(57)【要約】  培養液を保持する貯留部材を備える培養装置を用いた微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、培養液の上方に気層が存在するようにしながら、培養液で微細藻類を培養する本培養工程と、培養液の液量を減らす液量縮減工程と、液量縮減工程の後に、微細藻類の培養物を回収する回収工程とを含む微細藻類の培養物の培養及び回収方法が提供される。
2016175302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を保持する貯留部材を備える培養装置を用いた微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、
前記培養液の上方に気層が存在するようにしながら、前記培養液で微細藻類を培養する本培養工程と、
前記培養液の液量を減らす液量縮減工程と、
前記液量縮減工程の後に、前記微細藻類の培養物を回収する回収工程と
を含む微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項２】
前記液量縮減工程の後、かつ、前記回収工程の前に、更に、
培養液存在下で前記微細藻類を培養する後培養工程
を含む、請求項１に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項３】
前記後培養工程において、前記微細藻類の藻体と培養液の質量比が、藻体の質量／培養液の質量＝２０／８０〜０．１／９９．９である、請求項２に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項４】
前記培養装置が、更に、鉛直方向から見た際に前記培養液の液面の少なくとも一部を覆うように、前記貯留部材の上方に配置される、少なくとも一部の波長の光が透過可能な遮蔽部材を備え、かつ、前記気層が前記培養液の液面と前記遮蔽部材との間に形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項５】
前記培養装置が、更に、前記気層の温度を制御する気温制御部及び前記培養液の温度を制御する液温制御部の少なくとも一方を備え、
前記本培養工程において、前記気層の温度及び前記培養液の温度の少なくとも一方を前記微細藻類の培養に適した温度範囲に制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項６】
前記培養装置が、更に、前記気層に連通する通気部を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項７】
前記培養装置が、更に、前記通気部での気体の通過を制御する通気制御部を備える、請求項６に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項８】
前記貯留部材は、可撓性を有する第１のフィルムと、前記第１のフィルムを支持する支持体とを有し、
前記支持体が前記第１のフィルムをプール状の凹部を形成するように支持して、前記培養液を前記凹部で保持する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項９】
前記培養装置は、前記第１のフィルムを移動させる第１のフィルム移動部材を有し、
前記液量縮減工程において、培養液の液量を減らすことで、培養した前記微細藻類の培養物を前記第１のフィルムに接触させて、
前記回収工程において、前記第１のフィルムを前記支持体から移動させて、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項８に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１０】
前記培養装置は、前記第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機を有し、
前記回収工程において、前記第１の巻取機は、前記第１のフィルムを前記微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項８又は９に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１１】
前記培養装置は、前記第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機と、前記第１のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させる第１の回収部材を有し、
前記回収工程において、前記第１の巻取機が前記第１のフィルムをロール状に巻き取りつつ、前記第１の回収部材が前記第１のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させて前記微細藻類の培養物を回収する、請求項８又は９に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１２】
前記培養装置は、前記第１のフィルムと、前記支持体との間に、１以上の第３のフィルムを備える、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１３】
前記貯留部材は、前記培養液と接触する側の最表面に、複数の貫通孔が形成された第２のフィルムを備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１４】
前記培養装置は、前記第２のフィルムを移動させる第２のフィルム移動部材を有し、
前記回収工程において、前記第２のフィルムを移動させて、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１３に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１５】
前記培養装置は、前記第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機を有し、
前記回収工程において、前記第２の巻取機は、前記第２のフィルムを前記微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１３又は１４に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１６】
前記培養装置は、前記第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機と、前記第２のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させる第２の回収部材を有し、
前記回収工程において、前記第２の巻取機が前記第２のフィルムをロール状に巻き取りつつ、前記第２の回収部材が前記第２のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させて前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１３又は１４に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１７】
前記微細藻類が前記培養液の液面にバイオフィルムを形成可能な微細藻類である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細藻類の培養物の培養及び回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業活動の発達などに伴って、大量の化石燃料を使用することによる燃料価格の高騰や、化石燃料を使用することによって大気中に放出された二酸化炭素による温室効果で地球温暖化が進展することが問題となっている。【０００３】
このような問題を解決するための手段として、光エネルギーにより二酸化炭素を固定化し、炭化水素化合物やバイオディーゼル（トリグリセリド）等のバイオ燃料に変換する能力を有する微細藻類の利用に対する期待が高まっており、既に、微細藻類を培養することで、光エネルギーを用いて二酸化炭素を固定化し、バイオディーゼルや炭化水素化合物などのバイオ燃料を産生させる様々な研究が行われている。【０００４】
しかし、微細藻類を用いてのバイオ燃料の生産を実用化し、商業的規模で行うには、効率的な微細藻類の培養方法、微細藻類の回収方法、更にはオイル等のバイオ燃料の抽出方法が開発されておらず、コストが高いことが問題となっている。その最大の原因の一つが、微細藻類の効率的な培養方法、乾燥方法、回収方法がないことである。具体的には、微細藻類は通常、液中に浮遊しながら生育させるため、微細藻類をバイオマスとして利用するためには、非常に希薄な濃度の微細藻類を大量の液中から回収しなければならない。加えて、微細藻類の生育のためには光エネルギーが必要であるため、十分な光の照射を確保するためには液中に存在する微細藻類の濃度を過度に高くすることが出来ない。結果として、液中に浮遊する微細藻類を回収するには、多量の水をろ過する必要があった。また、微細藻類のサイズは一般的に小さく、ろ過も容易ではなかった。このような問題を解決するための回収方法の検討として、沈殿剤を用いる方法、遠心分離機を用いる方法、微細藻類をより大型の生物の餌とした後に、その大型の生物を回収する方法などが試みられたものの、いずれの方法も根本的な解決には至らなかった。【０００５】
これに対して、特許文献１には、簡便で低コストな方法として、ボツリオコッカス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）  ＡＶＦＦ００７株の懸濁溶液又は分散液を調製し、培養器（貯留部材）を静置状態にしておき、微細藻類を底面に沈ませた後、しばらく培養することによって、液面上にバイオフィルムを形成させることを特徴とする微細藻類の培養方法、及び形成させたバイオフィルムを基板の表面に転写又は堆積させて回収することを特徴とする微細藻類の回収方法が記載されている。また、特許文献２には、より簡便で低コストな方法として、ボツリオコッカス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）  ＡＶＦＦ００７株を、第一の培養器（貯留部材）内の培養液中で培養することによって、培養液の液面上に微細藻類からなるバイオフィルムを形成させる第一段目の培養と、培養液の液面上に形成されたバイオフィルムの少なくとも一部を種藻として用いることで、微細藻類を液面上で培養する第二段目の培養とを含むことを特徴とする微細藻類の培養方法、及び形成させたバイオフィルムを基板の表面に転写又は堆積させて回収することを特徴とする微細藻類の回収方法が記載されている。特許文献１に記載された方法及び特許文献２に記載された方法はいずれも、微細藻類を回収する段階では、微細藻類の集合体から構成されたバイオフィルムが液面上に浮かんでおり、そのバイオフィルムを回収対象としているため、従来のように大量の培養液から微細藻類を回収する必要がなく、微細藻類の回収コストを大幅に低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１６１８３２号
【特許文献２】国際公開第２０１４／０８８０１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載された液面浮遊培養法は、液面上にバイオフィルムが形成されることで、従来の培養方法に比べて、攪拌が不要、水深を浅くすることができる、培養物の回収が容易、コンタミ微生物の侵入に対して強い、回収物の含水率が低いといった特徴がある。
しかし、本発明者らが検討したところによれば、実用的な規模で液面浮遊培養法による微細藻類の培養を行い、藻類バイオマス及び藻類バイオ燃料を製造するには、培養物の回収をより効率化する余地があることが知見された。【０００８】
そこで、本発明は、実用的な規模で微細藻類を培養した後、培養した微細藻類を効率的に回収することができる、微細藻類の培養物の培養及び回収方法を提供することを課題とする。
【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を重ねたところ、培養液を保持する貯留部材を備える培養装置を用いた微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、培養液の上方に気層が存在するようにしながら、培養液で微細藻類を培養する本培養工程と、培養液の液量を減らす液量縮減工程と、液量縮減工程の後に、微細藻類の培養物を回収する回収工程とを含む微細藻類の培養物の培養及び回収方法によれば、実用的な規模で微細藻類を培養した後、培養した微細藻類の培養物を効率的に回収することができることを知得し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は次の（１）〜（１７）を提供する。【００１０】
（１）培養液を保持する貯留部材を備える培養装置を用いた微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、
培養液の上方に気層が存在するようにしながら、培養液で微細藻類を培養する本培養工程と、
培養液の液量を減らす液量縮減工程と、
液量縮減工程の後に、微細藻類の培養物を回収する回収工程と
を含む微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（２）液量縮減工程の後、かつ、回収工程の前に、更に、
培養液存在下で微細藻類を培養する後培養工程
を含む、（１）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（３）後培養工程において、微細藻類の藻体と培養液の質量比が、藻体の質量／培養液の質量＝２０／８０〜０．１／９９．９である、（２）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（４）培養装置が、更に、鉛直方向から見た際に培養液の液面の少なくとも一部を覆うように、貯留部材の上方に配置される、少なくとも一部の波長の光が透過可能な遮蔽部材を備え、かつ、気層が培養液の液面と遮蔽部材との間に形成される、（１）〜（３）のいずれか１つに記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（５）培養装置が、更に、気層の温度を制御する気温制御部及び培養液の温度を制御する液温制御部の少なくとも一方を備え、
本培養工程において、気層の温度及び培養液の温度の少なくとも一方を微細藻類の培養に適した温度範囲に制御する、（１）〜（４）のいずれか１つに記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（６）培養装置が、更に、気層に連通する通気部を備える、（１）〜（５）のいずれか１つに記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（７）培養装置が、更に、通気部での気体の通過を制御する通気制御部を備える、（６）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（８）貯留部材は、可撓性を有する第１のフィルムと、第１のフィルムを支持する支持体とを有し、
支持体が第１のフィルムをプール状の凹部を形成するように支持して、培養液を凹部で保持する、（１）〜（７）のいずれか１つに記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（９）培養装置は、第１のフィルムを移動させる第１のフィルム移動部材を有し、
液量縮減工程において、培養液の液量を減らすことで、培養した微細藻類の培養物を第１のフィルムに接触させて、
回収工程において、第１のフィルムを支持体から移動させて、微細藻類の培養物を回収する、（８）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１０）培養装置は、第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機を有し、
回収工程において、第１の巻取機は、第１のフィルムを微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、微細藻類の培養物を回収する、（８）又は（９）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１１）培養装置は、第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機と、第１のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させる第１の回収部材を有し、
回収工程において、第１の巻取機が第１のフィルムをロール状に巻き取りつつ、第１の回収部材が第１のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させて微細藻類の培養物を回収する、（８）又は（９）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１２）培養装置は、第１のフィルムと、支持体との間に、１以上の第３のフィルムを備える、（８）〜（１１）のいずれか１つに記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１３）貯留部材は、培養液と接触する側の最表面に、複数の貫通孔が形成された第２のフィルムを備える、（１）〜（１２）のいずれか１つに記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１４）培養装置は、第２のフィルムを移動させる第２のフィルム移動部材を有し、
回収工程において、第２のフィルムを移動させて、微細藻類の培養物を回収する、（１３）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１５）培養装置は、第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機を有し、
回収工程において、第２の巻取機は、第２のフィルムを微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、微細藻類の培養物を回収する、（１３）又は（１４）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１６）培養装置は、第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機と、第２のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させる第２の回収部材を有し、
回収工程において、第２の巻取機が第２のフィルムをロール状に巻き取りつつ、第２の回収部材が第２のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させて微細藻類の培養物を回収する、（１３）又は（１４）に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
（１７）微細藻類が培養液の液面にバイオフィルムを形成可能な微細藻類である、（１）〜（１６）のいずれか１つに記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、実用的な規模で微細藻類を培養した後、培養した微細藻類を効率的に回収することを特徴とする、微細藻類の培養物の培養及び回収方法を提供することができる。【００１２】
本発明に係る培養物の培養及び回収方法によれば、従来の浮遊培養と比較して、微細藻類の培養物の回収が極めて容易になり、高い回収率で微細藻類の培養物の回収ができる。即ち、本発明では、微細藻類の培養物を回収する段階では、従来のように大量の培養液から微細藻類の培養物を回収する必要がなく、培養した微細藻類の回収コストを大幅に低下できる。また、大量の液体培養液をハンドリングする必要が無く、大量の水を使用する必要が無い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、培養装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II線断面図である。
【図３】図３は、図１のII−II線断面図である。ただし、図２とは、微細藻類の存在態様が異なる。
【図４】図４は、図１のII−II線断面図である。ただし、図２とは、微細藻類の存在態様が異なる。
【図５】図５は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図７】図７は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図９】図９は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図１０】図１０は、培養装置の設置方法を説明するための概略断面図である。
【図１１】図１１は、培養装置の設置方法を説明するための概略断面図である。
【図１２】図１２は、培養装置の設置方法を説明するための概略断面図である。
【図１３】図１３は、培養装置の設置方法を説明するための概略断面図である。
【図１４】図１４は、好適な設置面の一例を示す概略断面図である。
【図１５】図１５は、培養装置の設置方法を説明するための概略断面図である。
【図１６】図１６は、培養装置の設置方法を説明するための概略断面図である。
【図１７】図１７は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図１８】図１８は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図１９】図１９は、培養装置の他の一例を示す概略斜視図である。
【図２０】図２０は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２１】図２１は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２２】図２２は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２３】図２３は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２４】図２４は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２５】図２５は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２６】図２６は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２７】図２７は、培養装置の他の一例を示す概略断面図である。
【図２８】図２８は、液量縮減工程および回収工程を説明するための概略断面図である。
【図２９】図２９は、液量縮減工程および回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３０】図３０は、液量縮減工程および回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３１】図３１は、液量縮減工程および回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３２】図３２は、液量縮減工程および回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３３】図３３は、回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３４】図３４は、回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３５】図３５は、回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３６】図３６は、回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３７】図３７は、回収工程を説明するための概略断面図である。
【図３８】図３８は、培養装置の他の一例を示す概略平面図である。
【図３９】図３９は、実施例１において、微細藻類の培養物を乾燥した後の第１のフィルムの状態を示す写真である。
【図４０】図４０は、実施例３１において、３種類の素材について、微細藻類の乾燥物の脱着のしやすさを試験した結果を示す写真である。
【図４１】図４１は、液面上にバイオフィルムを形成する微細藻類のバイオフィルムを光学顕微鏡で観察して得られる顕微鏡像を模式的に表した図である。
【図４２】図４２は、液面上にバイオフィルムを形成する微細藻類のバイオフィルムを光学顕微鏡で観察して得られる顕微鏡像を模式的に表した図である。
【図４３】図４３は、培養液中に浮遊している微細藻類を光学顕微鏡で観察して得られる顕微鏡像を模式的に表した図である。
【図４４】図４４は、実施例３２において、液面上に形成されたバイオフィルムを水平方向から観察した状態を模式的に表す図である。単独の泡状構造体および重畳する泡状構造体並びに襞状構造体が示されている。
【図４５】図４５は、実施例３２において、液面上に形成されたバイオフィルムを鉛直方向上方から観察した状態を模式的に表す図である。液面上のバイオフィルムには泡状構造体および襞状構造体が示されている。
【図４６】図４６は、第一の基板を用い、液面上に形成させた微細藻類のバイオフィルム（藻体）を基板の表面へと転写させる工程を示す図である。
【図４７】図４７は、第二の基板を用い、液面上に形成させた微細藻類のバイオフィルム（藻体）を基板の表面へと堆積させる工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【００１５】
［微細藻類の培養物の培養及び回収方法］
本発明に係る微細藻類の培養物の培養及び回収方法（以下、単に「本発明の培養及び回収方法」という場合がある。）は、培養液を保持する貯留部材を備える培養装置を用いた微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、培養液の上方に気層が存在するようにしながら、培養液で微細藻類を培養する本培養工程と、培養液の液量を減らす液量縮減工程と、液量縮減工程の後に、微細藻類の培養物を回収する回収工程とを含む微細藻類の培養物の培養及び回収方法である。
【００１６】
本発明の微細藻類の培養及び回収方法の、従来の微細藻類の培養及び回収方法と比べた特徴的な点は、微細藻類を培養して、培養液の液量を減らした後に微細藻類の培養物を回収する点にある。
従来の微細藻類の培養及び回収方法では、大量の培養液から微細藻類を遠心分離したり、濾別したりすることによって、培養した微細藻類の回収を行っていたため、培養液から微細藻類を回収する際に大量の培養液をハンドリングする必要があった。
