JP2016131511A - 藻類培養装置及び藻類培養方法 - Google Patents

Abstract

【課題】藻類を効率的に培養できる藻類培養装置及び藻類培養方法を提供すること。【解決手段】１又は複数の光源（３）と、前記光源が射出する光の光路上に直列に配列した複数の槽（５、７）と、を備え、前記複数の槽のうち、少なくとも、前記光源から最も遠い槽以外の槽は、前記光の少なくとも一部を透過させ、前記光の少なくとも一部は、前記複数の槽それぞれの内部に到達することを特徴とする藻類培養装置（１）。 前記複数の槽の少なくとも一部の槽に収容された培養液を、その槽よりも前記光源に近い前記槽に移送する移送移動（９）を備えることが好ましい。【選択図】 図１

Description

本発明は藻類培養装置及び藻類培養方法に関する。

近年、藻類が生産する色素やオイル等の有用物質の利活用が注目されている。有用物質の生産性を高めるためには、藻類を効率よく培養する必要がある。藻類の培養効率を高めるために、藻類への光の供給方法に関する提案がなされている（特許文献１参照）。

特開昭５８−２１２７７６号公報

藻類の培養に適した光の強度は、藻類の種類と生成物とによって異なる場合がある。例えば、有用物質であるアスタキサンチン（赤色色素）を生成、蓄積することで知られるヘマトコッカスは、弱い光の下で培養すると、藻自体は増殖するものの、アスタキサンチンを生成せず、一方、強い光の下で培養すると、アスタキサンチンを生成することが知られている。

また例えば、有用物質であるオイルを生成、蓄積することで知られるボトリオコッカスは、弱い光の下で培養するより、強い光の下で培養する方が効率よくオイルを生成、蓄積する。つまり、藻自体を効率よく増殖させる光の強度と、目的とする有用物質を効率よく生成、蓄積させる光の強度とは異なり、それら双方の光の強度を実現できる培養装置が必要である。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、藻類の培養と有用物質の生成とを効率的に行える藻類培養装置及び藻類培養方法を提供することを目的とする。

本発明の藻類培養装置は、１又は複数の光源と、光源が射出する光の光路上に直列に配列した複数の槽とを備え、複数の槽のうち、少なくとも、光源から最も遠い槽以外の槽は、光の少なくとも一部を透過させ、光の少なくとも一部は、複数の槽それぞれの内部に到達することを特徴とする。

本発明の藻類培養装置によれば、藻類の特性に応じて、光源を効率的に使用し、藻類を培養することができる。すなわち、複数の槽は、光源が射出する光の光路上に直列に配列されているので、光源で、複数の槽に光を照射し、複数の槽で藻類を培養することができる。

そして、例えば、強い光の下で有用物質を効率よく生成する藻類の培養の場合、最初に、複数の槽のうち、光源から遠い槽（光強度が低い槽）内で培養を行うことで、藻類自体を効率的に増殖させ、次に、光源に近い槽（光強度が高い槽）内で培養を行うことで、有用物質の生成を効率的に行うことができる。

藻類培養装置１の構成を表す斜視図である。 藻類培養装置１の構成を表す断面図である。 藻類の培養において供給する光の光強度と藻類の成長効率との関係を表すグラフである。 藻類の培養において供給する光の光強度と藻類のオイル含有率との関係を表すグラフである。 藻類培養装置１０１の構成を表す斜視図である。 藻類培養装置１０１の構成を表す断面図である。 藻類培養装置１０１の別形態を表す斜視図である 藻類培養装置２０１の構成を表す斜視図である。 藻類培養装置２０１の構成を表す断面図である。 藻類培養装置３０１の構成を表す断面図である。 藻類培養装置４０１の構成を表す斜視図である。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．藻類培養装置１の構成
藻類培養装置１の構成を図１〜図３に基づき説明する。藻類培養装置１は、図１及び図２に示すように、光源３と、２つの槽５、７と、培養液移送ユニット（移送手段の一実施形態）９と、培養フェーズ検出センサ（検出手段の一実施形態）１０とを備える。また、藻類培養装置１は、その他にも、周知の培養装置と同様に、槽５、７にＣＯ_２を連続供給する手段、槽５、７の温度を制御する手段（いずれも図示略）等を備えている。

