(57)【要約】【課題】従来の光をエネルギー源とする光合成微生物や植物細胞の培養槽の多くは太陽光の照射が槽内の深部の培養懸濁液迄十分に届かず、低い増殖量に留まっている。また円筒型の培養槽は積載スペースが嵩む。【解決手段】培養槽の側壁の内側の面から槽の中心部或いは対向する側壁に向って槽の底部から培養懸濁液の液面を越える高さで延展する構造体で槽の側面及び上部より入射する光を伝送し、且つ伝送の過程で培養懸濁液中に出光することにより槽内深部の培養懸濁液迄より多くの光を照射する。太陽光の変動する照射強度に対し、増殖量をできる限り高くする培養密度を特定し、その値に培養密度を調節する。上記の特徴を有する円筒型培養槽の筺体を２分割して製作し運送する。【選択図】図１
2014117273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体が透明な円筒型の光合成微生物または植物細胞の培養槽に於いて、培養槽の側壁の内側の面より培養槽の中心部に向って培養槽の底部より培養懸濁液の液面を越える高さで延展し、水平方向の断面が培養槽の中心部に向って挟まる形状を有し、培養懸濁液が入り込まない構造と培養槽の側壁及び上部から入射する光を伝送する媒質と培養懸濁液中に出光する機能を有する構造体を多数所定の間隔で有する培養槽。
【請求項２】
筺体が透明な直方体型の光合成微生物または植物細胞の培養槽に於いて、１組の対向する側壁の間の一方の内壁面より他方の側壁に向って培養槽の底部より培養懸濁液の液面を越える高さで延展し、水平方向の断面が他方の側壁に向って細長い形状を有し、培養懸濁液が入り込まない構造と培養槽の側壁及び上部から入射する光を伝送する媒質と培養懸濁液中に出光する機能を有する構造体を多数かかる両側壁に所定の間隔で有する培養槽。
【請求項３】
１組の対向する側壁の間の一方の内壁面より他方の側壁に向って培養槽の底部より培養懸濁液の液面を越える高さで延展し、水平方向の断面が他方の側壁に向って狭まる形状を有し、培養懸濁液が入り込まない構造と培養槽の側壁及び上部から入射する光を伝送する媒質と培養懸濁液中に出光する機能を有する構造体を多数かかる両側壁に所定の間隔で且つ両側壁間で互い違いに有する請求項２に記載の培養槽。
【請求項４】
培養槽の側壁及び上部から入射する光を伝送する媒質と培養懸濁液中に出光する機能を有する構造体の媒質の中に媒質と密度の異なる多数の透明な構造物または塊を有する請求項１〜３のいずれかの一項に記載の培養槽。
【請求項５】
培養槽の側壁及び上部から入射する光を伝送する媒質と培養懸濁液中に出光する機能を有する構造体として、その外形を有する筺体の中にコロイドを満たした請求項１〜３のいずれか一項に記載の培養槽。
【請求項６】
培養槽の側壁及び上部から入射する光を伝送する媒質と培養懸濁液中に出光する機能を有する構造体の底に炭酸ガス供給器のガス吹き出し部を取り付け、所定の濃度の炭酸ガスを下方または側方または下方と側方に吹き出す構造を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の培養槽。
【請求項７】
培養槽の側壁及び上部から入射する光を伝送する媒質と培養懸濁液中に出光する機能を有する構造体の底に取り付けた炭酸ガス供給器のガス吹き出し部へのガス配管をかかる構造体の中を通す構造を有する請求項６に記載の培養槽。
【請求項８】
光合成微生物または植物細胞の培養槽に於いて、適切な光照射強度を数点から若干の点で選び、また適切な培養密度を数点から若干の点で選び、これらの各培養密度での各光照射強度に対する一定時間の増殖量を測定することにより各培養密度での光照射強度の変化に対する増殖量の変化を推定し、この推定に基づき特定の光強度に対して最も増殖量の高くなる培養密度をこれらの適切に選ばれた培養密度の中から特定し、この値に培養密度を調節する培養制御方法。
