JP2024005280A - フォトバイオリアクターユニット - Google Patents

Abstract

【課題】管型の閉鎖系フォトバイオリアクターで微細藻類等の光合成生物を培養するにあたり必要とされる機器がコンパクト化されて移動可能とするフォトバイオリアクターユニットを提供する。【解決手段】二つの平台車に搭載され移動可能なフォトバイオリアクターユニット１であって、第１の平台車Ａには、藻類を含む培養液を光合成により当該藻類を育成するガラス管２１からなるリアクター２と、対向して光照射を行うＬＥＤ発光装置４０とが搭載され、第２の平台車Ｂには、リアクターに藻類を含む培養液を蓄え循環させる循環タンク３と、培養液を光合成に適した液温に調節する熱交換器５と、リアクターから排出された培養液から過飽和酸素を脱気する脱気タンクと、脱気された培養液を循環タンクに戻す脱気タンクと、が搭載されている。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、閉鎖系フォトバイオリアクター（ＰＢＲ）で微細藻類等の光合成物を培養するに必要な一連の機器を搭載したフォトバイオリアクターユニットに関する。

近年、ＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ：持続可能な開発目標）の推進により、温室効果ガスの削減や二酸化炭素（ＣＯ_２）の排出削減が叫ばれている。二酸化炭素の排出削減方法の一つとして、発生した二酸化炭素を藻類等が培養された培養液に吸収させ、光合成を行なわせる藻類培養方法があり様々な方法手法により行われている。
その内の一つである閉鎖系培養（ガラス管等の器具の中で閉鎖的に培養）を行う方法において、微細藻類等の光合成生物を培養するに当り、二酸化炭素を供給する機器などから構成された管状の閉鎖系フォトバイオリアクターがある。

このような閉鎖系フォトバイオリアクターにおいて、特許文献１には、藻類培養育成に必要な光合成を助ける機器として、藻類培養装置内に位置して光合成反応に光を提供する蛍光管や、培養液から酸素を除去する水素による触媒変換器や、ｐＨ計による反応ガス（二酸化炭素）の供給制御などが開示されている。
また、非特許文献１には、フレーム全長が５０ｍ、高さが３．５ｍ、ガラスチューブ（リアクター管）外径が６５ｍｍ、チューブ総延長が約５ｋｍという大規模なフォトバイオリアクターが実施されていることが開示されている。
このような大規模な閉鎖系フォトバイオリアクターを設置する場合、培養育成に必要な機器類も大型化して据付けることが通常である。

特公表平５－５０２１５８号公報

オーピーバイオファクトリー株式会社ホームページ、オンライン［令和４年５月２７日検索］インターネット＜https://pavlova.jp/photobioreactor/＞

しかしながら、このような大規模な閉鎖系フォトバイオリアクターの場合、リアクターや培養育成に必要とされる大型機器を据え付け後、必要に応じて自由に再据え付けすることも容易ではない。さらに、大規模の装置に併存して、中小規模においての藻類培養装置のニーズがある。

そこで、管型の閉鎖系フォトバイオリアクターで微細藻類等の光合成生物を培養するにあたり必要とされる機器がコンパクト化されて移動可能とするフォトバイオリアクターユニットを提供することを目的とする。

前記課題の目的を達成する第１の発明は、少なくとも二つ以上の平台車に搭載され移動可能な管型の閉鎖系フォトバイオリアクターに係るフォトバイオリアクターユニットであって、
前記平台車の一方には、
藻類を含む培養液を光合成により当該藻類を育成するガラス管からなるリアクターと、
前記リアクターと対向して光照射を行う発光装置と、
が搭載され、
前記平台車の他方には、
前記リアクターに藻類を含む培養液を蓄え循環させる循環タンクと、
前記循環タンクの培養液を前記リアクターに圧送するポンプと、
前記ポンプからの培養液を光合成に適した液温に調節する熱交換器と、
前記リアクターから排出された培養液に含まれた過飽和酸素を脱気し、前記脱気された培養液を前記循環タンクに戻す脱気タンクと、
が搭載されていることを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記発光装置は、複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤパネルであり、
前記ＬＥＤパネルは、前記リアクターに対向して前後にスライド移動可能なスライダー部に備えられていることを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明において、前記脱気タンクは、脱気を行うためにタンク内の培養液を空気にて攪拌するエアレーションを備え、脱気された気体と培養液とに分けて前記循環タンクに戻す連絡路を備えていることを特徴とする。
第４の発明は、第３の発明において、前記脱気タンクは、前記循環タンクと隣接して設けられることを特徴とする。
第５の発明は、第１の発明又は第２の発明において、前記リアクターは、複数の円筒状の培養受光面を有する透明なガラス管を傾斜させ多段式に形成されていることを特徴とする。
第６の発明は、第１の発明において、前記ポンプから前記リアクターの流路入口迄の配管である第１配管と、
前記リアクターの流路出口から前記脱気タンクの流入管迄の配管である第２配管と、
前記第１配管と前記第２配管に配される三方弁との間を接続される第４配管とを設け、
前記第４配管は、前記リアクターのガラス管内を洗浄するピグのピグ移動通路であることを特徴とする。

本発明によれば、管型の閉鎖系フォトバイオリアクターで微細藻類等の光合成生物を培養するにあたり必要とされる機器がコンパクト化されて移動可能とするフォトバイオリアクターユニットを提供できる。

本実施形態に係るフォトバイオリアクターユニットを模式的に示す全体図である。 本実施形態に係る二酸化炭素供給を模式的に示す図である。 本実施形態に係る循環タンクと脱気タンクを模式的に示す図である。 本実施形態に係る制御システムの機能ブロック図である。 本実施形態に係る光照射装置の概略図である。 （ａ）は本実施形態に係るｐＨ計による流量制御のフロー図で、（ｂ）は本実施形態に係る溶存酸素計による流量制御のフロー図で、（ｃ）は本実施形態に係る日射量による流量制御のフロー図である。 本実施形態に係るピグの一形態の形状を示す図で、（ａ）は側方の図で、（ｂ）は後方の図である。 本実施形態に係るピグの他の一形態の形状を示す図で、（ａ）は側方の図で、（ｂ）は後方の図である。 本実施形態に係るピグ送入機構の概略図である。 図８Ａの本実施形態において、（ａ）は、ピグ送入が実施されていない通常時を、（ｂ）はピグ送入機構のピグ送入の状態を、（ｃ）はピグ送入機構のピグ送りによる洗浄開始の状態をそれぞれ示す図である。 他の実施形態に係るピグ送入機構の概略図である。 図９Ａの他の実施形態において、（ａ）は、ピグ送入が実施されていない通常時を、（ｂ）はピグ送入機構のピグ送入の状態を、（ｃ）はピグ送入機構のピグ送りによる洗浄開始の状態をそれぞれ示す図である。 本実施形態に係るピグ洗浄における他のピグ送入を示す図である。 本実施形態に係るピグ洗浄における他のピグ挿入を示す図である。 本実施形態に係るピグ洗浄のリアクターでのピグ移動を示す図である。

［フォトバイオリアクターユニット］
本実施形態に係るフォトバイオリアクターユニット（以下、単にユニットという。以下同じ。）は、車輪のある二つの平台車に搭載され移動可能な管型の閉鎖系フォトバイオリアクターに係るユニットであって、平台車の一方には、藻類を含む培養液を光合成により当該藻類を育成するガラス管からなるバイオリアクター（以下、単にリアクターという。以下同じ。）と、リアクターと対向して光照射を行うＬＥＤ発光装置と、が搭載され、平台車の他方には、リアクターに藻類を含む培養液を蓄え循環させる循環タンクと、循環タンクの培養液をリアクターに圧送するポンプと、ポンプからの培養液を光合成に適した液温に調節する熱交換器と、リアクターから排出された培養液に含んだ過飽和の溶存酸素が脱気され、脱気された培養液を循環タンクに戻す脱気タンクと、が搭載されている。これら主な機器類及び付帯的な計器類等について配置され模式化された図に基づき、以下、詳細に説明する。

図１Ａは、本実施形態に係るフォトバイオリアクターユニットを模式的に示す全体図である。先ず、図１Ａに示すように、本発明のユニット１は、藻類を含む培養液Ｍを光合成により当該藻類を育成するリアクター２と、リアクターと対向して光照射を行うＬＥＤ発光装置４０と、は、図面の左側に配置される第１の平台車Ａに載置されている。そのリアクター２に藻類を含む培養液を蓄え循環させる循環タンク３は、リアクター２と反対側の図面の右側に配置され、第２の平台車Ｂに搭置されている。第２の平台車Ｂには、循環タンク３の培養液をリアクター２に圧送するポンプ４が循環タンク３の流路出口である下方に配置され、ポンプ４からの培養液をリアクター２の光合成に適した液温に調節する熱交換器（ヒータチラー）５がリアクターの流路入口側の下方でポンプ４とリアクター２との中間的に配置され、リアクター２の上方の出口から排出された培養液に含んだ溶存酸素を脱気する脱気タンク６が図面の右端側に配置されている。そして、これらの一連の機器は、培養液Ｍの連絡流路となる配管（第１配管７、第２配管８、第３配管９、第４配管１０）が物理的に接続されている。なお、本実施形態では平台車は２台としているが、これに限定されるものではない。

第１配管７は、ポンプ４からリアクター２の流路入口２ａ迄の配管である。第２配管８は、リアクター２の流路出口２ｂから脱気タンク蓋６２に流入管６３迄の配管である。第３配管９は、第２配管８から第１配管７への流路を形成するように分岐される配管である。第４配管１０は、第１配管７のバルブ７３と熱交換器５との間の位置と、第２配管８の三方弁８１の切替の一つ（支流方向）とが接続されている配管である。

