培養槽
【課題】培養コストを抑えつつ好適な条件で培養可能な培養槽を提供する。
【解決手段】光合成微生物を培養する培養槽であって、光合成微生物及び光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路１と、培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータ２と、光合成微生物及び培養液を培養槽内で循環させるポンプ５と、を有し、開水路１の形状が樋形状であり、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが開水路１によって接続され、ポンプ５により、光合成微生物及び培養液が上部２１から開水路１を通って下部２２に到達し、下部２２に到達した光合成微生物及び培養液がカーボネータ２内部を上昇して上部２１に到達し、光合成微生物及び培養液が再び開水路１を通って下部２２に到達するように構成されている。
【解決手段】光合成微生物を培養する培養槽であって、光合成微生物及び光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路１と、培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータ２と、光合成微生物及び培養液を培養槽内で循環させるポンプ５と、を有し、開水路１の形状が樋形状であり、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが開水路１によって接続され、ポンプ５により、光合成微生物及び培養液が上部２１から開水路１を通って下部２２に到達し、下部２２に到達した光合成微生物及び培養液がカーボネータ２内部を上昇して上部２１に到達し、光合成微生物及び培養液が再び開水路１を通って下部２２に到達するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は培養槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素等の温室効果ガスの排出量を抑制する観点から、植物が吸収する二酸化炭素量と当該植物を焼却した際に生じる二酸化炭素の発生量とが等量であるという考え方、即ち「カーボンニュートラル」との考え方が浸透しつつある。このため、バイオマス資源由来の原料から生産される、所謂バイオマス燃料（例えばトリグリセリド等の脂質、エタノール等のアルコール等）の利用が以前にも増して注目されている。
【０００３】
バイオマス燃料の原料となるバイオマス資源としては、例えば大豆、トウモロコシ、パーム等が挙げられるが、これらの可食性植物を上記のバイオマス資源として利用する場合、食糧不足への懸念や耕作地を確保するための森林破壊等という課題が生じることがある。そこで、上記のバイオマス資源に代わるものとして、池、湖沼等に広く生息する、光合成を行う原生生物等の光合成微生物は、植物と同様の光合成能を有し、水と二酸化炭素とから脂質、炭水化物等を生合成し、細胞内に数十質量％蓄積することが知られている。そして、この生産量は植物に比べて高く、具体的には、脂質、炭水化物等の生産量が高いといわれるパームの単位面積当たりで１０倍以上であるため、上記の課題を解決するために非常に有効な手段である。
【０００４】
そこで、光合成微生物を人工的に培養するための培養方法として、チューブラ（管）式リアクタを用いる方法（例えば特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７４３３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
培養液等が通液している管に日光の照射を行うと、管内部に熱が篭るため通常培養液の温度が上昇する。そのため、特許文献１に記載の技術においては、液温を培養に適した温度に設定するために、篭った熱を外部へ放出する例えば熱交換器等を設置しなければならない場合があり、培養コストが増加するという課題がある。また、光合成微生物が光合成時に消費する二酸化炭素が減少する一方で、光合成時に発生する酸素が管内に残存するため、光合成が促進されないという課題もある。
【０００７】
また、チューブラ式リアクタの場合、培養を繰り返すうちに管内壁に光合成微生物が付着し、管内部にまで光が届きにくくなるという課題がある。この課題を解決するために、管内部の洗浄回数を増やしたり、洗浄ピグにより付着物を強制的に掻き落としたりすることも考えられるが、いずれの場合も完全に付着物を除去できるものではなく、洗浄に時間及びコストを要し、やはり培養コストが増加するという課題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、培養コストを抑えつつ好適な条件で培養可能な培養槽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、樋形状を有する開水路を用いて立体的に培養槽を構成し、培養液を培養槽中で循環させることにより、培養コストを抑えつつ好適な条件で培養可能な培養槽を提供することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明の要旨は、光合成微生物及び上記光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路と、上記培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータと、上記培養液を培養槽内で循環させるポンプと、を有し、上記開水路の形状が樋形状であり、上記カーボネータの上部と上記カーボネータの下部とが上記開水路によって接続され、上記上部から上記開水路を通って上記光合成微生物及び上記培養液が上記開水路の下部末端に到達した後、上記光合成微生物及び上記培養液が上記ポンプによって上記下部に移送され、上記下部に到達した上記光合成微生物及び上記培養液が上記カーボネータ内部を上昇して上記上部に到達し、上記光合成微生物及び上記培養液が再び上記開水路及び上記ポンプを介して上記下部に到達するように構成されていることを特徴とする、培養槽に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、培養コストを抑えつつ好適な条件で培養可能な培養槽を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す側面図である。
【図２】第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す斜視図である。
【図３】開水路の断面形状の具体例（（ａ）〜（ｆ））を模式的に表す図である。
【図４】第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す側面図である。
【図５】第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す斜視図である。
【図６】第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を具体例を挙げて説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。