しかし、本発明の培養及び回収方法では、実用的な規模で微細藻類を培養して、培養物を回収する際に大量の培養液をハンドリングする必要が無いので、培養した微細藻類の回収コストを従来に比べて低減することができる。
【００１７】
また、本発明の培養及び回収方法においては、液量縮減工程の後、かつ、回収工程の前に、更に、培養液存在下で微細藻類を培養する後培養工程を含むことによって、回収コストを低減させた上に、藻体生産性及び／又は油生産性を向上させることができ、更に生産コストを低減することができる。
【００１８】
なお、以下の説明では、培養した微細藻類の培養物を、単に「微細藻類」又は「培養物」という場合がある。
【００１９】
まず、本発明の製造方法で用いる培養装置について、図１〜図２７を用いて説明した後に、本発明の製造方法について説明する。
【００２０】
〈培養装置〉
図１は、本発明の培養及び回収方法で用いる培養装置の一例を模式的に示す概略斜視図であり、図２、図３及び図４は、図１のII−II線断面図である。なお、図１においては、説明のため遮蔽部材１４ａの図示を一部省略している。
図１、図２、図３及び図４に示す培養装置１０ａは、培養液Ｍを保持する貯留部材１２ａ、及び、鉛直方向から見た際に培養液Ｍの液面を覆うように、貯留部材１２ａの上方に配置される、少なくとも一部の波長の光が透過可能な遮蔽部材１４ａを備える。
また、この培養装置１０ａは、微細藻類Ｐを培養する際には、図２、図３及び図４に示すように、培養液Ｍの液面と遮蔽部材１４ａとの間に気層Ｎを形成する。微細藻類Ｐ２を培養する際にも、図３及び図４に示すように、培養液Ｍの液面と遮蔽部材１４ａとの間に気層Ｎを形成していてもよく、微細藻類Ｐ３を培養する際にも、図４に示すように、培養液Ｍの液面と遮蔽部材１４ａとの間に気層Ｎを形成していてもよい。
図２、図３及び図４において微細藻類Ｐは培養液Ｍの液面にバイオフィルムを形成しており、図３及び図４において微細藻類Ｐ２は容器１６ａの培養液Ｍに接する面に付着しており、図４において微細藻類Ｐ３は培養液Ｍ中を浮遊している。
以下、各構成要素について、図１〜図２７を用いて詳細に説明する。
【００２１】
《貯留部材》
貯留部材は、微細藻類Ｐの培養が可能な培養液Ｍを一定期間保持することが可能な培養液槽である。貯留部材は、微細藻類Ｐを培養する期間、培養液Ｍを保持することができれば、その構成、形状、大きさ、材質等には特に限定はない。
例えば、図１、図２、図３及び図４に示す培養装置１０ａの貯留部材１２ａは、一面が開放された略直方体の箱型形状の容器１６ａからなり、容器１６ａ内が培養液Ｍの液体保持部である。
【００２２】
このような容器１６ａとしては、プラスチック、土、コンクリート、木、金属、粘土、陶器、ガラス、又はこれらのうち２種類以上の組合せを用いて容器状の形態に成形されたものが挙げられる。
中でも、容器１６ａ材料として、有機高分子化合物や無機化合物、金属、それらの複合体から構成された素材を使用することが好ましい。また、それらの混合物を用いることも可能である。
容器の材料として、熱伝導率の高い材料で構成することにより、例えば、夏場の日中など、温度が高い条件で培養を行うときの温度上昇を抑制することができる。熱伝導性の高い材料としては、例えば、粘土、金属板等が挙げられ、安価で熱伝導性が高いことから、粘土が特に好ましい。
また、例えば、液体保持部を樹脂で形成し、その周囲に粘土等の熱伝導性の高い材料からなる層を貼り合わせて形成してもよい。
容器の材料として、熱伝導率の低い材料で構成することにより、例えば、冬場の夜間など、温度が低い条件で培養を行うときの温度低下を抑制することができる。熱伝導率の低い材料としては、例えば、プラスチック、発泡スチロール、木、陶器、気体等が挙げられ、安価で熱伝導率が低いことから、プラスチックが特に好ましい。
また、例えば、液体保持部をガラスで形成し、その周囲にガラス等の熱伝導率の低い材料からなる層を貼り合わせて形成してもよい。
【００２３】
また、後に詳述するが、本発明の培養及び回収方法は、静置することで液面に浮遊する性質を有する微細藻類藻、空気等のバブリング処理、オイル蓄積による浮遊、静置工程の追加による浮遊等で微細藻類を液面に浮上させた微細藻類、静置培養が可能な微細藻類に広く適用できる。液面にバイオフィルムを形成することが可能な微細藻類を用いる場合に特に好ましい。液面にバイオフィルムを形成する微細藻類を用いる場合には、培養液の深さを浅くすることができるので、いわゆるバット状の浅めの容器（底面積に対する高さの比が小さい容器）を利用することができる。浅めの容器を用いることで、培養により得られたバイオフィルムの回収作業が容易になり、また容器のコスト的にも有利である。
また、本発明の製造方法は、培養を行う地形や場所に応じて培養液を保持可能であれば、深めの容器（浅めの容器に比べて、底面積に対する高さの比が大きい容器）を用いてもよい。
【００２４】
貯留部材１２ａ（容器１６ａ）の培養液Ｍの液体保持部の大きさ（面積）及び深さには特に限定はなく、培養する藻類の種類、培養方法等に応じて適宜選択すればよい。
なお、培養液の液量を少なく、かつほぼ均一な状態で維持するために、貯留部材１２ａ（容器１６ａ）の液体保持部の底面は平坦であることが好ましい。
【００２５】
また、図２、図３及び図４に示す例では、容器１６ａは、略直方体の箱型形状としたが、これに限定はされず、図５に示す培養装置１０ｂの容器１６ｂのように、開放面に向かって、側面が開口する方向に傾斜した形状であってもよいし、側面が閉口する方向に傾斜した形状であってもよい。また、開放面も矩形状に限定はされず、三角形状、多角形状、円形状、楕円形状、レースウェイ型等の形状であってもよい。
【００２６】
また、後に詳述する液量縮減工程において、貯留部材内の培養液Ｍを排水することで、液量を減らす場合には、図２、図３及び図４に示すように、貯留部材１２ａ（容器１６ａ）の側面には、排水管１８及びバルブ１７が接続される。
ここで、本発明が好適に適用される、液面にバイオフィルムを形成する微細藻類を用いる場合には、微細藻類の多くは培養液の液面側に存在するので、排水管１８は、貯留部材１２ａの底面近傍の側面に接続されるのが好ましい。又は、排水管１８は、貯留部材１２ａの底面に接続されてもよい。
【００２７】
また、図２、図３及び図４に示す例では、貯留部材１２ａを１つの容器１６ａで構成したが、これに限定はされず、培養液Ｍを保持する貯留部材を複数の部材で構成してもよい。
【００２８】
例えば、貯留部材は、可撓性を有する第１のフィルムと、第１のフィルムを支持する支持体とを有し、支持体が第１のフィルムをプール状の凹部を形成するように支持して、培養液を凹部で保持するものであってもよい。ここで、第１のフィルムは１枚のフィルムからなるものであってもよいし、２枚以上のフィルムからなるものであってもよいが、２枚以上のフィルムからなると、培養及び回収工程を繰り返すために好ましい。図６に示す培養装置１０ｆの貯留部材１２ｆは、可撓性を有する第１のフィルム２２ｆと、第１のフィルム２２ｆを支持する支持体２０ｆとを有し、支持体２０ｆが、第１のフィルム２２ｆをプール状の凹部を形成するように支持してなるものである。従って、貯留部材１２ｆは、この凹部を貯留部として、培養液Ｍを保持する。なお、第１のフィルム２２ｆは、おもて側（培養液Ｍに接する側又は培養液Ｍにより近い側）及びうら側（培養液Ｍからより遠い側）の２つの表面を有する。
【００２９】
このように、貯留部材１２ｆを、第１のフィルム２２ｆと、第１のフィルム２２ｆを支持する支持体２０ｆとで構成した場合には、後述する液量縮減工程で培養液Ｍの液量を減らして、培養した微細藻類Ｐを第１のフィルム２２ｆに接触させた後、回収工程において、第１のフィルム２２ｆを支持体２０ｆから移動（着脱）することで、微細藻類Ｐを容易に回収することができる。
また、微細藻類Ｐの回収後、第１のフィルム２２ｆを再度、支持体２０ｆ上に設置することで、繰り返し利用することができる。
この点に関しては後に詳述する。
【００３０】
第１のフィルム２２ｆは、培養液Ｍを一定期間、すなわち、微細藻類Ｐを培養する期間保持することができれば、特に限定はなく、樹脂フィルム、金属フィルム、織布、不織布、これらの組み合わせ等が挙げられ、樹脂フィルムを用いるのが好ましい。なお、織布、不織布を構成する繊維としては、例えば、プラスチック類、金属類、木質材、草本類、グラスファイバー、カーボンファイバー等が挙げられる。
【００３１】
なお、後述する回収工程において、得られた微細藻類Ｐを第１のフィルム２２ｆから剥離して回収する場合には、微細藻類Ｐとの適度な親和性を持った表面特性を有する材料を用いることで、微細藻類Ｐの回収率を向上させることができる。
ここで、微細藻類Ｐとの適度な親和性を持った表面特性を有する材料としては、例えば、ガラス（ケイ酸ガラス）、シリコーン（シリコーンゴム、シリコーン樹脂等）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ、ＰＦＡ、ＦＥ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ等）、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）等が挙げられる。
【００３２】
また、回収工程において、得られた微細藻類Ｐを第１のフィルム２２ｆから剥離することなく一体のままで回収して、フィルム状燃料とする場合には、微細藻類Ｐとの親和性の高い表面特性を有する材料を用いるのが好ましい。
第１のフィルム２２ｆも燃料として使用する場合には、第１のフィルム２２ｆとしては、乾燥藻体と共に燃焼させても塩素等の有毒物を発生しないフィルム（ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、これらを組合せた複合フィルムなど）が好ましく、更に環境負荷（温暖化防止）の観点からバイオマス由来フィルム（バイオＰＥ、バイオポリエステル、ポリ乳酸、アセチルセルロース等）が好ましい。
【００３３】
複数回の本培養工程及び液量縮減工程を行った後に、回収工程を行ってもよい。複数回の本培養工程及び液量縮減工程を行った後に、回収工程を行うことにより、回収工程の実施回数を少なくすることができ、全体のコストを低減させることができる。なお、この際には、液量縮減工程の後に藻体を乾燥させることが好ましい。藻体を乾燥させることにより、蓄積したオイルの減少を防止することができ、また、藻類バイオマスの減少を防止することができるからである。
【００３４】
支持体２０ｆは、一面が開放された略直方体の箱型形状の容器である。図６示すように、支持体２０ｆの開放面は、第１のフィルム２２ｆよりも小さく形成されており、開放面の縁部に第１のフィルム２２ｆの端部を係止させつつ、容器内に第１のフィルム２２ｆを配置することで、第１のフィルム２２ｆを凹状に支持する。
支持体２０ｆとしては、図２に示す容器１６ａと同様の容器を用いることができる。
【００３５】
また、支持体の形状は、図６に示す容器状に限定はされず、図７に示す培養装置１０ｈのように、底面を有さない枠状物を支持体２０ｈとして用いてもよい。図７に示す培養装置１０ｈの支持体２０ｈは、枠状物に第１のフィルム２２ｆの端部を係止させて、枠内に凹部を形成するように、第１のフィルム２２ｆを支持する。
このような枠状の支持体２０ｈとしては、上記支持体２０ｆと同様に、プラスチック、土、コンクリート、木、金属、粘土、陶器、又はこれらのうち２種類以上の組合せを用いて枠状の形態に成形されたものが挙げられる。
【００３６】
又は、支持体として複数の柱状物を用いてもよい。例えば、４本の各柱状物を、各柱状物を結んだ線が矩形状をなすように配置し、各柱状物の先端に第１のフィルム２２ｆの端部を係止して凹部を形成させて、第１のフィルム２２ｆを支持する構成としてもよい。
【００３７】
なお、貯留部材を第１のフィルムと支持体とで構成する場合には、支持体に排水管１８が接続され、第１のフィルムには排水用の孔が形成されていてもよい。
【００３８】
また、支持体は、第１のフィルムとの位置合わせのための溝等を有していてもよい。
【００３９】
ここで、貯留部材は、培養液Ｍと接触する側の最表面に、複数の貫通孔が形成された第２のフィルムを備える構成としてもよい。図８に示す培養装置１０ｇは、発明に係る培養装置の他の一例の概略断面図であり、貯留部材１２ａに代えて、容器１６ａと第２のフィルム２４ｇとを備える貯留部材１２ｇを備える以外は、図２の培養装置１０ａと同様の構成を備えるので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明では異なる部位を主に行う。なお、第２のフィルム２４ｇは、おもて側（培養液Ｍの液面により近い側）及びうら側（第１のフィルムにより近い側）の２つの表面を有する。
【００４０】
培養装置１０ｇの貯留部材１２ｇは、容器１６ａと、複数の貫通孔が形成された第２のフィルム２４ｇとを備える。
第２のフィルム２４ｇは、容器１６ａの開放面よりも大きく形成されており、開放面の縁部に端部を係止させて、容器１６ａ内に配置される。
第２のフィルム２４ｇは、培養液Ｍを透過し、微細藻類を透過しにくい性質を有していればよく、例えば、網（金網、プラスチックメッシュ、布、糸や紐や草本類や繊維類などを編みこんだものなど）、ろ紙、フィルムに孔を多数開けたもの等が挙げられる。
【００４１】
このように、培養液Ｍを透過し、微細藻類を透過しにくい第２のフィルム２４ｇを培養液Ｍ側に配置することで、後述する液量縮減工程において培養液Ｍの液量を減らす際に、培養した微細藻類Ｐは、第２のフィルム２４ｇ上にとどまるので、より容易に培養液Ｍを減らすことができる。また、先の第１のフィルムの場合と同様に、液量縮減工程で培養液Ｍの液量を減らして、培養した微細藻類Ｐを第２のフィルム２４ｇに接触させた後、回収工程において、第２のフィルム２４ｇを容器１６ａから移動（着脱）することで、微細藻類Ｐを容易に回収することができる。
【００４２】
また、培養液Ｍを透過し、微細藻類Ｐを透過しにくい第２のフィルム２４ｇを用いると、培養した微細藻類Ｐ、特には培養で得られたバイオフィルム、を回収する際に、第２のフィルム２４ｇを回収すると同時に水分の除去が行えるので非常に効率的である。
【００４３】
ここで、本発明が好適に適用される、液面にバイオフィルムを形成する微細藻類を用いる場合には、培養した微細藻類がフィルム状の固形物を形成するため、第２のフィルム２４ｇの貫通孔を透過しづらい。従って、第２のフィルム２４ｇに形成される貫通孔のサイズを比較的大きくしても、微細藻類Ｐが第２のフィルム２４ｇ上にとどまるので、より簡易に水分の除去を行うことができ好適である。
【００４４】
また、図８に示す例では、培養液Ｍを貯留する容器１６ａと、複数の貫通孔が形成された第２のフィルム２４ｇとを組み合わせる構成としたが、これに限定はされず、図５に示す培養装置１０ｂ、図６に示す培養装置１０ｆ、又は、図７に示す培養装置１０ｈに、第２のフィルム２４ｇを組み合わせた構成としてもよい。
【００４５】
本発明に係る培養装置は、第１のフィルムを移動させる第１のフィルム移動部材を備えることが好ましい。この場合には、液量縮減工程において、培養液の液量を減らすことで、培養した微細藻類の培養物を第１のフィルムに接触させて、回収工程において、第１のフィルムを支持体から移動させて、微細藻類の培養物を回収することができる。例えば、図６に示す培養装置１０ｆでは、貯留部材の培養液Ｍと接する最表面に第１のフィルム２２ｆを配置する構成として、回収工程で、第１のフィルム２２ｆを第１のフィルム移動部材（図示せず）を用いて第１のフィルム２２ｆを移動させることで、微細藻類Ｐを回収することができる。ただし、貯留部材の培養液Ｍと接する最表面に配置する部材は第１のフィルムに限定されず、一般に可撓性を有するフィルム状の構造物、更には、貯留部材の最表面に着脱可能な構造物であればよく、その構造物を脱着して、構造物とともに微細藻類Ｐを回収するものとすることができる。
【００４６】
本発明に係る培養装置は、第２のフィルムを移動させる第２のフィルム移動部材を備えることが好ましい。この場合には、液量縮減工程において、培養液の液量を減らすことで、培養した微細藻類の培養物を第２のフィルムに接触させて、回収工程において、第２のフィルムを貯留部材の培養液と接触する側の最表面から移動させて、微細藻類の培養物を回収することができる。また、この場合には、液量縮減工程において、第２のフィルムを貯留部材の培養液と接触する側の最表面から培養液の液面までの間の位置に移動させた後、培養液の液量を減らすことで、培養した微細藻類の培養物を第２のフィルムに接触させて、回収工程において、第２のフィルムを、その位置から移動させて、微細藻類の培養物を回収することもできる。更に、この場合には、液量縮減工程において、培養した微細藻類の培養物が第２のフィルムに実質的に接触しない程度まで培養液の液量を減らし、回収工程において、第２のフィルムを貯留部材の培養液と接触する側の最表面から移動させて、微細藻類の培養物を回収することもできる。例えば、図８に示す培養装置１０ｇでは、貯留部材の培養液Ｍと接する最表面に第２のフィルム２４ｇを配置する構成として、回収工程で、第２のフィルム２４ｇを第２のフィルム移動部材（図示せず）を用いて第２のフィルム２４ｇを移動させることで、微細藻類Ｐを回収することができる。ただし、貯留部材の培養液Ｍと接する最表面に位置する部材は第２のフィルムに限定されず、一般に可撓性を有するフィルム状の構造物、更には、貯留部材の最表面に着脱可能な構造物であればよく、その構造物を脱着して、構造物とともに微細藻類Ｐを回収するものとしてもよい。
【００４７】
なお、第１のフィルム又は第２のフィルムに代表される、可撓性を有するフィルム状の構造物は、持ち上げる、引き抜くなどの他に、必要に応じて折り曲げたり、折りたたんだり、ロール状に巻き取ったりなど、その状況に応じた各種の回収方法が選べるため、好適である。
【００４８】
本発明に係る培養装置は、第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機を備えることが好ましい。この場合には、回収工程において、第１の巻取機は、第１のフィルムを微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、微細藻類の培養物を回収することができる。また、本発明に係る培養装置は、第１のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させる第１の回収部材を更に備えることが好ましい。本発明に係る培養装置が第１の巻取機及び第１の回収部材を備える場合には、回収工程において、第１の巻取機が第１のフィルムをロール状に巻き取りつつ、第１の回収部材が第１のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させて微細藻類の培養物を回収することができる。
【００４９】
また、本発明に係る培養装置は、第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機を備えることが好ましい。この場合には、回収工程において、第２の巻取機は、第２のフィルムを微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、微細藻類の培養物を回収することができる。また、本発明に係る培養装置は、第２のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させる第２の回収部材を更に備えることが好ましい。本発明に係る培養装置が第２の巻取機及び第２の回収部材を備える場合には、回収工程において、第２の巻取機が第２のフィルムをロール状に巻き取りつつ、第２の回収部材が第２のフィルムから微細藻類の培養物を剥離させて微細藻類の培養物を回収することができる。
【００５０】
第１のフィルム２２ｆ又は第２のフィルム２４ｇの厚さや強度等については、特に限定はないが、回収工程において、第１のフィルム２２ｆ又は第２のフィルム２４ｇを用いて微細藻類の回収を行う場合には、回収時に破断等をしないような十分な強度を有していることが望ましい。一方で、大面積での作業のためには、重量が軽いことも重要である。また、ロール状に巻き取る場合には、厚さは薄いほうが好ましい。
以上の観点から、第１のフィルム２２ｆ及び第２のフィルム２４ｇの厚さは、材質にもよるが、１μｍ〜１００００μｍが好ましく、５μｍ〜１０００μｍが更に好ましく、１０〜５００μｍが最も好ましい。１０μｍ以上の厚さがあれば、第一のフィルムや第二のフィルムが破損することなく取り扱うことができ、５００μｍ以下の厚さであれば、重量に由来する問題を回避することができる。
【００５１】
また、図６に示す培養装置１０ｆにおいては、貯留部材１２ｆが第１のフィルム２２ｆと支持体２０ｆとからなる構成としたが、これに限定はされず、第１のフィルム２２ｆと支持体２０ｆとの間に、１以上の第３のフィルムを備える構成としてもよい。図９に、本発明の培養及び回収方法で用いる培養装置の他の一例の概略断面図を示す。ここで、図９に示す培養装置１０ｊは、図７の貯留部材１２ｈに代えて、第１のフィルム２２ｆと支持体２０ｈとの間に第３のフィルム２６ｊを備える貯留部材１２ｊを備える以外は、図７に示す培養装置１０ｈと同様の構成を備えるので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明では異なる部位を主に行う。なお、第３のフィルム２６ｊは、おもて側（培養液Ｍにより近い側）及びうら側（培養液Ｍからより遠い側）の２つの表面を有する。
【００５２】
培養装置１０ｊの貯留部材１２ｊは、第１のフィルム２２ｆ、第１のフィルムを支持する支持体２０ｈ、及び、第１のフィルム２２ｆと支持体２０ｈとの間に配置される第３のフィルム２６ｊを備える。
第３のフィルム２６ｊとしては特に限定はないが、第１のフィルム２２ｆと同様のフィルムを用いることができる。
【００５３】
このように、第１のフィルム２２ｆと支持体２０ｈとの間に１以上の第３のフィルム２６ｊを配置することで、培養した微細藻類Ｐを第１のフィルム２２ｆと共に回収した後、最表面側の第３のフィルム２６ｊを第１のフィルムとして用いることができるので、回収した第１のフィルム２２ｆを再度設置することなく、再利用が可能となり、連続的に微細藻類の培養を行うことができ、製造効率をより向上できる。
なお、第１のフィルムとして用いる第３のフィルムは、第１のフィルムとみなす。
【００５４】
また、支持体が土、粘土等で形成される場合や、図７に示す培養装置１０ｈのように、第１のフィルム２２ｆが、装置の設置面（特に土面など）に接する場合には、第１のフィルム２２ｆの裏面が、設置面や土中に存在する微生物等によって汚染され、更に、第１のフィルム２２ｆを巻き取った際等に表面側（培養液Ｍ側）も汚染されて、培養した微細藻類Ｐに上記微生物等が混入してしまう恐れがある。
これに対して、第１のフィルム２２ｆと支持体（設置面）との間に第３のフィルム２６ｊを配置することで、第１のフィルム２２ｆが支持体や設置面と直接接触することを防止して、設置面や土中に存在する微生物等が混入するのを防止できるので好適である。
なお、微生物等の混入を防止するために第３のフィルムを設置する場合には、第１のフィルムの移動の際に、第３のフィルムが移動するのを防止するために、第３のフィルムを支持体等に固定するのが好ましい。
【００５５】
上記観点から、第１のフィルムの回収後、第３のフィルムを新たな第１のフィルムとして利用して、連続的に微細藻類の培養を行う場合には、第３のフィルムとして、第１のフィルムと同じフィルムを用いるのが好ましい。
一方、第３のフィルムを設置して微生物等の混入を防止する場合には、上記微生物等によって汚れにくく、分解されにくく、長期間にわたり強度を維持可能なものが好ましい。
【００５６】
また、貯留部材を、第１のフィルム及び第２のフィルムの少なくとも一方を備える構成とし、回収工程において、第１のフィルム又は第２のフィルムを移動させて微細藻類を回収する場合には、第１のフィルム又は第２のフィルムとこれらフィルムと接する部材との間の摩擦を低減する処理を行うことが好ましい。具体的には、第１のフィルムの又は第２のフィルムの表面に摩擦力を低減させる物質を塗布する方法、表面を表面処理する方法、又は、これらの部材間に摩擦力を低減させる物質を存在させる方法が例示される。また、第１のフィルム及び第２のフィルムの両方を備える場合には、第１のフィルムの表面及び第２のフィルムの表面の少なくとも一方に摩擦を低減する処理を行うことが好ましい。また、第３のフィルムを備える場合には、第３のフィルムの表面に摩擦を低減する処理を行うことが好ましい。
これにより、巻き取り等によりフィルムを移動させる際の摩擦力が減少し、巻き取り等の負荷を減らし、必要なエネルギー量を減少させることができ好ましい。
摩擦を低減させる物質としては、潤滑油、グリース、ワックス、粒径が揃った粒状物、例えば、小麦粉やデンプンの粉などをあげることができる。これらの物質は、フィルムの使用回数と共に減少する場合があるため、必要に応じて追加使用することができる。
【００５７】
また、図示例においては、貯留部材は、１つの液体保持部を備える構成としたが、これに限定はされず、１つ以上の仕切りによって複数の区画に区分されていてもよい。この場合、各区画は培養液を所定期間保持することができることが好ましい。
【００５８】
また、前述のとおり、貯留部材には、培養液の液量を減らすために排水をすることを目的として、排水管やバルブ等が設けられていてもよい。液量縮減工程において、排水して培養液の液量を減らす場合には、貯留部材の液体保持部の底面は、排水管側に向かって低くなるように、傾斜していることが好ましい。
液体保持部の底面を傾斜させて、高さの低い側から排水を行えるように水深を変化させることで、容易に排水することができる。
なお、液体保持部の底面を傾斜させる方法には特に限定はなく、液体保持部の底面を貯留部材の底面に対して傾斜させて形成しても良いし、又は、図１０に示すように、貯留部材１２ａを傾斜した設置面Ｇに設置してもよい。又は、図１１に示すように、貯留部材１２ａの底面の一方の端辺側と設置面Ｇとの間に嵩上げする部材３０を挟むようにして、液体保持部の底面を傾斜させてもよい。又は、図１２に示す培養装置１０ｔように、貯留部材１２ｔの形状を液体保持部の一部の深さが深い、段差を有する形状とし、段差を有する設置面Ｇに設置してもよい。また、図１３に示す培養装置１０ｕの貯留部材１２ｕのように、液体保持部の一部のみを傾斜させてもよい。
なお、培養を行う液体保持部の最大の高低差は、培養を行う際の水深と同程度以下とすることが好ましい。
また、このように、培養液を排水して液量を減らす場合には、貯留部材の周辺に、排水管から排水された液の水路を設けるのが好ましい。例えば、雨どいのような配管を配置してもよいし、図１４に示すように、設置面Ｇに、排水管１８から排水された液の水路となる溝Ｈを形成してもよい。
【００５９】
また、貯留部材は、設置面の凹部に配置するようにしてもよい。
例えば、図１５に示すように、貯留部材１２ａを、設置面Ｇの凹部Ｇｂ内に配置してもよい。又は、図１６に示すように、設置面Ｇに凸部Ｇｄを形成して、凸部Ｇｄで囲まれる領域に貯留部材１２ａを配置してもよい。
