エアリフト及び培養システム
【課題】光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じないエアリフト及び培養システムを提供すること。
【解決手段】培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフト５であって、中空の本体部１３と、前記本体部１３に設けられた前記培地の入口１７と、前記本体部１３のうち、前記入口１７よりも上方に設けられた、前記培地の出口１９と、前記本体部１３内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段１５と、前記本体部１３内において、前記培地中を進む前記ガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する誘導部材２３と、を備えることを特徴とするエアリフト５。
【解決手段】培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフト５であって、中空の本体部１３と、前記本体部１３に設けられた前記培地の入口１７と、前記本体部１３のうち、前記入口１７よりも上方に設けられた、前記培地の出口１９と、前記本体部１３内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段１５と、前記本体部１３内において、前記培地中を進む前記ガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する誘導部材２３と、を備えることを特徴とするエアリフト５。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、藻類の培養に用いられるエアリフト及び培養システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
藻類に代表される、太陽光を用いて光合成を行う独立栄養生物の培養には二酸化炭素が必要である。そこで、培地（水）中に二酸化炭素を高効率に溶解する技術が従来から求められている。
【０００３】
特許文献１の技術は、液泡の集団を精製することで液泡内の気体と表面液膜とを抵触させ、高効率に気体を溶解させる。また、特許文献２の技術は、藻類培養装置において、加圧条件下で二酸化炭素を溶解させた水、もしくはそれを大気圧に減圧することで放出された二酸化炭素を藻類に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／１２１０３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−８８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、液泡が水面に拡がることで太陽光もしくは人工光が透過し難くなり、光合成の妨げとなる。また大量の泡により藻類が水中から分離、浮上してしまう可能性がある。また、特許文献２の技術では、加圧機構が必要となり、培養コストが大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、これらの問題が生じにくいエアリフト及び培養システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る第１のエアリフトは、培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるものであって、中空の本体部と、前記本体部に設けられた前記培地の入口と、前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、前記本体部内において、前記培地中を進む前記ガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する誘導部材とを備える。
【０００８】
本発明に係る第１のエアリフトは、ガス供給手段により、二酸化炭素を含むガス（以下では単にガスとする）を、本体部内に供給する。そのガスの気泡は、本体部内を上昇する。このとき、本体部内の培地に、二酸化炭素が溶解する。また、気泡の上昇により、本体部内には、培地の上向きの流れが生じる。その結果、培地は、培地の入口から本体部内に入り、本体部内を上昇し、培地の出口から出る。
【０００９】
特に、本発明に係る第１のエアリフトは、誘導部材により、ガス供給手段から供給されたガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する。そのため、誘導部材がなく、気泡が鉛直方向に上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る第１のエアリフトでは、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００１１】
前記誘導部材としては、例えば、鉛直方向とは異なる方向に沿った面（例えば、水平面、傾斜した面）を備え、その面に沿って気泡を誘導するものが挙げられる。そのような誘導部材として、例えば、軸状部材と、前記軸状部材に取り付けられた板状部材とを有するものがある。この誘導部材は、培地中で、板状部材の面（鉛直方向とは異なる方向に沿った面）に沿って気泡を誘導し、その結果、気泡と培地との接触時間を増し、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１２】
また、前記誘導部材としては、例えば、螺旋状に屈曲した、前記気泡の経路を有する部材が挙げられる。この誘導部材は、培地中で、気泡を螺旋状の経路に沿って誘導し、その結果、気泡と培地との接触時間を増し、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１３】
前記誘導部材は、駆動手段により駆動されるものであることが好ましい。そのことにより、誘導部材への藻類の付着又は堆積を防止できる。誘導部材の駆動は、例えば、周知のモータ等の動力、及び歯車やプーリ等の動力伝達手段を用いて実現できる。
【００１４】
（２）本発明に係る第２のエアリフトは、培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフトものであって、中空の本体部と、前記本体部に設けられた前記培地の入口と、前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、前記ガス供給手段により供給されるガスを保持可能な凹部を有するガス保持部材とを備える。
【００１５】
そして、前記のガス保持部材は、前記本体部に対し、向きを変えることができるように取り付けられており、前記向きは、前記凹部で保持する前記ガスの量が所定量以下の場合は、前記ガス保持部材の自重により、前記凹部で前記ガスを保持可能な向きとなり、前記凹部で保持する前記ガスの量が前記所定量を超える場合は、保持する前記ガスの浮力によって向きを変え、保持していた前記ガスを上方に開放する向きとなる。
【００１６】
本発明に係る第２のエアリフトは、ガス保持部材を備える。ガス供給手段から供給されたガスの気泡は、「ガスを保持可能な向き」の状態にある、ガス保持部材の凹部に保持される。凹部で保持するガスの量が所定量を超えると、そのガスの浮力により、ガス保持部材の向きは、「保持していた前記ガスを上方に開放する向き」となり、それまで凹部３７ａで保持していた気泡を上方に放出する。なお、気泡を放出したガス保持部材は、浮力を失うため、再び、「ガスを保持可能な向き」の状態に戻る。
【００１７】