先ず、リアクター２を搭載している第１の平台車Ａは、ストッパー付きの車輪ａを有し矩形状で約３ｍｘ約１ｍからなる。リアクター２は、リアクターフレーム２２により平台車Ａ上に固定支持される。
また、リアクター２以外の一連の機器を搭載している第２の平台車Ｂは、ストッパー付きの車輪ｂを有し、一連の機器を直列に配置される矩形状で、長さが約３ｍで、幅の長さが約１ｍからなる。一連の機器は、第２の平台車Ｂ上にそれぞれボルトナット等の固定手段で固定される。

これにより、一連の機器を搭載している第２の平台車Ｂはそのままの配置位置とし、第１の平台車Ａのみを移動させて日射量の多い方向にリアクター２の向きを配置調節できる。なお、このように平台車Ａと第２の平台車Ｂは、別体のため単独で自由に移動できるが、第１の平台車Ａと第２の平台車Ｂを連結して一体化することも可能である。また、第１の平台車Ａと第２の平台車Ｂをそれぞれ用いて移動可能、可搬可能で、取り回しが容易である。

リアクター２は、培養液Ｍに含まれる藻類に光合成を行うための光を透過可能な材料であるガラス管を用い円筒の管状に形成され、長さが２．５ｍで直径６５ｍｍのガラス管１２本の端部をＵ字管で結合している。これにより、約１００Ｌの容量を培養育成処理ができる。
また、円筒の管端部をＵ字管で繋ぎ、上下方向に多段的に管路（流路）が形成される。このようなリアクター２の管路間の繋目は、例えば、管路の洗浄用ピグ（後述する図７参照。）が管内を止まらずに円滑に進むように隙間や段差が発生しないように結合されている。

また、図１Ａにおいて、横向き（鉛直軸方向と直交する水平方向）にリアクター２のガラス管２１が多段式に並べられているが、本実施形態では、図４に示すように、リアクター２は、複数の円筒状の培養受光面を有する透明なガラス管２１を傾斜構造とさせて多段式に形成されコンパクトな形状のユニットとしている。つまり、単に、横並び縦並び、或いは円螺旋状（スパイラル）にして複数のリアクター管を形成して配置しただけではない。

このように円筒状のガラス管２１をＵ字管で繋いで多段式に傾斜配置とすることによりリアクター２の設置面積を抑えつつ、リアクター２の表面積を増やすことができる。この結果、藻類に対して光合成可能な波長の光をより多く照射することができる。

なお、ガラス管２１を傾斜させ多段式の形態に限定されず、藻類の種類、リアクターの容量並びに設置場所によっては、横並び縦並び、或いは円螺旋状（スパイラル）に複数のリアクター管を形成する形態としても良い。

ここでのリアクター２のガラス管２１は、軟化温度が高く熱膨張係数が小さく化学的に安定であるケイ酸（ＳｉＯ_２）ガラス管が用いられているが、これに限定されることはなくソフトプラスチック（ＬＤＰＥ）等の光透過性を有する樹脂製のものを用いても良い。
また、最下段の管路には、第１配管７と接続されて培養液が供給されリアクター２への流路入口２ａと、第２配管８と接続されて培養液がリアクター２から非出される流路出口２ｂが設けられている。

循環タンク３は、リアクターに藻類を含む培養液Ｍを蓄え循環させるためのタンクで、タンク本体３１はユニット化のため高さを例えば約１ｍとし、循環タンク蓋３２と、排気管３３を有する。タンク本体３１は、槽状の空間で、循環タンクフレーム３６により支持されている。この循環タンクフレーム３６は第２の平台車Ｂにボルトナット等の固定手段で固定される。
また、循環タンク蓋３２は、例えば板状で、ごみ等の異物が入らないようにタンク本体３１の上部を閉塞している。

また、循環タンク３には、図２の記号「▽」の液位まで藻類を含んだ培養液Ｍが満たされている。このため、液位レベル計（図示せず。）が循環タンク３内の培養液Ｍの液位を検出して、この液位レベル計の検出結果に基づいて、培養液Ｍの液位（記号「▽」）が絶えず所定値範囲となるように制御可能とされる。また、液温計（図示せず。）が循環タンク３内の培養液Ｍの液温を検出して、この液温計の検出結果に基づいて、培養液温度が絶えず所定値範囲となるように制御可能とされる。

循環タンク３には、循環タンク蓋３２から突出したＵ字管を備えた排気管３３が設けられている。これにより、脱気タンク６から循環タンク３内に流れ込んだ培養液に悪影響を及ぼす不純物、例えば、窒素や酸素、残留二酸化炭素が大気中に放出される。外部からの異物混入が無いように排気管３３の外側先端にフィルタ３３ａが設けられている。また、循環タンク３の出口には、循環タンク３からの培養液の流れを止めるための仕切弁３７が設けられている。

また、循環タンク３の排気管３３の出口近傍の二酸化炭素濃度を計測するＣＯ_２計３８が外部に設けられており、その測定結果は制御システム１１に入力され、所定の濃度でない状態の場合はアラートが出るようにしている。このＣＯ２計３８により、培養液Ｍから発散されるガス中の二酸化炭素濃度を知ることができる。

循環タンク３には、図１Ａに示すように、循環タンク蓋３２を介して循環タンク本体３１内に挿入される二酸化炭素供給部３５が設けられており、藻類培養に必要な二酸化炭素が循環タンク本体３１内に供給管３４から供給されている。
そして、図１Ｂに示すように、この二酸化炭素供給部３５は、本実施例では第２の平台車Ｂ近傍に設置されている液体二酸化炭素ボンベＣに接続されている（図１Ａの符号※１と図１Ｂの符号※１とが繋がる）。また、循環タンク３の二酸化炭素供給部３５に例えばエアストーン（図示せず。）等の散気手段を接続しても構わない。なお、液体二酸化炭素ボンベＣは、第１の平車台Ａ、第２の平台車Ｂには載置されていない。

また、図１Ｂに示すように、二酸化炭素ボンベＣには電磁弁Ｃ１付きのレギュレータＣ２が接続されている。このレギュレータＣｃ２は、二酸化炭素ボンベＣに充填された液化ガスの圧縮ガスを安全に減圧して取り出す役目がある。そして、制御システム（制御盤）１１からの信号入力に基づいてＣＯ_２調節弁Ｃ３で圧力調整され、二酸化炭素が二酸化炭素ボンベＣから供給され、ＣＯ_２流量計Ｃ４を経由して二酸化炭素供給部３５から吐出される。これにより、培養液Ｍ中に二酸化炭素を供給することができる。二酸化炭素ボンベＣからの圧力は、例えば１０Ｍから０．１ＭＰａとしている。
なお、本実施形態では電磁弁Ｃ１とレギュレータＣ２が別体のものであるが、一体型のものを使用しても構わない。

また、図１Ｂに示すように、ＣＯ_２調節弁Ｃ３の川下に、ＣＯ_２流量計Ｃ４が取り付けられており、培養液中に供給される二酸化炭素ガスの流量を測定することでデータロガー（図示せず）に格納し、制御システム１１を介して作業管理者が確認できる。このように二酸化炭素を供給することにより、循環タンク３内の滞留した培養液Ｍを撹拌することが可能になるため、微細藻類の発育を促進させることができる。

脱気タンク６は、光合成を終え、リアクター２の出口から排出された培養液に含んだ溶存酸素などの炭酸イオンを脱気するためのタンクである。タンク本体６１はユニット化のため高さ約１ｍとし、脱気タンク蓋６２と、脱気タンク蓋６２に流入管６３を配置する。タンク本体６１は、槽状の空間で、その底面には、タンク本体６１内部の清掃時のドレン抜き用のドレン弁６５が設けられている。タンク本体６１は、脱気タンクフレーム６６により支持されている。この脱気タンクフレーム６６は、第２の平台車Ｂにボルトナット等の固定手段で固定される。
また、脱気タンク蓋６２は、例えば板状で、ごみ等の異物が入らないようにタンク本体６１の上部を閉塞している。

また、脱気タンク６には、第２配管から流入した溶存酸素を含んだ培養液Ｍで満たされている。このため、液位レベル計（図示せず。）が脱気タンク６内の培養液の液位を検出して、この液位レベル計の検出結果に基づいて、培養液Ｍの液位（図２の記号「▽」）が絶えず所定値範囲となるように制御可能とされる。

脱気タンク６には、図１Ａに示すように、脱気を行うために脱気タンク６内の培養液Ｍを空気にて攪拌するエアレーション６４を備え、脱気された気体と培養液とに分けて循環タンク３に戻す連絡路６７を備えている。具体的には、空気圧縮機１２からのエアが脱気タンク蓋６２を貫通した流入管６３を介して脱気タンク６内に供給されるエアレーション６４が設置されている。これにより、脱気タンク６内の滞留した培養液Ｍを撹拌や脱気することが可能になり、この結果、内部の過飽和の酸素が除去されるので、微細藻類の発育を促進させることができる。この空気圧縮機１２からは、所定圧力の圧力空気は、０．５から０．７ＭＰａを吐出するように構成されている。

具体的には、図１Ａに示すように、空気圧縮機１２の※２から脱気用弁１２ａの※２に接続され、フィルタレギュレータ１２ｂと除菌フィルタ１２ｃを介して異物の無い空気が空気流量計１２ｄを経由してエアレーション６４から吐出される。これにより、培養液中に空気を供給することができる。

また、図１Ａに示すように、空気圧縮機１２の※２から弁作動用弁１２ｅの※２に接続され、フィルタレギュレータ１２ｆとマニアルドライヤ１２ｇを介して電磁弁ボックス１２ｈから各バルブ（弁）が切替制御される。

