JP6740590B2 - 光合成微生物の培養装置及び培養方法 - Google Patents

Description

本発明は光合成微生物の培養装置及び培養方法に関する。

光合成微生物を屋外の槽で培養する場合、光合成微生物を捕食する捕食生物が槽内に侵入することがある。特許文献１記載の技術は、光合成微生物を含む懸濁液を、昼間は平面池で保持し、夜間は外部に対し閉じた格納槽に移送する。特許文献１記載の技術は、格納槽内を酸欠状態にすることで捕食生物を死滅させる。

特開平６−９０７３５号公報

特許文献１記載の技術は、平面池と格納槽とを備えた複雑な培養装置を必要とする。また、特許文献１記載の技術は、平面池と格納槽との間での懸濁液の移送を必要とする。
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、必ずしも複雑な構造を必要とせず、容易に培養を行うことができる光合成微生物の培養装置及び培養方法を提供することを目的としている。

本発明の光合成微生物の培養装置は、屋外に設置された培養槽中の培養液を攪拌する攪拌ユニットと、培養液における溶存酸素濃度を検出する酸素濃度検出ユニットと、培養液の温度を検出する温度検出ユニットと、温度検出ユニットにより検出した温度での培養液における酸素の飽和濃度を算出する飽和濃度算出ユニットと、酸素濃度検出ユニットにより検出した溶存酸素濃度が、飽和濃度算出ユニットにより算出した飽和濃度以下である期間のうち、少なくとも一部の停止期間において攪拌ユニットによる攪拌を停止する攪拌制御ユニットとを備える。

本発明の光合成微生物の培養装置は、培養液における溶存酸素濃度が飽和濃度以下である期間の少なくとも一部を停止期間とする。本発明の光合成微生物の培養装置は、停止期間において培養液の攪拌を停止する。そのことにより、夜間における培養液中の溶存酸素濃度が低下する。その結果、培養液における捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。

また、本発明の光合成微生物の培養装置は、必ずしも複数の槽を備えなくても、培養液における捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。また、本発明の光合成微生物の培養装置は、必ずしも、別の槽に培養液を移送しなくても、培養液における捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。

本発明の光合成微生物の培養方法は、屋外に設置された培養槽中の培養液を攪拌する光合成微生物の培養方法であって、培養液における溶存酸素濃度が飽和濃度以下である期間のうち、少なくとも一部の停止期間において培養液の攪拌を停止する。

本発明の光合成微生物の培養方法では、培養液における溶存酸素濃度が飽和濃度以下である期間の少なくとも一部を停止期間とする。本発明の光合成微生物の培養方法では、停止期間においては培養液の攪拌を停止する。そのことにより、夜間における培養液中の溶存酸素濃度が低下する。その結果、培養液における捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。

また、本発明の光合成微生物の培養方法では、必ずしも複数の槽を備えなくても、培養液における捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。また、本発明の光合成微生物の培養方法では、必ずしも、別の槽に培養液を移送しなくても、培養液における捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。

培養装置１の構成を表す説明図である。 培養槽３、水温計９、及び溶存酸素濃度センサ１１の構成を表す側面図である。 制御部１５の機能的構成を表すブロック図である。 制御部１５が実行する処理を表すフローチャートである。 培養装置１における動作状態及びＤＯの推移を表すグラフである。 ＤＯの推移を表すグラフである。 制御部１５が実行する処理を表すフローチャートである。 培養装置１における動作状態及びＤＯの推移を表すグラフである。 制御部１５が実行する処理を表すフローチャートである。 細胞濃度ＯＤ_７２０を０．８とした場合におけるＤＯの推移を表すグラフである。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１実施形態＞
１．培養装置１の構成
培養装置１の構成を図１〜図３に基づき説明する。培養装置１は、光合成微生物の培養を用途とする装置である。光合成微生物とは、光エネルギーと二酸化炭素とから油や炭化水素等の物質生産を行う微生物を意味する。光合成微生物は、光合成細菌も含む。培養装置１は、図１に示すように、培養槽３、攪拌パドル５、駆動モータ７、水温計９、溶存酸素濃度センサ１１、光量子計１３、及び制御部１５を備える。

培養槽３は屋外に設置されたレースウェイ型の槽である。培養槽３はその中に培養液１７を収容する。培養槽３の上方は開放されており、培養液１７は外気と接する。天候が晴天であれば培養液１７に太陽光が入射する。培養液１７には光合成微生物が含まれる。