【請求項９】
円筒型培養槽の政策に於いて、円筒型の筺体の円筒部を円筒の中心軸を中心に２分割して製作し、これらを組み合わせることにより培養槽の筺体の円筒部する請求項１、及び    ４〜７のいずれか一項に記載の培養槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は光合成微生物及び植物細胞の光をエネルギー源とする培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  特許文献１には光ファイバー状の構造体で、その一端に入射し、光の大部分をかかる構造体の長軸方向の所定の範囲に渡り、その周面より概ね均一に出光する機能を有する光学構造体が開示されており、これを多数、培養槽内に１ミリメートルから数ミリメートルの等間隔で配列し、その両端を最密に結束し、それらの一端を光の入射を受ける受光端とし、他端には反射体を取り付けることにより受光端に入射した光のほぼ全てを培養液の中に培養物である光合成微生物または植物細胞が浮遊する培養懸濁液の全域に渡り所定の範囲の光強度で照射する光合成装置が開発されている。【０００３】
【特許文献１】特許第２８２４６５０号
【０００４】  また、外壁が上部に覆いがある場合はそれも含め透明体で構成される円筒型や直方体型の培養槽内の培養懸濁液中の培養物に培養懸濁液の上面及び培養槽側面を通して、太陽光を照射することにより、培養物を増殖する試みが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、上記の光ファイバー状構造体の周面より出光する光学構造体を用いた光合成装置は高い光エネルギー利用効率を有するものの、現状は少量生産での高価格に留まっており、再生可能エネルギー源の生産に求められる低価格化は実現されていない。【０００６】  一方、上記の円筒型や直方体型の培養槽で、太陽光を槽の外側から培養懸濁液の培養物に照射する方法では、光の進行が培養物により阻まれることより、培養槽に照射される太陽光の到達域は培養懸濁液の上面近傍と培養槽側面の近傍に留まる。これら近傍に於いては液面と培養槽の側面に極く近い範囲では、時には過剰の光強度により増殖が阻害される。また、生産性を高める為に、培養懸濁液中の培養物の量、即ち培養密度を高くすると、培養懸濁液面及び培養槽の側面から遠ざかるに従い、光強度は急激に低下し、増殖がほとんど進行しない域に達する。このことより、培養槽が大型になる程増殖に必要な強度の光が到達しない範囲が増し、生産性が低下する。【０００７】  この発明はこのような問題点を解消するためになされるもので、外壁や上部の覆いが透明体により構成される培養槽の上部及び側面に照射される光が培養懸濁液中の培養物にその増殖に十分な強度で照射される割合を大幅に高める培養槽を少量生産に於いても安価に製作することを目的としている。【０００８】  また、このように増殖に十分な強度で照射される割合が大幅に高められた状態を最大限維持する方法も提供することも目的としている。【０００９】  さらに、上記の円筒型の培養槽の運送費用を節減するために培養槽を分割して作成し、その分割部を同じ向きに重ねることにより、複数の培養槽の積み荷に於いて占める空間を小さくする方法を提供することも目的としている。
【問題を解決するための手段】
