第三の軸の直ぐそばで交わっていて第三の内角を画定し、第五の勾配部分と第六の勾配部分は、第三の実質的にＶ形の形体を画定して第三の深さを画定する。

幾つかの実施形態において、輪郭を持った壁および側壁は、発泡ブロックを含む。

幾つかの実施形態において、前記キットは、組み立てられた時に、少なくとも部分的に輪郭を持った壁および側壁を含む、第二のライナーを更に含む。

幾つかの実施形態において、第一および第二のライナーは、折り曲げられ、つぶされ、または丸められて、支持構造は、解体される。

幾つかの実施形態において、第一および第二のライナーは、互いに固定される。

幾つかの実施形態において、前記輪郭を持った本体は、第五の勾配部分および第六の勾配部分を更に含み、最初の第五の勾配部分と第六の勾配部分は、第三の軸の直ぐそばで交わっていて第三の内角を画定し、第五の勾配部分と第六の勾配部分は、第三の実質的にＶ形の形体を画定して第三の深さを画定し、少なくとも１つの気体送達システムは、前記空洞内に配設されていて第一の軸、第二の軸および第三の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在し、少なくとも１つの二酸化炭素送達システムは、前記空洞内に配設されていて第一の軸、第二の軸および第三の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在する。

幾つかの実施形態において、気体送達システムから排出する気体の流れにより、固体が沈殿することを実質的に予防する。

幾つかの実施形態において、前記方法は、オゾンセンサーおよび制御システムを操作することを更に含むことで、培地中のオゾンレベルが、約０．５〜約１ｍｇ／ｍＬに保持される。

Ｖ形トラフの形状
本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムのＶ形の形体の本体は、底のところで実質的にＶ字に先細りした内寸を含む。幾つかの実施形態において、トラフの底は、点（即ち、２つの平坦な要素の交わり）である。更なる実施形態において、トラフの底は、丸まっている。これらの特性により、平底のタンクに比較してデッドスペースが減少し、培地の混合速度を上昇させることができ、ＰＢＲ内の培地とバイオマスの回転率が改善され、全体的に高容量で高生産性のＰＢＲシステムが得られる。このＶ型の本体がなければ、ＰＢＲの底に固体が沈殿する傾向が高くなる。

更なる実施形態において、Ｖ形ＰＢＲシステムの本体は、複数の先細になった内寸を含み、複数の実質的にＶ形の形体の輪郭を持った本体を平行に形成している。幾つかの実施形態において、複数のＶ形の形体は、同じ内角および深さを画定する。幾つかの実施形態において、複数のＶ形の形体の少なくとも１つは、ＰＢＲシステムの他のＶ形の形体と比較して、異なる内角および／または深さを画定する。ＰＢＲシステム内のＶ形の形体の内角および／または深さを変動させることにより、ＰＢＲシステム内に配設された培養物の混合、濃縮、および／または沈殿が、様々な目的または方策、例えば有利な混合パターン（例えば、水平および垂直の両方の混合を含む）、栄養素の分布、光の利用能、または汚染の制御のために操作される。幾つかの実施形態において、ＰＢＲシステムの最外側のＶ形の形体は、他のＶ形の形体よりも深く、狭い角を画定していて、培養物をより深いＶ形の形体から回収されることができ、より浅い中央のＶ形の形体は、回収が終了した後に添加される新しい培地と混合するために、培地の一部を保持している。

Ｖ形の本体は、約１８０°よりも小さく約４５°よりも大きな内角を画定する。幾つかの実施形態において、角度は、約３４°〜約１４０°である。幾つかの実施形態において、角度は、約６０°〜約１４０°である。幾つかの実施形態において、角度は、約３４°〜約１２０°である。幾つかの実施形態において、角度は、約６０°〜約１２０°である。幾つかの実施形態において、角度は、約８０°〜約１１２°である。幾つかの実施形態において、角度は、約８００°〜約１００°である。角度は、光源、ＰＢＲの幾何学的位置、標的となる生物学的材料、標準的生物材料濃度、および所望の生産性に依存する。他の全ての寸法が一定に保持されると仮定すると、角度が減少すればＰＢＲの総容量が減少する。本体壁の実質的に垂直の部分は、角度の減少に伴う容量の損失を補てんするために、垂直に伸長することができる。幾つかの実施形態において、本体壁の垂直部分の高さ範囲を、内角の範囲と組み合わせながら伸長させることで、複数の異なる容量の実施形態を創り出す。

側壁は、ＰＢＲの総容量を増加させるために、Ｖ形の形体の本体から上方へ伸長する。他の全ての寸法が保持されることが前提であれば、側壁が伸長すると、同じ設置面積を保持しながらＰＢＲの容量が増加する。幾つかの実施形態において、側壁は、垂直方向に上方に伸長する。幾つかの実施形態において、側壁は、一定角度で上方に伸長する。幾つかの実施形態において、側壁は、約２〜約１０インチの厚さ範囲である。更なる実施形態において、側壁は、約４〜約６インチの厚さ範囲である。幾つかの実施形態において、側壁は、直線状である。更なる実施形態において、側壁は、曲がっている。幾つかの実施形態において、側壁およびＶ形本体は、曲がっているため、１つの壁を形成していて認識し得る分離がない。幾つかの実施形態において、空洞は、一体として形成されたユニットである。

本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの所望の長さおよび容積は、加熱効率および／または冷却能力、ならびに生物材料の滞留時間により決定される。システムの容積は、細胞の寿命および細胞の活力の関数として生育および生産性が降下する前に生物材料を回収するように設計されている。細胞の寿命および細胞の活力は、生物材料の性質、培養物中の汚染、培養物に適用される環境パラメータ、および水質化学パラメータの関数である。幾つかの実施形態において、Ｖ形トラフＰＢＲシステムは、約１５フィート〜約１００フィート長である。更なる実施形態において、前記システムは、１００フィート長を超えている。

本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの容積は、Ｖ形本体の角度、側壁の寸法、ならびにＶ形トラフの全長および幅をはじめとする複数の因子により決定される。一般に光依存性の生物材料では、ＰＢＲシステムの容積が減少すれば、生物材料の混合および光への暴露の増加により、生産性は上昇する。Ｖ形トラフは、容器の容積が増加すると生じる生産性損失を軽減するように設計される。ＰＢＲシステムを通して循環する生物材料は、循環の間に生物材料が照射面の直ぐそばに存在するか、またはそこから離れているか（「暗部」にあるか）に応じて、異なる量の光を受けることになるため、Ｖ形トラフの表面積対容積比は、生物材料がより多くの光への暴露を有するようにする。

本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムにおける沈殿性固体の減少は、既存のデバイスを超える著しい利益を提供する。第一に、本明細書に開示されるシステムは、連続または半連続モードで運転することができるが、既存のデバイスは、沈殿した個体を除去するために中断時間および維持管理のコストを必要とする。更に、前記システムは、定期的に、または既存のシステムの頻度で停止させる必要がないため、バイオマスは既存のデバイスよりも長期間、所望の生産性で生存可能性の改善を示す。

気体送達システム
本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの気体送達システムは、とりわけ、培地の効率的混合のために用いることができる。気体送達システムは、Ｖ字の底により画定された軸に沿って、または軸付近に有利に配置されて、固体を懸濁させ続け、培地の混合の改善を提供する。培地の混合速度は、気体送達システムの単独により、または他の撹拌手段と一緒に制御することができる。幾つかの実施形態において、流体圧送システムは、単独で、または気体送達システムと一緒に使用されて、培地を混合および／または循環させる。幾つかの実施形態において、気体送達システム、流体圧送システム、または撹拌手段の組み合わせを使用して培地を混合および／または循環させることで、Ｖ形トラフＰＢＲシステム内で有利な混合パターンが創り出し、培地の条件を保持および／または修正する。培地の混合速度および滞留時間の制御は、これらのパラメータが培地の濃度に応じて変動し得るため、重要である。気体注入速度、気体注入口のサイズ、気体注入口の形状、気体注入口の数、気体注入口の場所、圧送される流体の流速、圧送される流体の方向、圧送される流体の流入の場所、および／または圧送される流体の流出の場所は、Ｖ形設計と併せて、システムの混合効率を左右する。幾つかの実施形態において、流体は、１を超える方向に圧送されて、培地中のバイオマスが沈殿するのを予防する。幾つかの実施形態において、流体は、入口および出口の流れを変化させることにより、１を超える方向に圧送される。幾つかの実施形態において、入口および出口の流れの変化は、ポンプの回転を逆行させる回転ソレノイド弁または切替え回路を通して実行される。幾つかの実施形態において、流体は、水を含む。幾つかの実施形態において、流体は、培地を含む。一般に光依存性のバイオマスでは、高速の混合は、光と接触する生物材料の量が増加して生産性が増大するため、望ましい。幾つかの実施形態において、気体は、空気を含む。更なる実施形態において、気体は、オゾンを含む。