このように、貯留部材を設置面の凹部に配置することで、培養液の温度変化を抑制でき好ましい。
なお、設置面Ｇは屋内であっても屋外であってもよいのは当然である。
【００６０】
ここで、前述のとおり、貯留部材を構成する容器や支持体の材料として、土や粘土等を用いることができる。
このような土や粘土で形成された容器や支持体を、図１５、図１６に示すような設置面の凹部に配置する構成は、設置面である地面の土や粘土を用いて形成することができる。このような構成は、地面に畝状物を形成したものということができる。
【００６１】
例えば、図１７に示す培養装置１０ｒは、設置面である地面の土を固めて凹部を形成することで容器１６ｒを形成したものである。図示例においては、容器１６ｒの液体保持部には、第２のフィルム２４ｇが配置されて、貯留部材１２ｒを構成する。
また、図１８に示す培養装置１０ｎは、設置面である地面の土を固めて凹部を形成することで支持体２０ｎを形成したものである。この支持体２０ｎと第１のフィルム２２ｆとで貯留部材１２ｎを構成する。
なお、このような容器１６ｒ又は支持体２０ｎは、設置面である地面と一体的なものとなるが、土を固めて凹部を形成した領域が容器１６ｒ又は支持体２０ｎである。
【００６２】
容器１６ｒ又は支持体２０ｎを畝状に構成する場合には、土、粘土、砂、年少灰、火山灰等の地面の構成物に加えて、燃焼灰、コンクリート、セメント、プラスチック、陶器、木、草、金属等の固体状物；水等の液状物；空気、ガス等の気体状物；超臨界二酸化炭素等の超臨界流体状物；等を組合せてもよい。
なお、容器１６ｒ又は支持体２０ｎを土や粘土等で構成する場合には、設置する地面に由来する土や粘土を用いる構成に限定はされず、他の場所から入手した土や粘土を用いてもよい。
土、粘土、砂、燃焼灰及び火山灰は、低コストで入手が容易で、場合によっては、廃棄物として捨てられるものもあり、培養場所で入手可能な場合もある。また、これらの素材は、含水率の調整で、形状安定性及び熱伝導性の両方を確保することができる。更に、含水率の調整及び粒度の選択で、表面の凹凸を減らすことができる。第１のフィルムを用いる場合には、支持体の凹凸を減らすことによって、液体保持部の内側の凹凸を減らすことができるので、液体保持部の水深をより浅くすることができ、水の使用量を減らすことができるとともに、乾燥が容易にできる利点がある。
【００６３】
また、地面を加工して容器又は支持体を形成する場合には、地面を掘り下げるか、又は地面に畝状物を形成するかのいずれか一方又は両方を行って容器又は支持体を形成することが好ましい。
また、このような容器又は支持体は、安価に培養に適した大面積が得られる点から、水田、休耕田、農、耕作放棄地等を用いて形成するのが好ましい。特に、水田又は休耕田は、もともと水を維持、補給、排水する機能を予め有している点からも好適である。
しかしながら、微細藻類の培養に好適な形態に変化させてもよい。例えば、道路が設置されている場合は、アスファルトを剥がし、土壌を露出させた後、培養液の保持が可能なように穴を掘ることで容器又は支持体を形成してもよい。
【００６４】
また、土地の地形に応じて、土地を平滑化したり、細かい区画に分けたりしてもよい。また少量の培養液量でも大面積に拡がりやすいように、培養液に接する面は親水的であることが好ましい。
なお、容器又は支持体の壁面は、隣接する容器又は支持体と共用してもよい。このようにすることで、一定の面積に培養装置をより多く設置することができ、壁面を形成する手間を減ずることができる。例えば、土で形成された畝状物を隣接する容器又は支持体と共用してもよい。
【００６５】
《培養液》
培養液は、貯留部材の貯留部に保持される。培養液は液体の培地である。培養液についての詳細は後述する。
【００６６】
《遮蔽部材》
本発明に用いられる培養装置は、鉛直方向の上方から見た際に、上記貯留部材に保持された培養液の液面の少なくとも一部を覆うように貯留部材の上方に配置される遮蔽部材を備えることが好ましい。
遮蔽部材は、培養液の液面の少なくとも一部を覆うことが好ましく、制約が無ければ、培養液の液面の面積の５０％以上を覆うことがより好ましく、９０％以上を覆うことが更に好ましく、９５％以上を覆うことが一層好ましく、１００％を覆うことがとりわけ好ましいが、作業スペースの確保、他の部材の設置、地形上の制約などに応じて、培養液の液面を覆う割合を適宜設定することができる。
また、この遮蔽部材は、少なくとも一部の波長の光が透過可能な領域を有することが好ましい。ここで、少なくとも一部の波長は、微細藻類の培養に必要な光の波長を含むことが好ましい。
【００６７】
遮蔽部材は、培養液及び培養された微細藻類を、雨、風、乾燥等の自然条件による培養の阻害要因から防護し、また、外部からの異物若しくは異種生物の混入を防止、抑制するものである。また、遮蔽部材は、培養液の自然蒸発を防止、抑制するものである。
【００６８】
例えば、図１及び図２に示す培養装置１０ａの遮蔽部材１４ａは、矩形の板状部材であり、貯留部材１２ａの開放面を覆う大きさを有し、開放面を覆って貯留部材１２ａ上に設置されている。
また、遮蔽部材１４ａは、所定の波長の光を透過させる光透過性を有する。
【００６９】
また、図２に示すように、遮蔽部材１４ａと培養液Ｍ（培養した微細藻類Ｐ）との間には気層Ｎが存在する。
このような気層Ｎを形成することで、培養中に微細藻類Ｐの培養に必要な二酸化炭素を供給することができる。
【００７０】
遮蔽部材１４を構成する材料としては、少なくとも一部の領域が光を透過可能であれば、特に限定はないが、例えば、プラスチック、ガラス、土、コンクリート、セメント、木、金属、粘土、陶器、これらのうち２つ以上の組合せ等が挙げられる。また、遮蔽部材１４の形状としては、例えば壁や板などの剛直な構造物であっても、またフィルム状、シート状、布状、網状、糸等を編みこんだものなど変形が可能な材料であっても、またこれらの複数の組合せであっても構わない。
【００７１】
また、遮蔽部材１４を構成する材料は、例えば、有機高分子化合物や無機化合物、金属、それらの複合体から構成された素材を使用することが好ましい。また、それらの混合物を用いることも可能である。
有機高分子化合物としては、ポリエチレン誘導体、ポリ塩化ビニル誘導体、ポリエステル誘導体、ポリアミド誘導体、ポリスチレン誘導体、ポリプロピレン誘導体、ポリアクリル誘導体、ポリエチレンテレフタレート誘導体、ポリブチレンテレフタレート誘導体、ナイロン誘導体、ポリエチレンナフタレート誘導体、ポリカーボネート誘導体、ポリ塩化ビニリデン誘導体、ポリアクリロニトリル誘導体、ポリビニルアルコール誘導体、ポリエーテルスルホン誘導体、ポリアリレート誘導体、アリルジグリコールカーボネート誘導体、エチレン−酢酸ビニル共重合体誘導体、フッ素樹脂誘導体、ポリ乳酸誘導体、アクリル樹脂誘導体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等などを用いることができる。
無機化合物としては、ガラス、セラミックス、コンクリートなどを用いることができる。金属化合物としては、鉄、アルミニウム、銅やステンレスなどの合金を用いることができる。
【００７２】
中でも、遮蔽部材１４ａを構成する材料としては、光透過性を有し、また、培養及び回収の作業性、必要な強度を有しながら、軽量でもあり、貯留部材の形状に合わせた形状で設置することが容易であるプラスチック類が好ましい。プラスチック類の例としては例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、塩化ビニル類、ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル類、ポリ乳酸類、アセチルセルロース類、ポリウレタン類、ポリアミド類、シリコーン樹脂類、フッ素系樹脂類、これらのうち２つ以上を組み合わせた複合フィルム類などが挙げられる。また、特に透明性や強度の点からガラス（無機ガラス）を用いることも好ましい。
【００７３】
図２に示す例では、遮蔽部材１４ａは、板状とし、貯留部材１２ａ上に密着して配置する構成としたが、これに限定はされず、遮蔽部材の形状及び位置は、鉛直方向の上方から見た際に、少なくとも培養液Ｍの液面を覆うことができ、培養液Ｍの液面と第二の構造体との間に気層が存在するようにすることができれば、特に限定はされない。
【００７４】
すなわち、遮蔽部材の形状は、例えば、平坦状、傾斜状、凹凸状、不定形状、これらの少なくとも一つ以上の組み合わせから構成されればよい。これらのうち、雨又は雪などが遮蔽部材上に溜まりにくく速やかに除去が可能となる傾斜状や凸型であることが好ましい。
また、遮蔽部材は、貯留部材から離間して配置されてもよい。
【００７５】
例えば、図１９に示す培養装置１０ｃの遮蔽部材１４ｃは、貯留部材１２ａよりも大きく、アーチ状に湾曲した形状を有し、遮蔽部材１４ｃのアーチの内部に貯留部材１２ａが配置される。
このように、遮蔽部材１４ｃは、鉛直方向の上方から見た際に、貯留部材１２ａに保持された培養液Ｍの液面を覆うように貯留部材１２ａの上方に配置されれば、貯留部材１２ａに接していなくてもよい。
【００７６】
また、図２０に示す培養装置１０ｄの遮蔽部材１４ｄのように、水平面に対して傾斜した２つの傾斜面を組み合わせた凸状の形状としてもよい。
又は、図２１に示す培養装置１０ｅのように、遮蔽部材１４ａを貯留部材１２ａの上方に配置するように支持する支持体２８ｅを備える構成としてもよい。その際、遮蔽部材１４ａを水平面に対して傾斜させて支持するのが好ましい。
又は、図２２に示す培養装置１０ｉのように、水平面に対して傾斜した２つの傾斜面を組み合わせた凸状の形状を有する遮蔽部材１４ｄを、貯留部材１２ａの上方に配置するように支持する支持体２８を備える構成としてもよい。
支持体２８としては遮蔽部材１４ａを支持できれば、特に限定はなく柱状、壁状等の構造物であればよい。
【００７７】
また、遮蔽部材は、培養を行う環境下での長期間に使用できるだけの強度を有することが好ましい。そのため、壁、支柱、梁など、また、農業用ハウスでみられるようなパイプ類、針金等を用いて、遮蔽部材を強化することも好ましい。
【００７８】
また、遮蔽部材は、単独で、又は、貯留部材と共に、閉塞された空間を形成してもよいが、一部の領域を容易に開放、又は取り外し、巻き取りなどを可能として、必要な際には開放可能にしておくことも好ましい。また、培養等に支障のない範囲で、予め空間や通気口等を設けておくこともできる。すなわち、気層Ｎを大気と連通可能に、又は、連通状態にしておくことが好ましい。
このように、気層Ｎを大気と連通可能にしておくことは、培養中に外気から二酸化炭素を取り入れることが可能となる点で好適である。
また、通気口には、ファン等の換気装置を設けてもよい。
【００７９】
また、遮蔽部材は、少なくとも一部を開放、取り外し、巻取り等が可能な状態とすることが好ましい。これにより、培養液、培養の元になる種藻の投入作業、培養状況の観察、培養液や種藻の追加、投入作業、培養液の少なくとも一部を減少させる作業、培養物を回収する作業等の各種の作業を容易に行えるようになるといった利点がある。
【００８０】
また、遮蔽部材は、屋内外での各種環境下で長期間にわたって使用される際に、雨、雪、土、チリ、埃、微生物類、又はその他の各種汚れ原因物が飛来して、遮蔽部材が汚れ、光透過性の低下などの問題を引き起こすことがある。従って、遮蔽部材は、それらの成分が付着しにくく、また付着しても、雨や簡単な水洗作業などによって容易に除去可能であることが好ましい。例えば、素材として汚れが付着しにくいフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂を用いたり、表面を疎水化処理、親水化処理、防汚処理などを施したりしてもよい。また微生物の付着を抑制する物質をコーティングしてもよい。
【００８１】
また、培養中に内部の水分が遮蔽部材の内側面（貯留部材側の面）に水滴として成長し、これが培養液の液面へ滴下して液面でのバイオフィルムの成長を阻害することがある。このような現象を防止するために、遮蔽部材の材料を液滴が成長しにくいものとしてもよいし、液滴が落下しにくいものとしてもよい。
具体的には、ガラス板、光透過性のプラスチック板、プラスチックフィルム（ＰＥ，ＰＰ，ＰＥＴ、フッ素樹脂、アセチルセルロース、ＰＬＡ）、特に、内側面に水滴がつきにくい処理を施したガラスやフィルム類（例えば、テキナシ  シーアイ化成株式会社、厚さ０．１５ｍｍ）や親水性フイルム（アセチルセルロース等）が好ましい。
【００８２】
又は、遮蔽部材の内側面に、水滴が落下しやすい構造、例えば、構造体が低くなっている場所、構造体の突起（ビス等）となっている部分などを設けて、遮蔽部材が培養を行っている部分よりも大きい場合などは、水滴の落下しやすい領域を、培養を行っている部分の外部に設けることや、地面等に直接流れるようにすることが好ましい。また培養を行っている部分に落下する場合でも、遮蔽部材の内側に形成された水滴の落下しやすい領域の面積を、培養を行っている部分の面積の２０％以下とすることが好ましく、１０％以下となるように設置することが更に好ましい。
また、これらの水滴が特に溜まりやすい場所の下に、水滴を受けるための構造物を設けてもよい。得られた水分は蒸留水等として再利用することも可能である。
【００８３】
また、遮蔽部材は、培養中に、気層の気温及び培養液の液温の少なくとも一方を微細藻類の培養に適した温度範囲に制御する目的で、気温、液温が高い場合（特に夏場、晴天時など）には熱線の透過を抑えるようなフィルム、逆に気温、液温が低い場合（特に冬場、日照量が少なく温度が低い場合など）には温度を保つようなフィルムを、遮蔽部材として有していてもよい。
前者の例としては、赤外線反射フィルム、赤外線吸収フィルム、後者の場合にはフィルムを２枚以上重ねて用いるなどの方法がある。
【００８４】
また、微細藻類の培養状態を制御する目的で、培養する微細藻類に合わせて、生育に有効な波長の透過率が高い特性を有するフィルム、又は、逆に生育に不要若しくは有害な波長の透過率が低い特性を有するフィルムを用いることができる。具体的には、紫外線反射フィルム、紫外線吸収フィルム、波長選択透過フィルム、波長選択反射フィルム、光散乱性フィルムなどを、遮蔽部材として利用してもよい。
生育に有効な波長としては、概ね、約３６０ｎｍ〜約８３０ｎｍが好ましく、約３８０ｎｍ〜約７６０ｎｍがより好ましく、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍが更に好ましい。
生育に有害な波長は、概ね、約３６０ｎｍ未満である。波長が３６０ｎｍ未満の電磁波は微細藻類の細胞に障害を与えるおそれがある。また、波長が約８３０ｎｍ超の電磁波は微細藻類の生育には有効ではない。波長が約８３０ｎｍ超の赤外線領域の光は培養時の気温及び液温の少なくとも一方を上昇させやすいので、微細藻類の増殖を阻害するおそれがある。ただし、培養温度が、培養対象の微細藻類の培養にとって低い場合には、波長が約８３０ｎｍ超の赤外線領域の光を培養液の液温又は気温を上昇させるために用いてもよい。
【００８５】
また、遮蔽部材も、フィルム状、シート状等の場合は少なくともその一部を乾燥藻体と共に燃料として燃焼させて使用する構成とすることができる。この場合、遮蔽部材としては、乾燥藻体と共に燃焼させても塩素等の有毒物を発生しないフィルム（ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴなどのポリエステル、ポリウレタン、ポリアミドなど）が好ましく、更に環境負荷（温暖化防止）の観点からバイオマス由来フィルム（バイオＰＥ、バイオポリエステル、ポリ乳酸、アセチルセルロース等）が好ましい。
【００８６】
また、図２に示す例では、遮蔽部材１４ａは、全面が光透過性を有する構成としたが、これに限定はされず、少なくとも一部の波長の光を透過させることが可能な領域を有する構成としてもよい。
例えば、図２３に示す培養装置１０ｋの遮蔽部材１４ｋのように、培養液の液面の鉛直上方に配置される領域Ｔが、少なくとも一部の波長の光を透過させる構成としてもよい。この場合、領域Ｔが光透過性を有する材料で形成される。
【００８７】
ここで、少なくとも一部の波長の光は、微細藻類が光合成をするために利用しうる波長の光をいい、概ね、約３６０ｎｍ〜約８３０ｎｍが好ましく、約３８０ｎｍ〜約７６０ｎｍがより好ましく、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍが更に好ましい。この範囲内であると、微細藻類が光合成に有効に利用できる波長の光が含まれている。
【００８８】
微細藻類が光合成を行うために必要な光の波長は、微細藻類が有する光合成色素の種類及び組合せによって異なるが、微細藻類は、通常、クロロフィルａの他に１種類以上の光合成色素を持ち、その光合成色素が、クロロフィルａが吸収できない波長の光を吸収してエネルギーをクロロフィルａに渡すため、クロロフィルａの吸収波長を含む光を絶対に必要とするわけではない。
微細藻類が持つ主要な光合成色素としては、クロロフィルａ、クロロフィルｂ、クロロフィルｃ、フィコビリン系色素及びカロテノイド系色素が挙げられる。光合成を行う微細藻類は、一般に、光合成色素としてクロロフィルａに加えて、クロロフィルｂ、クロロフィルｃ、フィコビリン系色素及びカロテノイド系色素のうち１種類以上を含むことが多い。例えば、クラミドモナス（Ｃｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ）属、クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）属、ボトリオコッカス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ）属、テトラシスチス（Ｔｅｔｒａｃｙｓｔｉｓ）属、カラシウム（Ｃｈａｒａｃｉｕｍ）属、プロトシフォン（Ｐｒｏｔｏｓｉｐｈｏｎ）属、ヘマトコッカス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ）属等の緑藻類はクロロフィルａに加えてクロロフィルｂを持ち、灰色藻類及び紅色藻類はクロロフィルａに加えてフィコビリン系色素を持ち、クロララクニオン藻類及びユーグレナ類はクロロフィルａに加えてクロロフィルｂを持ち、クリプト藻類はクロロフィルａに加えてクロロフィルｃ及びフィコビリン系色素を持ち、ハプト藻類はクロロフィルａに加えてクロロフィルｃ及びカロテノイド色素を持ち、褐藻、黄金色藻、ラフィド藻、黄緑藻、珪藻等の不等毛藻類はクロロフィルａに加えてクロロフィルｃを持ち、渦鞭毛藻類はクロロフィルアに加えて、クロロフィルｂ、クロロフィルｃ、フィコビリン系色素等、カロテノイド系色素のうち１つ以上を持ち、クロメラ藻類はクロロフィルａを持ち、藍藻類はクロロフィルａに加えてクロロフィルｂ又はクロロフィルｄを持つ。
クロロフィルの吸収ピーク波長は、例えば、９０％アセトン−水混合溶媒中で、クロロフィルａは約４３０ｎｍ及び約６６４ｎｍ、クロロフィルｂは約４６０ｎｍ及び約６４７ｎｍ、クロロフィルｃ１は約４４２ｎｍ及び約６３０ｎｍ、クロロフィルｃ２は約４４４ｎｍ及び約６３０ｎｍ、クロロフィルｄは約４０１ｎｍ、約４５５ｎｍ及び約６９６ｎｍである。
【００８９】
更に、遮蔽部材は、貯留部材を構成する部材、例えば、第１のフィルムと一体となっていてもよい。例えば、図２４に示す培養装置９０は、遮蔽部材と第１のフィルムとが一体化されて、管状（チューブ状）に形成された部材９２とこれを支持する支持体９４とからなり、管状（チューブ状）に形成された部材９２の内側に培養液Ｍを保持する。
【００９０】
また、図１に示す例では、１つの遮蔽部材１４ａが、１つの貯留部材１２ａを覆う構成としたがこれに限定はされず、１つの遮蔽部材が、２以上の貯留部材を覆う構成としてもよい。
例えば、図２５に示す培養装置１００は、１つの遮蔽部材１４ａが、第１のフィルム２２ｆと支持体２０ｆとからなる貯留部材１２ｆの２つを、覆うように配置された構成を有する。図に示すように、遮蔽部材１４ａは、２つの貯留部材１２ｆを挟むように離間して配置された２つの支持体２８ｅによって、貯留部材１２ｆの鉛直上方に支持される。
【００９１】
《気温制御部／液温制御部》
培養装置は、気層Ｎの温度を制御する気温制御部及び培養液Ｍの温度を制御する液温制御部のうち少なくとも一方を備えることが好ましい。
気温制御部を備えることによって、培養中に、気層Ｎの温度を微細藻類の培養に適した温度範囲内に制御することができる。また、回収工程において、気層Ｎの温度を微細藻類の培養に適した温度範囲よりも高い温度に制御することができ、培養物の含水率を低下させ、乾燥を促進することができる。
液温制御部を備えることによって、培養中に、培養液Ｍの温度を微細藻類の培養に適した温度範囲内に制御することができる。また、回収工程において、培養液Ｍの温度を微細藻類の培養に適した温度範囲よりも高い温度に制御することができ、培養物の含水率を低下させ、乾燥を促進することができる。
【００９２】
微細藻類の培養に適した気層Ｎの気温及び培養液Ｍの液温の範囲は、培養する微細藻類の種類によっても異なるが、概ね約１０〜約５０℃、好ましくは約１５〜約４５℃付近である。
【００９３】
培養温度は、微細藻類の種類に応じて選択することができるが、培養液の液温で、０℃以上９０℃以下であることが好ましい。より好ましくは、１５℃以上５０℃以下であり、特に好ましくは、２０℃以上４０℃未満である。培養温度が２０℃以上４０℃未満であると、微細藻類の増殖速度が十分速い。
【００９４】
気温制御部又は液温制御部としては、例えば、貯留部材の周囲及び内部の両方又はいずれか一方に、水等の液体又は空気等の気体を伝熱媒体として流す部材を設ける構成が挙げられる。
【００９５】
例えば、図２６に示す培養装置５０は、貯留部材１２ａの外形よりも大きな開口を有する第２の容器５２を備える。この第２の容器５２内に、貯留部材１２ａを設置すると共に、第２の容器５２内に伝熱媒体である水Ｗを入れたものである。貯留部材１２ａは、底面側から、その一部が水Ｗ内に浸漬されて支持用突起５４上に設置される。
このような構成により、液温及び気温の変化を抑制できる。また、単に、貯留部材１２ａを水Ｗ内に浸漬させて液温及び気温の変化を抑制するのみならず、水Ｗの温度を制御することで、培養液Ｍや気層Ｎの温度を微細藻類の培養に適した温度範囲に制御してもよい。なお、第２の容器５２内の水Ｗは、循環可能とするのが好ましい。
【００９６】
また、図２７に示す培養装置６０は、貯留部材６２と、貯留部材６２を外部から内部（液体保持部）に連通する伝熱用配管６４とを備える。伝熱用配管６４は伝熱媒体を流すことができる配管である。
このような構成により、伝熱用配管６４内に伝熱媒体を流すことで、培養液Ｍや気層Ｎの温度を制御することができる。
【００９７】
また、気温制御部又は液温制御部として、気層に連通する通気部を備えていてもよい。具体的には、貯留部材と遮蔽部材との間の、少なくとも一部の領域を容易に開放、又は取り外し、巻き取りなどを可能として、必要な際には開放可能にしておくことも好ましい。また培養等に支障のない範囲で、貯留部材と遮蔽部材とを密着させずに、予め空間や通気口などを設けておくこともできる。また、遮蔽部材の高さを連続的に変化させ、かつ少なくとも高さの高い側に通気可能な構造を設けることで、自然対流を利用して気層Ｎ内の、外部よりも高い温度の気体を遮蔽部材の高さの高い方から外部へと放出可能な構造とすることもできる。このような構造とすることで、特に培養液Ｍの温度上昇を抑制することもできる。通気部での気体の通過は、自然通風でも良いし、通気部での気体の通過を通気制御部によって制御してもよい。通気制御の手段としては、例えば、ファン等の強制的な通気手段が挙げられる。
【００９８】
《巻取機》
本発明に係る培養装置は、更に、第１のフィルムを巻き取るための巻取機（第１の巻取機）及び第２のフィルムを巻き取るための巻取機（第２の巻取機）の両方又はこれらのうちの一方を備えることが好ましい。ここで、第１の巻取機と第２の巻取機とはそれぞれ別個の巻取機であってもよいし、一の巻取機であって、巻き取るフィルムが第１のフィルムであるときに第１の巻取機とし、巻き取るフィルムが第２のフィルムであるときに第２の巻取機としてもよい。なお、詳細には、回収工程の説明において述べる。
【００９９】
《回収部材》
本発明に係る培養装置は、更に、第１のフィルム上の微細藻類の培養物を回収するための回収部材（第１の回収部材）及び第２のフィルム上の微細藻類の培養物を回収するための回収部材（第２の回収部材）の両方又はこれらのうちの一方を備えることが好ましい。ここで、第１の回収部材と第２の回収部材とはそれぞれ別個の回収部材であってもよいし、一の回収部材であって、回収する微細藻類の培養物が第１のフィルム上のものであるときに第１の回収部材とし、回収する微細藻類の培養物が第２のフィルム状のものであるときに第２の回収部材としてもよい。なお、回収部材について、詳細には、回収工程の説明において述べる。
【０１００】
《その他の培養装置に関連するもの》
培養装置を台風、暴風、突風等の自然災害から防ぐように、培養装置を構成する要素とは別に、培養装置の周辺に防風壁などの防風設備を設置してもよい。防風設備を設置した場合であっても、微細藻類の培養を行う場所に必要な光を大幅に遮ることのないような構造及び位置にすることが望ましい。
また、微細藻類の培養に必要な二酸化炭素を供給する装置、微細藻類の培養に必要な光を供給する光源等を有していてもよい。
【０１０１】
〈微細藻類〉
本発明の培養及び回収方法に用いる微細藻類は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ここで、微細藻類とは、人の肉眼では、その個々の存在が認識できないような微小な藻類を指す。微細藻類は原核生物及び真核生物のいずれであってもよい。
【０１０２】
本発明の培養及び回収方法に用いる微細藻類としては、例えば、緑藻類（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｔａ）、灰色藻類（Ｇｌａｕｃｏｐｈｙｔａ）、紅色藻類（Ｒｈｏｄｏｐｈｙｔａ）、クロララクニオン藻類（Ｃｈｌｏｒａｒａｃｈｎｉｏｐｈｙｔａ）、ユーグレナ類（Ｅｕｇｌｅｎｏｐｈｙｔａ）、クリプト藻類（Ｃｒｙｐｔｏｐｈｙｔａ）、褐藻類（Ｐｈａｅｏｐｈｙｔａ）、ハプト藻類（Ｈａｐｔｏｐｈｙｔａ）、不等毛藻類（Ｈｅｔｅｒｏｋｏｎｔｏｐｈｙｔａ）、渦鞭毛藻類（Ｄｉｎｏｐｈｙｔａ）、クロメラ藻類（Ｃｈｒｏｍｅｒｉｄａ）、藍藻類（Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）等のいずれかに帰属する微細藻類が挙げられる。微細藻類は帰属分類群が未確定であってもよく、分子系統学的にこれらの分類群に含まれるか、又は近縁関係にあることが示されていればなおよい。
【０１０３】
本発明の培養及び回収方法では、微細藻類は１種類を単独で、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。他の生物と共生関係にある場合は、その生物とともに用いてもよい。
