WO2023176322A1 - 培養装置 - Google Patents

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WO2023176322A1
WO2023176322A1 PCT/JP2023/006050 JP2023006050W WO2023176322A1 WO 2023176322 A1 WO2023176322 A1 WO 2023176322A1 JP 2023006050 W JP2023006050 W JP 2023006050W WO 2023176322 A1 WO2023176322 A1 WO 2023176322A1
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WO
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wall
section
guide
main body
upright
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/006050
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English (en)
French (fr)
Inventor
後藤稔
塩原のぞみ
木下翔平
町田賢司
土肥瑞穂
塩崎諭
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Definitions

  • the present invention relates to a culturing device for culturing microalgae.
  • microalgae are attracting attention. This is because microalgae consume carbon dioxide through photosynthesis. Therefore, a culture device for culturing microalgae is expected to be a device that contributes to mitigating or reducing the effects of climate change.
  • Japanese Patent Publication No. 2013-521783 discloses a culture device (photobioreactor) having a culture chamber made of a flexible film material.
  • the culture chamber contains algae.
  • This culture chamber is supplied with carbon dioxide generated in the factory.
  • the culture solution may be stirred with a stirring blade or the like. By this stirring, carbon dioxide is sufficiently dissolved in the culture solution.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems.
  • a culture device for culturing microalgae in a culture solution which includes a storage section capable of accommodating the culture solution and the microalgae, and a width along the horizontal direction of the storage section.
  • each of the plurality of guide parts has a main body part and a ceiling part, the main body part has a lower end facing the bottom of the storage part, and an upper end facing the liquid surface of the culture solution, and the gas supply part is connected to the lower end to A culture device to which gas is supplied, the ceiling portion is provided at the upper end of the main body portion, and the ceiling portion is a deflection portion that directs the gas rising along the main body portion to one side in the width direction.
  • Equipment is provided.
  • the gas guided by the guide portion heads toward another guide portion adjacent to the guide portion.
  • convection of the culture solution occurs within the storage section. Due to this convection, gases such as carbon dioxide are sufficiently diffused and dissolved in the culture solution. Furthermore, since convection occurs in the culture solution, the microalgae are agitated. Therefore, precipitation or aggregation of microalgae in the culture solution is avoided. For the reasons mentioned above, microalgae can be made to actively perform photosynthesis.
  • the culture device can contribute to mitigating or reducing the effects of climate change.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a culture apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the culture device.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view of the culture device viewed from the longitudinal direction.
  • FIG. 4 is a schematic overall perspective view of an upright tank section forming a water storage section and a storage section.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are schematic diagrams showing the manufacturing process of the upright tank section.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of the upright guide part.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a front view seen from direction VIII in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a schematic vertical sectional view showing a state in which the support body is accommodated in the upright tank.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing that convection occurs within the housing section.
  • FIG. 11 is a schematic vertical cross-sectional view of the culture device according to the second embodiment of the present invention, viewed from the longitudinal direction.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of the inclined guide section.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line XIII-XIII in FIG. 12.
  • FIG. 14 is a front view seen from the XIV direction in FIG. 12.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing that convection occurs within the housing section.
  • FIG. 16 is a sectional view of the main body portion of the guide portion having a different shape from those in FIGS. 6 and 12.
  • FIG. 16 is a sectional view of the main body portion of the guide portion having a different shape from those in FIGS. 6 and 12.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a culture device 10 according to the first embodiment.
  • the culture device 10 includes an upright frame 12 as a holding member, and an upright tank section 14 (see FIG. 4) held by the upright frame 12.
  • the lower part of the upright frame 12 has a first beam portion 16a, a second beam portion 16b, and a direction from the first beam portion 16a to the second beam portion 16b. It has an extending first digit part 18a and a second digit part 18b.
  • the lower ends of the first column section 20a and the second column section 20b are joined to the first beam section 16a.
  • the lower ends of the third column section 20c and the fourth column section 20d are joined to the second beam section 16b.
  • the reinforcing lower beam parts 22a and 22b are provided between the first beam part 16a and the second beam part 16b.
  • the reinforcing lower girder parts 22a, 22b are located on the outside (in the direction away from the upright tank part 14) than the first girder part 18a and the second girder part 18b.
  • the upper part of the upright frame 12 includes a third beam part 16c and a fourth beam part 16d, and a third beam part 18c and a fourth beam part 18d extending from the third beam part 16c toward the fourth beam part 16d.
  • the upper ends of the first column section 20a and the second column section 20b are joined to the third beam section 16c.
  • the upper ends of the third column part 20c and the fourth column part 20d are joined to the fourth beam part 16d.
  • Two reinforcing upper beam parts 24a and 24b are provided between the third beam part 16c and the fourth beam part 16d.
  • the reinforcing upper girder parts 24a, 24b are located outside of the third girder part 18c and the fourth girder part 18d.
  • the upper part of the upright frame 12 further includes a support beam part 26 spanning the third beam part 16c and the fourth beam part 16d.
  • the support beam portion 26 is located between the third beam portion 18c and the fourth beam portion 18d.
  • first beam portion 16a, the second beam portion 16b, the third beam portion 16c, and the fourth beam portion 16d extend along the direction of the arrow X in FIGS. 1 and 2.
  • the first girder part 18a, the second girder part 18b, the third girder part 18c, the fourth girder part 18d, the lower reinforcing girder parts 22a, 22b, the upper girder parts 24a, 24b for reinforcement, and the support girder part 26 are shown in FIG. and extends along the direction of arrow Y in FIG.
  • the arrow X direction and the arrow Y direction are horizontal directions orthogonal to each other.
  • the first column portion 20a, the second column portion 20b, the third column portion 20c, and the fourth column portion 20d extend along the direction of arrow Z in FIGS. 1 and 2.
  • the direction of arrow Z is the vertical direction (direction of gravity).
  • the direction of arrow Z is perpendicular to the direction of arrow X and the direction of arrow Y, respectively.
  • a mesh 32a is fitted into a first frame portion 31a formed by the first beam portion 16a, the first beam portion 18a, the second beam portion 18b, and the second beam portion 16b.
  • a mesh 32b is fitted into the second frame portion 31b formed by the first column portion 18a, the first column portion 20a, the third column portion 20c, and the third column portion 18c.
  • a mesh 32c is fitted into the third frame portion 31c formed by the second column portion 18b, the second column portion 20b, the fourth column portion 20d, and the fourth column portion 18d.
  • a mesh 32d is fitted into the fourth frame portion 31d formed by the first beam portion 16a, the first column portion 20a, the second column portion 20b, and the third beam portion 16c.
  • a mesh 32e is fitted into the fifth frame portion 31e formed by the second beam portion 16b, the third column portion 20c, the fourth column portion 20d, and the fourth beam portion 16d. Mesh 32a-32e improves the strength of upright frame 12.
  • a first side panel member 33a and a second side panel member 33b are provided on the fourth frame portion 31d and the fifth frame portion 31e, which have relatively small areas, respectively.
  • the first side panel member 33a has a flange portion 34a and a hollow cylinder portion 36a that bulges out from the flange portion 34a in the shape of a square prism.
  • the flange portion 34a of the first side panel member 33a is connected to the first beam portion 16a, the first column portion 20a, and the second column portion 20b and the second beam portion 16b via bolts.
  • a side opening 38a is formed in the hollow cylinder portion 36a.
  • the second side panel member 33b has a flange portion 34b and a hollow cylinder portion 36b protruding from the flange portion 34b in the shape of a square prism.
  • the flange portion 34b of the second side panel member 33b is connected to the third beam portion 16c, the third column portion 20c, the fourth column portion 20d, and the fourth beam portion 16d via bolts.
  • a side opening 38b is formed in the hollow cylinder portion 36b.
  • the first side panel member 33a and the second side panel member 33b are preferably made of a hard material such as stainless steel in order to prevent air from flowing into the air layer 46 (see FIG. 3) from the side of the culture device 10. .
  • the first side panel member 33a and the second side panel member 33b may be made of a transparent material such as a transparent acrylic plate. Note that the air layer 46 will be described later.
  • the culture device 10 includes a heat insulating section 40 shown in FIG.
  • the heat insulating section 40 includes a main heat insulating sheet 42, a first sub-insulating sheet 44a, and a second sub-insulating sheet 44b.
  • the main heat insulating sheet 42, the first sub-insulating sheet 44a, and the second sub-insulating sheet 44b are made of sheet-like resin that exhibits translucency and flexibility.
  • the main heat insulating sheet 42 covers the second frame portion 31b, the third frame portion 31c, and the upper opening of the upright frame 12.
  • the main heat insulating sheet 42 is caught by the lower reinforcing beams 22a, 22b and the upper reinforcing beams 24a, 24b. Since the lower reinforcing girder parts 22a, 22b and the upper reinforcing girder parts 24a, 24b are located outside the upright tank part 14, clearances are formed between the main heat insulating sheet 42 and the upright tank part 14, respectively. Ru. Due to this clearance, an air layer 46 is formed between the main heat insulating sheet 42 and the upright tank portion 14. The air layer 46 insulates the upright tank section 14 from the atmosphere outside the main heat insulating sheet 42 .
  • the first sub-insulating sheet 44a covers the side opening 38a of the first side panel member 33a.
  • the second sub-insulating sheet 44b covers the side opening 38b of the second side panel member 33b.
  • FIG. 4 is a schematic overall perspective view of the upright tank section 14.
  • the upright tank section 14 has a container 50 and a partition section 52.
  • a partition section 52 provided inside the container 50 divides the inside of the container 50 into a water storage section 54 and a storage section 56 .
  • the water storage section 54 is a space that stores the stored water W
  • the storage section 56 is a space that stores microalgae and the culture solution L.
  • microalgae is the "Honda DREAMO strain" deposited with the Japan Patent Organism Depositary of the National Institute of Technology and Evaluation.
  • the National Institute of Technology and Product Evaluation Patent Organism Depositary Center is located at Room 120, 2-5-8 Kazusa Kamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture.
  • the Nissan DREAMO stock was deposited on April 22, 2016, and the deposit number is FERM BP-22306.
  • the culture solution L is typically water.
  • the container 50 is formed into a bag shape by bending the first sheet body 62.
  • the first sheet body 62 is rectangular.
  • the second sheet body 64 is rectangular or square.
  • the second sheet body 64 is smaller than half the size of the first sheet body 62.
  • the partition portion 52 is formed by joining the second sheet body 64 to the first sheet body 62 before being bent.
  • the first sheet body 62 and the second sheet body 64 are formed from a flexible and translucent material.
  • a typical example of the first sheet body 62 and the second sheet body 64 is linear low density polyethylene (LLDPE).
  • the second sheet body 64 is stacked on the first sheet body 62 before being folded. At this time, the upper side 62a of the first sheet body 62 and the upper side 64a of the second sheet body 64 are aligned. The peripheral edge of the second sheet body 64 other than the upper edge is joined to the first sheet body 62 . The upper edge of the first sheet body 62 and the upper edge of the second sheet body 64 are not joined. Note that the joining is performed, for example, by welding. The same applies thereafter.
  • the first sheet body 62 is folded along the folding line M shown in FIG. 5A, and the lower side 62b of the first sheet body 62 is aligned with the upper side 62a of the first sheet body 62, as shown in FIG. 5B.
  • the upper peripheral edge of the first sheet body 62 and the lower peripheral edge of the first sheet body 62 overlap.
  • the overlapping portions of the left and right sides of the peripheral edge of the first sheet body 62 are joined. In this case as well, the upper edge is not joined.
  • a bag-shaped container 50 is obtained, the bottom and sides of which are closed and the top of which is open.
  • a compartment 52 made of a second sheet body 64 is provided inside the container 50 .
  • the water storage section 54 is a first inner chamber formed by a part of the container 50 and the partition section 52.
  • the housing section 56 is a second inner chamber formed by the remaining part of the container 50 and the partition section 52.
  • the water storage section 54 and the storage section 56 are adjacent to each other.
  • the accommodating portion 56 is in contact with the water storage portion 54 only through the partition portion 52. That is, the portion of the accommodating portion 56 formed by the container 50 does not come into contact with the water storage portion 54 .