ガス供給手段から供給されたガスの気泡は、上記の段階（一旦、ガス保持部材で保持され、その後、ガス保持部材から放出される）を踏んで上昇するため、ガス保持部材がなく、気泡がすぐに上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る第２のエアリフトでは、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００１９】
（３）前記第１及び第２のエアリフトにおいて、前記ガス供給手段は、前記ガスの供給量を変動させるものであることが好ましい。ガスの供給量を一時的に増すことにより、誘導部材やガス保持部材に付着又は堆積していた藻類を除去することができる。
【００２０】
前記第１及び第２のエアリフトは、前記本体部内に紫外線を照射する紫外線照射手段を有することが好ましい。紫外線を照射することにより、藻類を捕食する原生動物の培地への混入を防止することができる。
【００２１】
（４）本発明の培養システムは、前記第１及び第２のエアリフトと、培養槽とを備える。本発明の培養システムは、前記第１及び第２のエアリフトを備えることにより、上述した効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】培養システム１の全体構成を表す平面図である。
【図２】図１におけるＡ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。
【図３】エアリフト５の構成を表す斜視図である。
【図４】本体部１３及び誘導部材２３を上方から見たときの形態を表す説明図である。
【図５】エアリフト５の構成を表す斜視図である。
【図６】エアリフト５の構成を表す斜視図である。
【図７】ガス保持部材３７の構成及び動作を表す説明図であり、（ａ）は向きＤの状態を表し、（ｂ）は向きＵの状態を表す。
【図８】培養システム１の全体構成を表す平面図である。
【図９】図８におけるＢ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。
【図１０】エアリフト５の構成（一部の構成は省略）を表す斜視図である。
【図１１】エアリフト５の構成（一部の構成は省略）を表す斜視図である。
【図１２】エアリフト５の構成（一部の構成は省略）を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
１．培養システム１の全体構成
培養システム１の全体構成を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、培養システム１の全体構成を表す平面図であり、図２は、図１におけるＡ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。なお、図２において、後述する誘導部材２３等は省略している。
【００２４】
培養システム１は、培養槽３と、エアリフト５とを備える。培養槽３は、周知のレースウェイ型培養槽である。培養槽３は、上方が開口した平底容器７と、その底面の中央部に立設された仕切り壁９と、平底容器７内の培地に流れを生じさせるパドル１１とを備える。培養槽３は、微生物（例えば藻類）の培養に用いることができる。培養槽３は、所定量の培地を入れて使用される。エアリフト５は、培養槽３内に設置されている。
【００２５】
培地としては、例えば、以下のAF6培地を使用できる。
AF6培地（100ｍｌ）
NaNO3：14 mg
NH4NO3：2.2 mg
MgSO4 ・ 7H2O ：3 mg
KH2PO4：1 mg
K2HPO4：0.5 mg
CaCl2 ・ 2H2O：1 mg
CaCO3：1 mg
Fe-citrate：0.2 mg
Citric acid：0.2 mg
Biotin：0.2 μg
Thiamine HCl：1 μg
Vitamin B6：0.1 μg
Vitamin B12：0.1 μg
Trace metals：0.5 mL
Distilled water：99.5 mL
(pH 6.62)
２．エアリフト５の構成
エアリフト５の構成を、図１、図２に加えて、図３、及び図４に基づいて説明する。図３は、エアリフト５の構成を表す斜視図であり、図４は、後述する本体部１３及び誘導部材２３を上方から見たときの形態を表す図面である。
【００２６】
エアリフト５は、本体部１３と、本体部１３内に二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給配管（ガス供給手段）１５とを備える。このガス供給配管１５がガスを供給する態様は、所定流量Ｑ１のガスを供給する時間帯と、Ｑ１よりも大きいＱ２の流量でガスを供給する時間帯とを、交互に繰り返す態様（供給量が変動する態様）である。なお、Ｑ１の流量でガスを供給する時間帯よりも、Ｑ２の流量でガスを供給する時間帯の方が短い。
【００２７】
本体部１３は、中空円筒状の容器であり、その軸方向は、鉛直方向である。本体部１３の底面は開放されており、培地の入口１７となっている。ガス供給配管１５の供給口１５ａは、この培地の入口１７に位置する。また、本体部１３の側面のうち、上端から略１／３の位置（入口１７よりも上方）には、培地の出口１９が設けられている。培地の出口１９には、出口配管２１が接続されている。出口配管２１の出口２１ａは、培養槽３の内部に位置する（図２参照）。
【００２８】
本体部１３の内部には、誘導部材２３が設けられている。誘導部材２３は、軸状部材２５と、６枚の邪魔板（板状部材）２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆとから成る。軸状部材２５の長手方向は、鉛直方向であり、本体部１３の中心に位置する。軸状部材２５の上端は、本体部１３の上面板１３ａに、回転可能に軸支されている。邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、それぞれ、同一の扇方の形状を有しており、扇の要の部分で、軸状部材２５に固定されている。邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの主たる面は、それぞれ、水平面と平行である。なお、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの主たる面は、水平方向に対し傾斜させてもよい（ただし、鉛直方向と平行ではない）。
【００２９】
邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの上下方向における位置は、邪魔板２７ａが最も高く、次に２７ｂが高く、以下、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの順である。邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ間の上下方向における相互の間隔は、全て一定である。
【００３０】
軸状部材２５の軸方向から見たとき、図４に示すように、邪魔板２７ｂは、邪魔板２７ａに対し、軸状部材２５を中心として９０°回転した位置にある。また、邪魔板２７ｃは、邪魔板２７ｂに対し、軸状部材２５を中心として９０°回転した位置にあり、邪魔板２７ａに対しては、軸状部材２５を中心として１８０°回転した位置にある。同様に、邪魔板２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、その一つ上にある邪魔板に対し、軸状部材２５を中心として、一定の方向に９０°回転した位置にある。
【００３１】
誘導部材２３は、図示しない駆動機構（駆動手段）により、軸状部材２５を中心として回転することができる。エアリフト５は、本体部１３における培地の出口１９付近までが、培地に浸漬されるように、培養槽３内に設置される。このとき、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、培地に浸漬される。
【００３２】