【０１０４】
また、本発明の培養及び回収方法で用いる微細藻類としては、回収工程の前に実質的に液面に浮遊した状態となるものが好ましい。ここで、液面に浮遊した状態とは、培養液面にバイオフィルムを形成するか否かを問わず、培養液に存在する藻体バイオマスの約５０％以上が液面に存在する状態をいう。
【０１０５】
また、本発明の培養及び回収方法で用いる微細藻類としては、培養液の液面にバイオフィルムを形成可能なものが好ましい。なお、バイオフィルムについては後述する。
【０１０６】
培養液の液面にバイオフィルムを形成可能な微細藻類としては、緑藻（緑藻類）又は珪藻（不等毛藻類）が好ましい。
【０１０７】
培養液の液面にバイオフィルムを形成可能な微細藻類としては、ボツリオコッカス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ）  ｓｐ．、ボツリオスフェレラ（Ｂｏｔｒｙｏｓｐｈａｅｒｅｌｌａ）  ｓｐ．、クラミドモナス（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ）  ｓｐ．、クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ、クラミドモナス科（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｄａｃｅａｅ）  ｓｐ．、テトラシスチス（Ｔｅｔｒａｃｙｓｔｉｓ）  ｓｐ．、カラシウム（Ｃｈａｒａｃｉｕｍ）  ｓｐ．プロトシフォン（Ｐｒｏｔｏｓｉｐｈｏｎ）  ｓｐ．又はヘマトコッカス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ）  ｓｐ．に帰属するものがより好ましい。
【０１０８】
培養液の液面にバイオフィルムを形成可能な微細藻類としては、ボツリオコッカス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）又はクロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．に帰属するものが更に好ましい。
【０１０９】
培養液の液面にバイオフィルムを形成可能な微細藻類としては、ボツリオコッカス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）  ＦＥＲＭ  ＢＰ−１１４２０株若しくはその微細藻類株と同一の分類学的性質を有する微細藻類株又はクロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株若しくはその微細藻類株と同一の分類学的性質を有する微細藻類株がより一層好ましく、１８Ｓ  ｒＲＮＡをコードする遺伝子領域のヌクレオチド配列のうち配列番号１に示すヌクレオチド配列の第７３番目〜第１７２２番目のヌクレオチドヌクレオチド配列に対応する部分のヌクレオチド配列が、配列番号１に示すヌクレオチド配列の第７３番目〜第１７２２番目のヌクレオチド配列と、少なくとも９９．９４％（小数点以下第３位を四捨五入する）の配列同一性を有する微細藻類が更に一層好ましく、クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株又はその微細藻類株と同一の分類学的性質を有する微細藻類がとりわけ好ましい。
【０１１０】
微細藻類を入手する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、自然界より採取する方法、市販品を用いる方法、保存機関や寄託機関から入手する方法などが挙げられる。
【０１１１】
《クロロコックム  ｓｐ．  ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株（ＦＦＧ０３９株）の分類学的性質》
クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株の分類学的性質を以下に示す。
（形態的性質）
円状である。静置培養を行うと、液面上にフィルム状の構造物を形成する。オイルを生産する。
（培養的性質）
培養液：ＣＳｉＦＦ０４培地又はＣＳｉ改良培養液（ＣＳｉＦＦ０４培地はＣＳｉ培地を改良したもの。組成を表１に示した。ＮａＯＨ又はＨＣｌにてｐＨを前者は６．０、後者は７．０に調整する。培養液は、１２１℃、１０ｍｉｎの条件で高圧蒸気滅菌することができる。）
【０１１２】
【表１】
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【０１１３】
培養温度：１５〜２５℃で培養できる。
培養時間：２〜４週間
培養方法：静置培養が適する。
光要求性：要。照度４０００ｌｘ〜２２０００ｌｘ、明暗周期：明期時間１２時間／暗期時間１２時間。
【０１１４】
ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株と分類学的に同一の性質を有する微細藻類には、クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）属に属する微細藻類であって、その１８Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子が、配列番号２の塩基配列からなるポリヌクレオチドと少なくとも９９．９４％の配列同一性を有するものが含まれる。
【０１１５】
なお、配列番号１はクロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＲＫ２６１株の１８Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子の塩基配列の一部（日本ＤＮＡデータバンク  アクセッション番号＝ＡＢ４９０２８６）を、配列番号２はクロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＦＧ０３９株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株）の１８Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子の塩基配列の一部を、それぞれ表す。
【０１１６】
《ボツリオコッカス・スデティクス  ＦＥＲＭ  ＢＰ−１１４２０株（ＡＶＦＦ００７株）の分類学的性質》
ボツリオコッカス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）  ＦＥＲＭ  ＢＰ−１１４２０株の分類学的性質を以下に示す。
なお、ボツリオコッカス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）は、ボツリオスフェレラ・スデティカ（Ｂｏｔｒｙｏｓｐｈａｅｒｅｌｌａ  ｓｕｄｅｔｉｃａ）のバソニム（基礎異名）である。
【０１１７】
（形態的性質）
緑色円形状である。浮遊性であり、液面及び底面で増殖することができる。液面上で増殖し、フィルム状構造体を形成する。サイズは概ね４〜１００μｍである。また、液面上の藻体は比較的大きく、底面の藻体は比較的小さい。増殖に伴って、液面上のフィルム状構造体中に気泡が発生し、これらが単独で存在している場合のほか、結合、合体したり、三次元に重なり合ったりした構造を含む泡状構造体を形成する。
【０１１８】
（培養的性質）
・培養液：ＣＳｉＦＦ０４培地（ＣＳｉ培地を改良したもの。組成を表２に示した。ＮａＯＨ又はＨＣｌにてｐＨ６．０に調整する。培養液は、１２１℃、１０ｍｉｎの条件で高圧蒸気滅菌することができる。）
【０１１９】
【表２】
2016175302.tif 000004
【０１２０】
・培養温度：好適温度は２３℃であり、３７℃以下であれば培養できる。
・培養期間（概ね定常期に達するまでの期間）：初期使用藻体量によるが、２週間〜１ヶ月である。通常、１×１０５個／ｍＬで培養することができる。
・培養方法：静置培養が適する。
・光要求性：要。照度４０００ｌｘ〜１５０００ｌｘ。明暗周期：明記時間１２時間／暗期時間１２時間。継代培養の際は、４０００ｌｘで培養することができる。
【０１２１】
ＦＥＲＭ  ＢＰ−１１４２０株と分類学的に同一の性質を有する株には、微細藻類であって、その１８Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子が、配列番号３の塩基配列からなるポリヌクレオチドと少なくとも９５．０％、好ましくは９８．０％、より好ましくは９９．０％、更に好ましくは９９．５％、最も好ましくは９９．９％の配列同一性を有するものが含まれる。
【０１２２】
本発明で塩基配列について同一性というときは、２つの配列を最適の態様でペアワイズ整列させた場合に、整列した領域内の２つの２つの配列間で共有する一致した塩基の数の百分率を意味する。すなわち、同一性＝（一致した塩基の数／塩基の全数）×１００で算出することができ、市販又は一般に公開されているアルゴリズムを用いて計算することができる。塩基配列の同一性に関する検索及び解析は、当業者には周知のアルゴリズム又はプログラムにより行うことができる。プログラムを用いる場合のパラメーターは、当業者であれば適切に設定することができ、また、各プログラムのデフォルトパラメーターをもちいてもよい。これらの解析方法の具体的な手法もまた、当業者にはよく知られている。
【０１２３】
なお、配列表中、配列番号３は、ボツリオコックス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）  ＡＶＦＦ００７株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−１１４２０株）の１８Ｓ  ｒＲＮＡ遺伝子の塩基配列の一部を表す。
【０１２４】
バイオフィルムとは、通常、岩、プラスチックその他固体の表面に付着する、微生物及び細胞外マトリックスから構成されるフィルム状の微生物構造体（微生物集合体又は微生物膜）をいうが、本発明においては、これらに加えて、液面のような流動性のある表面に浮遊する、微生物及び細胞外マトリックス等から構成されるフィルム状又は三次元状（泡状、襞状など）の微生物構造体（微生物集合体又は微生物膜）もバイオフィルムというものとする。
【０１２５】
好適な態様では、液面上のバイオフィルムには、従来、岩、プラスチックその他の固体表面に付着しているバイオフィルムでは見られなかった、泡状構造体、襞状構造体などの三次元状構造体が形成される場合がある。また、培養液を静置することで、液面上のバイオフィルムをより形成しやすくなる。
泡状構造体は、微細藻類の代謝により発生した二酸化炭素、酸素等の気体と細胞外マトリックスとから形成されたものと考えられる。径が概ね約２〜３ミリメートルから約５〜１０センチメートルのサイズで、形状は、泡状であることを除いて、特に定まってはいない。また、泡状構造体は、他の泡状構造体からアイソレートした単独の泡状構造体である場合もあるし、複数の泡状構造体がアグリゲートして二次元又は三次元に重畳した構造を含む場合もある。
襞状構造体は、藻類の増殖に伴い、フィルム状のバイオフィルムに培養液中に陥入する部分又は空気中に突出する部分が生じることにより形成されると考えられる。培養液中に陥入したバイオフィルムは、一部がちぎれて、培養液の底部に沈み込むことがある。空気中に突出したバイオフィルムは、自重を支えきれなくなると、折りたたまれて、液面上のバイオフィルムに重なる。
【０１２６】
なお、一般的には、特に、自然界でのバイオフィルムには、微生物以外に、ゴミや植物の破片などを含んでいるが、本発明でもこれらを含んでいてもよいものとする。ただし、例えば、屋外のようなオープンな環境では、目的微生物以外の混入の回避は実質的不可能であるために、本発明では意図的にこれらを含ませた試料を対象としていない。しかし、微細藻類の回収の効率の観点から、バイオフィルムはゴミや植物の破片などの不純物を含まないことが好ましく、理想的には、本発明に係る微細藻類とその増殖時に分泌される細胞間マトリックスなどのような物質のみから構成されていることがより好ましい。また、本発明では、バイオフィルムは、個々の微細藻類どうしが直接又は細胞間マトリックスのような物質を介して付着しあっている構造であることが好ましい。
【０１２７】
次に、本発明の微細藻類の培養物の培養及び回収方法について、詳細に説明する。
本発明の培養及び回収方法は、上述した培養装置を用いた微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、
培養液の液面と遮蔽部材との間に気層を形成して、培養液で微細藻類の培養物を培養する本培養工程と、
本培養工程の後に、培養液の液量を減らす液量縮減工程と、
液量縮減工程の後に、微細藻類の培養物を回収する回収工程と、を含む微細藻類培養物の培養及び回収方法である。
【０１２８】
〈培養〉
微細藻類の培養は、培養液の上方に気層が存在するようにしながら、培養液で微細藻類を培養する。培養液及び微細藻類は前述したとおりである。
【０１２９】
《前培養工程》
本発明において前培養工程とは、純化工程を終了した後に得られた保存用微細藻類を増殖させ、本培養が行えるまで微細藻類の数を増やす工程のことである。前培養の培養法は、公知のいかなる培養方法でも選択可能である。例えば、分散培養法や付着培養法、液面浮遊培養を行うことも可能である。また、本培養が行える規模まで微細藻類を増殖させるために、前培養を数回行ってもよい。また、前培養では、目的に応じて静置培養を行ってもよいし、振盪培養などの非静置培養を行ってもよい。また、前培養は、本培養が行える規模まで微細藻類を増殖させるために、前培養を複数回行ってもよい。また、一般的には、１ｃｍ２〜１ｍ２以下の表面積を持つ培養器（貯留部材）を使用し、屋内外いずれでも培養可能である。
【０１３０】
《本培養工程》
本発明において本培養工程とは、前培養を行った後に培養を行う工程のことであり、後述の後培養を行わない場合には、最終回収工程を行う直前までの培養工程のことをいい、後述の後培養を行う場合には、後培養を行う前までの培養工程のことをいう。本培養は、微細藻類の藻体が十分な量形成されたときに終了することができる。特に、液面にバイオフィルムを形成する微細藻類の場合には、液面上にバイオフィルムが十分な量形成されたときに終了することができる。本培養は、例えば、数日〜数週間で、より特定すると、５日〜４週間で終了することができる。また、本培養は、複数回行ってもよいものとする。
また、一般的には、１００ｃｍ２以上の表面積を持つ培養器（貯留部材）を使用し、屋内外いずれでも培養可能であるが、屋外での培養の方が好ましい。
【０１３１】
〈後培養工程〉
本発明において後培養工程とは、液量縮減工程を行った後に培養を行う工程のことである。後培養工程を行う装置は本培養工程を行う装置と同じものであっても構わないし、あるいは後工程に用いるために別の培養装置を用意しても構わない。後述する液量縮減工程が、培地を乾燥させる、培養液を排出するといった工程の場合は前者が好ましい。一方、後述する液量縮減工程が、藻体を培地と共にすくい取るといった工程の場合は前者であっても、後者であっても構わないが、少ない液量に合わせて、本培養の培養槽よりも浅めの培養槽を用いることも好ましい。また、後培養における培養槽の面積は、特に限定されるものではないが、本培養における培養槽の面積の、好ましくは１０倍から１／１０倍であり、より好ましくは５倍から１／５倍であり、さらに好ましくは２倍から１／４倍である。後培養における培養槽の面積が本培養における培養槽の面積の１０倍〜１／１０倍であると、培養液の水深が浅く培養槽底部での光合成が進行しやすくなり、面積が広すぎないので藻体生産性及び油生産性が向上する。
【０１３２】
液量縮減工程の後に更に培地液成分共存下で微細藻類を培養することで藻体生産性、及び／又は油生産性が向上する理由は明確になっていないが、例えば培地量が減少することで光合成条件（光照射状態）での培地水温が上がりやすくなっていること、あるいは水底部分にまで光が十分に到達できること、などの影響で光合成が促進されているためかと推測される。または、培地水温が上がることが加熱ストレス条件となること、培地成分が減少して栄養成分が減少するため栄養枯渇状態というストレス付与条件となること、などの結果として含油率が向上している可能性も考えられる。
【０１３３】
ここで、生産性とは、生産物の単位面積当たり及び単位日数当たりの収量をいう。具体的には、藻体生産性は、得られた藻体重量（例えば、ｇ）を培養面積（例えば、ｍ２）及び培養日数（ｄａｙ）で割った値（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）で定義される。また、油生産性は、藻体生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）に、藻体中の油含有率（質量％）を乗じた値（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）で定義される。
【０１３４】
以下に後培養の条件について記載する。
・二酸化炭素濃度
特に限定されず、通常の大気中の二酸化炭素濃度でもよいが、好ましくは２０体積％未満であり、より好ましくは大気中濃度〜１５体積％であり、さらに好ましくは０．１〜１０体積％である。この範囲内であると、培養をより進行させることができる。
・培養液（培地）
特に限定されず、単なる水であってもよいが、前培養又は本培養に使用可能な培地が好ましく、本培養に使用してきた培地をそのまま継続して使用することが工程簡略化の観点から特に好ましい。
【０１３５】
《浮遊培養、静置培養、液面浮遊培養》
（浮遊培養）
本発明では、微細藻類を培地中に分散させた状態で培養することを浮遊培養と呼んでいる。なお本発明では、液面上での培養を浮遊培養とは呼ばないものとする。浮遊培養は、本培養でも、前培養でも、目的に応じて使用できる。
【０１３６】
（静置培養）
本発明での本培養では、静置培養を行うことが好ましい。静置培養とは、培養中に意図的に培地などを動かさない培養法のことである。
【０１３７】
（液面浮遊培養）
本発明では、液面上で微細藻類を培養する培養方法のことを液面浮遊培養という。なお、培養器（貯留部材）底面、側面、その他表面上や培地中などに微細藻類が同時に存在していても、主たる目的が液面上での培養である場合には、液面浮遊培養という。また液面上にはバイオフィルムとともに泡沫がたくさん存在し、液面がどの位置か必ずしも明確でない場合があり、またバイオフィルムが自重によって液面下に多少沈んでいる場合があるが、本発明で液面上というときは、完全な液面のみならず、このような場合も含む。ただし、微細藻類を液中、培養器（貯留部材）の底面のいずれか一方のみ、又は、両方のみで培養する培養方法は液面浮遊培養には含まれない。
なお本発明における液面とは、典型的には後述する液体培地の液面であり、通常、液体培地と空気との界面である。また、水が主成分となる場合は、水面のことである。また、本発明での液面浮遊培養を行っていると、液面上バイオフィルムからひだ状の構造体が液中へと侵入する現象が見られることがある。本発明では、この様な状況での培養も液面浮遊培養に含むものとしている。
液面浮遊培養を行うための種藻としては、懸濁処理を行った後、培養器（貯留部材）に添加してもよく、種藻の添加後、液体培地との混合を促進するために攪拌を行ってもよい。また、微細藻類バイオフィルムを培養器（貯留部材）の液面に対して添加し、浮かせた状態で培養を開始してもよいし、浮かせてから微細藻類バイオフィルムの液面からの離脱が最小限になるように、微細藻類バイオフィルムを可能な限り沈まないように液面上で分割処理し、更に、培養器（貯留部材）液面上に分散するように攪拌してもかまわない。
【０１３８】
《種藻》
本発明での種藻とは、前培養や本培養の開始時に使用する微細藻類のことを指し、前培養や本培養における微細藻類の培養の元となる微細藻類のことをいう。また、液面に微細藻類バイオフィルムを浮かせた状態や底面に微細藻類が存在している状態で培養を開始することもでき、それらの場合にも、これらの微細藻類を種藻として利用することができる。更に、底面や培養器（貯留部材）のその他の場所、培養を構成するその他の治具などに付着存在している微細藻類も、種藻として利用することができる。また、回収工程の後に、液面上に残存している微細藻類を種藻として用いて、培養を再開することもできる。
【０１３９】
本発明では、液面上の微細藻類バイオフィルムを種藻として使用し、培養を行うこともできる。液面上の微細藻類バイオフィルムの一部を残しておく方法である。また、一部の微細藻類バイオフィルムを採取し、これを液面上に浮かせることで培養を開始することも可能である。更に、液面上のバイオフィルムを可能な限り液面に浮かせた状態で分割処理を行い、培養を開始することもできる。この様にすることで、培養器（貯留部材）の液面を有効活用することができ、微細藻類非存在領域に対しても存在させることができることから、増殖速度を向上させることができる場合が多いからである。また、底面上及び液面上に微細藻類バイオフィルムの一部を残した状態から培養を開始することも可能である。
【０１４０】
底面藻とは、培養器（貯留部材）底面近傍に存在している微細藻類のことを指す。この中には、底面に付着し、軽い液流程度では剥がれないものや、底面近傍に存在し、軽い液流程度でも移動してしまう非付着性底面藻も存在している。また、回収操作によって微細藻類バイオフィルムから離れ、底面近傍へと沈んでしまった液面藻も、本発明では非付着性底面藻に含めることができる。なお、液面や底面以外の培地中にも低濃度ながら微細藻類が存在している場合には、これらが種藻の供給源となる可能性もある。また、培養器（貯留部材）底面から液面上への微細藻類の供給とは、底面の微細藻類の増殖を伴わずに液面上に移動する場合と、微細藻類が底面から液面上に移動しながら増殖する場合との両方がある。
【０１４１】
本発明では、底面上の微細藻類を種藻として使用し、培養を継続することもできる。培地中に栄養成分が残っていれば、使用済みの培地をそのまま使用して培養を継続してもよいし、使用済みの培地の一部を廃棄し、新しい培地を添加してもよい。新しい培地の添加量は、廃棄量と同等の液量を加えてもよいし、それよりも少なくても多くてもかまわない。なお、新しい培地を添加する方が、後段の本培養での微細藻類の増殖速度を向上させることができる観点からより好ましい。底面上の微細藻類を種藻として利用する場合、底面藻の一部を剥がし、それを培地中へと分散させてもよい。この様にすることによって、藻体の一部しか培地と接触することができない状態の微細藻類を、より多くの培地と接触させることが可能となり、増殖速度を好適に向上させることが可能だからである。
【０１４２】
底面上に存在する非付着性微細藻類を除去してもよい。底面上に不必要に微細藻類が存在していると、栄養成分の不必要な消費が原因と考えられる増殖速度の低下が見られるからである。また、種藻として使用する底面藻の存在量を調整してもよい。このことにより、適切な培養を行うことが可能だからである。培養を開始するにあたっての底面上での微細藻類の存在量は、０．００１μｇ／ｃｍ２以上１００ｍｇ／ｃｍ２以下が好ましく、０．１μｇ／ｃｍ２以上１０ｍｇ／ｃｍ２が更に好ましく、１ｍｇ／ｃｍ２以上５ｍｇ／ｃｍ２が最も好ましい。０．１μｇ／ｃｍ２以上であれば、培養前後の微細藻類量の比を短時間で大きくすることができるから好ましい。
【０１４３】
本発明では、懸濁処理した微細藻類試料を種藻として用いてもよい。懸濁処理を行うことで、溶液中の微細藻類が均一化し、培養後の膜厚が均一化する結果、培養面積あたりの微細藻類量が増加する場合があるからである。懸濁処理としては、公知のいかなる方法でも用いることができるが、ピペッティングや容器内に入れた微細藻類溶液を手で振る処理、スターラーチップや攪拌棒による処理などの弱い処理、超音波処理や高速振盪処理などの強い処理、細胞間マトリックスのような接着物質を分解する酵素などの物質を用いる方法などをあげることができる。
【０１４４】
また、屋外などで培養を大面積で実施する際には、実験室内での実験とは異なり、培養の元となる種藻の投入を培養器（貯留部材）全体に渡ってほぼ均一には投入しにくくなる。そのため、本発明では、例えば、種藻となる微細藻類を予め吸水性物質（例えば、セラチンなど）の中に分散させておき、それを適宜投入することなども好ましい。
【０１４５】
《培養液（培地）》
本発明では、培養で使用する培地は、微生物を培養できる限り、公知のいかなる培地（液体培地）も使用することができる。公知の培地として、ＡＦ−６培地、Ａｌｌｅｎ培地、ＢＢＭ培地、Ｃ培地、ＣＡ培地、ＣＡＭ培地、ＣＢ培地、ＣＣ培地、ＣＨＵ培地、ＣＳｉ培地、ＣＴ培地、ＣＹＴ培地、Ｄ培地、ＥＳＭ培地、ｆ／２培地、ＨＵＴ培地、Ｍ−１１培地、ＭＡ培地、ＭＡＦ−６培地、ＭＦ培地、ＭＤＭ培地、ＭＧ培地、ＭＧＭ培地、ＭＫＭ培地、ＭＮＫ培地、ＭＷ培地、Ｐ３５培地、ＵＲＯ培地、ＶＴ培地、ＶＴＡＣ培地、ＶＴＹＴ培地、Ｗ培地、ＷＥＳＭ培地、ＳＷ培地、ＳＯＴ培地等を挙げることができる。このうち淡水性のものはＡＦ−６培地、Ａｌｌｅｎ培地、ＢＢＭ培地、Ｃ培地、ＣＡ培地、ＣＡＭ培地、ＣＢ培地、ＣＣ培地、ＣＨＵ培地、ＣＳｉ培地、ＣＴ培地、ＣＹＴ培地、Ｄ培地、ＨＵＴ培地、Ｍ−１１培地、ＭＡ培地、ＭＡＦ−６培地、ＭＤＭ培地、ＭＧ培地、ＭＧＭ培地、ＭＷ培地、Ｐ３５培地、ＵＲＯ培地、ＶＴ培地、ＶＴＡＣ培地、ＶＴＹＴ培地、Ｗ培地、ＳＷ培地、ＳＯＴ培地である。前述のＡＶＦＦ００７株を培養する培地としては、Ｃ培地、ＣＳｉ培地、ＣＨＵ培地、及びこれら培地の混合物が好ましい。なお培地は、培養する微生物の種類に応じて選択することが望ましい。
【０１４６】
培地は、紫外線滅菌、オートクレーブ滅菌、フィルター滅菌しても良く、しなくてもよい。培地は、前培養と本培養で同一種類の培地を用いてもよいし、異なる種類の培地を使用してもよい。また、培養の途中で異なる培地を使用してもよい。
【０１４７】
また、屋外などで培養を大面積で実施する際には、実験室内での実験とは異なり、培地成分を予め使用する濃度に希釈しておくと、その液量が大量となるので培養場所への運搬、投入作業の面から非効率である。その為に、必要な培地成分は濃縮した状態（以下、濃縮培養液と言う）としておき、培養場所において水で希釈することが効率的である。なお、培地成分は多岐に渡るので、このように濃縮培地を調整しようとすると、その成分の組合せによっては沈殿を生じてしまう場合もある。このような場合は、濃縮培地を２つ以上の濃縮培養液として分け、沈殿を生じてしまう成分を別々の濃縮培地に分けた状態とすることが好ましい。
【０１４８】
《二酸化炭素》
多くの微細藻類の培養には、二酸化炭素の供給が必要である。
前培養で分散培養を行った場合には、従来法のようにバブリングによって二酸化炭素を培地中に供給してもよいが、液面浮遊培養を行った場合には、二酸化炭素を気層中から供給した方が好ましい。これは、培地中に二酸化炭素をバブリングなどの方法で供給すると液面上の微細藻類バイオフィルムの構造が破壊され、藻体量の斑が発生し、回収工程で基板上へのバイオフィルム回収効率が悪く、回収藻体量が減少する可能性があるからである。