  • this portion will be referred to as a non-contact portion 68.
  • the outer peripheral portion of the storage portion 56 has a contact area that contacts the stored water W when the stored water W is stored in the water storage portion 54, and a non-contact area that does not come into contact with the stored water W.
  • the contact area and the non-contact area are different locations on the outer periphery of the housing portion 56.
  • the above-mentioned non-contact region 68 is the non-contact area.
  • the stored water W is stored in the water storage portion 54, and the culture solution L is stored in the storage portion 56.
  • the upright tank portion 14 expands. At this time, the position of the lower end of the water storage part 54 and the position of the lower end of the accommodating part 56 substantially match. Further, the position of the side end of the water storage section 54 and the position of the side end of the accommodating section 56 substantially match.
  • the size (area) of the second sheet body 64 and the joining area of the first sheet body 62 are determined by the size (area) of the second sheet body 64 and the joint area of the first sheet body 62 such that the end portion of the water storage portion 54 and the end portion of the storage portion 56 are connected to each other in the upright tank portion 14 after expansion. It is designed to satisfy the above relationship.
  • a plurality of upright guide parts 70 are inserted into the housing part 56.
  • the plurality of upright guide parts 70 are arranged at intervals in the width direction (arrow Y direction) along the horizontal direction of the storage part 56.
  • the spacing between adjacent upright guide portions 70 is approximately the same.
  • the case where there are four upright guide parts 70 is illustrated.
  • the number of upright guide parts 70 is not limited to four.
  • each upright guide section 70 will be explained with reference to FIGS. 6 to 8. As shown in FIG. 6, each upright guide section 70 has an upright body section 72, a horizontal ceiling section 74, and a plate-shaped supported section 76.
  • the upright main body part 72 has a lower end 77d facing the bottom of the storage part 56 and an upper end 77u facing the liquid surface of the culture solution L.
  • the upright main body portion 72 extends along the vertical direction (direction of gravity/direction of arrow Z in FIG. 1), similarly to the first column portion 20a to the fourth column portion 20d. Therefore, the lower end 77d of the upright main body 72 faces downward in the vertical direction, and the upper end 77u of the upright main body 72 faces upward in the vertical direction.
  • the upright main body portion 72 has a first wall portion 78a, a second wall portion 78b, and a third wall portion 78c.
  • the first wall portion 78a and the third wall portion 78c are separated from each other with the second wall portion 78b in between, and face each other.
  • the first wall portion 78a and the third wall portion 78c are parallel to each other.
  • the first wall portion 78a and the third wall portion 78c may be non-parallel to each other.
  • the cross-sectional shape of the upright body part 72 in a plane perpendicular to the extending direction of the upright body part 72 is U-shaped as shown in FIG. That is, one side of the upright main body portion 72 is open.
  • one open side of the upright main body portion 72 will be referred to as an intake port 80.
  • the upper ends of the first wall portion 78a, the second wall portion 78b, and the third wall portion 78c are bent at approximately 90 degrees with respect to the vertical direction. This bending provides the upright guide portion 70 with a horizontal ceiling portion 74 .
  • the horizontal ceiling portion 74 continues to the upper end 77u of the upright main body portion 72.
  • the first wall portion 78a, the second wall portion 78b, and the third wall portion 78c are bent in the above-described direction.
  • the cross-sectional shape of the horizontal ceiling part 74 in a plane perpendicular to the extending direction of the horizontal ceiling part 74 is U-shaped like the upright main body part 72.
  • the horizontal ceiling portion 74 has an inverted U-shape in which the ceiling surface is the inner surface (lower surface) of the bent upper end of the second wall portion 78b.
  • a plate-shaped supported portion 76 is provided on the outer surface (upper surface) of the upper end constituting the horizontal ceiling portion 74 via a box-shaped spacer 82.
  • the plate-shaped supported portion 76 is hooked onto the third girder portion 18c and the fourth girder portion 18d of the upright frame 12.
  • the upright guide portion 70 is supported by the upright frame 12 by this hook.
  • the accommodating portion 56 faces the second frame portion 31b
  • the water storage portion 54 faces the third frame portion 31c.
  • the length of the portion extending from the box-shaped spacer 82 toward the third digit portion 18c is longer than the length of the portion extending from the box-shaped spacer 82 toward the fourth digit portion 18d. Small (see Figure 6).
  • a gas supply pipe 84 is supported by the upright guide section 70.
  • One end of the gas supply pipe 84 is connected to a gas supply section 86 shown in FIG.
  • the other end of the gas supply pipe 84 extends around the lower end of the intake port 80 from the back surface of the second wall portion 78b of the upright main body portion 72. Therefore, the gas supplied from the gas supply section 86 is led out from the gas supply pipe 84 at the lower end 77d of the upright main body section 72.
  • the upright guide section 70 located on the leftmost side in FIG. 1 will be referred to as the first guide section 70A.
  • the upright guide section 70 adjacent to the right side of the first guide section 70A is referred to as a second guide section 70B.
  • the upright guide section 70 adjacent to the right side of the second guide section 70B is referred to as a third guide section 70C.
  • the upright guide section 70 located on the rightmost side in FIG. 1 is referred to as a fourth guide section 70D.
  • the intake ports 80 of the first guide part 70A to the fourth guide part 70D all face in the same direction. Therefore, in FIG. 1, the intake port 80 of the first guide section 70A faces the second guide section 70B.
  • the intake port 80 of the second guide part 70B faces the third guide part 70C.
  • the intake port 80 of the third guide section 70C faces the fourth guide section 70D.
  • the intake port 80 of the fourth guide portion 70D faces the right inner surface of the housing portion 56.
  • the second wall portion 78b of the first guide portion 70A is provided close to the left side surface of the accommodating portion 56.
  • the horizontal ceiling part 74 in the first guide part 70A protrudes toward the second guide part 70B.
  • the horizontal ceiling portion 74 in the second guide portion 70B projects toward the third guide portion 70C.
  • the horizontal ceiling part 74 in the third guide part 70C projects toward the fourth guide part 70D.
  • the horizontal ceiling portion 74 of the fourth guide portion 70D projects toward the right inner surface of the housing portion 56.
  • first clamps 90 are provided on the third digit part 18c and the fourth digit part 18d, respectively.
  • the first clamp 90 grips the upper edge of the container 50.
  • the container 50 is thereby supported by the upright frame 12.
  • a second clamp 92 is provided on the support beam portion 26 .
  • the second clamp 92 grips the upper edge of the partition 52.
  • the partition portion 52 is supported by the upright frame 12.
  • the first clamp 90 and the second clamp 92 prevent the upright tank section 14 from hanging down when the water storage section 54 stores the water W and the storage section 56 stores the culture solution L.
  • the culture device 10 according to the first embodiment is basically configured as described above. Next, the effects of the culture device 10 will be explained.
  • the upright tank part 14 is produced by the above-described procedure.
  • the upright tank section 14 has a container 50 made of a first sheet body 62 and a partition section 52 made of a second sheet body 64.
  • a water storage section 54 and a storage section 56 are formed as two inner chambers by the container 50 and the partition section 52.
  • the upright frame 12 is installed outdoors, for example. At this time, it is preferable that the direction of the arrow Y be the east-west direction. This is because in this case, the incident area of sunlight on the upright tank portion 14 becomes large. Further, the non-contact portion 68 is directed southward. As a result, sunlight directly enters the housing section 56.
  • the upright tank section 14 is held on the upright frame 12. That is, the upright tank part 14 is inserted from between the third girder part 18c and the fourth girder part 18d (the upper opening of the upright frame 12). At this time, the bottom of the upright tank section 14 is directed downward. Thereafter, the upper edge of the container 50 is gripped by the first clamps 90 provided on the third digit part 18c and the fourth digit part 18d, respectively. Further, the upper edge portion of the partition portion 52 is gripped by a second clamp 92 provided on the support beam portion 26 .
  • the first guide portion 70A is supported by the upright frame 12. Specifically, from between the third digit part 18c and the fourth digit part 18d (the upper opening of the upright frame 12), the upright body part 72 is directed downward and the plate-shaped supported part 76 is directed upward. Insert the main body part 72 into the accommodating part 56. In the plate-shaped supported portion 76, the dimension along the X direction is larger than the distance between the third digit portion 18c and the fourth digit portion 18d. Therefore, one end of the plate-shaped supported part 76 is caught on the third digit part 18c, and the other end of the plate-shaped supported part 76 is caught on the fourth digit part 18d. Thereby, the first guide portion 70A is supported by the upright frame 12.
  • the second guide part 70B to fourth guide part 70D are supported by the upright frame 12.
  • the distance between two adjacent upright guide portions 70 is approximately equal.
  • the orientations of the intake ports 80 are aligned in the first guide portion 70A to the fourth guide portion 70D.
  • the stored water W is stored in the water storage section 54.
  • the culture solution L and microalgae are accommodated in the accommodation section 56 .
  • the upright tank portion 14 expands.
  • the position of the lower end of the water storage part 54 and the position of the lower end of the accommodating part 56 substantially match.
  • the position of the side end of the water storage section 54 and the position of the side end of the accommodating section 56 substantially match.
  • the upright tank part 14 is held on the upright frame 12 by the first clamp 90 and the second clamp 92, the expanded upright tank part 14 is prevented from hanging down.
  • the second frame portion 31b, third frame portion 31c, and upper opening of the upright frame 12 are covered with the main heat insulating sheet 42.
  • the main heat insulating sheet 42 is caught on the lower reinforcing beams 22a, 22b and the upper reinforcing beams 24a, 24b.
  • an air space 46 is formed between the main insulation sheet 42 and the upright frame 12.
  • the first sub-insulating sheet 44a covers the side opening 38a of the first side panel member 33a
  • the second sub-insulating sheet 44b covers the side opening 38b of the second side panel member 33b.
  • gas containing carbon dioxide is supplied from the gas supply section 86 (see FIG. 1). Gas flows through the gas supply tube 84 and is led out of the gas supply tube 84 at the lower end 77d of the upright body section 72 in the upright guide section 70. As schematically shown in FIG. 10, the gas led out from the gas supply pipe 84 becomes bubbles 102. Bubbles 102 rise along upright body portion 72 . Here, an intake port 80 is formed in the upright main body portion 72. Therefore, when the bubble 102 rises, the culture solution L around the bubble 102 is taken in through the intake port 80, as shown by arrow S in FIG. That is, the culture solution L around the bubbles 102 is caught up in the bubbles 102. The rolled up culture solution L rises along the upright main body portion 72.
  • the upright guide section 70 is provided with a horizontal ceiling section 74.
  • the horizontal ceiling part 74 in the first guide part 70A is connected to the second guide part 70B. It sticks out towards me. Therefore, the culture solution L that is guided by the upright main body part 72 in the first guide part 70A and rises together with the bubbles 102 advances toward the second guide part 70B. That is, the horizontal ceiling portion 74 changes the traveling direction of the bubbles 102 and the culture solution L.
  • the horizontal ceiling part 74 is a deflection part that directs the bubbles 102 (gas) and the culture solution L to one side in the width direction where the upright guide parts 70 are lined up. On one side in the width direction, the adjacent upright guide portion 70 or the inner surface of the accommodating portion 56 is located.
  • the air bubbles 102 and the culture solution L heading toward the second guide section 70B come into contact with the second wall section 78b of the upright main body section 72 in the second guide section 70B.
  • the bubbles 102 and the culture solution L descend along the second wall portion 78b.
  • the flow of the culture solution L that descends along the upright body section 72 in the second guide section 70B cancels out the flow of the culture solution L that rises along the upright body section 72 in the second guide section 70B. be done.
  • the descending culture solution L is caught in the gas led out from the gas supply pipe 84 in the first guide portion 70A. Therefore, the culture solution L that has descended along the upright main body part 72 in the second guide part 70B is drawn toward the first guide part 70A.
  • the culture solution L drawn toward the first guide portion 70A rises by being caught up in the rising air bubbles 102. Therefore, as shown by arrow A in FIG. 10, a small convection occurs between the first guide section 70A and the second guide section 70B. Similarly, small convection also occurs between the second guide section 70B and the third guide section 70C. A small convection also occurs between the third guide section 70C and the fourth guide section 70D. A small convection also occurs between the fourth guide portion 70D and the inner surface of the accommodating portion 56.