また、図２に示すように、脱気タンク６と循環タンク３とは連通路６７が形成されて繋がっており、連通路６７の上方側が、不要な酸素等の排出ガスの抜け道（矢印符号ｐ）に、連通路６７の下方側が、空気注入により攪拌され脱気された培養液Ｍの流入道（矢印符号ｑ）となっている。そして、脱気タンク６の酸素等の不要となった排出すべきガスについては、その排出ガスの抜け道（矢印符号ｐ）を通り、循環タンク３の排気管３３により外部（大気中）に放出される。

これにより、特許文献１における水素による酸素除去の触媒装置のような複雑な構成を取ることなく、本発明のとおり、脱気タンクにエアレーションを設けるだけで酸素を除去することが可能である。

次に、一連の機器の間を連通して培養液Ｍの流路となる第１配管７から第４配管１０までと、これらの配管上に配置された機器等について説明する。

第１配管７は、循環タンク３からリアクター２までの流路である。配管素材は、ステンレス鋼サニタリー管（ＪＩＳ Ｇ３４４７）の２．５Ｓである。
ポンプ４側からリアクター２側に向かって、藻類培養な環境を整える主な機器類として、第１液温計７１、圧力計（ＰＧ計）７２、バルブ７３、熱交換器５、第２液温計７５の順に配置されている。

第１液温計７１は、循環タンク３の出口側に備えられ培養液Ｍの液中の温度を測定する。この液温計７１は、例えば、バイメタルの膨張を利用したバイメタル式の工業用液温計である。この測定結果は、制御システム１１に送られ、ポンプ４の流量制御のインバータ（図示せず）への制御信号として用いられる。

ポンプ４は、循環タンク３からの培養液Ｍをリアクター２に圧送し循環させるものである。培養液Ｍの循環は、藻類にダメージの少ないマイルドな回転の容積式ポンプを用いてインバータにより循環液量が任意に変更できることが好ましい。つまり、回転式ポンプの強い流れによって培養液Ｍが供給されると、その強い流れによって培養される微細藻類の種類によっては藻類がちぎれて固形化されない培養阻害のおそれがある。これを回避するため、一定容積にある分量だけ流れる容積式ポンプを用いることで、微細藻類の育成に沿った緩やかな流れとしている。よって、回転数の高い回転式ポンプではなく、回転数の低い容積式ポンプが用いられる。

圧力計（ＰＧ）７２は、第１配管７を流れる培養液Ｍの流量の圧力測定と、制御システム１１において所定の演算プログラムによって、圧力測定結果に比例するポンプの出力流量について算出するデータとなる。これにより、ポンプ４からの培養液Ｍの圧送程度や出力流量が指示された制御に合致しているかが把握できる。また、圧力計（ＰＧ）７２の位置に流量計を配置して、ポンプ４からの流量を適切であるか直接的な把握をすることもできる。

バルブ７３は、ポンプ４のメンテナンス用である。

次に、本発明のフォトバイオリアクターユニット１には、ポンプ４からリアクター２の流路入口２ａ迄の配管である第１配管７と、リアクター２の流路出口２ｂから脱気タンクの流入管迄６３の配管である第２配管８と、第１配管７と第２配管８に配される三方弁との間を接続される第４配管１０とを設け、第４配管１０は、リアクター２のガラス管２１内を洗浄するピグのピグ移動通路であることを特徴としている。以下、説明する。
第４配管１０は、このバルブ７３と熱交換器５との間の第１配管７の位置と、第２配管８の三方弁（三方切替弁ともいう。）８１の切替の一つ（支流方向）に接続されている。配管素材は、例えばステンレス鋼サニタリー管（ＪＩＳ Ｇ３４４７）の２．５Ｓである。この第４配管１０は、リアクター２のガラス管２１内の微細藻類の刮ぎ取り用ピグ１０１及び薬液洗浄用ピグ１０２を通過させる目的で配置されピグ用移動通路であって、リアクター２のガラス管２１と連通した一巡できるループを形成している。この場合、ピグは第２配管の三方弁８１から第４配管１０を介して第１配管７へと移動する（図１では上方から下方に向かう矢印とピグ１００を示す。）。

さらに、図１Ａに示すように、第４配管１０は、第１配管７と接続される手前から傾斜（符号１０ｃ参照。）しながら第１配管７へと接続されている。これにより、ピグが第４配管１０から第１配管７に衝突することなくスムーズに乗り換え移動することができる。

第４配管１０には、ピグ１０１，１０２がリアクター２に向かって、水道水圧送により押出されるように、水供給水供給部１３が備えられている。清水は、第４配管１０に接続される配管にバルブ１３ａを設けて、水の流量を電磁弁制御されることで調整しつつ供給される。したがって、ピグの挿入及び回収の位置は第４配管１０上の水供給される接続場所より第１配管７寄り側とされる。
また、培養液Ｍの濃度が高まった場合においても清水が供給されることができ、清水の液温は、川下にある熱交換器（ヒータチラーともいう、以下同じ）５で調整される。なお、本実施形態では、水供給部１３を第４配管１０に接続配置していが、これに限定されることなく、熱交換器５によって温度調整できる位置で、第１配管７上でも構わない。

また、第４配管１０と第３配管９との連通路が設けられ、その連通路に電磁弁１０ａが配置されている。この電磁弁１０ａの開閉によって、第４配管１０からの培養液Ｍが第３配管９側に流れる。そして、第４配管１０内の培養液Ｍの状況が電磁弁１０ｂを開き回収サンプリングを行うことで分かる。

熱交換器５は、ポンプ４からの培養液をリアクター２の光合成に適した液温に調節するために、リアクター２の下方の流路入口２ａ前に配置されている。これにより、熱交換器５の内部を流れる培養液Ｍの液温を任意の温度に制御できる。

熱交換器５を備えている理由は、屋外用の大規模なフォトリアクターである場合、散水装置を別個に設けて、リアクター２を散水することによりガラス管２１を冷却することが可能であるが、そのような散水装置を設けずに本発明のユニット１はコンパクト化して、第１の平台車Ａに搭載して移動可能な形態とするためである。このように、熱交換器５を備えることで、散水して冷却する手段を備えていないことも本発明の特徴の一つである。

熱交換器５の内部にはヒーター（図示せず。）が設置されており、制御システム１１からの信号入力に基づいてヒーター電源をＯＮとし、培養液Ｍが加熱されることで培養液Ｍの温度を上げることができる。
また、熱交換器５には、冷却用のチラー５ａが接続されている。そして、制御システム１１から信号入力に基づいてチラー電源をＯＮとし、冷却することで培養液Ｍの温度を下げることができる。
このように熱交換器５を使用した温度調節機能により、藻類培養の環境要因について好ましい所定の温度（例えば２０℃から２３℃）に制御されるように構成されている。

また、熱交換器５は、一般的に体積、重量が大きいため、ユニット化において、配置スペースを取らないように小型化している。このため、なお、図１Ａに示すように、冷却用のチラー）５ａと別体として冷水を供給する構成であっても構わないが、実施形態では、冷却用のチラー（冷）５ａと圧送ポンプ（図示せず。）を内蔵している。

さらに、熱交換器５の入口となる第１配管７に設置された第１液温計７１と熱交換器５の出口（川下）側に備えられている第２液温計７５で測定した培養液Ｍの温度の測定データと比較して、ヒーター又はクーラーの電源のＯＮ／ＯＦＦを制御するための基準となる温度の指定と、電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う間隔の時間を制御システム１１のスケジュール管理部１１ｄに設定登録することにより自動制御することができる。または、単に第２液温計７５による測定温度だけで熱交換器５の温度制御することでも構わない。

これにより、夏場、冬場の温度差が激しい場合であっても、培養液Ｍを冷却するための散水装置を設けることなく、季節を問わずに微細藻類の培養育成ができる。

また、第２液温計７５は、例えば、バイメタルの膨張を利用したバイメタル式の工業用液温計である。この測定結果は、後述する制御システム１１に送られ、第１液温計７１の測定結果と対比され、ポンプ４の流量制御のインバータ（図示せず。）の制御信号として用いられる。

第２配管８は、リアクター２から脱気タンク６までの流路となる。配管素材は、例えばステンレス鋼サニタリー管（ＪＩＳ Ｇ３４４７）の２．５Ｓである。
第２配管８には、リアクター２から脱気タンク６に向かって、電磁制御が可能な三方弁８１が設けられ、三方弁８１の切り替えにより、脱気タンク６への流路の本線と分岐し支線となる第４配管１０へと流路が形成される。第４配管１０は、上述のとおり、リアクター２の洗浄手段のためのピグ通路である。

第３配管９は、第２配管８から第１配管７への流路を形成するように分岐される配管である。素材は、例えばステンレス鋼サニタリー管（ＪＩＳ Ｇ３４４７）の１．５Ｓである。第３配管９には、内的環境要因である溶存酸素濃度を測定する溶存酸素計９１、ｐＨを測定するｐＨ計９２、浮遊物等測定する混濁度計（「濁度計」ともいう）９３の測定機器（センサー）類が配置されている。これらの測定機器類は、ユニット化のため小型軽量化すべく、測定槽を用いない第３配管９への埋め込み型が用いられる。

これら測定機器類のモニター監視を常時することによって、微細藻類の光合成効率（生産効率）を最適化することができるともに、ポンプ４の制御信号として用いられ藻類培養に適した循環流量の変更ができる。
なお、溶存酸素濃度計９１、ｐＨ計９２、混濁度計９３を測定する測定機器類を第３配管９に設けないで、第２配管８に配置されても構わない。その場合には第３配管９は要しない。