攪拌パドル５は培養槽３に、回転可能に取り付けられる。攪拌パドル５の一部は培養液１７中に浸漬されている。攪拌パドル５は駆動モータ７により駆動され、回転する。攪拌パドル５の回転により、培養液１７が攪拌される。また、攪拌パドル５の回転により、培養液１７に、培養槽３内を周回する流れが生じる。また、攪拌パドル５の回転により、培養液１７中に酸素が取り込まれる。

水温計９は培養槽３に取り付けられる。水温計９は培養液１７の温度を検出し、検出信号を制御部１５に送る。水温計９における検知部９Ａは、図２に示すように、培養槽３における底面１９付近に位置する。そのため、水温計９は、培養液１７のうち、底面１９付近の部分の温度を検出する。培養液１７中に後述する堆積層２９が形成されたとき、水温計９は、堆積層２９中の温度を検出する。

溶存酸素濃度センサ１１は培養槽３に取り付けられる。溶存酸素濃度センサ１１は培養液１７中の溶存酸素濃度（以下、ＤＯとする）を検出し、検出信号を制御部１５に送る。溶存酸素濃度センサ１１における検知部１１Ａは、図２に示すように、底面１９付近に位置する。そのため、溶存酸素濃度センサ１１は、培養液１７のうち、底面１９付近の部分におけるＤＯを検出する。培養液１７中に後述する堆積層２９が形成されたとき、溶存酸素濃度センサ１１は、堆積層２９中のＤＯを検出する。

光量子計１３は培養槽３の近傍に設置される。光量子計１３はその位置における明るさを検出し、その検出信号を制御部１５に送る。
制御部１５は、ＣＰＵ２１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ２３とする）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。

制御部１５の各種機能は、ＣＰＵ２１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ２３が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部１５を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

制御部１５は、ＣＰＵ２１がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、図３に示すように、飽和濃度算出ユニット２５と、攪拌制御ユニット２７とを備える。制御部１５を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

なお、攪拌パドル５及び駆動モータ７は攪拌ユニットに対応する。溶存酸素濃度センサ１１は酸素濃度検出ユニットに対応する。水温計９は温度検出ユニットに対応する。光量子計１３は日の入り検出ユニット及び日の出検出ユニットに対応する。

２．培養装置１が実行する培養方法
培養装置１が実行する培養方法を図４〜図６に基づき説明する。培養方法を実施するとき、培養槽３に培養液１７を収容する。培養液１７には、光合成微生物が含まれる。光合成微生物は、トレボウキシア藻綱のシュードココミクサ（Pseudococcomyxa）sp. KJである。

シュードココミクサ sp. KJは、２０１３年６月４日付で独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター（ＮＩＴＥ−ＩＰＯＤ）（千葉県木更津市かずさ鎌足２−５−８ １２０号室）に受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−２２２５４として寄託されている。その後、２０１５年６月２日に、国際寄託へ移管されている。国際受託番号は、ＦＥＲＭ ＢＰ−２２２５４である。

培養液１７中には、培養装置１の使用者の意図によらず、捕食生物が含まれることがある。捕食生物としては、例えば、繊毛虫、鞭毛虫、アメーバ等が挙げられる。光合成微生物の細胞濃度ＯＤ_７２０は、後述する停止期間のとき、１．０である。

以下で説明する培養方法は、制御部１５により制御される。制御部１５は、図４に示す処理を所定時間ごとに繰り返し行う。
ステップ１では、現時点が停止期間中であるか否かを攪拌制御ユニット２７が判断する。停止期間とは、攪拌パドル５が停止し、培養液１７が攪拌されていない期間を意味する。停止期間は、後述するステップ８で開始され、後述するステップ１２で終了する。なお、制御部１５は、停止期間以外では、攪拌パドル５を回転させる。

現時点が停止期間中ではない場合はステップ２に進み、現時点が停止期間中である場合はステップ９に進む。
ステップ２では、現時点が夜間であるか否かを攪拌制御ユニット２７が判断する。夜間とは、日の入りから日の出までの期間を意味する。攪拌制御ユニット２７は、光量子計１３を用いて検出した明るさが予め設定された閾値以下である場合、現時点が夜間であると判断し、それ以外の場合、現時点は夜間ではないと判断する。現時点が夜間であると判断した場合はステップ３に進み、現時点が夜間ではないと判断した場合は本処理を終了する。

