(57)【要約】【課題】培養液から光合成微生物を効率よく分離可能な培養システムを提供する。【解決手段】複数の培養槽１０ａ，１０ｂ，１０３ｃ，１０ｄ，１０ｅ（１０）が多段に接続され、培養槽１０ａ，１０ｂ，１０３ｃ，１０ｄ，１０ｅ（１０）のうちのそれぞれの培養槽１０内の培養液Ｍが下段の培養槽１０に通流するようになっており、複数の培養槽１０ａ，１０ｂ，１０３ｃ，１０ｄ，１０ｅのうちのそれぞれの培養槽１０内の培養液Ｍの水深が、培養液Ｍの通流方向の下流に向かうにつれて、徐々に浅くなって構成されている培養システム１００とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の培養槽が多段に接続され、前記複数の培養槽のうちのそれぞれの培養槽内の培養液が下段の培養槽に通流するようになっており、
前記複数の培養槽のうちのそれぞれの培養槽内の培養液の水深が、培養液の通流方向の下流に向かうにつれて、徐々に浅くなって構成されていることを特徴とする、培養システム。
【請求項２】
前記複数の培養槽は、隣接する培養槽の壁面同士が対向して配置され、
前記壁面には、前記培養槽の内外を連通するように、前記壁面の少なくとも一部が切除されてなる培養液流路が形成され、
前記隣接する培養槽のうちの上流側の培養槽内の培養液は、前記培養液流路を通って、下流側の培養槽に供給されるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の培養システム。
【請求項３】
前記培養液流路は、前記複数の培養槽を構成するそれぞれの培養槽の壁面のうちの一部が上方から切り込まれて切り込みが設けられることで形成され、
前記複数の培養槽を構成するそれぞれの培養槽に形成される前記切り込みの深さは、前記培養液の通流方向の下流に向かう培養槽毎に、徐々に深くなっており、
前記隣接する培養槽のうちの上流側の培養槽内の培養液は、前記切り込みが形成された部分の前記壁面を越流して、下流側の培養槽に供給されるようになっていることを特徴とする、請求項２に記載の培養システム。
【請求項４】
前記複数の培養槽を構成する培養槽は、レースウェイ式の培養槽であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の培養システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、地球温暖化の問題がクローズアップされており、温室効果ガスの一種と考えられる二酸化炭素排出量の抑制が大きな課題になっている。化石燃料は燃焼させると固定されていた二酸化炭素が大気中に放出されることになり、二酸化炭素濃度は上昇してしまう。環境問題の観点や、それに加えて資源枯渇の観点からも、化石燃料の使用量を低減することが好ましい。
【０００３】
このような背景のもと、自動車ではバッテリーを搭載し、電気を代替動力源として駆動する電気自動車がある。しかしながら、航空機分野ではエネルギー密度の観点から、電気での駆動は難しく、依然として液体の化石燃料であるジェット燃料は依然有用な資源である。従って、ジェット燃料の燃焼による二酸化炭素の放出は、ある程度は避けられない。そこで、ジェット燃料の代替燃料を製造可能な光合成微生物に注目が集まっている。このような光合成微生物は、大気中の二酸化炭素を光合成により固定し、ジェット燃料へと変換可能な油脂を生産することができる。このように光合成微生物により作られた代替ジェット燃料は燃焼しても大気中の二酸化炭素濃度が上昇することが無いため、カーボンニュートラルと考えられる。
【０００４】
このような光合成微生物として、微細藻類に期待が集まっている。微細藻類は、栄養飢餓条件下で光合成を行うことで、油脂や油脂の原料となる炭水化物を細胞内に蓄積することが知られている。そのため、微細藻類の細胞内に蓄積される油脂は、従来の化石燃料に代わるバイオ燃料として注目されている。そして、このようなバイオ燃料により、大気中の二酸化炭素濃度低下と、化石燃料の使用量の削減とが期待される。