【００１４】
＜第一実施形態＞
図１は第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す側面図、図２は第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す斜視図である。図１及び図２に示すように、第一実施形態に係る培養槽１０は、光合成微生物を培養する培養槽であって、光合成微生物及び光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路１と、培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータ２と、光合成微生物及び培養液を培養槽内で循環させるポンプ５と、を有し、開水路１の形状が樋形状であり、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが開水路１によって接続されるものである。そして、ポンプ５により、光合成微生物及び培養液が上部２１から開水路１を通って下部２２に到達し、下部２２に到達した光合成微生物及び培養液がカーボネータ２内部を上昇して上部２１に到達し、光合成微生物及び培養液が再び開水路１を通って下部２２に到達するように構成されているものである。
【００１５】
また、図１及び図２においては、開水路１に流れるカーボネータ２の上部２１からの培養液の流量を調整する流量調整弁３、開水路１を流れた光合成微生物及び培養液を貯留し、ポンプ５に供給する受水槽４、螺旋状に形成されている開水路１を支持する支持材６も示している。
【００１６】
さらに、カーボネータ２内においては、二酸化炭素供給源２３からの二酸化炭素をカーボネータ２に供給するための二酸化炭素供給路２ａ、二酸化炭素供給路２ａを通じて供給された二酸化炭素をカーボネータ２の内部に放出し、培養液に二酸化炭素を溶解させる二酸化炭素放出部２ｂ、及びカーボネータ２内部にて培養液に溶解されなかった余剰の二酸化炭素を排出する余剰二酸化炭素排出路２ｃも示している。また、二酸化炭素供給路２ａには、二酸化炭素の供給源として二酸化炭素供給源２３が、カーボネータ２への二酸化炭素の供給量を調整できるようにガス供給量調整バルブ（図示しない。）を介して、カーボネータ２に接続されている。
【００１７】
なお、通常、カーボネータ２は耐久性等の観点から金属等の非透過性材料により構成されているため、その内部は通常は外部から観察することができないようになっている。ただし、図１においては、各部材の説明のためにカーボネータ２の内部構成を示している。
【００１８】
なお、第一実施形態に係る培養槽において培養可能な光合成微生物は、本発明の効果を著しく損なわない限り、特に制限されない。ただし、好ましくは藻類、特に好ましくはユーグレナである。
【００１９】
ユーグレナは鞭毛虫の一群で、運動性のある藻類として有名なミドリムシを含む。大部分のユーグレナは葉緑体を有しており、光合成を行って独立栄養生活を行うが、捕食性のものや吸収栄養性のものもある。ユーグレナは動物学と植物学との双方に分類される属である。
【００２０】
培養液の組成は、培養される生物の種類に応じて決定すればよい。例えば、第一実施形態に係る培養槽を用いてユーグレナを培養する場合、培養液としては、例えば、窒素源、リン源、ミネラルなどの栄養塩類を添加した培養液、例えば、改変Ｃｒａｍｅｒ−Ｍｙｅｒｓ培地（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４ １．０ｇ／Ｌ、ＫＨ２ＰＯ４ １．０ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．２ｇ／Ｌ、ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ ０．０２ｇ／Ｌ、Ｆｅ２（ＳＯ２）３・７Ｈ２Ｏ ３ｍｇ／Ｌ、ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ １．８ｍｇ／Ｌ、ＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ １．５ｍｇ／Ｌ、ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．４ｍｇ／Ｌ、Ｎａ２ＭｏＯ４・２Ｈ２Ｏ ０．２ｍｇ／Ｌ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ ０．０２ｇ／Ｌ、チアミン塩酸塩（ビタミンＢ１） ０．１ｍｇ／Ｌ、シアノコバラミン（ビタミンＢ１２）、（ｐＨ３．５））を用いることができる。なお、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４は、（ＮＨ４）２ＳＯ４やＮＨ３ａｑに変換することも可能である。
【００２１】
また、培養液のｐＨは好ましくは２以上、また、その上限は、好ましくは６以下、より好ましくは４．５以下である。ｐＨを酸性側にすることにより、光合成微生物は他の微生物よりも優勢に生育することができるため、コンタミネーションを抑制することができる。
【００２２】
開水路１は、カーボネータ２（後述する。）の上部２１から下部２２に光合成微生物を含む培養液を通液するものであり、樋形状を有するものである。開水路１のより具体的な形状は樋形状である限り特に制限されないが、その断面形状が例えば図３（ａ）に示す矩形状、図３（ｂ）に示すＵ字状、図３（ｃ）に示す円の一部が切断された円形状、図３（ｄ）に示す半円形状、図３（ｅ）に示すＶ字形状、図３（ｆ）に示す五角形状等が挙げられる。
【００２３】
開水路１は、上部２１から下部２２に光合成微生物を含む培養液を通液させることができる限り、連続的に設けられてもよいし、断続的に設けられてもよい。即ち、１本の開水路を介して直接上部２１と下部２２とが接続されるようにしてもよいし、傾斜を有する複数の開水路を組み合わせて、間接的に上部２１と下部２２とが接続されるようにしてもよい。
【００２４】
開水路１の材料は特に制限されないが、中でも透明な樹脂が好適である。このような透明な樹脂としては、例えばアクリル樹脂等が挙げられる。開水路１を構成する材料として透明な樹脂を用いた場合、培養槽１０における下方の開水路１に対しても十分な量の太陽光を照射することができる。また、より大きな受光面積を確保することもできる。
【００２５】
開水路１の深さも特に制限されず、培養液の流量が所望のものとすることができる程度の深さにすればよい。開水路１の切断面における深さは、その全長に渡って均一であってもよく、部分的に変化させたものであってもよい。開水路１の深さを部分的に変化させる場合、例えばカーボネータ２の上部２１近傍においては深くし、その後徐々に浅くする形態とすることができる。即ち、上部２１近傍において、培養液とともに存在する光合成微生物の量は少ない（即ち、遮蔽物である光合成微生物の量が少ない）ため、深さを深くしても開水路１の底部まで光が照射される。しかしながら、開水路１の下流で光合成微生物の含有量が徐々に増加すると光が開水路１の底部に届きにくくなるため、開水路１の深さを下流に行くに従って徐々に浅くすることが重要である。そこで、このような形態にすることにより、より適切な深さで培養が可能となる。