  • the air bubbles 102 and the culture solution L leak from the sides of the upright main body section 72. Escape (escape) is avoided.
  • large convection can be generated favorably.
  • the bubbles 102 are diffused by small convection and large convection. That is, carbon dioxide contained in the gas diffuses throughout the culture solution L and is sufficiently dissolved in the culture solution L.
  • the microalgae are stirred by the small convection and the large convection. For this reason, microalgae are prevented from settling or aggregating.
  • an air layer 46 is formed between the main heat insulating sheet 42 and the upright frame 12. This air layer 46 prevents the heat of the atmosphere existing outside the main heat insulating sheet 42 from being transmitted to the housing portion 56 . Further, the storage section 56 is cooled by the stored water W stored in the water storage section 54 . This prevents the temperature of the culture solution L from rising excessively.
  • the non-contact portion 68 faces the sun.
  • the non-contact portion 68 is not in contact with the water storage portion 54 . Therefore, the sunlight that has passed through the main heat insulating sheet 42 directly enters the housing section 56 . Therefore, more sunlight reaches the housing part 56 than when the housing part 56 is entirely surrounded by the water storage part 54. That is, the transmittance of sunlight is improved.
  • microalgae can be cultured well in the entire storage section 56. During cultivation, microalgae sufficiently fix carbon dioxide through active photosynthesis. This consumes carbon dioxide.
  • the culture device 10 there is no need to provide the culture device 10 with stirring blades, a motor, etc. Therefore, there is no need to increase the rigidity of the upright frame 12 excessively. Therefore, it is possible to downsize the culture apparatus 10 and reduce equipment investment. Furthermore, since microalgae fix carbon dioxide, culturing microalgae can contribute to mitigating or reducing the impact of climate change.
  • a culture device 110 according to a second embodiment schematically shown in FIG. 11 will be described.
  • the same name may be given to the component which is the same as the component which comprises the culture device 10, or corresponds, and detailed description may be abbreviate
  • the culture device 110 includes an inclined frame 112 as a holding member and an inclined tank section 114.
  • the inclined frame 112 has a main frame portion 116 and two back support columns 117. Note that in FIG. 11, one of the two back support columns 117 is shown.
  • the main frame section 116 like the upright frame 12, has four beam sections, four column sections, four girder sections, four reinforcing girder sections, and one support girder section 126.
  • the four digit parts are a first digit part 120a, a second digit part 120b, a third digit part 120c, and a fourth digit part 120d.
  • the four reinforcing girder parts are lower reinforcing girder parts 122a, 122b and upper reinforcing girder parts 124a, 124b.
  • the reinforcing lower girder parts 122a and 122b are located on the outer side (in the direction away from the inclined tank part 114) than the first girder part 120a and the second girder part 120b.
  • the reinforcing upper beam portions 124a and 124b are located outside of the third beam portion 120c and the fourth beam portion 120d.
  • the column portions 119a and 119b are inclined at an angle ⁇ with respect to the beam portion 118a. Similarly, the remaining two columns (not shown) are also inclined at an angle ⁇ with respect to the lower beam (not shown). Therefore, the four pillars including pillars 119a and 119b are inclined at an angle of 90°- ⁇ with respect to the vertical direction. Note that the angle ⁇ is, for example, within the range of 45° to 70°, but is not limited to this range.
  • the lower end of the back support column 117 is joined to the end of the beam portion 118a.
  • the back support column 117 extends along the vertical direction.
  • the upper end of the back support column 117 is joined to one end of the beam portion 118c.
  • the support beam portion 126 is located between the third beam portion 120c and the fourth beam portion 120d.
  • meshes are fitted into the frame portions of the inclined frame 112, respectively, similarly to the first embodiment. Furthermore, first clamps are provided on the third digit portion 120c and fourth digit portion 120d, and a second clamp is provided on the support digit portion 126 (see FIGS. 1 and 2).
  • the inclined tank section 114 is provided in accordance with the upright tank section 14. That is, the inclined tank portion 114 has a container 50 made of the first sheet body 62 and a partition portion 52 made of the second sheet body 64. A water storage section 54 and a storage section 56 are formed inside the inclined tank section 114.
  • the inclined tank section 114 is inclined corresponding to the main frame section 116 of the inclined frame 112. Although not particularly illustrated, the upper end of the inclined tank portion 114 is held by, for example, a clamp provided on the third digit portion 120c and the fourth digit portion 120d. Further, in the same manner as in the first embodiment, a heat insulating section 40 covering the inclined frame 112 may be provided.
  • a plurality of inclined guide parts 170 are inserted into the accommodating part 56.
  • the plurality of inclined guide parts 170 are arranged along the direction of arrow Y in FIG.
  • the intervals between adjacent inclined guide portions 170 are substantially the same.
  • a case is illustrated in which there are four inclined guide parts 170.
  • the number of inclined guide parts 170 is not limited to four.
  • each inclined guide section 170 has an inclined main body section 172, an inclined ceiling section 174, and a bar-shaped supported section 176.
  • the inclined main body portion 172 has a lower end 177d facing the bottom of the storage portion 56 and an upper end 177u facing the liquid surface of the culture solution L.
  • the inclined main body part 172 like the four pillar parts including the pillar parts 119a and 119b, is tilted at an angle of 90°- ⁇ with respect to the vertical direction (direction of gravity/direction of arrow Z in FIG. 11).
  • the inclined main body portion 172 has a first wall portion 178a and a second wall portion 178b.
  • the second wall portion 178b is bent to intersect with the first wall portion 178a at approximately 90°. Therefore, the cross-sectional shape of the inclined main body part 172 in a plane perpendicular to the extending direction of the inclined main body part 172 is L-shaped as shown in FIG. That is, the inclined main body portion 172 has an intake port 180 formed by opening two side surfaces thereof.
  • the first wall part 178a faces the first side wall 561 of the accommodating part 56, which faces diagonally upward, substantially in parallel.
  • the upper ends of the first wall portion 178a and the second wall portion 178b are bent at approximately 90 degrees with respect to the vertical direction. Due to this bending, an inclined ceiling portion 174 is provided in the inclined guide portion 170.
  • the sloped ceiling portion 174 continues to the upper end 177u of the sloped main body portion 172.
  • the sloped ceiling portion 174 when the sloped ceiling portion 174 is viewed from the direction XIV in FIG. has an L-shape similar to the inclined main body portion 172.
  • the inclined ceiling part 174 has an inclined inverted L-shape, with the inner surfaces of the bent upper ends of the first wall part 178a and the second wall part 178b serving as ceiling surfaces.
  • the intersection angle between the inclined main body portion 172 and the inclined ceiling portion 174 is an obtuse angle slightly larger than 90°.
  • the inclined ceiling part 174 extends along the width direction in which the inclined guide parts 170 are lined up. Therefore, when the culture apparatus 110 is viewed from a horizontal direction perpendicular to the width direction in which the inclined guide parts 170 are lined up, the inclined guide parts 170 are slightly inclined with respect to the vertical direction, as shown in FIG.
  • a bar-shaped supported portion 176 is provided on the outer surface of the upper end portion of the first wall portion 178a with a plate-shaped spacer 182 interposed therebetween.
  • the plate spacer 182 is inclined with respect to the vertical direction and the horizontal direction similarly to the first wall portion 178a.
  • the bar-shaped supported portion 176 extends along the horizontal direction. Therefore, the bar-shaped supported portion 176 is joined to the plate-shaped spacer 182 while being inclined at a predetermined angle with respect to the plate-shaped spacer 182.
  • the bar-shaped supported part 176 is hooked onto the third digit part 120c and the fourth digit part 120d of the inclined frame 112. By this hook, the inclined guide portion 170 is supported by the inclined frame 112.
  • the storage section 56 faces leftward
  • the water storage section 54 faces rightward. Therefore, in the bar-shaped supported portion 176, the length of the portion extending from the plate-shaped spacer 182 toward the third digit portion 120c is longer than the length of the portion extending from the plate-shaped spacer 182 toward the fourth digit portion 120d. small.
  • a gas supply pipe 84 is supported by the inclined guide portion 170.
  • One end of the gas supply pipe 84 is connected to a gas supply section 86 shown in FIG.
  • the other end of the gas supply pipe 84 extends around the lower end of the intake port 180 from the back surface of the first wall portion 178a of the inclined main body portion 172. Therefore, the gas supplied from the gas supply section 86 is led out from the gas supply pipe 84 at the lower end of the inclined guide section 170.
  • first guide section 170A The inclined guide section 170 adjacent to the right side of the first guide section 170A is called a second guide section 170B.
  • the inclined guide section 170 adjacent to the right side of the third guide section 170C is referred to as a third guide section 170C.
  • the inclined guide part 170 located on the rightmost side in FIG. 15 is called a fourth guide part 170D.
  • the first wall part 178a of all of the first guide part 170A to the fourth guide part 170D faces vertically upward.
  • the intake ports 180 face in the same direction in all of the first guide part 170A to the fourth guide part 170D.
  • the intake port 180 of the first guide part 170A faces the second guide part 170B.
  • the intake port 180 of the second guide part 170B faces the third guide part 170C.
  • the intake port 180 of the third guide section 170C faces the fourth guide section 170D located on the rightmost side.
  • the intake port 180 of the fourth guide portion 170D faces the right inner surface of the housing portion 56.
  • the second wall portion 178b of the first guide portion 170A is provided close to the left side surface of the accommodating portion 56.
  • the inclined ceiling part 174 in the first guide part 170A protrudes toward the second guide part 170B.
  • the inclined ceiling part 174 in the second guide part 170B projects toward the third guide part 170C.
  • the inclined ceiling part 174 in the third guide part 170C projects toward the fourth guide part 170D.
  • the inclined ceiling part 174 in the fourth guide part 170D projects toward the inner surface of the housing part 56.
  • the culture device 110 according to the second embodiment is manufactured in accordance with the culture device 10, and is installed outdoors, for example.
  • a case in which microalgae are cultured using this culture device 110 will be described.
  • the stored water W is stored in the water storage section 54. Moreover, the culture solution L and microalgae are accommodated in the accommodation section 56 . As a result, the inclined tank portion 114 expands. At this time, the position of the lower end of the water storage part 54 and the position of the lower end of the accommodating part 56 substantially match. Further, the position of the side end of the water storage section 54 and the position of the side end of the accommodating section 56 substantially match. As in the first embodiment, the inclined tank part 114 is held on the inclined frame 112 by the first clamp 90 and the second clamp 92, so that the expanded inclined tank part 114 is prevented from hanging down.
  • gas containing carbon dioxide is supplied from the gas supply section 86 (see FIG. 11). Gas flows through the gas supply pipe 84 and is led out of the gas supply pipe 84 at the lower end of the inclined body portion 172 in the inclined guide portion 170 . As schematically shown in FIG. 15, the gas led out from the gas supply pipe 84 becomes bubbles 102. After the bubbles 102 rise slightly upward in the vertical direction, they contact the first wall portion 178a of the inclined main body portion 172. From this point on, the bubbles 102 rise along the first wall portion 178a that is inclined with respect to the vertical direction.
  • the bubbles 102 can be guided in a direction inclined with respect to the vertical direction. That is, in this case, it is possible to advance (rise) the bubbles 102 in accordance with the inclination of the storage portion 56.
  • an intake port 180 is formed in the inclined main body portion 172. Therefore, when the bubble 102 rises, the culture solution L around the bubble 102 is taken in from the intake port 180, similar to the first embodiment. That is, the culture solution L around the bubbles 102 is caught up in the bubbles 102.
  • the rolled-up culture solution L rises along the inclined main body portion 172.
  • An inclined ceiling section 174 is provided above the inclined guide section 170. The bubble 102 stops at the corner where the first wall 178a and the second wall 178b intersect.