本明細書に開示された気体送達システムは、様々なサイズの気泡を生成させることができる。泡のサイズは、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムに関連する複数の因子に影響を及ぼす。第一に、泡が大きい程、より効率的な混合になり、泡が小さい程、培地を効率的に混合しなくなる。第二に、泡が大きい程、小さな泡に比較して表面積が減少し、培地による気体交換が少なくなる。つまり泡が大きい程、システムのｐＨへの影響を小さくすることができ、泡が小さい程、システムへのより効率的な気体拡散を利用することができる。幾つかの実施形態において、泡のサイズは、気体送達システムのタイプ、適用される気体の圧力、システムに導入される気体の密度、および気体が培地に導入される穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスのサイズにより制御される。幾つかの実施形態において、泡は、約１〜約３ｍｍ径である。幾つかの実施形態において、泡は、約１〜約３ｍｍ径であり、主として培地を混合するために用いられる。更なる実施形態において、泡は、約１ｍｍ未満の径である（即ち、マイクロバブル）。幾つかの実施形態において、泡は、約１ｍｍ未満の径であり、主として培地中への気体拡散のために用いられる。更なる実施形態において、泡は、約０．００１〜約５００ミクロン径である。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、約１〜約５０ｐｓｉの圧力で動作して、約１〜約３ｍｍ径の泡サイズを生成する。幾つかの実施形態において、空気は、約１〜約３ｍｍの泡サイズで適用されて、培地の混合を支援する。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフ光バイオリアクターシステムの培地は、有利な混合パターンで気体送達システムにより混合および／または循環される。幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフ光バイオリアクターシステムの培地は、少なくとも１つの流体ポンプ、Ｖ形トラフにおいて圧送される流体のための少なくとも１つの流入物、およびＶ形トラフにおいて圧送される流体のための少なくとも１つの流出物を含む流体圧送システムにより、有利な混合パターンで気体送達システムにより混合および／または循環される。幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフ光バイオリアクターシステムの培地は、気体送達システムと流体圧送システムとの組み合わせにより、有利な混合パターンで気体送達システムにより混合および／または循環される。幾つかの実施形態において、気体送達システムから排出する気体、流体圧送システムから流動する流体、または気体および流体の組み合わせが、バイオマスおよび液相の、軸から前記システムの最上部に向かう上方移動を発生させる。幾つかの実施形態において、バイオマスは、循環および混合通路の最上部付近で光に暴露される。幾つかの実施形態において、培地はその後、本体壁の実質的に垂直な部分に向かって外方に循環し、幾つかの実施形態において、光への追加的暴露を提供する。幾つかの実施形態において、培地はその後、本体壁の下方へ移動して軸に向かって戻り、その工程が連続的または半連続的に繰り返される。この型の循環の更なる記載が、Ｆｏｒｔｈへの米国特許第５，８４６，８１６号に見出され、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。Ｖ形トラフ内の水平および垂直方向に有利な混合パターンを創り出すことによる培地中のバイオマスへの利益としては、光合成活性のために光が利用し得るＶ形トラフの一部にバイオマスを循環させる頻度の増加；より多くの光、栄養素および気体を利用し得る懸濁液中に保持されるバイオマス量の増加；ならびにより少ない光、栄養素、および気体を利用し得るＶ形トラフの表面に沈殿するバイオマスの減少、が挙げられる。

幾つかの実施形態において、気体送達システムは、陽圧を利用して、気体送達システム中への水および他の成分の浸入を予防する。更なる実施形態において、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスのサイズは、約３０，０００ダルトン未満の分子量を有する分子、例えば蛋白質の浸入を防ぐように選択される。

気体送達システムは、任意の適切な材料で作製されている。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、セラミック、ステンレス鋼、ゴム、ガラス、またはポリエチレンを含む。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、長さに沿って穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスで穿孔されたＶ形の本体の軸に沿って走るラインを含む。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、気体散布ラインを含む。幾つかの実施形態において、所望の穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスサイズ範囲を有するステンレス鋼、膜および他の材料を通して、泡が培地に散布される。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、増殖培地中に二酸化炭素を散布するように適合された１ミクロン孔径のＧｒａｖｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｇｌａｓｇｏｗ，ＤＥ焼結金属フィルターを含む。幾つかの実施形態において、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスは、穴および／またはスロットを含む。幾つかの実施形態において、穴および／またはスロットは、垂直に配列されている。更なる実施形態において、穴および／またはスロットは、培地の混合を改善するように角度をつけて配列されている。幾つかの実施形態において、穴および／またはスロットは、気体送達システムに沿って均一に配列されている。更なる実施形態において、穴および／またはスロットは、気体送達システムに沿って無作為に配列されている。幾つかの実施形態において、穴および／またはスロットは、垂直に、そして角度をつけて配列されている。幾つかの実施形態において、１本または複数のラインが、均一な気体分散のためにラインに沿って一定して一致した圧力を実現するように、長さに沿って有利に配置された穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスを含む。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、マイクロポア拡散装置（ｍｉｃｒｏ−ｐｏｒｅｄｉｆｆｕｓｅｒ）を含む。幾つかの実施形態において、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスは、気体注入口を含む。

幾つかの実施形態において、単一の気体送達システムが、各Ｖ形トラフＰＢＲシステム内に存在する。幾つかの実施形態において、前記システムは、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスによって穿孔された単一のラインを含む。更なる実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、複数の気体送達システムを含む。幾つかの実施形態において、前記システムは、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスによって穿孔されたラインの列を含む。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの空洞を画定する側壁の１つの少なくとも一部を通る少なくとも１つの末端を含む。

オゾンが本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムに送達される幾つかの実施形態において、オゾンは、バイオマスを損傷しないが汚染物質または捕食者を殺傷またはその生育を阻害するレベルで提供される。幾つかの実施形態において、オゾンは、他の気体とは別のラインにより送達される。幾つかの実施形態において、オゾンは、他の気体と同じラインにより送達される。幾つかの実施形態において、オゾンは、一定して適用される。更なる実施形態において、オゾンは、防御的に適用されて、培養物において汚染率が有害レベルに達するのを予防する。培養物の滅菌のためのオゾン適用の量およびタイミングは、問題となる汚染物質により決定される。幾つかの実施形態において、オゾンは、標的バイオマスに影響を及ぼさずに生存する培養物を滅菌するために、約０．５〜約１ｍｇ／Ｌのレベルで適用される。

二酸化炭素送達システム
本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの二酸化炭素送達システムは、気体送達システムとは別である。二酸化炭素は、多くの培地、例えば藻類の生育に必要であり、つまり炭素供給源として働く。二酸化炭素送達システムと気体送達システムとを分離すれば、混合および炭素供給源を別個に最適化することができるため、例えば二酸化炭素が豊富な空気を送達する単一システムを超える利点を有する。

本明細書に開示された二酸化炭素送達システムは、様々なサイズの二酸化炭素泡を生成することができる。他の気体と同様に、二酸化炭素の泡サイズは、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムに関連する複数の因子に影響を及ぼす。第一に、二酸化炭素泡は、前記システムの混合に寄与することができ、他の気体と同様に、泡が大きい程、混合がより効率的となり、泡が小さい程、培地を効率的に混合しない。第二に、二酸化炭素泡が小さい程、大きな泡に比較して大きな表面積を有し、培地中の気体交換量が多くなり、培地への炭素供給源がより効率的に送達される。これは、前記システムのｐＨにも影響を及ぼす可能性がある。幾つかの実施形態において、泡のサイズは、気体送達システムのタイプ、適用される気体の圧力、システムに導入される気体の密度、および気体が培地に導入される穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスのサイズにより制御される。幾つかの実施形態において、泡は、約１〜約３ｍｍ径である。幾つかの実施形態において、泡は、約１〜約３ｍｍ径であり、主として培地を混合するために用いられる。更なる実施形態において、泡は、約１ｍｍ未満の径である（即ち、マイクロバブル）。幾つかの実施形態において、泡は、約１ｍｍ未満の径であり、主として培地中への気体拡散のために用いられる。更なる実施形態において、泡は、高効率の気体交換のために約０．００１〜約５００ミクロン径である。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、約１〜約５０ｐｓｉの圧力で動作して、約１〜約３ｍｍ径の泡を発生する。

幾つかの実施形態において、二酸化炭素は、光合成を促進する効率的な気体交換のために、約１ｍｍ未満の泡サイズで適用される。幾つかの実施形態において、二酸化炭素泡は、ミクロン〜ミクロン未満の範囲で存在する。例えば１００ミクロン径の泡１０個の表面積は、１ｍｍの直径を有する泡の表面積の１，０００倍である。結果として、泡のサイズが減少すれば、周りの液体培地に溶解した二酸化炭素が指数関数的に増加する。

幾つかの実施形態において、二酸化炭素は、前記システム内の二酸化酸素を消費する生物材料の濃度に関して速度および泡サイズで適用される。これらの実施形態において、二酸化炭素は、最大効率のために、前記システム内のバイオマス濃度に関して供給される。幾つかの実施形態において、標準的なバイオマス濃度が増加すれば、有利な生育に必要となる二酸化炭素量も増加する。

幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、気体送達システムに隣接して配設される。更なる実施形態において、二酸化炭素送達システムは、異なる場所に配設される。幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、軸から離れて配設されて、側壁に沿った追加的混合を提供する。

幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、陽圧を利用して、二酸化炭素送達システム中への水および他の成分の浸入を予防する。更なる実施形態において、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスのサイズは、約３０，０００ダルトン未満の分子量を有する分子、例えば蛋白質の浸入を防ぐように選択される。