【０００５】
微細藻類から効率よくバイオ燃料を取得するためには、大量の微細藻類が良好に光合成をすることが好ましい。そこで、このような技術に関連して、特許文献１には、いずれも開放型レースウェイ槽である第一の培養槽と第二培養槽とが接続された藻類の培養システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−０９０５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
培養液中の微細藻類が有するバイオ燃料を回収するためには、まず、培養液を緩く遠心して微細藻類と培養液とに分離することが考えられる。そして、分離された微細藻類について、高速でさらに遠心することで、微細藻類中の油脂が回収される。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載の技術では、複数の培養槽が接続されている。そのため、最終的に得られる培養液（油脂を有する微細藻類を含む）の量が大量になる。これにより、最終的な培養液から微細藻類を分離する際、大量の培養液が遠心されることになり、遠心する手間がかかる。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、培養液から光合成微生物を効率よく分離可能な培養システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は前記課題を解決するため、鋭意検討を行った。その結果、本発明者は、複数の培養槽を、それらの培養槽間で培養液が通流可能になるように多段に接続し、それぞれ培養槽内の培養液の水深を、培養液の通流方向の下流側に向かって徐々に浅くするようにすることで、前記課題を解決できることを見出した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、培養液から光合成微生物を効率よく分離可能な培養システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の培養システムの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は従来の培養システムにおいて培養される微生物の増殖速度と時間とを示すグラフであり、（ｂ）は従来の培養システムの培養液における密度と時間とを示すグラフであり、（ｃ）は本実施形態の培養システムにおける各培養槽での培養液の水深、面積あたりの密度、及び、容積あたりの密度の関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態の培養システムについての変形例を示す図である。
【図５】本実施形態の培養システムについての変形例を示す図であり、（ａ）はその全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本実施形態の培養システムについての変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の培養システム１００の斜視図である。培養システム１００では、本実施形態では、微細藻類の一種であるユーグレナ（後記する）が培養される。培養システム１００は、５つの培養槽１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ（１０）を多段に接続して構成される。具体的には、本実施形態の培養システム１００では、５つの培養槽１０が同一方向に並んで配置されている。なお、培養槽１０は、レースウェイ式の培養槽である。これにより、培養に十分に時間をかけることができ、また、受光面積が大きいので培養量を増加させやすくなる。
【００１５】