光源３は、直管形状の蛍光灯が５本平行に並んだものである。槽５、７は、光源３が射出する光の光路（図２において光源３から右に向う光路）上に直列に配列している。すなわち、光源３が射出した光は、まず、槽５を透過し、次に、槽７に到達する。

槽５、槽７は、それぞれ、透明なガラスから成る中空直方体形状の槽である。槽５における光源３とは反対側の壁面と、槽７における光源３側の壁面とは、一体で構成されている。よって槽５、７は、光源３が射出した光を透過可能である。また、光源３と槽７との間に槽５が存在しても、光源３が射出した光は、槽７の内部に到達する。

槽５の外表面のうち、光源３に対向する面５Ａには反射防止膜１１が設けられている。反射防止膜１１は、光源３が射出した光が面５Ａで反射することを抑制し、面５Ａを透過する光の割合を増加させる。この反射防止膜１１は、ＭｇＦ_２から成る単層膜であり、ディッピングの方法で形成される。なお、反射防止膜１１は、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２等から成る多層膜であってもよい。また、反射防止膜１１は、スパッタで形成してもよいし、フィルムを貼り付ける方法で形成してもよい。

また、槽７の外表面のうち、光源３とは反対側の面７Ｂには、光を反射する反射膜（反射手段の一実施形態）１５が設けられている。反射膜１５は、槽７を透過した光を、槽７の内側方向に反射する。反射膜１５は、アルミニウム等の金属膜であって、スパッタ等の方法で形成できる。

培養液移送ユニット９は、培養液を移送する配管１７、１９、２１と、それら配管を通して培養液を送るポンプ（図示略）とから成る。配管１７は、外部と槽７の上端とを接続し、培養液を外部から槽７内に送ることができる。配管１９は、槽７の下端と槽５の上端とを接続し、槽７から排出された培養液を槽５に送ることができる。配管２１は、槽５の下端と外部とを接続し、槽５から培養液を外部に排出することができる。

培養フェーズ検出センサ１０は、図２に示すように、槽５、７それぞれの内部に設置されており、槽５、７に培養液を入れたとき、培養液中に浸漬される。培養フェーズ検出センサ１０は、槽５、７における光源３とは反対側の壁面の内側に配置されたフォトトランジスタである。また、槽５における光源３側の壁面の内側に、フォトトランジスタから成る、培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂが配置されている。

槽５、７に培養液を入れ、そこで藻類を培養している場合、光源３から射出された光は、培養液で減衰されることなく、培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂに入射し、培養液で減衰された光が培養フェーズ検出センサ１０に入射する。培養フェーズ検出センサ１０で検出される光は、培養液中の藻類の濃度（培養液の単位体積当りに含まれる藻類の個体数）が高いほど、弱くなる。よって、培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂで検出された光の強さと、培養フェーズ検出センサ１０で検出した光の強さとの差から、培養液中の藻類の濃度（培養フェーズの一例）を検出することができる。培養フェーズ検出センサ１０及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂの出力信号は、図示しない信号線により、外部に出力される。

２．藻類の培養方法
藻類培養装置１を用いて藻類を培養する方法を説明する。まず、藻類を含む培養液を、配管１７を通して槽７内に供給する。藻類は、微細藻類の１種であるボトリオコックスである。槽７の内部には、光源３の光が照射される。なお、槽７内に到達する光は、槽５を透過しているため、槽５内の光よりも弱い。

また、槽７内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽７内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽７内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽７内の培養フェーズ検出センサ１０で検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｔ_１に達すると、槽７内に収容されている培養液を、配管１９を通して、槽５に移送する。