二酸化炭素送達システムは、任意の適切な材料で作製されている。幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、長さに沿って分布された穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスで穿孔されたＶ形本体の軸に沿って走るラインを含む。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、気体散布ラインを含む。幾つかの実施形態において、所望の穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスサイズ範囲を有するステンレス鋼、膜および他の材料を通して、泡が培地に散布される。幾つかの実施形態において、気体送達システムは、生育培地中に二酸化炭素を散布するように適合された１ミクロン孔径のＧｒａｖｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｇｌａｓｇｏｗ，ＤＥ焼結金属フィルターを含む。幾つかの実施形態において、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスは、穴および／またはスロットを含む。幾つかの実施形態において、穴および／またはスロットは、垂直に配列されている。更なる実施形態において、穴および／またはスロットは、培地の混合を改善するように、またはより効率的な気体溶解のために角度をつけて配列されている。幾つかの実施形態において、穴および／またはスロットは、二酸化炭素送達システムに沿って均一に配列されている。更なる実施形態において、穴および／またはスロットは、二酸化炭素送達システムに沿って無作為に配列されている。幾つかの実施形態において、穴および／またはスロットは、垂直に、そして角度をつけて配列されている。幾つかの実施形態において、１本または複数のラインが、均一な気体分散のためにラインに沿って一定して一致した圧力を実現するように、長さに沿って有利に配置された穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスを含む。幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、マイクロポア拡散装置を含む。

幾つかの実施形態において、単一の二酸化炭素送達システムが、各Ｖ形トラフＰＢＲシステム内に存在する。幾つかの実施形態において、前記システムは、穴および／またはスロットによって穿孔された単一のラインを含む。更なる実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、培地への注入のために複数の二酸化炭素供給源を含む。幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、気体送達システムのいずれかの側に穴および／またはスロットによって穿孔された１つのラインを含む。幾つかの実施形態において、前記システムは、穴および／またはスロットによって穿孔されたラインの列を含む。幾つかの実施形態において、二酸化炭素送達システムは、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの空洞を画定する側壁の１つの少なくとも一部を通る少なくとも１つの末端を含む。

本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステム内の気体送達システムおよび二酸化炭素送達システムの泡サイズを独立して変動させる能力は、バイオマスの有利な生産性を可能にし、既存のシステムを超える有意な利点を表す。

ｐＨ安定化剤
先に開示された通り、気体および二酸化炭素は、前記システムのｐＨに影響を及ぼす。システムのｐＨを適合および安定化させるために、ｐＨ緩衝物質が用いられる。ｐＨ安定化剤を使用すれば、混合時に最大効率を得るために気体を一定した有利な流速および泡サイズで用いることができ、二酸化炭素は前記システムに炭素供給源を提供する際に最大効率を与えるために一定した有利な流速および泡サイズで用いられ、ｐＨに影響を及ぼすこれらのパラメータを変動させる必要がない。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステム内の生物材料は、光合成を受けて二酸化炭素を消費し、酸素を副生物として生産し、その結果、前記システムのｐＨに影響を及ぼす。ｐＨ安定化剤は、前記システムのｐＨを安定化させる働きがあるため、二酸化炭素および酸素濃度を変動させるｐＨの影響が低減または排除される。例示的ｐＨ安定化剤としては、炭酸カルシウム、マグネシウム、ドロマイト、Ａｇ、製パン用石灰（Ｂａｋｅｒ’ｓＬｉｍｅ）、石灰石、炭酸マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムが挙げられる。

本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの一利点は、二酸化炭素の流速および泡サイズ、気体の流速と泡サイズとの混合、ならびにｐＨ緩衝物質をはじめとし、前記システムのｐＨを制御するための複数の方法が存在することである。このことにより、例えば二酸化炭素の流速を上昇されば、ｐＨ安定化剤の制御により前記システムのｐＨを正確に制御することができるため、バイオマスに追加的炭素供給源が提供され、ｐＨの有害な変動のリスクを負うことなく生産性を改善することができる。同様に、培地の混合速度は、気体送達システムの流速および／または泡サイズを調整することにより、先に議論された通りｐＨの有害な変動のリスクを負うことなく最適化させることができる。

回収口
幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、空洞からバイオマスの全てまたは一部を除去する回収口を更に含む。幾つかの実施形態において、回収口は、遠位側壁の少なくとも一部を通って配置されている。

幾つかの実施形態において、回収は、以下に記載される栄養素注入システムにより、栄養素、微量元素、ｐＨ安定化剤および／または水を、自動注入することにより遂行される。幾つかの実施形態において、回収は、重力排水により遂行される。更なる実施形態において、回収は、圧送システムにより遂行される。幾つかの実施形態において、圧送システムは、連続または半連続システムにおける更なる回収、洗浄、汚染除去、および／または脱水のために蛋白質スキマーに圧送することを更に含む。

幾つかの実施形態において、回収口を通してＶ形トラフＰＢＲシステムから除去されたバイオマス、および／または蛋白質スキマーにより汚染を除去させたバイオマスは、返還構造によりＶ形トラフＰＢＲシステム内の培養物に再循環する。幾つかの実施形態において、返還構造は、バイオマス培地を再循環するように構成されている。幾つかの実施形態において、返還構造は、配管、チューブおよび／または溝を含む。幾つかの実施形態において、返還構造は、単一の配管、チューブまたは溝を含む。幾つかの実施形態において、返還構造は、複数の配管、チューブおよび／または溝を含む。幾つかの実施形態において、返還構造は、ＰＢＲにより画定された空洞の外側に配設される。幾つかの実施形態において、返還構造は、ＰＢＲにより画定された空洞内に配設される。幾つかの実施形態において、返還構造は、ＰＢＲにより画定された空洞内およびＰＢＲ内の流動パターンの中央付近に配設される。幾つかの実施形態において、返還構造は、ＰＢＲの長さの少なくとも一部を走る。幾つかの実施形態において、返還構造は、ＰＢＲの外周の少なくとも一部を走る。

幾つかの実施形態において、返還構造は、長さに沿って人工の光源を含むように構成された少なくとも１つの配管を更に含む。幾つかの実施形態において、人工の光源は、ＰＡＲを生成する。幾つかの実施形態において、人工の光源は、ＬＥＤまたはマイクロＬＥＤを含む。幾つかの実施形態において、人工の光源は、連続で運転される。幾つかの実施形態において、人工の光源は、非連続的に運転される。幾つかの実施形態において、人工の光源は、所定のデューティーサイクルで光を当てる。幾つかの実施形態において、返還構造は、配管構造内のバイオマス培地にＰＡＲを当てるために、配管構造の内部に配設されたＰＡＲを提供するＬＥＤ光源を含む。幾つかの実施形態において、ＰＡＲを配管構造の内部に当てることで、バイオマスをＰＢＲに戻しながら光合成活性に従事させて、所望の生育速度で継続させるのに最適な条件でＰＢＲに到着させることができる。幾つかの実施形態において、ＰＢＲ内に配設された配管構造は、ＰＢＲ内のバイオマス培地にＰＡＲを当てるために、配管構造の外部に配設されたＰＡＲを提供するＬＥＤ光源を更に含む。幾つかの実施形態において、配管の外部から放出されたＰＡＲは、周囲の太陽光または他の光源の浸透深さを超えてバイオマスに到達してＰＢＲに光を提供し、ＰＢＲ内の光合成活性を促進する。幾つかの実施形態において、配管は、透明材料と、配管の内部、配管の外部、または２つの配管壁の間のいずれかに配設されてＰＡＲを提供する単一のＬＥＤ光源と、を含む。幾つかの実施形態において、単一ＬＥＤ光源は、配管内のバイオマスおよびＰＢＲ内のバイオマスの両方にＰＡＲを提供する。

幾つかの実施形態において、返還構造は、内部のバイオマス培地に気体を導入するデバイスを含むように構成された少なくとも１つの配管を含む。幾つかの実施形態において、気体は、空気、二酸化炭素、およびオゾンからなる群より選択される。幾つかの実施形態において、二酸化炭素濃度および／またはｐＨをモニタリングする少なくとも１つのセンサーが、返還構造内に配設されている。幾つかの実施形態において、少なくとも１つの配管に導入された二酸化炭素泡のサイズおよび二酸化炭素泡を生成する速度は、バイオマス培地中の二酸化炭素濃度および／またはバイオマス培地のｐＨをモニタリングする少なくとも１つのセンサーからのフィードバックにより決定される。

栄養素注入システム
幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、水、栄養素、ｐＨ安定化剤、微量元素、ｐＨ安定化剤、および／または他の成分を前記システムに添加するための注入ポンプを更に含む。例示的実施において、栄養素の注入システムは、投与ポンプ、栄養素を供給するためのタンク、およびＰＢＲの壁の１つに提供された入口を含む。幾つかの実施形態において、入口は、近位側壁の少なくとも一部を通して提供される。幾つかの実施形態において、栄養素は、Ｖ形トラフへの重力流動を介して供給される。Ｖ形トラフシステムが地中に入れられた幾つかの実施形態において、栄養素保持コンテナが、地面の高さに置かれ、Ｖ形トラフに重力供給される。Ｖ形トラフシステムが地面より上にある幾つかの実施形態において、栄養素保持コンテナは、栄養素を重力供給するためのＶ形トラフのレベルよりも上に配置される。