なお、ここでいう「多段に接続された培養槽」とは、独立した培養が可能な培養槽が、複数接続されていることをいう。従って、詳細は後記するが、本実施形態の培養システム１００では、培養槽１０ａにおいて培養が行われ、また、それとは独立して培養槽１０ｂにおいても培養が行われ、さらに、それらとは独立して培養槽１０ｃ，１０ｄ，１０ｅにおいても培養が行われる。
【００１６】
これらの培養槽１０では、上流側（前段）である培養槽１０ａから、下流側（後段）である培養槽１０ｅに向かって、培養液Ｍが通流可能になっている。これらのうち、最も上流にある培養槽１０ａには、配管２１を通じて、栄養塩タンク及び水タンク（いずれも図示しない）が接続されている。これらのタンクからの栄養塩及び水が培養槽１０ａ内で撹拌混合されることで、ユーグレナの培養液Ｍが培養槽１０ａ内を循環することになる。そして、培養槽１０ａ内の培養液Ｍは、前記した通り、下流側の培養槽１０ｂに供給されることになる。
【００１７】
ここで、本実施形態の培養システム１００において培養されるユーグレナについて説明する。
ユーグレナ（Euglena）は、光合成微生物の一種である。ユーグレナは、鞭毛虫の一群で、運動性のある藻類として有名なミドリムシを含む。大部分のユーグレナは、葉緑体を有しており、光合成を行って独立栄養生活を行うが、捕食性のものや吸収栄養性のものもある。
【００１８】
ユーグレナを培養するための培養液Ｍとしては、例えば、窒素源、リン源、ミネラル等の栄養塩類を添加した培養液、例えば、改変Ｃｒａｍｅｒ−Ｍｙｅｒｓ培地（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４  １．０ｇ／Ｌ、ＫＨ２ＰＯ４  １．０ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．２ｇ／Ｌ、ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ  ０．０２ｇ／Ｌ、Ｆｅ２（ＳＯ２）３・７Ｈ２Ｏ  ３ｍｇ／Ｌ、ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ  １．８ｍｇ／Ｌ、ＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  １．５ｍｇ／Ｌ、ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．４ｍｇ／Ｌ、Ｎａ２ＭｏＯ４・２Ｈ２Ｏ  ０．２ｍｇ／Ｌ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ  ０．０２ｍｇ／Ｌ、チアミン塩酸塩（ビタミンＢ１）  ０．１ｍｇ／Ｌ、シアノコバラミン（ビタミンＢ１２）、（ｐＨ３．５））を用いることができる。なお、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４は、（ＮＨ４）２ＳＯ４やＮＨ３ａｑに変換することも可能である。
【００１９】
栄養塩を含む培養液Ｍを用いてユーグレナの培養を行う場合、培養液Ｍ中の栄養塩が豊富なときは、栄養塩を消費して、ユーグレナの増殖が優先的に行われる。しかし、培養液Ｍ中の栄養塩が少なくなると、代謝が変化しユーグレナは細胞内に油脂の原料となる炭水化物（パラミロン）を蓄え始める。
【００２０】
従って、培養システム１００においては、栄養塩濃度が高い上流側の培養槽１０（例えば培養槽１０ａ）では、炭水化物の蓄積よりもユーグレナの増殖が優先的に行われる。しかし、増殖に伴って栄養塩が消費された結果、下流側の培養槽１０（例えば培養槽１０ｅ）において培養液Ｍ中の栄養塩濃度が低下してくると、ユーグレナは炭水化物を細胞内に蓄え始めることになる。このように、本実施形態の培養システム１００では、培養が多段の培養槽によって行われることで、特別な処理を行わなくても、下流側から取り出されるユーグレナには、大量の炭水化物が含まれており、後段のプロセスにより効率よく油脂の生産ができることになる。
【００２１】