移送後の槽５の内部にも、光源３の光が照射される。なお、槽５内の光は、槽７内に到達する光よりも強い。また、槽５内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽５内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽５内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽５内の培養フェーズ検出センサ１０で検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｔ_２に達すると、槽５内の培養液を、配管２１を通して、外部に排出する。槽５から排出された培養液から藻類を取り出し、その藻類から、オイルを抽出することができる。

一方、培養液を槽５に移送した後の槽７には、配管１７を通して、藻類を含む培養液を新たに供給する。そして、上記と同様に、藻類の濃度が所定の基準濃度Ｔ_１に達するまで槽７内で培養を行い、その後、槽７内の培養液を、配管１９を通して、槽５に移送する。

以下、同様の工程を繰り返す。すなわち、藻類を含む培養液を、最初に槽７内に供給し、そこで藻類の濃度が基準濃度Ｔ_１に達するまで培養してから、槽５内に移送し、そこで藻類の濃度が基準濃度Ｔ_２に達するまで培養してから、外部に排出する、というサイクルを連続して行う。培養液の供給、移送、及び排出は、培養フェーズ検出センサ１０の検出結果に基づき、自動で実行してもよいし、作業者が行ってもよい。また、各工程で培養液を移送する方法は、各槽内の培養液の全量を一度に移送する方法であってもよいし、各槽内の培養液を一部ずつ移送する方法であってもよいし、連続的に移送する方法であってもよい。

３．藻類培養装置１及び藻類培養方法が奏する効果
藻類培養装置１及び上述した藻類培養方法によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）藻類は、一般的に、図３の例に示すように、藻類に照射する光の光強度が低い方が、成長光エネルギ効率が高い。ここで、成長光エネルギ効率とは、単位投入光エネルギ当たりの藻の増殖量を意味する。一方、図４に示すように、藻類が含有するオイルの比率（オイル含有率）は、光の強度が強いほど、高くなる。

上述した培養方法では、これらの藻類の特性に応じて、一組の光源３を効率的に使用し、藻類を効率的に培養することができる。
すなわち、槽５、７は、光源３が射出する光の光路上に直列に配列されているので、一組の光源３で、槽５、７の両方に光を照射し、槽５、７の両方で藻類を培養することができる。

そして、最初に、光強度が低い槽７内で培養を行うことで、藻類自体を効率的に増加させ、次に光強度が高い槽５で培養を行うことで、藻類のオイル含有率を高めることができる。その結果、光源３の光エネルギーを効率的に利用し、オイルを製造することができる。また、槽５、７の両方に強い光を供給する場合に比べて、光源３で消費するエネルギーを低減することができる。

（２）藻類培養装置１は、培養フェーズ検出センサ１０を備え、槽５、７における藻類の濃度を検出することができる。その結果、培養液を移送するタイミングを適切に設定することができる。

（３）槽５は反射防止膜１１を備える。そのため、光源３の光を藻類の培養に効率よく使用することができる。
（４）藻類培養装置１は反射膜１５を備える。槽７を透過する光は少量だが、それを反射膜１５で反射して、再び槽７内に戻す。そのため、光源３の光を藻類の培養に効率よく使用することができる。

４．変形例
培養液を槽５、７間で移送する代わりに、槽５、７を移動させ、それらの配列の順序を変えてもよい。この場合、槽５と槽７とを、分離したものとする。すなわち、槽５における光源３とは反対側の壁面と、槽７における光源３側の壁面とを別々に構成する。これらの壁面に反射防止膜を設けてもよい。例えば、槽５内で藻類のオイル含有率が十分高まるとともに、槽７内で藻類の濃度が基準濃度Ｔ_１に達したとき、槽５は藻類培養装置１から取り外し、それまで槽５があった位置（光源３に隣接する位置）に槽７を移動させる（すなわち、光源３により近くなるように、槽７の配列の順番を変更する）。さらに、それまで槽７があった位置に、別の槽（新たな培養液及び藻類を含む槽）をもってくる。