幾つかの実施形態において、栄養素注入システムは、栄養素、微量元素、水、ｐＨ安定化剤、および／または他の成分を前記システムに導入するための手段を提供する。当業者は、これらの技術を熟知している。幾つかの実施形態において、多量および微量栄養素は、前記システムのバイオマス濃度および利用可能な光により決定される速度で、前記システムに添加される。例示的多量栄養素は、当業者に知られており、非限定的に窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、および硫黄が挙げられる。例示的多量栄養素も、当業者に知られており、非限定的にホウ素、銅、塩化鉄、マンガン、モリブデン、および亜鉛が挙げられる。例示的微量元素としては、非限定的に、鉄、マグネシウム、およびマンガンが挙げられる。幾つかの実施形態において、栄養素注入システムは、生育される特定のバイオマスに適合された水と、栄養素と、ｐＨ安定化剤および／または微量元素との混合物を含む供給源から供給する。更なる実施形態において、栄養注入システムは、複数の異なる混合物を含む複数の供給源から供給する。これにより、化学反応、凝集、および／または沈殿などの不適切な反応性または物理的性質を示し得る要素を分離することができる。幾つかの実施形態において、他の液体、栄養素、ｐＨ安定化剤、微量元素、および／または他の成分の添加がバイオマスの生産性を改善するために独立して制御され得るように、栄養素注入システムが制御される。

幾つかの実施形態において、栄養素注入は、混合栄養性または従属栄養性培養のために、培養物に炭素供給源を提供する。混合栄養物は、異なるエネルギー供給源と炭素供給源との混合を利用できる微生物であり、従属栄養物は、炭素を固定することができず、代わりに生育に有機炭素を利用する生物体である。幾つかの実施形態において、混合栄養性培養物を含むＶ形トラフＰＢＲシステムへの炭素供給源の添加は、藻類に、混合周期の光利用可能期に光源を利用させ、混合周期の光欠乏期に炭素供給源を利用させる。幾つかの実施形態において、栄養素注入システムにより添加された炭素供給源は、培養物のｐＨも安定化させる。

幾つかの実施形態において、栄養素注入システムは、近位側壁の少なくとも一部に開口部を含む。幾つかの実施形態において、栄養素注入システムは、穿孔、細孔、注入点、開口部またはオリフィスを含むラインを含む。幾つかの実施形態において、栄養素注入システムは、遠位側壁まで延在していない。幾つかの実施形態において、栄養素注入システムは、空洞の長さの約半分よりも短く延在する。栄養素注入システムが空洞の長さの約半分よりも短く延在していて、近位側壁の少なくとも一部に開口部を含む実施形態において、遠位に配置された回収口を通した回収では、近位に配置された回収口を通した回収に比較して、回収の間に新たに注入された、または最近注入された栄養素、水またはｐＨ緩衝物質の除去が減少する。

光源
本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステム内で用いられる多くの生物材料は、所望の生成物を生育および生産するために光を必要とする。光依存性の生物材料では、受ける光の量は、光に暴露される培地の表面積、ＰＢＲシステムの容積、およびＰＢＲシステム内の培地の混合の関数である。結果としてＶ形本体の角度が小さい程、容積が減少し混合が増大するため、光への暴露が大きくなる。しかしＶ形本体の角度が大きい場合も、表面積が大きくなるため光への暴露が大きくなり得る。Ｖ形トラフＰＢＲシステム内の流動力学が、培地の混合を生じるため、生物材料に生育のための光がもたらされる。

目下開示されているＶ形トラフＰＢＲシステムの幾つかの実施形態において、光源は、ＬＥＤ光である。幾つかの実施形態において、ＬＥＤ光は、ライトバーである。

幾つかの実施形態において、Ｖ形トラフからの流体は、１つまたは複数のチューブにより圧送されて、ライトバーにより照射される。幾つかの実施形態において、ライトバーは、チューブの１つの側に配置される。更なる実施形態において、ライトバーは、チューブの１つを超える側に配置される。幾つかの実施形態において、ライトバーは、チューブの反対側に対で配置される。更なる実施形態において、ライトバーは、チューブを取り囲んでいる。

幾つかの実施形態において、光源は、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲内の光を放出する。幾つかの実施形態において、光源は、約６５０ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲内の光を放出する。幾つかの実施形態において、光源は、約６２０ｎｍ〜約６５０ｎｍの範囲内の光を放出する。更なる実施形態において、光源は、約６８０ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲内の光を放出する。更なる実施形態において、光源は、約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍの範囲内の光を放出する。更なる実施形態において、光源は、約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍの範囲内の光を放出する。幾つかの実施形態において、光源は、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内の光を放出する。

幾つかの実施形態において、光源は、先の範囲または波長の１つよりも大きな光を放出する。幾つかの実施形態において、光源は、約６８０ｎｍ〜約７００ｎｍの光を放出する。幾つかの実施形態において、光源は、約４３０ｎｍ〜約６６２ｎｍの光を放出する。更なる実施形態において、光源は、約４５３ｎｍ〜約６４３ｎｍの光を放出する。

幾つかの実施形態において、光源により放出された光の範囲または波長は、培地中に存在する特定の成分に適合される。幾つかの実施形態において、成分は、カロテノイド、フィコビリン、フィコビリ蛋白質、クロロフィルａ、クロロフィルｂ、または他の光吸収分子である。幾つかの実施形態において、カロテノイドは、ルテインである。

材料
本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、任意の適当な厚さの任意の適切な材料から作製することができる。材料および厚さは、所望の適用例、特定の生物材料、生育培地、生産の位置および幾何学的領域に依存し得る。幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、プラスチックライナーを含む。幾つかの実施形態において、プラスチックライナーは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）である。幾つかの実施形態において、プラスチックライナーは、約５〜約６０ｍｍの厚さである。幾つかの実施形態において、ライナーは、半剛体である。更なる実施形態において、ライナーは、完全に剛体である。更なる実施形態において、ライナーは、可撓性である。幾つかの実施形態において、ライナーは、折り曲げること、つぶすこと、または丸めることが可能である。幾つかの実施形態において、ライナーは、所望の形状に形成され、成形された形状を形成するための弾力性を有しながら全体的可撓性を示す。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、ＰＢＲの外側に接着された発泡断熱材を更に含む。幾つかの実施形態において、発泡断熱材は、構造支持体を提供する。更なる実施形態において、発泡断熱材は、バイオマスの所望の生産性に必要となる最適で一定した温度の保持を支援する断熱を提供する。更なる実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、金属、木材、または土により構造的に支持される。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、光に少なくとも一部透過性であり、および／または半透明であるコンテナを含む。更なる実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、頂部開口型のＰＢＲを含み、光の侵入が可能である。

カバー付きＶ形トラフＰＢＲシステム
幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、空洞のカバーを更に含む。幾つかの実施形態において、カバーは、温室マニホールドを含む。更なる実施形態において、温室マニホールドは、光沢材料を更に含む。幾つかの実施形態において、光沢材料は、ポリエチレン、レキサン、ポリカーボネート、透明ビニル、透明ポリ塩化ビニル、ガラス、または当業者に知られる温水および／もしくは生育チャンバーを覆うために用いられる任意の他の材料から組み立てられる。幾つかの実施形態において、カバーは、空洞に添えられる。更なる実施形態において、カバーは、重力により空洞に保持される。幾つかの実施形態において、カバーは、可撓性材料で作製されているため、気体発生によりカバーを少なくとも一部、膨張させて陽圧システムを生成する。

幾つかの実施形態において、カバーは、システム内に存在する空気容量を画定する。これらの実施形態において、空気容量は、システム内の空気の日射量、相対および絶対湿度、ならびに周囲温度に影響を及ぼす。空気容量は、非限定的にシステムの幾何学的位置および高さをはじめとする複数の因子に依存する。空気容量は、カバー付きシステム内の水分容量と、水温と、カバー付きシステム外部の気温と、カバー付きシステム内部の気温との関連性にも依存する。空気容量は、カバー付きシステムの高さを変化させて生育させる標的バイオマスの熱需要量に適合させることにより、またはカバーの可動性を調整することにより、操作することができる。

幾つかの実施形態において、カバーは、温室の被覆および／もしく生育、ならびに／または先のものの混合のために用いられ得る可撓性シート、波形の剛性パネル、波形の剛性マルチパネル、多層可撓性シート、波形剛性シートと可撓性フィルムとの組み合わせ、可撓性および／または剛性光沢材料の組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、カバーは、単層光沢材料、および／または二重層光沢材料を含む。幾つかの実施形態において、二重層光沢材料の間の空間は、断熱の手段として働く空気または水を含む。幾つかの実施形態において、二重層光沢材料の間の空間は、電気的または化学的手段により操作されてカバーの断熱性および光透過性を変動させる化学成分を含む。

幾つかの実施形態において、カバーは、熱応力から生じる熱を管理するために、赤外線反射性、赤外線吸収性、赤外線透過性材料、および／または前述のものの組み合わせを含む。更なる実施形態において、カバーは、前記システムに侵入する光の波長の操作のために、波長選択性の反射性、吸収性、透過性材料および／または前述のものの組み合わせを含む。被覆材料の選択は、とりわけ前記システムの標的バイオマスおよび幾何学的配置に依存する。

幾つかの実施形態において、カバーは、ループ、Ａ字フレーム、または当業者に知られる温室構造の任意の他の形状を含む。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたカバー付きＶ形トラフＰＢＲシステムは、栄養素、微量元素および／または前記システムの他の成分の温度、ｐＨ、および濃度を保持するための改善された能力を有する。

幾つかの実施形態において、カバーは、少なくとも１つの開口または通気口を含む。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたカバー付きＶ形トラフＰＢＲシステムは、バイオマス産生システムを汚染の潜在的保有体、例えば天然元素への暴露から生じ得るものなどから単離することにより、バイオセキュリティーの改善を提供する。カバー付きＰＢＲシステムが陽圧システムである実施形態において、粉じんなどの汚染物質が、開口部または通気口からシステムへ侵入するのを予防される。