溶存酸素濃度計９１は、微細藻類に光があたると、二酸化炭素を吸収して酸素を回収することから、その溶存酸素量を測定する。水中に溶解している酸素（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）を計測でき、その濃度は単位容積当たりの酸素量（ｍｇ／Ｌ）で表す。光合成による培養プロセスにおいて溶存酸素を計測することは、培養経過を監視する基本的かつ重要な仕様とされる。なお、通常の測定関連で用いられる溶存酸素濃度計であるため、ここでの説明は省略する。

ｐＨ計９２は、光合成によって二酸化炭素を吸収して酸素を回収するとｐＨ値があがり、そのｐＨ値を測定する。なお、通常の測定関連で用いられるｐＨ計であるため、ここでの説明は省略する。

混濁計（浮遊物濃度計）９３は、培養液Ｍの中の濁りの元となる浮遊懸濁物質の量を測定する。なお、通常の測定関連で用いられる混濁計（浮遊物濃度計）であるため、ここでの説明は省略する。

そして、これら計器類の測定結果はデータロガーに格納され、図３に示す制御システム１１の通信部を介して作業管理者ＰＣに通知され、時間スケール毎にグラフ化されて常時モニター監視されるとともに制御システム１１によって、微細藻類の光合成効率（生産効率）を最適化することができる。

また、第３配管９には、これらの計器類が配置されている前後の場所に、流路を止めるバルブ９ａ、９ｂの２つが配置されている。そのバルブ９ｂの先には循環タンク３の流路出口で液温計７１の流路前に接続されて、計器類からの培養液Ｍが第１配管７に戻すように合流している。

本実施形態は、ユニット１に備えられた上述の機器類を用いて、コンパクトに微細藻類培養を可能とするに適した環境を整えるように種々制御できる制御システム（制御盤）１１を備えている。具体的には、コンピュータが入った箱型で表面には扉を有している。制御システム（制御盤）１１は、図１Ａの第２の平台車Ｂの左側に配置され、図３に示される種々の制御処理を行う。また、制御システム１１の入力情報と出力情報（制御信号）は、図３に示すように、各制御プログラムに対応している。制御プログラムの事例として、次のとおりである。

（１）光量判定制御：光量計５０からの入力によりリアクター２への光照射されるＬＥＤ（パネル）制御を可能とする。
（２）流量判定制御：溶存酸素濃度計９１とｐＨ計９２と混濁計９３の測定結果が好ましくない数値であればポンプ４の流量増するためにインバータ制御可能とする。また、外気温計５２と液温計７１との対比により所定温度以上であればポンプ４の流量増するためにインバータ（ＩＮＶ）制御を可能とする。
（３）ＣＯ_２判定制御：ｐＨ計９２により光合成に必要な二酸化炭素が不足しているならば流量増とするＣＯ_２調節弁制御可能とする。
（４）空気圧縮制御：溶存酸素濃度計９１により脱気に必要な空気が不足しているならば空気流量増の脱気弁制御可能とする。
（５）チラー判定制御：外気温計５２と液温計７１との対比により所定温度でなければ熱交換器５の温冷制御可能とする。
（６）ピグ洗浄制御：混濁計９３によりピグ１００による洗浄時に、ピグ移動の近接センサー（図示せず）によりピグ操作のピグ電磁弁を制御可能とする。
（７）上記の制御プロプラムに応じてユニットに備えられた機器類の操作に伴う自動弁を空気制御可能とする。

制御システム１１は、図３に示すように、上記で説明した測定機器類の測定結果を入力インターフェースである入力部１１ａと、これを記憶しデータロガー化する他、制御プログラム等を記憶する記憶部１１ｂと、制御プログラム演算結果に基づき制御するため各機器類への制御指令を出力する出力部１１ｃ、制御プログラムの起動終了をタイマー設定するスケジュール管理部１１ｄと、これらの入力、出力及び制御状況を表示する表示部１１ｅ、作業管理者が直接操作可能な操作卓１１ｆ、作業管理者ＰＣと制御信号を送受する通信部１１ｇ、これら部署に電源供給する電源部１１ｈを備えている。また、電源部１１ｈは、外部電源の他、非常用のバッテリも備えている。

このように、制御システム１１は、培養液Ｍの培養環境を制御するための各種機器に制御信号を出力するためのＰＷＭ出力や無線通信機能を備えたコンピュータである。また、データロガーが接続されており、培養環境に関する各種の測定データを収集して保存することができる。そして、制御システム１１では、作業管理者はパソコンや携帯通信端末のソフトウエアを使用することにより、微細藻類の培養条件を任意に設定して培養処理を行うことができる。

さらに、作業管理者のパソコン（ＰＣ）や携帯通信端末のソフトウエアの他に人口知能（ＡＩ）プログラムにより制御システムに適した制御信号による制御を選択可能としている。培養環境に関する各種の測定データの入力とその制御出力とを教師信号とし、種々に異なる藻類に適応して信頼度を上げることができる。

また作業者は、パソコンや携帯通信端末ではなく、直接、制御盤の表示部１１ｅを確認しながら操作卓１１ｆにより制御可能である。例えば、表示部１１ｅの画面で培養条件に関する各種パラメータの確認や設定を行うことができ、設定画面の「溶存酸素」「ｐＨ」「混濁」のボタンを押すと、現時点の数値やこれまでの経過を時間単位でのグラフを表示することがきる。

次に、本発明の主な制御機能の実施形態を詳細に説明する。
［光量計によるＬＥＤ光量調整］
図４は、光量計５０，５１に基づき自動制御される光照射装置（以下、ＬＥＤ発光装置という。）４０の構成図で、複数のＬＥＤ４１がリアクター２のガラス管に対して光照射している状況（光の矢印符号）が分かる。ＬＥＤ発光装置４０は、複数のＬＥＤ４１を搭載しており太陽光との併用受光運転ができる。

光量計５０は、リアクター２の上方近傍に配置され、光量計５１はリアクター２の下方近傍に配置されている。これらの光量計５０、５１は、どちらか片方だけでも構わないが、リアクター２及びＬＥＤパネル４４からは、詳細なデータを得るために複数設けることが好ましい。

ＬＥＤ発光装置４０は、複数のＬＥＤ４１が配列されたＬＥＤパネル４４がリアクター２に対向して前後にスライド移動可能なスライダー部４５に備えられている。すなわち、図４に示すように、このＬＥＤ発光装置４０は、第１の平台車Ａにリアクター２とセットで搭載されており、リアクター２の日射を受ける側を前側（図面では右側）とすると、後ろ側（図面では左側）に対向して配置されている。第１の平台車Ａの上では、リアクター２のリアクターフレーム２２と、ＬＥＤ発光装置４０を構成するＬＥＤ４１が配列されたＬＥＤパネル４４が前後（符号の矢印Ｘ１、Ｘ２）に可動範囲内でスライド移動できるように天井部４３側にスライダー部４５が備えられている。

ＬＥＤ発光装置４０は、光量計５０、５１と連動し、曇天時や夜間の藻類に対するＬＥＤ光量調整が可能である。そのため、藻類が光合成可能な波長の光を照射され光を効率的に供給することができるように、ＬＥＤパネル４４をこのスライダー部４５に沿って可動範囲で前後に移動させるため圧力空気や電動式のモータ（図示せず。）を有している。また、ＬＥＤパネル４４は、モータからの駆動力が伝達機構を介して伝達されることにより前後（矢印符号Ｘ）に移動するようになっている。このモータの制御は、制御システム１１からの信号により行われる。なお、本実施形態では、制御システム１１による自動制御としているが、手動切替装置（図示せず。）により手動又はリモコン操作によりＬＥＤパネル４４を前後に移動しても構わない。

ＬＥＤパネル４４は、複数のＬＥＤ４１が縦横に並ぶ矩形状で、ＬＥＤ４１の取付側にアルミが反射板として用いられている。
また、ＬＥＤ４１は、光合成に有効な波長を含む白色光ダイオードで、一例として、光合成光量子束密度ＰＰＦＤは６００μｍｏｌ／ｍ２・ｓで、２２Ｗｘ２８本としている。調光方式はＰＷＭ方式である。

ＬＥＤ制御の一例として、例えば、ＬＥＤの数優先と照射距離のモードが用意されている。図４において、ＬＥＤの数優先モードは、ＬＥＤの数が最大時でも光量が不足している場合は、ＬＥＤパネル４４を自動で、符号Ｘ１から符号Ｘ２の位置にスライドさせてＬＥＤ４１を近づけリアクター２のガラス管２１に当たる光量を増加させる。
なお、光合成がリアクター２で均一的に行われるには、全体的で満面的にＬＥＤ４１によって照射されるのが好ましい。

照射距離優先モードは、スライダー部４５を自動で可動範囲内での距離を符号Ｘ１と符号Ｘ２の位置をスライドさせて、リアクター２のガラス管２１に当たる光量を調節することができる。さらに、光量が不足している場合にはＬＥＤ４１の数を増やすことができる。

また、異なるＬＥＤ制御の事例として、例えば、光量計５０、５１からの測定データを強度から弱度の５段階に分けて、５段階の光量度合に適応するＬＥＤパネル４４の前後距離を同様に５段階に設定する。そして、光量計５０，５１から測定データを逐次更新させて制御システム１１に入力されることにより、その出力がモータを正転又は逆転駆動することによって自動的にＬＥＤパネル４４が前後するようになっている。

これにより、リアクター２にとって光合成に必要な光量が均一に得られる。このようなＬＥＤ制御は、制御システム１１にてプログラム化されている。

これにより、特許文献１においては蛍光管がフォトバイオリアクター内部或いは外部に固定されるため光の提供度合の調整制御することができなかったが、本発明のＬＥＤ発光装置は光合成に適応した光調節制御が可能である。

