WO2021200449A1 - 培養装置及び培養方法 - Google Patents

Abstract

エネルギ消費量が増大することを抑制しつつ、簡単な構成で微細藻を良好に培養できる培養装置及び培養方法である。培養装置（１０）の本体部（１２）は、内容物（Ｍ）を収容し且つガスが供給される収容部（１６）を有する。接合部（１８）は、収容部（１６）の内壁面同士を接合して形成されて、ガスの供給方向に延在する。ガイド部（２０）及び循環部（２２）は、接合部（１８）を挟んで隣接するとともに、接合部（１８）の延在方向にそれぞれ沿い、ガイド部入口（３８）及びガイド部出口（４０）を介して互いに連通する。ガス供給口（２６）は、ガイド部（２０）に向かってガスを供給可能とする。

Description

培養装置及び培養方法

　本発明は、培養液中で微細藻を培養する培養装置及び培養方法に関する。

　培養液中の微細藻に光及び二酸化炭素ガスを供給して光合成を行わせることにより微細藻が培養される。微細藻を効率的に培養するためには、培養液中の微細藻の全体に光や二酸化炭素を偏りなく供給して光合成を促すことが重要となる。

　そこで、例えば、特開２０１９－０６８７７３号公報に示すように、培養槽内の培養液を循環させながら微細藻を培養する培養装置が知られている。この培養装置は、培養液を貯留する培養槽と、培養槽の長手方向に沿って配置された供給主管と、培養槽内の培養液を供給主管の内部に送って循環させる送水ポンプとを備える。供給主管の壁面には、該供給主管の軸方向に所定の間隔をおいて複数の貫通孔が形成されている。このため、送水ポンプによって供給主管の内部に培養液を送ると貫通孔から流出する培養液によって、培養槽の内部に微細藻を循環させることが可能な培養液の流れが形成される。

　しかしながら、上記の培養装置では、培養液を循環させるべく送水ポンプを駆動する必要があるため、微細藻を培養する際のエネルギ消費量が増大する懸念がある。特に、培養した微細藻を利用してバイオ燃料の生産等を行う場合には、生産コストの低減や、カーボンニュートラルの実現等を目指す観点から、導入エネルギを可及的に低減することが求められる。

　本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、エネルギ消費量が増大することを抑制しつつ、簡単な構成で微細藻を良好に培養できる培養装置及び培養方法を提供する。

　本発明の一態様は、培養液中で微細藻を培養する培養装置であって、前記培養液及び前記微細藻を収容し且つガスが供給される収容部と、前記収容部の内壁面同士を接合して形成されて、前記ガスの供給方向に延在する接合部と、前記収容部の内部に設けられ、前記接合部を挟んで隣接するとともに、前記接合部の延在方向にそれぞれ沿うガイド部及び循環部と、前記ガイド部に向かって前記ガスを供給可能とするガス供給口と、を有する本体部を備え、前記ガイド部には、前記本体部を設置箇所に設置した際の下側から上側に向かってガスが供給され、前記ガイド部及び前記循環部は、前記ガスの供給方向の上流側に設けられたガイド部入口と、前記ガスの供給方向の下流側に設けられたガイド部出口とのそれぞれを介して互いに連通し、前記ガイド部に前記ガスが流通すると、前記循環部内の前記培養液が前記ガイド部入口から前記ガイド部内に流入し且つ前記ガイド部内の前記培養液が前記ガイド部出口から前記循環部内に流出する培養液流が生じる。

　本発明の別の一態様は、上記の培養装置を用いて前記微細藻を培養する培養方法であって、貯留水が貯留された貯水部に、前記収容部に前記培養液を収容する前の前記本体部を配置する設置工程と、前記貯水部に前記本体部を設置した状態で、前記収容部に前記培養液を収容する収容工程と、を有する。

　この培養装置では、微細藻の培養に必要な二酸化炭素等のガスをガス供給口から供給してガイド部に流通させることで、収容部内に培養液流を生じさせることができる。この培養液流により微細藻を循環させることができるため、収容部内の微細藻の全体にガス及び光を効果的に供給して光合成を促すことができる。

　しかも、この培養装置では、本体部の内壁面同士を接合して接合部を形成することにより、ガイド部や循環部等の培養液流を生じさせるための構成を簡単に設けることができる。また、この培養装置では、例えば、送水ポンプ等の培養液流を生じさせるための特別な構成を設けて駆動する必要もない。

　以上から、本発明によれば、エネルギ消費量が増大することを抑制しつつ、簡単な構成で微細藻を良好に培養することが可能である。

本発明の実施形態に係る培養装置の本体部の概略断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る培養装置の貯水槽の概略斜視図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、図１及び図３の培養装置を用いた本発明の実施形態に係る培養方法の設置工程を説明する説明図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂの培養方法の収容工程を説明する説明図である。 変形例に係る本体部の概略断面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面図である。 別の変形例に係る本体部の概略断面図である。 図８のＩＸ－ＩＸ線矢視断面図である。