３．培養システム１及びエアリフト５が奏する作用効果
（１）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５から、二酸化炭素を含むガスを、エアリフト５における培地の入口１７に供給すると、そのガスの気泡は、本体部１３内を上昇する。このとき、本体部１３内の培地に、二酸化炭素が溶解する。また、気泡の上昇により、本体部１３内には、培地の上向きの流れが生じる。その結果、培養槽３の培地は、培地の入口１７から本体部１３内に入り、本体部１３内を上昇し、培地の出口１９及び出口配管２１を経て、培養槽３に戻る。
【００３３】
特に、本実施形態のエアリフト５は、誘導部材２３を備えるので、ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、誘導部材２３の邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆにぶつかり、それらの面に沿った方向（水平方向、すなわち、鉛直方向とは異なる方向）に誘導されながら上昇する。そのため、誘導部材２３がなく、気泡が鉛直方向に上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００３４】
（２）本実施形態の培養システム１では、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００３５】
（３）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５が供給するガスの量を定期的に高める。ガスの流量が高いとき、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆに付着又は堆積していた藻類が除去される。すなわち、本実施形態の培養システム１によれば、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆへの藻類の付着又は堆積を防止できる。
【００３６】
（４）本実施形態の培養システム１では、誘導部材２３を回転させることができる。そのことにより、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆへの藻類の付着又は堆積を防止できる。
＜第２の実施形態＞
１．培養システム１及びエアリフト５の構成
本実施形態における培養システム１の構成は、基本的には、前記第１の実施形態と同様であるが、エアリフト５が備える誘導部材において相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。
【００３７】
エアリフト５は、本体部１３内に、図５に示すような、誘導部材２９を備えている。誘導部材２９は、柱状部材３１と、螺旋状スクリュー（螺旋状に屈曲した、気泡の経路を有する部材）３３と、支持棒３５とから構成される。柱状部材３１の軸方向は、鉛直方向であり、本体部１３の中心に位置する。螺旋状スクリュー３３は、柱状部材３１の外周に沿って、螺旋形状を成すように取り付けられた、長尺の板状部材であり、アルキメデスの螺旋の形状を有する。螺旋状スクリュー３３と外周端は、本体部１３の内壁面と接している。支持棒３５は、柱状部材３１の上端面に接続するとともに、本体部１３の上面板１３ａに、回転可能に軸支されている。誘導部材２９は、図示しない駆動機構により、柱状部材３１及び支持棒３５の中心軸を回転中心として、回転することができる。その回転の方向は、アルキメデスの螺旋の形状を有する螺旋状スクリュー３３が培地を上方に汲み上げる方向である。
【００３８】
２．培養システム１及びエアリフト５が奏する作用効果
（１）本実施形態のエアリフト５は、誘導部材２９を備えるので、ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、誘導部材２９の螺旋状スクリュー３３に沿って、螺旋に沿った方向（鉛直方向とは異なる方向）に誘導されながら上昇する。そのため、誘導部材２９がなく、気泡が鉛直方向に上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００３９】
（２）本実施形態の培養システム１では、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００４０】
（３）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５が供給するガスの量を定期的に高める。ガスの流量が高いとき、螺旋状スクリュー３３に付着又は堆積していた藻類が除去される。すなわち、本実施形態の培養システム１によれば、螺旋状スクリュー３３への藻類の付着又は堆積を防止できる。
【００４１】
（４）本実施形態の培養システム１では、誘導部材２９を回転させることができる。そのことにより、螺旋状スクリュー３３への藻類の付着又は堆積を防止できる。
（５）本実施形態の培養システム１では、アルキメデスの螺旋の形状を有する螺旋状スクリュー３３を回転させることにより、培地を上方に汲み上げることができる。そのことにより、螺旋状スクリュー３３が回転しない場合よりも、ガス流量を少なくすることができる。
＜第３の実施形態＞
１．培養システム１及びエアリフト５の構成
本実施形態における培養システム１の構成は、基本的には、前記第１の実施形態と同様であるが、エアリフト５の構成において相違する。以下では、その相違点を中心に、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、エアリフト５の構成を表す斜視図であり、図７は、後述するガス保持部材３７を表す断面図である。
【００４２】
エアリフト５は、本体部１３内に、図６、図７に示すような、ガス保持部材３７を複数備えている。ガス保持部材３７は、傘状の形状を有し、その傘の内側は、ガスを保持可能な凹部３７ａとなっている。ガス保持部材３７は、傘における頂点に該当する部分で、本体部１３の内壁に対し、回動軸３９を介して取り付けられている。回動軸３９が設けられている位置は、ガス保持部材３７のうち、凹部３７ａが形成されている側とは反対側であり、ガス保持部材３７の重心から外れた位置である。
【００４３】
ガス保持部材３７は、回動軸３９において回動することにより、本体部１３に対する向きを変えることができる。その向きには、図７（ａ）に示すように、凹部３７ａが下向きに開口した向き（以下、向きＤとする）と、図７（ｂ）に示すように、凹部３７ａが上向きに開口した向き（以下、向きＵとする）とがある。ガス保持部材３７が向きＤの状態のとき、ガス供給配管１５が供給するガスの気泡は、凹部３７ａに入り、そこで保持される。
【００４４】
凹部３７ａに保持されているガスの量が所定量以下の場合は、ガス保持部材３７の自重により、ガス保持部材３７の向きは、向きＤのまま維持される。一方、凹部３７ａで保持するガスの量が所定量を超えると、そのガスの浮力により、ガス保持部材３７は、図７（ａ）における矢印Ｘの方向に回動し、ガス保持部材３７の向きは、向きＵとなる。向きＵとなったガス保持部材３７は、図７（ｂ）に示すように、それまで凹部３７ａで保持していたガスを上方に放出し、浮力を失うので、図７（ｂ）における矢印Ｙの方向に回動し、向きＤの状態に戻る。
【００４５】
２．培養システム１及びエアリフト５及びが奏する作用効果
（１）本実施形態のエアリフト５は、ガス保持部材３７を備える。ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、向きＤの状態にある、ガス保持部材３７の凹部３７ａに保持される。凹部３７ａで保持するガスの量が所定量を超えると、そのガスの浮力により、ガス保持部材３７の向きは、向きＵとなり、それまで凹部３７ａで保持していた気泡を上方に放出する。
【００４６】
ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、上記の段階を踏んで上昇するため、ガス保持部材３７がなく、気泡がすぐに上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００４７】
（２）本実施形態の培養システム１では、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００４８】
（３）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５が供給するガスの量を定期的に高める。ガスの流量が高いとき、ガス保持部材３７に付着又は堆積していた藻類が除去される。すなわち、本実施形態の培養システム１によれば、ガス保持部材３７への藻類の付着又は堆積を防止できる。
【００４９】
（４）本実施形態の培養システム１では、ガス保持部材３７が回動する。そのことにより、ガス保持部材３７への藻類の付着又は堆積を防止できる。
＜変形例１＞
前記各実施形態の培養システム１において、エアリフト５の位置は、図８、図９に示すものであってもよい。図８は、培養システム１の全体構成を表す平面図であり、図９は、図８におけるＢ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。なお、図９において、誘導部材２３、誘導部材２９、ガス保持部材３７等は省略している。
【００５０】
培養システム１は、培養槽３とは別の容器４１を備えている。容器４１にも、培養槽３と同様に培地が入れられている。培養槽３と容器４１とは、連結管４３により連通している。エアリフト５の本体部１３は、培養槽３ではなく、容器４１に設けられている。エアリフト５は、容器４１から本体部１３内に流入した培地に、二酸化炭素を溶解させる。エアリフト５における出口配管２１の出口２１ａは、培養槽３の内部に位置する。よって、本体部１３内で二酸化炭素を溶解した培地は、培養槽３に放出される。なお、容器４１と培養槽３とは、連結管４３により連通しているので、培養槽３内の培地は、容器４１に流入し、そこで、上記のように二酸化炭素を溶解させる。
【００５１】
＜変形例２＞
前記各実施形態の培養システム１において、エアリフト５は、図１０に示すように、紫外線ランプ（紫外線照射手段）４５を備えていてもよい。なお、図１０において、誘導部材２３、誘導部材２９、ガス保持部材３７等は省略している。
【００５２】
紫外線ランプ４５は、本体部１３の上面板１３ａにおける下側に設置されており、本体部１３内の培地に、紫外線を照射することができる。紫外線を照射することにより、藻類を捕食する原生動物の培地への混入を防止することができる。
【００５３】
＜変形例３＞
前記第１、又は第２の実施形態において、図１１に示すように、ガス供給配管１５が、本体部１３の中心軸を通るようにしてもよい。そして、前記第１の実施形態の場合は、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆを、軸状部材２５ではなく、ガス供給配管１５に取り付けることができる。また、前記第２の実施形態の場合は、螺旋状スクリュー３３を、柱状部材３１ではなく、ガス供給配管１５に取り付けることができる。
【００５４】
＜変形例４＞
前記第１の実施形態において、エアリフト５は、図１２に示すものであってもよい。このエアリフト５は、本体部１３の下方に、底板４７を備えており、底板４７は、連結板４９により本体部１３に連結されている。軸状部材２５は、本体部１３の上面板１３ａと、底板４７との両方において、回動可能に軸支されている。このような形態とすることにより、軸状部材２５の位置がぶれにくくなる。なお、培地は、本体部１３と底板４７との間を通り、本体部１３内に導入される。
【００５５】
尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記各実施形態において、ガス供給配管１５に加えて、又はガス供給配管１５に代えて、本体部１３の側面にガスの噴出口を設け、その噴出口から、本体部１３の内側に向けて、ガスを噴出すようにしてもよい。そのガスの噴出しは、常時行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。側面からのガスの噴出しを行うことにより、本体部１３の内壁に付着又は堆積した藻類を除去することができる。
【００５６】
また、前記第１の実施形態において、邪魔板の数は任意に設定でき、例えば、１、２、３、４、５、７、８・・・とすることができる。
また、前記第３の実施形態において、ガス保持部材３７の数は特に限定されず、任意に設定できる。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・培養システム、３・・・培養槽、５・・・エアリフト、７・・・平底容器、
９・・・仕切り壁、１１・・・パドル、１３・・・本体部、１３ａ・・・上面、
１５・・・ガス供給配管、１５ａ・・・供給口、１７・・・培地の入口、
１９・・・培地の出口、２１・・・出口配管、２１ａ・・・出口、２３・・・誘導部材、
２５・・・軸状部材、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ・・・邪魔板、
２９・・・誘導部材、３１・・・柱状部材、３３・・・螺旋状スクリュー、
３５・・・支持棒、３７・・・ガス保持部材、３７ａ・・・凹部、３９・・・回動軸、
４１・・・容器、４３・・・連結管、４５・・・紫外線ランプ、４７・・・底板、
４９・・・連結板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、藻類の培養に用いられるエアリフト及び培養システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
藻類に代表される、太陽光を用いて光合成を行う独立栄養生物の培養には二酸化炭素が必要である。そこで、培地（水）中に二酸化炭素を高効率に溶解する技術が従来から求められている。
【０００３】
特許文献１の技術は、液泡の集団を精製することで液泡内の気体と表面液膜とを抵触させ、高効率に気体を溶解させる。また、特許文献２の技術は、藻類培養装置において、加圧条件下で二酸化炭素を溶解させた水、もしくはそれを大気圧に減圧することで放出された二酸化炭素を藻類に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／１２１０３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−８８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、液泡が水面に拡がることで太陽光もしくは人工光が透過し難くなり、光合成の妨げとなる。また大量の泡により藻類が水中から分離、浮上してしまう可能性がある。また、特許文献２の技術では、加圧機構が必要となり、培養コストが大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、これらの問題が生じにくいエアリフト及び培養システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る第１のエアリフトは、培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるものであって、中空の本体部と、前記本体部に設けられた前記培地の入口と、前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、前記本体部内において、前記培地中を進む前記ガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する誘導部材とを備える。