また、図に示していないが、リアクター２に近傍に複数のカメラが配置されていて、リアクター２のガラス管２１内部の状況、例えば、藻類の固形化の状況や汚れの程度が、作業管理者ＰＣにおいてリモート上で高倍率に拡大し、顕微鏡画像とし目視できるようにしている。さらに、撮影された画像をデータロガーに格納して保存している。

［培養液の循環流量の制御］
ユニット１において、微細藻類等の光合成生物を培養するにあたり、光合成を促進させ生長増殖させるためには、太陽光にできる限り当てる必要がある。しかし、一方で培養液も温められ、夏季は外気温の＋１０℃程度は高くなる。このため、猛暑では培養生物が死滅するほど液温が高まってしまうと、培養育成そのものを停止しなければならず問題となる。

特に、管型の閉鎖系フォトバイオリアクターでは、レースウェイと異なり、外気に接していない分、溶解した炭酸イオンがガスとして逃げることがない一方、構造上、二酸化炭素を吹き込む位置を必要に応じ自由に設置することが難しい。このため培養する藻類種の沈降性・浮上性・凝集性を考慮し、リアクター２のガラス管２１内部の流速を微細藻類が沈殿や滞留しないようにガラス管２１内で維持すべき最低限の流量を確保することが求められる。

すなわち、数ミクロン程度の微細藻類は流量によっては流されるしまう一方、流量が無いと大きめ藻類は固形化し沈殿するもあり、さらに動く藻類であると勝手に動いてしまうおそれがある。また、日射量の少ない時間帯や雨模様であれば、光合成が抑えられるので流量を多くする必要もない。

そこで、最低の流速を維持しつつ、天候や培養濃度に応じ、光合成で消費する二酸化炭素が不足しないように短い滞留時間で循環する必要がある。しかし、常に早い流速をポンプ４で与えると、電力消費がかかり、また微細藻類に生物的なダメージも与えてしまうので、必要に応じたポンプ４の流量制御が望ましい。

そこで、最低限の流量は確保しつつ、リアクター２のガラス管２１内の二酸化炭素不足が局部的に発生しないよう、リアクター２全体の滞留時間を考え、モータ４のインバータ（図示せず。）で自動的にポンプ流量を可変させ、さらにポンプ４の回転制御を行うインバータへのフィードバック制御することで、より正確で適切な流量にする循環流量の自動制御ポンプシステムとしている。なお、本実施形態では、インバータの最低回転数を設定し循環培養液の最低流量としている。

次に、環境要因を測定するための計器類の内、溶存酸素濃度計９１、ｐＨ計９２、光量計５０，５１の入力結果に基づきポンプ流量を可変する制御について、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のフローを用いて説明する。この図５（ａ）はｐＨ、（ｂ）は溶存酸素（ＤＯ）、（ｃ）は光量（日射量）と、いずれの主要測定項目が相違するもののフロー流れは、基本的に共通している。

これらの計器類の主要測定項目は、単独または複合的に制御に用いられる。図に示していないが、制御に用いられる主要測定項目が循環流量を自動制御するポンプ４に反映するか否かの設定を行い、主要測定項目を反映する場合の優先順位の設定を行う。例えば、図５（ａ）の目標ｐＨ、（ｂ）の目標溶存酸素（ＤＯ）のうち、１位が目標溶存酸素（ＤＯが範囲内で、２位が目標ｐＨ範囲外の場合、２位の目標ｐＨを優先的に範囲内になるように優先制御される。

先ず、本実施形態は、図５（ａ）において、目標ｐＨ値が任意の数値以下で不足状況になる場合段階的に流速を高め、逆に任意の数値に戻るに従い流速を段階的に戻すものである。自動制御されるポンプ４は、一定容積にある分量だけ流れる容積式ポンプであり、所定の時間単位毎の流量増をＸｍ^３／ｈ及び、流量減をＹｍ^３／ｈで示している。なお、所定の時間単位毎の流量増をＸｍ^３／ｈ及び流量減をＹｍ３／ｈについては、育成する藻類によって異なるなっている。

フロー図では、ステップＳ１において目標ｐＨ値が任意の数値以下ならば、ステップＳ２において循環流量増（Ｘｍ^３／ｈ）とし、ステップＳ３においてタイマー設定による所定の時間に任意の数値になるようにインバータ制御によるポンプの流速を段階的に操作し、ステップ１に戻り再度判定するものである。一方、フロー図では、ステップＳ１において目標ｐＨ値が任意の数値以上ならば、ステップＳ４において循環流量減（Ｙｍ^３／ｈ）とし、ステップＳ５においてタイマー設定による所定の時間に任意の数値に戻すようにインバータ制御によるポンプ流速を段階的に操作し、ステップＳ１に戻り再度判定することを繰り返すものである。

また、ｐＨ計９２によりｐＨ値が目標値より上昇したことを検知すると、制御システム１１の制御によりＣＯ_２調節弁Ｃ３の開閉バルブが開き二酸化炭酸ガスが供給され培養液に供給される（図１Ｂ参照。）。

次に、図５（ｂ）において、溶存酸素（ＤＯ）が任意の数値以上にならないよう酸素発生量が増えた場合段階的に流速を高め、逆に溶存酸素が低下する傾向を示した場合に流速を段階的に戻すものである。自動制御されるポンプ４は、一定容積にある分量だけ流れる容積式ポンプであり、所定の時間単位毎の流量増をＸｍ^３／ｈ、流量減をＹｍ^３／ｈで示している。

フロー図では、ステップＳ１１において目標溶存酸素（ＤＯ）値（ｍｇ／ｌ）が任意の数値以上ならば、ステップＳ１２において循環流量増（Ｘｍ^３／ｈ）とし、ステップＳ１３においてタイマー設定による所定の時間に任意の数値になるようにインバータ制御によるポンプ流速を段階的に操作し、ステップＳ１１に戻り再度判定するものである。一方、フロー図では、ステップＳ１１において目標溶存酸素（ＤＯ）値（ｍｇ／ｌ）が任意の数値以下でならば、ステップＳ１４において循環流量減（Ｙｍ^３／ｈ）とし、ステップＳ１５においてタイマー設定による所定の時間に任意の数値に戻すようにインバータ制御によるポンプ流速を段階的に操作し、ステップＳ１１に戻り再度判定するものを繰り返すものである。

溶存酸素濃度計９１により溶存酸素濃度が目標値より上昇したことを検知すると、制御システム１１の制御によりＣＯ_２調節弁Ｃ３の開閉バルブが開き二酸化炭酸ガスが供給され培養液Ｍに供給される（図１Ｂ参照。）。

次に、図５（ｃ）において、日射量が午前中に増加傾向を示した時に段階的に流速を高め午後に低下傾向になった場合に流速を段階的に戻し、夜間は最低流量とする。自動制御されるポンプ４は、一定容積にある分量だけ流れる容積式ポンプであり、所定の時間単位毎の流量増をＸｍ^３／ｈ、流量減をＹｍ^３／ｈで示している。

フロー図では、ステップＳ２１において目標光量（フォトン）が任意の数値以上ならば、ステップＳ２２において循環流量増（Ｘｍ^３／ｈ）とし、ステップＳ２３においてタイマー設定による所定の時間に任意の数値になるようにインバータ制御によるポンプ流速を段階的に操作し、ステップ２１に戻り再度判定するものである。一方、フロー図では、ステップＳ２１において目標光量（フォトン）が任意の数値以下でならば、ステップＳ２４において循環流量減（Ｙｍ^３／ｈ）とし、ステップＳ２５においてタイマー設定による所定の時間に任意の数値に戻すようにインバータ制御によるポンプ流速を段階的に操作し、ステップ１に戻り再度判定するものを繰り返すものである。

これらのフロー制御については、指令された経緯や状況が正常であったか否かはその都度、制御システム１１にフィードバックされ、記録として作業管理者のＰＣの記憶装置に記憶される。

このように、透明のリアクター２のガラス管２１内を培養液Ｍが循環する間に二酸化炭素が無くならないようにしつつ、微細藻類等の光合成生物を培養するに当り、押し出し流れのため供給した二酸化炭素が消耗する前に二酸化炭素供給口まで培養液Ｍが戻れるように、必要に応じたポンプ４の流量制御を行うことが可能となる。

［流量制御の他の実施形態］
ユニット１における流量制御の他の実施形態について説明する。
本実施形態の構成は、図１Ａに示すように、藻類を含む培養液Ｍを光合成により当該藻類を育成するリアクター２を有し、培養液Ｍをリアクター２に圧送するポンプ４と、ポンプ４の流量制御が可能とされるインバータを培養液Ｍの液温計７１の液温と、リアクター２の外部に備えられた外気温計５２の外気温との差が所定の温度以上ならば、自動的にポンプ流量を増量に制御する制御システム１１と、を備えている。

例えば、培養液Ｍが藻類種による任意の液温（例えば３５℃）以上となり、外気温との差が所定の温度として、５℃以上ある場合ポンプ４のインバータを介して制御システム１１から自動制御するものである。

具体的には、作業管理者は、先ず、液温と外気温との差を抑制する必要があるため、任意の液温以上となる所定の温度を設定する。外気温計５２により測定される気温は、リアクター２が日射を受けると、ガラス管２１の温度が上昇し、ガラス管２１の培養液Ｍの液温も上昇するからである。

所定の液温（例えば、２５℃）以上で、液温と外気温（３０℃）の差が任意の温度（例えば、５℃）以上か否かを制御システム１１では判定し、そうならばインバータにポンプ４の回転数をあげて流量を増加するように指令を送る。