ステップ３では、攪拌制御ユニット２７が、溶存酸素濃度センサ１１を用いて、培養液１７における溶存酸素濃度（以下、ＤＯとする）を取得する。
ステップ４では、攪拌制御ユニット２７が、直前の前記ステップ３で取得したＤＯと、その１回前の前記ステップ３で取得したＤＯとを対比する。前者の方が後者より低い場合はステップ５に進み、前者が後者以上である場合は本処理を終了する。なお、直前の前記ステップ１０で取得したＤＯの方が、その１回前の前記ステップ１０で取得したＤＯより低い場合とは、ＤＯが時間の経過とともに下降している状態に対応する。

ステップ５では、攪拌制御ユニット２７が、水温計９を用いて培養液１７の温度を取得する。
ステップ６では、飽和濃度算出ユニット２５が、前記ステップ５で取得した温度での培養液１７における酸素の飽和濃度（以下、飽和ＤＯとする）を算出する。飽和濃度算出ユニット２５は、予め、培養液１７の温度と飽和ＤＯとを関連付けたマップを備えており、そのマップに前記ステップ５で取得した温度を入力することで、飽和ＤＯを算出する。

ステップ７では、前記ステップ３で取得したＤＯが、前記ステップ６で算出した飽和ＤＯと一致するか否かを攪拌制御ユニット２７が判断する。ここで、一致するとは、ＤＯと飽和ＤＯとが完全に一致する場合だけではなく、両者の差が予め設定された閾値以下である場合も含む。ＤＯが飽和ＤＯと一致する場合はステップ８に進み、ＤＯが飽和ＤＯと一致しない場合は本処理を終了する。

ステップ８では、攪拌制御ユニット２７が停止期間を開始する。すなわち、それまで回転していた攪拌パドル５を停止する。停止期間は、後述するステップ１２を実行するまで継続する。

一方、前記ステップ１で否定判断した場合はステップ９に進む。ステップ９では、現時点が日の出の後であるか否かを攪拌制御ユニット２７が判断する。攪拌制御ユニット２７は、光量子計１３を用いて検出した明るさが予め設定された閾値以上である場合、現時点が日の出の後であると判断し、それ以外の場合は、現時点が未だ日の出の前であると判断する。現時点が日の出の後であると判断した場合はステップ１０に進み、現時点が未だ日の出の前と判断した場合は本処理を終了する。

ステップ１０では、攪拌制御ユニット２７が、溶存酸素濃度センサ１１を用いてＤＯを取得する。
ステップ１１では、攪拌制御ユニット２７が、直前の前記ステップ１０で取得したＤＯと、その１回前の前記ステップ１０で取得したＤＯとを対比する。前者の方が後者より高い場合はステップ１２に進み、前者が後者以下である場合は本処理を終了する。なお、直前の前記ステップ１０で取得したＤＯの方が、その１回前の前記ステップ１０で取得したＤＯより高い場合とは、ＤＯが時間の経過とともに上昇している状態に対応する。

ステップ１２では、攪拌制御ユニット２７が、それまで継続していた停止期間を終了する。この時点以降、攪拌パドル５は回転する。
３．培養装置１における動作状態及びＤＯの推移
上述した培養方法を実施したときの培養装置１における動作状態の推移とＤＯの推移とを図５に示す。日の入りの前において、攪拌パドル５は回転している。日の入りの前において、ＤＯは飽和ＤＯより高い。これは、光合成微生物が光合成により培養液１７中で酸素を生成することに加えて、攪拌パドル５の回転により酸素が培養液１７中に取り込まれるためである。攪拌パドル５が回転しているとき、後述する堆積層２９は形成されない。

日の入りの後、ＤＯは下降する。これは、光合成微生物による光合成が停止し、光合成微生物及び捕食生物が呼吸するためである。
日の入りの後、ＤＯが下降してゆき、飽和ＤＯに一致すると、停止期間が開始される。図５においてｔ_１は停止期間の開始時刻を表す。停止期間の開始後、ＤＯは一層急激に下降する。これは、攪拌パドル５の回転による酸素の取り込みがなくなるためである。また、攪拌パドル５の回転が停止するため、図２に示すように、光合成微生物及び捕食生物を含む堆積層２９が底面１９上に形成される。堆積層２９中では、高密度に存在する光合成微生物及び捕食生物が呼吸するため、ＤＯが一層低い。