また、ユーグレナは、培養槽１０ａ〜１０ｅのそれぞれにおいて培養される。従って、例えば培養槽１０ａにおいて培養されたユーグレナは、培養液Ｍとともに、下流側の培養槽１０ｂに供給される。そして、培養槽１０ｂにおいて、再び培養が行われることになる。このような培養が培養槽１０ｃ〜１０ｅにおいても行われ、最終的に、培養槽１０ｅから炭水化物を有するユーグレナが取得される。
【００２２】
このような多段の培養槽１０により培養が行われることで、培養を制御し易いという利点がある。即ち、例えば気温が低い等の理由により増殖速度が遅い場合には、最上流の培養槽１０ａに供給される栄養塩及び水の量を減らすことで、各培養槽１０に培養液Ｍが留まる時間を長くして、十分に増殖時間を確保することができる。また、ユーグレナの培養に適した気温等の理由により増殖速度が速い場合には、増殖速度が遅い場合とは逆にして各培養槽１０での滞留時間を短くし、これによっても十分な量のユーグレナを得ることができる。これらにより、油脂の生産性が高められる。
【００２３】
図１に戻って、培養システム１００の装置構成について説明する。
培養槽１０ａは、培養液Ｍが通流する最上流の培養槽である。培養槽１０ａには、その中央近傍に仕切り１１ａ（１１）が設けられ、また、流路の途中には、撹拌翼２０ａ（２０）が設けられている。そして、撹拌翼２０ａが回転することで、培養液Ｍに流速が与えられ、培養液Ｍが循環するようになっている。また、仕切り１１ａが設けられていることで、培養液の流れを一様にすることができる。撹拌翼２０ａ及び仕切り１１ａにより培養槽１０ａにおいて培養液を循環することで配管２１を通じて供給された栄養塩及び水等が培養に十分に用いられることなく培養槽１０ｂに直接供給されることが防止される。また、図示しないが、仕切りの他にもコーナ部分等に整流板を設置することで培養液の流れを整流する。
【００２４】
さらに、培養槽１０ａには、培養液Ｍ中でユーグレナが効率よく光合成するように、培養液Ｍに二酸化炭素を溶解させる二酸化炭素溶解装置（図示しない）が設けられている。
【００２５】
ここで、培養槽１０ａと、それに隣接する培養槽１０ｂ（後記する）とは、長手方向の壁面同士が対向して配置されている。そして、培養槽１０ａの下流側の壁面には、培養槽１０ａの壁の高さよりも低い高さの切り込み１０ａ１が形成されている。この切り込み１０ａ１は、培養槽１０ａの壁面の一部が上方から切り込まれて（切除されて）なるものである。さらに、詳細は後記するが、培養槽１０ａの下流にある培養槽１０ｂにも、前記の切り込み１０ａ１と同じ深さで切り込まれてなる切り込み１０ｂ２が形成されている。
【００２６】
そして、培養槽１０ａの切り込み１０ａ１と、培養槽１０ｂの切り込み１０ｂ２とが接続されることで、培養液流路１２が形成される。より具体的には、培養槽１０ａの壁面は、培養液流路１２の部分で低くなっている。そのため、培養槽１０ａ内の培養液Ｍは、この部分を通って（切り込み１０ａ１，１０ｂ２が形成された部分の壁面を越流して）、培養槽１０ｂに供給されることになる。従って、培養槽１０ａにおいて切り込み１０ａ１が形成された壁面の部分は、いわゆる擁壁構造になっている。
【００２７】
培養液流路１２がこのような構造になっていることで、栄養塩及び水が供給されて培養槽１０ａ内の液面が上昇したときに、その上昇分の培養液Ｍがこの擁壁を越流し、下流の培養槽１０ｂに供給されることになる。そのため、培養液Ｍを下流の培養槽に供給するためのポンプや自動制御弁、制御装置等が不要になる。また、作業員による手動操作も不要になるため、コスト削減が図られる。
この点は、図２を参照しながらさらに後記する。
【００２８】
培養槽１０ｂは、培養槽１０ａからの培養液Ｍが培養液流路１２を通じて供給されるものである。培養槽１０ｂには、培養槽１０ａと同様に、仕切り１１ｂ（１１）及び撹拌翼２０ｂ（２０）が設けられ、これらにより、培養槽１０ｂ内で培養液Ｍが循環するようになっている。
【００２９】