他の特徴
幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、回収口を更に含む。幾つかの実施形態において、回収口は、遠位側壁の少なくとも一部を通して配設されている。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、その長さに沿ったレベルであり、即ち、０の勾配を有する。更なる実施形態において、前記システムは、低性能の所望の生成物を回収する容易さを高めるため、一端から回収端部までバイオマスを誘導するため、システム内の混合および回転率を確実にするため、システムから培養物の最上部をすくい取るため、または回収を容易にするための溢流が可能にするために、その長さから外れたレベル（ｏｆｆ−ｌｅｖｅｌ）であるか、または傾いている。幾つかの実施形態において、システムが設置される地面の地ならしにより、またはシステムが設置される構造支持体の寸法を修正することにより、前記システムの勾配またはレベリングが修正される。幾つかの実施形態において、システムの一端と別の端部とのずれは、約０．５〜約６インチである。幾つかの実施形態において、約１５フィートの空洞長さを含むシステムは、約０．５インチのずれを含む。更なる実施形態において、約１０フィートの空洞長さを含むシステムは、約４〜約６インチのずれを含む。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、温度および／またはｐＨセンサーを更に含む。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、水、栄養素、ｐＨ安定化剤、および更なるバイオマスを前記システムに添加するための制御装置を更に含む。幾つかの実施形態において、これらの制御装置は、センサーと協調的に自動化されているため、生産性が最適で、ほぼ一定に保持されている。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、冷却および／または加熱手段を更に含む。幾つかの実施形態において、冷却および／または加熱手段は、少なくとも１つの熱交換器を含む。更なる実施形態において、冷却および／または加熱手段は、蒸発皿およびファン付きの蒸発冷却システム（ｐａｎａｎｄｆａｎｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ）を含む。そのようなシステムは、当業者に知られており、ｈｔｔｐｋｏｒｏｎ／／ｅｄｉｓ．ｉｆａｓ．ｕｆｌ．ｅｄｕ／ａｅ０６９、またはｈｔｔｐｋｏｒｏｎ／／ｅｄｉｓ．ｉｆａｓ．ｕｆｌ．ｅｄｕ／ｐｄｆｆｉｌｅｓ／ＡＥ／ＡＥ０６９００．ｐｄｆで利用できるＢｕｃｋｌｉｎ，ｅｔａｌ，ＦａｎａｎｄＰａｄＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅＥｖａｐｏｒａｔｉｖｅＣｏｏｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ，Ｕｎｉｖ．ｏｆＦｌａ．Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｇｒｉｃ．ａｎｄＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇ’ｇ，Ｆｌａ．Ｃｏｏｐ．ＥｘｔｅｎｓｉｏｎＳｅｒｖ．，Ｉｎｓｔ，ｏｆＦｏｏｄａｎｄＡｇｒｉｃ．Ｓｃｉ．Ｃｉｒｃｕｌａｒ１１３５，Ｄｅｃ．１９９３に記載されており、それらは、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。幾つかの実施形態において、冷却および／または加熱手段は、システムを取り囲む空気を冷却するために噴霧された水により冷却することを含む。本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムが本明細書に開示された温室またはカバー付きのＶ形トラフＰＢＲシステムなどの封入された構造である幾つかの実施形態において、更なる冷却が、前記構造の自然のまたは機械的な換気により実現される。幾つかの実施形態において、前記加熱および／または冷却手段の利用は、本明細書に開示されたシステム内の培地の温度を保持する操作コストを改善および低減する。幾つかの実施形態において、冷却および／または加熱手段は、黒体放射により熱損失を保持する加熱システムおよび／もしくは冷却材料を含む。更なる実施形態において、Ｖ字の冷却および／もしくは加熱手段は、地熱による加熱および／もしくは冷却、地下加熱および／もしくは冷却、ガスバーナー、エアコンディショナー、工業的供給源からの廃棄物加熱および／もしくは冷却、ならびに／または前述のものの組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、発泡構造の断熱材と被覆材との組み合わせが、日中の温度変動を管理するために用いられる。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、独立したユニットである。更なる実施形態において、前記システムは、バイオマスの所望の生産性の必要となる最適で一定した温度を保持するための安定性付加および断熱改善のために、地中に掘込まれている。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、バイオマスを回収するためのドレインを更に含む。幾つかの実施形態において、ドレインは、反対の制御であるため、水、栄養素、ｐＨ安定化剤およびバイオマスがシステムに添加されると、水がドレインから押し出される。幾つかの実施形態において、ドレインは、近位壁上にあり、制御装置は、遠位壁上にある。更なる実施形態において、ドレインは、遠位壁上にあり、制御装置は、近位壁上にある。

幾つかの実施形態において、エアリフトテクノロジーが、前記システム内に、または前記システムから、気体送達システムおよび二酸化炭素送達システムを通して水を圧送するために用いられる。更なる実施形態において、エアリフトテクノロジーは、前記システム内に、またはシステムから、別のシステムを通して水を圧送するために用いられる。幾つかの実施形態において、エアリフトテクノロジーは、流体圧送システムを介してＶ形トラフＰＢＲシステム内の培地を混合および／または循環させるために用いられる。当業者に知られる通り、エアリフトテクノロジーは、空気により水を移動させるために水産養殖で用いられる工程である。その工程に隠れた概念は、配管および／または容器内のあるポイントで空気を水に注入して泡の浮力により水を所望のエリアまで持ち上げることである。流速は、容器内への気流、用いられた空気または気体の密度、水の密度、および容器の口径またはサイズにより決定される。エアリフトでの圧送は、遠心ポンプなどの従来の圧送手段に比較すると、よりエネルギー効率が高く経済的になり得る。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、効率的運搬のために小片に分解される。幾つかの実施形態において、前記システムは、現場に送達してセットアップし、必要な構成部品を追加導入することができるターンキーシステムである。幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、構造支持体と、前記システムの空洞を含む構造支持体の最上部に配設された第一のライナーと、を含む。幾つかの実施形態において、支持構造は、発泡体である。幾つかの実施形態において、支持体構造は、分解して運搬を容易にすることができる積載可能な部品を含む。幾つかの実施形態において、支持構造は、発泡ブロックを含む。更なる実施形態において、前記システムは、支持構造を少なくとも一部含む第二のライナーを更に含む。幾つかの実施形態において、第二のライナーは、支持構造の形状保持を支援する。幾つかの実施形態において、第一および第二のライナーは、互いに固定されている。幾つかの実施形態において、ライナーは、摩擦により固定されている。更なる実施形態において、ライナーは、機械的手段により固定されている。更なる実施形態において、ライナーは、化学的手段により固定されている。幾つかの実施形態において、ライナーは、クランプまたは接着剤により固定されている。幾つかの実施形態において、ライナーは、熱により固定されている。幾つかの実施形態において、支持構造は、分解または積載され、第一および／または第二のライナーが、折り曲げられて、つぶされて、または丸められて、運搬を容易にする。構造支持体が単独で、または形状の保持を支援するために丸められていない、つぶされていない、もしくは折り曲げられていない第二のライナーと、支持体上に配置されて空洞を形成する第一のライナーとの中に少なくとも一部が含まれる形で、現場で組み立てることができる従来の手段によって、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの別個の構成部品を分解する、折り曲げる、つぶす、または丸める能力は、より効率的な運搬を容易にする。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、前記システムに向かう光の量を増加させる光反射手段を更に含む。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムは、重力ラインを更に含む。幾つかの実施形態において、重力ラインは、バイオマスを回収するために、またはポンプを使用せずに水、栄養素、微量元素、および／もしくはｐＨ安定化剤を導入するために用いられる。前述の実施形態において、ＰＢＲシステムに関する重力ラインおよび／または流体供給源の高さを変動させることにより、バイオマスを培地から回収することができ、または水、栄養素、微量元素、ｐＨ安定化剤および／もしくは他の成分を培地に導入することができる。

自動センサーおよび制御システム
本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの幾つかの実施形態は、Ｖ形トラフＰＢＲシステム内の条件を保持および修正するためのセンサーおよび制御システムを更に含む。そのようなシステムは、当業者に知られている。幾つかの実施形態において、センサーおよび制御システムは、ＰＢＲシステムの条件をモニタリングして、コンピュータ、データロガー、プログラム可能なロジックコントロール、任意の他のタイプの実時間モニタリングおよび制御システム、またはそれらの任意の組み合わせを介して、ＰＢＲシステムの様々な構成部品を制御する。幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーおよび制御システムは、少なくとも１つのセンサーおよび／または少なくとも１つの制御装置を含む。

幾つかの実施形態において、センサーおよび制御システムは、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの様々な態様をモニタリングおよび制御するセンターおよび制御装置を具備したデータロギングシステムを含む。幾つかの実施形態において、データロギングシステムは、ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、ＣａｍｐｂｅｌｌＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、および／もしくはＡｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ製品、または前述のものの組み合わせを含む。

本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、温度、二酸化炭素、オゾン、溶解された酸素、光、相対湿度、空気速度、ｐＨ、クロロフィルａ、フィコビリン、濁度、光学密度および／もしくは電気伝導度センサー、または前述のものの任意の組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、これらのセンサーは、ＣａｍｐｂｅｌｌＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ、ＹＳＩ、ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、および／もしくはＨａｎｎａＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製品、または前述のものの組み合わせを含む。幾つかの実施形態において、センサーからの実時間フィードバックは、データロガー装置にアップロード押されたソフトウェアにより分析される。幾つかの実施形態において、センサーからの実時間フィードバックは、処理されて、制御システムは、ソフトウェアプログラム内に示されたセットポイントおよびアプリケーションに従って調整される。幾つかの実施形態において、環境セットポイントは、標的バイオマスの好適な生育条件を参照して決定される。幾つかの実施形態において、センサーシステムは、ワイヤレスシステムであるため、ワイヤおよび他の材料の必要性が低減される。