【００１０】  この発明に係わる培養槽に照射される太陽光を培養懸濁液面及び培養槽の側面から離れた槽底部及び内部の培養懸濁液迄、培養物の増殖に十分な光強度で到達させる方法は培養槽の側壁の内側の面より、円筒型培養槽の場合はその中心部に向って、直方型培養槽の場合は対向する側壁に向って培養槽の底部より培養懸濁液の液面を越える高さで延展し、水平方向即ち槽の中心部に直交する面での断面が槽の中心部或いは対向する側壁に向って細長い形状を持ち透明な材料で構成され、且つ培養懸濁液が入り込まない方策が講じられた構造体で、これに培養槽の上部及び側面から入射した光を槽の底部及び円筒型槽の中心部或いは直方体型槽の対向する側面に向かって伝送し、且つその伝送の過程でかかる構造体の表面より出光する「光伝送出光体」と称する構造体を培養槽内に配列するものである。
【００１１】  かかる光伝送出光体にはこれに入射した光がその構造体を進行するに従い、その光線が培養懸濁液との境界面となす角度が大きく、即ち光線がかかる境界面に入射する点での法線に対す角度が小さくなる光学的仕組みが設けられている。このことより、かかる光伝送出光体に入射した光はその進行に伴って培養懸濁液との境界面での内部反射の割合が小さくなり、培養懸濁液中に出光する割合が大きくなる。一方かかる光伝送出光体を進む光は培養懸濁液中の培養物による吸収や散乱が無いことより、培養懸濁液中を進む場合より多くの割合が培養槽の奥及び底部の培養懸濁液迄到達でき、そこに浮遊する培養物を照射する。
【００１２】光伝送出光体のこのような光学的機能は所定の形状と寸法を有する透明な筺体に収められた気体または液体の媒質の中にそれぞれの媒質より高い密度で且つ透明な部分を、或いは所定の形状と寸法に成形された透明な固体の媒質の中に媒質と異なる密度で透明な気体または液体または固体またはゲルの部分をかかる媒質に入射した光が培養懸濁液中に出光される迄、媒質と交互に幾度にも渡り通過するように多数配置することにより得ることができる。また、上記の容器内の全域、或いは一部を光透過性の高いコロイドで満たすことによっても同様の機能を得ることができる。
【００１３】  このようにして培養懸濁液中の培養物に光が十分照射される割合が大幅に高められることにより、培養槽全体としての培養物の増殖速度も大幅に増し、培養懸濁液を希釈しなければ培養密度が高くなり、培養懸濁液の光透過度が低下し、増殖に十分な光が照射される範囲が狭まる。これにより培養懸濁液中の培養物の量に対する増殖量の割合が低下し始め、続いて培養槽全体の生産性が低下する。
【００１４】  これを防ぐためには、培養槽の生産性が最も高くなる培養密度、即ち最適培養密度を把握し、培養密度をその近傍に維持することが求められる。最適培養密度は培養槽に照射される光強度とその角度によって異なる。円筒型の培養槽では太陽の仰角の違いにより、また直方体型の培養槽では太陽の仰角と太陽方位角の違いにより、太陽の方向に直交する面での光強度が同じでも、その直交する面に於ける培養槽への照射面積が異なる。このことは円筒型の培養槽に於いては太陽の仰角が、また直方体型の培養槽に於いては太陽の仰角と太陽方位角が異なると、同じ太陽光の照射強度でも培養懸濁液内での培養物の増殖に足りる強度を有する光の拡がる範囲の大きさが同じ培養密度では異なることになる。さらに太陽光の照射強度は天候によっても大きく異なる。この増殖に足る強度を有する光の拡がる範囲の大きさが異なることは培養物の生産性に違いをもたらすことより、光の拡がりの大きな要因である培養密度を太陽光のその仰角での、或いはその仰角と方位角でのそして天候により異なる太陽光の照射強度での最適培養密度に、或いはできる限りその近傍に調節することが最大限の生産性を維持することになる。