また、開水路１の途中に堰等を設け、開水路１を流れている培養液の上下撹拌を推進してもよい。
【００２６】
カーボネータ２は、その内部に存在する培養液に二酸化炭素供給源２３から供給された二酸化炭素を溶解させるものである。このように、カーボネータ２により二酸化炭素を培養液に溶解させることにより、光合成微生物の良好な培養が可能となる。カーボネータ２に供給されるガスは、必ずしも純粋な二酸化炭素である必要は無く、含まれる二酸化炭素の量が所望のものとなるように適宜調整したガスであってもよい。
カーボネータ２に供給されるガスに含まれる二酸化炭素の割合は、光合成微生物の種類や培養液温度によって異なるため一概には言えないが、カーボネータ２内の培養液中の二酸化炭素濃度が、当該培養液における二酸化炭素の飽和濃度となるように、カーボネータ２に供給されるガス中の二酸化炭素濃度を調整すればよい。
【００２７】
また、予め二酸化炭素濃度が調整されたガスであってもよいが、例えば工場からの排気ガス等の二酸化炭素を含むガスをカーボネータ２に供給してもよい。このようなガスをカーボネータ２に供給する場合、培養する光合成微生物の成長及び培養を阻害する成分を、例えば硫黄酸化物（ＳＯｘ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去装置等を用いて予め除去したガスを用いることが好ましい。
【００２８】
上記のように、二酸化炭素を含むガスは、二酸化炭素供給路２ａに接続された二酸化炭素供給源２３から供給される。第一実施形態に係る培養槽１０においては、二酸化炭素供給源２３として二酸化炭素が充填されたガスボンベを用いている。ただし、二酸化炭素供給源２３はガスボンベに何ら限定されるものではなく、上記のように例えば二酸化炭素を含む工場等からの排気ガスを用いてもよい。ただし、工場等からの排気ガスを二酸化炭素供給源２３として用いる場合には、予め培養する例えば光合成微生物の成長及び培養を阻害する成分を除去したガスを用いることが好ましい。このような成分を除去する装置は公知の任意のものを用いることができ、その設置場所も任意である。なお、培養する光合成微生物が例えば硫黄酸化物や窒素酸化物等に対して耐性があったり、浄化作用があったりするものであれば、硫黄酸化物や窒素酸化物等の除去は行わなくてもよい。
【００２９】
そして、このようにしてカーボネータ２に供給された二酸化炭素を含むガスは、カーボネータ２内に設けられた二酸化炭素放出部２ｂからカーボネータ２内に存在する培養液に溶解される。そして、カーボネータ２内部の培養液に溶解し切れなかった（即ち過剰量の）二酸化炭素は、カーボネータ２の上部に設けられた余剰二酸化炭素排出路２ｃにより、外部へ排出又は回収される。
【００３０】
なお、供給する二酸化炭素の量は必ずしも一定である必要は無く、例えば時間や天候等に応じてその供給量を変動させるようにすることができる。具体的には、培養する光合成微生物の種類（活動状況）に応じて供給量を変動させてもよい。例えば、午前に光合成が活発であるならば午前に二酸化炭素の量を多く、午後に光合成が活発であるならば午後に二酸化炭素の量を多く、夜間に光合成が行われないならば夜間は二酸化炭素の供給を停止（培養槽全体の運転を停止）する等して、光合成微生物の活動状況に応じて二酸化炭素を供給する。このようにすることで、二酸化炭素の無駄な消費を抑制すること、換言すると、光合成微生物に取り込まれなかった二酸化炭素のカーボネータ２外部への無駄な放散を防止できる。
ちなみに、第一実施形態に係る培養槽１０は、このような光合成微生物の活動状況に応じて二酸化炭素を供給する機能を備えているものとする。
【００３１】
二酸化炭素供給路２ａ及び余剰二酸化炭素排出路２ｃの構成材料、太さ等は特に制限されない。ただし、通気するガス及び培養液によって腐食されない材料からなることが好ましく、また、所望の量のガスをカーボネータ２内部へ供給し、また、排出可能な程度の太さにすればよい。
【００３２】
さらに、二酸化炭素放出部２ｂは、通記するガス及び培養液によって腐食せず、また、二酸化炭素放出部２ｂから培養液が二酸化炭素供給路２ａに逆流しないものである限り、公知の任意のもの（例えばエアストーン等）を用いることができる。
【００３３】
第一実施形態に係る培養槽１０においては、図１及び図２に示すように、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが螺旋状に形成された開水路１により、受水槽４及びポンプ５を介して接続されている。
【００３４】
受水槽４は、カーボネータ２の上部２１から開水路１を通って流れてきた光合成微生物及び培養液を貯留するものである。受水槽４の具体的な構成は特に制限されず、所望の量の光合成微生物及び培養液を貯留できる程度の大きさにすればよく、また、培養液等によって腐食されない材料により構成されることが好ましい。
【００３５】
ポンプ５は、第一実施形態に係る培養槽１０においては容積式のものであり、受水槽４に貯留された光合成微生物及び培養液をカーボネータ２の下部２２に移送するとともに、培養液をカーボネータ２の下部２２から上部２１へ揚水して、培養槽１０内で循環させるものである。光合成微生物及び培養液を移送及び循環できるものであれば公知の任意のものを用いることができる。また、その設置場所も特に制限されないが、開水路１の下部末端とカーボネータ２の下部２２との間に設けられることが好ましい。ただし、培養槽１０の上方に設けたポンプ５により培養液を上方へ吸い上げ、当該吸い上げた培養液を開水路１へ流すようにしてもよい。
【００３６】
なお、第一実施形態に係る培養槽１０においては受水槽４を設ける構成としているが、下部２２と開水路１の下方末端とが受水槽４を介することなく、直接接続される構成としてもよい。
【００３７】
さらに、図１及び図２に示す構成においては、カーボネータ２の上部２１と開水路１の上方末端との間に、開水路１を流れる光合成微生物及び培養液の流量を調整するための流量調整弁３が設けられている。ただし、第一実施形態に係る培養槽１０は、上部２１と開水路１の上方末端とが流量調整弁３を介することなく、直接接続される構成としてもよいが、より確実な培養を可能にする観点から、流量調整弁３を設けることが好ましい。なお、流量調整弁３の具体的な構成は特に制限されず、公知の任意のものを用いることができる。
【００３８】
第一実施形態に係る培養槽１０は、上記のような構成を有している。従って、カーボネータ２の上部２１から開水路１に供給された光合成微生物及び培養液は開水路１を通ってカーボネータ２の下部２２に到達する。そして、下部２２に到達した光合成微生物は、カーボネータ２の内部を、その下部から供給されたガスやポンプ５の作用によって上昇して再び上部２１に到達し、培養液とともに開水路１へ再び供給されるようになっている。
【００３９】
また、図１及び図２に示す開水路１においては、上部２１から培養液が流れ出し、下部２２に到達するまでに培養液が蒸発したり、培養液に含まれる二酸化炭素が枯渇したりすることがある。そのため、図４に示す培養槽１１のように、カーボネータ２における上部２１と下部２２との間に、カーボネータ２内の培養液を開水路１に注水可能な注水弁３ａが設けられてもよい。なお、図４において、図１と同じものを示すものについては図１と同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４０】