【０１４９】
本発明では、大気中の二酸化炭素の利用も可能であるが、大気濃度よりも高濃度の二酸化炭素を利用することもできる。この場合には、拡散による二酸化炭素の損失を防ぐために、閉鎖型の培養装置又は農業用フィルムなどの被覆物で覆った培養装置中で培養することが望ましい。この場合の二酸化炭素の濃度は本発明の効果が達成できる限り特に限定しないが、好ましくは大気濃度以上、２０体積％未満であり、好ましくは０．０１〜１５体積％であり、より好ましくは０．１〜１０体積％である。また、二酸化炭素は、燃焼装置によって排出された二酸化炭素であってもよい。また、試薬によって二酸化炭素を発生させてもよい。
【０１５０】
また培養に当たっては、培養装置全体に二酸化炭素を供給することが好ましい。二酸化炭素は培養装置の培養液中の二酸化炭素、気層中の二酸化炭素も利用できるが、十分な量のバイオフィルムを得るためには、更に二酸化炭素を供給することが望ましい。
【０１５１】
二酸化炭素の供給方法としては、遮蔽部材の一部を開放して外気を取り入れることも可能であるが、その他に、二酸化炭素ガスをボンベ等から配管で導入してもよい。また、二酸化炭素源として固形状物を培養装置中に投入する方法も利用できる。固形状物の二酸化炭素源としては、炭酸塩（例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウムなど）などが挙げられる。また、市販のＣＯ２錠剤（ＣＯ２タブレット）等を用いることも好ましい。
【０１５２】
二酸化炭素の発生は、常温常圧で固体状態であり、化学反応によって二酸化炭素を発生できる手段であれば、特に限定はされない。例えば、二酸化炭素の発生は、可溶性酸源と炭酸塩源との反応によって行うことができる。反応は、水との接触によって促進される。可溶性酸源としては、クエン酸、リンゴ酸、フマル酸、アジピン酸、コハク酸、アスコルビン酸、マレイン酸、ホウ酸、酒石酸、マンデル酸、マロン酸、ピルビン酸、グルタル酸、アスパラギン酸、シュウ酸、サリチル酸、乳酸、塩酸、酢酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、メトキシ安息香酸、燐酸二水素ナトリウム、ピロリン酸二水素二ナトリウム、重酒石酸カリウム、１級リン酸ナトリウム、１級クエン酸ナトリウム、１級酒石酸ナトリウムを用いることができ、炭酸塩源としては、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸Ｌ−リジン、炭酸アルギニン、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸グリシン、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、セスキ炭酸ナトリウム、グリシン炭酸ナトリウム、クエン酸二水素カリウム、非晶質炭酸カルシウムなどを用いることができる。
【０１５３】
錠剤を形成するためのバインダとしては、目的を達成できるものであればいかなるものでもよいが、例えば、アラビアガム、ゼラチン、トラガカントガム、澱粉、メチルセルロースのようなセルロース物質、アルギン酸及びその塩、ポリエチレングリコール、グアーガム、ポリサッカリド酸、ベントナイト、糖類などを用いることができる。
【０１５４】
培養を効率的に進めるためには、二酸化炭素の供給時間と実際に光合成が行われる光照射時間との関係も重要であり、二酸化炭素の供給時間と光照射時間とが、少なくとも５０％以上一致することが好ましい。また二酸化炭素の供給時間としては実際の光照射が開始されてから２時間以内に供給することが好ましい。また、二酸化炭素の供給を行う際には培養液中のｐＨも重要な因子であり、培養液中のｐＨが培養する微細藻類の最適ｐＨよりも１以上低い値以上になったときに行うことが好ましい。
【０１５５】
《光源及び照度》
本発明で用いることのできる光源は、公知のいかなる光源も用いることができるが、太陽光、ＬＥＤ光、蛍光灯（白色、昼光色又は昼白色など）、白熱球、キセノンランプ光、ハロゲンランプなどを用いることができ、この中でも、自然エネルギーである太陽光、発光効率のよいＬＥＤ、簡便に使用することのできる蛍光灯を用いることが好ましい。
【０１５６】
照度（単位：ルクス（ｌｘ））は、１００ルクス以上１００万ルクス以下であることが好ましく、３００ルクス以上５０万ルクス以下が更に好ましい。最も好ましいルクスは、１０００ルクス以上２０万ルクス以下である。照度が１０００ルクス以上であると、微細藻類の培養が可能であり、２０万ルクス以下であると、光障害による培養への悪影響が少ない。なお、照度は、好ましくは培養液の液面の照度をいうものとする。
【０１５７】
人工的な光源で光照射を行う場合、光は、連続照射、ある一定の時間間隔で照射と非照射を繰り返す照射サイクルを設定する方法のいずれでもかまわないが、例えば、通常の日照条件を鑑みて１２時間程度の間隔で光をＯＮ、ＯＦＦすることが好ましい。また、培養開始から、数日間（例えば、３〜５日間）は、連続照射し、その後、１２時間間隔で光をＯＮ、ＯＦＦするなど、培養の途中で、照射条件を変更してもよい。また、前培養において、連続光を積極的に用いても良い。なお、照射サイクルを設定する方法において、光をＯＮしている期間を「明期」、光をＯＦＦにしている期間を「暗期」という場合がある。
【０１５８】
光の波長は、光合成が行える波長であれば、どの様な波長でも用いることができ、その制限を設けないが、好ましい波長は、太陽光若しくは太陽光に類似の波長である。単一の波長を照射することで光合成生物の育成速度が向上する例も報告されており、本発明でもこの様な照射方法を用いることもできる。
【０１５９】
《その他の培養条件》
本発明では、前培養や本培養で使用する培養液（液体培地）のｐＨは、１〜１３の範囲内であることが好ましく、３〜１１の範囲内であることがより好ましく、５〜９の範囲内であることが更に好ましく、６〜８の範囲内であることが最も好ましい。また、微細藻類の種類に応じて、好適なｐＨは変化することから、微細藻類の種類に応じたｐＨを選択することが好ましい。なお、液体培地のｐＨとは、培養開始時のｐＨのことである。また、培養中のｐＨとは、培養に伴って変化する場合があることから、培養中にｐＨは変化してもよい。
【０１６０】
本発明では、培地中のｐＨを一定に保つ緩衝作用を持った物質を培地中に添加することができる。これにより、微細藻類の培養の進行とともに培地中のｐＨが変化する問題を抑制することや、培地中への二酸化炭素の供給でｐＨが変化する現象を抑制できる場合がある。緩衝作用を持った物質としては、公知の物質を使用することができ、その使用には制限がないが、４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）や、リン酸ナトリウム緩衝液、リン酸カリウム緩衝液などを好適に用いることができる。これら、緩衝物質の濃度や種類は、微細藻類の種類や培養環境に応じて決めることができる。
【０１６１】
分散培養を行った場合の液体培地の水深が深いと、光が届かず、攪拌効率が悪くなる問題があり、限度があった。しかし、液面浮遊培養の場合には、液面上に高密度に微細藻類が増殖していることから、培養器（貯留部材）深部に対して光を供給する必要がなく、基本的には攪拌も行わないことから、その水深は、浅くすることができる。これにより、水の使用量が少なく、ハンドリング効率が良くなることから、水深を浅くすることは好ましい。水深は０．４ｃｍ以上が好ましく、１ｃｍ〜１０ｍがより好ましく、２ｃｍ〜１ｍが更に好ましく、４ｃｍ〜３０ｃｍが最も好ましい。水深が０．４ｃｍ以上であるとバイオフィルムの形成が可能となり、水深が１０ｍ以下であると、ハンドリングが容易である。水深が４ｃｍ〜３０ｃｍであると、水分の蒸発による影響が最小限であり、培地や微細藻類を含む溶液のハンドリングが容易である。
【０１６２】
培養温度は、微細藻類の種類に応じて選択することができ、特に限定はしないが、０℃以上９０℃以下であることが好ましく、１５℃以上５０℃以下がより好ましく、２０℃以上４０℃未満が最も好ましい。培養温度が２０℃以上４０℃未満であると、微細藻類を好適に増殖させることができる。
【０１６３】
微細藻類の下限投入微細藻類量、すなわち、培養開始時に使用する微細藻類量は、培養範囲内において１個あれば、時間をかけさえすれば増殖は可能であるため、その制限は特に設けないが、好ましくは１個／ｃｍ３以上であり、より好ましくは１０００個／ｃｍ３以上であり、更に好ましくは１×１０４個／ｃｍ３以上である。微細藻類の上限投入微細藻類量は、基本的にはどの様な高濃度でも増殖が可能であるため、その制限は特に設けないが、ある濃度以上であると微細藻類量が多ければ多いほど、投入微細藻類量と増殖後の微細藻類量の比が低下することから、１×１０９個／ｃｍ３以下が好ましく、１×１０８個／ｃｍ３以下がより好ましく、５×１０７個／ｃｍ３以下が更に好ましい。
【０１６４】
本発明での前培養期間、本培養期間は、微細藻類の種類に応じて選択することができ、特に限定はしないが、１日以上３００日以下が好ましく、３日以上１００日以下がより好ましく、７日以上５０日以下が更に好ましい。なお、培養期間を日数をもって定めた時は、「培養日数」という場合がある。
【０１６５】
本発明においては、微細藻類バイオフィルムを回収した後、増殖のための栄養成分が培地中に残っている限り、底面上やその他の部位に残っている微細藻類を種藻として再度培養することが、何度でも可能である。しかし、あまりにも低濃度であると増殖速度が遅くなってしまう可能性が高いため、その様な場合には、培地を新たに添加したり、少なくとも一部の培地を置換したり、固形物状の栄養成分や高濃度の栄養成分を培地に添加したりすることができる。
【０１６６】
微細藻類バイオフィルムの大きさは０．１ｃｍ２以上であることが好ましく、１ｃｍ２以上がより好ましく、１０ｃｍ２以上が更に好ましく、培養器（貯留部材）の液面面積と等しいことが最も好ましい。０．１ｃｍ２以上であれば、培養開始時の微細藻類量に対する培養終了時の微細藻類量との比を短時間で大きくすることができることから好ましい。また、微細藻類バイオフィルムは、培養領域内で複数個存在していてもよい。微細藻類バイオフィルムの厚さは、１μｍ〜１００００μｍの範囲であることが好ましく、１μｍ〜１０００μｍの範囲であることがより好ましく、１０μｍ〜１０００μｍの範囲であることが最も好ましい。１０μｍ〜１０００μｍの範囲であると、強度が高く、十分な量のバイオフィルムを収穫することができる。
【０１６７】
本発明に係るバイオフィルムが、三次元状構造体、特に泡状構造体を形成する場合、培地の液面を基準としたその泡状構造体の一般的な高さは、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが好ましく、０．１ｍｍ〜４０ｍｍの範囲であることがより好ましく、３ｍｍ〜３０ｍｍの範囲であることが最も好ましい。泡状構造体の液面からの高さが３ｍｍ〜３０ｍｍの範囲であると、含水率を十分に下げることができ、培養器（貯留部材）の高さを低く抑えることができる。また本発明にかかる微細藻類は、液面上における増殖速度が大きいことが好ましく、対数増殖期における増殖速度（すなわち、対数増殖期の期間における一日あたりの平均増殖速度）が、乾燥重量で０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であることが好ましく、０．５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であることがより好ましく、１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であることが更に好ましく、３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であることが最も好ましい。微細藻類の対数増殖期における増殖速度は、乾燥重量で一般的に１０００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下である。
【０１６８】
本発明に係るバイオフィルムの単位面積あたりの乾燥藻体重量は、０．００１ｍｇ／ｃｍ２以上であることが好ましく、０．１ｍｇ／ｃｍ２以上であることがより好ましく、１ｍｇ／ｃｍ２以上であることが特に好ましい。最も好ましくは、５ｍｇ／ｃｍ２以上である。単位面積あたりの乾燥藻体重量が大きい方が、得られるオイルなどのバイオマスの量が大きくなることが見込まれるからである。バイオフィルムの単位面積あたりの乾燥藻体重量は通常１００ｍｇ／ｃｍ２以下である。
また本発明の微細藻類としては、上記の構造や、上記範囲の面積、厚さ、高さ、増殖速度、単位面積あたりの乾燥藻体重量を有するバイオフィルムを液面上に形成可能な微細藻類であることが、上記と同様の理由で好ましい。
【０１６９】
〈液量縮減工程〉
液量縮減工程は、培養液の液量を減らす工程である。本発明の微細藻類の培養物の培養及び回収方法において、液量縮減工程は、本培養工程の後に行ってもよいし、本培養工程と並行して行ってもよい。また、後培養工程を行う場合は、液量縮減工程の後に後培養工程を行う。
培養液の液量を減らす方法は特に限定されないが、微細藻類の培養物と共存する培養液を減少させることが重要である。具体的な方法としては、例えば、培養液を乾燥させる、培養液を排出する、藻体を培地と共にすくい取る、又はこれらの組合せ等が挙げられる。いずれの方法によっても、藻体と共存する培地量を少なくすることができる。また、培養液を乾燥させたり、排出したりすることによって、培養液の液面と底面との間の領域に存在する培養液を減少させることができ、微細藻類の培養物を効率よく回収することが容易になる。
【０１７０】
培養液を乾燥させる方法としては、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥、凍結乾燥、これらの組合せ等が挙げられる。自然乾燥の場合は、例えば、遮蔽部材の少なくとも一部を開放することで、自然乾燥させることができる。この乾燥は光が存在する条件下で行っても、実質的に光が存在しない条件下で行ってもよい。本発明の培養及び回収方法が好適に適用される、液面にバイオフィルムを形成する微細藻類を用いる場合には、必要な培養液の水深が従来方法に比べて非常に浅くても可能であるためにこのような自然乾燥でも容易に乾燥させることができる。そのため、エネルギー消費が少なく、藻類バイオ燃料の低コスト化に貢献する。
【０１７１】
培養液を排出する方法としては、前述の図２のように、予め排液管配管、流路、水路等を設けておき、これを開放する方法や、ポンプ等で吸引排液する方法、又はこれらの組合せなどが挙げられる。
【０１７２】
培養液の排出は、どの部分から行ってもよいが、微細藻類の存在量が少ない位置から排出を行うのが、微細藻類の流出を抑制する観点から好ましい。本発明の製造方法が好適に適用される、液面にバイオフィルムを形成する微細藻類を用いる場合には、液面上に微細藻類バイオフィルムが形成されるので、液体保持部の底面、又は底面近傍の側面から排出するのが好ましい。又は、液面にバイオフィルムを形成する微細藻類は液体保持部の底面にも微細藻類バイオフィルムが形成される場合がある。このような場合には、液面と底面部分を除く中間領域には微細藻類の存在量が少ないことから、中間位置から排出することが好ましい。すなわち、培養液の排出は、液面と底面との間の領域に存在する培地の少なくとも一部を除去するように行うことができ、特に液面と底面との間の領域のうち、微細藻類が実質的に存在しないか又は目視では観察されない領域に存在する培養液の少なくとも一部を除去するように行うことが好ましい。なお、この微細藻類が実質的に存在しないか又は目視では観察されない領域には、遊走子が存在していることが予想されるが、藻体よりもかなり小さいため、遊走子は目視では観察されない。
【０１７３】
また、排出した培養液は廃棄してもよいが、培養液として再使用することも可能である。また、後述する回収工程の後に貯留部材中に残った培養液も、同様に、再使用することができる。すなわち、培養液中に栄養成分が残っていれば、使用済みの培養液をそのまま使用して培養液を継続してもよいし、使用済み培養液の一部を廃棄し、新しい培養液を添加してもよい。新しい培養液の添加量は、廃棄量と同等の液量加えてもよいし、それよりも少なくても多くてもよい。なお、新しい培養液を添加する方が、後段の本培養での微細藻類の増殖速度を向上させることができる観点からより好ましい。
【０１７４】
新しい培養液を添加する場合には、栄養成分を液体に溶解させた状態で添加してもよいし、固形分として添加してもよい。固形分として添加した場合には、培養液を攪拌しなければならない場合があることから、液体に溶解させた状態で添加することの方がより好ましい。
【０１７５】
培養液の添加は、前段の本培養に使用した培養液と同一成分の培養液を使用してもよいし、成分が異なる培養液を添加してもよい。
【０１７６】
また、培養に使用した培養液に対して、特定の成分が高濃度である新鮮な培地を添加することができる。特定の成分は、特に限定されないが、例えば、窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、イオウ、及び鉄からなる群より選択されるいずれかを含む化合物である。培養に使用した培養液に対して、特定の成分が高濃度である新鮮な培地を添加する場合には、濃度は、通常の場合に対して、１．０１倍以上１０００００倍以下が好ましく、１０倍以上１００００倍以下が更に好ましく、５０倍以上５０００倍以下が最も好ましい。新鮮培地の特定の成分の濃度が１．０１倍未満であると、その製造に多くの水が必要となり、更に、新鮮培地の調製場所と培養器（貯留部材）設置場所との距離が離れるほど輸送性が低下し、大量の培地を培養器（貯留部材）内へと導入するためには、新鮮培地の保管容器や培養器（貯留部材）へと新鮮培地を供給するためなどの種々の装置が必要となるなど、様々な問題が考えられる。更に、培養装置内の培地量が増加し、例えば、１．０１倍の濃縮液を培養装置へと加えた場合には、培養装置内の培養液中の培地成分がほぼゼロであると仮定した場合には、約１／２の濃度へと薄まる。これらのことにより、増殖速度や増殖量が低下する可能性が高い。培地の特定の成分能濃度が１０００００倍より大きいと、培養液の液量が非常に少なくなり輸送性や培養装置への濃縮培地の導入効率が向上するが、培地成分の種類によっては、溶解性が悪くなる。更に、培養装置への導入の際に不必要な沈殿物が発生し、培養装置内での攪拌によって希釈された後でも溶解しない場合がある。その結果、微細藻類の増殖速度や増殖量が低下する場合がある。
【０１７７】
新鮮培地の成分組成は、培養装置内の培養液中の培地成分組成と同一のものを使用することもできるが、異なる成分から構成された新鮮培地を添加してもよい。更に、培養液中の培地と成分が一部同じものを用いてもよい。また、培養液中の培地の成分と、添加後の最終濃度が大きく異なるように調製した新鮮培地を使用することもできる。
【０１７８】
〈回収工程〉
回収工程は、液量縮減工程の後に、微細藻類の培養物を回収する工程である。
回収方法は特に限定されないが、例えば、得られた培養物（バイオフィルム、藻体）をヘラ状、フィルム状の部材などの各種形態の用具を用いて、培養器（貯留部材）からすくい取る、又はポンプ等を用いて吸引するなどの方法が挙げられる。
【０１７９】
培養物（バイオフィルム、藻体）を培地と共にすくい取る方法としては、水は透過するが藻体は通しにくいフィルター、ろ紙などを用いる方法や、遠心分離法などが利用できる。
藻体を培養液と共にすくい取る工程を用いる場合は、微細藻類は培養液中に分散していてもよいが、前述の静置することで液面に浮遊する性質を有する微細藻類藻、空気等のバブリング処理、オイル蓄積による浮遊、静置工程の追加による浮遊等で微細藻類を液面に浮上させた微細藻類、静置培養が可能な微細藻類に適用することが好ましい。中でも液面にバイオフィルムを形成することが可能な微細藻類に対して用いることが特に好ましい。この場合は藻体が培地の液面でバイオフィルムを形成しているので、このバイオフィルム（藻体）を他の基板に転写、或いは他の基板を用いて堆積させて回収することが容易である（詳細には、特開２０１３−２２６０６３号公報等を参照）。
またこの際には液面に存在する藻体のみでなく、水中・水底に存在する藻体も回収してもよい。特に培地を排水、乾燥した後に藻体を培地と共にすくい取る場合には、水中・水底に存在する藻体も同時にすくい取ることが容易であるので好ましい。
これらの回収方法について、以下に簡単に説明する。
【０１８０】
バイオフィルム（藻体）を他の基板に転写して回収する方法は、例えば、図４６に示されるように、培養槽９０１の液面上の微細藻類から構成されたバイオフィルム（藻体）９０３ａ（フィルム状の構造物又は三次元状の構造物）を第一の基板９０２に転写した後、第一の基板９０２からバイオフィルム（藻体）９０３ｂを回収することにより行う。
また、バイオフィルム（藻体）を他の基板を用いて堆積させて回収する方法は、例えば、図４７に示されるように、液面上の微細藻類から構成されたバイオフィルム（藻体）９０３ａ（フィルム状の構造物もしくは三次元状の構造物）を第二の基板９０４に堆積させた後、第二の基板９０４からバイオフィルム（藻体）９０３ｂを回収することにより行う。
【０１８１】
第一の基板からのバイオフィルム（藻体）の回収は、バイオフィルム（藻体）を第一の基板から剥離させることが可能な方法であればいかなる公知の方法を使用することもできる。例えば、セルスクレーパーのようなものを用いて基板からバイオフィルムを剥ぎ取る方法、水流を用いる方法、超音波を用いる方法などをあげることができるが、セルスクレーパーのようなものを用いる方法が好ましい。これは、他の方法では、バイオフィルム（藻体）が培地などで薄められることになり、再度濃縮が必要な場合があり、非効率であるからである。
第二の基板からのバイオフィルム（藻体）の回収は、バイオフィルム（藻体）を第二の基板から剥離させることが可能な方法であればいかなる公知の方法を使用することもできる。例えば、重力による方法、セルスクレーパーのようなものを用いて基板からバイオフィルムを剥ぎ取る方法、水流を用いる方法、超音波を用いる方法などをあげることができるが、重力による自然落下を利用した方法、もしくは、セルスクレーパーのようなものを用いる方法が好ましい。これは、他の方法では、バイオフィルム（藻体）が培地などで薄められることになり、再度濃縮が必要な場合があり、非効率であるからである。また、重力による自然落下を用いてバイオフィルム（藻体）を回収した後に、セルスクレーパーのようなものを用いて、第二の基板上に残存している藻体を回収することもできる。
【０１８２】
沈積した微細藻類、液面上の微細藻類から構成されたバイオフィルム（フィルム状の構造物もしくは三次元状の構造物）の全てを回収してもよい。この様な回収法は、培養を終了する場合、別の微細藻類を培養する場合、培養槽内の培地を入れ替える場合などでも行うことができる。液面上の微細藻類から構成されたバイオフィルム（藻体）を、第一の基板を用いた転写、もしくは第二の基板による回収を行った後、培地を除去し、残った培養槽底面上の微細藻類を回収しても良い。さらに、培養槽内の全微細藻類を公知の方法によって回収しても良い。前記の公知の方法としては、フィルターによる回収、凝集剤による回収などが挙げられる。
【０１８３】
また、例えば、液面上の微細藻類のバイオフィルム（藻体）を回収した後に、培養槽底面上の微細藻類を回収することができる。
さらに、液面上の微細藻類からなるバイオフィルムを回収した後に、培養槽中の培養溶液を除去し、培養槽底面もしくは第一の基板の表面上の微細藻類を回収してもよい。
【０１８４】
バイオフィルム（藻体）を基板に転写させる際の「転写」とは、付着の一種で、実質的に増殖を伴わない付着である。本発明では、第一の基板を用いて、液面上に形成されたバイオフィルム（藻体）を、実質的にそのままの形で第一の基板の表面に移し採る操作を言う。
【０１８５】
バイオフィルム（藻体）の転写は、図４６に示したように、第一の基板を用い、液面上に形成させたバイオフィルム（藻体）を基板の表面へと転写させる工程である。図４６では、培養槽９０１内の全面にバイオフィルム（藻体）が形成されており、この様な状態で回収工程を行っているが、この様な状態での回収を行っても良いし、微細藻類からなるバイオフィルム（藻体）が部分的に存在していない状態がある場合でも本発明では回収工程を行うことができる。また、本発明のような方法で培養を行っていると、液面上に形成されたバイオフィルム（藻体）がしわ状になったり、折り重なる様になったりすること、ひだ状の微細藻類から構成されたフィルム状の構造物がオーロラ（カーテン状）の様に液中に生育する場合もある。
【０１８６】
第一の基板及び第二の基板は、図４６又は図４７で使用する液面上の微細藻類から構成されたバイオフィルム（藻体）を、転写又は回収するために使用する基板である。
【０１８７】
第一の基板の表面及び第二の基板の表面とは、基板のあらゆる表面のことを言い、基板の上面、基板の底面、基板の側面のことをいうものとする。なお、これらの表面に微細藻類が付着していても、培養槽などに接触しており、基板と培養槽などの表面との間に形成される層から微細藻類が培養溶液中に出ることができない場合には、本発明の表面ではないものとする。
【０１８８】
基板の形状は、フィルム状、板状、繊維状、多孔質状、凸状、波状などいかなる形状のものでも良いが、付着や沈着、転写などのしやすさ、および基板からの微細藻類の回収のしやすさから、フィルム状又は板状であることが好ましい。
第一の基板及び第二の基板はそれぞれ同一の形状でもよいし、それぞれ別の形状でもよい。第一の基板及び第二の基板の面積は、好ましくは培養槽中の培養溶液液面の面積よりも小さい方が好ましい。
【０１８９】
ところで、藻体生産性、及び又は油生産性を向上させるためには、回収工程において藻体のみを単離するのではなく、培養液（培地）が存在する状態に保つことが重要である。この場合の藻体と培養液（培地）の質量比は、｛藻体の質量／培養液（培地）の質量｝が、好ましくは２０／８０〜０．１／９９．９であり、より好ましくは１５／８５〜０．２／９９．８であり、さらに好ましくは１０／９０〜０．４／９９．６である。
藻体の質量が藻体及び培養液（培地）の合計質量の０．１〜２０質量％の範囲内であると、培養時に光が透過しやすくなるため培養が進行しやすくなり、水分が多すぎないので、回収時の負荷の低減効果が大きくなる。
【０１９０】
また、本発明においては、液体保持部の培養液と接する側の表面にフィルムを配置する構成の培養装置を用いて、微細藻類の培養及び回収を行う場合には、液量縮減工程で貯留部材内の培養液の液量を減らして、このフィルムに微細藻類（バイオフィルム）を接触させて、このフィルムを移動させることで微細藻類を回収することも好ましい。
【０１９１】