幾つかの実施形態において、センサーおよび制御システムは、連続または半連続モードで運転される。更なる実施形態において、センサーおよび制御システムは、選択されたバイオマスに有利な環境を提供するために、選択されたパラメータを所定の限界内に調整および保持するように運転される。幾つかの実施形態において、センサーおよび制御システムは、前記システム内の光の量および標準のバイオマス濃度を制御して、前記システムの生産性を改善する。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、気温および湿度をモニタリングし、本明細書に開示された制御装置は、冷却および／または加熱手段を用いてこれらの特性を調整する。幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、培地の温度をモニタリングし、本明細書に開示された制御装置は、加熱および／または冷却システムを制御して、温度を保持および／または制御する。

Ｖ形トラフＰＢＲシステムが覆われている幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、空気隙間に溶解された二酸化炭素および酸素をモニタリングして、前記システムを脱離する気体の量を決定する。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、培地のｐＨをモニタリングし、本明細書に開示された制御装置は、標的バイオマスの培地の所望のｐＨ閾値を保持および／または調整する。幾つかの実施形態において、本明細書に開示された制御装置は、前記システムに導入された気体および二酸化炭素の流速と泡サイズとの組み合わせ、ｐＨ安定化剤の添加、ならびに／もしくは他の因子、または前述のものの組み合わせを調整または保持して培地のｐＨを安定化または調整することにより、所望のｐＨ閾値を保持および調整する。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、培地中のクロロフィルａおよび／またはフィコビリン濃度をモニタリングして、前記システム内のバイオマス量を決定する。クロロフィルａおよびフィコビリンは、藻類および藍色細菌中の光回収色素（ｐｈｏｔｏ−ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｐｉｇｍｅｎｔｓ）である。藍色細菌が、生産のターゲットとなるバイオマスでない場合、フィコビリン濃度は、前記システム内の藍色細菌汚染の量を決定するために用いることができる。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、ＰＢＲシステムに侵入する光の量をモニタリングし、本明細書に開示された制御装置は、回収速度を調整または保持して、前記システムに侵入する光の量を補てんする。幾つかの実施形態において、光センサーおよび制御装置は、光のレベルにより決定される所望の生産性でＰＢＲシステムの操作を可能にする。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、１つ以上の濁度センサー、クロロフィルａセンサーおよび／または光学密度センサーを含む。これらの実施形態において、前述のセンサーは、単独で、または互いに協調的に用いられて、前記システム内の実時間バイオマス濃度を測定する。幾つかの実施形態において、本明細書に開示された制御装置は、本明細書に開示されたセンサーにより測定される実時間バイオマス濃度測定値を利用して、回収率、栄養素注入速度、汚染率、または前述のものの組み合わせを制御する。これらの実施形態において、本明細書に開示された制御装置は、前記システムの生産性に応じて、栄養素注入および／または回収を開始する。幾つかの実施形態において、電気伝導度センサーは、水の塩含量を測定し、本明細書に開示された制御装置は、前記システム内の塩分濃度および肥料の塩量を提供して所望の濃度に調整する。幾つかの実施形態において、本明細書に開示された制御装置は、本明細書に開示されたセンサーにより作製された電気伝導度測定値に基づいて、栄養素注入速度を保持または調整する。これらの実施形態において、所望または目的の電気伝導度レベルは、生産される標的バイオマスに関して決定される。

幾つかの実施形態において、本明細書に開示されたセンサーは、ＰＢＲシステムの生産速度および前記システムの濁度とクロロフィルａ濃度の間の差異により、培地の汚染を測定する。幾つかの実施形態において、標的バイオマスが藍色細菌でなければ、汚染は、１つ以上のフィコビリンセンサーによりモニタリングされる。幾つかの実施形態において、本明細書に開示された制御装置は、汚染処理をＰＢＲシステムに施して、バイオマスの生産性を阻害する、またはそれに影響を及ぼす潜在的汚染物質を殺傷する、阻害する、またはその濃度を低減することにより所望の生産性を保持する。幾つかの実施形態において、オゾンが前記システムに適用されて、汚染を予防する。更なる実施形態において、オゾンは、防御的に適用されて、培養物において汚染率が有害レベルに達するのを予防する。培養物の滅菌のためのオゾン適用の量およびタイミングは、問題となる汚染物質により決定される。幾つかの実施形態において、オゾンは、標的バイオマスに影響を及ぼさずに生存する培養物を滅菌するために、約０．５〜約１ｍｇ／Ｌのレベルで適用される。幾つかの実施形態において、センサーおよび制御システムは、オゾンセンサーおよびオゾン適用のための制御装置を含み、オゾンは、培養物において汚染率が有害レベルに達するのを予防するように、所定の範囲内に調整および保持される。幾つかの実施形態において、オゾンは、約０．５〜約１ｍｇ／Ｌ培養物に保持される。幾つかの実施形態において、約０．５〜約１ｍｇ／Ｌのオゾンレベルが、汚染物質を殺傷する、またはその生育を予防するのに十分であるが、ナンノクロロプシスなどの生物材料を損傷しない。

以下の図は、全波長域を放射の選択的および非選択的波長に分割することにより、日射の全波長域が用いられ得ることを実証している。

図１は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態を示しており、実質的にＶ形の形体の本体１００（勾配部分１３５および実質的に垂直の部分１４０を有する２つの本体壁１２５を含む）と、近位側壁１３０と、遠位側壁１６０とが、空洞１４５を画定する。図１は、気体送達システム１７０が横たわる軸１９０の直ぐそばで交わる本体壁１２５の勾配部分１３５も示しており、本体壁は、内角１９５を更に画定する。図１は、軸１９０および気体送達システム１７０に平行に配設された２つの二酸化炭素送達システム１５０を更に示す。図１は、近位側壁１３０を通る二酸化酸素末端部１２０を含む二酸化炭素送達システム１５０と、近位側壁１３０を通る気体送達末端部１１０を含む気体送達システム１７０と、更に示す。図１は、栄養素注入システムのための開口部にもなり得る、近位側壁１３０を通る開口部１８０を更に含むことも示している。

図２は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの別の例示的実施形態を示しており、栄養素注入システム２６０は、栄養素溶液２００および２１０、ならびにｐＨ安定化剤２２０を供給し、近位側壁１３０を通してこれらの成分を注入する。図２は、気体送達システム１７０と、二酸化炭素送達システム１５０と、センサー２３０（本体壁１２５に沿って３つの異なる位置に分布）と、回収口２４０と、トラフの遠位側壁１６０と、を含み、回収受器２５０に供給する。

図３は、近位側壁１３０を末端から見た本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの別の例示的実施形態を示しており、本体壁１２５の勾配部分１３５および実質的に垂直の部分１４０と、近位側壁１３０と、遠位側壁（図示しない）とが、空洞１４５を画定する。図３は、内角１９５を画定する本体壁１２５の勾配部分１３５と、カバー３００と、培地３１０と、も示している。図３は、気体送達システム１７０から離れた二酸化炭素送達システム１５０と、近位側壁１３０を通る栄養素注入口１８０と、も示している。更に図３は、支持構造３２０を示す。

図４は、遠位側壁１６０を正面から見た本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの別の例示的実施形態を示しており、本体壁１２５の勾配部分１３５および実質的に垂直の部分１４０と、近位側壁（図示しない）と、遠位側壁１６０とが、空洞１４５を画定する。図４は、内角１９５を画定する本体壁１２５の勾配部分１３５を更に示し、遠位側壁１６０を通る回収口２４０も示す。更に図４は、支持構造３２０を示す。

図５は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムを用いてバイオマスを生育させる方法の例示的実施形態の流れ図を示しており、バイオマスはＰＢＲに分配され５００、気体送達システムを介して気体が混合のために供給され５１０、二酸化炭素送達システムを通して二酸化炭素が供給され５２０、バイオマスの生育のために光が送達され５３０、バイオマスが回収される５４０。流体圧送システム（図示しない）を介した混合のために、流体が供給されてもよい。

図６は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の近位側壁の末端図を示しており、前記システムの一方の側の循環パターン６２０を示す（他方の側の循環パターンは示さない）。図６は、気体泡６１０を循環への主な寄与物質として示しており、二酸化炭素泡６００は追加的に寄与されているがあまり多くはない。

図７は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態の分解立体図を示しており、空洞１４５を画定する成形ライナー７００を含み、近位側壁１３０、遠位側壁１６０および本体壁１２５での組み立てが容易である。

図８は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態を示しており、ポンプ８１０は、Ｖ形の形体の空洞１４５から出口８２１および８２２まで液体（例えば、培地）を圧送するように構成されている。一実施形態において、ポンプ８１０が、液体を空洞１４５からチューブ８２０を通し、吸引管８４０を通して出口８２１および８２２の１つ以上まで吸引し、Ｖ形の形体の空洞１４５に戻す。別の実施形態において、ポンプ８１０は、液体を入口８２１から出口８２２まで、またはその逆に圧送して、空洞１４５に戻すように構成されている。更なる実施形態において、ポンプ８１０は、入口８２１および８２２のうちの１つ以上から吸引管８４０を通して圧送し、空洞１４５に戻すように構成されている。ライトバー８３０および８３１が、選択された波長で光を放出して、液体がチューブ８２０を通過すると液体を照射する。図示された実施形態において、ライトバー８３１および８３２の２つのセットが、チューブ８２０反対側の適所にある。