このように、カーボネータ２における上部２１と下部２２との間に注水弁３ａを設けることにより、開水路１を培養液が通液する途中に培養液が蒸発して培養液量や二酸化炭素含有量が減少する場合であっても、蒸発した分だけ培養液や二酸化炭素が開水路１に供給されるため、光合成微生物をより確実に培養することが可能となる。また、このような培養液の蒸発を考慮する場合、通常蒸発するのは培養液中の水分及び含まれる二酸化炭素である。従って、注水弁３ａに加えて、開水路１に水を供給するための給水弁（図示しない。）を開水路１の途中に設けることが好ましい。
【００４１】
＜第一実施形態の変更例＞
図１及び図２に示す構成においては開水路１を螺旋状に形成しているが、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが開水路１により接続されている限り、開水路１が形成される際の形態は特に制限されない。例えば、図５及び図６に示すように、開水路１が建物の屋根上に設けられるようにしてもよい。図５及び図６は、いずれも第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す斜視図である。図５及び図６において、図１と同じものについては図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図５に示す培養槽１２においては、はじめに、カーボネータ２から流量調整弁３を介して培養液分配路１ａに光合成微生物及び培養液が供給される。培養液分配路１ａは建物Ｂの屋根Ｒ頭頂部に設けられており、図５の紙面左下側から右上側に向かって傾斜が設けられる構成となっている。そして、培養液分配路１ａは屋根Ｒの傾斜に沿って設けられた複数の開水路１に接続されている。なお、培養液分配路１ａと開水路１との間には流量調整絞り弁３ｂが設けられており、各開水路１を流れる光合成微生物及び培養液の流量を調整できるようになっている。そして、各開水路１を流れた光合成微生物及び培養液は、開水路１の下部に接続された培養液収集路１ｂに到達して収集され、受水槽４及びポンプ５を介して、カーボネータ２の下部２２に到達する。そして、下部２２に到達した光合成微生物は、カーボネータ２の内部を供給されたガスやポンプ５の作用によって上昇し、再び上部２１に到達して培養液とともに開水路１へ供給されるようになっている。なお、図５においては、図示の簡略化のために片側の培養液収集路１ｂ（図５における紙面手前側）のみが受水槽４及びポンプ５を介してカーボネータ２に接続されるように記載しているが、培養槽１２においては、紙面奥側の培養液収集路１ｂもこれらを介してカーボネータ２に接続されるようになっている。
【００４３】
図６に示す培養槽１３においても、はじめに、カーボネータ２から流量調整弁３を介して培養液分配路１ａに光合成微生物及び培養液が供給される。培養槽１３において設けられた培養槽１３における開水路１は、連続的に形成されるとともに、その壁部には傾斜が設けられている。培養液分配路１ａに供給された光合成微生物及び培養液は、培養液分配路１ａの末端（カーボネータ２が接続された部分の逆側）にて分岐して開水路１を通り、受水槽４及びポンプ５を介して、カーボネータ２の下部２２に到達する。そして、下部２２に到達した光合成微生物は、カーボネータ２の内部を供給されたガスやポンプ５の作用によって上昇し、再び上部２１に到達して培養液とともに培養液分配路１ａへ供給されるようになっている。なお、図６においても図５の場合と同様に、図示の簡略化のために開水路１の片側下端部（図６における紙面手前側）のみが受水槽４及びポンプ５を介してカーボネータ２に接続されるように記載しているが、培養槽１３においては、紙面奥側の開水路１の下端部もこれらを介してカーボネータ２に接続されるようになっている。
【００４４】
図５及び図６に示すように、屋根上に開水路１を設けることにより、開水路１を支持する支持材６が不要となり、さらに、既存の建物を利用するため、培養槽の製造コストを削減できる。また、既存の建物が有する空きスペースを有効利用することができる。さらに、屋根Ｒにおいて光合成を行う微生物を培養するため、所謂屋上緑化効果も期待できる。また、屋根に照射される光を光合成微生物が吸収し、建物そのものに照射される光量が少なくなるため、光に拠る、建物内部に発生する熱の発生を抑制することができ、ひいては省エネルギー効果も期待できる。
【００４５】
さらに、図示していないが例えば、ビル等の建物の上方から下方に光合成微生物及び培養液が流れるように、開水路１を外壁に沿わせて（即ち、開水路１で建物を取り囲むようにして）配設してもよい。このように開水路１を配設することにより、既存の建造物を利用して光合成微生物の培養を行うため、光合成微生物の培養コストが抑制できる。また、上記した、開水路１を屋根Ｒに設置した場合と同様の効果も奏することができる。
【００４６】
また、上記のいずれの培養槽においても、より確実な光合成微生物の培養を可能にするために、開水路１に対して光を照射可能な光反射板を設けることが好ましい。光反射板を設ける具体的な場所、光反射板の大きさ等は培養槽によって異なるため一概には言えないが、例えば上記培養槽１０の場合、螺旋状の開水路１からなる一群の開水路を囲うように、例えばアルミニウム板等の光反射板を設けることができる（即ち、当該光反射板の形状がパラボラアンテナのような形状となる。）。
【００４７】
以上、本実施形態に係る培養槽を具体例を挙げて説明したが、本実施形態に係る培養槽は、本発明の要旨を損なわない限り、任意に変更して実施可能であることは当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 開水路
１ａ 培養液分配路
１ｂ 培養液収集路
２ カーボネータ
２ａ 二酸化炭素供給路
２ｂ 二酸化炭素放出部
２ｃ 余剰二酸化炭素排出路
３ 流量調整弁
３ａ 注水弁
３ｂ 流量調整絞り弁
４ 受水槽
５ ポンプ
６ 支持材
１０ 培養槽
１１ 培養槽
１２ 培養槽
１３ 培養槽
２１ カーボネータの上部
２２ カーボネータの下部
２３ 二酸化炭素供給源
Ｂ 建物
Ｒ 屋根
【技術分野】
【０００１】
本発明は培養槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素等の温室効果ガスの排出量を抑制する観点から、植物が吸収する二酸化炭素量と当該植物を焼却した際に生じる二酸化炭素の発生量とが等量であるという考え方、即ち「カーボンニュートラル」との考え方が浸透しつつある。このため、バイオマス資源由来の原料から生産される、所謂バイオマス燃料（例えばトリグリセリド等の脂質、エタノール等のアルコール等）の利用が以前にも増して注目されている。
【０００３】