【０００８】
本発明に係る第１のエアリフトは、ガス供給手段により、二酸化炭素を含むガス（以下では単にガスとする）を、本体部内に供給する。そのガスの気泡は、本体部内を上昇する。このとき、本体部内の培地に、二酸化炭素が溶解する。また、気泡の上昇により、本体部内には、培地の上向きの流れが生じる。その結果、培地は、培地の入口から本体部内に入り、本体部内を上昇し、培地の出口から出る。
【０００９】
特に、本発明に係る第１のエアリフトは、誘導部材により、ガス供給手段から供給されたガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する。そのため、誘導部材がなく、気泡が鉛直方向に上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る第１のエアリフトでは、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００１１】
前記誘導部材としては、例えば、鉛直方向とは異なる方向に沿った面（例えば、水平面、傾斜した面）を備え、その面に沿って気泡を誘導するものが挙げられる。そのような誘導部材として、例えば、軸状部材と、前記軸状部材に取り付けられた板状部材とを有するものがある。この誘導部材は、培地中で、板状部材の面（鉛直方向とは異なる方向に沿った面）に沿って気泡を誘導し、その結果、気泡と培地との接触時間を増し、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１２】
また、前記誘導部材としては、例えば、螺旋状に屈曲した、前記気泡の経路を有する部材が挙げられる。この誘導部材は、培地中で、気泡を螺旋状の経路に沿って誘導し、その結果、気泡と培地との接触時間を増し、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１３】
前記誘導部材は、駆動手段により駆動されるものであることが好ましい。そのことにより、誘導部材への藻類の付着又は堆積を防止できる。誘導部材の駆動は、例えば、周知のモータ等の動力、及び歯車やプーリ等の動力伝達手段を用いて実現できる。
【００１４】
（２）本発明に係る第２のエアリフトは、培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフトものであって、中空の本体部と、前記本体部に設けられた前記培地の入口と、前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、前記ガス供給手段により供給されるガスを保持可能な凹部を有するガス保持部材とを備える。
【００１５】
そして、前記のガス保持部材は、前記本体部に対し、向きを変えることができるように取り付けられており、前記向きは、前記凹部で保持する前記ガスの量が所定量以下の場合は、前記ガス保持部材の自重により、前記凹部で前記ガスを保持可能な向きとなり、前記凹部で保持する前記ガスの量が前記所定量を超える場合は、保持する前記ガスの浮力によって向きを変え、保持していた前記ガスを上方に開放する向きとなる。
【００１６】
本発明に係る第２のエアリフトは、ガス保持部材を備える。ガス供給手段から供給されたガスの気泡は、「ガスを保持可能な向き」の状態にある、ガス保持部材の凹部に保持される。凹部で保持するガスの量が所定量を超えると、そのガスの浮力により、ガス保持部材の向きは、「保持していた前記ガスを上方に開放する向き」となり、それまで凹部３７ａで保持していた気泡を上方に放出する。なお、気泡を放出したガス保持部材は、浮力を失うため、再び、「ガスを保持可能な向き」の状態に戻る。
【００１７】
ガス供給手段から供給されたガスの気泡は、上記の段階（一旦、ガス保持部材で保持され、その後、ガス保持部材から放出される）を踏んで上昇するため、ガス保持部材がなく、気泡がすぐに上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る第２のエアリフトでは、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００１９】
（３）前記第１及び第２のエアリフトにおいて、前記ガス供給手段は、前記ガスの供給量を変動させるものであることが好ましい。ガスの供給量を一時的に増すことにより、誘導部材やガス保持部材に付着又は堆積していた藻類を除去することができる。
【００２０】
前記第１及び第２のエアリフトは、前記本体部内に紫外線を照射する紫外線照射手段を有することが好ましい。紫外線を照射することにより、藻類を捕食する原生動物の培地への混入を防止することができる。
【００２１】
（４）本発明の培養システムは、前記第１及び第２のエアリフトと、培養槽とを備える。本発明の培養システムは、前記第１及び第２のエアリフトを備えることにより、上述した効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】培養システム１の全体構成を表す平面図である。
【図２】図１におけるＡ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。
【図３】エアリフト５の構成を表す斜視図である。
【図４】本体部１３及び誘導部材２３を上方から見たときの形態を表す説明図である。
【図５】エアリフト５の構成を表す斜視図である。
【図６】エアリフト５の構成を表す斜視図である。
【図７】ガス保持部材３７の構成及び動作を表す説明図であり、（ａ）は向きＤの状態を表し、（ｂ）は向きＵの状態を表す。
【図８】培養システム１の全体構成を表す平面図である。
【図９】図８におけるＢ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。
【図１０】エアリフト５の構成（一部の構成は省略）を表す斜視図である。
【図１１】エアリフト５の構成（一部の構成は省略）を表す斜視図である。
【図１２】エアリフト５の構成（一部の構成は省略）を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
１．培養システム１の全体構成
培養システム１の全体構成を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、培養システム１の全体構成を表す平面図であり、図２は、図１におけるＡ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。なお、図２において、後述する誘導部材２３等は省略している。
【００２４】
培養システム１は、培養槽３と、エアリフト５とを備える。培養槽３は、周知のレースウェイ型培養槽である。培養槽３は、上方が開口した平底容器７と、その底面の中央部に立設された仕切り壁９と、平底容器７内の培地に流れを生じさせるパドル１１とを備える。培養槽３は、微生物（例えば藻類）の培養に用いることができる。培養槽３は、所定量の培地を入れて使用される。エアリフト５は、培養槽３内に設置されている。
【００２５】
培地としては、例えば、以下のAF6培地を使用できる。
AF6培地（100ｍｌ）
NaNO3：14 mg
NH4NO3：2.2 mg
MgSO4 ・ 7H2O ：3 mg
KH2PO4：1 mg
K2HPO4：0.5 mg
CaCl2 ・ 2H2O：1 mg
CaCO3：1 mg
Fe-citrate：0.2 mg
Citric acid：0.2 mg
Biotin：0.2 μg
Thiamine HCl：1 μg
Vitamin B6：0.1 μg
Vitamin B12：0.1 μg
Trace metals：0.5 mL
Distilled water：99.5 mL
(pH 6.62)
２．エアリフト５の構成