【００１５】  この維持すべき最適培養密度を特定するためには太陽光シュミレータ―により、生産に用いる培養槽が円筒形の場合は太陽光シュミレータ―に対する仰角だけを、直方体型の場合は生産に於ける培養槽の設置場所に於ける太陽の軌道に合わせた仰角と方位角で決まる照射方向を数点選び、それぞれの点での光照射強度も数点選びこれらの各点での培養密度を変化させた培養実験により、これらの点での最適培養密度を得ることにより、培養槽の設置場所に於ける太陽光の照射条件の変化に対する最適培養密度を推定する。
【００１６】  これにより、実際の生産に於いては太陽光の照射強度と培養密度を連続的に測定し、培養密度が上記の実験と推定により特定された最適培養密度を所定の範囲を越えて上回った場合は培養懸濁液を所定の量の培養液で自動的に希釈するシステムにより、培養密度を最適培養密度の近傍に制御できる。
【００１７】  かかる希釈により増加した培養懸濁液は撹拌後、オーバーフローされ、培養物はオーバーフローした培養懸濁液より濾し取られ、回収される。
【００１８】  円筒型の培養槽はその運送に於いて大きな積載空間を占めることにより、これを円筒の円周上で分割して作成し、同じ向きに重ねることにより大幅に積載空間を縮小できる。
【発明の効果】
【００１９】  この発明により、培養槽に照射される光が培養懸濁液中の培養物の増殖に足りる強度で照射される割合が大幅に高められることにより、培養槽全体に於ける培養物の増殖速度も大幅に高くなる。変動する太陽光の照射角度と強度に対しても上記に述べた培養密度を制御する発明により培養密度を最適培養密度の近傍に維持し、高い生産性を実現する。さらに円筒型の培養槽の運送に於いては、培養槽を分割して重ねて積載する上記の発明により、積載空間を大幅に縮小し、運送費を大幅に節減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下、円筒型の培養槽の分割製作の為の分割の仕方と組立て方法、円筒型及び直方体型のそれぞれの培養槽に合わせた、前述の光伝送出光体の製作方法とこれらの培養槽への取り付け方法、さらに培養密度を最適培養密度の近傍に維持する制御方法の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。【００２１】実施の形態１．
図１はくさび型の光伝送出光体を８組備えた円筒型培養槽を示す。培養槽の円筒型筺体は図１に示す如く２つの半円筒型側壁１と底板２とたが３の３つに分割して製作する。
半円筒型側壁１は透明なアクリル樹脂板で製作し、これを２つ図１の如く互いに対向する向きに合わせて、ボルトとナットで留めるための透明アクリル樹脂製の耳１ａと、底板２とのボルト・ナット留め用の透明なアクリル樹脂製の縁１ｂをそれぞれ重合接着により取り付ける。この場合、耳１ａは図２のＢに示す如く半円筒型側壁１の上の端からたが３の厚さより少し余分に下げて取り付ける。円型の底板２は図２のＡに示す如く３つの層から構成し、透明アクリル樹脂板２ａの一方の面に透明アクリル樹脂製のシートの一方にアルミニウムを蒸着した光反射シート２ｂを、そのアルミニウム蒸着の無い面を合わせて重合接着により張り付け、さらに光反射シート２ｂの側にステンレス・スチール製の保護円板２ｃをシリコン接着剤で張り付ける。たが３もまたアクリル樹脂で制作し、２つの半円筒型側壁１を互いに対向する向きに合わせてボルト・ナットで留めた後に上からはめ込む。この場合、はめ込み易くするためにたが３の内側の面の下部を図２のＣの如く僅かなテーパーを付ける。２つの半円筒型側壁１を合わせてボルト・ナットで留める際とこれに底板２をボルト・ナットで取り付ける際は、その双方に透明なシリコン樹脂製のパッキングを用いる。【００２２】  図３は円筒型培養槽の内壁面と光伝送出光体４の外形を円筒型培養槽の中心軸に直交する面で切り取った断面を示す。８組の光伝送出光体４の外形のかかる断面とその相互の位置は円筒型培養槽の内壁面の断面に於ける円を１６等分に分割し、その分割線と同円の半径の数分の１の半径の同心円との交差点を結んでできる正１６角形の辺を１つ置きに除去することによりできる８ケのくさび状の形状とそれらの相互の位置関係を持つ。図４のＡはこのくさび型光伝送出光体４の筺体４−１とそのふた４−２を示し、図４のＢはふた４−２のＬＬ’断面を示す。