  • the sloped ceiling part 174 in the first guide part 170A is connected to the second guide part 170B. It sticks out towards me. Therefore, the culture solution L that is guided by the inclined main body part 172 in the first guide part 170A and rises together with the bubbles 102 advances toward the second guide part 170B. That is, the inclined ceiling portion 174 changes the traveling direction of the bubbles 102 and the culture solution L. In this way, the inclined ceiling part 174 is also a deflection part that directs the bubbles 102 (gas) and the culture solution L to one side in the width direction where the inclined guide parts 170 are arranged.
  • the adjacent inclined guide portion 170 or the inner surface of the accommodating portion 56 is located on one side in the width direction.
  • intersection angle between the inclined main body portion 172 and the inclined ceiling portion 174 is an obtuse angle of more than 90°. In this case, larger convection can occur than when the intersection angle between the inclined main body portion 172 and the inclined ceiling portion 174 is an acute angle or a right angle.
  • microalgae are well cultured throughout the storage section 56 in the second embodiment as well. During cultivation, microalgae sufficiently fix carbon dioxide through photosynthesis. This consumes carbon dioxide. That is, the second embodiment also provides the same effects as the first embodiment. Specifically, it is possible to downsize the culture apparatus 110 and reduce equipment investment. It can also contribute to mitigation or impact reduction of climate change.
  • FIG. 16 is a sectional view of the main body portion 202 of the inclined guide portion 200 in a plane perpendicular to the direction in which the inclined guide portion 200 extends.
  • the main body part 202 of this inclined guide part 200 has a first wall part 204a, a second wall part 204b, and a third wall part 204c.
  • the first wall portion 204a and the third wall portion 204c are continuous so as to be perpendicular to the second wall portion 204b. That is, the first wall portion 204a and the third wall portion 204c are substantially parallel.
  • the accommodating part 56 is arranged at an angle, the first wall part 204a faces the first side wall 561 (see FIG.
  • the third wall part 204c faces the obliquely upward direction of the accommodating part 56. It faces substantially parallel to the second side wall 562 (see FIG. 11) facing downward.
  • the protruding length of the first wall 204a from the second wall 204b is longer than the protruding length of the third wall 204c from the second wall 204b.
  • the first wall portion 204a is longer than the third wall portion 204c.
  • the first wall 204a, the second wall 204b, and the third wall 204c have a U-shape with one short side.
  • An opening formed between the first wall portion 204a and the third wall portion 204c is an intake port 206.
  • This inclined guide part 200 is held by the inclined frame 112 in the same manner as the inclined guide part 170, and is inserted into the accommodating part 56. At this time, the first wall portion 204a is directed diagonally upward, and the third wall portion 204c is directed diagonally downward.
  • the traveling direction of the gas is changed toward the first wall 204a.
  • the third wall portion 204c reduces the opening area of the intake port 206 and functions as a baffle plate.
  • the first wall portion 204a is wider than the third wall portion 204c. This prevents gas from leaking from the intake port 206.
  • the present embodiment is a culture device (10) for culturing microalgae in a culture solution (L), which includes a storage section (56) that can accommodate the culture solution and the microalgae;
  • a plurality of guide portions (70A to 70D, 170A to 170D) are provided inside the storage portion at intervals in a width direction along the horizontal direction of the storage portion, and gas is supplied to the plurality of guide portions.
  • each of the plurality of guide parts has a main body part (72, 172) and a ceiling part (74, 174), and the main body part a lower end (77d, 177d) facing the bottom of the section, and an upper end (77u, 177u) facing the liquid surface of the culture solution, the gas is supplied from the gas supply section to the lower end, and the ceiling section discloses a culture device in which the ceiling portion is provided at the upper end of the main body portion, and the ceiling portion is a deflection portion that directs the gas rising along the main body portion to one side in the width direction.
  • microalgae By providing such a deflection section, convection of the culture solution can be generated within the storage section. As a result, gases such as carbon dioxide are sufficiently diffused and dissolved in the culture solution. Furthermore, since convection occurs in the culture solution, the microalgae are agitated. Therefore, precipitation or aggregation of microalgae within the culture solution is avoided. For the reasons mentioned above, microalgae can be made to actively perform photosynthesis.
  • the microalgae fixes even more carbon dioxide. In other words, more carbon dioxide is consumed. Therefore, the culture device contributes to mitigating or reducing the effects of climate change.
  • the present embodiment discloses a culture device in which the cross-sectional shape of the main body in a plane perpendicular to the extending direction of the main body is U-shaped or L-shaped.
  • the present embodiment discloses a culture device in which the cross-sectional shape of the ceiling part in a plane perpendicular to the extending direction of the ceiling part is U-shaped or L-shaped.
  • the accommodating portion is arranged to be inclined with respect to the vertical direction
  • the guide portion has a first wall portion (178a) and a second wall portion (178b), and the first wall portion and the second wall portion are connected in an L-shape to form an L-shape, and when the storage portion is arranged at an inclined angle, the first wall portion is substantially parallel to a side wall of the storage portion facing diagonally upward.