図９は、クロロフィルａの吸収スペクトルのチャートを示しており、適切な吸収最大は、約４３０ｎｍおよび約６２２ｎｍである。

図１０は、クロロフィルａおよびクロロフィルｂの吸収スペクトルのチャートを示しており、クロロフィルａの適切な吸収最大は、約４３０ｎｍおよび約６２２ｎｍであり、クロロフィルｂの適切な吸収最大は、約４５３ｎｍおよび約６４２ｎｍである

図１１は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態を示しており、本体１００（平行で実質的に垂直の部分１４０の複数の実質的にＶ形の形体１１３０の輪郭を持った本体を画定する勾配部分１１００を複数有する２つの本体壁１２５を含む）と、近位側壁１３０と、遠位側壁１６０とが空洞１４５を画定する。図１１は、軸１１１０の直ぐそばで交わっている本体壁１２５の勾配部分１１００も示しており、勾配部分は、内角１１２０を更に画定しており、それは図示された実施形態においては全て６０°である。

図１２は、本明細書に開示されたＶ形トラフＰＢＲシステムの例示的実施形態を示しており、本体１００（平行で実質的に垂直の部分１４０の複数の実質的にＶ形の形体１２３０の輪郭を持った本体を画定する勾配部分１２００を複数有する２つの本体壁１２５を含む）と、近位側壁１３０と、遠位側壁１６０とが空洞１４５を画定する。図１１は、軸１２１０の直ぐそばで交わっている本体壁１２５の勾配部分１２００も示しており、勾配部分は、内角１２２０を更に画定しており、それは図示された実施形態においては全て８０°である。

均等物
当業者は、わずかな日常的実験法を利用して、本明細書に具体的に記載された特定の実施形態の数多くの均等物を認識し、または確認することができる。そのような均等物は、以下の特許請求の範囲に包含されるものとする。