夜間を通して、ＤＯは低いまま維持される。日の出の後、ＤＯが上昇する。これは、光合成微生物が光合成により培養液１７中で酸素を生成し始めるためである。日の出の後、ＤＯが上昇すると、停止期間が終了する。図５においてｔ_２は停止期間の終了時刻を表す。停止期間の終了後、攪拌パドル５の回転により酸素が培養液１７中に取り込まれるため、ＤＯは一層急激に上昇し、飽和ＤＯを超える。停止期間の終了後、光合成微生物及び捕食生物は培養液１７中に均一に分散し、堆積層２９は消滅する。

図６に、本実施形態の培養方法を実施したときのＤＯの推移を示す。また、図６に、比較例として、昼夜を問わず連続して攪拌パドル５を回転させ続けた場合のＤＯの推移を示す。図６において「停止期間あり」は、本実施形態の培養方法に対応し、「連続攪拌」は、昼夜を問わず連続して攪拌パドル５を回転させ続けた場合に対応する。本実施形態の培養方法を実施した場合、比較例よりも、夜間におけるＤＯを一層低下させることができた。

４．培養装置１及び培養方法が奏する効果
（１Ａ）培養装置１は、ＤＯが飽和ＤＯ以下である期間の一部を停止期間とする。培養装置１は、停止期間中は、攪拌パドル５による攪拌を停止する。そのことにより、夜間におけるＤＯが、常時攪拌を行う場合に比べて一層低下する。その結果、捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。

（１Ｂ）培養装置１は、必ずしも複数の槽を備えなくても、捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。また、培養装置１は、必ずしも、別の槽に培養液１７を移送しなくても、捕食生物の増殖を抑制するか、捕食生物を死滅させることができる。

（１Ｃ）培養装置１は、ＤＯが飽和ＤＯ以上の値から飽和ＤＯまで低下したとき、停止期間を開始する。そのことにより、夜間におけるＤＯが一層低下する。その結果、捕食生物の増殖を一層抑制するか、捕食生物を一層早期に死滅させることができる。

（１Ｄ）培養装置１は、ＤＯが上昇を始めた時点で、停止期間を終了する。そのことにより、光合成微生物の増殖を促進することができる。
（１Ｅ）培養装置１は、光量子計１３を用いて、現時点が日の入りの後であることを検出する。そして、日の入りの後であることを検出してから、停止期間を開始する。そのことにより、日の入りの前に誤って停止期間を開始することを抑制できる。

（１Ｆ）培養装置１は、光量子計１３を用いて、現時点が日の出の後であることを検出する。そして、日の出の後であることを検出してから、停止期間を終了する。そのことにより、日の出の前に誤って停止期間を終了することを抑制できる。

（１Ｇ）本実施形態の培養方法において、培養液１７における細胞濃度ＯＤ_７２０は１．０である。そのことにより、夜間におけるＤＯが一層低下する。その結果、捕食生物の増殖を一層抑制するか、捕食生物を一層早期に死滅させることができる。

（１Ｈ）本実施形態の培養方法では、停止期間中に生じる堆積層２９中でＤＯ及び温度を測定する。そのことにより、捕食生物の多くが存在する場所でのＤＯ及び温度を測定することができる。
＜第２実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第２実施形態における培養方法を行うとき、制御部１５は、図７に示す処理を所定時間ごとに繰り返し行う。図７のステップ２１〜３１は、第１実施形態におけるステップ１〜１１と同様である。

ステップ３２では、攪拌制御ユニット２７が、前記ステップ３０で取得したＤＯが、予め設定された閾値Ｔ以上であるか否かを判断する。閾値Ｔは、０より大きく、飽和ＤＯより小さい値である。ＤＯが閾値Ｔ以上である場合はステップ３３に進み、閾値Ｔ未満である場合は本処理を終了する。

２．培養装置１における状態及びＤＯの推移
本実施形態の培養方法を実施したときの培養装置１における動作状態の推移とＤＯの推移とを図８に示す。日の入りの前から日の出までの状態は、第１実施形態と同様である。