  • a facing culture device is disclosed.
  • the first wall part directs the gas along the inclination of the accommodating part to the liquid level. We can guide you to nearby areas. This allows the above-mentioned convection to occur.
  • the accommodating portion is arranged obliquely with respect to the vertical direction, and the accommodating portion includes a first wall portion (78a), a second wall portion (78b), and a third wall portion (78c).
  • the first wall, the second wall, and the third wall are connected in a U-shape to form a U-shape, and the first wall and the third wall are connected to each other in a U-shape.
  • the first wall portions are spaced apart and facing each other across a second wall portion, and when the storage portion is arranged at an inclined angle, the first wall portion faces substantially parallel to a first side wall facing diagonally upward of the storage portion, and the third wall portion are substantially parallel to a second side wall of the accommodating portion facing diagonally downward, and the protruding length of the first wall from the second wall is equal to the length of the third wall from the second wall.
  • a culture device having a longer protrusion length.
  • the accommodating part is inclined with respect to the vertical direction, even if the main body of the guide part is U-shaped, the first wall part located on the upper side is lower than the third wall part located on the lower side. Since the length is long, the gas can be guided to the vicinity of the liquid level along the slope of the storage section. Therefore, even in this case, it is possible to cause the above-mentioned convection.
  • the present embodiment includes a holding member that holds the accommodating part, and the guide part has a supported part (76, 176) provided on the upper part of the ceiling part, and the supported part A culture device supported by a member is disclosed.
  • an upright guide whose main body section has an L-shape may be used similarly to the inclined guide section 170.
  • an upright guide whose main body section has the same shape as the inclined guide section 200 may be used.
  • the intersection angle between the upright main body part 72 and the horizontal ceiling part 74 may be an obtuse angle, similar to the intersection angle between the inclined main body part 172 and the inclined ceiling part 174 in the second embodiment.

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Abstract

培養装置（１０）は、培養液（Ｌ）及び微細藻類を収容可能な収容部（５６）と、収容部（５６）に設けられた複数個のガイド部（７０）とを備える。ガイド部（７０）は、本体部（７２）と、本体部（７２）の上端（７７ｕ）に設けられた天井部（７４）とを有する。本体部（７２）において、収容部（５６）の底部を向く下端（７７ｄ）には、ガスが供給される。天井部（７４）は、このガスを、該ガイド部（７０）から、収容部（５６）の幅方向一方に向かわせる。

Description

培養装置
　本発明は、微細藻類を培養するための培養装置に関する。
　従来、気候変動の緩和又は影響軽減を目的とした取り組みが継続され、この実現に向けて二酸化炭素の排出量低減に関する研究開発が行われている。この観点から、微細藻類が着目されている。微細藻類は、光合成によって二酸化炭素を消費するからである。従って、微細藻類を培養する培養装置は、気候変動の緩和又は影響軽減に寄与する装置として期待されている。
　特表２０１３－５２１７８３号公報には、可撓性のフィルム材からなる培養チャンバを有する培養装置（光バイオリアクタ）が開示されている。培養チャンバには藻類が収容される。この培養チャンバに対し、工場で発生した二酸化炭素が供給される。特開２０１５－１９８６４９号公報に記載されるように、培養液が撹拌翼等で撹拌されることもある。この撹拌により、二酸化炭素が培養液に十分に溶解する。
　特開２０１５－１９８６４９号公報に記載されるように撹拌翼を設ける場合、撹拌翼を回転させるモータと、モータを支持する支持部材とが必要である。また、支持部材には、モータの重量で変形しない程度の剛性が必要であるが、このような支持部材は概して大型である。このため、培養装置が大規模とならざるを得ない。また、設備投資が高騰する。以上のように、気候変動の緩和又は影響軽減においては、設備が大規模であり、設備投資の低廉化が容易ではないことが課題である。
　本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
　本発明の一実施形態によれば、培養液中で微細藻類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類を収容可能な収容部と、前記収容部の水平方向に沿った幅方向に間隔を置いて前記収容部の内部に設けられた複数個のガイド部と、前記複数個のガイド部にガスを供給するガス供給部と、を備え、前記複数個のガイド部の各々は、本体部と天井部とを有し、前記本体部は、前記収容部の底部を向く下端と、前記培養液の液面を向く上端とを有し、前記下端に、前記ガス供給部から前記ガスが供給され、前記天井部は、前記本体部の前記上端に設けられ、且つ前記天井部は、前記本体部に沿って上昇した前記ガスを前記幅方向の一方に向かわせる偏向部である培養装置が提供される。
　本発明によれば、ガイド部の天井部による偏向に基づいて、ガイド部に案内されたガスが、該ガイド部に隣接する別のガイド部に向かう。その結果、収容部内において、培養液の対流が生じる。この対流により、二酸化炭素等のガスが培養液に十分に拡散されて溶解される。また、培養液に対流が生じるので、微細藻類が撹拌される。このため、培養液内で微細藻類が沈殿すること又は凝集すること等が回避される。以上のような理由から、微細藻類に光合成を活発に行わせることができる。
　微細藻類の光合成が活発になると、微細藻類が多量の二酸化炭素を固定する。換言すれば、多量の二酸化炭素が消費される。このため、培養装置は、気候変動の緩和又は影響軽減に寄与することができる。
　また、上記のように培養液及び微細藻類が撹拌されるので、培養装置に撹拌翼及びモータ等を設ける必要がない。このため、培養装置の小規模化と、設備投資の低廉化とを図ることができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る培養装置の概略斜視図である。 図２は、培養装置の概略分解斜視図である。 図３は、培養装置を長手方向から見た概略縦断面図である。 図４は、貯水部及び収容部を形成する直立槽部の概略全体斜視図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、直立槽部の作製過程を示す概略図である。 図６は、直立ガイド部の概略斜視図である。 図７は、図６中のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。 図８は、図６中のＶＩＩＩ方向から見た正面図である。 図９は、直立槽部に支持体を収容した状態を示す概略縦断面図である。 図１０は、収容部内で対流が起こることを示す模式図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係る培養装置を長手方向から見た概略縦断面図である。 図１２は、傾斜ガイド部の概略斜視図である。 図１３は、図１２中のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面図である。 図１４は、図１２中のＸＩＶ方向から見た正面図である。 図１５は、収容部内で対流が起こることを示す模式図である。 図１６は、図６及び図１２とは別の形状であるガイド部における本体部の断面図である。
　図１は、第１実施形態に係る培養装置１０の概略斜視図である。培養装置１０は、保持部材としての直立フレーム１２と、直立フレーム１２に保持される直立槽部１４（図４参照）とを備える。図１及び図２を参照して直立フレーム１２につき説明すると、直立フレーム１２の下部は、第１梁部１６ａ及び第２梁部１６ｂと、第１梁部１６ａから第２梁部１６ｂに向かって延在する第１桁部１８ａ及び第２桁部１８ｂとを有する。第１梁部１６ａには、第１柱部２０ａ及び第２柱部２０ｂの下端が接合される。第２梁部１６ｂには、第３柱部２０ｃ及び第４柱部２０ｄの下端が接合される。第１梁部１６ａと第２梁部１６ｂとの間には、２個の補強用下桁部２２ａ、２２ｂが設けられる。補強用下桁部２２ａ、２２ｂは、第１桁部１８ａ及び第２桁部１８ｂよりも外側（直立槽部１４から離間する方向）に位置する。
　直立フレーム１２の上部は、第３梁部１６ｃ及び第４梁部１６ｄと、第３梁部１６ｃから第４梁部１６ｄに向かって延在する第３桁部１８ｃ及び第４桁部１８ｄとを有する。第１柱部２０ａ及び第２柱部２０ｂの上端は、第３梁部１６ｃに接合される。第３柱部２０ｃ及び第４柱部２０ｄの上端は、第４梁部１６ｄに接合される。第３梁部１６ｃと第４梁部１６ｄとの間には、２個の補強用上桁部２４ａ、２４ｂが設けられる。補強用上桁部２４ａ、２４ｂは、第３桁部１８ｃ及び第４桁部１８ｄよりも外側に位置する。直立フレーム１２の上部は、第３梁部１６ｃと第４梁部１６ｄとに跨がる支持桁部２６をさらに有する。支持桁部２６は、第３桁部１８ｃと第４桁部１８ｄとの間に位置する。
　以上において、第１梁部１６ａ、第２梁部１６ｂ、第３梁部１６ｃ及び第４梁部１６ｄは、図１及び図２中の矢印Ｘ方向に沿って延在する。第１桁部１８ａ、第２桁部１８ｂ、第３桁部１８ｃ、第４桁部１８ｄ、補強用下桁部２２ａ、２２ｂ、補強用上桁部２４ａ、２４ｂ及び支持桁部２６は、図１及び図２中の矢印Ｙ方向に沿って延在する。矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向は、互いに直交する水平方向である。第１柱部２０ａ、第２柱部２０ｂ、第３柱部２０ｃ及び第４柱部２０ｄは、図１及び図２中の矢印Ｚ方向に沿って延在する。矢印Ｚ方向は、鉛直方向（重力方向）である。矢印Ｚ方向は、矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に対してそれぞれ直交する。