　本発明に係る培養装置及び培養方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図において、同一又は同様の機能及び効果を奏する構成要素に対しては同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。

　図１～図３に示す本実施形態に係る培養装置１０は、微細藻（不図示）が光合成を行いながら増殖するように、水を含む培養液中の微細藻に対して、光と、二酸化炭素ガス又は二酸化炭素含有ガス等のガスを供給して培養する。培養装置１０により培養可能な微細藻は特に限定されるものではないが、例えば、培養した微細藻を用いてエタノール等のバイオ燃料を製造する場合には、緑藻綱（例えば、クラミドモナス、クロレラ）、プラシノ藻綱、クリプト藻綱、藍藻綱（例えば、スピルリナ）に分類される微細藻類が好ましい。培養液は水の他に、微細藻の培養に必要な栄養分等を含んでいてもよい。ガスは、工場等から排出される二酸化炭素ガスを含むことが好ましい。

　培養装置１０は、微細藻の成長に必要な波長（例えば、４００～７００ｎｍ）の光を照射可能な環境として、例えば、太陽光を照射可能な屋外に設置される。なお、培養装置１０は、太陽光又は人工光を照射可能な室内等に設置されてもよい。また、培養装置１０は、図１及び図２に示す本体部１２と、図３に示す貯水槽１４とを備える。本体部１２は、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等のような可撓性及び透光性を有する材料から形成されている。なお、透光性とは、微細藻の成長に必要な波長の光を透過可能であることをいう。本実施形態では、本体部１２は、上記の材料からなる２枚のシートを重ね合わせて中空状（袋状）に形成されることとするが、特にこれに限定されるものではない。

　図１及び図２の実施形態では、本体部１２は、収容部１６と、接合部１８と、ガイド部２０と、循環部２２と、対向部２４と、ガス供給口２６と、培養液供給口２８と、ガス排出口３０と、回収口３２とのそれぞれを１個ずつ有している。

　収容部１６は、中空状の本体部１２の内部に設けられ、培養液及び微細藻が内容物Ｍとして収容される。また、収容部１６には、不図示のガス供給機構に接続されたガス供給口２６を介してガスが供給される。本実施形態では、収容部１６は、本体部１２の内壁面同士を、該本体部１２の外周縁部に沿って、溶着等により接合することで形成された閉鎖部３４により囲まれている。つまり、培養装置１０は、密閉された収容部１６の内部に収容された培養液中で微細藻を培養する、いわゆる閉鎖系であることとする。

　また、後述するように図５Ａ、図５Ｂの貯水槽１４の貯水部３６（設置箇所）に対して本体部１２を設置した際に、収容部１６の内部には、上下方向の下側（矢印Ｘ１側）から上側（矢印Ｘ２側）に向かってガスが供給されることとする。本体部１２及び収容部１６のそれぞれは、正面視において、ガスの供給方向（上下方向）を長辺とし、水平方向を短辺とする長方形状となっている。

　接合部１８は、収容部１６（本体部１２）の内壁面同士を溶着等により接合して形成され、ガスの供給方向（上下方向、矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に延在する。接合部１８の延在方向の長さは、収容部１６の上下方向の長さより短く設定されている。接合部１８の延在方向の一端部１８ａ及び他端部１８ｂは、それぞれ円弧状に形成されている。

　ガイド部２０及び循環部２２は、収容部１６の内部において、接合部１８を挟んで隣接するとともに、接合部１８の延在方向に沿ってそれぞれ配設されている。つまり、ガイド部２０及び循環部２２は、収容部１６の短辺方向（矢印Ｙ１、Ｙ２方向）に接合部１８を挟んで隣接している。収容部１６に内容物Ｍが収容された際、ガイド部２０及び循環部２２のそれぞれは、図２に示すように、上下方向視の形状が略円筒状となる。本実施形態では、上下方向視におけるガイド部２０及び循環部２２の各々の内径が略同じとなっているが、特にこれに限定されるものではない。

　図１に示すように、ガイド部２０及び循環部２２は、ガスの供給方向の上流側（矢印Ｘ１側）に設けられたガイド部入口３８と、ガスの供給方向の下流側（矢印Ｘ２側）に設けられたガイド部出口４０とのそれぞれを介して互いに連通している。なお、以下では、ガスの供給方向の上流側を単に「上流側」ともいい、ガスの供給方向の下流側を単に「下流側」ともいう。本実施形態では、上流側は、上下方向の下側である。また、下流側は、上下方向の上側である。