日の出の後、ＤＯが上昇する。これは、光合成微生物が光合成により培養液１７中で酸素を生成し始めるためである。日の出の後、ＤＯが上昇し、閾値Ｔ以上になると、停止期間が終了する。図８においてｔ_２は停止期間の終了時刻を表す。停止期間の終了後、攪拌パドル５の回転により酸素が培養液１７中に取り込まれるため、ＤＯは一層急激に上昇し、飽和ＤＯを超える。停止期間の終了後、光合成微生物及び捕食生物は培養液１７中に均一に分散し、堆積層２９は消滅する。

３．培養装置１及び培養方法が奏する効果
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。

（２Ａ）培養装置１は、ＤＯが上昇中であるとともに、ＤＯが閾値Ｔ以上となった時刻ｔ_２に、停止期間を終了する。ここで、閾値Ｔは、飽和ＤＯより小さい値であるから、時刻ｔ_２は、ＤＯが飽和ＤＯに達する時点よりも前の時点である。よって、培養装置１は、ＤＯが上昇を始めた時点から、ＤＯが飽和ＤＯに達する時点までの間に、停止期間を終了する。そのことにより、光合成微生物の増殖を促進することができる。また、停止期間を過度に早く終了させてしまうことを抑制できる。
＜第３実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第３実施形態における培養方法を行うとき、制御部１５は、図９に示す処理を所定時間ごとに繰り返し行う。図９のステップ４１〜４４は、第１実施形態におけるステップ１、３、５、６と同様である。

ステップ４５では、飽和濃度算出ユニット２５が、開始閾値を設定する。開始閾値は、前記ステップ４４で算出した飽和ＤＯと同じ値である。なお、開始閾値を、飽和ＤＯより大きい値としてもよいし、飽和ＤＯより小さい値としてもよい。

ステップ４６では、前記ステップ４２で取得したＤＯが前記ステップ４５で設定した開始閾値以下であるか否かを攪拌制御ユニット２７が判断する。ＤＯが開始閾値以下である場合はステップ４７に進み、ＤＯが開始閾値より大きい場合は本処理を終了する。

ステップ４７では、攪拌制御ユニット２７が停止期間を開始する。
一方、前記ステップ４１で否定判断した場合はステップ４８に進む。ステップ４８〜５０は、前記ステップ４２〜４４と同様である。

ステップ５１では、飽和濃度算出ユニット２５が、終了閾値を設定する。終了閾値は、前記ステップ５０で算出した飽和ＤＯと同じ値である。なお、終了閾値を、飽和ＤＯより大きい値としてもよいし、飽和ＤＯより小さい値としてもよい。

ステップ５２では、前記ステップ４８で取得したＤＯが前記ステップ５１で設定した終了閾値以上であるか否かを攪拌制御ユニット２７が判断する。ＤＯが終了閾値以上である場合はステップ５３に進み、ＤＯが終了閾値未満である場合は本処理を終了する。

ステップ５３では、攪拌制御ユニット２７が停止期間を終了する。
３．培養装置１及び培養方法が奏する効果
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）、（１Ｂ）、（１Ｇ）、（１Ｈ）に加え、さらに以下の効果が得られる。

（３Ａ）本実施形態の培養方法では、日の出及び日の入りを検出する必要が無いので、培養装置１の構成及び培養方法を簡略化できる。
（３Ｂ）本実施形態の培養方法では、ＤＯが下降中であるか否かと、ＤＯが上昇中であるか否かとを判断する必要が無い。そのため、培養方法を簡略化できる。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）停止期間中の培養液１７における細胞濃度ＯＤ_７２０は適宜設定できる。図１０に、停止期間中の培養液１７における細胞濃度ＯＤ_７２０を０．８とした場合の、ＤＯの推移を表す。この場合も、夜間のＤＯは十分に低くなる。

（２）停止期間を開始する条件は他のものであってもよい。例えば、日の入りを検出したときに、停止期間を開始してもよい。また、ＤＯが予め設定された開始閾値以下となったときに停止期間を開始してもよい。上記の開始閾値は、飽和ＤＯより低くてもよいし、飽和ＤＯと等しくてもよいし、飽和ＤＯより高くてもよい。また、予め設定された開始時刻となったときに停止期間を開始してもよい。

（３）停止期間を終了する条件は他のものであってもよい。例えば、日の出を検出したときに停止期間を終了してもよい。また、予め設定された終了時刻となったときに停止期間を終了してもよい。

（４）培養装置１は、攪拌パドル５以外の攪拌ユニットを備えていてもよい。例えば、培養槽３を振動させる等の方法で培養液１７を攪拌してもよい。
（５）培養槽３はレースウェイ以外の形式の槽であってもよい。