取り出した槽５から藻類を取り出し、その藻類から、オイルを抽出する。また、光源３に隣接する位置に移動した槽７では、藻類の培養を継続し、藻類のオイル含有率を高める。そして、以上のサイクルを繰り返し行う。

上記の槽配列の順序変更は、ロボット（配列変更手段の一実施形態）で自動的に行ってもよいし、作業者が行ってもよい。ロボットで行う場合、槽配列の順序変更は、培養フェーズ検出センサ１０の検出結果に基づき動作するロボットで、自動的に行うことができる。
＜第２の実施形態＞
１．藻類培養装置１０１の構成
藻類培養装置１０１の構成を図５、図６に基づき説明する。藻類培養装置１０１は、第１ユニット２９、第２ユニット３１、第３ユニット３３、及び第４ユニット３５を備える。これらは、それぞれ、前記第１の実施形態における藻類培養装置１（ただし培養液移送ユニット９を除く）と同様に、光源３、槽５、７、培養フェーズ検出センサ１０、及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂを備えている。また、第１ユニット２９、第２ユニット３１、第３ユニット３３、及び第４ユニット３５はそれぞれ、槽５、７にＣＯ_２を連続供給する手段、槽５、７の温度を制御する手段（いずれも図示略）等を備えている。

また、藻類培養装置１０１は、培養液移送ユニット３７を備えている。培養液移送ユニット３７は、培養液を移送する配管３９、４１、４３、４５、４７、４９、５１、５３、５５と、それら配管を通して培養液を送るポンプ（図示略）とから成る。

配管３９は、外部と第１ユニット２９における槽７の上端とを接続し、培養液を外部から第１ユニット２９における槽７内に送ることができる。
配管４１は、第１ユニット２９における槽７の下端と第２ユニット３１における槽７の上端とを接続し、第１ユニット２９における槽７から排出された培養液を第２ユニット３１における槽７に送ることができる。

配管４３は、第２ユニット３１における槽７の下端と第３ユニット３３における槽７の上端とを接続し、第２ユニット３１における槽７から排出された培養液を第３ユニット３３における槽７に送ることができる。

配管４５は、第３ユニット３３における槽７の下端と第４ユニット３５における槽７の上端とを接続し、第３ユニット３３における槽７から排出された培養液を第４ユニット３５における槽７に送ることができる。

配管４７は、第４ユニット３５における槽７の下端と第４ユニット３５における槽５の上端とを接続し、第４ユニット３５における槽７から排出された培養液を第４ユニット３５における槽５に送ることができる。

配管４９は、第４ユニット３５における槽５の下端と第３ユニット３３における槽５の上端とを接続し、第４ユニット３５における槽５から排出された培養液を第３ユニット３３における槽５に送ることができる。

配管５１は、第３ユニット３３における槽５の下端と第２ユニット３１における槽５の上端とを接続し、第３ユニット３３における槽５から排出された培養液を第２ユニット３１における槽５に送ることができる。

配管５３は、第２ユニット３１における槽５の下端と第１ユニット２９における槽５の上端とを接続し、第２ユニット３１における槽５から排出された培養液を第１ユニット２９における槽５に送ることができる。

配管５５は、第１ユニット２９における槽５の下端と外部とを接続し、第１ユニット２９における槽５から培養液を外部に排出することができる。
２．藻類の培養方法
藻類培養装置１０１を用いて藻類を培養する方法を説明する。まず、藻類を含む培養液を、配管３９を通して第１ユニット２９における槽７内に供給する。藻類は微細藻類の１種であるボトリオコックスである。第１ユニット２９における槽７の内部には、光源３の光が照射される。なお、槽７内に到達する光は、槽５を透過しているため、槽５内の光よりも弱い。また、槽７内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽７内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽７内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。

槽７内の培養フェーズ検出センサ１０で検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ａ_１に達すると、第１ユニット２９における槽７内の培養液を、配管４１を通して、第２ユニット３１における槽７に移送する。この第２ユニット３１における槽７でも、第１ユニット２９における槽７と同様に、培養が行われる。