エアリフト５の構成を、図１、図２に加えて、図３、及び図４に基づいて説明する。図３は、エアリフト５の構成を表す斜視図であり、図４は、後述する本体部１３及び誘導部材２３を上方から見たときの形態を表す図面である。
【００２６】
エアリフト５は、本体部１３と、本体部１３内に二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給配管（ガス供給手段）１５とを備える。このガス供給配管１５がガスを供給する態様は、所定流量Ｑ１のガスを供給する時間帯と、Ｑ１よりも大きいＱ２の流量でガスを供給する時間帯とを、交互に繰り返す態様（供給量が変動する態様）である。なお、Ｑ１の流量でガスを供給する時間帯よりも、Ｑ２の流量でガスを供給する時間帯の方が短い。
【００２７】
本体部１３は、中空円筒状の容器であり、その軸方向は、鉛直方向である。本体部１３の底面は開放されており、培地の入口１７となっている。ガス供給配管１５の供給口１５ａは、この培地の入口１７に位置する。また、本体部１３の側面のうち、上端から略１／３の位置（入口１７よりも上方）には、培地の出口１９が設けられている。培地の出口１９には、出口配管２１が接続されている。出口配管２１の出口２１ａは、培養槽３の内部に位置する（図２参照）。
【００２８】
本体部１３の内部には、誘導部材２３が設けられている。誘導部材２３は、軸状部材２５と、６枚の邪魔板（板状部材）２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆとから成る。軸状部材２５の長手方向は、鉛直方向であり、本体部１３の中心に位置する。軸状部材２５の上端は、本体部１３の上面板１３ａに、回転可能に軸支されている。邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、それぞれ、同一の扇方の形状を有しており、扇の要の部分で、軸状部材２５に固定されている。邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの主たる面は、それぞれ、水平面と平行である。なお、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの主たる面は、水平方向に対し傾斜させてもよい（ただし、鉛直方向と平行ではない）。
【００２９】
邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの上下方向における位置は、邪魔板２７ａが最も高く、次に２７ｂが高く、以下、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆの順である。邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ間の上下方向における相互の間隔は、全て一定である。
【００３０】
軸状部材２５の軸方向から見たとき、図４に示すように、邪魔板２７ｂは、邪魔板２７ａに対し、軸状部材２５を中心として９０°回転した位置にある。また、邪魔板２７ｃは、邪魔板２７ｂに対し、軸状部材２５を中心として９０°回転した位置にあり、邪魔板２７ａに対しては、軸状部材２５を中心として１８０°回転した位置にある。同様に、邪魔板２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、その一つ上にある邪魔板に対し、軸状部材２５を中心として、一定の方向に９０°回転した位置にある。
【００３１】
誘導部材２３は、図示しない駆動機構（駆動手段）により、軸状部材２５を中心として回転することができる。エアリフト５は、本体部１３における培地の出口１９付近までが、培地に浸漬されるように、培養槽３内に設置される。このとき、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆは、培地に浸漬される。
【００３２】
３．培養システム１及びエアリフト５が奏する作用効果
（１）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５から、二酸化炭素を含むガスを、エアリフト５における培地の入口１７に供給すると、そのガスの気泡は、本体部１３内を上昇する。このとき、本体部１３内の培地に、二酸化炭素が溶解する。また、気泡の上昇により、本体部１３内には、培地の上向きの流れが生じる。その結果、培養槽３の培地は、培地の入口１７から本体部１３内に入り、本体部１３内を上昇し、培地の出口１９及び出口配管２１を経て、培養槽３に戻る。
【００３３】
特に、本実施形態のエアリフト５は、誘導部材２３を備えるので、ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、誘導部材２３の邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆにぶつかり、それらの面に沿った方向（水平方向、すなわち、鉛直方向とは異なる方向）に誘導されながら上昇する。そのため、誘導部材２３がなく、気泡が鉛直方向に上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００３４】
（２）本実施形態の培養システム１では、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００３５】
（３）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５が供給するガスの量を定期的に高める。ガスの流量が高いとき、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆに付着又は堆積していた藻類が除去される。すなわち、本実施形態の培養システム１によれば、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆへの藻類の付着又は堆積を防止できる。
【００３６】
（４）本実施形態の培養システム１では、誘導部材２３を回転させることができる。そのことにより、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆへの藻類の付着又は堆積を防止できる。
＜第２の実施形態＞
１．培養システム１及びエアリフト５の構成
本実施形態における培養システム１の構成は、基本的には、前記第１の実施形態と同様であるが、エアリフト５が備える誘導部材において相違する。以下では、その相違点を中心に説明する。
【００３７】
エアリフト５は、本体部１３内に、図５に示すような、誘導部材２９を備えている。誘導部材２９は、柱状部材３１と、螺旋状スクリュー（螺旋状に屈曲した、気泡の経路を有する部材）３３と、支持棒３５とから構成される。柱状部材３１の軸方向は、鉛直方向であり、本体部１３の中心に位置する。螺旋状スクリュー３３は、柱状部材３１の外周に沿って、螺旋形状を成すように取り付けられた、長尺の板状部材であり、アルキメデスの螺旋の形状を有する。螺旋状スクリュー３３と外周端は、本体部１３の内壁面と接している。支持棒３５は、柱状部材３１の上端面に接続するとともに、本体部１３の上面板１３ａに、回転可能に軸支されている。誘導部材２９は、図示しない駆動機構により、柱状部材３１及び支持棒３５の中心軸を回転中心として、回転することができる。その回転の方向は、アルキメデスの螺旋の形状を有する螺旋状スクリュー３３が培地を上方に汲み上げる方向である。
【００３８】
２．培養システム１及びエアリフト５が奏する作用効果
（１）本実施形態のエアリフト５は、誘導部材２９を備えるので、ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、誘導部材２９の螺旋状スクリュー３３に沿って、螺旋に沿った方向（鉛直方向とは異なる方向）に誘導されながら上昇する。そのため、誘導部材２９がなく、気泡が鉛直方向に上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００３９】