　上記の通り、接合部１８の延在方向の長さが収容部１６の上下方向の長さよりも短いことで、接合部１８の延在方向の一端部１８ａ（矢印Ｘ１側端部）と閉鎖部３４との間にガイド部入口３８が設けられる。また、接合部１８の延在方向の他端部１８ｂ（矢印Ｘ２側端部）と閉鎖部３４との間にガイド部出口４０が設けられる。

　対向部２４は、本体部１２の内壁面同士を溶着等により接合して形成され、接合部１８の他端部１８ｂよりも上方でガイド部２０に臨む。対向部２４は、ガスの供給方向に交差する方向（本実施形態では、矢印Ｙ１、Ｙ２方向）に沿って延在している。対向部２４の延在方向の両端部は円弧状に形成されることが好ましい。

　ガス供給口２６は、ガイド部２０の下方に設けられ、ガス供給機構からのガスをガイド部２０に向かって供給可能とする。このように、ガス供給口２６を介してガスを供給することで、ガイド部２０に対してガスの供給方向（上下方向）にガスを流通させることができる。このようにしてガイド部２０にガスが流通すると、循環部２２内の培養液（内容物Ｍ）がガイド部入口３８からガイド部２０内に流入し、且つガイド部２０内の培養液がガイド部出口４０から循環部２２内に流出する培養液流Ｆ１が生じる。

　培養液供給口２８は、例えば、本体部１２の上端側に設けられている。また、培養液供給口２８は、不図示の培養液供給機構に接続され、収容部１６の内部に培養液を供給可能とする。なお、収容部１６の内部には、培養液供給口２８を介して培養液とともに微細藻が供給されてもよい。

　ガス排出口３０は、本体部１２の上端側に設けられ、収容部１６の内部のガスを排出可能とする。収容部１６の内部のガスとしては、ガス供給口２６から供給されたガスのうち、微細藻の光合成で消費されなかった残部のガスや、光合成で発生した酸素ガス等が挙げられる。

　回収口３２は、例えば、本体部１２の下端側に設けられ、収容部１６の内容物Ｍを回収可能とする。培養液供給口２８及び回収口３２は、開閉可能に設けられ、収容部１６に対する培養液の給排時を除いて閉状態とすることができる。

　本体部１２の収容部１６よりも上方には、収容部１６の内部と遮断された固定用部４２が設けられている。固定用部４２には、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、本体部１２を貯水槽１４の貯水部３６に設置する際に、不図示の支持部材等が挿通される貫通孔４４が設けられている。

　図３に示す貯水槽１４は、例えば、本体部１２と同様に直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等のような可撓性及び透光性を有する材料から形成される。なお、貯水槽１４は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等の透光性を有する材料から形成されてもよい。貯水槽１４は、貯留水Ｗを貯留する貯水部３６を有する。貯留水Ｗは、水等の透光性を有する液体である。貯水部３６は、本体部１２の外形寸法よりも大きく設定され、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、貯水部３６の内部に本体部１２を設置することが可能となっている。なお、図３～図５Ｂには、筐体状の貯水槽１４を記載するが、貯水槽１４は、内部に貯水部３６を形成可能な種々の形状を採用することができ、例えば、袋状としてもよい。

　培養装置１０は基本的には上記のように構成される。この培養装置１０を用いた本実施形態に係る培養方法について、図１～図５Ｂを参照しつつ説明する。この培養方法では、先ず、図３に示すように、貯水槽１４の貯水部３６に貯留水Ｗを貯留する。そして、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、収容部１６に内容物Ｍを収容する前の本体部１２を貯水部３６の内部に設置する設置工程を行う。次に、図５Ａ及び図５Ｂに示すよう、貯水部３６に本体部１２を設置した状態で、培養液供給機構から培養液供給口２８を介して収容部１６に内容物Ｍを収容する収容工程を行う。

　次に、ガス供給機構からガス供給口２６を介して収容部１６のガイド部２０に向かってガスを供給するガス供給工程を行う。これによって、収容部１６内に培養液流Ｆ１を生じさせることができるため、微細藻を循環させながら、微細藻の全体にガスを供給することができる。また、貯水槽１４、貯留水Ｗ、本体部１２のそれぞれが透光性であるため、様々な方向から収容部１６内の微細藻に光を照射することができる。その結果、収容部１６内では、微細藻が光合成を行いながら増殖する。

　上記のようにして微細藻を培養することにより、収容部１６内で十分に微細藻を増殖させた後、回収口３２を介して収容部１６の内部から内容物Ｍを回収する回収工程を行う。この内容物Ｍを微細藻と培養液とに分離することで、微細藻が得られる。