また、培養槽１０ｂには、槽内の培養液Ｍの栄養塩の濃度を測定する塩濃度センサ３０が設けられている。最上流の培養槽１０ａ内の培養液Ｍの塩濃度は、比較的高濃度である。しかし、ユーグレナの成長に伴って培養液Ｍ中の塩は消費される。そのため、下流側になるにつれて、培養液Ｍの塩濃度は低くなる。ここで、ユーグレナの成長速度が遅いと、塩濃度の低下量も小さくなる。そこで、塩濃度センサ３０を用いて培養液Ｍの塩濃度を測定することで、塩濃度の低下量を算出して、ユーグレナの成長の状況が把握される。これにより、栄養塩及び水の供給速度を変えて、適切な培養が行われる。
【００３０】
培養槽１０ｂの上流側の壁面には前記のように切り込み１０ｂ２が形成されているが、培養槽１０ｂには、さらに、下流側の壁面に切り込み１０ｂ１が形成されている。そして、この切り込み１０ｂ１と、その下流側の培養槽１０ｃ（後記する）の上流側壁面に形成された切り込み１０ｃ２とが接続されることで、培養液流路１３が形成される。この培養液流路１３は、前記の培養液流路１２と同様に、培養槽１０ｂから培養槽１０ｃへの培養液Ｍの供給に用いられる。
【００３１】
培養槽１０ｂにおいて、下流側の切り込み１０ｂ１の深さは、上流側の切り込み１０ｂ２の深さよりも深くなっている。即ち、下流側の培養液流路１３の部分の壁面の高さは、上流側の培養液流路１２の部分の壁面の高さよりも、低くなっている。従って、培養槽１０ｂ内の培養液Ｍは、前段の培養槽１０ａに戻らずに、培養液流路１３を通って、下流の培養槽１０ｃに供給されることになる。
この点も、図２を参照しながらさらに後記する。
【００３２】
培養槽１０ｃ（１０）は、培養槽１０ｂからの培養液Ｍが培養液流路１３を通じて供給されるものである。培養槽１０ｃにも、培養槽１０ａ，１０ｂと同様に、仕切り１１ｃ（１１）、撹拌翼２０ｃ（２０）、切り込み１０ｃ１及び培養液流路１４が形成されている。
【００３３】
培養槽１０ｄ（１０）は、培養槽１０ｃからの培養液Ｍが培養液流路１４を通じて供給されるものである。培養槽１０ｄにも、培養槽１０ａ〜１０ｃと同様に、仕切り１１ｄ（１１）、撹拌翼２０ｄ（２０）、切り込み１０ｄ１及び培養液流路１５が形成されている。また、培養槽１０ｄには、培養槽１０ｂと同様に、塩濃度センサ３０が設けられている。
【００３４】
培養槽１０ｅ（１０）は、培養槽１０ｄからの培養液Ｍが培養液流路１５を通じて供給されるものである。培養槽１０ｅにも、培養槽１０ａ〜１０ｄと同様に、仕切り１１ｅ（１１）及び撹拌翼２０ｅｄ（２０）が形成されている。ただし、培養槽１０ｅには、切り込み及び培養液流路は形成されておらず、培養槽１０ｅ内の培養液Ｍは、配管２２を通じて、図示しない分離装置に供給されるようになっている。そして、分離装置において、培養液Ｍからユーグレナが分離された後、分離されたユーグレナから油脂が回収されるようになっている。
【００３５】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１を参照しながら説明したように、培養槽１０ａの下流側には、培養液流路１２が形成されている。この培養液流路１２は、培養槽１０ａの壁面の高さよりも低いところに形成されている。そのため、培養槽１０ａ内の培養液Ｍは、培養液流路１２の高さと同じ高さの水深Ｌ０になるまで、培養槽１０ｂに培養液Ｍを供給することになる。
【００３６】
また、配管２１を通じて栄養塩及び水が培養槽１０ａに供給されたときには、供給された量と等量の培養槽１０ａ内の培養液Ｍが、培養槽１０ｂに供給されることになる。なお、培養槽１０ｂに供給される培養液Ｍには、培養槽１０ａ内で培養されたユーグレナも含まれる。
【００３７】
他の培養槽１０ｂ〜１０ｅについても同様であり、例えば培養槽１０ｂ内の培養液の水深Ｌ１は、培養槽１０ｂの上流側に形成された培養液流路１２と、培養槽１０ｂの下流側に形成された培養液流路１３とのうちの低い方（培養液流路１３）の高さと一致する。