（２）本実施形態の培養システム１では、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００４０】
（３）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５が供給するガスの量を定期的に高める。ガスの流量が高いとき、螺旋状スクリュー３３に付着又は堆積していた藻類が除去される。すなわち、本実施形態の培養システム１によれば、螺旋状スクリュー３３への藻類の付着又は堆積を防止できる。
【００４１】
（４）本実施形態の培養システム１では、誘導部材２９を回転させることができる。そのことにより、螺旋状スクリュー３３への藻類の付着又は堆積を防止できる。
（５）本実施形態の培養システム１では、アルキメデスの螺旋の形状を有する螺旋状スクリュー３３を回転させることにより、培地を上方に汲み上げることができる。そのことにより、螺旋状スクリュー３３が回転しない場合よりも、ガス流量を少なくすることができる。
＜第３の実施形態＞
１．培養システム１及びエアリフト５の構成
本実施形態における培養システム１の構成は、基本的には、前記第１の実施形態と同様であるが、エアリフト５の構成において相違する。以下では、その相違点を中心に、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、エアリフト５の構成を表す斜視図であり、図７は、後述するガス保持部材３７を表す断面図である。
【００４２】
エアリフト５は、本体部１３内に、図６、図７に示すような、ガス保持部材３７を複数備えている。ガス保持部材３７は、傘状の形状を有し、その傘の内側は、ガスを保持可能な凹部３７ａとなっている。ガス保持部材３７は、傘における頂点に該当する部分で、本体部１３の内壁に対し、回動軸３９を介して取り付けられている。回動軸３９が設けられている位置は、ガス保持部材３７のうち、凹部３７ａが形成されている側とは反対側であり、ガス保持部材３７の重心から外れた位置である。
【００４３】
ガス保持部材３７は、回動軸３９において回動することにより、本体部１３に対する向きを変えることができる。その向きには、図７（ａ）に示すように、凹部３７ａが下向きに開口した向き（以下、向きＤとする）と、図７（ｂ）に示すように、凹部３７ａが上向きに開口した向き（以下、向きＵとする）とがある。ガス保持部材３７が向きＤの状態のとき、ガス供給配管１５が供給するガスの気泡は、凹部３７ａに入り、そこで保持される。
【００４４】
凹部３７ａに保持されているガスの量が所定量以下の場合は、ガス保持部材３７の自重により、ガス保持部材３７の向きは、向きＤのまま維持される。一方、凹部３７ａで保持するガスの量が所定量を超えると、そのガスの浮力により、ガス保持部材３７は、図７（ａ）における矢印Ｘの方向に回動し、ガス保持部材３７の向きは、向きＵとなる。向きＵとなったガス保持部材３７は、図７（ｂ）に示すように、それまで凹部３７ａで保持していたガスを上方に放出し、浮力を失うので、図７（ｂ）における矢印Ｙの方向に回動し、向きＤの状態に戻る。
【００４５】
２．培養システム１及びエアリフト５及びが奏する作用効果
（１）本実施形態のエアリフト５は、ガス保持部材３７を備える。ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、向きＤの状態にある、ガス保持部材３７の凹部３７ａに保持される。凹部３７ａで保持するガスの量が所定量を超えると、そのガスの浮力により、ガス保持部材３７の向きは、向きＵとなり、それまで凹部３７ａで保持していた気泡を上方に放出する。
【００４６】
ガス供給配管１５から供給されたガスの気泡は、上記の段階を踏んで上昇するため、ガス保持部材３７がなく、気泡がすぐに上昇する場合に比べて、気泡と培地との接触時間が増え、培地に二酸化炭素を効率良く溶解させることができる。
【００４７】
（２）本実施形態の培養システム１では、特許文献１の技術のように、大量の気泡を生じさせる必要がないため、光合成の阻害や、藻類の分離、浮上などの問題が生じない。また、特許文献２の技術のような、加圧機構を設ける必要がない。
【００４８】
（３）本実施形態の培養システム１では、ガス供給配管１５が供給するガスの量を定期的に高める。ガスの流量が高いとき、ガス保持部材３７に付着又は堆積していた藻類が除去される。すなわち、本実施形態の培養システム１によれば、ガス保持部材３７への藻類の付着又は堆積を防止できる。
【００４９】
（４）本実施形態の培養システム１では、ガス保持部材３７が回動する。そのことにより、ガス保持部材３７への藻類の付着又は堆積を防止できる。
＜変形例１＞
前記各実施形態の培養システム１において、エアリフト５の位置は、図８、図９に示すものであってもよい。図８は、培養システム１の全体構成を表す平面図であり、図９は、図８におけるＢ方向から見たときの、培養システム１の側面図である。なお、図９において、誘導部材２３、誘導部材２９、ガス保持部材３７等は省略している。
【００５０】
培養システム１は、培養槽３とは別の容器４１を備えている。容器４１にも、培養槽３と同様に培地が入れられている。培養槽３と容器４１とは、連結管４３により連通している。エアリフト５の本体部１３は、培養槽３ではなく、容器４１に設けられている。エアリフト５は、容器４１から本体部１３内に流入した培地に、二酸化炭素を溶解させる。エアリフト５における出口配管２１の出口２１ａは、培養槽３の内部に位置する。よって、本体部１３内で二酸化炭素を溶解した培地は、培養槽３に放出される。なお、容器４１と培養槽３とは、連結管４３により連通しているので、培養槽３内の培地は、容器４１に流入し、そこで、上記のように二酸化炭素を溶解させる。
【００５１】
＜変形例２＞
前記各実施形態の培養システム１において、エアリフト５は、図１０に示すように、紫外線ランプ（紫外線照射手段）４５を備えていてもよい。なお、図１０において、誘導部材２３、誘導部材２９、ガス保持部材３７等は省略している。
【００５２】
紫外線ランプ４５は、本体部１３の上面板１３ａにおける下側に設置されており、本体部１３内の培地に、紫外線を照射することができる。紫外線を照射することにより、藻類を捕食する原生動物の培地への混入を防止することができる。
【００５３】
＜変形例３＞
前記第１、又は第２の実施形態において、図１１に示すように、ガス供給配管１５が、本体部１３の中心軸を通るようにしてもよい。そして、前記第１の実施形態の場合は、邪魔板２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆを、軸状部材２５ではなく、ガス供給配管１５に取り付けることができる。また、前記第２の実施形態の場合は、螺旋状スクリュー３３を、柱状部材３１ではなく、ガス供給配管１５に取り付けることができる。
【００５４】
＜変形例４＞
前記第１の実施形態において、エアリフト５は、図１２に示すものであってもよい。このエアリフト５は、本体部１３の下方に、底板４７を備えており、底板４７は、連結板４９により本体部１３に連結されている。軸状部材２５は、本体部１３の上面板１３ａと、底板４７との両方において、回動可能に軸支されている。このような形態とすることにより、軸状部材２５の位置がぶれにくくなる。なお、培地は、本体部１３と底板４７との間を通り、本体部１３内に導入される。
【００５５】
尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記各実施形態において、ガス供給配管１５に加えて、又はガス供給配管１５に代えて、本体部１３の側面にガスの噴出口を設け、その噴出口から、本体部１３の内側に向けて、ガスを噴出すようにしてもよい。そのガスの噴出しは、常時行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。側面からのガスの噴出しを行うことにより、本体部１３の内壁に付着又は堆積した藻類を除去することができる。
【００５６】
また、前記第１の実施形態において、邪魔板の数は任意に設定でき、例えば、１、２、３、４、５、７、８・・・とすることができる。
また、前記第３の実施形態において、ガス保持部材３７の数は特に限定されず、任意に設定できる。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・培養システム、３・・・培養槽、５・・・エアリフト、７・・・平底容器、
９・・・仕切り壁、１１・・・パドル、１３・・・本体部、１３ａ・・・上面、
１５・・・ガス供給配管、１５ａ・・・供給口、１７・・・培地の入口、
１９・・・培地の出口、２１・・・出口配管、２１ａ・・・出口、２３・・・誘導部材、
２５・・・軸状部材、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ・・・邪魔板、
２９・・・誘導部材、３１・・・柱状部材、３３・・・螺旋状スクリュー、
３５・・・支持棒、３７・・・ガス保持部材、３７ａ・・・凹部、３９・・・回動軸、
４１・・・容器、４３・・・連結管、４５・・・紫外線ランプ、４７・・・底板、
４９・・・連結板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフトであって、
中空の本体部と、
前記本体部に設けられた前記培地の入口と、
前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、
前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、
前記本体部内において、前記培地中を進む前記ガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する誘導部材と、
を備えることを特徴とするエアリフト。
【請求項２】
前記誘導部材は、軸状部材と、前記軸状部材に取り付けられた板状部材とを有することを特徴とする請求項１記載のエアリフト。
【請求項３】
前記誘導部材は、螺旋状に屈曲した、前記気泡の経路を有する部材であることを特徴とする請求項１記載のエアリフト。
【請求項４】
前記誘導部材を駆動する駆動手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアリフト。
【請求項５】
培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフトであって、
中空の本体部と、
前記本体部に設けられた前記培地の入口と、
前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、
前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段により供給されるガスを保持可能な凹部を有するガス保持部材と、
を備え、
前記ガス保持部材は、前記本体部に対し、向きを変えることができるように取り付けられており、前記向きは、前記凹部で保持する前記ガスの量が所定量以下の場合は、前記ガス保持部材の自重により、前記凹部で前記ガスを保持可能な向きとなり、前記凹部で保持する前記ガスの量が前記所定量を超える場合は、保持する前記ガスの浮力により、保持していた前記ガスを上方に開放する向きとなることを特徴とするエアリフト。
【請求項６】
前記ガス供給手段は、前記ガスの供給量を変動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエアリフト。
【請求項７】
前記本体部内に紫外線を照射する紫外線照射手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のエアリフト。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエアリフトと、培養槽とを備える培養システム。
【請求項１】
培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフトであって、
中空の本体部と、
前記本体部に設けられた前記培地の入口と、
前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、
前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、
前記本体部内において、前記培地中を進む前記ガスの気泡を、鉛直方向とは異なる方向に誘導する誘導部材と、
を備えることを特徴とするエアリフト。
【請求項２】
前記誘導部材は、軸状部材と、前記軸状部材に取り付けられた板状部材とを有することを特徴とする請求項１記載のエアリフト。
【請求項３】
前記誘導部材は、螺旋状に屈曲した、前記気泡の経路を有する部材であることを特徴とする請求項１記載のエアリフト。
【請求項４】
前記誘導部材を駆動する駆動手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアリフト。
【請求項５】
培地に二酸化炭素を溶解させるために用いられるエアリフトであって、
中空の本体部と、
前記本体部に設けられた前記培地の入口と、
前記本体部のうち、前記入口よりも上方に設けられた、前記培地の出口と、
前記本体部内に、二酸化炭素を含むガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段により供給されるガスを保持可能な凹部を有するガス保持部材と、
を備え、
前記ガス保持部材は、前記本体部に対し、向きを変えることができるように取り付けられており、前記向きは、前記凹部で保持する前記ガスの量が所定量以下の場合は、前記ガス保持部材の自重により、前記凹部で前記ガスを保持可能な向きとなり、前記凹部で保持する前記ガスの量が前記所定量を超える場合は、保持する前記ガスの浮力により、保持していた前記ガスを上方に開放する向きとなることを特徴とするエアリフト。
【請求項６】
前記ガス供給手段は、前記ガスの供給量を変動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエアリフト。
【請求項７】
前記本体部内に紫外線を照射する紫外線照射手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のエアリフト。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエアリフトと、培養槽とを備える培養システム。
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２４９６０８（Ｐ２０１２−２４９６０８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６４７５（Ｐ２０１１−１２６４７５）
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、農林水産省、革新的なＣＯ２高吸収バイオマスの利用技術の開発委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、農林水産省、革新的なＣＯ２高吸収バイオマスの利用技術の開発委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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