　以上から、本実施形態に係る培養装置１０及び該培養装置１０を用いた培養方法では、微細藻の培養に必要なガスをガス供給口２６から供給してガイド部２０に流通させることで、収容部１６内に培養液流Ｆ１を生じさせることができる。この培養液流Ｆ１により微細藻を循環させることができるため、収容部１６内の微細藻の全体にガス及び光を効果的に供給して光合成を促すことができる。

　しかも、この培養装置１０では、本体部１２の内壁面同士を接合して接合部１８を形成する簡単な構成によって、ガイド部２０や循環部２２等を設けて培養液流Ｆ１を生じさせることができる。また、この培養装置１０では、例えば、送水ポンプ等の培養液流Ｆ１を生じさせるための特別な構成を設けて駆動する必要もない。

　従って、この培養装置１０及び培養方法によれば、エネルギ消費量が増大することを抑制しつつ、簡単な構成で微細藻を良好に培養することが可能である。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、接合部１８の延在方向の一端部１８ａ及び他端部１８ｂが円弧状であることとした。また、対向部２４の両端部も円弧状であることとした。これらの場合、応力集中が生じ易い角部が接合部１８や対向部２４に形成されることを回避できるため、培養液の液圧等による本体部１２の破損を抑制して、培養装置１０の耐久性を高めることができる。なお、接合部１８や対向部２４の端部の形状は円弧状に限定されるものではない。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、本体部１２は、貯水槽１４の貯水部３６（設置箇所）に設置した際の下側から上側に向かってガスが供給されることとした。この場合、培養液中のガスの気泡の浮力によって、ガイド部２０の下側から上側に向かってガスを上昇させることができる。このため、ガスの供給圧力を増大させることなく、ガイド部２０の内部にガスを良好に流通させて、培養液流Ｆ１を良好に生じさせることができる。ひいては、微細藻を培養する際のエネルギ消費量を低減することができる。

　なお、ガスの供給方向は、上下方向の下側から上側に限定されるものではなく、例えば、上下方向に対して傾斜していてもよい。また、接合部１８の延在方向も、ガスの供給方向に合わせて設定することができる。

　上記の実施形態に係る培養装置１０は、貯留水Ｗを貯留する貯水部３６を有し、貯水部３６に本体部１２を設置可能な貯水槽１４を備えることとした。この場合、貯留水Ｗによって、収容部１６内の培養液の温度を、微細藻の培養に適した温度に維持することが容易になる。このため、微細藻を一層良好に培養することができる。なお、培養装置１０は、貯水槽１４を備えていなくてもよい。

　上記の実施形態に係る培養方法では、貯留水Ｗが貯留された貯水部３６に、培養液を収容する前の本体部１２を設置する設置工程と、貯水部３６に本体部１２を設置した状態で、収容部１６に培養液を収容する収容工程と、を有することとした。この場合、本体部１２が貯留水Ｗの水圧を受けた状態で、収容部１６に内容物Ｍ（培養液）を収容することができる。このため、収容部１６内の内容物Ｍの液圧によって本体部１２が破損することを抑制できる。

　本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

　例えば、培養装置１０は、図１及び図２に示す本体部１２に代えて、図６及び図７に示す本体部４６を備えてもよい。図６及び図７の本体部４６は、間隔を置いて対向する一組の接合部１８の内側面１８ｃ同士の間にガイド部２０が設けられ、且つ一組の接合部１８の外側面１８ｄ側に循環部２２がそれぞれ形成されている点で、図１及び図２の本体部１２と主に相違する。

　図６に示すように、収容部１６には、該収容部１６の短辺方向（矢印Ｙ１、Ｙ２方向）の略中央に対して、長辺方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に延在するガイド部２０が設けられている。これに合わせて、ガス供給口２６は、収容部１６の下端側における短辺方向の略中央に設けられている。また、対向部２４は、接合部１８の他端部１８ｂ（矢印Ｘ２側端部）よりも上方における、収容部１６の短辺方向の略中央に設けられている。

　収容部１６の短辺方向におけるガイド部２０の両側に対して、長辺方向に延在する循環部２２がそれぞれ設けられている。図７に示すように、本体部４６では、上下方向視における循環部２２の内径は互いに略同じであり、ガイド部２０の内径は循環部２２の内径よりも小さくなっている。しかしながら、ガイド部２０の内径、各循環部２２の内径のそれぞれの大きさの関係は特に限定されるものではない。

　循環部２２のガイド部入口３８側（矢印Ｘ１側）には、本体部４６の内壁面同士を溶着等により接合して、一組の傾斜部５０が形成されている。各傾斜部５０は、本体部４６を設置箇所に設置した際の下側（矢印Ｘ１側）から上側（矢印Ｘ２側）に向かうにつれて、ガイド部２０から離間する方向に傾斜する。図６の実施形態では、各傾斜部５０の下端部は、接合部１８の一端部１８ａよりも下側に配置されている。