筺体４−１は円筒型培養槽４−１の内壁面に接する外形曲面４−１ａ、上記円を１６等分した分割線に沿う外形側面４−１ｂ、上記正１６角形の１辺にくさび形の先端部となる外形先端面４−１ｃ、外形底面４−１ｄのそれぞれを透明なアクリル樹脂板で作り、これらを重合接着して筺体４−１を得る。ふた４−２は２枚のくさび形の透明アクリル樹脂板を重合接着して得る。
その１枚は筺体４−１の内側にはめ込む形状と寸法であり、他の１枚は筺体４の縁の外形に一致する形状と寸法である。ふた４−２の裏側には図４のＢに於いてＬＬ’断面として示す如く、筺体４−１の内部圧を大気圧と同じに保つための細いＵ字型の溝ｕを切る。【００２３】  図５は光伝送出光体４の出光促進部４−４の出光促進要素４−４ａ、４−４ｂ、４−４ｃ、４−４ｄを示し、図６はこれらの構成要素の筺体４−１への入れ方を示す。
この実施の形態では出光促進部４−４の出光促進要素として出光促進要素４−４ａのアクリル樹脂製のパイプを多数図６のＡの如く筺体４−１に立てて詰めることにより、出光促進部４−４を得る。【００２４】  かかる円筒型培養槽の各部の仕様を次表に示す。【００２５】
【表１】
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【００２６】  かかる円筒型培養槽の組立は、２つの半円筒型側避１を互いに対向する向きにボルト・ナットで留め、これに底板２をボルト・ナットにより取り付け、次に光伝送出光体４の筺体４‐１を半円筒型側壁１の所定の位置にボルトで留め光伝送出光体４の外形曲面４−１ａが半円筒型側壁１の内面に密着するようにボルトを締める。次に出光促進部４−４の出光促進要素として図５の断面図で示され、その密度が光伝送出光体に入射した光を伝送する媒質４−３より高く且つ透明な材質で作られるパイプ状の出光促進要素４−４ａである２３本のアクリル樹脂製のパイプを筺体４‐１に立てて入れる。培養槽の培養懸濁液からの筺体への水圧による筺体４‐１の変形防止のため筺体４‐１を水で満たし媒質４−３とする。
筺体４‐１の水圧による変形の可能性が低い場合は必ずしも筺体４‐１を水で満たすことは必要としない。【００２７】  かかる円筒型培養槽に培養懸濁液を入れ、増殖を進めるには市販の投げ込み式ガス発泡供給装置により炭酸ガスと空気の混合ガスを供給する。【００２８】  光伝送出光体４は出光促進部４‐４の透明なパイプ状の出光促進要素４‐４ａに替わり、図５の断面図ｂ、ｃ、ｄ、ｅに示される媒質４‐３より密度が高く透明な物質より作られる球体４‐４ｂや中空の球体４‐４ｃや他の形の立体構造体４‐４ｄや中空の立体構造体４‐４ｅを筺体４‐１に詰めたものでもよい。図６のＡ，Ｂ，Ｃはこれらの出光促進部４‐４の出光促進要素４‐４ａ、４‐４ｂ、４−４ｃ、４−４ｄ、４−４ｅの筺体４‐１への詰め方を示す。図６のＡは媒質４‐３より密度が高く透明なパイプと長手方向に揃えて多数詰めるものであり、図６のＢは同じく密度の高い透明な球体を多数詰め込む方法を示している。