　図２に示すように、第１梁部１６ａ、第１桁部１８ａ、第２桁部１８ｂ及び第２梁部１６ｂで形成される第１枠部３１ａ内には、メッシュ３２ａが嵌合される。第１桁部１８ａ、第１柱部２０ａ、第３柱部２０ｃ及び第３桁部１８ｃで形成される第２枠部３１ｂ内には、メッシュ３２ｂが嵌合される。第２桁部１８ｂ、第２柱部２０ｂ、第４柱部２０ｄ及び第４桁部１８ｄで形成される第３枠部３１ｃ内には、メッシュ３２ｃが嵌合される。第１梁部１６ａ、第１柱部２０ａ、第２柱部２０ｂ及び第３梁部１６ｃで形成される第４枠部３１ｄ内には、メッシュ３２ｄが嵌合される。第２梁部１６ｂ、第３柱部２０ｃ、第４柱部２０ｄ及び第４梁部１６ｄで形成される第５枠部３１ｅ内には、メッシュ３２ｅが嵌合される。メッシュ３２ａ～３２ｅは、直立フレーム１２の強度を向上させる。
　面積が比較的小さい第４枠部３１ｄ及び第５枠部３１ｅには、第１サイドパネル部材３３ａ及び第２サイドパネル部材３３ｂがそれぞれ設けられる。第１サイドパネル部材３３ａは、フランジ部３４ａと、該フランジ部３４ａから四角柱形状に膨出した中空筒部３６ａとを有する。第１サイドパネル部材３３ａのフランジ部３４ａは、ボルトを介して、第１梁部１６ａ、第１柱部２０ａ、及び第２柱部２０ｂ及び第２梁部１６ｂに連結される。中空筒部３６ａには、側部開口３８ａが形成される。第２サイドパネル部材３３ｂも同様に、フランジ部３４ｂと、該フランジ部３４ｂから四角柱形状に膨出した中空筒部３６ｂとを有する。第２サイドパネル部材３３ｂのフランジ部３４ｂは、ボルトを介して、第３梁部１６ｃ、第３柱部２０ｃ、第４柱部２０ｄ及び第４梁部１６ｄに連結される。中空筒部３６ｂには、側部開口３８ｂが形成される。第１サイドパネル部材３３ａ及び第２サイドパネル部材３３ｂは、培養装置１０の側部から空気層４６（図３参照）に空気が流れ込むことを防ぐため、ステンレス鋼等の硬質材料からなることが好ましい。代替的に、第１サイドパネル部材３３ａ及び第２サイドパネル部材３３ｂを、透明アクリル板等の透光性を示す素材から作製してもよい。なお、空気層４６については後述する。
　培養装置１０は、図１に示す断熱部４０を備える。この場合、断熱部４０は、主断熱シート４２と、第１副断熱シート４４ａと、第２副断熱シート４４ｂとを有する。主断熱シート４２、第１副断熱シート４４ａ及び第２副断熱シート４４ｂは、透光性及び可撓性を示すシート状樹脂から設けられる。
　図３に示すように、主断熱シート４２は、直立フレーム１２における第２枠部３１ｂ、第３枠部３１ｃ及び上部開口を覆う。この場合、主断熱シート４２は、補強用下桁部２２ａ、２２ｂ及び補強用上桁部２４ａ、２４ｂに引っ掛かる。補強用下桁部２２ａ、２２ｂ及び補強用上桁部２４ａ、２４ｂが直立槽部１４よりも外側に位置しているので、主断熱シート４２と直立槽部１４との間にクリアランスがそれぞれ形成される。このクリアランスにより、主断熱シート４２と直立槽部１４との間に空気層４６が形成される。空気層４６により、主断熱シート４２の外部の大気に対して直立槽部１４が断熱される。
　なお、図１に示すように、第１副断熱シート４４ａは、第１サイドパネル部材３３ａの側部開口３８ａを覆う。第２副断熱シート４４ｂは、第２サイドパネル部材３３ｂの側部開口３８ｂを覆う。
　直立槽部１４について説明する。図４は、直立槽部１４の概略全体斜視図である。直立槽部１４は、容器５０と、区画部５２とを有する。容器５０内に設けられた区画部５２は、該容器５０内を、貯水部５４と収容部５６とに区分する。貯水部５４は貯留水Ｗを貯留するスペースであり、収容部５６は微細藻類及び培養液Ｌを収容するスペースである。微細藻類の具体例としては、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に寄託した「ＨｏｎｄａＤＲＥＡＭＯ株」が挙げられる。製品評価技術基盤機構特許生物寄託センターの所在地は、千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８　１２０号室である。ＨｏｎｄａＤＲＥＡＭＯ株の受託日は２０１６年４月２２日であり、受託番号はＦＥＲＭ　ＢＰ－２２３０６である。この場合、培養液Ｌは、典型的には水である。
　図５Ａ及び図５Ｂに示すように、容器５０は、第１シート体６２が折り曲げられることで袋状に形成される。第１シート体６２は、長方形である。第２シート体６４は、長方形又は正方形である。第２シート体６４は、第１シート体６２の半分の大きさよりも小さい。区画部５２は、折り曲げられる前の第１シート体６２に第２シート体６４が接合されることで形成される。第１シート体６２及び第２シート体６４は、可撓性及び透光性を有する素材から形成される。第１シート体６２及び第２シート体６４の典型例としては、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が挙げられる。
　具体的に、図５Ａに示すように、第２シート体６４を、折り曲げられる前の第１シート体６２に重ねる。このとき、第１シート体６２の上辺６２ａと、第２シート体６４の上辺６４ａとを合わせる。第２シート体６４の周縁部のうち上縁部以外を第１シート体６２に接合する。第１シート体６２の上縁部と、第２シート体６４の上縁部とは接合しない。なお、接合は、例えば、溶着によって行われる。以降も同様である。
　次に、第１シート体６２を、図５Ａ中に示す折曲線Ｍで折り曲げ、図５Ｂに示すように、第１シート体６２の下辺６２ｂを該第１シート体６２の上辺６２ａに合わせる。これにより、第１シート体６２の上部の周縁部と、該第１シート体６２の下部の周縁部とが重なる。次に、第１シート体６２の周縁部のうち左右側部の重なり部分を接合する。この場合においても上縁部は接合しない。これにより、下部及び側部が閉塞され且つ上部が開口端である袋状の容器５０が得られる。容器５０の内部には、第２シート体６４からなる区画部５２が設けられる。
　このように、袋状の容器５０の内部が区画部５２で仕切られることにより、貯水部５４及び収容部５６が形成される。貯水部５４は、容器５０の一部と区画部５２とで形成される第１の内室である。収容部５６は、容器５０の残りの一部と区画部５２とで形成される第２の内室である。貯水部５４と収容部５６とは互いに隣接する。また、収容部５６は、区画部５２を介してのみ貯水部５４に接する。すなわち、収容部５６において、容器５０で形成される部分は、貯水部５４に接しない。以下、この部分を非当接部位６８と呼ぶ。収容部５６の外周部は、貯水部５４に貯留水Ｗが貯留されているときに、貯留水Ｗに接触する接触領域と、貯留水Ｗに接触しない非接触領域とを有する。接触領域と非接触領域とは、収容部５６の外周部における互いに異なる箇所である。上記の非当接部位６８は、当該非接触領域である。
　第１シート体６２（容器５０）及び第２シート体６４（区画部５２）が可撓性を示すことから、貯水部５４に貯留水Ｗを貯留し、且つ収容部５６に培養液Ｌを収容した場合、図４に示すように、直立槽部１４が膨張する。このとき、貯水部５４の下端部の位置と、収容部５６の下端部の位置とが略一致する。また、貯水部５４の側部端部の位置と、収容部５６の側部端部の位置とが略一致する。すなわち、第２シート体６４の大きさ（面積）と、第１シート体６２の接合領域とは、膨張後の直立槽部１４において、貯水部５４の端部と収容部５６の端部とが上記の関係を満たすように設計される。
　収容部５６には、複数個の直立ガイド部７０（図１参照）が挿入される。図１において、複数個の直立ガイド部７０は、収容部５６の水平方向に沿った幅方向（矢印Ｙ方向）に間隔を置いて並べられている。隣接する直立ガイド部７０同士の間隔は、略同じである。なお、第１実施形態では、直立ガイド部７０が４個である場合を例示する。しかしながら、直立ガイド部７０の個数は４個に限定されない。
　直立ガイド部７０につき、図６～図８を参照して説明する。図６に示すように、個々の直立ガイド部７０は、直立本体部７２と、水平天井部７４と、板型被支持部７６とを有する。
　直立本体部７２は、収容部５６の底部を向く下端７７ｄと、培養液Ｌの液面を向く上端７７ｕとを有する。直立本体部７２は、この場合、第１柱部２０ａ～第４柱部２０ｄと同様に、鉛直方向（重力方向／図１中の矢印Ｚ方向）に沿って延在する。従って、直立本体部７２の下端７７ｄは鉛直方向下方を向き、直立本体部７２の上端７７ｕは鉛直方向上方を向く。
　直立本体部７２は、第１壁部７８ａと、第２壁部７８ｂと、第３壁部７８ｃとを有する。第１壁部７８ａと第３壁部７８ｃとは、第２壁部７８ｂを挟んで離間し且つ互いに向かい合う。本実施形態では、第１壁部７８ａと第３壁部７８ｃとは互いに平行である。なお、第１壁部７８ａと第３壁部７８ｃとは互いに非平行でもよい。直立本体部７２の延在方向と垂直な面における直立本体部７２の断面形状は、図７に示すようにＵ字形状をなす。すなわち、直立本体部７２の一側面は開口している。以下、直立本体部７２における開口した一側面を取込口８０と呼ぶ。
　第１壁部７８ａ、第２壁部７８ｂ及び第３壁部７８ｃの上端は、鉛直方向に対して略９０°屈曲されている。この屈曲により、直立ガイド部７０に水平天井部７４が設けられる。水平天井部７４は、直立本体部７２の上端７７ｕに連なる。
　第１壁部７８ａ、第２壁部７８ｂ及び第３壁部７８ｃが上記した方向に屈曲されている。図８に示すように、水平天井部７４の延在方向と垂直な面における水平天井部７４の断面形状は、直立本体部７２と同様にＵ字形状をなしている。ただし、水平天井部７４は、第２壁部７８ｂにおける屈曲した上端の内面（下面）を天井面とする逆Ｕ字形状である。
　図６に示すように、第２壁部７８ｂにおいて、水平天井部７４を構成する上端の外面（上面）には、箱形スペーサ８２を介して板型被支持部７６が設けられる。図１に示すように、板型被支持部７６は、直立フレーム１２の第３桁部１８ｃ及び第４桁部１８ｄに引っ掛けられる。この引っ掛けにより、直立ガイド部７０が直立フレーム１２に支持される。図１において、収容部５６は第２枠部３１ｂを向き、貯水部５４は第３枠部３１ｃを向く。このため、板型被支持部７６において、箱形スペーサ８２から第３桁部１８ｃに向かって延びる部分の長さは、箱形スペーサ８２から第４桁部１８ｄに向かって延びる部分の長さよりも小さい（図６参照）。
　直立ガイド部７０には、ガス供給管８４が支持される。ガス供給管８４の一端は、図１に示されるガス供給部８６に接続されている。ガス供給管８４の他端は、直立本体部７２の第２壁部７８ｂの背面から、取込口８０の下端に回り込んでいる。従って、ガス供給部８６から供給されたガスは、直立本体部７２の下端７７ｄにおいてガス供給管８４から導出される。
　以下、便宜的に、図１における最左方に位置する直立ガイド部７０を第１ガイド部７０Ａと呼ぶ。第１ガイド部７０Ａの右方に隣接する直立ガイド部７０を第２ガイド部７０Ｂと呼ぶ。第２ガイド部７０Ｂの右方に隣接する直立ガイド部７０を第３ガイド部７０Ｃと呼ぶ。図１における最右方に位置する直立ガイド部７０を第４ガイド部７０Ｄと呼ぶ。
　第１ガイド部７０Ａ～第４ガイド部７０Ｄが収容部５６に挿入されたとき、第１ガイド部７０Ａ～第４ガイド部７０Ｄの取込口８０は全て、同一方向を向く。従って、図１において、第１ガイド部７０Ａの取込口８０は、第２ガイド部７０Ｂを向く。第２ガイド部７０Ｂの取込口８０は、第３ガイド部７０Ｃを向く。第３ガイド部７０Ｃの取込口８０は、第４ガイド部７０Ｄを向く。第４ガイド部７０Ｄの取込口８０は、収容部５６の右内面を向く。なお、第１ガイド部７０Ａの第２壁部７８ｂは、収容部５６の左側面に近接するように設けられる。
　第１ガイド部７０Ａにおける水平天井部７４は、第２ガイド部７０Ｂに向かって突出する。第２ガイド部７０Ｂにおける水平天井部７４は、第３ガイド部７０Ｃに向かって突出する。第３ガイド部７０Ｃにおける水平天井部７４は、第４ガイド部７０Ｄに向かって突出する。第４ガイド部７０Ｄにおける水平天井部７４は、収容部５６の右内面に向かって突出する。
　図１に示すように、第３桁部１８ｃ及び第４桁部１８ｄには、第１クランプ９０がそれぞれ設けられる。第１クランプ９０は、容器５０の上縁部を把持する。これにより、容器５０が直立フレーム１２に支持される。支持桁部２６には、第２クランプ９２が設けられる。第２クランプ９２は、区画部５２の上縁部を把持する。これにより、区画部５２が直立フレーム１２に支持される。第１クランプ９０及び第２クランプ９２は、貯水部５４に貯留水Ｗが貯留され且つ収容部５６に培養液Ｌが収容されたとき、直立槽部１４が垂れ下がることを防止する。
　図９に示すように、直立槽部１４に支持体９６を収容してもよい。支持体９６は、脚部９８と、該脚部９８から略垂直に立ち上がった支持壁部１００とを有する。脚部９８は、直立槽部１４の底部に位置し、区画部５２の下方を支持する。支持壁部１００の一面には、貯水部５４の貯留水Ｗの圧力が加わる。この圧力が区画部５２に伝わることで、貯水部５４の側部が支持される。支持壁部１００の残る一面には、収容部５６の培養液Ｌの圧力が加わる。この圧力が貯留水Ｗに伝わることで、収容部５６の側部が支持される。支持体９６は、透明アクリル板等の透光性を示す素材からなる。
　第１実施形態に係る培養装置１０は、基本的には以上のように構成される。次に、培養装置１０の作用効果について説明する。
　培養装置１０を得るために、先ず、上記した手順によって直立槽部１４を作製する。直立槽部１４は、第１シート体６２からなる容器５０と、第２シート体６４からなる区画部５２とを有する。この直立槽部１４では、容器５０と区画部５２とにより、貯水部５４及び収容部５６が２個の内室として形成されている。
　直立フレーム１２は、例えば、屋外に設置される。このとき、矢印Ｙ方向を東西方向とすることが好ましい。この場合、直立槽部１４に対する太陽光の入射面積が大きくなるからである。また、非当接部位６８を南方向に向ける。これにより、太陽光が収容部５６に直接入射する。
　次に、直立槽部１４を直立フレーム１２に保持する。すなわち、第３桁部１８ｃと第４桁部１８ｄとの間（直立フレーム１２の上部開口）から直立槽部１４を挿入する。このとき、直立槽部１４の底部が下方に向けられる。その後、第３桁部１８ｃ及び第４桁部１８ｄにそれぞれ設けられた第１クランプ９０で、容器５０の上縁部を把持する。また、支持桁部２６に設けられた第２クランプ９２で、区画部５２の上縁部を把持する。