　本体部４６には、収容部１６と遮断された密封部５２が、本体部４６の内壁面同士を溶着等により接合して形成されている。図６の実施形態では、密封部５２は、傾斜部５０と、該傾斜部５０の下端部から収容部１６の短辺方向に沿ってガイド部２０と離間する側に延在する底辺部５４と、長辺方向に沿って延在する閉鎖部３４の一部とによって囲まれた三角形状に形成されている。密封部５２の三角形状の内側は、収容部１６と遮断されることで内容物Ｍの流入が規制されている。

　密封部５２には、位置固定用孔５６が設けられている。位置固定用孔５６は、固定用部４２に設けられた貫通孔４４と同様に、本体部４６を貯水槽１４の貯水部３６に設置する際に、支持部材等を挿通可能となっている。なお、密封部５２は、本体部４６の内壁面同士を溶着等により接合することで、収容部１６と遮断されるように形成されればよい。つまり、密封部５２は、傾斜部５０と、底辺部５４と、閉鎖部３４の一部とによって囲まれた三角形状に限定されるものではない。

　上記のように構成される本体部４６においても、ガス供給口２６を介してガスを供給することで、ガイド部２０に対してガスの供給方向（上下方向）にガスを流通させることができる。ガイド部２０にガスが流通すると、収容部１６の短辺方向両側の循環部２２からガイド部入口３８を介してガイド部２０内に培養液（内容物Ｍ）がそれぞれ流入し、且つガイド部２０からガイド部出口４０を介して短辺方向両側の循環部２２内に培養液がそれぞれ流出する培養液流Ｆ２が生じる。

　図６及び図７の本体部４６を備える培養装置１０を用いた培養方法も、図１及び図２の本体部１２を備える培養装置１０を用いた培養方法と同様にして行うことができる。従って、図６及び図７の本体部４６を備える培養装置１０及び該培養装置１０を用いた培養方法によっても、エネルギ消費量が増大することを抑制しつつ、簡単な構成で微細藻を良好に培養することが可能である。

　しかも、この本体部４６を備える培養装置１０では、ガイド部２０にガスを流通させることで、該ガイド部２０と、その両側の循環部２２との間にそれぞれ培養液流Ｆ２を生じさせることが可能である。このため、収容部１６内に効率的に培養液流Ｆ２を生じさせて微細藻を良好に循環させること、ひいては、微細藻を良好に培養することが可能となる。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、循環部２２のガイド部入口３８側には、本体部４６を設置箇所に設置した際の下側から上側に向かうにつれて、ガイド部２０から離間する方向に傾斜する傾斜部５０が、本体部４６の内壁面同士を接合して形成されていることとした。この場合、収容部１６内において微細藻が重力の作用下に沈降しても、該微細藻を、傾斜部５０を介してガイド部入口３８に向かって誘導することができる。これによって、収容部１６内の微細藻を一層良好に循環させることが可能になる。なお、本体部４６には、傾斜部５０が設けられていなくてもよい。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、本体部４６には、収容部１６と遮断された密封部５２が、本体部４６の内壁面同士を接合して形成され、密封部５２には、本体部４６を設置する際の位置固定用孔５６が設けられていることとした。この場合、本体部４６の内壁面同士を接合して密封部５２を形成する簡単な構成によって、本体部４６に位置固定用孔５６を設けることができる。このようにして位置固定用孔５６を設けることで、設置箇所に対して本体部４６を容易に設置することが可能になる。なお、本体部４６には、密封部５２及び位置固定用孔５６が設けられていなくてもよい。

　培養装置１０は、図６及び図７に示す本体部４６に代えて、図８及び図９に示す本体部５８を備えてもよい。図８及び図９の本体部５８は、ガスの供給方向に延在する仕切部６０を有する点で、図６及び図７の本体部４６と主に相違する。

　図８に示すように、仕切部６０は、本体部５８の内壁面同士を溶着等により接合して形成されている。仕切部６０の延在方向の長さは、収容部１６の上下方向の長さより短く、且つ接合部１８の延在方向の長さよりも長く設定されている。各仕切部６０の延在方向の矢印Ｘ２側の端部６０ａは円弧状に形成されている。この仕切部６０の端部６０ａは、接合部１８の他端部１８ｂよりも下流側（上側、矢印Ｘ２側）に配置されている。各仕切部６０の延在方向の矢印Ｘ１端側には、傾斜部５０が一体に設けられている。