これらの制御については、指令された経緯や状況が正常であったか否かはその都度、制御システム１１にフィードバックされ、記録として作業管理者のＰＣの記憶装置に記憶される。

これにより、培養液Ｍの液温が高くなりすぎ、微細藻類等の光合成生物の培養育成を阻害することを避けるように、必要に応じたポンプ４による流量制御を行うことが可能となる。

［チラー制御］
ユニット１における熱交換器５の温度制御について説明する。
本実施形態の構成は、図１Ａに示すように、熱交換器５の前後に液温計７１と液温計７５を配置し、その測定結果による液温の差が所定の温度以上ならば、自動的に熱交換器５の温冷制御する制御システム１１と、を備えている。

例えば、液温計７１の液温（例えば３０℃）以上となり、液温計７２の液温との差が所定の温度として、５℃以上ある場合ポンプ４のインバータを介して制御システム１１から自動制御するものである。

具体的には、作業管理者は、先ず、藻類培養に好ましい任意の所定の温度、例えば、２３℃を設定する。リアクター２が日射を受けると、特に猛暑時にガラス管２１の温度が上昇し、ガラス管２１の培養液Ｍの液温も上昇し、その結果が液温計７１に反映される。

所定の液温（例えば、２３℃）以上で、培養液Ｍの液温と外気温（３０℃）との差が任意の温度（例えば、５℃）以上か否かを制御システム１１では判定し、そうならば熱交換器５にて冷却するように指令を送る。

これらの制御については、指令された経緯や状況が正常であったか否かはその都度、制御システム１１にフィードバックされ、記録として作業管理者のＰＣの記憶装置に記憶される。

これにより、培養液Ｍの液温が高くなりすぎ、微細藻類等の光合成生物の培養育成を阻害することを避けるように、必要に応じた熱交換器５による温冷制御を行うことが可能となる。

このような温度差を測定に基づく培養液Ｍの温冷制御は、上述で説明したポンプ４の流量制御と複合的に実施することで、熱交換器５の負荷が軽減され好ましい制御が得られる。

［二酸化炭素供給の自動制御］
ユニット１におけるＣＯ_２供給の自動制御の実施形態について、図１Ａにて説明する。本実施形態の構成は、リアクター２のガラス管２１の出口にて溶存酸素濃度計９１及びｐＨ計９２の出力結果により、培養液Ｍに二酸化炭素ガスを供給して液中に溶解させるための二酸化炭素供給部３５からの二酸化炭素ガス供給量が制御され、さらに、ポンプ４から培養液Ｍが圧送される流量を圧力から測定する圧力計７２の出力結果に基づいて制御システム１１にフィードバックされポンプ４の流量制御が可能とされる。

二酸化炭素ガス供給部である循環タンク３の二酸化炭素供給部３５は、培養液Ｍに二酸化炭素を供給して液中に溶解させるために備えられている。そして、溶存酸素が多く二酸化炭素が少なくなったリアクター２内の培養液に対して、培養液に二酸化炭素を溶解させて二酸化炭素濃度が上昇となった培養液Ｍをポンプによって送り込む。ただ、微細な藻類によっては、急速に培養液Ｍをリアクター２に送り込むと培養育成に逆効果になるおそれがある。そこで、藻類の種類に応じて流量を加減することが望ましい。そこで、本実施形態では、ポンプ４から培養液Ｍが圧送される圧力から流量を測定する圧力計７２を設け、さらに、圧力計７２の出力結果が制御システム１１にフィードバックされポンプ４の流量制御を可能としている。

これらの制御については、指令された経緯や状況が正常であったか否かはその都度、制御システム１１にフィードバックされ、記録として作業管理者のＰＣの記憶装置に記憶される。

これにより、培養液Ｍの二酸化炭素が少なくなり溶存酸素が多いことが制御システム１１で判定されれば、制御システム１１から二酸化炭素ガス供給部３５から、二酸化炭素が培養液に供給されて溶解され、藻類の培養育成の流量制御を行うことが可能となる。

［ピグ洗浄制御］
ユニット１のリアクター２のガラス管２１の内面の汚れを取り除くためのピグによる洗浄が行われる。従来のピグを用いた洗浄方法は、ピグ洗浄時は配管を外して、装置を使用していない状況で行われ、培養装置の閉鎖系フォトバイオリアクター（ＰＢＲ）を考慮したピグ洗浄となっていない。すなわち、培養を行いながらもピグ洗浄できるようするために培養液を維持しつつ、ピグの送入・回収ができる構造が好ましい。

そこで、本発明のピグ洗浄は、リアクターの汚れを取り除いて、透明の管内部に常に光が透過するように簡便に洗浄・維持するとともに培養を可能とするもので、以下、詳細に説明する。

第４配管１０のピグ通路には、図１Ａには示されていないピグ送入及び回収部が備えられている。このピグ送入及び回収部は、ピグ１００が入るアタッチメント（付属部材ともいう、以下同じ。）１０３ｃの両端側の流路に止水可能なバルブ１０３ａ、１０３ｂの２つを備えている。また、ピグ１００は、藻類の刮ぎ取り用の砲弾形状のピグ１０１と、薬液洗浄用の円柱形状のピグ１０２と、２つのタイプを使い分けている。

本実施形態でのピグ１００は、リアクター２のガラス管２１の内部を通過する砲弾型形状若しくは円柱型形状とする担体で、ピグ玉とも呼ばれる。砲弾型形状のピグ１０１は、光合成により培養された微細藻類の刮ぎ取り用に用いられ、また、円柱型形状のピグ１０２は、薬液洗浄用に用いられる。

ピグ１００の素材は、スポンジ状で、材質が例えばポリエチレン、ポリウレタン、メラニン、ゴムなどの樹脂の発泡体や成型体である。ピグ１００のサイズは、円柱径（ｄ）がリアクター３のガラス管２１の場合、第１接続管７及び第２接続管８の内径の約１．１倍から１．５倍に、また、ピグ１００の長さ（Ｌ）は円柱径（Ｄ）の約１．５倍から３倍にしている。
円柱径をリアクター３のガラス管２１、第１配管６及び第２配管８７の内径よりも大きくしていることで、菅内の内周面との当接が適度に増し、微細藻類の刮ぎ取りや洗浄に漏れが無いようにしている。

ピグ１００の内、藻類の刮ぎ取り用のピグ１０１は、図６（ａ）に示すように、先端側が丸みの曲面形状で、後端側に回転切れ込み溝１０１ｂが傾斜線に入った砲弾型である。このように、先端側が丸みの形状とすることで、リアクター２のＵ字部分が曲がりやくなる。さらに、後端側に斜めの回転切れ込み溝１０１ｂが入っていることで、ピグ１０１の回転により刮ぎ取りの効果を増した機構となる。

また、ピグ１０１の後端部に止水（止液）加工の所定の罪を持った止水部材１０１ｃを有していることで、ピグ１０１がリアクター２の管内を移動してスポンジ内にあった液体が後ろ側に漏れないようにしている。この止水加工は、引っ張りに強く裂けにくい素材が好ましく、例えば、スポンジと接着剤で接着される柔軟な塩化ビニル樹脂やポリエチレン等が素材として用いられる。これにより、ピグ１０１の後方より、水圧をかけ、リアクター２の管内部でピグ１０１を押し出し移動させるためにも、このような止水加工が効果を奏している。

洗浄用のピグ１０２は、図７（ａ）に示すように、円柱状で、両端に所定の厚みを持った止水（止液）加工の止水部材１０２ｂを有している。特に、ピグ１０１のように先端側が丸みの形状としなくて、管の内周面の固形物を剥離する洗浄できるからである。

また、図６（ａ）（ｂ）及び図７（ａ）（ｂ）に示すように、ピグ１０１、ピグ１０２の中間部よりも先端側で、円周内面状に粒上の磁石１０１ａ，１０２ｂが等間隔で１２個が埋め込まれている。なお、磁石個数が１２個に限定されることはなく、ピグ１０１，１０２の大きさや磁力強度によって、その個数を変えても良い。磁石素材は、優れた耐食・耐熱性があるサマリウムコバルト磁石である。

ピグ１００（１０１、１０２）にこのような磁石１０１ａ，１０２ａを埋め込むことにより、リアクター２の配管外側の磁気センサー１０４ｅによる磁力を使って検出対象に接触することなくスイッチ操作ができる機構としている。この機構によればリアクター２の配管内のピグ１００（１０１，１０２）の管内移動速度を任意に制御できる。例えば、また、汚れの強い曲がり場所があれば、ピグ１００（１０１，１０２）を回収する位置手前で速度を落とすように、ポンプ４に制御信号を送り、ピグ１００後方より水圧をかけて管内の押し出し、移動の速度を弱めて念入りに洗浄できるようにポンプ４に制御信号を送り圧送を弱めることができる。
なお、磁気センサーは、リードスイッチ、ホール素子、磁気抵抗素子を使った方式があり、いずれの方式でも構わない。

次に、ピグ送入部及び回収部は、第４配管１０上に設置され、ピグ１００が入る長さの管（またはアタッチメント）の左右で止水できるようにバルブ（弁）１０３ａ、１０３ｂが設置されている。ピグ送入部は、ヘルール接続やユニオンナット継手で簡便にバルブ間の配管を取り外せる機構である。ヘルールとは配管同士、または配管とバルブを接続するときの接続方式の一つで、クランプ金輪で接続部同士を挟み込んで留めるもので接続が簡単とされる。ユニオンナット継手は、分割式でパッキン内蔵の配管のメンテナンス作業が容易であるとされる。
なお、ピグ送入部及び回収部は、第４配管１０上に設置される以外に、ピグ送入部は第１配管７に、回収部は第２配管８に設置されるようにしてもよい。