バイオマス燃料の原料となるバイオマス資源としては、例えば大豆、トウモロコシ、パーム等が挙げられるが、これらの可食性植物を上記のバイオマス資源として利用する場合、食糧不足への懸念や耕作地を確保するための森林破壊等という課題が生じることがある。そこで、上記のバイオマス資源に代わるものとして、池、湖沼等に広く生息する、光合成を行う原生生物等の光合成微生物は、植物と同様の光合成能を有し、水と二酸化炭素とから脂質、炭水化物等を生合成し、細胞内に数十質量％蓄積することが知られている。そして、この生産量は植物に比べて高く、具体的には、脂質、炭水化物等の生産量が高いといわれるパームの単位面積当たりで１０倍以上であるため、上記の課題を解決するために非常に有効な手段である。
【０００４】
そこで、光合成微生物を人工的に培養するための培養方法として、チューブラ（管）式リアクタを用いる方法（例えば特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７４３３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
培養液等が通液している管に日光の照射を行うと、管内部に熱が篭るため通常培養液の温度が上昇する。そのため、特許文献１に記載の技術においては、液温を培養に適した温度に設定するために、篭った熱を外部へ放出する例えば熱交換器等を設置しなければならない場合があり、培養コストが増加するという課題がある。また、光合成微生物が光合成時に消費する二酸化炭素が減少する一方で、光合成時に発生する酸素が管内に残存するため、光合成が促進されないという課題もある。
【０００７】
また、チューブラ式リアクタの場合、培養を繰り返すうちに管内壁に光合成微生物が付着し、管内部にまで光が届きにくくなるという課題がある。この課題を解決するために、管内部の洗浄回数を増やしたり、洗浄ピグにより付着物を強制的に掻き落としたりすることも考えられるが、いずれの場合も完全に付着物を除去できるものではなく、洗浄に時間及びコストを要し、やはり培養コストが増加するという課題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、培養コストを抑えつつ好適な条件で培養可能な培養槽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、樋形状を有する開水路を用いて立体的に培養槽を構成し、培養液を培養槽中で循環させることにより、培養コストを抑えつつ好適な条件で培養可能な培養槽を提供することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
即ち、本発明の要旨は、光合成微生物及び上記光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路と、上記培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータと、上記培養液を培養槽内で循環させるポンプと、を有し、上記開水路の形状が樋形状であり、上記カーボネータの上部と上記カーボネータの下部とが上記開水路によって接続され、上記上部から上記開水路を通って上記光合成微生物及び上記培養液が上記開水路の下部末端に到達した後、上記光合成微生物及び上記培養液が上記ポンプによって上記下部に移送され、上記下部に到達した上記光合成微生物及び上記培養液が上記カーボネータ内部を上昇して上記上部に到達し、上記光合成微生物及び上記培養液が再び上記開水路及び上記ポンプを介して上記下部に到達するように構成されていることを特徴とする、培養槽に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、培養コストを抑えつつ好適な条件で培養可能な培養槽を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す側面図である。
【図２】第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す斜視図である。
【図３】開水路の断面形状の具体例（（ａ）〜（ｆ））を模式的に表す図である。
【図４】第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す側面図である。
【図５】第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す斜視図である。
【図６】第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を具体例を挙げて説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。
【００１４】
＜第一実施形態＞
図１は第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す側面図、図２は第一実施形態に係る培養槽を模式的に表す斜視図である。図１及び図２に示すように、第一実施形態に係る培養槽１０は、光合成微生物を培養する培養槽であって、光合成微生物及び光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路１と、培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータ２と、光合成微生物及び培養液を培養槽内で循環させるポンプ５と、を有し、開水路１の形状が樋形状であり、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが開水路１によって接続されるものである。そして、ポンプ５により、光合成微生物及び培養液が上部２１から開水路１を通って下部２２に到達し、下部２２に到達した光合成微生物及び培養液がカーボネータ２内部を上昇して上部２１に到達し、光合成微生物及び培養液が再び開水路１を通って下部２２に到達するように構成されているものである。
【００１５】
また、図１及び図２においては、開水路１に流れるカーボネータ２の上部２１からの培養液の流量を調整する流量調整弁３、開水路１を流れた光合成微生物及び培養液を貯留し、ポンプ５に供給する受水槽４、螺旋状に形成されている開水路１を支持する支持材６も示している。
【００１６】
さらに、カーボネータ２内においては、二酸化炭素供給源２３からの二酸化炭素をカーボネータ２に供給するための二酸化炭素供給路２ａ、二酸化炭素供給路２ａを通じて供給された二酸化炭素をカーボネータ２の内部に放出し、培養液に二酸化炭素を溶解させる二酸化炭素放出部２ｂ、及びカーボネータ２内部にて培養液に溶解されなかった余剰の二酸化炭素を排出する余剰二酸化炭素排出路２ｃも示している。また、二酸化炭素供給路２ａには、二酸化炭素の供給源として二酸化炭素供給源２３が、カーボネータ２への二酸化炭素の供給量を調整できるようにガス供給量調整バルブ（図示しない。）を介して、カーボネータ２に接続されている。
【００１７】
なお、通常、カーボネータ２は耐久性等の観点から金属等の非透過性材料により構成されているため、その内部は通常は外部から観察することができないようになっている。ただし、図１においては、各部材の説明のためにカーボネータ２の内部構成を示している。
【００１８】
なお、第一実施形態に係る培養槽において培養可能な光合成微生物は、本発明の効果を著しく損なわない限り、特に制限されない。ただし、好ましくは藻類、特に好ましくはユーグレナである。
【００１９】