微細藻類を回収するための前段階としての、フィルムと微細藻類の培養物（バイオフィルム、藻体）とを接触させる方法としては、前述した液量縮減工程において、第１のフィルム若しくは第２のフィルムと微細藻類の培養物とが接触するまで、培養液の液量を減らす方法、又は第２のフィルムを底面から液面までの間の位置に持ち上げ、第２のフィルムと微細藻類の培養物とが接触するまで培養液を減少させる方法などの、液量縮減工程において、フィルムと微細藻類の培養物とを接触させる方法のほか、液量縮減工程において培養液の液量を第２のフィルムと微細藻類の培養物とが実質的に接触しない程度まで減少させた後、回収工程で第２のフィルムを持ち上げて微細藻類と接触させる方法、などが挙げられる。
このような培養装置としては、具体的には、上記の第１のフィルム２２ｆを備える培養装置１０ｆ、又は、第２のフィルム２４ｇを備える培養装置１０ｇ等を用いることができる。
なお、以下の説明では、微細藻類の回収に用いられる第１のフィルム及び第２のフィルムをまとめて回収用フィルムともいう。
【０１９２】
回収用フィルムを用いて微細藻類の回収を行う場合の回収方法としては、微細藻類が付着した回収用フィルムを、持ち上げたり、引き出す、巻き取るなどした後に、この回収用フィルムを傾斜させたり裏返すことなどで、微細藻類を自然落下させることや、ヘラ状、板状、刃状など部材を用いて、回収用フィルムから微細藻類をかきとること、などによって回収できる。
なかでも、回収用フィルムを巻き取って回収することが好ましい。
【０１９３】
ここで、本発明の製造方法における、回収工程の一例を図２８〜図３２及び図３３〜図３７を用いて説明する。
図２８は、本培養工程後の培養装置１０ｐの一例を示す概略断面図であり、図２９は、液量縮減工程後の培養装置の状態を示す概略断面図であり、図３０は、図２９のII−II線断面図であり、図３１は、回収工程中の培養装置の状態を示す概略断面図であり、図３２は、回収工程後に、回収用フィルムを再設置中の状態を示す概略断面図である。
また、図３３は、図２９の培養装置を上から見た図であり、図３４及び図３５は、図３１の培養装置を上から見た図であり、図３６及び図３７は、回収工程後の回収用フィルムの再設置を説明するための図である。
なお、図２９〜図３２では、遮蔽部材の図示は省略している。また、図３３〜図３７では、説明のため一部の部材の図示を省略している。
【０１９４】
図２８に示す培養装置１０ｐは、凹状の支持体２０ｎ上に、第３のフィルム２６ｊ、及び、第１のフィルム２２ｆをこの順に積層した貯留部材１２ｎと、貯留部材１２ｎの液体保持部を覆うように配置されたアーチ状の遮蔽部材１４ｃとを備える。
図２８に示す培養装置１０ｐは、本培養工程後の状態を示すものであり、貯留部材１２ｎ中に保持された培養液Ｍの液面に微細藻類Ｐが培養されバイオフィルムを形成している。
次に、図２９、図３３に示すように、液量縮減工程で、培養液Ｍを乾燥し、排水管（図示せず）から排出し、又は乾燥及び排水管（図示せず）から排出する。培養液Ｍを乾燥し、排出し、又は乾燥及び排出すると、微細藻類Ｐが第１のフィルム２２ｆ上に堆積する。
【０１９５】
次に、第１のフィルム２２ｆを移動させて微細藻類Ｐを回収する。
ここで、図３０に示すように、第１のフィルム２２ｆを移動させる手段として、巻取ローラを備える第１の巻取機２０２を有し、微細藻類Ｐを回収する第１の回収部材として、ヘラ２０４及び回収容器２０６を備える。
図３１、図３４、図３５に示すように、微細藻類Ｐが付着した第１のフィルム２２ｆを第１の巻取機２０２で巻取りつつ、第１のフィルム２２ｆが巻取ローラに巻きかかった位置で、ヘラ２０４が第１のフィルム２２ｆ上の微細藻類Ｐを掻き取り、落下させて回収容器２０６に微細藻類Ｐを回収する。
なお、第１の巻取機２０２の巻取ローラは、図示しない駆動手段により回転されてもよいし、手動で回転してもよい。
【０１９６】
なお、微細藻類の回収後、第１のフィルム２２ｆを再利用する場合には、図３６、図３７に示すように、設置用ローラ２０８に巻き回されている再設置用のフィルム２１０を巻き出して、第１のフィルム２２ｆの端部に接着等により接続し、設置用ローラ２０８で再設置用のフィルム２１０を巻き取ることで、第１のフィルム２２ｆを支持体２０ｎ上に移動させて、第１のフィルム２２ｆを再利用することができる。
このように回収用フィルムを繰り返しの利用することで、コストを低減でき好ましい。
【０１９７】
ここで、１組の第１の巻取機２０２及び第１の回収部材は、１つの貯留部材に対応して設けられる構成に限定はされず、１組の第１の巻取機２０２及び第１の回収部材が、複数の貯留部材で回収を行う構成としてもよい。
例えば、図３８に示すように、複数の貯留部材１２が、貯留部材１２の長手方向と直行する方向に配列されて設置され、１組の第１の巻取機２０２ａ及び設置用ローラ２０８が、貯留部材の１２の長手方向の端部側にそれぞれ、貯留部材１２の長手方向と直行する方向に移動可能に配置された構成としてもよい。この構成により、１組の第１の巻取機２０２ａ及び設置用ローラ２０８を図中上下方向に移動させて、各貯留部材１２の回収用フィルムを巻き取って、各貯留部材１２から微細藻類を回収することができる。
【０１９８】
また、図３８に示すように、貯留部材１２の長手方向と直行する方向に配列された複数の貯留部材１２を含む貯留部材群２２０を、貯留部材１２の長手方向に配列して設置し、各貯留部材群２２０の間に第１の巻取機２０２を配置する構成としてもよい。この場合、図中左の貯留部材群２２０において設置用ローラ２０８として利用される第１の巻取機を、図中真ん中の貯留部材群２２０における第１の巻取機２０２ｂとして用いてもよい。その際、図中真ん中の貯留部材群２２０の右に隣接して配置される第１の巻取機２０２ｃは、第１の巻取機２０２ｂと組をなす設置用ローラ２０８として用いることができる。
【０１９９】
なお、図示例においては、得られた微細藻類Ｐを回収用フィルムから剥離して回収する構成としたが、これに限定はされず、微細藻類Ｐを回収用フィルムと共に、回収して、そのまま燃料として使用することもできる。
【０２００】
このようにして得られた培養物（バイオフィルム、藻体）は、その後の運搬、又はその後の燃料としての利用や、培養物（バイオフィルム、藻体）中の有効成分の抽出及び精製などの作業を容易にするために、更に含水分を少なくする乾燥処理を行ってもよい。最終的に得られる培養物（バイオフィルム、藻体）の含水分としては８０重量％以下であることが好ましく、５０重量％以下であることが更に好ましく、２０重量％以下であることが特に好ましい。
【０２０１】
このようにして得られた培養物（バイオフィルム、藻体）とフィルムの一体物はそのまま燃料として用いることもできる。なおこの際には培養物（バイオフィルム、藻体）が十分に乾燥されていることが望ましい。
【０２０２】
また、一旦少なくとも培養液の一部を減少させることで培養物（バイオフィルム、藻体）を得たのちに、これを回収せずに、再度、培養液、必要に応じて培養の種藻となる微細藻類を追加して培養及び回収工程を繰り返すことで、より多量の培養物（厚いバイオフィルム、藻体）を得ることもできる。この操作の繰り返しは、１回でも複数回でも構わない。このような工程を行うことで、１回当たりの回収工程で得られる藻類バイオマスの量が増加するために、効率的である。
【０２０３】
（含水率）
本発明での含水率とは、回収物中に含まれる水分の重量を、回収物の重量で割って、１００を掛けたものである。本発明での微細藻類バイオフィルムの含水率の上限は、特に限定されないが、９８質量％未満が好ましく、９５質量％以下がより好ましく、８８質量％以下が特に好ましい。
【０２０４】
本発明の培養及び回収方法に従って培養した微細藻類バイオフィルムの含水率は、前述の回収方法で水面上の藻体を回収した状態でも通常、９５〜８０質量％程度である。更に遠心分離機で処理することで９０〜７５質量％程度にすることが可能である。分散培養で培養した場合は、藻体の大部分は水中に存在するため、前述のような回収方法ではほとんど回収ができない。そのため、培養液を遠心分離機を用いて微細藻類を回収するなどの方法が用いられるが、その場合でも含水率は、一般的に９０質量％以上とされ、本発明での培養法によって得られた液面上バイオフィルムの含水率は、それよりも低く、従来法と比べて優れている点である。なお、フィルム状構造体よりも、泡状構造体、襞状構造体等を含む三次元状構造体の方が含水率は低い。これは、三次元状構造体の方が液面から離れており、かつ、光源に近く、ある程度の乾燥が進行していることが原因と推定している。また、含水率は、バイオフィルムの部位によってばらつきがあるものと推定している。例えば、液面と接触している部位の含水率は高く、液面と接触していない部位の含水率は低いと考えられる。上記、含水率は、液面上のバイオフィルムを回収し、その回収物の面積が少なくとも１０ｃｍ２以上の場合である。また、本発明の乾燥後の含水率とは異なる。
【０２０５】
［藻類バイオマスの製造方法及び藻類バイオマス］
上述の微細藻類の培養物の培養及び回収方法を使用することにより、藻類バイオマスを製造することができる。
本発明での藻類バイオマスとは、化石資源を除いた再生可能な生物由来の有機性資源をいい、例えば、生物由来の物質、食料、資材、燃料、資源などをあげることができる。藻類バイオマスには、微細藻類自体（バイオフィルム状であってもよい）、有用物質を採取した後の微細藻類残滓が含まれる。
なお、本発明での有用物質とは、微細藻類由来のバイオマスの一種で、バイオマスから抽出工程、精製工程などの工程を経由することによって得られる産業にとって有益な物質の総称である。この様な物質として、医薬品や化粧品や健康食品などの最終生成物や中間物や原料、化学合成物の原料、中間物や最終生成物、炭化水素化合物、更にはオイル、アルコール化合物、水素やメタンなどのエネルギー代替物質、酵素、タンパク、核酸、糖やＤＨＡなどの脂質化合物、アスタキサンチンなどを含む。有用物質は、有用物質蓄積工程によって、微細藻類中に蓄積させることもできる。
【０２０６】
［藻類バイオ燃料の製造方法及び藻類バイオ燃料］
上述の微細藻類の培養物の培養及び回収方法を使用することにより、藻類バイオ燃料を製造することができる。
本発明での藻類バイオ燃料とは、微細藻類乾燥物、特に内部に可燃性のオイル分を含有するもの、又は微細藻類乾燥物から得られた可燃性の流動性物質（オイル）のことであり、主として、炭素、水素から構成された化合物のことであり、場合によっては、酸素原子、窒素原子などを含む物質のことである。オイルは、一般的に混合物であり、ヘキサンやアセトンなどの低極性溶媒を用いて抽出される物質である。その組成は、炭化水素化合物や脂肪酸、トリグリセリドなどから構成される場合や、これらから選ばれる複数種の組成から構成されている場合もある。また、エステル化して、バイオディーゼルとして使用することもできる。
【０２０７】
微細藻類回収物中に含まれるオイルを採取する方法としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に制限されない。オイルの一般的な抽出方法は、最終回収物を加熱乾燥させて、乾燥藻体を得た後、細胞破砕を行い、有機溶媒を用いてオイルを抽出する。抽出したオイルは、一般的に、クロロフィルなどの不純物を含むため精製を行う。精製は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによるもの、蒸留（例えば、特表２０１０−５３９３００に記載の蒸留方法）によるものなどがある。本発明でもこの様な方法を用いることができる。また、超音波処理によって微細藻類を破砕したり、プロテアーゼや酵素などによって微細藻類を溶解したりした後、有機溶媒を用いて藻体内のオイルを抽出する方法もある（例えば、特表２０１０−５３０７４１に記載の方法）。本発明でもこの様な方法を用いることができる。また本発明に係るバイオフィルムは、バイオマスとしての有用性の観点から、オイル含有量が高いことが好ましい。具体的には、バイオフィルムの乾燥藻体あたりのオイル含有量が５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、１５質量％以上であることが特に好ましい。バイオフィルムの乾燥藻体あたりのオイル含有量は通常８０質量％以下である。
【０２０８】
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【実施例】
【０２０９】
［実施例１］
（第１の前培養）
第１の前培養として、ＰＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ポリスチレン）（２８号，アズワン株式会社；外寸法  ６３ｍｍ×５０ｍｍ×２５．５ｍｍ；品番  ４−５６０５−０５）（本実施例において、以下「ＰＳ製ケース２８号」という。）にＣＳｉＦＦ０４培地（下記する表３に培地組成を示す。）４０ｍＬと、微細藻類  クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＦＧ０３９株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株）（藻体濃度０．０３２ｍｇ／ｍＬ）との混合物を入れた。培養混合物を入れたＰＳ製ケース２８号を真空デシケーター（ＶＳ型，アズワン株式会社；外寸法  ３００ｍｍ×３００ｍｍ×１７０ｍｍ；品番  １−０７０−０１）中に入れ、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培地液面の照度  １５０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の証明サイクルで、微細藻類の静置培養を行った（第１の前培養）。なお、培養温度の制御は、２３℃に設定したエアコンを用いて行った。第１の前培養の培養日数は１４日とした。培養開始から１４日後、真空デシケーターからＰＳ製ケース２８号を取り出し、ＰＳ製ケース２８号の短径と同じ長さのナイロンフィルム（厚さ１ｍｍ）を用いて、培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルムを回収した。回収した微細藻類バイオフィルムを５ｍＬホモジナイズ用チューブ（株式会社トミー精工、ＴＭ−６５５）に、少量のＣＳｉＦＦ０４培地と共に入れ、ビーズ式細胞破砕装置ＭＳ−１００（株式会社トミー精工）にセットし、４２００ｒｐｍで２０秒間のホモジナイズ処理を３回行い、微細藻類懸濁液を得た。ただし、ビーズは使用しなかった。【０２１０】
【表３】
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【０２１１】
（第２の前培養）第１の前培養で得られた微細藻類の懸濁液を用いて、第１の前培養と同様にして、第２の前培養を行った。ただし、培養器にシールボーイ（Ｎｏ．３，アズワン株式会社；外寸法  ３１９ｍｍ×２３０ｍｍ×１１３ｍｍ；品番  ４−５６１３−０３）を用い、９００ｍＬの藻体分散液を用いて微細藻類の静置培養を行った（第二の前培養）。なお、真空デシケーターは用いていない。第２の前培養の培養日数は１４日とした。培養開始から１４日後、培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルムを回収し、第１の前培養と同様の処理を行い、微細藻類の懸濁液を得た。ただし、１００ｍＬプラスチック製容器を用いて、藻体の分散は手で行った。【０２１２】
（第３の前培養）鉄筋コンクリート製の建物の中の部屋に設置したメタルラック上の設置面の上に設置したプラ舟ジャンボ１８０に、２７ＬのＣＳｉＦＦ０４培地（培養液）を入れ（水深５ｃｍ）、細胞数が５×１０５個／ｍＬになるように、第２の前培養によって準備した種藻を水槽内に入れた。水槽の上部の淵に、両面テープを貼り付け、更に、テキナシ(第二の構造体、農業用フィルム、シーアイ化成株式会社、水滴形成防止フィルム)で水槽の上面開口部をカバーして培養器（貯留部材）をとした。光源として蛍光灯を用いての液面浮遊培養を開始した。なお、培養温度の制御は、２３℃に設定したエアコンを用いて行った。二酸化炭素は、コンプレッサーと二酸化炭素ボンベとを用いて、１％濃度になるようにガスを混合後、培養器（貯留部材）の中の培養液液面とテキナシとの間の気層へと導入した。１４日後、農業用フィルムを除去すると、液面上に微細藻類からなるフィルム状構造物の形成が見られた。回収は、第１の前培養と同様の方法で行い、その一部を次の本培養の投入用藻体として使用した。【０２１３】
（本培養）地面に畝（凹状の支持体２０ｎ）を形成して、そこに農業用フィルム（第３のフィルム２６ｊ）を敷き、更にそこに重ねて農業用フィルム（第１のフィルム２２ｆ）を敷いて、長辺５ｍ×短辺１ｍの長方形状の貯留部材２７を形成した。
次いで、貯留部材２７の上を跨ぐように貯留部材２７の短辺と平行に１ｍ間隔で設置した半円形の支柱と農業用フィルムとを用いて水槽を覆うトンネル状（アーチ状）の遮蔽部材１４ｃを配置し、培養装置１０ｐを作製した（図２８参照）。
貯留部材１２ｐの液体保持部にＣＳｉＦＦ０４培地（培養液）を２５０Ｌ入れた。培養装置１０ｐ内の遮蔽部材１４ｃと培養液Ｍの液面との間には気層Ｎが存在した。
培養液に、前培養したクロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＦＧ０３９株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株）の培養用種藻を、細胞数が５×１０４個／ｍＬになるように添加した。種藻を添加した後、藻体をほぼ均一に分散させるために攪拌を行った。なお、藻体の分散を行った後には、攪拌を行わず、静置状態で培養した。二酸化炭素は、本実施例の第３の前培養と同様に、コンプレッサーと二酸化炭素ボンベとを用いて、１％濃度になるようにガスを混合後、トンネル状構造体と培地（培養液）の液面との間の気層へと導入した。また、蒸発に伴う培養液中の水の減少を防止するために、必要に応じて蒸留水を添加した。
なお、ＣＳｉＦＦ０４培地の調製に際しては、Ｎ化合物、Ｐ化合物二種、Ｍｇ化合物、ＥＤＴＡ化合物、その他化合物の６種の高濃度培養液を調製後、この順番で１つずつ添加し、必要に応じて不要な沈殿物の形成の促進を避けるために攪拌を行った。
この状態で、１４日間の培養を行い、培養液の液面と水槽の底面との間の藻体の少ない部位から、培養液の大部分をポンプで除去した。遮蔽部材１４ｃの一部を開放することで、残った培養液を日中に自然乾燥させた（図２９及び図３０参照）。乾燥後の第１のフィルムの状態を図３９に示した。
乾燥後、水槽の底面を構成していた農業用フィルムのうち培養液に接触していた方を第１の巻取機２０２を用いて巻き取ると同時に、フィルム上の乾燥藻体を剥奪し、乾燥藻体を集めた（図３１参照）。【０２１４】
［実施例２］
（第１の前培養、第２の前培養及び第３の前培養）実施例１と同様にして、第１の前培養、第２の前培養及び第３の前培養を行った。
（本培養）屋外に設置された、長辺３ｍ×短辺１．２ｍの長方形状のコンクリート製水槽に、第１のフィルムとしてプラスチックフィルム（テキナシ）１枚を敷いて、貯留部材を形成した。なお、コンクリート製水槽は金魚の飼育に使用されていたものであり、貯留部材を作製する前に水槽を十分に洗浄した。
貯留部材にＣＳｉＦＦ０４培地（本実施例において、単に「培養液」という場合がある。）を２００Ｌ入れ、貯留部材の上面開口部全面を覆うように遮蔽部材としてプラスチックフィルムのカバーを被せ、培養装置を構成した。培養装置内の培養液の液面とプラスチックフィルムのカバーとの間には気層が存在した。
培養液に、前培養したクロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＦＧ０３９株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株）の培養用種藻を、細胞数が５×１０４個／ｍＬになるように添加し、藻体をほぼ均一に分散させるために攪拌を行った。その後、実施例１と同様にして本培養を１４日間行い、培養液除去、自然乾燥、第１のフィルムの巻取りと第１のフィルムからの乾燥藻体の剥奪を行うことで、乾燥藻体を得ることができた。【０２１５】
［比較例１］
（第１の前培養、第２の前培養及び第３の前培養）実施例１と同様にして、第１の前培養、第２の前培養及び第３の前培養を行った。
（本培養）実施例１と同様にして本培養を行った。培養開始２週間後、液面上に微細藻類からなるバイオフィルムが形成されたので、培養液の液量を減らすことなく、培養槽の底面を構成していた農業用フィルムのうち培養液に接触していた方をそのまま引き抜いた。その結果、培養槽の底面に堆積していた微細藻類及び培養液の液面上のごく一部の微細藻類バイオフィルムを回収することができたが、大部分の液面上の微細藻類を回収することはできなかった。【０２１６】
［実施例３］
（第１の前培養、第２の前培養及び第３の前培養）実施例１と同様にして、第１の前培養、第２の前培養及び第３の前培養を行った。
（１回目の本培養）培養装置を作製する際に、農業用フィルムを１枚しか使用しなかった点を除いて、実施例１と同様にして本培養を行った。培養開始２週間後、培養液の液面上に微細藻類からなるバイオフィルムが形成されたので、実施例１と同様の方法で培養液の液量を減らした後、蒸発によって培養液量を更に減らした。この状態で、培養槽の底を構成していた農業用フィルムを第１の巻取機で巻き取ると同時に農業用フィルム上の微細藻類を剥奪することで回収した。
（２回目の本培養）次に、設置用ローラを用いて、畝を形成した地面に再度農業用フィルムを敷いて培養装置を作製し（図３２）、同様に培養を行い、培養液量を減少させた後、貯留部材を構成していた農業用フィルムを第１の巻取機で巻き取ると同時に農業用フィルム上の微細藻類を剥奪することで回収した。【０２１７】
１回目の本培養により得られた乾燥藻体の単位質量あたり発熱量と２回目の本培養により得られた乾燥藻体の単位質量あたり発熱量とを比較した。その結果、２回目の本培養によって得られた乾燥藻体の単位質量あたり発熱量は、１回目の本培養によって得られた乾燥藻体の単位質量あたり発熱量よりも低かった。
１回目の本培養によって得られた乾燥藻体及び２回目の本培養によって得られた乾燥藻体を観察、対比すると、２回目の本培養によって得られた乾燥藻体には土壌が混入していた。混入した土壌によって、単位質量あたり発熱量が低下したことがわかった。また、土壌の混入は、１回目の本培養の後、巻き取った農業用フィルムの下部には土壌が付着していたが、上部に存在している微細藻類を回収した後に農業用フィルムを巻き取ったため、回収物には土壌が混入することはなかったが、巻き取り時に農業用フィルムの培養液に接触していた側と地面に接触していた側とが接触し、培養液に接触していた側に土壌の一部が付着し、この状態で畝状構造を形成した地面に農業用フィルムを敷いて培養装置を作製すると、貯留部材の内側、すなわち、農業用フィルムの培養液と接触する側に土壌が侵入し、この状態で本培養、培養液の部分除去、乾燥、農業用フィルムからの乾燥藻体の剥奪、回収を行ったために、回収物中に土壌が混入したものである。【０２１８】
［実施例４］
（第１の前培養及び第２の前培養）実施例１と同様にして、第１の前培養及び第２の前培養を行った。
（本培養）プラ舟ジャンボ１８０（プラスチック製、内寸９２．５ｃｍ×５９．１ｃｍ）（本実施例において、単に「培養槽」という場合がある。）を地面(土)の上に設置した。
この培養槽に、２７ＬのＣＳｉＦＦ０４培地（本実施例において、単に「培養液」という場合がある。）を入れ（水深５ｃｍ）、前培養によって準備した種藻を、細胞数が５×１０５個／ｍＬになるように培養槽内の培養液に入れた。
培養槽の上部の淵に、両面テープを貼り付け、更に、テキナシで培養槽の上面をカバーすることにより培養装置を作製した。
光源として太陽光を用いての液面浮遊培養を開始した（本培養）。培養液中の水の蒸発による液量の減少を防止するために、必要に応じて、蒸留水を添加した。
なお、ＣＳｉＦＦ０４培地の調製に際しては、Ｎ化合物、Ｐ化合物二種、Ｍｇ化合物、ＥＤＴＡ化合物、その他化合物の６種の高濃度培養液を調製後、この順番で１つずつ添加し、必要に応じて不要な沈殿物の形成の促進を避けるために攪拌を行った。
また、二酸化炭素は、気層中の濃度が５％になるように、培養２、４、６、９、１１、１３日目の朝に供給した。培養１４日後、培養槽をカバーしていた農業用フィルムを除去すると、培養液の液面上に微細藻類からなるフィルム状構造物の形成が見られた。
培養液の液面と培養槽の底面との間の培養液を、ポンプを用いて、可能な限り微細藻類を吸引しないようにして除去した。この状態で６時間放置することで、培養槽内の微細藻類を乾燥させた。すなわち、日中に自然乾燥させた。なお、気温は、３１℃、湿度６４％であった。
培養槽内に付着している乾燥藻体を、ヘラを用いてかき集めることで回収した。含水率は、２４％であった。そこで、更に１０５℃で一晩乾燥機を用いて乾燥させた。乾燥後の重量は、２５．４ｇであった。【０２１９】
［実施例５］
プラ舟ジャンボ１８０（本実施例において、単に「培養槽」という場合がある。）の下に、１２０ｃｍ×８０ｃｍのテキナシフィルムを敷いて、培養槽が直接土壌と接触しないようにした点を除いて、実施例４と同様にして前培養及び本培養を行った。
実施例４と同様にして、培養、培養液の部分脱水、藻体の回収を行うことができたとともに、培養槽の外側側面には雨が降ったときの土壌の跳ね返りが全く見られなかった。
一方、実施例４では、培養期間中に雨が降った日があったため、培養後に、培養槽の外側側面には水滴の跳ね返りによる土壌の付着が見られた。また、培養槽を移動させ、複数個重ねたときに、培養槽内部に土壌が侵入した。【０２２０】
［実施例６］
プラ舟ジャンボ１８０の（本実施例において、単に「水槽」という場合がある。）内部にテキナシフィルムを敷設して培養槽を作製した。
プラ舟ジャンボ１８０に代えて、上記のとおり作製した培養槽を用いた点を除いて、実施例４と同様にして、培養、部分的培養液除去、自然乾燥を行った後、テキナシフィルムを水槽から移動させるとともに、テキナシフィルム上の乾燥藻体を剥奪した。【０２２１】
［実施例７］
プラ舟ジャンボ１８０の（本実施例において、単に「水槽」という場合がある。）内部にテキナシフィルムを敷設して培養槽を作製した。
プラ舟ジャンボ１８０に代えて、上記のとおり作製した培養槽を用いた点を除いて、実施例４と同様にして、培養、部分的培養液除去を行い、次に、水槽からテキナシフィルムを移動させても、テキナシフィルム上の藻体の大部分が移動しない程度の乾燥状態にした。テキナシフィルムを水槽とは異なる場所に移動させて更に乾燥させると同時に、水槽には、別のテキナシフィルムを敷設し、培養を開始した。この様にすることで、乾燥時間を節約した。最初のテキナシフィルム上の乾燥藻体を剥奪することで乾燥藻体を得た。【０２２２】
［実施例８］
プラ舟ジャンボ１８０（本実施例において、単に「培養槽」という場合がある。）を、長辺２ｍ×短辺１．２ｍの長方形状で、水深１０ｃｍの水を入れた水槽に浮かべた点を除いて、実施例４と同様にして培養、培養液の部分脱水、藻体の回収を行った。なお、培養槽の揺れを防止するために、培養槽及び水槽の角の位置に穴を開け、動かないようにロープで固定した。【０２２３】
［実施例９］