以下同様に、藻類の濃度が、各槽ごとに決められた基準濃度に達するごとに、培養液は、第３ユニット３３における槽７、第４ユニット３５における槽７、第４ユニット３５における槽５、第３ユニット３３における槽５、第２ユニット３１における槽５、及び第１ユニット２９における槽５に順次移送され、各槽で藻類の培養が行われる。なお、この移送の経路を、以下では移送経路とする。

第１ユニット２９における槽５での培養が終了すると、培養液を、配管５５を通して、外部に排出する。この槽５から排出された培養液から藻類を取り出し、その藻類から、オイルを抽出することができる。

培養液を移送経路における次の槽に移送した後の各槽には、次の培養液を供給し、その培養液についても上記と同様に、移送経路に沿って移送しながら、各槽で培養を行い、最後は第１ユニット２９における槽５から排出する。なお、培養液の供給、移送、及び排出は、培養フェーズ検出センサ１０の検出結果に基づき、自動で実行してもよいし、作業者が行ってもよい。

３．藻類培養装置１０１及び藻類培養方法が奏する効果
藻類培養装置１０１及び上述した藻類培養方法によれば、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏することができる。

また、藻類培養装置１０１は、槽５、及び槽７をそれぞれ複数備え、それらの間で培養液を移送しながら藻類の培養を行うことができるので、藻類の培養効率が一層向上する。
４．変形例
培養液を槽同士の間で移送する代わりに、図７に示すように、各槽を取り外し可能として、各槽の配列の順番を変更可能とすることができる。例えば、第１ユニット２９における槽７内で藻類の濃度が基準濃度に達すると、その槽を、それまで、第２ユニット３１における槽７があった位置に移動させることができる。その他の槽も、それぞれ、移送経路における次の槽の位置に移動させることができる。

上記の槽配列の順序変更は、ロボットで自動的に行ってもよいし、作業者が行ってもよい。ロボットで行う場合、槽配列の順序変更は、培養フェーズ検出センサ１０の検出結果に基づき、自動で行うことができる。
＜第３の実施形態＞
１．藻類培養装置２０１の構成
藻類培養装置２０１の構成を図８、図９に基づき説明する。藻類培養装置２０１は、光源３と、３つの槽５、７、８と、培養液移送ユニット９と、培養フェーズ検出センサ１０とを備える。また、藻類培養装置２０１は、その他にも、周知の培養装置と同様に、槽５、７、８にＣＯ_２を連続供給する手段、槽５、７、８の温度を制御する手段（いずれも図示略）等を備えている。

光源３は、直管形状の蛍光灯である。槽５、７、８は、互いに直径が異なる中空円筒形の槽である。槽５が最も内側にあり、槽８が最も外側にあり、槽７がそれらの中間にある。槽５、７、８は、同心に配列されており、光源３は、それらの中心に位置する。すなわち、槽５、７、８は、光源３の周囲に同心円上に配列されている。

また、槽５、７、８は、光源３が射出する光の光路（図９において光源３から右方向又は左方向に向う光路）上に直列に配列している。すなわち、光源３が射出した光は、まず、槽５を透過し、次に槽７を到達し、次に槽８に到達する。

槽５、７、８は、それぞれ、透明なガラスから成る。槽５の外側の壁面と槽７の内側の壁面とは一体として構成される。また、槽７の外側の壁面と槽８の内側の壁面とは一体として構成される。よって槽５、７、８は、光源３が射出した光を透過可能である。また、光源３と槽７との間に槽５が存在しても、光源３が射出した光は、槽７の内部に到達し、光源３と槽８との間に槽５、７が存在しても、光源３が射出した光は、槽８の内部に到達する。

槽５の内周面には反射防止膜１１が設けられている。反射防止膜１１の機能及び構造は前記第１の実施形態と同様である。
また、槽８の外周面には反射膜１５が設けられている。反射膜１５の機能及び構造は前記第１の実施形態と同様である。