　本体部５８の仕切部６０の両側には、該仕切部６０の延在方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って収容部１６がそれぞれ設けられている。図８の実施形態では、本体部５８には、矢印Ｙ１、Ｙ２方向に間隔を置いて２本の仕切部６０が設けられている。このため、本体部５８は、仕切部６０を介して隣接する３個の収容部１６を有する。各収容部１６は、１個のガイド部２０と、該ガイド部２０の両側に設けられる２個の循環部２２とを有する。

　つまり、本体部５８は、合計３個のガイド部２０と、６個の循環部２２とを有する。図９に示すように、本体部５８では、上下方向視におけるガイド部２０の内径同士は略同じであり、循環部２２の内径同士は略同じであり、ガイド部２０の内径は循環部２２の内径よりも小さくなっている。しかしながら、各ガイド部２０の内径、各循環部２２の内径のそれぞれの大きさの関係は特に限定されるものではない。

　また、本体部５８に設けられる仕切部６０の本数は２本に限定されるものではない。例えば、本体部５８は、仕切部６０が１本のみ設けられることで２個の収容部１６を有してもよいし、仕切部６０が３本以上設けられることで４個以上の収容部１６を有してもよい。また、本体部５８が複数の収容部１６を有する場合、ガスの供給方向（上下方向）に代えて、該ガスの供給方向に直交する方向（水平方向）を本体部５８の長辺方向としてもよい。

　収容部１６同士は、該収容部１６の上流側（矢印Ｘ１側）に設けられた上流側連通口６１ａ及び下流側（矢印Ｘ２側）に設けられた下流側連通口６１ｂを介して連通している。本実施形態では、上記の通り、各仕切部６０の矢印Ｘ１端側に設けられた傾斜部５０と、閉鎖部３４との間に上流側連通口６１ａが設けられている。また、各仕切部６０の矢印Ｘ２側の端部６０ａと、閉鎖部３４との間に下流側連通口６１ｂが設けられている。

　上記の通り、仕切部６０の延在方向の長さが、接合部１８の延在方向の長さよりも長いことで、接合部１８の他端部１８ｂは、仕切部６０の矢印Ｘ２側の端部６０ａよりも上流側（矢印Ｘ１側）に配置されている。換言すると、接合部１８の他端部１８ｂは、下流側連通口６１ｂよりも上流側に配置されている。

　各収容部１６の短辺方向の略中央には、長辺方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に延在するガイド部２０が設けられている。ガス供給口２６は、各収容部１６のガイド部２０の下方にそれぞれ設けられている。各収容部１６において、対向部２４は、接合部１８の他端部１８ｂよりも下流側且つ下流側連通口６１ｂよりも上流側でガイド部２０に臨むように設けられている。

　図８の循環部２２のうち、回収口３２に最も近接する矢印Ｙ１側端部の循環部２２（循環部２２ａ）には、図６の循環部２２と同様にして、傾斜部５０と、底辺部５４と、閉鎖部３４の一部とによって三角形状の密封部５２ａが形成されている。

　図８の循環部２２のうち、回収口３２と最も離間する矢印Ｙ２側端部の循環部２２（循環部２２ｂ）には、四角形状の密封部５２ｂが設けられている。この密封部５２ｂは、傾斜部５０と、傾斜部５０の下端部から下方に延在する延在部６２と、閉鎖部３４の角部とによって形成されている。延在部６２は、本体部５８の内壁面同士を溶着等により接合して形成される。

　図８の循環部２２のうち、仕切部６０を介して隣接する循環部２２（循環部２２ｃ）には、仕切部６０から分岐して、各収容部１６のガイド部入口３８側に向かって延在する傾斜部５０が設けられている。これらの傾斜部５０の下端同士の間に、短辺方向に沿って延在する底辺部６４が一体に設けられることで、三角形状の密封部５２ｃが形成されている。底辺部６４は、本体部５８の内壁面同士を溶着等により接合して形成される。

　上記のように構成される本体部５８においても、ガス供給口２６のそれぞれを介してガスを供給することで、各ガイド部２０に対してガスの供給方向（上下方向）にガスを流通させることができる。各ガイド部２０にガスが流通すると、各収容部１６の内部において培養液流Ｆ２が生じる。

　図８及び図９の本体部５８を備える培養装置１０を用いた培養方法も、図１及び図２の本体部１２を備える培養装置１０を用いた培養方法と同様にして行うことができる。従って、図８及び図９の本体部５８を備える培養装置１０及び該培養装置１０を用いた培養方法によっても、エネルギ消費量が増大することを抑制しつつ、簡単な構成で微細藻を良好に培養することが可能である。