藻類株として、クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＦＧ０３９株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株）に代えて、表４に記載した２８種類の微細藻類を用いた点を除いて、実施例１と同様にして培養を行い、微細藻類からなるバイオフィルムを回収した。【０２２４】
【表４】
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【０２２５】
［実施例１０］
藻類株として、クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＦＧ０３９株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株）に代えて、表４に記載したＦＦＧ０５５株及びＦＦＧ０６１株を用いた点を除いて、実施例１と同様にして培養を行った。両株とも液面上には浮かないが、静置培養が可能な藻類株である。
培養後、培養液の除去を液面から行った。用いた藻類株は、貯留部材を構成する農業用フィルムには一部しか付着していないため、ポンプを用いての培養液の除去時に藻体を吸引除去しないように注意深く行ったが、全培養液の２０％程度しか除去できなかった。これは、藻体物中に吸水性の物質を放出していることが原因であると考えられる。
培養液の部分除去後、屋外にて自然乾燥を行ったが、実施例１と比べて時間を要した。
貯留部材を構成する２枚の農業用フィルムのうち培養液と接触していた方のフィルムを巻き取るとともに、その上に堆積している乾燥藻体を回収することができた。このように、液面に浮いていない藻類でも本発明の培養及び回収方法で培養することができた。【０２２６】
［実施例１１］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、図１５に示すように、設置面として、地面を掘り下げて地面の高さの部位に畝状物を設置したもの、又は地面に土を盛って地面よりも高い部位に畝状物を設置したものを用いて、それぞれの設置面の上に２枚の農業用フィルムを敷いて培養装置を作製した。これにより、前者の場合には、外気温の高いときの培養装置内の気層の温度及び液相の温度の上昇が抑えられ、微細藻類の増殖を適切に行うことができ、後者の場合には、作業性が向上した。培養後、培養器（貯留部材）を撤去し、土壌を元の状態に戻し、ほうれん草を栽培したが、問題なく栽培することができた。【０２２７】
［実施例１２］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、赤土からなる粘土、桜島近辺で採取した火山灰に水を混ぜて粘土状にしたもの又は砂を用いて貯留部材を構成する支持体の表面に塗布することで、凹凸を極力なくした新しい支持体を準備し、その上に農業用フィルムを設置して貯留部材を作製した。また、これらの処理を行わなかった支持体を用いて貯留部材を作製し、同様に培養を行った。いずれの場合も微細藻類の培養を行うことができたが、凹凸をなくす処理を行わなかった場合には、貯留部材を構成する２枚の農業用フィルムのうち、培養液に接触する側のフィルムの一部が培養液の液面から気層中へと飛び出したところが数ヵ所存在し、その結果藻体量が少なくなる現象が見られた。また、赤土からなる粘土又は桜島近辺で採取した火山灰に水を混ぜて粘土状にしたものを用いて凹凸を極力なくした支持体を準備した場合には、培養装置内に蓄積された熱をうまく逃がすことができたため、砂を用いて凹凸を極力なくした支持体を準備した場合と比較して、培養は良好な状態となった。【０２２８】
［実施例１３］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、貯留部材を作製するための農業用フィルムは、２枚重ねではなく、５枚重ねで使用し、遮蔽部材の農業用フィルムを２枚重ねとした。また、その比較として、遮蔽部材の農業用フィルムを１枚のままとして培養を行った。
２枚重ねの農業用フィルムを使用した場合には、１枚のみの農業用フィルムを使用した場合と比較して、外気温が低いときの増殖性が向上した。これは、保温効果が現れたものと考えている。なお、回収は、５枚の農業用フィルムのうち、培養液と直接接している農業用フィルムについてのみ行った。藻体が付着している農業用フィルムは、巻き取って、そのまま燃焼させた。すなわち、固形燃料として使用した。
また、残る４枚のフィルムに対して、培養液を加え、再度培養することもできた。これにより、一枚ずつ農業用フィルムを培養器（貯留部材）の中に設置する手間を大幅に削減することができた。【０２２９】
［実施例１４］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、表面側の農業用フィルム（第１のフィルム）に代えて、目開き４ｃｍの網状物（第２のフィルム）を用いた。比較例として、表面側のフィルムとして農業用フィルム、すなわち、目開きのないフィルムを用いた。また、設置面の底部に、幅５ｃｍ、深さ５ｃｍの溝を、培養器（貯留部材）の長径方向に穴を掘っておいた。
培養終了後、培養液の大部分を除去すると、網状物に液面上の微細藻類バイオフィルムが載ったような状態となった。この状態で乾燥処理を行い、底部の溝の部位に藻体が生きたまま残っているが、網状物の上の藻体は乾燥した状態を作り出すことができた。
網状物を巻取り、藻体を脱着させた後、再び、網状物を培養器（貯留部材）の中に入れ、新しい培養液を培養装置の中に入れて培養を開始した。すなわち、溝部位に残存していた微細藻類を種藻として培養することができ、新たに別の培養装置から調達した種藻を使用することなく、培養を行うことができた。【０２３０】
［実施例１５］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、２枚の農業用フィルムの間には直径０．１７７〜０．２５０（アズワン株式会社、６−２５７−０４）ｍｍのガラス製ビーズを敷き詰めた。培養は問題なく進行し、フィルムの巻取りをスムーズに行うことができた。
また、あらかじめ２枚の農業用フィルム間に棒状構造体を設置しておき、２枚の農業用フィルムのうち培養液に接触していた方を巻き取る際に、棒状構造体を鉛直上方へと持ち上げることで、２枚の農業用フィルム間の摩擦力を低減することができ、２枚の農業用フィルムのうち培養液に接触していた方をスムーズに巻き取ることができた。培養も問題なく進行した。【０２３１】
［実施例１６］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、２つの貯留部材を１つの遮蔽部材の中に設置した。また、それぞれの貯留部材での培養開始は、７日間遅らせるようにした。いずれの貯留部材内での培養も問題なく進行した。なお、片方の貯留部材内の藻体を回収した後、培養を行っている貯留部材との仕切りの畝状構造物を崩すことで、藻体の一部を、藻体を回収済みの貯留部材へと導入し、再度培養を開始することもできた。これにより、培養開始時の種藻の投入の手間を大幅に減らすことができた。【０２３２】
［実施例１７］
実施例１と同様の方法で微細藻類の培養を行った。ただし、貯留部材の支持部の底面を傾斜させ、底面の浅い方と深い方との深さの差を５ｃｍに設定した。培養は問題なく進行した。これにより、培養液の除去が容易になった。【０２３３】
［実施例１８］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、遮蔽部材のトンネル状構造体を構成するための農業用フィルムに代えて、表５に列挙した機能性フィルムのいずれかを用いた。いずれも問題なく培養することができた。【０２３４】
【表５】
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【０２３５】
［実施例１９］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、トンネル状構造体の形状を、図１９又は図２１に示す形状に改変した。
トンネル状構造体の形状を図１９に示す形状としたものは、雨対策、水滴落下防止及び耐風性に優れていた。
トンネル状構造体の形状を図２１に示す形状としたものは、雨対策、水滴落下防止及び耐風性に優れていた。【０２３６】
［実施例２０］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、遮蔽部材であるトンネル状構造体の側面に腰巻用ビニールを設置し、微細藻類の培養可能温度範囲の高温側から７℃低い温度よりも高くなったときに、腰巻用ビニールの一部を開放することで温度調整を行った。温度調整を行わなかったものは、行ったものに比べて、得られた藻体の重量が減ったが、問題なく収穫できた。【０２３７】
［実施例２１］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、寒冷紗を遮蔽部材であるトンネル状構造体の外側に設置することで、培養装置内の温度を約２〜６℃下げることができた。本体策を行わなかったものは、行ったものに比べて、得られた藻体の重量が減ったが、問題なく収穫できた。【０２３８】
［実施例２２］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、遮蔽部材であるトンネル状構造体の外側に冷却水を散布することで、培養装置内の温度を約３〜７℃下げることができた。本体策を行わなかったものは、行ったものに比べて、得られた藻体の重量が減ったが、問題なく収穫できた。【０２３９】
［実施例２３］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、貯留部材を構成する２枚重ねの農業用フィルムの間と、培養液とは接触していない方の農業用フィルムと地面との間に冷却水を流すことで、培養装置内の温度を約３〜７℃下げることができた。本体策を行わなかったものは、行ったものに比べて、得られた藻体の重量が減ったが、問題なく収穫できた。【０２４０】
［実施例２４］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、培養装置内の気層に微粒子状の水滴を噴霧することで、培養装置内の温度を約３〜８℃下げることができた。本体策を行わなかったものは、行ったものに比べて、得られた藻体の重量が減ったが、問題なく収穫できた。【０２４１】
［実施例２５］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、支柱と農業用フィルムによって構成されたトンネル状構造体の内部空間の低い位置と高い位置に気体が通過できる網状物を設置し、温度の高い空気が上方へと流れる性質を利用して、培養装置内の温度を約２〜６℃下げることができた。本体策を行わなかったものは、行ったものに比べて、得られた藻体の重量が減ったが、問題なく収穫できた。【０２４２】
［実施例２６］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、農業用フィルム上の藻体を回収せずに、新しく培養液及び種藻を投入し、再度培養した。これを５回繰り返し、培養液に直接接触していた農業用フィルム上の藻体を乾燥した後、そのフィルムを巻き取ると同時に、藻体をフィルム上から剥奪することで、乾燥藻体を得た。これにより、フィルムを巻取り、藻体をフィルム上から剥奪する工程を減らすことができた。【０２４３】
［実施例２７］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、二酸化炭素は、ＣＯ２錠剤によって供給した。供給方法としては、微細藻類を培養している培養槽の中に投入するもの、藻体を培養していない小さな水槽を培養装置内の気層中に設置し、その水槽内にＣＯ２錠剤を投入して二酸化炭素を発生させるものとを用いた。前者の場合には、水面藻の一部が破壊されたものの、全体に対する割合は一部で、影響はほとんどなかった。いずれの場合とも問題なく培養できた。【０２４４】
［実施例２８］
実施例１と同様の方法で培養を行った。ただし、藻体の自然乾燥は、夜間に行った。これによって、培養に必要な日中を有効活用することができ、一定期間内の乾燥藻体生産量を向上させることができた。【０２４５】
［実施例２９］
実施例１で得られた乾燥藻体から、ヘキサン抽出を行うことによって、オイルを得ることができた。オイル含有量は、乾燥質量の３５％であった。【０２４６】
［実施例３０］
実施例１で得られた乾燥藻体からペレットを作成した。得られたペレットの燃焼熱は、６０００ｃａｌ／ｇであった。【０２４７】
［実施例３１］
実施例１と同様に培養を行い、ポンプで培地の大部分を除去した後、湿潤藻体を１Ｌのビーカーに入れ、よく攪拌することで均一にした。これを１２分割し、それぞれを表６の「素材」の欄に列挙した素材の上に塗布した。次に、オーブン中にこれらを入れ、１３０℃に加熱することで乾燥した。
乾燥後、素材から乾燥物の付着性又は剥離性を評価した。その結果を表６の「付着性又は剥離性」の欄に示した。ダンボール、アルミバット及びアルミホイル（つや消し面、光沢面）には乾燥藻体が強固に付着したが、ガラス及び各種主要なポリマーからは、傾けるだけで、乾燥藻体が容易に剥離した。
図４０には、アルミバット、アルミホイル（つや消し面）及びフッ素樹脂の各素材について、素材のみ、素材に湿潤藻体を載せ乾燥する前、藻体を乾燥した後、及び素材から乾燥藻体を剥離した後のそれぞれの様子を示す。【０２４８】
【表６】
2016175302.tif 000008
【０２４９】
［実施例３２］
実施例１と同様に培養を行って、液面上にバイオフィルムが形成された。
液面上に形成されたバイオフィルムを複数個所から採取し、光学顕微鏡で観察したところ、図４１若しくは図４２に模式的に表される顕微鏡像、又は藻体６０１及び藻体集合物６０３の割合が図４１及び図４２に模式的に表される顕微鏡像の中間的な状態の顕微鏡像を得ることができた。
図４１は、藻体６０１及び細胞外マトリックス６０２がバイオフィルムを形成している状態を模式的に表す。図４２は、藻体６０１及び藻体集合物６０３並びに細胞外マトリックス６０２がバイオフィルムを形成している状態を模式的に表す。藻体集合物６０３は藻体６０１が細胞外多糖により結合したものと考えられる。
一方、培養液中に浮遊している微細藻類を光学顕微鏡で観察すると、図４３に模式的に表される顕微鏡像を得ることができた。
液面上に形成されたバイオフィルムは三次元状構造体であり、図４４及び図４５に示すように、泡状構造体及び襞状構造体が形成されていた。
培養槽（貯留部材）８０１に入れられた培養液８０２の液面に、バイオフィルム７０１が形成された。バイオフィルム７０１には、泡状構造体７０３及び襞状構造体７０２も認められた。
泡状構造体７０３は、サイズ及び形状は様々であったが、数ミリメートルから数センチメール大のものが多く、泡膜は容易に破壊可能であった。泡状構造体７０３の内部の気体は、未確認であるが、代謝により発生した二酸化炭素又は酸素を含むものと推定される。
襞状構造体７０２は、培養液８０２中に陥入するものが認められた。襞状構造体７０２は、バイオフィルム７０１の伸展に伴って襞状構造体７０２の横方向からの力によって培養液８０２中に陥入したものと推定される。【０２５０】
［実施例３３］
（第１の前培養）ＰＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ポリスチレン）製ケース（２８号，アズワン株式会社；外寸法  ６３ｍｍ×５０ｍｍ×２５．５ｍｍ；品番  ４−５６０５−０５）（本実施例において、以下「ＰＳ製ケース２８号」という。）に、ＣＳｉＦＦ０４培地（上記した表３に培地組成を示す。）４０ｍＬと、微細藻類  クロロコックム（Ｃｈｌｏｒｏｃｏｃｃｕｍ）  ｓｐ．  ＦＦＧ０３９株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−２２２６２株）のＣＳｉＦＦ０４培地分散液（藻体濃度  １．２ｍｇ／ｍＬ）１ｍＬとの混合物（本実施例において、以下「培養混合物」という場合がある。）を入れた。培養混合物を入れたＰＳ製ケース２８号を用いて、温度２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培地液面の照度  １５０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を行った（第１の前培養）。なお、培養温度の制御は、２３℃に設定したエアコンを用いて行った。第１の前培養の培養日数は１４日間とした。培養開始から１４日後、ＰＳ製ケース２８号の短径と同じ長さのナイロンフィルム（厚さ１ｍｍ）を用いて、培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルムを回収した。【０２５１】
（第２の前培養）第１の前培養で得られた微細藻類バイオフィルムを用いて、第２の前培養を行った。具体的には、培養槽にプラスチック製バット（３０ｃｍ×２３ｃｍ×７ｃｍ）を用い、ＣＳｉＦＦ０４培地２８００ｍＬに第１の前培養で得られた微細藻類バイオフィルムの半分量（質量ベース）を添加して、第１の前培養と同様の培養条件で、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を行った（第２の前培養）。第２の前培養の培養日数は１４日間とした。培養開始から１４日後、培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルムを回収した。回収した微細藻類バイオフィルムを、ＣＳｉＦＦ０４培地３００ｍＬを入れた５００ｍＬ容プラスチック製容器に移した。このプラスチック製容器を手で振った後、超音波処理を５分間行い、微細藻類のＣＳｉＦＦ０４培地分散液（本実施例において、以下「種藻分散液」という場合がある。）を得た。得られた種藻分散液から５ｍＬを採取して、ろ過及び乾燥（１３０℃、１時間）を行い、前培養によって得られた微細藻類の乾燥藻体重量を求めた。さらに、求めた乾燥藻体重量から、種藻分散液中の藻体濃度（本実施例において、以下「種藻濃度」という場合がある。）（ｍｇ／ｍＬ）を算出したところ、１０．７ｍｇ／ｍｌであった。【０２５２】
（本培養）培養槽にプラスチック製円筒状容器（直径１３．４ｃｍ、高さ２１ｃｍ）を用い、この培養槽に、改良培地（下記する表７に培地組成を示す。）を、培地の深さが２０ｃｍになるように入れた。次に、この培養槽内の改良培地に、藻体濃度が４．０ｇ／ｍ２になるように、種藻分散液を添加した。この培地及び種藻分散液を入れた培養槽を用いて、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培地液面での照度  ２２０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を行った（本培養）。本培養の培養日数は９日とした。【０２５３】
【表７】
2016175302.tif 000009
【０２５４】
（培地液量縮減）培地液面上全面に形成された微細藻類バイオフィルムを、沈降させないように注意しながら、プラスチック板を用いて静かに押しのけて培地液面を露出させた。培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルム及び藻体、並びに培養槽底面の藻体を排出しないように、ポンプを用いて、本培養終了時の培地の９５体積％分を排出した（培地液量縮減時の培地排出量  ９５体積％）。培地排出後の培地の深さは１ｃｍであった。プラスチック板を除くことで、再び培地液面上全面に微細藻類バイオフィルムが広がった。なお、微細藻類バイオフィルムの一部を採取して、定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥させ、その乾燥前後の重量を測定することで、微細藻類バイオフィルムの藻体固形分量（本実施例において「培地排出後の藻体固形分量」という。）（質量％）を求めた。結果を表８に示す。【０２５５】
（後培養）培地液量縮減後の培養槽を用いて、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培地液面での照度  ２２０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を更に継続した（後培養）。後培養の培養日数は５日間とした。【０２５６】
（回収）培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルム及び培養槽底面に沈殿している藻体の全量をすくい取って回収した。回収した微細藻類バイオフィルム及び藻体を、定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥し、乾燥した藻体（本実施例において、以下「乾燥藻体」という場合がある。）を得た。乾燥藻体の重量を測定し、乾燥藻体重量（ｇ）とした。乾燥藻体重量を培養面積（容器底面積）（ｍ２）で割った値を藻体収量（ｇ／ｍ２）とし、藻体収量（ｇ／ｍ２）を培養日数で割った値を藻体生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）とした。【０２５７】
（含油率及び油生産性）得られた乾燥藻体約５０ｍｇを精秤し、これを乳鉢及び乳棒を用いて５分間かけて十分にすり潰して、粉砕物を得た。得られた粉砕物をメタノール（１ｍＬを２回）及びクロロホルム（４ｍＬを１回）で洗浄して、溶剤可溶部分を集め、遠心分離処理（１０００ｒｃｆ、５分間）を行った。遠心分離処理後の上清から溶媒を揮発させ、残存物の重量を精秤し、含油率を下記の式によって求めた。
含油率（質量％）＝（残存物の重量（ｇ）／乾燥藻体重量（ｇ））×１００
先に求めた藻体生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）に含油率を乗じることによって、油生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）を算出した。これらの結果を表８に示す。【０２５８】
［実施例３４］
本培養の培養日数を９日間から１１日間に変更し、さらに、後培養の培養日数を５日間から３日間に変更した以外は、実施例３３と同様にして微細藻類の培養及び回収を行い、藻体収量、藻体生産性、含油率及び油生産性を算出した。結果を表８に示す。【０２５９】
［実施例３５］
培地液量縮減時の培地排出量を、本培養終了時の培地液量の９５体積％分から７５体積％分に変更した（培地液量縮減時の培地排出量  ７５体積％）以外は、実施例３３と同様にして微細藻類の培養及び回収を行い、藻体収量、藻体生産性、含油率及び油生産性を算出した。結果を表８に示す。【０２６０】
［比較例２］
本培養の培養日数を９日間から１４日間に変更し、かつ、後培養を行わなかった以外は、実施例３３と同様にして微細藻類の培養及び回収を行い、藻体収量、藻体生産性、含油率及び油生産性を算出した。結果を表８に示す。【０２６１】
【表８】
2016175302.tif 000010
【０２６２】
なお、表８中、「総培養日数（日）」は本培養日数及び後培養日数の合計を表す。【０２６３】
［実施例３６］
（第１の前培養及び第２の前培養）実施例３３と同様にして、第１の前培養及び第２の前培養を行い、種藻分散液を得た。【０２６４】
（本培養）培養槽にプラスチック製円筒状容器（直径１３．４ｃｍ、高さ２１ｃｍ）を用い、この培養槽に、ＣＳｉＦＦ０４培地（上記した表３に培地組成を示す。）を、培地の深さが２０ｃｍになるように入れた。次に、この培養槽内のＣＳｉＦＦ０４培地に、藻体濃度が４．０ｇ／ｍ２になるように、種藻分散液を添加した。培地及び種藻分散液を入れた培養槽を用いて、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培地液面での照度  ２２０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を行った。本培養の培養日数は１４日とした。【０２６５】
（培地液量縮減）培養槽の大きさに合わせたプラスチック板を用意し、このプラスチック板を培養槽の端から微細藻類バイオフィルムの下まで挿入し、プラスチック板を容器の反対側に寄せていくことで、微細藻類バイオフィルムをプラスチック板上に堆積させ、培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルムを全量すくい取った。すくい取った微細藻類バイオフィルムの一部を採取して、定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥させ、その乾燥前後の重量を測定することで、微細藻類バイオフィルムの藻体固形分量（本実施例において「培地排出後の藻体固形分量」という。）（質量％）を求めた。結果を表９に示す。【０２６６】
（後培養）培養槽にプラスチック製円筒状容器（直径１３．４ｃｍ、高さ６ｃｍ）を用意し、プラスチック板にすくい取った微細藻類バイオフィルムをこの培養槽の底面に広げた。回収した微細藻類バイオフィルムは湿潤状態であり、培地が共存していた。この培養槽を用いて、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培養槽底面に広げた微細藻類バイオフィルム表面での照度  ２２０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の培養を更に継続した（後培養）。後培養の培養日数は３日間とした。【０２６７】
（回収）培養により得られた微細藻類バイオフィルム及び藻体を全量回収した。回収した微細藻類バイオフィルム及び藻体を、定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥し、乾燥した藻体（本実施例において、以下「乾燥藻体」という場合がある。）を得た。乾燥藻体の重量を測定し、乾燥藻体重量（ｇ）とした。乾燥藻体重量を培養面積（容器底面積）（ｍ２）で割った値を藻体収量（ｇ／ｍ２）とし、藻体収量（ｇ／ｍ２）を培養日数で割った値を藻体生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）とした。【０２６８】
（含油率及び油生産性）実施例３３と同様にして含油率（質量％）及び油生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）を算出した。これらの結果を表９に示す。【０２６９】
［実施例３７］
後培養を二酸化炭素濃度  ５体積％下から大気下に変更した以外は、実施例３６と同様にして微細藻類の培養及び回収を行い、藻体収量、藻体生産性、含油率及び油生産性を算出した。結果を表９に示す。【０２７０】
［比較例３］
実施例３６と同様に第１の前培養、第２の前培養、及び本培養を行った。その後、培養により得られた微細藻類バイオフィルム及び藻体を全量回収し、吸引ろ過し、更に水で洗浄（１００ｍＬ×２回）することで培地成分を除去して、微細藻類の培養物を得た。得られた培養物に、水５．０ｍＬを加えて撹拌し、微細藻類の水分散液（藻体分散液）を得た。この藻体分散液中の藻体固形分量を求めたところ、８．３４％であった。このようにして培地を水に置換した以外は、実施例３６と同様にして微細藻類の後培養及び回収を行い、藻体収量、藻体生産性、含油率及び油生産性を算出した。これらの結果を表９に示す。【０２７１】