培養液移送ユニット９は、培養液を移送する配管５７、５９、６１、６３と、それら配管を通して培養液を送るポンプ（図示略）とから成る。配管５７は、外部と槽８の上端とを接続し、培養液を外部から槽８内に送ることができる。配管５９は、槽８の下端と槽７の上端とを接続し、槽８から排出された培養液を槽７に送ることができる。配管６１は、槽７の下端と槽５の上端とを接続し、槽７から排出された培養液を槽５に送ることができる。配管６３は、槽５の下端と外部とを接続し、槽５から培養液を外部に排出することができる。培養フェーズ検出センサ１０及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂの構成及び機能は前記第１の実施形態と同様である。

２．藻類の培養方法
藻類培養装置２０１を用いて藻類を培養する方法を説明する。まず、藻類を含む培養液を、配管５７を通して槽８内に供給する。藻類は微細藻類の１種であるボトリオコックスである。槽８の内部には、光源３の光が照射される。なお、槽８内に到達する光は、槽５、７を透過しているため、槽５、７内の光よりも弱い。

また、槽８内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽８内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽８内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽８内の培養フェーズ検出センサ１０で検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｂ_１に達すると、槽８内の培養液を、配管５９を通して、槽７に移送する。

移送後の槽７の内部にも、光源３の光が照射される。なお、槽７内の光は、槽８内に到達する光よりも強く、槽５内に到達する光よりも弱い。また、槽７内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽７内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽７内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽７内の培養フェーズ検出センサ１０で検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｂ_２に達すると、槽７内の培養液を、配管６１を通して、槽５に移送する。

移送後の槽５の内部にも、光源３の光が照射される。なお、槽５内の光は、槽７内に到達する光よりも強い。また、槽５内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽５内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽５内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽５内の培養フェーズ検出センサ１０で検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｂ_３に達すると、槽５内の培養液を、配管６３を通して、外部に排出する。槽５から排出された培養液から藻類を取り出し、その藻類から、オイルを抽出することができる。

一方、培養液を槽７に移送した後の槽８には、配管５７を通して、藻類を含む培養液を新たに供給する。そして、この培養液についても、藻類の濃度が、各槽ごとに決められた基準濃度に達するごとに、槽８、槽７、槽５に順次移送し、各槽で藻類の培養を行う。培養液の供給、移送、及び排出は、培養フェーズ検出センサ１０の検出結果に基づき、自動で実行してもよいし、作業者が行ってもよい。

３．藻類培養装置２０１及び藻類培養方法が奏する効果
藻類培養装置２０１及び上述した藻類培養方法によれば、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏することができる。

また、藻類培養装置２０１は、３つの槽５、７、８を備え、それらの間で培養液を移送しながら藻類の培養を行うことができるので、藻類の培養効率が一層向上する。
また、槽５、７、８の形状が円筒形であり、それらの中心に光源３が位置するので、光源３が射出する光を効率的に利用することができる。
＜第４の実施形態＞
１．藻類培養装置３０１の構成
藻類培養装置３０１の構成を図１０に基づき説明する。藻類培養装置３０１は、光源３と、３つの槽５、７、８と、培養液移送ユニット９と、培養フェーズ検出センサ１０とを備える。また、藻類培養装置３０１は、その他にも、周知の培養装置と同様に、槽５、７、８にＣＯ_２を連続供給する手段、槽５、７、８の温度を制御する手段（いずれも図示略）等を備えている。

光源３は、直管形状の蛍光灯が５本平行に並んだものである。槽５、７、８は、それぞれ、透明なガラスから成る中空直方体形状の槽である。よって槽５、７、８は、光源３が射出した光を透過可能である。また、光源３と槽８との間に槽５、７が存在しても、光源３が射出した光は、槽８の内部に到達し、光源３と槽７との間に槽５が存在しても、光源３が射出した光は、槽７の内部に到達する。