　しかも、この本体部５８を備える培養装置１０では、本体部５８に対し、仕切部６０を設ける簡単な構成により複数の収容部１６を設けることができ、これらの収容部１６のそれぞれの内部で微細藻を良好に循環させることができる。このため、培養装置１０で良好に培養可能な微細藻の全体量を増やすことができる。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、仕切部６０の両側の収容部１６は、ガスの供給方向の上流側に設けられた上流側連通口６１ａ及び下流側に設けられた下流側連通口６１ｂを介して互いに連通していることとした。この場合であっても、例えば、上流側連通口６１ａ及び下流側連通口６１ｂの大きさや配置を設定することにより、複数の収容部１６間における微細藻の移動が抑制されていることが好ましい。これによって、略独立した状態の各収容部１６内のそれぞれで微細藻を良好に培養することが可能になる。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、接合部１８の延在方向の下流側の端部である他端部１８ｂ（下流側端部）は、下流側連通口６１ｂよりも上流側に配置され、本体部５８には、接合部１８の他端部１８ｂよりも下流側且つ下流側連通口６１ｂよりも上流側で、ガイド部２０に臨む対向部２４が本体部５８の内壁面同士を接合して形成されていることとした。

　この場合、ガイド部入口３８側からガイド部出口４０側に向かってガイド部２０内を流れる培養液（内容物Ｍ）が対向部２４にぶつかることで循環部２２に向かい易くなり、培養液流Ｆ２を一層良好に生じさせることが可能になる。図１の対向部２４も同様に、ガイド部２０内を流れる培養液が対向部２４にぶつかることで循環部２２に向かい易くなり、培養液流Ｆ１を一層良好に生じさせることが可能になる。また、ガイド部２０内を流れる培養液（内容物Ｍ）が対向部２４にぶつかることで、培養液が隣接する収容部１６に流れ込むことを防ぎ、複数の収容部１６間の微細藻の移動が抑制される。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、本体部５８には、収容部１６に培養液を供給可能な１個の培養液供給口２８が設けられていることとした。上記のように本体部５８に複数の収容部１６を設けても、これらの収容部１６を上流側連通口６１ａ及び下流側連通口６１ｂを介して互いに連通させることができる。このため、１個の培養液供給口２８から複数の収容部１６に培養液及び微細藻を供給することが可能になる。これによって、収容部１６への培養液及び微細藻の供給が容易になるとともに、培養装置１０の構成を簡素化することが可能になる。

　上記の実施形態に係る培養装置１０では、収容部１６は、本体部５８の内壁面同士を接合して形成される閉鎖部３４により囲まれ、本体部５８は、透光性を有する材料からなり、本体部５８には、収容部１６のそれぞれの内部のガスを排出可能とする１個のガス排出口３０と、収容部１６のそれぞれの内部の培養液及び微細藻を回収可能とする１個の回収口３２と、が設けられていることとした。

　この場合、本体部５８の内壁面同士を接合して閉鎖部３４を形成する簡単な構成によって、いわゆる閉鎖系の培養装置１０とすることができる。このように培養装置１０を閉鎖系としても、上流側連通口６１ａ及び下流側連通口６１ｂを介して複数の収容部１６が互いに連通するため、各収容部１６内のガスを１個のガス排出口３０から排出することができる。同様に、各収容部１６内の培養液及び微細藻を１個の回収口３２から回収することができる。従って、収容部１６からのガスの排出や、培養液及び微細藻の回収が容易になるとともに、培養装置１０の構成を簡素化することが可能になる。

　なお、上記の実施形態では、本体部１２、４６、５８に閉鎖部３４で囲まれた収容部１６を形成することにより閉鎖系の培養装置１０としたが、例えば、収容部１６の上部に閉鎖部３４を形成せずに開口部を設けることで、開放系の培養装置１０とすることも可能である。この場合、収容部１６の開口部（不図示）から、ガスを排出することや、培養液及び微細藻を回収することを可能としてもよい。すなわち、本体部１２、４６、５８にガス排出口３０及び回収口３２を設けないこととしてもよい。また、例えば、収容部１６の開口部を介して十分な光を微細藻に照射することが可能である場合、透光性を有さない材料から本体部１２、４６、５８を形成してもよい。

１０…培養装置　　　　　　　　１２、４６、５８…本体部
１４…貯水槽　　　　　　　　　１６…収容部
１８…接合部　　　　　　　　　１８ｃ…内側面
１８ｄ…外側面　　　　　　　　２０…ガイド部
２２…循環部　　　　　　　　　２４…対向部
２６…ガス供給口　　　　　　　２８…培養液供給口
３０…ガス排出口　　　　　　　３２…回収口
３４…閉鎖部　　　　　　　　　３６…貯水部
３８…ガイド部入口　　　　　　４０…ガイド部出口
５０…傾斜部
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…密封部
５６…位置固定用孔　　　　　　６０…仕切部
６１ａ…上流側連通口　　　　　６１ｂ…下流側連通口
Ｆ１、Ｆ２…培養液流　　　　　Ｍ…内容物
Ｗ…貯留水