また、培養槽１０ｃ内の培養液の水深Ｌ２は、培養槽１０ｃの上流側に形成された培養液流路１３と、培養槽１０ｃの下流側に形成された培養液流路１４とのうちの低い方（培養液流路１４）の高さと一致する。
さらに、培養槽１０ｄ内の培養液の水深Ｌ３は、培養槽１０ｄの上流側に形成された培養液流路１４と、培養槽１０ｄの下流側に形成された培養液流路１５とのうちの低い方（培養液流路１５）の高さと一致する。
ただし、培養槽１０ｅでは、培養槽１０ｅ内の培養液Ｍの水深がＬ４で一定になるように、配管２２を通じて培養液Ｍのくみ上げが行われる。
【００３８】
このように、培養槽１０ａ〜１０ｅのそれぞれの培養槽１０において、培養液Ｍの通流方向の下流に向かうにつれて、培養液Ｍの水深が徐々に浅くなっている。これは、隣接する培養槽１０間に形成された培養液流路（即ち、切り込みの深さ）が、下流側の培養槽に向かうにつれて、徐々に浅くなっているためである。そして、これにより、培養液Ｍの量を少なくしつつ、培養液Ｍ中のユーグレナの量を十分にすることができ、ユーグレナの分離効率を上昇することができる。この点を、図３を参照しながら説明する。
【００３９】
図３は、（ａ）は従来の培養システムにおいて培養される微生物の増殖速度と時間とを示すグラフであり、（ｂ）は従来の培養システムの培養液における密度と時間とを示すグラフであり、（ｃ）は本実施形態の培養システム１００における培養槽１０での培養液の水深、面積あたりの密度、及び、容積あたりの密度の関係を示すグラフである。なお、これらのグラフはいずれも模式的なものであり、実際のグラフの形状とは一致しないことがある。
【００４０】
例えばバッチ方式での培養した場合、ユーグレナの増殖速度は、図３（ａ）に示すように、徐々に速くなるものの、増殖に適した密度において増殖速度Ｖ０をピークにして、その後は低下する。このとき、槽内でのユーグレナの密度（「細胞濃度」や「藻体濃度」ともいう）は、図３（ｂ）に示すように、徐々に大きくなるが、最大密度ｄ０に達し定常状態になる。従って、通常は、培養液は、増殖速度が最大となる密度付近において培養され、その後分離装置に供給されてユーグレナが分離された後、分離されたユーグレナから油脂が回収される。
【００４１】
これらのような傾向は、例えば特許文献１に記載のようなフロー方式での培養でも同様である。また、フロー方式の場合、培養液の量が多くなるため、前記のように培養液からのユーグレナの分離が煩雑である。そこで、これらの課題を解決できる技術が望まれている。
【００４２】
ユーグレナを、太陽光で培養した場合、ユーグレナは、光合成を行って二酸化炭素を固定し増殖する。従って、太陽光を受光可能な面積（受光面積）と受光量により、ユーグレナの増殖可能な培養液Ｍ中の面積あたりの密度（ｇ／ｍ２）の上限値が決定される。例えば、培養液Ｍの水深が浅くなれば、面積あたりの培養液量は少なくなる（即ち面積当たりの密度が小さくなる）ため、容積あたりの密度（ｇ／Ｌ）の上限値は比較的大きくなる。一方で、培養液Ｍの水深が深くなれば、面積あたりの培養液量が多くなる（即ち面積当たりの密度が大きくなる）ため、容積あたりの密度（ｇ／Ｌ）の上限値は比較的小さくなる。そして、培養液Ｍにおけるユーグレナの密度が、その上限値まで十分に余裕があれば、ユーグレナは比較的早い速度で増殖することになる。一方で、培養液Ｍにおけるユーグレナの密度が、密度の上限値に近づくにつれて、その増殖速度は低下することになる。
【００４３】
この点を、図３（ｃ）を参照しながら具体的に説明する。
【００４４】
最上段の培養槽１０ａにおいて、培養を続けると、ユーグレナの面積あたりの密度は徐々に増加し、ある程度の時点で密度は頭打ちになる。これは、太陽光が照射される面において、光合成微生物であるユーグレナの増殖が頭打ちになることを意味する。そこで、頭打ちになる前に、培養槽１０ａ内の培養液Ｍは、水深が浅くなる隣の培養槽１０ｂに移動される。そうすると、前記のように、培養槽１０ｂにおける面積あたりの密度は、培養槽１０ａにおける面積あたりの密度と比べて、低下することになる。