また、槽５、７、８は、光源３が射出する光の光路（図１０において光源３から右に向う光路）上に直列に配列している。すなわち、光源３が射出した光は、まず、槽５を透過し、次に槽７を到達し、次に槽８に到達する。

槽５の外表面のうち、光源３に対向する面には反射防止膜１１が設けられている。反射防止膜１１の機能及び構造は前記第１の実施形態と同様である。
また、槽８の外表面のうち、光源３とは反対側の面には反射膜１５が設けられている。反射膜１５の機能及び構造は前記第１の実施形態と同様である。

培養液移送ユニット９は、培養液を移送する配管６５、６７、６９、７１と、それら配管を通して培養液を送るポンプ（図示略）とから成る。配管６５は、外部と槽８の上端とを接続し、培養液を外部から槽８内に送ることができる。配管６７は、槽８の下端と槽７の上端とを接続し、槽８から排出された培養液を槽７に送ることができる。配管６９は、槽７の下端と槽５の上端とを接続し、槽７から排出された培養液を槽５に送ることができる。配管７１は、槽５の下端と外部とを接続し、槽５から培養液を外部に排出することができる。培養フェーズ検出センサ１０及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂの構成及び機能は前記第１の実施形態と同様である。

２．藻類の培養方法
藻類培養装置３０１を用いて藻類を培養する方法を説明する。まず、藻類を含む培養液を、配管６５を通して槽８内に供給する。藻類は微細藻類の１種であるボトリオコックスである。槽８の内部には、光源３の光が照射される。なお、槽８内に到達する光は、槽５、７を透過しているため、槽５、７内の光よりも弱い。

また、槽８内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽８内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽８内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽８内の培養フェーズ検出センサ１０及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂで検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｃ_１に達すると、槽８内の培養液を、配管６７を通して、槽７に移送する。

移送後の槽７の内部にも、光源３の光が照射される。なお、槽７内の光は、槽８内に到達する光よりも強く、槽５内に到達する光よりも弱い。また、槽７内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽７内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽７内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽７内の培養フェーズ検出センサ１０及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂで検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｃ_２に達すると、槽７内の培養液を、配管６９を通して、槽５に移送する。

移送後の槽５の内部にも、光源３の光が照射される。なお、槽５内の光は、槽７内に到達する光よりも強い。また、槽５内にＣＯ_２を連続的に供給し、槽５内の温度を藻類の培養に適した温度に維持する。槽５内で藻類の濃度は時間の経過とともに増加する。槽５内の培養フェーズ検出センサ１０及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂで検出した藻類の濃度が所定の基準濃度Ｃ_３に達すると、槽５内の培養液を、配管７１を通して、外部に排出する。槽５から排出された培養液から藻類を取り出し、その藻類から、オイルを抽出することができる。

一方、培養液を槽７に移送した後の槽８には、配管６５を通して、藻類を含む培養液を新たに供給する。そして、この培養液についても、藻類の濃度が、各槽ごとに決められた基準濃度に達するごとに、槽８、槽７、槽５に順次移送し、各槽で藻類の培養を行う。培養液の供給、移送、及び排出は、培養フェーズ検出センサ１０及び培養フェーズ検出用リファレンスセンサ１０Ｂの検出結果に基づき、自動で実行してもよいし、作業者が行ってもよい。

３．藻類培養装置３０１及び藻類培養方法が奏する効果
藻類培養装置３０１及び上述した藻類培養方法によれば、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏することができる。

また、藻類培養装置３０１は、３つの槽５、７、８を備え、それらの間で培養液を移送しながら藻類の培養を行うことができるので、藻類の培養効率が一層向上する。
尚、本発明は前記実施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、前記第１〜第４の実施形態で培養する藻類は他の藻類（例えばヘマトコッカス、シュードコリスティス等）であってもよい。
また、前記第１〜第４の実施形態における光源３は、蛍光灯以外の光源（例えばＬＥＤ）であってもよい。また、太陽光を取り込み、光ファイバを介して光源３の位置から太陽光を射出してもよい。