ユーグレナは鞭毛虫の一群で、運動性のある藻類として有名なミドリムシを含む。大部分のユーグレナは葉緑体を有しており、光合成を行って独立栄養生活を行うが、捕食性のものや吸収栄養性のものもある。ユーグレナは動物学と植物学との双方に分類される属である。
【００２０】
培養液の組成は、培養される生物の種類に応じて決定すればよい。例えば、第一実施形態に係る培養槽を用いてユーグレナを培養する場合、培養液としては、例えば、窒素源、リン源、ミネラルなどの栄養塩類を添加した培養液、例えば、改変Ｃｒａｍｅｒ−Ｍｙｅｒｓ培地（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４ １．０ｇ／Ｌ、ＫＨ２ＰＯ４ １．０ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．２ｇ／Ｌ、ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ ０．０２ｇ／Ｌ、Ｆｅ２（ＳＯ２）３・７Ｈ２Ｏ ３ｍｇ／Ｌ、ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ １．８ｍｇ／Ｌ、ＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ １．５ｍｇ／Ｌ、ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．４ｍｇ／Ｌ、Ｎａ２ＭｏＯ４・２Ｈ２Ｏ ０．２ｍｇ／Ｌ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ ０．０２ｇ／Ｌ、チアミン塩酸塩（ビタミンＢ１） ０．１ｍｇ／Ｌ、シアノコバラミン（ビタミンＢ１２）、（ｐＨ３．５））を用いることができる。なお、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４は、（ＮＨ４）２ＳＯ４やＮＨ３ａｑに変換することも可能である。
【００２１】
また、培養液のｐＨは好ましくは２以上、また、その上限は、好ましくは６以下、より好ましくは４．５以下である。ｐＨを酸性側にすることにより、光合成微生物は他の微生物よりも優勢に生育することができるため、コンタミネーションを抑制することができる。
【００２２】
開水路１は、カーボネータ２（後述する。）の上部２１から下部２２に光合成微生物を含む培養液を通液するものであり、樋形状を有するものである。開水路１のより具体的な形状は樋形状である限り特に制限されないが、その断面形状が例えば図３（ａ）に示す矩形状、図３（ｂ）に示すＵ字状、図３（ｃ）に示す円の一部が切断された円形状、図３（ｄ）に示す半円形状、図３（ｅ）に示すＶ字形状、図３（ｆ）に示す五角形状等が挙げられる。
【００２３】
開水路１は、上部２１から下部２２に光合成微生物を含む培養液を通液させることができる限り、連続的に設けられてもよいし、断続的に設けられてもよい。即ち、１本の開水路を介して直接上部２１と下部２２とが接続されるようにしてもよいし、傾斜を有する複数の開水路を組み合わせて、間接的に上部２１と下部２２とが接続されるようにしてもよい。
【００２４】
開水路１の材料は特に制限されないが、中でも透明な樹脂が好適である。このような透明な樹脂としては、例えばアクリル樹脂等が挙げられる。開水路１を構成する材料として透明な樹脂を用いた場合、培養槽１０における下方の開水路１に対しても十分な量の太陽光を照射することができる。また、より大きな受光面積を確保することもできる。
【００２５】
開水路１の深さも特に制限されず、培養液の流量が所望のものとすることができる程度の深さにすればよい。開水路１の切断面における深さは、その全長に渡って均一であってもよく、部分的に変化させたものであってもよい。開水路１の深さを部分的に変化させる場合、例えばカーボネータ２の上部２１近傍においては深くし、その後徐々に浅くする形態とすることができる。即ち、上部２１近傍において、培養液とともに存在する光合成微生物の量は少ない（即ち、遮蔽物である光合成微生物の量が少ない）ため、深さを深くしても開水路１の底部まで光が照射される。しかしながら、開水路１の下流で光合成微生物の含有量が徐々に増加すると光が開水路１の底部に届きにくくなるため、開水路１の深さを下流に行くに従って徐々に浅くすることが重要である。そこで、このような形態にすることにより、より適切な深さで培養が可能となる。
また、開水路１の途中に堰等を設け、開水路１を流れている培養液の上下撹拌を推進してもよい。
【００２６】
カーボネータ２は、その内部に存在する培養液に二酸化炭素供給源２３から供給された二酸化炭素を溶解させるものである。このように、カーボネータ２により二酸化炭素を培養液に溶解させることにより、光合成微生物の良好な培養が可能となる。カーボネータ２に供給されるガスは、必ずしも純粋な二酸化炭素である必要は無く、含まれる二酸化炭素の量が所望のものとなるように適宜調整したガスであってもよい。
カーボネータ２に供給されるガスに含まれる二酸化炭素の割合は、光合成微生物の種類や培養液温度によって異なるため一概には言えないが、カーボネータ２内の培養液中の二酸化炭素濃度が、当該培養液における二酸化炭素の飽和濃度となるように、カーボネータ２に供給されるガス中の二酸化炭素濃度を調整すればよい。
【００２７】
また、予め二酸化炭素濃度が調整されたガスであってもよいが、例えば工場からの排気ガス等の二酸化炭素を含むガスをカーボネータ２に供給してもよい。このようなガスをカーボネータ２に供給する場合、培養する光合成微生物の成長及び培養を阻害する成分を、例えば硫黄酸化物（ＳＯｘ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去装置等を用いて予め除去したガスを用いることが好ましい。
【００２８】
上記のように、二酸化炭素を含むガスは、二酸化炭素供給路２ａに接続された二酸化炭素供給源２３から供給される。第一実施形態に係る培養槽１０においては、二酸化炭素供給源２３として二酸化炭素が充填されたガスボンベを用いている。ただし、二酸化炭素供給源２３はガスボンベに何ら限定されるものではなく、上記のように例えば二酸化炭素を含む工場等からの排気ガスを用いてもよい。ただし、工場等からの排気ガスを二酸化炭素供給源２３として用いる場合には、予め培養する例えば光合成微生物の成長及び培養を阻害する成分を除去したガスを用いることが好ましい。このような成分を除去する装置は公知の任意のものを用いることができ、その設置場所も任意である。なお、培養する光合成微生物が例えば硫黄酸化物や窒素酸化物等に対して耐性があったり、浄化作用があったりするものであれば、硫黄酸化物や窒素酸化物等の除去は行わなくてもよい。
【００２９】
そして、このようにしてカーボネータ２に供給された二酸化炭素を含むガスは、カーボネータ２内に設けられた二酸化炭素放出部２ｂからカーボネータ２内に存在する培養液に溶解される。そして、カーボネータ２内部の培養液に溶解し切れなかった（即ち過剰量の）二酸化炭素は、カーボネータ２の上部に設けられた余剰二酸化炭素排出路２ｃにより、外部へ排出又は回収される。
【００３０】