次に、図８Ａを用いてピグ送入部の概略について説明する。
図８Ａに示すように、ピグ送入部は、ピグ後方より水圧をかけピグ１００を移動させる水供給部１３又はポンプ４と前記リアクター３との間に設けられ、ピグ１００が入る着脱自在のアタッチメント（付属部材ともいう、以下同じ。）１０３ｃの両端側の流路に止水可能なバルブ１０３ａ、１０３ｂを備えている。
そして、ピグ送入部は、ピグ１００が設置された際、ピグ後方より水圧をかけピグを移動させる水供給部１３又はポンプ４とリアクター３との間の第４配管又は第１接続管６に設けられており、ピグ１００が入るアタッチメント（１０３ｃの両端側の流路に止水可能なバルブ１０３ａ、１０３ｂの２つを備えている。

次に、図９Ａを用いてピグ回収部の概略について説明する。
図９Ａに示すように、ピグ回収部は、リアクター３の流路出口３ｂ側の第１接続管７に設けられ、ピグ１００が入る着脱自在のアタッチメント１０３ｃの両端側の流路に止水可能なバルブ１０３ａ、１０３ｂを備えている。

［ピグ送入及び回収の手順］
先ず、図８を用いて、ピグ送入して洗浄を開始するまでの手順を説明する。図８Ｂ（ａ）は、ピグ送入が実施されていないピグ送入部の状態（ここでは通常時という。）を、図８Ｂ（ｂ）はピグ送入部のピグ送入の状態を、図８Ｂ（ｃ）はピグ送入部のピグ送りによる洗浄開始の状態を、それぞれ示している。バルブ１０３ａは水供給部１３又はポンプ４側に、バルブ１０３ｂはリアクター２側に備えられ、流路を開閉し流体をコントロールするゲートバルブ（ゲート弁）である。そして、バルブ１０３ａとバルブ１０３ｂとの間にアッタチメント１０３ｃが取り付けられる。なお、ここでのピグ１００は、薬液洗浄用の円柱状のピグ１０２を図示しているが、砲弾形状のピグ１０１でも本実施範囲である。

先ず、図８Ｂ（ａ）において、ピグ１００送入がされていない通常時は、ピグ送入部のバルブ１０３ａとバルブ１０３ｂとの間には、空洞のアタッチメント１０３ｃが取り付けれ、バルブ１０３ａとバルブ１０３ｂと共に開栓されてポンプ４から培養液が圧送されてくる。

次に、図８Ｂ（ｂ）において、ピグ送入部から、ピグ１００を送入する前に、水供給部１３又はポンプ４を停止して培養液の全ての循環を停止させる。次いで、バルブ１０３ａ及びバルブ１０３ｂと閉栓し培養液が漏れないようにした後にアタッチメント１０３ｃの空洞にピグ１００を挿入する。アタッチメント１０３ｃに砲弾形状ピグ１０１を挿入する場合は、先端側がリアクター２側に向けて取り付けられ、洗浄用の円柱形状ピグ１０２の挿入する場合は、ピグ１２内の磁石１０２ａが先端に近い側をリアクター２側に向けて取り付けられる。

その後、図８Ｂ（ｃ）において、バルブ１０３ａ、バルブ１０３ｂを開栓状態としてポンプ４を作動させ、水供給部１３又はポンプ４の圧送により、ピグ１００がアタッチメント１０３ｃからバルブ１０３ｂを通過し、リアクター２へと順次移動させる。そして、ピグ１００がリアクター２内を移動することにより、リアクター２のガラス管２１内壁を摺動し、ガラス管２１の内壁に付着した微視藻類の剥離固形物や異物が除去される。

図９Ｂ（ａ）は、ピグ回収が実施されていない状態（ここでは通常時という。）を、図９Ｂ（ｂ）はピグ回収の状態を、図９Ｂ（ｃ）はピグ回収による洗浄完了の状態を、それぞれ示している。バルブ１０３ａは図８のバルブ１０３ａと同じく単に流路を開閉し培養液流れをコントロールするゲートバルブ（ゲート弁）である。

図９Ｂ（ｂ）において、バルブ１０３ａは、開栓されたままで、ピグ１００がバルブに近づくと、磁気センサー１０４ｅがピグ１００の磁石１０１ａ（１０２ａ）を感知してバルブ１０３ｂの循環タンク３への流路を閉栓するように指令制御される

そして、図９Ｂ（ｃ）において、ピグ１００がバルブ１０３ａとバルブ１０３ｂとの間の空洞のアタッチメント１０３ｃ内にピグ１００が止まったときにポンプ４を停止して培養液の循環を停止させる。次いで、バルブ１０３ｂをも閉栓し培養液が漏れないようにした後にアタッチメント１０３ｃを取り外しピグ１００が回収される。

ピグ１００を回収した後、バルブ１０３ａとバルブ１０３ｂとの間に空洞になったアタッチメント１０３ｃを装着し、バルブ１０３ａ、バルブ１０３ｂを再び開栓状態とし、ポンプ４を作動させることでリアクター２に培養液を充填させる。このように、リアクター２のガラス管２１内部にピグ１００を流通させることで、リアクター２を分解することなくリアクター２の内部を容易に清掃することができる。

［複数のピグの洗浄の他の実施形態１］
ピグ洗浄のアタッチメント１０３ｃには、１個のピグ１００が挿入されているが、ここでは複数個のピグ１００が一つのアタッチメント１０４に挿入される複数のピグを用いたピグ洗浄１の実施形態を図１０及び図１１を用いて説明する。これにより、刮ぎ取りと洗浄が一度で可能となり、一度の洗浄であっても複数のピグ列によりプレ洗浄から仕上げ洗浄までが一体され簡便に行うことができ、合理的である。
図１０のピグ送入部は第４配管１０に三方弁１０４ａを設け、三方弁の一つを本線である培養液の入力流れ（矢印符号１０４ａ１）に、三方弁の他の一つに複数個のピグ１００の入力流れ（矢印符号１０４ａ２）に、これらの流れが合流した出力流れ（矢印符号１０４ａ３）となる。

三方弁の他の一つの入力流れ（矢印符号１０４ａ２）には、図１０に示すように、一つのアタッチメント１０４のアタッチメント本体１０４ｂには５個のピグが連続して挿入されており、最先頭の一番目は刮ぎ取り用の砲弾形状のピグ１０１、２番目以降５番目までは薬液洗浄用の円柱形状のピグ１０２である。一番目砲弾形状のピグ１０１としているのは、進行する方向からの圧力が少ない流線形とすること、円柱形状よりもガラス管２１の９０度ある曲がり角の箇所もスムーズに流れるからである。

また、アタッチメント１０４のアタッチメント本体１０４ｂの三方弁方向にゲート弁が設けられ、アタッチメント本体１０４ｂの三方弁と反対方向には、ピグ１００がポンプ圧送又は水道水圧送により順次押出される。

これらのピグ１００の間には洗浄用の薬液が投入されるため、その方法について説明する。薬液は、付着物は生物由来なので洗浄の場合、次亜塩素酸塩やアルカリ、洗剤等を溶かした液体が使われる。
図１０に示すように、アタッチメント本体１０４ｂにおける砲丸形状のピグ１１１と円柱形状のピグ１２１との間にプレ洗浄液を入れるには、ピグ１１１が近接センサー１０４ｅに近づくと、これに反応し仕切り電磁弁１０４ｃを開いて、アタッチメント本体１０４ｂ内からエア抜きを行う。エア抜きが終了されると仕切り電磁弁１０４ｃを閉じた後、仕切り電磁弁１０４ｄが開き所定量の洗浄液が順次入れられる。洗浄液が入れられたのが終わると仕切り電磁弁１０４ｄを閉じる。
同様な方法で、ピグ１２１とピグ１２２との間、ピグ１２２とピグ１２３との間、ピグ１２３とピグ１２４との間に、全ての洗浄液の注入が終了したらゲート弁１０６が開き、アタッチメント本体１０４ｂの三方弁と反対方向にあるポンプ圧送又は水道水圧送により順次押出される。そして、三方弁１０４ａと流れ１０４ａ２、第１配管７を通過してリアクター２のガラス管２１へと導かれる。

ピグ１１１からピグ１２４までの全てが、第１配管７に移動したら、アタッチメント本体１０４ｂに本線からの培養液が流入しないようにゲート弁１０６が閉じられ、アタッチメント本体１０４ｂ内のドレンを抜くために仕切り電磁弁１０４ｄが開き、終えたら閉じられる。

［複数のピグの洗浄の他の実施形態２］
次の他の実施形態について説明する。図１１に示すように、第４配管１０に２つの三方弁１０４ａと１０４ｆを設け、先ず、三方弁１０４ｆの一つを本線である培養液の入力流れ（矢印符号１０４ｆ２）が、分岐して、培養液の入力流れ（矢印符号１０４ｆ２）がそのまま本線のままの流れ（矢印符号１０４ｆ１）となる。また、第４配管１０に三方弁１０４ａを設け、三方弁の一つを本線である培養液の入力流れ（矢印符号１０４ａ１）に、三方弁の他の一つに複数個のピグ１１１、１２１から１２４の入力流れ（矢印符号１０４ａ２）に、これらの流れが合流した出力流れ（矢印符号１０４ａ３）となる。