中空の出光促進要素４‐４ｃや４−４ｅが媒質４‐３より軽いことにより媒質４‐３に浮くのを防ぐために、これらの中空の立体構造体の浮力を越える重さの出光促進要素４‐４ｂや４−４ｄを細長いネット状の袋に入れ、その上にこれら中空の立体構造体である出光促進要素４‐４ｃや４−４ｅを１列に入れる。これによりこのネット状の袋入りの出光促進要素４‐４ｃまたは４−４ｅを媒質４‐３の中に安定して並べることができる。また、出光促進要素相互の間隔を求める場合は図６のＣに示す如く、出光促進要素４−４ｂまたは４−４ｄそして４−４ｃまたは４−４ｅを同様に細長いネット状の袋に入れ、各出光促進要素４−４ｃまたは４−４ｅの媒質中で相対的に位置すべき所の真上の、また重りとなる出光促進要素４−４ｂまたは４−４ｄについてはその相対的に位置すべき所の真下のネット状の袋の位置を紐または結束バンドで絞る或いは縛ることにより求める間隔を保つことができる。【００２９】  出光促進部４−４は必ずしも同一形状で同一寸法の出光促進要素４−４ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅから構成されず、互いに異なる形状や寸法を混ぜ合わせたものでも良い。またその形状は４−４ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ以外のものでも良い。【００３０】  また、図７のＡは筺体４−１を光透過度の高いコロイドで満たして光伝送出光体４としたもの及び同図のＢは透明な樹脂やグラスの中に多数の気泡を作り光伝送出光体４の形状に成形したものを示している。このいずれも本実施例の光伝送出光体４として用いることができる。【００３１】  また光伝送出光体４の筺体４‐１の２つの外形側面４−１ｂ相互の間に於ける内部全反射の崩れによる培養懸濁液中への出光だけで培養に十分とする場合はかかる筺体４‐１を空気或いは水等の透明な液体で満たすだけで光伝送出光体４とすることができる。【００３２】  光伝送出光体４の培養槽の取り付けに於いては培養槽の内壁面と光伝送出光体４の筺体４−１の外形曲面４−１ａの縁とが接する線に沿って透明なコーキング材を塗ることにより、或いはシリコン接着剤を光伝送出光体４の筺体４‐１の外形曲面４−１ａに塗った上で培養槽にボルトで取り付けることにより、培養槽内壁と筺体４‐１の外形曲面４−１ａとの間に培養懸濁液が染み込むことを防止できる。【００３３】  光伝送出光体４の筺体４‐１は図３の円筒型培養槽の内壁面の断面に於ける円を１６等分した形状の一部とその位置を筺体４‐１の外形とその位置とすることに限らず、同円を他の数に均等に分割し、その分割線の一部を光伝送出光体４の筺体４‐１の外形側面４−１ｂの同図に於ける断面とし、筺体４‐１の位置としても良い。【００３４】  光伝送出光体４の形状は筺体４‐１の外形曲面４−１ａが円筒型培養槽の側壁の内側の曲面に一致し、その水平方向即ち槽の中心軸に直交する面での断面形状はかかる円の円周角の均等分割線の一部に外形側面４−１ｂが必ずしも一致する必要はなく、槽の中心部に向かっての狭まるのであれば良い。また外形先端面４−１ｃも存在しなく両外形側面４−１ｂが交わった形状でも良い。また光伝送出光体４の互いの間隔は必ずしも等間隔である必要はなく所定の間隔であれば良い。【００３５】実施の形態２．
実施の形態１に於いて、円筒型培養槽を透明な材質で一体で成形したものを用いる。【００３６】実施の形態３．
実施の形態１及び２に於いて光伝送出光体４の筺体４‐１を透明な材質で一体で成形したものを用いる。【００３７】実施の形態４．