Claims (12)

1. 　培養液中で微細藻を培養する培養装置（１０）であって、
   　前記培養液及び前記微細藻を収容し且つガスが供給される収容部（１６）と、
   　前記収容部の内壁面同士を接合して形成されて、前記ガスの供給方向に延在する接合部（１８）と、
   　前記収容部の内部に設けられ、前記接合部を挟んで隣接するとともに、前記接合部の延在方向にそれぞれ沿うガイド部（２０）及び循環部（２２）と、
   　前記ガイド部に向かって前記ガスを供給可能とするガス供給口（２６）と、
   　を有する本体部（１２、４６、５８）を備え、
   　前記ガイド部には、前記本体部を設置箇所に設置した際の下側から上側に向かって前記ガスが供給され、
   　前記ガイド部及び前記循環部は、前記ガスの供給方向の上流側に設けられたガイド部入口（３８）と、前記ガスの供給方向の下流側に設けられたガイド部出口（４０）とのそれぞれを介して互いに連通し、
   　前記ガイド部に前記ガスが流通すると、前記循環部内の前記培養液が前記ガイド部入口から前記ガイド部内に流入し且つ前記ガイド部内の前記培養液が前記ガイド部出口から前記循環部内に流出する培養液流（Ｆ１、Ｆ２）が生じる、培養装置。
2. 　請求項１記載の培養装置において、
   　前記ガイド部は、間隔を置いて対向する一組の前記接合部の内側面（１８ｃ）同士の間に設けられ、
   　前記循環部は、前記一組の接合部の外側面（１８ｄ）側にそれぞれ形成される、培養装置。
3. 　請求項１又は２記載の培養装置において、前記接合部の延在方向の端部（１８ａ、１８ｂ）は、円弧状である、培養装置。
4. 　請求項１～３の何れか１項に記載の培養装置において、
   　前記循環部の前記ガイド部入口側には、前記本体部を前記設置箇所に設置した際の下側から上側に向かうにつれて、前記ガイド部から離間する方向に傾斜する傾斜部（５０）が、前記本体部の内壁面同士を接合して形成されている、培養装置。
5. 　請求項１～４の何れか１項に記載の培養装置において、
   　前記本体部には、前記収容部と遮断された密封部（５２）が、前記本体部の内壁面同士を接合して形成され、
   　前記密封部には、前記本体部を設置する際の位置固定用孔（５６）が設けられている、培養装置。
6. 　請求項１～５の何れか１項に記載の培養装置において、
   　前記本体部には、前記ガスの供給方向に延在する仕切部（６０）が、前記本体部の内壁面同士を接合して形成され、
   　前記仕切部の両側に、該仕切部の延在方向に沿って前記収容部がそれぞれ設けられている、培養装置。
7. 　請求項６記載の培養装置において、
   　前記仕切部の両側の前記収容部は、前記上流側に設けられた上流側連通口（６１ａ）及び前記下流側に設けられた下流側連通口（６１ｂ）を介して互いに連通している、培養装置。
8. 　請求項７記載の培養装置において、
   　前記接合部の延在方向の前記下流側の端部である下流側端部（１８ａ）は、前記下流側連通口よりも前記上流側に配置され、
   　前記本体部には、前記下流側端部よりも前記下流側且つ前記下流側連通口よりも前記上流側で、前記ガイド部に臨む対向部（２４）が前記本体部の内壁面同士を接合して形成されている、培養装置。
9. 　請求項７又は８記載の培養装置において、
   　前記本体部には、前記収容部に前記培養液を供給可能な１個の培養液供給口（２８）が設けられている、培養装置。
10. 　請求項７～９の何れか１項に記載の培養装置において、
    　前記収容部は、前記本体部の内壁面同士を接合して形成される閉鎖部（３４）により囲まれ、
    　前記本体部は、透光性を有する材料からなり、
    　前記本体部には、前記収容部のそれぞれの内部の前記ガスを排出可能とする１個のガス排出口（３０）と、前記収容部のそれぞれの内部の前記培養液及び前記微細藻を回収可能とする１個の回収口（３２）と、が設けられている、培養装置。
11. 　請求項１～１０の何れか１項に記載の培養装置において、
    　貯留水（Ｗ）を貯留する貯水部（３６）を有し、該貯水部に前記本体部を設置可能な貯水槽（１４）を備える、培養装置。
12. 　請求項１１記載の培養装置を用いて前記微細藻を培養する培養方法であって、
    　前記貯留水が貯留された前記貯水部に、前記収容部に前記培養液を収容する前の前記本体部を設置する設置工程と、
    　前記貯水部に前記本体部を設置した状態で、前記収容部に前記培養液を収容する収容工程と、
    　を有する、培養方法。

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