Claims

ａ）ｉ）２つの本体壁を含み、前記本体壁が軸の直ぐそばで交わっていて内角を画定し、各本体壁が
１）勾配部分および実質的に垂直な部分と；
２）基端および先端と；
３）前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と；
を含む、実質的にＶ形の本体と、
ii）前記基端に隣接する近位側壁と、
iii）前記先端に隣接する遠位側壁と、
により画定される空洞と、
ｂ）前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムと、
ｃ）前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムと、
を含む、光バイオリアクター。
前記本体壁が、前記勾配部分と前記実質的に垂直の部分の間に曲がった移行部分を含む、請求項１に記載の光バイオリアクター。
前記内角が、約６０〜約１４０°である、請求項１に記載の光バイオリアクター。
ａ）ｉ）少なくとも２つの実質的にＶ形の形体を平行に形成している複数の先細の内寸を画定していて、
１）第一の実質的に垂直の部分と；
２）第一の勾配部分と；
３）第二の勾配部分と；
４）第三の勾配部分と；
５）第四の勾配部分と；
６）第二の実質的に垂直な部分であって、
前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の軸の直ぐそばで交わっていて第一の内角を画定し；
前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の実質的にＶ形の形体を画定して第一の深さを画定し；
前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の軸の直ぐそばで交わっていて第二の内角を画定し；
前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の実質的にＶ形の形体を画定して第二の深さを画定する、第二の実質的に垂直な部分と；
７）基端および先端と；
８）前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と；
を含む、輪郭を持った本体と、
ii）前記基端に隣接する近位側壁と、
iii）前記先端に隣接する遠位側壁と、
により画定される空洞を含む、光バイオリアクター。
１）第五の勾配部分と、
２）第六の勾配部分と、
を更に含み、
前記第五の勾配部分と前記第六の勾配部分が、第三の軸の直ぐそばで交わっていて第三の内角を画定し、
前記第五の勾配部分と前記第六の勾配部分が、第三の実質的にＶ形の形体を画定して第三の深さを画定する、
請求項４に記載の光バイオリアクター。
前記輪郭を持った本体が、少なくとも１つの追加の実質的にＶ形の形体を更に含む、請求項４〜５のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の内角および前記第二の内角が、それぞれ独立して、約６０〜約１４０°である、請求項４に記載の光バイオリアクター。
前記第一の内角および前記第二の内角が、同一である、請求項４または７のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の内角および前記第二の内角が、異なっている、請求項４または７のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の実質的にＶ形の形体の前記第一の深さが、前記第二の実質的にＶ形の形体の第二の深さと同一である、請求項４または７〜９のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の実質的にＶ形の形体の前記第一の深さが、前記第二の実質的にＶ形の形体の第二の深さと異なっている、請求項４または７〜９のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の内角、前記第二の内角および前記第三の内角が、それぞれ独立して、約６０〜約１４０°である、請求項５に記載の光バイオリアクター。
前記第一の内角、前記第二の内角および前記第三の内角のうちの少なくとも２つが、同一である、請求項５または１２のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の内角、前記第二の内角および前記第三の内角のうちの少なくとも２つが、異なっている、請求項５または１２のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の実質的にＶ形の形体の前記第一の深さ、前記第二の実質的にＶ形の形体の前記第二の深さ、および前記第三の実質的にＶ形の形体の前記第三の深さのうちの少なくとも２つが、同一である、請求項５または１２〜１４のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の実質的にＶ形の形体の前記第一の深さ、前記第二の実質的にＶ形の形体の前記第二の深さ、および前記第三の実質的にＶ形の形体の前記第三の深さのうちの少なくとも２つが、異なっている、請求項５または１２〜１４のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体、および前記第二の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体が、他の実質的にＶ形の形体の少なくとも１つよりも大きな深さを画定する、請求項５〜６または１２〜１６のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記第一の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体、および前記第二の実質的に垂直の部分に最も近い実質的にＶ形の形体が、他の実質的にＶ形の形体の少なくとも１つよりも小さな内角を画定する、請求項５〜６または１２〜１７のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記空洞内に配設されていて、前記第一の軸および前記第二の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムを更に含む、請求項４〜１８のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記空洞内に配設されていて、前記第一の軸および前記第二の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムを更に含む、請求項４〜１９に記載の光バイオリアクター。
前記空洞内に配設されたライナーを更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
前記近位側壁の少なくとも一部を通る回収口を更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
栄養素注入システムを更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
前記気体送達システムが、その長さに沿って配設された複数のオリフィスを含むラインを含み、均一な気体分散のために一致した圧力を提供する、請求項１〜３または１９〜２３のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記気体送達システムが、その長さに沿って配設された複数のオリフィスを含むラインを含み、前記オリフィスが、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内の主要寸法を含む、請求項１〜３または１９〜２４のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記二酸化炭素送達システムが、その長さに沿って複数の配設されたオリフィスを含む線を含み、前記オリフィスが、約０．００１ミクロン〜約１ｍｍの範囲内の主要寸法を含む、請求項１〜３または２０〜２３のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記オリフィスが、穿孔、細孔、注入点、または開口部のうちの少なくとも１つを含む、請求項２４〜２６のいずれか１項記載の光バイオリアクター。
前記基端から前記先端までに勾配を更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
カバーを更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
支持構造を更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクターであって、前記本体の少なくとも一部が、前記支持構造の最上部に配設されている、光バイオリアクター。
前記空洞内に配設された生物材料を含む培地を更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
前記カバーが、ポリエチレン、レキサン、ポリカーボネート、透明のビニル、透明ポリ塩化ビニル、ガラス、またはそれらの組み合わせからなる群より選択される材料から組み立てられる光沢材料を更に含む、請求項２９に記載の光バイオリアクター。
前記支持構造が、ＨＤＰＥを含む、請求項３０に記載の光バイオリアクター。
前記支持構造が、発泡体を含む、請求項３０に記載の光バイオリアクター。
前記支持構造が、解体および積載が可能である、請求項３０に記載の光バイオリアクター。
前記空洞の反対側の少なくとも一部に隣接して配設された発泡断熱材を更に含む、請求項３０に記載の光バイオリアクター。
前記支持構造が、地中に設置されている、請求項３０に記載の光バイオリアクター。
前記培地が、安定したｐＨを有する、請求項３１に記載の光バイオリアクター。
前記生体材料が、重力ラインを介して前記培地から回収される、請求項３１に記載の光バイオリアクター。
前記気体送達システムから排出する気体の流れが、前記培地の混合速度を提供する、請求項３１に記載の光バイオリアクター。
前記培地が、基端から先端まで誘導される、請求項３１に記載の光バイオリアクター。
前記気体送達システムおよび二酸化炭素送達システムが、前記培地のｐＨを安定化するためにｐＨ緩衝物質と協調的に用いられる、請求項３１に記載の光バイオリアクター。
前記発泡断熱材が、前記支持構造を含む、請求項３６に記載の光バイオリアクター。
前記基端から前記先端までに勾配を更に含む、請求項４０に記載の光バイオリアクターであって、前記勾配および前記混合速度が、基端から先端までの方向で培地を誘導する、光バイオリアクター。
前記培地を混合および／または循環させるために流体圧送システムおよび撹拌システムのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項３１、３８〜４２または４４のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記気体送達システム、流体圧送システムおよび撹拌システムのうちの少なくとも２つが、有利な混合パターンを創り出すように動作する、請求項４５に記載の光バイオリアクター。
回収された流体を再循環させて空洞に戻すために返還構造を更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
返還構造が、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つを含む、請求項４７に記載の光バイオリアクター。
返還構造が、空洞の外側に配設される、請求項４７〜４８のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
返還構造が、空洞内に配設される、請求項４７〜４８のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つが、透明である、請求項４８〜５０のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
光が、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つに当てられる、請求項５１に記載の光バイオリアクター。
光が、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの側に当てられる、請求項５２に記載の光バイオリアクター。
光が、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つの１つを超える側に当てられる、請求項５２に記載の光バイオリアクター。
光が、ＬＥＤおよびマイクロＬＥＤのうちの少なくとも１つから選択される光源により提供される、請求項５２に記載の光バイオリアクター。
光源が、ライトバーを含む、請求項５５に記載の光バイオリアクター。
光が、連続して当てられる、請求項５２〜５６のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
光が、非連続的に当てられる、請求項５２〜５６のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
前記空洞内に向けられた光源を更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
光源が、ＬＥＤまたはマイクロＬＥＤを含む、請求項５９に記載の光バイオリアクター。
光が、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６５０ｎｍ〜約７００ｎｍ、約６２０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、および約６８０ｎｍ〜約７００ｎｍのうちの少なくとも１つの範囲内の波長を有する光を含む、請求項５１〜６０のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
光が、約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍ、および約４００ｎｍ〜約５００ｎｍのうちの少なくとも１つの範囲内の波長を有する光を含む、請求項５１〜６１のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
光が、約４３０ｎｍ、約４５３ｎｍ、約６４３ｎｍ、約６６２ｎｍ、約６８０ｎｍ、および約７００ｎｍのうちの少なくとも１つの波長を有する光を含む、請求項５１〜６２のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
二酸化炭素、空気およびオゾンのうちの少なくとも１つが、配管、チューブおよび溝のうちの少なくとも１つに導入される、請求項４８〜５２のいずれか１項に記載の光バイオリアクター。
光を選択された波長に分離するコーティング、カバーリングまたはフィルムのうちの少なくとも１つを更に含む、いずれかの前記請求項に記載の光バイオリアクター。
コーティング、カバーリングまたはフィルムのうちの少なくとも１つが、カバー、チューブおよび配管のうちの少なくとも１つに組み入れられている、請求項６５に記載の光バイオリアクター。
ａ）２つの本体壁と；
ｂ）近位側壁と；
ｃ）遠位側壁と；
ｄ）折り曲げること、つぶすこと、または丸めることが可能な第一のライナーであって、光バイオリアクターを組み立てた時には、
ｉ）２つの本体壁を含み、前記本体壁が軸の直ぐそばで交わっていて内角を画定し、各本体壁が
１）勾配部分および実質的に垂直な部分と、
２）基端および先端と、
３）前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、を含む、
実質的にＶ形の本体と、
ii）前記基端に隣接して配設された前記近位側壁と、
iii）前記先端に隣接して配設された前記遠位側壁と、
により画定される空洞を含む、第一のライナーと、
を含む、光バイオリアクターを組み立てるためのキット。
前記本体壁および前記側壁が、発泡ブロックを含む、請求項６７に記載のキット。
組み立てられた時に少なくとも部分的に前記本体壁および前記側壁を含む、第二のライナーを更に含む、請求項６７〜６８のいずれか１項に記載のキット。
ａ）少なくとも２つの実質的にＶ形の形体を平行に形成している複数の先細の内寸を画定する輪郭を持った本体と；
ｂ）近位側壁と；
ｃ）遠位側壁と；
ｄ）折り曲げること、つぶすこと、または丸めることが可能な第一のライナーであって、光バイオリアクターを組み立てた時には、
ｉ）１）第一の実質的に垂直の部分と；
２）第一の勾配部分と；
３）第二の勾配部分と；
４）第三の勾配部分と；
５）第四の勾配部分と；
６）第二の実質的に垂直な部分であって、
前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の軸の直ぐそばで交わっていて第一の内角を画定し；
前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の実質的にＶ形の形体を画定して第一の深さを画定し；
前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の軸の直ぐそばで交わっていて第二の内角を画定し；
前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の実質的にＶ形の形体を画定して第二の深さを画定する、第二の実質的に垂直な部分と；
７）前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、
含む輪郭を持った本体と、
ii）前記基端に隣接して配設された近位側壁と、
iii）前記先端に隣接して配設された遠位側壁と、
により画定される空洞を含む、第一のライナーと、
を含む、光バイオリアクターを組み立てるためのキット。
前記輪郭を持った本体が、
１）第五の勾配部分と、
２）第六の勾配部分と、
を更に含み、
前記最初の第五の勾配部分と前記第六の勾配部分が、第三の軸の直ぐそばで交わっていて第三の内角を画定し、
前記第五の勾配部分と第六の勾配部分が、第三の実質的にＶ形の形体を画定して第三の深さを画定する、
請求項７０に記載のキット。
前記輪郭を持った本体が、少なくとも１つの追加の実質的にＶ形の形体を更に含む、請求項７１に記載のキット。
前記輪郭を持った壁および前記側壁が、発泡ブロックを含む、請求項７０〜７２のいずれか１項に記載のキット。
組み立てられた時に、少なくとも部分的に輪郭を持った壁および側壁を含む、第二のライナーを更に含む、請求項７０〜７３のいずれか１項に記載のキット。
前記第一および前記第二のライナーが、折り曲げられ、つぶされ、または丸められて、前記支持構造が、解体される、請求項６９または７４のいずれか１項に記載のキット。
前記第一および前記第二のライナーが、互いに固定される、請求項６９または７４〜７５のいずれか１項に記載のキット。
ａ）ｉ）１）２つの本体壁を含み、前記本体壁が軸の直ぐそばで交わっていて内角を画定し、各本体壁が
Ａ）勾配部分および実質的に垂直な部分と、
Ｂ）基端および先端と、
Ｃ）前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、
を含む、実質的にＶ形の本体と、
２）前記基端に隣接する近位側壁と、
３）前記先端に隣接する遠位側壁と、
により画定される空洞と、
ii）前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムと、
iii）前記空洞内に配設されていて前記軸に平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムと、
を含む光バイオリアクターにおいて、バイオマス培地を分配すること、
ｂ）前記気体送達システムを通して気体を供給して、約１〜約３ｍｍの直径を有する泡を生成すること、
ｃ）前記二酸化炭素送達システムを通して二酸化炭素を供給して、約０．００１〜約５００ミクロンの直径を有する泡を生成すること、
を含むバイオマスを生産する方法。
ａ）ｉ）１）少なくとも２つの実質的にＶ形の形体を平行に形成している複数の先細の内寸を画定していて、
Ａ）第一の実質的に垂直の部分と、
Ｂ）第一の勾配部分と、
Ｃ）第二の勾配部分と、
Ｄ）第三の勾配部分と、
Ｅ）第四の勾配部分と、
Ｆ）第二の実質的に垂直な部分であって、
前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の軸の直ぐそばで交わっていて第一の内角を画定し；
前記第一の勾配部分と前記第二の勾配部分が、第一の実質的にＶ形の形体を画定して第一の深さを画定し；
前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の軸の直ぐそばで交わっていて第二の内角を画定し；
前記第三の勾配部分と第四の勾配部分が、第二の実質的にＶ形の形体を画定して第二の深さを画定する、第二の実質的に垂直な部分と、
Ｇ）基端および先端と、
Ｈ）前記軸に沿って延在する長さおよび前記軸に垂直に延在する幅と、
を含む、輪郭を持った本体と、
２）前記基端に隣接する近位側壁と、
３）前記先端に隣接する遠位側壁と、
により画定される空洞と；
ii）前記空洞内に配設されていて前記第一の軸および第二の軸の少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの気体送達システムと、
iii）前記空洞内に配設されていて前記第一の軸および第二の軸の少なくとも１つに平行に延在する少なくとも１つの二酸化炭素送達システムと、
を含む、光バイオリアクターにおいてバイオマス培地を分配すること、
ｂ）前記気体送達システムを通して気体を供給して、約１〜約３ｍｍの直径を有する泡を生成すること、および
ｃ）前記二酸化炭素送達システムを通して二酸化炭素を供給して、約０．００１〜約５００ミクロンの直径を有する泡を生成すること、
を含む、バイオマスを生産する方法。
前記輪郭を持った本体が
１）第五の勾配部分、および
２）第六の勾配部分、
を更に含み、
最初の第五の勾配部分と第六の勾配部分が、第三の軸の直ぐそばで交わっていて第三の内角を画定し、
前記第五の勾配部分と第六の勾配部分が、第三の実質的にＶ形の形体を画定して第三の深さを画定し、
前記少なくとも１つの気体送達システムが、前記空洞内に配設されていて前記第一の軸、前記第二の軸および前記第三の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在し、
前記少なくとも１つの二酸化炭素送達システムが、前記空洞内に配設されていて前記第一の軸、前記第二の軸および前記第三の軸のうちの少なくとも１つに平行に延在する、
請求項７８に記載の方法。
輪郭を持った本体が、少なくとも１つの追加の実質的にＶ形の形体を更に含む、請求項７９に記載の方法。
気体送達システムから排出する気体の流れにより、固体が沈殿することを実質的に予防する、請求項７７〜８０のいずれか１項に記載の方法。
オゾンセンサーおよび制御システムを操作することを更に含むことで、前記培地中のオゾンレベルが、約０．５〜約１ｍｇ／ｍＬに保持される、請求項７７〜８１のいずれか１項に記載の方法。