【００４５】
また、前記のように、培養槽１０ｂにおいて、容積あたりの密度の上限値が大きくなる。そのため、培養槽１０ｂ内の培養液Ｍの容積あたりの密度は、その上限値まで余裕ができることになり、培養槽１０ｂにおいて、ユーグレナの増殖が再び活発になる。そのため、培養槽１０ｂでの面積あたりのユーグレナの密度は、再び上昇する。そして、培養槽１０ｂにおいても、面積あたりの密度は再び頭打ちになるので、前記の場合と同様、培養槽１０ｂ内の培養液Ｍは、水深が浅くなる隣の培養槽１０ｃに移動される。
【００４６】
これらのように、各培養槽１０間で培養液Ｍの移動が繰り返されることで、ユーグレナが増殖し続けるため、ユーグレナの増殖速度を良好に維持し続けることができる。そのため、ユーグレナを効率的に培養することができる。また、培養液Ｍの水深が徐々に浅くなるようになっているため、全て同じ水深の培養槽を用いた場合と比べて、培養液Ｍの量を減らすことができる。これにより、培養液Ｍの高密度化を図ることができる。
【００４７】
図４は、本実施形態の培養システム１００についての変形例を示す図である。前記の図２に示した部材と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。前記の培養システム１００では、栄養塩及び水等が培養槽１０ａに供給されると、培養液流路１２〜１５による高低の差、即ち培養槽１０ａ〜１０ｅでの培養液Ｍの水深の差により、下流側の培養槽１０に培養液Ｍが供給されるようにした。しかし、図４に示す培養システム１０１では、水位の差を設けず、栄養塩及び水を培養槽１０ａに供給することで生じる培養液Ｍの流れを発生させて、下流側の培養槽１０に培養液Ｍが供給されるようにしている。
【００４８】
即ち、最上流の培養槽１０ａに栄養塩及び水が供給されると、培養槽１０ａ内の培養液Ｍは溢れることになる。そして、その溢れた培養液Ｍは、下流側の培養槽１０ｂに供給されるようになっている。培養槽１０ｂに培養液Ｍが供給されると、培養槽１０ｂの培養液Ｍが過剰となり、培養槽１０ｂの培養液Ｍが溢れることになる。そのため、培養槽１０ｂから溢れた培養液Ｍは、さらに下流側の培養槽１０ｃに供給されることになる。培養槽１０ｄ，１０ｅにおいても、同様にしてユーグレナの培養が行われる。培養システム１０１のように構成しても、前記の培養システム１００と同様の効果が得られる。
【００４９】
図５は、本実施形態の培養システム１００についての変形例を示す図であり、（ａ）はその全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。前記の図１及び図２に示した部材と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
前記の培養システム１００では、培養槽１０の壁面に上方から切り込まれてなる切り込みにより、培養液流路１２〜１５が形成されていた。しかし、図５に示す培養システム１０２では、培養槽１０の側面に、培養液流路１２〜１５としての貫通口が形成されている。この貫通口は、壁面の一部が切除されてなるものである。
【００５１】
具体的には貫通口の形成位置として、図５（ａ）に示すように、培養槽１０ａと培養槽１０ｂとを連通させるように、培養液流路１２が形成されている。また、培養槽１０ｂと培養槽１０ｃとを連通させるように、培養液流路１３が形成されている。さらに、培養槽１０ｃと培養槽１０ｄとを連通させるように、培養液流路１４が形成されている。そして、培養槽１０ｄと培養槽１０ｅとを連通させるように、培養液流路１５が形成されている。
【００５２】
培養液流路１２〜１５は、前記の培養システム１００と同様、図５（ｂ）に示すように、培養槽１０の培養液Ｍの水深が徐々に浅くなるような位置に形成されている。従って、培養槽１０ａからの培養液は、壁面に形成された培養液流路１２（貫通口）を通って、下流側の培養槽１０ｂに供給されることになる。他の培養槽１０においても同様である。本実施形態の培養システムを図５に示すように構成しても、前記の培養システム１００と同様の効果が得られる。