なお、供給する二酸化炭素の量は必ずしも一定である必要は無く、例えば時間や天候等に応じてその供給量を変動させるようにすることができる。具体的には、培養する光合成微生物の種類（活動状況）に応じて供給量を変動させてもよい。例えば、午前に光合成が活発であるならば午前に二酸化炭素の量を多く、午後に光合成が活発であるならば午後に二酸化炭素の量を多く、夜間に光合成が行われないならば夜間は二酸化炭素の供給を停止（培養槽全体の運転を停止）する等して、光合成微生物の活動状況に応じて二酸化炭素を供給する。このようにすることで、二酸化炭素の無駄な消費を抑制すること、換言すると、光合成微生物に取り込まれなかった二酸化炭素のカーボネータ２外部への無駄な放散を防止できる。
ちなみに、第一実施形態に係る培養槽１０は、このような光合成微生物の活動状況に応じて二酸化炭素を供給する機能を備えているものとする。
【００３１】
二酸化炭素供給路２ａ及び余剰二酸化炭素排出路２ｃの構成材料、太さ等は特に制限されない。ただし、通気するガス及び培養液によって腐食されない材料からなることが好ましく、また、所望の量のガスをカーボネータ２内部へ供給し、また、排出可能な程度の太さにすればよい。
【００３２】
さらに、二酸化炭素放出部２ｂは、通記するガス及び培養液によって腐食せず、また、二酸化炭素放出部２ｂから培養液が二酸化炭素供給路２ａに逆流しないものである限り、公知の任意のもの（例えばエアストーン等）を用いることができる。
【００３３】
第一実施形態に係る培養槽１０においては、図１及び図２に示すように、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが螺旋状に形成された開水路１により、受水槽４及びポンプ５を介して接続されている。
【００３４】
受水槽４は、カーボネータ２の上部２１から開水路１を通って流れてきた光合成微生物及び培養液を貯留するものである。受水槽４の具体的な構成は特に制限されず、所望の量の光合成微生物及び培養液を貯留できる程度の大きさにすればよく、また、培養液等によって腐食されない材料により構成されることが好ましい。
【００３５】
ポンプ５は、第一実施形態に係る培養槽１０においては容積式のものであり、受水槽４に貯留された光合成微生物及び培養液をカーボネータ２の下部２２に移送するとともに、培養液をカーボネータ２の下部２２から上部２１へ揚水して、培養槽１０内で循環させるものである。光合成微生物及び培養液を移送及び循環できるものであれば公知の任意のものを用いることができる。また、その設置場所も特に制限されないが、開水路１の下部末端とカーボネータ２の下部２２との間に設けられることが好ましい。ただし、培養槽１０の上方に設けたポンプ５により培養液を上方へ吸い上げ、当該吸い上げた培養液を開水路１へ流すようにしてもよい。
【００３６】
なお、第一実施形態に係る培養槽１０においては受水槽４を設ける構成としているが、下部２２と開水路１の下方末端とが受水槽４を介することなく、直接接続される構成としてもよい。
【００３７】
さらに、図１及び図２に示す構成においては、カーボネータ２の上部２１と開水路１の上方末端との間に、開水路１を流れる光合成微生物及び培養液の流量を調整するための流量調整弁３が設けられている。ただし、第一実施形態に係る培養槽１０は、上部２１と開水路１の上方末端とが流量調整弁３を介することなく、直接接続される構成としてもよいが、より確実な培養を可能にする観点から、流量調整弁３を設けることが好ましい。なお、流量調整弁３の具体的な構成は特に制限されず、公知の任意のものを用いることができる。
【００３８】
第一実施形態に係る培養槽１０は、上記のような構成を有している。従って、カーボネータ２の上部２１から開水路１に供給された光合成微生物及び培養液は開水路１を通ってカーボネータ２の下部２２に到達する。そして、下部２２に到達した光合成微生物は、カーボネータ２の内部を、その下部から供給されたガスやポンプ５の作用によって上昇して再び上部２１に到達し、培養液とともに開水路１へ再び供給されるようになっている。
【００３９】
また、図１及び図２に示す開水路１においては、上部２１から培養液が流れ出し、下部２２に到達するまでに培養液が蒸発したり、培養液に含まれる二酸化炭素が枯渇したりすることがある。そのため、図４に示す培養槽１１のように、カーボネータ２における上部２１と下部２２との間に、カーボネータ２内の培養液を開水路１に注水可能な注水弁３ａが設けられてもよい。なお、図４において、図１と同じものを示すものについては図１と同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４０】
このように、カーボネータ２における上部２１と下部２２との間に注水弁３ａを設けることにより、開水路１を培養液が通液する途中に培養液が蒸発して培養液量や二酸化炭素含有量が減少する場合であっても、蒸発した分だけ培養液や二酸化炭素が開水路１に供給されるため、光合成微生物をより確実に培養することが可能となる。また、このような培養液の蒸発を考慮する場合、通常蒸発するのは培養液中の水分及び含まれる二酸化炭素である。従って、注水弁３ａに加えて、開水路１に水を供給するための給水弁（図示しない。）を開水路１の途中に設けることが好ましい。
【００４１】
＜第一実施形態の変更例＞
図１及び図２に示す構成においては開水路１を螺旋状に形成しているが、カーボネータ２の上部２１とカーボネータ２の下部２２とが開水路１により接続されている限り、開水路１が形成される際の形態は特に制限されない。例えば、図５及び図６に示すように、開水路１が建物の屋根上に設けられるようにしてもよい。図５及び図６は、いずれも第一実施形態に係る培養槽の変更例を模式的に表す斜視図である。図５及び図６において、図１と同じものについては図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図５に示す培養槽１２においては、はじめに、カーボネータ２から流量調整弁３を介して培養液分配路１ａに光合成微生物及び培養液が供給される。培養液分配路１ａは建物Ｂの屋根Ｒ頭頂部に設けられており、図５の紙面左下側から右上側に向かって傾斜が設けられる構成となっている。そして、培養液分配路１ａは屋根Ｒの傾斜に沿って設けられた複数の開水路１に接続されている。なお、培養液分配路１ａと開水路１との間には流量調整絞り弁３ｂが設けられており、各開水路１を流れる光合成微生物及び培養液の流量を調整できるようになっている。そして、各開水路１を流れた光合成微生物及び培養液は、開水路１の下部に接続された培養液収集路１ｂに到達して収集され、受水槽４及びポンプ５を介して、カーボネータ２の下部２２に到達する。そして、下部２２に到達した光合成微生物は、カーボネータ２の内部を供給されたガスやポンプ５の作用によって上昇し、再び上部２１に到達して培養液とともに開水路１へ供給されるようになっている。なお、図５においては、図示の簡略化のために片側の培養液収集路１ｂ（図５における紙面手前側）のみが受水槽４及びポンプ５を介してカーボネータ２に接続されるように記載しているが、培養槽１２においては、紙面奥側の培養液収集路１ｂもこれらを介してカーボネータ２に接続されるようになっている。
【００４３】