また、図１１に示す藻類培養装置４０１のように、太陽光（光源３Ａの位置から射出）と、蛍光灯等の人工光源（光源３Ｂの位置から射出）とを同時に、又は切り替えて射出してもよい。

太陽光を用いることにより、培養エネルギを抑えることが可能であり、また、太陽光と人工光とを組み合わせることにより、培養エネルギを抑えつつ培養時間を短縮でき、藻類培養装置の償却費を抑えることが可能である。

また、前記第１、３、４の実施形態における槽の数は、２又は３以外の複数（例えば、４、５、６・・・）であってもよい。また、前記第２の実施形態において第１〜第４ユニットが備える槽の数は、２以外の複数（例えば、３、４、５・・・）であってもよい。また、前記第２の実施形態におけるユニットの数は、４以外の複数（例えば、２、３、５、・・・）であってもよい。

１、１０１、２０１、３０１、４０１…藻類培養装置、
３、３Ａ、３Ｂ…光源、５、７、８…槽、５Ａ、７Ａ、７Ｂ…面、
９、３９…培養液移送ユニット、１０…培養フェーズ検出センサ、
１０Ｂ・・・培養フェーズ検出用リファレンスセンサ、
１１…反射防止膜、１５…反射膜、
１７、１９、２１、３９、４１、４３、４５、４７、４９、５１、５３、５５、５７、５９、６１、６３、６５、６７、６９、７１…配管、２７…フォトトランジスタ、
２９…第１ユニット、３１…第２ユニット、３３…第３ユニット、３５…第４ユニット

Claims (12)

1. １又は複数の光源（３）と、
   前記光源が射出する光の光路上に直列に配列した複数の槽（５、７）と、
   を備え、
   前記複数の槽のうち、少なくとも、前記光源から最も遠い槽以外の槽は、前記光の少なくとも一部を透過させ、
   前記光の少なくとも一部は、前記複数の槽それぞれの内部に到達することを特徴とする藻類培養装置（１）。
2. 前記複数の槽の少なくとも一部の槽に収容された培養液を、その槽よりも前記光源に近い前記槽に移送する移送手段（９）を備えることを特徴とする請求項１に記載の藻類培養装置。
3. 前記槽中で培養される藻類の培養フェーズを検出する検出手段（１０）を備え、
   前記移送手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて動作することを特徴とする請求項２に記載の藻類培養装置。
4. 前記複数の槽の少なくとも一部の槽が前記光源により近くなるように、前記配列の順番を変更する配列変更手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の藻類培養装置。
5. 前記槽中で培養される藻類の培養フェーズを検出する検出手段を備え、
   前記配列変更手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて動作することを特徴とする請求項４に記載の藻類培養装置。
6. 前記複数の槽の少なくとも一部は、前記光源側に反射防止膜（１１）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の藻類培養装置。
7. 前記光路上において、前記複数の槽よりも前記光源から遠い位置に前記光を反射する反射手段（１５）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の藻類培養装置。
8. 前記複数の槽が、互いに直径が異なる円筒形の槽であり、
   前記光源の周囲に同心円上に配列されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の藻類培養装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の藻類培養装置を用いて藻類を培養する藻類培養方法。
10. 前記藻類の培養フェーズが進むにつれて、前記複数の槽のうちの少なくとも一部の槽に収容されている培養液を、その槽よりも前記光源に近い槽へ移送することを特徴とする請求項９に記載の藻類培養方法。
11. 前記藻類の培養フェーズが進むにつれて、前記複数の槽のうちの少なくとも一部の槽が、前記光源により近くなるように、前記配列の順番を変更することを特徴とする請求項９に記載の藻類培養方法。
12. 前記藻類が、ボトリオコックス、ヘマトコッカス、及びシュードコリスティスのうちの１以上であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の藻類培養方法。

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