［比較例４］
実施例３６と同様に第１の前培養、第２の前培養、及び本培養を行った。その後、培養により得られた微細藻類バイオフィルム及び藻体を全量回収し、吸引ろ過して、微細藻類の培養物を得た。得られた培養物を定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥し、その重量を測定することにより乾燥藻体重量（ｇ）を求めた。実施例３６と同様にして藻体収量（ｇ／ｍ２）、藻体生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）、含油率（質量％）及び油生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）を算出した。結果を表９に示す。【０２７２】
［比較例５］
本培養の培養日数を１４日間から１７日間に変更した以外は実施例３６と同様に第１の前培養、第２の前培養、及び本培養を行った。その後、培養により得られた微細藻類バイオフィルム及び藻体を全量回収し、吸引ろ過して、微細藻類の培養物を得た。得られた培養物を定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥し、その重量を測定することにより藻体量（ｇ）を求めた。実施例３６と同様にして藻体収量、藻体生産性、含油率及び油生産性を算出した。結果を表９に示す。【０２７３】
【表９】
2016175302.tif 000011
【０２７４】
なお、表９中、「総培養日数（日）」は本培養日数及び後培養日数の合計を表す。【０２７５】
［実施例３８］
（第１の前培養）ＰＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ポリスチレン）製ケース（２８号，アズワン株式会社；外寸法  ６３ｍｍ×５０ｍｍ×２５．５ｍｍ；品番  ４−５６０５−０５）（本実施例において、以下「ＰＳ製ケース２８号」という。）に、ＣＳｉＦＦ０４培地（上記した表３に組成を示す。）４０ｍＬと、微細藻類  ボツリオコッカス・スデティクス（Ｂｏｔｒｙｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｕｄｅｔｉｃｕｓ）  ＡＶＦＦ００７株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−１１４２０株）のＣＳｉＦＦ０４培地分散液（藻体濃度１．２ｍｇ／ｍＬ）１ｍＬとの混合物（本実施例において、以下「培養混合物」という場合がある。）を入れた。培養混合物を入れたＰＳ製ケース２８号を用いて、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培地液面の照度  １５０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を行った（第１の前培養）。なお、培養温度の制御は、２３℃に設定したエアコンを用いて行った。第１の前培養の培養日数は１４日間とした。培養開始から１４日後、ＰＳ製ケース２８号の短径と同じ長さのナイロンフィルム（厚さ１ｍｍ）を用いて、培地液面に形成された微細藻類バイオフィルムを回収した。【０２７６】
（第２の前培養）第１の前培養で得られた微細藻類バイオフィルムを用いて、第２の前培養を行った。具体的には、培養槽にプラスチック製バット（３０ｃｍ×２３ｃｍ×７ｃｍ）を用い、ＣＳｉＦＦ０４培地２８００ｍＬに第１の前培養で得られた微細藻類バイオフィルムの半分量（質量ベース）を添加して、第１の前培養と同様の培養条件で、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を行った（第２の前培養）。第２の前培養の培養日数は１４日間とした。培養開始から１４日後、培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルムを回収した。回収した微細藻類バイオフィルムを、ＣＳｉＦＦ０４培地３００ｍＬを入れた５００ｍＬ容プラスチック製容器に移した。このプラスチック製容器を手で振った後、超音波処理を５分間行い、微細藻類のＣＳｉＦＦ０４培地分散液（本実施例において、以下「種藻分散液」という。）を得た。得られた種藻分散液から５ｍＬを採取して、ろ過及び乾燥（１３０℃、１時間）を行い、前培養によって得られた微細藻類の乾燥藻体重量を求めた。さらに、求めた乾燥藻体重量から、種藻分散液中の藻体濃度（本実施例において「種藻濃度」という場合がある。）（ｍｇ／ｍＬ）を算出したところ、１０．７ｍｇ／ｍｌであった。【０２７７】
（本培養）培養槽にＴＰＸ染色バット（タテ型壺，アズワン株式会社；サイズ  ９４ｍｍ×４６ｍｍ×９６ｍｍ；品番  ２−３０２９−０１）を用い、この培養槽に、ＣＳｉＦＦ０４培地（上記した表３に組成を示す。）を、培地の深さが５ｃｍになるように入れた。次に、この培養槽内のＣＳｉＦＦ０４培地に、藻体濃度が０．６７ｇ／ｍ２になるように、種藻分散液を添加した。この培地及び種藻分散液を入れた培養槽を用いて、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培地液面での照度  １５０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の静置培養（液面浮遊培養）を行った（本培養）。本培養の培養日数は１４日間とした。【０２７８】
（培地液量縮減）培養槽の大きさに合わせたプラスチック板を用意し、このプラスチック板を培養槽の端から微細藻類バイオフィルムの下まで挿入し、プラスチック板を容器の反対側に寄せていくことで、微細藻類バイオフィルムをプラスチック板上に堆積させ、培地液面上に形成された微細藻類バイオフィルムを全量すくい取った。すくいとった微細藻類バイオフィルムの一部を採取して、定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥させ、その乾燥前後の重量を測定することで、微細藻類バイオフィルムの藻体固形分量（本実施例において「培地排出後の藻体固形分量」という。）（質量％）を求めた。結果を表１０に示す。【０２７９】
（後培養）培養槽にＰＳケース２８号を用意し、プラスチック板にすくい取った微細藻類バイオフィルムをこの培養槽の底面に広げた。この培養槽を用いて、温度  ２３℃、二酸化炭素濃度  ５体積％条件下、昼白色蛍光灯を用いて、培養槽の底面に広げた微細藻類バイオフィルム表面での照度  １５０００ｌｘ、明期  １２時間、暗期  １２時間の照射サイクルで、微細藻類の培養を更に継続した（後培養）。後培養の培養日数は３日間とした。【０２８０】
（回収）培養により得られた微細藻類バイオフィルム及び藻体を全量回収した。回収した微細藻類バイオフィルム及び藻体を、定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥し、乾燥した藻体（本実施例において、以下「乾燥藻体」という場合がある。）を得た。乾燥藻体の重量を測定し、乾燥藻体重量（ｇ）とした。乾燥藻体重量を培養面積（容器底面積）（ｍ２）で割った値を藻体収量（ｇ／ｍ２）とし、藻体収量（ｇ／ｍ２）を培養日数で割った値を藻体生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）とした。【０２８１】
（含油率及び油生産性）実施例３３と同様にして含油率（質量％）及び油生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）を算出した。これらの結果を表１０に示す。【０２８２】
［比較例６］
実施例３８と同様に第１の前培養、第２の前培養、及び本培養を行った。その後、培養により得られた微細藻類バイオフィルム及び藻体を全量回収し、吸引ろ過して、微細藻類の培養物を得た。得られた培養物を定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥し、その重量を測定することにより乾燥藻体重量（ｇ）を求めた。実施例３８と同様にして藻体収量（ｇ／ｍ２）、藻体生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）、含油率（質量％）及び油生産性（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）を産出した。結果を表１０に示す。【０２８３】
［比較例７］
本培養の培養日数を１４日間から１７日間に変更した以外は実施例３８と同様に第１の前培養、第２の前培養、及び本培養を行った。その後、培養により得られた微細藻類バイオフィルム及び藻体を全量回収し、吸引ろ過して、微細藻類の培養物を得た。得られた培養物を定温乾燥機中１３０℃で３時間乾燥し、その重量を測定することにより藻体量（ｇ）を求めた。実施例３８と同様にして藻体収量、藻体生産性、含油率及び油生産性を産出した。結果を表１０に示す。【０２８４】
【表１０】
2016175302.tif 000012
【０２８５】
なお、表１０中、「総培養日数（日）」は本培養日数及び後培養日数の合計を表す。
【符号の説明】
【０２８６】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｋ，１０ｎ，１０ｐ，１０ｒ，１０ｔ，１０ｕ  培養装置
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｊ，１２ｎ，１２ｒ，１２ｔ，１２ｕ  貯留部材
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｋ  遮蔽部材
１６ａ，１６ｒ  容器
１７  バルブ
１８  排水管
２０ｆ，２０ｈ，２０ｎ，２８，２８ｅ  支持体
２２ｆ  第１のフィルム
２４ｇ  第２のフィルム
２６ｊ  第３のフィルム
２７  貯留部材
３０  嵩上げする部材
５０，６０  培養装置
５２，６２  貯留部材
６４  伝熱用配管
９０  培養装置
９２  管状（チューブ状）に形成された部材
９４  支持体
１００，２００  培養装置
２０２，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ  第１の巻取機
２０４  ヘラ
２０６  回収容器
２０８  設置用ローラ
２１０  再設置用のフィルム
２２０  貯留部材群
６０１  藻体
６０２  細胞外マトリックス
６０３  藻体集合物
７０１  バイオフィルム
７０２  襞状構造体
７０３  泡状構造体
８００  培養装置
８０１  培養槽（貯留部材）
８０２  培養液
９０１  培養槽
９０２  第一の基板
９０３ａ  バイオフィルム（藻体）
９０３ｂ  バイオフィルム（藻体）
９０４  第二の基板
Ｇ  設置面
Ｇｂ  凹部
Ｇｄ  凸部
Ｍ  培養液
Ｎ  気層
Ｐ，Ｐ２，Ｐ３  微細藻類
Ｔ  領域
Ｗ  水
【図１】
2016175302.tif 000013
【図２】
2016175302.tif 000014
【図３】
2016175302.tif 000015
【図４】
2016175302.tif 000016
【図５】
2016175302.tif 000017
【図６】
2016175302.tif 000018
【図７】
2016175302.tif 000019
【図８】
2016175302.tif 000020
【図９】
2016175302.tif 000021
【図１０】
2016175302.tif 000022
【図１１】
2016175302.tif 000023
【図１２】
2016175302.tif 000024
【図１３】
2016175302.tif 000025
【図１４】
2016175302.tif 000026
【図１５】
2016175302.tif 000027
【図１６】
2016175302.tif 000028
【図１７】
2016175302.tif 000029
【図１８】
2016175302.tif 000030
【図１９】
2016175302.tif 000031
【図２０】
2016175302.tif 000032
【図２１】
2016175302.tif 000033
【図２２】
2016175302.tif 000034
【図２３】
2016175302.tif 000035
【図２４】
2016175302.tif 000036
【図２５】
2016175302.tif 000037
【図２６】
2016175302.tif 000038
【図２７】
2016175302.tif 000039
【図２８】
2016175302.tif 000040
【図２９】
2016175302.tif 000041
【図３０】
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【図３１】
2016175302.tif 000043
【図３２】
2016175302.tif 000044
【図３３】
2016175302.tif 000045
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【配列表】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月2日(2016.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を保持する貯留部材を備える培養装置を用いた、培養液の液面にバイオフィルムを形成可能な微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、
前記培養液の上方に気層が存在するようにしながら、前記培養液で微細藻類を培養する本培養工程と、
前記培養液の液量を前記貯留部材から前記培養液を除去することにより減らす液量縮減工程と、
前記本培養工程で用いた貯留部材および前記液量縮減工程で減らした液量の培養液を用いて、前記本培養工程で得られた液面上の微細藻類バイオフィルムおよび底面の微細藻類をいずれも回収することなく培養する後培養工程と、
前記後培養工程の後に、前記微細藻類の培養物を回収する回収工程と
を含む微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記後培養工程において、前記微細藻類の藻体と培養液の質量比が、藻体の質量／培養液の質量＝２０／８０〜０．１／９９．９である、請求項１に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項４】
前記培養装置が、更に、鉛直方向から見た際に前記培養液の液面の少なくとも一部を覆うように、前記貯留部材の上方に配置される、少なくとも一部の波長の光が透過可能な遮蔽部材を備え、かつ、前記気層が前記培養液の液面と前記遮蔽部材との間に形成される、請求項１または３に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項５】
前記培養装置が、更に、前記気層の温度を制御する気温制御部及び前記培養液の温度を制御する液温制御部の少なくとも一方を備え、
前記本培養工程において、前記気層の温度及び前記培養液の温度の少なくとも一方を前記微細藻類の培養に適した温度範囲に制御する、請求項１、３、および４のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項６】
前記培養装置が、更に、前記気層に連通する通気部を備える、請求項１および請求項３〜５のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項７】
前記培養装置が、更に、前記通気部での気体の通過を制御する通気制御部を備える、請求項６に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項８】
前記貯留部材は、可撓性を有する第１のフィルムと、前記第１のフィルムを支持する支持体とを有し、
前記支持体が前記第１のフィルムをプール状の凹部を形成するように支持して、前記培養液を前記凹部で保持する、請求項１および請求項３〜７のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項９】
前記培養装置は、前記第１のフィルムを移動させる第１のフィルム移動部材を有し、
前記液量縮減工程において、培養液の液量を減らすことで、培養した前記微細藻類の培養物を前記第１のフィルムに接触させて、
前記回収工程において、前記第１のフィルムを前記支持体から移動させて、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項８に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１０】
前記培養装置は、前記第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機を有し、
前記回収工程において、前記第１の巻取機は、前記第１のフィルムを前記微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項８又は９に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１１】
前記培養装置は、前記第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機と、前記第１のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させる第１の回収部材を有し、
前記回収工程において、前記第１の巻取機が前記第１のフィルムをロール状に巻き取りつつ、前記第１の回収部材が前記第１のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させて前記微細藻類の培養物を回収する、請求項８又は９に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１２】
前記培養装置は、前記第１のフィルムと、前記支持体との間に、１以上の第３のフィルムを備える、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１３】
前記貯留部材は、前記培養液と接触する側の最表面に、複数の貫通孔が形成された第２のフィルムを備える、請求項１および請求項３〜１２のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１４】
前記培養装置は、前記第２のフィルムを移動させる第２のフィルム移動部材を有し、
前記回収工程において、前記第２のフィルムを移動させて、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１３に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１５】
前記培養装置は、前記第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機を有し、
前記回収工程において、前記第２の巻取機は、前記第２のフィルムを前記微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１３又は１４に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１６】
前記培養装置は、前記第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機と、前記第２のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させる第２の回収部材を有し、
前記回収工程において、前記第２の巻取機が前記第２のフィルムをロール状に巻き取りつつ、前記第２の回収部材が前記第２のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させて前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１３又は１４に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１７】
（削除）
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月2日(2017.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を保持する貯留部材を備える培養装置を用いた微細藻類の培養物の培養及び回収方法であって、
前記培養液の上方に気層が存在するようにしながら、前記培養液で微細藻類を培養する本培養工程と、
前記培養液の液量を前記貯留部材から前記培養液を除去することにより減らす液量縮減工程と、
前記本培養工程で用いた貯留部材および前記液量縮減工程で減らした液量の培養液を用いて、前記本培養工程で得られた液面上の微細藻類バイオフィルムおよび底面の微細藻類をいずれも回収することなく培養する後培養工程と、
前記後培養工程の後に、前記微細藻類の培養物を回収する回収工程と
を含む微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項２】
前記後培養工程において、前記微細藻類の藻体と培養液の質量比が、藻体の質量／培養液の質量＝２０／８０〜０．１／９９．９である、請求項１に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項３】
前記培養装置が、更に、鉛直方向から見た際に前記培養液の液面の少なくとも一部を覆うように、前記貯留部材の上方に配置される、少なくとも一部の波長の光が透過可能な遮蔽部材を備え、かつ、前記気層が前記培養液の液面と前記遮蔽部材との間に形成される、請求項１または２に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項４】
前記培養装置が、更に、前記気層の温度を制御する気温制御部及び前記培養液の温度を制御する液温制御部の少なくとも一方を備え、
前記本培養工程において、前記気層の温度及び前記培養液の温度の少なくとも一方を前記微細藻類の培養に適した温度範囲に制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項５】
前記培養装置が、更に、前記気層に連通する通気部を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項６】
前記培養装置が、更に、前記通気部での気体の通過を制御する通気制御部を備える、請求項５に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項７】
前記貯留部材は、可撓性を有する第１のフィルムと、前記第１のフィルムを支持する支持体とを有し、
前記支持体が前記第１のフィルムをプール状の凹部を形成するように支持して、前記培養液を前記凹部で保持する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項８】
前記培養装置は、前記第１のフィルムを移動させる第１のフィルム移動部材を有し、
前記液量縮減工程において、培養液の液量を減らすことで、培養した前記微細藻類の培養物を前記第１のフィルムに接触させて、
前記回収工程において、前記第１のフィルムを前記支持体から移動させて、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項７に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項９】
前記培養装置は、前記第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機を有し、
前記回収工程において、前記第１の巻取機は、前記第１のフィルムを前記微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項７又は８に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１０】
前記培養装置は、前記第１のフィルムをロール状に巻き取る第１の巻取機と、前記第１のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させる第１の回収部材を有し、
前記回収工程において、前記第１の巻取機が前記第１のフィルムをロール状に巻き取りつつ、前記第１の回収部材が前記第１のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させて前記微細藻類の培養物を回収する、請求項７又は８に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１１】
前記培養装置は、前記第１のフィルムと、前記支持体との間に、１以上の第３のフィルムを備える、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１２】
前記貯留部材は、前記培養液と接触する側の最表面に、複数の貫通孔が形成された第２のフィルムを備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１３】
前記培養装置は、前記第２のフィルムを移動させる第２のフィルム移動部材を有し、
前記回収工程において、前記第２のフィルムを移動させて、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１２に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１４】
前記培養装置は、前記第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機を有し、
前記回収工程において、前記第２の巻取機は、前記第２のフィルムを前記微細藻類の培養物と共にロール状に巻き取ることで、前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１２又は１３に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【請求項１５】
前記培養装置は、前記第２のフィルムをロール状に巻き取る第２の巻取機と、前記第２のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させる第２の回収部材を有し、
前記回収工程において、前記第２の巻取機が前記第２のフィルムをロール状に巻き取りつつ、前記第２の回収部材が前記第２のフィルムから前記微細藻類の培養物を剥離させて前記微細藻類の培養物を回収する、請求項１２又は１３に記載の微細藻類の培養物の培養及び回収方法。
【国際調査報告】
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