図６に示す培養槽１３においても、はじめに、カーボネータ２から流量調整弁３を介して培養液分配路１ａに光合成微生物及び培養液が供給される。培養槽１３において設けられた培養槽１３における開水路１は、連続的に形成されるとともに、その壁部には傾斜が設けられている。培養液分配路１ａに供給された光合成微生物及び培養液は、培養液分配路１ａの末端（カーボネータ２が接続された部分の逆側）にて分岐して開水路１を通り、受水槽４及びポンプ５を介して、カーボネータ２の下部２２に到達する。そして、下部２２に到達した光合成微生物は、カーボネータ２の内部を供給されたガスやポンプ５の作用によって上昇し、再び上部２１に到達して培養液とともに培養液分配路１ａへ供給されるようになっている。なお、図６においても図５の場合と同様に、図示の簡略化のために開水路１の片側下端部（図６における紙面手前側）のみが受水槽４及びポンプ５を介してカーボネータ２に接続されるように記載しているが、培養槽１３においては、紙面奥側の開水路１の下端部もこれらを介してカーボネータ２に接続されるようになっている。
【００４４】
図５及び図６に示すように、屋根上に開水路１を設けることにより、開水路１を支持する支持材６が不要となり、さらに、既存の建物を利用するため、培養槽の製造コストを削減できる。また、既存の建物が有する空きスペースを有効利用することができる。さらに、屋根Ｒにおいて光合成を行う微生物を培養するため、所謂屋上緑化効果も期待できる。また、屋根に照射される光を光合成微生物が吸収し、建物そのものに照射される光量が少なくなるため、光に拠る、建物内部に発生する熱の発生を抑制することができ、ひいては省エネルギー効果も期待できる。
【００４５】
さらに、図示していないが例えば、ビル等の建物の上方から下方に光合成微生物及び培養液が流れるように、開水路１を外壁に沿わせて（即ち、開水路１で建物を取り囲むようにして）配設してもよい。このように開水路１を配設することにより、既存の建造物を利用して光合成微生物の培養を行うため、光合成微生物の培養コストが抑制できる。また、上記した、開水路１を屋根Ｒに設置した場合と同様の効果も奏することができる。
【００４６】
また、上記のいずれの培養槽においても、より確実な光合成微生物の培養を可能にするために、開水路１に対して光を照射可能な光反射板を設けることが好ましい。光反射板を設ける具体的な場所、光反射板の大きさ等は培養槽によって異なるため一概には言えないが、例えば上記培養槽１０の場合、螺旋状の開水路１からなる一群の開水路を囲うように、例えばアルミニウム板等の光反射板を設けることができる（即ち、当該光反射板の形状がパラボラアンテナのような形状となる。）。
【００４７】
以上、本実施形態に係る培養槽を具体例を挙げて説明したが、本実施形態に係る培養槽は、本発明の要旨を損なわない限り、任意に変更して実施可能であることは当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 開水路
１ａ 培養液分配路
１ｂ 培養液収集路
２ カーボネータ
２ａ 二酸化炭素供給路
２ｂ 二酸化炭素放出部
２ｃ 余剰二酸化炭素排出路
３ 流量調整弁
３ａ 注水弁
３ｂ 流量調整絞り弁
４ 受水槽
５ ポンプ
６ 支持材
１０ 培養槽
１１ 培養槽
１２ 培養槽
１３ 培養槽
２１ カーボネータの上部
２２ カーボネータの下部
２３ 二酸化炭素供給源
Ｂ 建物
Ｒ 屋根
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光合成微生物を培養する培養槽であって、
該光合成微生物及び該光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路と、該培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータと、該光合成微生物及び該培養液を該培養槽内で循環させるポンプと、を有し、
該開水路の形状が樋形状であり、
該カーボネータの上部と該カーボネータの下部とが該開水路によって接続され、
該ポンプにより、該光合成微生物及び該培養液が該上部から該開水路を通って該下部に到達し、該下部に到達した該光合成微生物及び該培養液が該カーボネータ内部を上昇して該上部に到達し、該光合成微生物及び該培養液が再び該開水路を通って該下部に到達するように構成されている
ことを特徴とする、培養槽。
【請求項２】
請求項１に記載の培養槽において、
該開水路が建物の屋根上に設けられている
ことを特徴とする、培養槽。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の培養槽において、
該カーボネータにおける該上部と該下部との間に、該カーボネータ内の該培養液を該開水路に注水可能な注水弁が設けられている
ことを特徴とする、培養槽。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の培養槽において、
該開水路に対して光を照射可能な光反射板が設けられている
ことを特徴とする、培養槽。
【請求項１】
光合成微生物を培養する培養槽であって、
該光合成微生物及び該光合成微生物が培養される培養液を通液する開水路と、該培養液に二酸化炭素を溶解させるカーボネータと、該光合成微生物及び該培養液を該培養槽内で循環させるポンプと、を有し、
該開水路の形状が樋形状であり、
該カーボネータの上部と該カーボネータの下部とが該開水路によって接続され、
該ポンプにより、該光合成微生物及び該培養液が該上部から該開水路を通って該下部に到達し、該下部に到達した該光合成微生物及び該培養液が該カーボネータ内部を上昇して該上部に到達し、該光合成微生物及び該培養液が再び該開水路を通って該下部に到達するように構成されている
ことを特徴とする、培養槽。
【請求項２】
請求項１に記載の培養槽において、
該開水路が建物の屋根上に設けられている
ことを特徴とする、培養槽。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の培養槽において、
該カーボネータにおける該上部と該下部との間に、該カーボネータ内の該培養液を該開水路に注水可能な注水弁が設けられている
ことを特徴とする、培養槽。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の培養槽において、
該開水路に対して光を照射可能な光反射板が設けられている
ことを特徴とする、培養槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３９８０（Ｐ２０１２−２３９８０Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６３３８８（Ｐ２０１０−１６３３８８）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【出願人】（５０６１４１２２５）株式会社ユーグレナ (12)
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【出願人】（５０６１４１２２５）株式会社ユーグレナ (12)
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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