（６）培養装置１は培養槽を備えなくてもよい。この場合、培養装置１とは別体の槽に対し、培養装置１を組み付けることができる。
（７）光合成微生物は、トレボウキシア藻綱以外のものであってもよい。例えば、緑藻綱、紅藻綱に属する光合成微生物を適宜選択して用いることができる。

（８）培養装置１は、光量子計１３以外の手段により、日の出、日の入りを検出してもよい。例えば、培養装置１は時計を用いて時刻と日付とを取得し、それらに基づき、現時点が日の出の前であるか否か、及び日の入りの前であるか否かを判断してもよい。

（９）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（１０）上述した培養装置の他、当該培養装置を構成要素とするシステム、当該培養装置の制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体等、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…培養装置、３…培養槽、５…攪拌パドル、７…駆動モータ、９…水温計、９Ａ…検知部、１１…溶存酸素濃度センサ、１１Ａ…検知部、１３…光量子計、１５…制御部、１７…培養液、１９…底面、２１…ＣＰＵ、２３…メモリ、２５…飽和濃度算出ユニット、２７…攪拌制御ユニット、２９…堆積層

Claims (10)

1. 屋外に設置された培養槽中の培養液を攪拌する攪拌ユニットと、
   前記培養液における溶存酸素濃度を検出する酸素濃度検出ユニットと、
   前記培養液の温度を検出する温度検出ユニットと、
   前記温度検出ユニットにより検出した温度での前記培養液における酸素の飽和濃度を算出する飽和濃度算出ユニットと、
   前記酸素濃度検出ユニットにより検出した前記溶存酸素濃度が、前記飽和濃度算出ユニットにより算出した前記飽和濃度以下である期間のうち、少なくとも一部の停止期間において前記攪拌ユニットによる攪拌を停止する攪拌制御ユニットと、
   を備える光合成微生物の培養装置。
2. 請求項１に記載の光合成微生物の培養装置であって、
   前記攪拌制御ユニットは、前記酸素濃度検出ユニットにより検出した前記溶存酸素濃度が、前記飽和濃度以上の値から前記飽和濃度にまで低下したとき、前記停止期間を開始する光合成微生物の培養装置。
3. 請求項１又は２に記載の光合成微生物の培養装置であって、
   前記攪拌制御ユニットは、前記停止期間の開始後、前記酸素濃度検出ユニットにより検出した前記溶存酸素濃度が上昇を始めた時点から、前記溶存酸素濃度が前記飽和濃度に達する時点までの間に、前記停止期間を終了する光合成微生物の培養装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光合成微生物の培養装置であって、
   日の入りを検出する日の入り検出ユニットを備え、
   前記攪拌制御ユニットは、前記日の入り検出ユニットが日の入りを検出した後に、前記停止期間を開始する光合成微生物の培養装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光合成微生物の培養装置であって、
   日の出を検出する日の出検出ユニットを備え、
   前記攪拌制御ユニットは、前記日の出検出ユニットが日の出を検出した後に、前記停止期間を終了する光合成微生物の培養装置。
6. 屋外に設置された培養槽中の培養液を攪拌する光合成微生物の培養方法であって、
   前記培養液における溶存酸素濃度が飽和濃度以下である期間のうち、少なくとも一部の停止期間において前記培養液の攪拌を停止し、
   前記溶存酸素濃度が、前記飽和濃度以上の値から前記飽和濃度にまで低下したとき、前記停止期間を開始し、
   前記停止期間のときに生じる前記光合成微生物を含む堆積層中で前記溶存酸素濃度及び前記培養液の温度を測定し、
   前記温度に基づき前記飽和濃度を算出する光合成微生物の培養方法。
7. 請求項６に記載の光合成微生物の培養方法であって、
   日の入りの後に、前記停止期間を開始する光合成微生物の培養方法。
8. 請求項６又は７に記載の光合成微生物の培養方法であって、
   日の出の後に、前記停止期間を終了する光合成微生物の培養方法。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の光合成微生物の培養方法であって、
   前記停止期間のとき、前記培養液における細胞濃度ＯＤ_７２０が１．０以上である光合成微生物の培養方法。
10. 請求項６〜９のいずれか１項に記載の光合成微生物の培養方法であって、
    前記光合成微生物が緑藻綱又はトレボウキシア藻綱である光合成微生物の培養方法。

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