　次に、第１ガイド部７０Ａを直立フレーム１２で支持する。具体的に、直立本体部７２を下方に向け且つ板型被支持部７６を上方に向けて、第３桁部１８ｃと第４桁部１８ｄとの間（直立フレーム１２の上部開口）から、直立本体部７２を収容部５６に挿入する。板型被支持部７６において、Ｘ方向に沿った寸法は、第３桁部１８ｃと第４桁部１８ｄとの離間間隔よりも大きい。従って、板型被支持部７６の一端が第３桁部１８ｃに引っ掛かり、且つ板型被支持部７６の他端が第４桁部１８ｄに引っ掛かる。これにより、第１ガイド部７０Ａが直立フレーム１２に支持される。
　同様にして、第２ガイド部７０Ｂ～第４ガイド部７０Ｄを直立フレーム１２で支持する。互いに隣接する２個の直立ガイド部７０の離間間隔は、略等しくする。また、第１ガイド部７０Ａ～第４ガイド部７０Ｄにおいて、取込口８０の向きを揃える。
　この状態で、貯水部５４に貯留水Ｗを貯留する。また、収容部５６に培養液Ｌ及び微細藻類を収容する。これにより、直立槽部１４が膨張する。このとき、貯水部５４の下端部の位置と、収容部５６の下端部の位置とが略一致する。また、貯水部５４の側部端部の位置と、収容部５６の側部端部の位置とが略一致する。上記したように直立槽部１４が第１クランプ９０及び第２クランプ９２によって直立フレーム１２に保持されているので、膨張した直立槽部１４が垂れ下がることが防止される。
　次に、主断熱シート４２で直立フレーム１２における第２枠部３１ｂ、第３枠部３１ｃ及び上部開口を覆う。主断熱シート４２は、補強用下桁部２２ａ、２２ｂ及び補強用上桁部２４ａ、２４ｂに引っ掛かる。その結果、上記したように、主断熱シート４２と直立フレーム１２との間に空気層４６が形成される。さらに、第１副断熱シート４４ａで第１サイドパネル部材３３ａの側部開口３８ａを覆い、第２副断熱シート４４ｂで第２サイドパネル部材３３ｂの側部開口３８ｂを覆う。
　次に、微細藻類の培養を行う。具体的に、ガス供給部８６（図１参照）から、二酸化炭素を含むガスが供給される。ガスはガス供給管８４を流通し、直立ガイド部７０における直立本体部７２の下端７７ｄで、ガス供給管８４から導出される。図１０に模式的に示すように、ガス供給管８４から導出されたガスは気泡１０２となる。気泡１０２は、直立本体部７２に沿って上昇する。ここで、直立本体部７２には取込口８０が形成されている。このため、気泡１０２が上昇するとき、図１０に矢印Ｓで示すように、気泡１０２の周囲の培養液Ｌが、取込口８０から取り込まれる。すなわち、気泡１０２の周囲の培養液Ｌが気泡１０２に巻き込まれる。巻き込まれた培養液Ｌは、直立本体部７２に沿って上昇する。
　直立ガイド部７０には、水平天井部７４が設けられている。最左方の第１ガイド部７０Ａと、該第１ガイド部７０Ａに隣接する第２ガイド部７０Ｂとを例として説明すると、第１ガイド部７０Ａにおける水平天井部７４は、第２ガイド部７０Ｂに向かって突出している。従って、第１ガイド部７０Ａにおける直立本体部７２に案内されて気泡１０２とともに上昇した培養液Ｌは、第２ガイド部７０Ｂに向かって進行する。すなわち、水平天井部７４により、気泡１０２及び培養液Ｌの進行方向が変更される。このように、水平天井部７４は、気泡１０２（ガス）及び培養液Ｌを、直立ガイド部７０が並ぶ幅方向の一方に向かわせる偏向部である。幅方向の一方には、隣接する直立ガイド部７０か、又は、収容部５６の内面が位置する。
　第２ガイド部７０Ｂに向かった気泡１０２及び培養液Ｌは、第２ガイド部７０Ｂにおける直立本体部７２の第２壁部７８ｂに接触する。気泡１０２及び培養液Ｌは、第２壁部７８ｂに沿って下降する。このとき、第２ガイド部７０Ｂにおける直立本体部７２に沿って下降した培養液Ｌの流れが、第２ガイド部７０Ｂにおける直立本体部７２に沿って上昇する培養液Ｌの流れを打ち消すことが回避される。下降した培養液Ｌは、上記したように、第１ガイド部７０Ａにおいてガス供給管８４から導出されたガスに巻き込まれる。従って、第２ガイド部７０Ｂにおける直立本体部７２に沿って下降した培養液Ｌは、第１ガイド部７０Ａ側に引き寄せられる。
　第１ガイド部７０Ａ側に引き寄せられた培養液Ｌは、上昇する気泡１０２に巻き込まれることによって上昇する。従って、図１０に矢印Ａで示すように、第１ガイド部７０Ａと第２ガイド部７０Ｂとの間で小対流が発生する。同様に、第２ガイド部７０Ｂと第３ガイド部７０Ｃとの間にも小対流が発生する。第３ガイド部７０Ｃと第４ガイド部７０Ｄとの間にも、小対流が発生する。第４ガイド部７０Ｄと収容部５６の内面との間にも、小対流が発生する。
　４個の小対流が複合することにより、収容部５６内において、矢印Ｂで示すように大対流が発生する。このとき、第１ガイド部７０Ａ～第４ガイド部７０Ｄがそれぞれ第１壁部７８ａと第３壁部７８ｃとを備えているため、気泡１０２及び培養液Ｌが直立本体部７２の側部から漏れ出す（逃げる）ことが回避される。その結果、良好に大対流を発生させることができる。小対流及び大対流により、気泡１０２が拡散する。すなわち、ガスに含まれる二酸化炭素が培養液Ｌの全体に拡散し、且つ培養液Ｌに十分に溶解する。また、小対流及び大対流により、微細藻類が撹拌される。このため、微細藻類が沈殿又は凝集することが防止される。
　さらに、第１実施形態では、主断熱シート４２と直立フレーム１２との間に空気層４６が形成される。この空気層４６により、主断熱シート４２の外方に存在する大気の熱が収容部５６に伝わることが防止される。また、収容部５６は、貯水部５４に貯留された貯留水Ｗによって冷却される。このため、培養液Ｌの温度が過度に上昇することが回避される。
　ここで、収容部５６においては、非当接部位６８が太陽を向いている。非当接部位６８は貯水部５４に接していない。従って、主断熱シート４２を透過した太陽光が、収容部５６に直接入射する。このため、収容部５６の全体を貯水部５４で取り囲んだ場合よりも、多くの太陽光が収容部５６に到達する。すなわち、太陽光の透過度が向上する。
　以上のような理由から、微細藻類が収容部５６の全体において良好に培養される。微細藻類は、培養の最中、光合成を活発に行うことに基づいて二酸化炭素を十分に固定する。これにより、二酸化炭素が消費される。
　このことから理解されるように、第１実施形態では、培養装置１０に撹拌翼及びモータ等を設ける必要がない。従って、直立フレーム１２の剛性を過度に大きくする必要がない。このため、培養装置１０の小規模化と、設備投資の低廉化とを図ることができる。また、微細藻類が二酸化炭素を固定するので、微細藻類を培養することにより、気候変動の緩和又は影響軽減に寄与することができる。
　次に、図１１に概略を示す第２実施形態に係る培養装置１１０につき説明する。なお、培養装置１０を構成する構成要素と同一又は対応する構成要素には同一の名称を付し、詳細な説明を省略することがある。
　培養装置１１０は、保持部材としての傾斜フレーム１１２と、傾斜槽部１１４とを備える。傾斜フレーム１１２は、メインフレーム部１１６と、２個の背部支持柱１１７とを有する。なお、図１１では、２個の背部支持柱１１７のうちの１個が示されている。
　メインフレーム部１１６は、直立フレーム１２と同様に４個の梁部、４個の柱部、４個の桁部、４個の補強用桁部、及び１個の支持桁部１２６を有する。図１１では、４個の梁部のうちの２個の梁部１１８ａ、１１８ｃが示され、且つ４個の柱部のうちの２個の柱部１１９ａ、１１９ｂが示されている。４個の桁部は、第１桁部１２０ａ、第２桁部１２０ｂ、第３桁部１２０ｃ及び第４桁部１２０ｄである。４個の補強用桁部は、補強用下桁部１２２ａ、１２２ｂ及び補強用上桁部１２４ａ、１２４ｂである。補強用下桁部１２２ａ、１２２ｂは、第１桁部１２０ａ及び第２桁部１２０ｂよりも外側（傾斜槽部１１４から離間する方向）に位置する。補強用上桁部１２４ａ、１２４ｂは、第３桁部１２０ｃ及び第４桁部１２０ｄよりも外側に位置する。
　柱部１１９ａ及び柱部１１９ｂは、梁部１１８ａに対して角度θで傾斜している。同様に、図示されていない残る２個の柱部も、図示されていない下方の梁部に対して角度θで傾斜している。従って、柱部１１９ａ、１１９ｂを含む４個の柱部は、鉛直方向に対し、９０°－θの角度で傾斜している。なお、角度θは、例えば、４５°～７０°の範囲内であるが、この範囲に限定されない。
　背部支持柱１１７の下端は、梁部１１８ａの端部に接合される。背部支持柱１１７は、鉛直方向に沿って延在する。背部支持柱１１７の上端は、梁部１１８ｃの一端に接合される。支持桁部１２６は、第３桁部１２０ｃと第４桁部１２０ｄとの間に位置する。
　特に図示していないが、傾斜フレーム１１２の枠部内には、第１実施形態と同様にメッシュがそれぞれ嵌合される。また、第３桁部１２０ｃ及び第４桁部１２０ｄには第１クランプが設けられ、且つ支持桁部１２６には第２クランプが設けられる（図１及び図２参照）。
　傾斜槽部１１４は、直立槽部１４に準じて設けられる。すなわち、傾斜槽部１１４は、第１シート体６２からなる容器５０と、第２シート体６４からなる区画部５２とを有する。傾斜槽部１１４の内部には、貯水部５４及び収容部５６が形成される。傾斜槽部１１４は、傾斜フレーム１１２のメインフレーム部１１６に対応して傾斜する。特に図示していないが、傾斜槽部１１４の上端は、例えば、第３桁部１２０ｃ及び第４桁部１２０ｄに設けられたクランプによって把持される。また、第１実施形態と同様にして、傾斜フレーム１１２を覆う断熱部４０を設けてもよい。
　収容部５６には、図１５に示すように、複数個の傾斜ガイド部１７０が挿入される。複数個の傾斜ガイド部１７０は、図１５中の矢印Ｙ方向に沿って並べられている。隣接する傾斜ガイド部１７０同士の間隔は、略同じである。第２実施形態では、傾斜ガイド部１７０が４個である場合を例示する。しかしながら、傾斜ガイド部１７０の個数は４個に限定されない。
　傾斜ガイド部１７０につき、図１２～図１４を参照して説明する。図１２に示すように、個々の傾斜ガイド部１７０は、傾斜本体部１７２と、傾斜天井部１７４と、バー型被支持部１７６とを有する。
　傾斜本体部１７２は、収容部５６の底部を向く下端１７７ｄと、培養液Ｌの液面を向く上端１７７ｕとを有する。傾斜本体部１７２は、柱部１１９ａ、１１９ｂを含む４個の柱部と同様に、鉛直方向（重力方向／図１１中の矢印Ｚ方向）に対して９０°－θの角度で傾斜する。
　傾斜本体部１７２は、第１壁部１７８ａと、第２壁部１７８ｂとを有する。第２壁部１７８ｂは、第１壁部１７８ａに対し、略９０°で交差するように折曲されている。従って、傾斜本体部１７２の延在方向と垂直な面における傾斜本体部１７２の断面形状は、図１３に示すようにＬ字形状をなす。すなわち、傾斜本体部１７２には、二側面が開口することで取込口１８０が形成されている。
　収容部５６の傾斜配置時に、第１壁部１７８ａは、収容部５６の斜め上方を向く第１側壁５６１と略平行に向き合う。第１壁部１７８ａ及び第２壁部１７８ｂの上端は、鉛直方向に対して略９０°屈曲されている。この屈曲により、傾斜ガイド部１７０に傾斜天井部１７４が設けられる。傾斜天井部１７４は、傾斜本体部１７２の上端１７７ｕに連なる。
　第１壁部１７８ａ及び第２壁部１７８ｂが上記した方向に屈曲されているので、図１２中のＸＩＶ方向から傾斜天井部１７４を見たとき、図１４に示すように、該傾斜天井部１７４は、傾斜本体部１７２と同様にＬ字形状をなしている。ただし、傾斜天井部１７４は、第１壁部１７８ａ及び第２壁部１７８ｂにおける屈曲した上端部の内面を天井面とする、傾斜した逆Ｌ字形状である。
　傾斜本体部１７２と傾斜天井部１７４との交差角度は、９０°よりも若干大きな鈍角である。傾斜天井部１７４は、傾斜ガイド部１７０が並ぶ幅方向に沿って延在する。このため、傾斜ガイド部１７０が並ぶ幅方向に対して直交する水平方向から培養装置１１０を見たとき、図１５に示すように、傾斜ガイド部１７０は鉛直方向に対して若干傾斜する。
　図１２に示すように、第１壁部１７８ａの上端部の外面には、板型スペーサ１８２を介してバー型被支持部１７６が設けられる。板型スペーサ１８２は、第１壁部１７８ａと同様に鉛直方向及び水平方向に対して傾斜している。これに対し、バー型被支持部１７６は、水平方向に沿って延在する。従って、バー型被支持部１７６は、板型スペーサ１８２に対して所定角度で傾斜した状態で、板型スペーサ１８２に接合される。
　バー型被支持部１７６は、傾斜フレーム１１２の第３桁部１２０ｃ及び第４桁部１２０ｄに引っ掛けられる。この引っ掛けにより、傾斜ガイド部１７０が傾斜フレーム１１２に支持される。図１１において、収容部５６は左方を向き、貯水部５４は右方を向く。このため、バー型被支持部１７６において、板型スペーサ１８２から第３桁部１２０ｃに向かって延びる部分の長さは、板型スペーサ１８２から第４桁部１２０ｄに向かって延びる部分の長さよりも小さい。
　傾斜ガイド部１７０には、ガス供給管８４が支持される。ガス供給管８４の一端は、図１１に示されるガス供給部８６に接続されている。ガス供給管８４の他端は、傾斜本体部１７２の第１壁部１７８ａの背面から、取込口１８０の下端に回り込んでいる。従って、ガス供給部８６から供給されたガスは、傾斜ガイド部１７０の下端においてガス供給管８４から導出される。
　以下、便宜的に、図１５における最左方に位置する傾斜ガイド部１７０を第１ガイド部１７０Ａと呼ぶ。第１ガイド部１７０Ａの右方に隣接する傾斜ガイド部１７０を第２ガイド部１７０Ｂと呼ぶ。第３ガイド部１７０Ｃの右方に隣接する傾斜ガイド部１７０を第３ガイド部１７０Ｃと呼ぶ。図１５における最右方に位置する傾斜ガイド部１７０を第４ガイド部１７０Ｄと呼ぶ。
　第１ガイド部１７０Ａ～第４ガイド部１７０Ｄが収容部５６に挿入されたとき、第１ガイド部１７０Ａ～第４ガイド部１７０Ｄの全てにおいて、第１壁部１７８ａが鉛直上方を向く。また、第１ガイド部１７０Ａ～第４ガイド部１７０Ｄの全てにおいて、取込口１８０が同一方向を向く。具体的に、図１５において、第１ガイド部１７０Ａの取込口１８０は第２ガイド部１７０Ｂを向く。第２ガイド部１７０Ｂの取込口１８０は、第３ガイド部１７０Ｃを向く。第３ガイド部１７０Ｃの取込口１８０は、最右方に位置する第４ガイド部１７０Ｄを向く。第４ガイド部１７０Ｄの取込口１８０は、収容部５６の右内面を向く。なお、第１ガイド部１７０Ａの第２壁部１７８ｂは、収容部５６の左側面に近接するように設けられる。