アタッチメント本体１０４ｂにおける砲丸形状のピグ１１１と円柱形状のピグ１２１との間にプレ洗浄液を入れるには、ピグ１１１が近接センサー１０４ｅに近づくと、これに反応し仕切り電磁弁１０４ｃを開いて、アタッチメント本体１０４ｂ内からエア抜きを行う。エア抜きが終了されると仕切り電磁弁１０４ｃを閉じた後、仕切り電磁弁１０４ｄが開き所定量の洗浄液が順次入れられる。洗浄液が入れられたのが終わると仕切り電磁弁１０４ｄを閉じる。同様な方法で、ピグ１２１とピグ１２２との間、ピグ１２２とピグ１２３との間、ピグ１２３とピグ１２４との間に、全ての洗浄液の注入が終了したらゲート弁１０５とゲート弁１０６が開き、アタッチメント本体１０４ｂの三方弁１０４ｆの流れ１０４ｆ３のとおり、水圧により順次押出される。そして、三方弁１０４ａと流れ１０４ａ２、第４配管１０を通過してリアクター２のガラス管２１へと導かれる。

ピグ１１１からピグ１２４までの全てが、第１配管７に移動したら、アタッチメント本体１０４ｂに本線からの培養液が流入しないようにゲート弁１０５とゲート弁１０６が閉じられ、アタッチメント本体１０４ｂ内のドレンを抜くために仕切り電磁弁１０４ｄが開き、終えたら閉じられる。

図１２は、リアクター２にピグ１０１，１０２と薬液が入っている状態の説明である。図１２に示すように、刮ぎ取り用の１番目のピグ１１１と２番目のピグ１２１との間にはプレ洗浄水が、２番目のピグ１２１と３番目のピグ１２２との間には洗浄液・洗浄剤等が、３番目のピグ１２２と４番目のピグ１２３との間には洗浄液・次亜塩素酸等が、４番目のピグ１２３と５番目のピグ１２４との間には水等のリンスが投入されている。これにより、刮ぎ取りと洗浄が一度で可能となり、一度の洗浄であっても複数のピグ列によりプレ洗浄から仕上げ洗浄までが一体され簡便に行うことができ、合理的である。

［ピグ洗浄の他の実施形態］
本実施形態では、ピグ送入部８１からピグ回収部８２へ連通させることにより、ピグ１００がリアクター２の管内を含めループ状にしてピグ洗浄する実施形態を説明する。
ピグ送入部８１のバルブ１０３ａをゲート弁でなく三方弁に置き換え、バルブ１０３ａの三方弁の一つをピグ回収部のバルブ１０３ｂの三方弁の一つと連通させる配管を設ける。これにより、ピグ回収部からのピグ１００が配管を移動して、ピグ送入部のアタッチメントに１０３ｃに戻すことができる。

リアクター２の管内のスケールの除去状況を見ながら、さらに洗浄が必要との判断があれば、ピグ１００がこのような環状経路を連続して移動することができる。このように、リアクター２の内部を複数回移動することで、リアクター２のガラス管２１内壁に固く付着したスケールや固形物をさらに回収することができる。

１ フォトバイオリアクター（ユニット）
２ リアクター
２ａ 流路入口
２ｂ 流路出口
３ 循環タンク
２１ ガラス管
２２ リアクターフレーム
３１ 循環タンク本体
３２ 循環タンク蓋
３３ 排気管
３４ 供給管
３６ 循環タンクフレーム
３７ 仕切弁
４ ポンプ
５ 熱交換器
６ 脱気タンク
６１ 脱気タンク本体
６２ 脱気タンク蓋
６３ 流入管
６４ エアレーション
６５ ドレン
６６ 脱気タンクフレーム
６７ 連通路
７ 第１配管
８ 第２配管
９ 第３配管
１０ 第４配管
１１ 制御システム（制御盤）
１２ 空気圧縮機
１３ 水供給部
３５ 二酸化炭素供給部
３８ ＣＯ２計
４０ ＬＥＤ発光装置
４１ ＬＥＤ
４３ 天井部
４４ ＬＥＤパネル
４５ スライダー部
５０、５１ 光量計
５２ 外気温計
９１ 溶存酸素濃度計
９２ ｐＨ計
９３ 混濁計
１００ ピグ（ピグ玉）
１０１ 砲弾形状ピグ
１０１ａ 磁石
１０１ｂ 回転切れ込み溝
１０１ｃ 止水部材
１０２ 円柱形状ピグ
１０２ａ 磁石
１０２ｂ 止水部材
１０３ａ、１０３ｂ バルブ
１０３ｃ アタッチメント（ピグ単体）
１０４ アタッチメント（プグ複数）
１０４ｅ 磁気センサー
１２１，１２２，１２３，１２４ ピグ
Ａ 第１の平台車
Ｂ 第２の平台車

前記課題の目的を達成する第１の発明は、二つの平台車に搭載され移動可能な管型の閉鎖系フォトバイオリアクターに係るフォトバイオリアクターユニットであって、
前記平台車の一方には、
光合成により培養液内の藻類を育成するガラス管からなるリアクターと、
前記リアクターと対向して光照射を行う発光装置と、
が搭載され、
前記平台車の他方には、
藻類を含む培養液を蓄え前記リアクターに循環させる循環タンクと、
前記循環タンクの培養液を前記リアクターに圧送するポンプと、
前記ポンプからの培養液を光合成に適した液温に調節する熱交換器と、
前記リアクターから排出された培養液に含まれた過飽和酸素を脱気し、前記脱気された培養液を前記循環タンクに戻す脱気タンクと、
が搭載され、
前記循環タンクは、藻類培養に必要な二酸化炭素が二酸化炭素ボンベから二酸化炭素流量計を経由して供給され、
前記脱気タンクは、前記循環タンクに隣接して設けられ、脱気を行うためにタンク内の培養液を空気で撹拌するエアレーションを備えると共に、脱気された気体と培養液とに分けて前記循環タンクに戻す連通路が形成されており、
前記連通路の上方側は不要な酸素等の排出ガスの抜け道を備え、前記連通路の下方側は空気注入により攪拌され脱気された培養液の流入道を備え、
前記リアクターは、複数の円筒状の培養受光面を有する透明なガラス管を多段式に接続して形成され、
前記発光装置は、前記リアクターの大きさに対向して、複数のＬＥＤが縦横に並ぶ矩形状に配列されたＬＥＤパネルであり、
前記ＬＥＤパネルは、前記リアクターに対向して前後にスライド移動可能なスライダー部に備えられることを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記スライダー部は、所定の可動範囲で前後に前記ＬＥＤパネルを移動させるモータを備えていることを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明において、前記ポンプから前記リアクターの流路入口迄の配管である第１配管と、
前記リアクターの流路出口から前記脱気タンクの流入管迄の配管である第２配管と、
前記第１配管と前記第２配管に配される三方弁との間を接続される第４配管とを設け、
前記第４配管は、前記リアクターのガラス管内を洗浄するピグのピグ移動通路であり、
前記ピグは、
前記リアクターのガラス管内径よりも大きな外径を有し、先端側には丸みの曲面形状を有すると共に、後端側にはピグ下流側に液体が漏れないように止水する所定の厚みを持つ止水部材を有し、かつ前記止水部材寄りの外周面には、複数本の回転切れ込み溝がそれぞれ傾斜して形成され、複数個の磁石が等間隔で円周方向に複数個埋め込まれた砲弾型のピグと、
前記リアクターのガラス管内径よりも大きな外径を有すると共に、両端側に所定の厚みを持つ止水部材を有し、複数個の磁石が等間隔で円周方向に埋め込まれている円柱形状のピグを含み、
前記リアクターの配管外側に前記ピグに備えた磁石の磁力を感知する磁気センサーを備えていることを特徴とする。
第４の発明は、第３の発明において、前記磁気センサーは、前記リアクターの流路出口側と前記第１バルブとの間に設けられ、前記砲弾型のピグと前記円柱状のピグのいずれか一方又は双方が接近すると前記磁石の磁力を感知し、前記リアクターの管内における前記各ピグの管内移動速度が制御されることを特徴とする。

Claims (6)

1. 少なくとも二つ以上の平台車に搭載され移動可能な管型の閉鎖系フォトバイオリアクターに係るフォトバイオリアクターユニットであって、
   前記平台車の一方には、
   藻類を含む培養液を光合成により当該藻類を育成するガラス管からなるリアクターと、
   前記リアクターと対向して光照射を行う発光装置と、
   が搭載され、
   前記平台車の他方には、
   前記リアクターに藻類を含む培養液を蓄え循環させる循環タンクと、
   前記循環タンクの培養液を前記リアクターに圧送するポンプと、
   前記ポンプからの培養液を光合成に適した液温に調節する熱交換器と、
   前記リアクターから排出された培養液に含まれた過飽和酸素を脱気し、前記脱気された培養液を前記循環タンクに戻す脱気タンクと、
   が搭載されていることを特徴とするフォトバイオリアクターユニット。
2. 前記発光装置は、複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤパネルであり、
   前記ＬＥＤパネルは、前記リアクターに対向して前後にスライド移動可能なスライダー部に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のフォトバイオリアクターユニット。
3. 前記脱気タンクは、脱気を行うためにタンク内の培養液を空気で撹拌するエアレーションを備え、脱気された気体と培養液とに分けて前記循環タンクに戻す連絡路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトバイオリアクターユニット。
4. 前記脱気タンクは、前記循環タンクと隣接して設けられることを特徴とする請求項３に記載のフォトバイオリアクターユニット。
5. 前記リアクターは、複数の円筒状の培養受光面を有する透明なガラス管を傾斜させ多段式に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトバイオリアクターユニット。
6. 前記ポンプから前記リアクターの流路入口迄の配管である第１配管と、
   前記リアクターの流路出口から前記脱気タンクの流入管迄の配管である第２配管と、
   前記第１配管と前記第２配管に配される三方弁との間を接続される第４配管とを設け、
   前記第４配管は、前記リアクターのガラス管内を洗浄するピグのピグ移動通路であることを特徴とする請求項１に記載のフォトバイオリアクターユニット。

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