図８は実施の形態１に於ける円筒型の培養槽に替わり、直方体の培養槽を透明な壁面材と反射体を取り付けた底板とを組み付けることにより製作することを示す。この直方体型培養槽のくさび型の光伝送出光体４は実施の形態１，２，３、に於いてその筺体４‐１の外形曲面４−１ａに相当する面は平面となり、外形先端面４−１ｃに相当する面は必ずしも必要としなく、筺体４‐１が図８のＢの如く三角柱の形状であっても良い。光伝送出光体４は図８のＡの如く１組の互いに対向する壁の内側の面にその先端部が対向する壁面に向うように、且つ、対向する壁面から延びる光伝送出光体４と互い違いになるように実施の形態１と同様に培養槽の内面に密着して取り付けられる。【００３８】  光伝送出光体４の筺体４‐１の水平方向の断面形状は必ずしもくさび形である必要はなく、出光促進部４−４による出光効果が十分であれば細長い直方形や他の形状でも良い。また光伝送出光体４の配列も対向する一対の側壁間に於いて必ずしも互い違いにすることに限定するものでなはく、その互いの間隔も等間隔でない所定の間隔でも良い。【００３９】  かかる直方体型培養槽の設置に於いては光伝送出光体４を取り付けた壁面を東と西に向ける。【００４０】実施の形態５．
図９のＡは実施の形態１，２，３，４に於いて、光伝送出光体４の底を浮かせ、底に炭酸ガスと空気の混合ガスを培養懸濁液中に泡として供給するガス供給吹き出し部１１を取り付け、このガス供給吹き出し部１１への混合ガスの配管１２が光伝送出光体４の中を通り、筺体外形側面４−１ｂの上方に抜ける混合ガスの供給方法を示す。【００４１】  各光伝送出光体４の筺体外形側面４−１ｂの上方に出る配管１２は連結管１３により円筒型培養槽の中心部に設置する透明な材質で作られた図９のＢに示すガス分給器２１に繋ぎ、ガス分給器２１
からは主配管１５により混合ガス供給装置に繋ぐ。【００４２】  図１０は直方体型の培養槽に於いて、光伝送出光体４の筺体外形側面４−１ｂの上方に抜けるガス配管１２を光伝送出光体４が固定されるそれぞれの側壁で連結管１３により１本の配管１４にまとめ、さらにその２本を残る側壁の１つの側に於いて混合ガス供給装置に繋ぐ１本の主配管１５に繋ぐ方法を示す。【００４３】  ガス供給吹き出し部１１はＡ、下方に向けて開けられた細孔より下方に向けて混合ガスを吹き出す。これにより培養槽の底に培養物が沈殿するのを防ぎ且つ懸濁液の循環を促進する。【００４４】実施の形態６．
図１１は内径２００ｍｍ、内高２５０ｍｍの透明アクリル樹脂製の円筒型の容器を微細藻の培養槽Ｖとして用いた培養実験の光の照射の仕方を示す。培養槽Ｖの下には培養槽Ｖの底と同じ大きさの円形のアルミニウム反射板Ｒを反射面を上にして敷く。光照射はオスラム社製のメタルハライド・ランプ・ＨＴＩ４０３Ｗ／ＳＥを用い、その放射光の６８０ｍｍを超える波長域の９０パーセント以上を分離除去したビーム角３０°の投光器Ｐの光軸Ｘが水平より４５度をなす線上で行い、照射強度は培養槽Ｖとの間隔を変えることにより求める照射強度を得る。照射強度の測定は培養槽Ｖの内高１００ｍｍの位置での培養槽Ｖの中心軸と光軸Ｘが交わるように培養槽Ｖの位置を決め、光軸Ｘと培養槽Ｖの外周が最初に交わる点Ｏに照度計の受光面の中心が来るように、且つ受光面を光軸Ｘに直交させて行う。この照度測定後、培養槽Ｖを所定の位置に据える。【００４５】  培養槽Ｖの内高２００ｍｍの位置で培養懸濁液が溢れ出るオーバーフロー用の電磁弁付き排出口Ｎを取り付け、ＡＳＲ社製のコントローラーＬＡ−３０１ＬＴ及び濁度センサーＬＴ−１０５ＴＲ０９を用い、培養密度が設定した値を越えた場合は定量ポンプで培養液を３００ｍｌ加えて希釈し、希釈開始より１２０秒後にオーバーフロー用の排出口Ｎを電磁弁で開き、増えた培養懸濁液を流し出し、微細藻を濾し取る連続培養を行う。炭酸ガスの供給は投げ込み式ガス供給器による空気の供給により行い、培養槽Ｖの底部ガス供給吹き出し部Ｇから吹き出される空気が泡として上昇することにより培養懸濁液の撹拌が十分行われるように供給する空気の量を調節する。【００４６】  表２は微細藻の一種であるクロレラ・エリプソイデアを上記の設備と光照明の方法で８点の異なる照射強度に対する４点の異なる培養密度で上記の方法による８時間の連続培養を行った結果を示す。【００４７】