　第１ガイド部１７０Ａにおける傾斜天井部１７４は、第２ガイド部１７０Ｂに向かって突出する。第２ガイド部１７０Ｂにおける傾斜天井部１７４は、第３ガイド部１７０Ｃに向かって突出する。第３ガイド部１７０Ｃにおける傾斜天井部１７４は、第４ガイド部１７０Ｄに向かって突出する。第４ガイド部１７０Ｄにおける傾斜天井部１７４は、収容部５６の内面に向かって突出する。
　第２実施形態に係る培養装置１１０は、培養装置１０に準じて作製され、例えば、屋外に設置される。以下、この培養装置１１０にて微細藻類を培養する場合について説明する。
　培養装置１１０を作製した後、貯水部５４に貯留水Ｗを貯留する。また、収容部５６に培養液Ｌ及び微細藻類を収容する。これにより、傾斜槽部１１４が膨張する。このとき、貯水部５４の下端部の位置と、収容部５６の下端部の位置とが略一致する。また、貯水部５４の側部端部の位置と、収容部５６の側部端部の位置とが略一致する。第１実施形態と同様に傾斜槽部１１４が第１クランプ９０及び第２クランプ９２によって傾斜フレーム１１２に保持されるので、膨張した傾斜槽部１１４が垂れ下がることが防止される。
　次に、微細藻類の培養を行う。具体的に、ガス供給部８６（図１１参照）から、二酸化炭素を含むガスが供給される。ガスはガス供給管８４を流通し、傾斜ガイド部１７０における傾斜本体部１７２の下端で、ガス供給管８４から導出される。図１５に模式的に示すように、ガス供給管８４から導出されたガスは気泡１０２となる。気泡１０２は、鉛直方向上方に向かって若干上昇した後、傾斜本体部１７２の第１壁部１７８ａに接触する。これ以降、気泡１０２は、鉛直方向に対して傾斜した第１壁部１７８ａに沿って上昇する。このように、第２実施形態では、Ｌ字形状の傾斜本体部１７２を有する傾斜ガイド部１７０であっても、鉛直方向に対して傾斜した方向に気泡１０２を案内することができる。すなわち、この場合、収容部５６の傾斜に対応して気泡１０２を進行（上昇）させることが可能である。
　ここで、傾斜本体部１７２には取込口１８０が形成されている。このため、気泡１０２が上昇するとき、第１実施形態と同様に、気泡１０２の周囲の培養液Ｌが取込口１８０から取り込まれる。すなわち、気泡１０２の周囲の培養液Ｌが気泡１０２に巻き込まれる。巻き込まれた培養液Ｌは、傾斜本体部１７２に沿って上昇する。傾斜ガイド部１７０の上部には、傾斜天井部１７４が設けられている。気泡１０２は、第１壁部１７８ａと第２壁部１７８ｂとが交差した隅部で停止する。
　最左方の第１ガイド部１７０Ａと、該第１ガイド部１７０Ａに隣接する第２ガイド部１７０Ｂとを例として説明すると、第１ガイド部１７０Ａにおける傾斜天井部１７４は、第２ガイド部１７０Ｂに向かって突出している。従って、第１ガイド部１７０Ａにおける傾斜本体部１７２に案内されて気泡１０２とともに上昇した培養液Ｌは、第２ガイド部１７０Ｂに向かって進行する。すなわち、傾斜天井部１７４により、気泡１０２及び培養液Ｌの進行方向が変更される。このように、傾斜天井部１７４も、気泡１０２（ガス）及び培養液Ｌを、傾斜ガイド部１７０が並ぶ幅方向の一方に向かわせる偏向部である。幅方向の一方には、隣接する傾斜ガイド部１７０か、又は、収容部５６の内面が位置する。
　以降は第１実施形態と同様にして、収容部５６内に４個の小対流（矢印Ｃ）と、１個の大対流（矢印Ｄ）が発生する。小対流及び大対流により、気泡１０２が拡散する。その結果、ガスに含まれる二酸化炭素が培養液Ｌの全体に拡散し、且つ培養液Ｌに十分に溶解する。また、小対流及び大対流により、微細藻類が撹拌される。このため、微細藻類が沈殿又は凝集することが防止される。
　上記したように、傾斜本体部１７２と傾斜天井部１７４との交差角度は９０°超の鈍角である。この場合、傾斜本体部１７２と傾斜天井部１７４との交差角度が鋭角又は直角である場合よりも大きな対流が起こり得る。
　以上のような理由から、第２実施形態においても、微細藻類が収容部５６の全体において良好に培養される。微細藻類は、培養の最中、光合成を行うことに基づいて二酸化炭素を十分に固定する。これにより、二酸化炭素が消費される。すなわち、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。具体的に、培養装置１１０の小規模化と、設備投資の低廉化とを図ることができる。また、気候変動の緩和又は影響軽減に寄与することができる。
　図１６は、傾斜ガイド部２００の延在方向と垂直な面における傾斜ガイド部２００の本体部２０２の断面図である。この傾斜ガイド部２００の本体部２０２は、第１壁部２０４ａ、第２壁部２０４ｂ及び第３壁部２０４ｃを有する。第１壁部２０４ａと第３壁部２０４ｃとは、第２壁部２０４ｂに対して直交するように連なる。すなわち、第１壁部２０４ａと第３壁部２０４ｃとは、略平行である。収容部５６の傾斜配置時に、第１壁部２０４ａは、収容部５６の斜め上方を向く第１側壁５６１（図１１参照）と略平行に向き合い、第３壁部２０４ｃは、収容部５６の斜め下方を向く第２側壁５６２（図１１参照）と略平行に向き合う。第２壁部２０４ｂからの第１壁部２０４ａの突出長さは、第２壁部２０４ｂからの第３壁部２０４ｃの突出長さよりも長い。収容部５６の前後方向（矢印Ｘ方向）において、第１壁部２０４ａは、第３壁部２０４ｃよりも長い。第１壁部２０４ａ、第２壁部２０４ｂ及び第３壁部２０４ｃは、一辺が短いＵ字形状をなす。第１壁部２０４ａと第３壁部２０４ｃとの間に形成される開口は、取込口２０６である。
　この傾斜ガイド部２００は、傾斜ガイド部１７０と同様にして傾斜フレーム１１２に保持され、且つ収容部５６に挿入される。このとき、第１壁部２０４ａが斜め上方に向けられ、第３壁部２０４ｃが斜め下方に向けられる。
　この場合、ガスが第３壁部２０４ｃに接触したとき、ガスの進行方向が第１壁部２０４ａに向けて変更される。このように、第３壁部２０４ｃは取込口２０６の開口面積を狭小化し、邪魔板として機能する。第１壁部２０４ａは、第３壁部２０４ｃよりも幅広である。このため、ガスが取込口２０６から漏洩することが回避される。
　以上説明したように、本実施形態は、培養液（Ｌ）中で微細藻類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類を収容可能な収容部（５６）と、前記収容部の水平方向に沿った幅方向に間隔を置いて前記収容部の内部に設けられた複数個のガイド部（７０Ａ～７０Ｄ、１７０Ａ～１７０Ｄ）と、前記複数個のガイド部にガスを供給するガス供給部（８６）と、を備え、前記複数個のガイド部の各々は、本体部（７２、１７２）と天井部（７４、１７４）とを有し、前記本体部は、前記収容部の底部を向く下端（７７ｄ、１７７ｄ）と、前記培養液の液面を向く上端（７７ｕ、１７７ｕ）とを有し、前記下端に、前記ガス供給部から前記ガスが供給され、前記天井部は、前記本体部の前記上端に設けられ、且つ前記天井部は、前記本体部に沿って上昇した前記ガスを前記幅方向の一方に向かわせる偏向部である培養装置を開示する。
　このような偏向部を設けることにより、収容部内において、培養液の対流を生じさせることができる。これにより、二酸化炭素等のガスが培養液に十分に拡散されて溶解される。また、培養液に対流が生じるので、微細藻類が撹拌される。このため、培養液内での微細藻類の沈殿又は凝集等が回避される。以上のような理由から、微細藻類に光合成を活発に行わせることができる。
　微細藻類の光合成が活発になると、微細藻類が一層多量の二酸化炭素を固定する。換言すれば、一層多量の二酸化炭素が消費される。このため、培養装置は、気候変動の緩和又は影響軽減に寄与する。
　また、上記のように培養液及び微細藻類が撹拌されるので、培養装置に撹拌翼及びモータ等を設ける必要がない。このため、培養装置の小規模化と、設備投資の低廉化とを図ることができる。
　本実施形態は、前記本体部の延在方向と垂直な面における前記本体部の断面形状は、Ｕ字形状又はＬ字形状である培養装置を開示する。
　この場合、ガイド部における本体部に沿ってガスが移動するとき、培養液が、本体部の開口（取込口）から取り込まれる。このため、培養液に対流が生じ易くなる。
　本実施形態は、前記天井部の延在方向と垂直な面における前記天井部の断面形状は、Ｕ字形状又はＬ字形状である培養装置を開示する。
　天井部をこのような形状とすることにより、ガスが天井部から漏洩することが防止される。従って、この場合、隣接するガイド部に向かってガスを案内することが容易である。
　本実施形態は、前記収容部が鉛直方向に対して傾斜して配置され、前記ガイド部は、第１壁部（１７８ａ）と第２壁部（１７８ｂ）とを有し、前記第１壁部と前記第２壁部とがＬ字型にて連なることでＬ字形状をなし、前記収容部の傾斜配置時に、前記第１壁部は、前記収容部の斜め上方を向く側壁と略平行に向き合う培養装置を開示する。
　収容部が鉛直方向に対して傾斜しているときには、ガイド部の本体部をＬ字形状とした場合であっても、第１壁部により、ガスを、収容部の傾斜に沿って、液面近傍まで案内することができる。これにより、上記の対流を生じさせることが可能である。
　本実施形態は、前記収容部が鉛直方向に対して傾斜して配置され、前記収容部は、第１壁部（７８ａ）と第２壁部（７８ｂ）と第３壁部（７８ｃ）とを有し、前記第１壁部と前記第２壁部と前記第３壁部とがＵ字型にて連なることでＵ字形状をなし、前記第１壁部と前記第３壁部とは前記第２壁部を挟んで離間し且つ互いに向かい合い、前記収容部の傾斜配置時に、前記第１壁部は、前記収容部の斜め上方を向く第１側壁と略平行に向き合い、前記第３壁部は、前記収容部の斜め下方を向く第２側壁と略平行に向き合い、前記第２壁部からの前記第１壁部の突出長さは、前記第２壁部からの前記第３壁部の突出長さよりも長い培養装置を開示する。
　収容部が鉛直方向に対して傾斜しているときには、ガイド部の本体部をＵ字形状とした場合であっても、上側に位置する第１壁部が下側に位置する第３壁部よりも長いため、ガスを、収容部の傾斜に沿って、液面近傍まで案内することができる。従って、この場合においても、上記の対流を生じさせることが可能である。
　本実施形態は、前記収容部を保持する保持部材を備え、且つ前記ガイド部は、前記天井部の上部に設けられた被支持部（７６、１７６）を有し、前記被支持部は前記保持部材に支持される培養装置を開示する。
　この場合、被支持部を支持する支持部を収容部内に設ける必要がない。従って、被支持部又は支持部によって上記の対流が妨げられることが防止される。
　なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。
　例えば、第１実施形態において、傾斜ガイド部１７０と同様に、本体部の断面がＬ字形状となる直立ガイドを用いてもよい。また、本体部の断面が傾斜ガイド部２００と同様の形状となる直立ガイドを用いてもよい。直立本体部７２と水平天井部７４との交差角度を、第２実施形態における傾斜本体部１７２と傾斜天井部１７４との交差角度と同様に、鈍角にしてもよい。

Claims (6)

  1. 　培養液（Ｌ）中で微細藻類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類を収容可能な収容部（５６）と、
    　前記収容部の水平方向に沿った幅方向に間隔を置いて前記収容部の内部に設けられた複数個のガイド部（７０Ａ～７０Ｄ、１７０Ａ～１７０Ｄ）と、
    　前記複数個のガイド部にガスを供給するガス供給部（８６）と、
    　を備え、
    　前記複数個のガイド部の各々は、本体部（７２、１７２）と天井部（７４、１７４）とを有し、
    　前記本体部は、前記収容部の底部を向く下端（７７ｄ、１７７ｄ）と、前記培養液の液面を向く上端（７７ｕ、１７７ｕ）とを有し、前記下端に、前記ガス供給部から前記ガスが供給され、
    　前記天井部は、前記本体部の前記上端に設けられ、
    　且つ前記天井部は、前記本体部に沿って上昇した前記ガスを前記幅方向の一方に向かわせる偏向部である培養装置。
  2. 　請求項１記載の培養装置において、前記本体部の延在方向と垂直な面における前記本体部の断面形状は、Ｕ字形状又はＬ字形状である培養装置。
  3. 　請求項１記載の培養装置において、前記天井部の延在方向と垂直な面における前記天井部の断面形状は、Ｕ字形状又はＬ字形状である培養装置。
  4. 　請求項１記載の培養装置において、前記収容部が鉛直方向に対して傾斜して配置され、前記ガイド部は、第１壁部（１７８ａ）と第２壁部（１７８ｂ）とを有し、前記第１壁部と前記第２壁部とがＬ字型にて連なることでＬ字形状をなし、
    　前記収容部の傾斜配置時に、前記第１壁部は、前記収容部の斜め上方を向く側壁と略平行に向き合う培養装置。
  5. 　請求項１記載の培養装置において、前記収容部が鉛直方向に対して傾斜して配置され、前記収容部は、第１壁部（７８ａ）と第２壁部（７８ｂ）と第３壁部（７８ｃ）とを有し、前記第１壁部と前記第２壁部と前記第３壁部とがＵ字型にて連なることでＵ字形状をなし、
    　前記第１壁部と前記第３壁部とは前記第２壁部を挟んで離間し且つ互いに向かい合い、
    　前記収容部の傾斜配置時に、前記第１壁部は、前記収容部の斜め上方を向く第１側壁と略平行に向き合い、前記第３壁部は、前記収容部の斜め下方を向く第２側壁と略平行に向き合い、
    　前記第２壁部からの前記第１壁部の突出長さは、前記第２壁部からの前記第３壁部の突出長さよりも長い培養装置。
  6. 　請求項１記載の培養装置において、前記収容部を保持する保持部材を備え、且つ前記ガイド部は、前記天井部の上部に設けられた被支持部（７６、１７６）を有し、前記被支持部は前記保持部材に支持される培養装置。
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