【表２】
2014117273.tif 000006
【００４８】  図１２は表２に基づき作成した光照射強度に対する増殖量のグラフである。これにより光強度が０から７，２００Ｌｕｘの範囲では培養密度０．０２５％、７，２００Ｌｕｘから１５，３００Ｌｕｘの範囲では培養密度０．５％、１５，３００Ｌｕｘから２０，３００Ｌｕｘの範囲では培養密度が０．１％、２０，３００Ｌｕｘ以上では培養密度が０．２％での培養が最も高い増殖量を得る。【００４９】  商業生産用の培養槽については表２の光照射強度に替わり、通常の太陽光の照射強度の変化に対する培養物の増殖量の変化を推定するために適切な光照射強度を数点から若干の点で選び、光照射強度と培養密度の関係を推定するために表２の培養密度に替わり、培養槽の稼動が採算上受け入れられる限度に近く低い培養密度を数点から若干の点で選びこれらの各培養密度での各光照射強度に対する一定時間の増殖量を測定することにより、各培養密度での光照射強度の変化に対する増殖量の変化を図１２の如く推定し、この推定に基づき特定の光照射強度に対して最も増殖量の高くなる培養密度をこれらの適切に選ばれた培養密度の中から特定し、この値に培養密度を調節する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】  実施の形態１に係る培養槽を示す斜視図である。
【図２】  実施の形態１に係る培養槽の筺体の構成要素を示す斜視図である。
【図３】  実施の形態１に係る培養槽の構成要素の設計方法を示す図である
【図４Ａ】  実施の形態１に係る培養槽の構成要素を示す斜視図である。
【図４Ｂ】  図４−ＡのＬＬ’断面図である。
【図５】  実施の形態１，２，３，４，５に於ける光伝送出光体の構成要素の断面図である。
【図６】  実施の形態１，２，３，４，５に於ける光伝送出光体の製作方法を示す斜視図である。
【図７】  実施の形態１，２，３，４，５に於ける光伝送出光体の斜視図である。
【図８Ａ】  実施の形態４に係る培養槽を示す斜視図である。
【図８Ｂ】  実施の形態４に係る構成要素を示す斜視図である。
【図９】  実施の形態５に係る構成要素を示す斜視図である。
【図１０】  実施の形態５に係る構成要素の取り付け方法を示す斜視図である。
【図１１】  実施の形態６に係る培養実験系の概略図である。
【図１２】  実施の形態６に係る培養実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】  １半円筒型側壁、１ａ耳、１ｂ底縁、２底板、２ａアクリル樹脂円板、２ｂ光反射シート  ２ｃ保護円板、３たが、４光伝送出光体、４−１筺体、４−１ａ筺体外形曲面、４−１ｂ筺体外形側面、４−１ｃ筺体外形先端面、４−１ｄ筺体外形底面、４−２ふた、４−３媒質、４−４出光促進部、４−４ａ，４−４ｂ，４−４ｃ，４−４ｄ，４−４ｅ出光促進要素、１１，Ｇガス供給吹き出し部、１２，１４配管、１３連結管、１５主配管、２１ガス分給器、ｕ溝、Ｖ培養槽、Ｒアルミニウム反射板  Ｎ排出口、Ｏ交点、Ｐ投光器、Ｘ光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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