【００５３】
図６は、本実施形態の培養システム１００についての変形例を示す図である。前記の図２に示した部材と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。前記の培養システム１００では、レースウェイ式の培養槽１０が５つ接続されていたが、図６に示す培養システム１０３では、箱型の培養槽３０が５つ接続されている。培養槽３０には、槽内の培養液Ｍを撹拌する撹拌翼４０が備えられている。
【００５４】
前記の培養システム１００における培養槽１０ａが、図６の培養システム１０３における培養槽３０ａに相当する。同様に、培養槽１０ｂが培養槽３０ｂに、培養槽１０ｃが培養槽３０ｃに、培養槽１０ｄが培養槽３０ｄに、培養槽１０ｅが培養槽３０ｅに相当する。従って、培養槽３０ａに栄養塩及び水が供給されると、培養槽３０ａ内でこれらは培養液Ｍになる。そして、この培養液Ｍは、前記の培養システム１００と同様に形成された培養液流路１２〜１５を通って、下流側の培養槽３０に供給されるようになっている。本実施形態の培養システムを図６に示すように構成しても、前記の培養システム１００と同様の効果が得られる。
【００５５】
以上、本発明を、具体的な実施形態及びその変形例を挙げて説明したが、本発明は前記の内容に何ら制限されるものではない。
【００５６】
例えば、前記の例では、別体の培養槽１０を多段に接続したが、これらは予め一体に設けられていてもよい。即ち、複数の培養槽が予め多段に接続された一体型の培養槽を用いて、培養システム１００を構築してもよい。また、別体の培養槽１０は前記のように接続されることが好ましいものの、例えば、複数のレースウェイ型の培養槽が、配管等を用いて接続されるようにしてもよい。培養槽の材質は本培養システムの特徴をなんら制限するものではない。即ち、培養槽１０は、ＦＲＰ（樹脂強化ガラス繊維）、プラスチック、コンクリート、粘土、砂利、砂等のいずれの材料で製作されても良い。
【００５７】
また、前記の例では、水平方向に培養槽１０に配置したが、培養槽１０は、培養槽は鉛直方向に配置されてもよく、また、適宜鉛直方向から適宜ずらして設けられてもよい。そして、これらのように配置された培養槽１０について、前記の例と同様に培養槽１０同士を接続すればよい。
【００５８】
さらに、培養槽１０同士をつなぐ培養液流路１２〜１５の構成も、培養槽１０内の培養液Ｍの水深が下流側に向かうにつれて徐々に浅くなれば、どのようにしてもよい。例えば、培養システム１００が設置される場所によってユーグレナの増殖速度が変わることが考えられるため、それに応じて、培養液流路１２〜１５の上下方向の位置や幅等を適宜変更することができる。
【００５９】
また、培養槽１０の大きさや、培養槽１０の数、培養槽１０の深さ、培養液Ｍの量、培養槽１０内での培養液Ｍの滞留時間等も、特に制限はない。従って、図示の例では、同じ大きさの培養槽１０を用いたが、異なる大きさの培養槽１０を適宜組み合わせて培養システム１００を構成してもよい。
【００６０】
さらに、本実施形態の培養システム１００によって培養される光合成微生物の好適例としてユーグレナを挙げたが、培養システム１００により培養可能な光合成微生物はユーグレナに限られず、また、微細藻類に限られるものではない。従って、本実施形態の培養システム１００は、バイオ燃料やバイオ燃料の原料となりうる成分を光合成によって生成し、細胞内に蓄積することができるユーグレナに適用することが好ましいものの、他の微細藻類や光合成微生物に対しても好適である。
【００６１】
また、塩濃度センサで計測する塩濃度は、低下することにより微細藻類の細胞が栄養飢餓状態になり、細胞内に油脂や油脂の原料となる炭水化物を蓄積するようになる成分の塩であればよく、塩の種類を限定するものではない。
【００６２】
培養槽１０へ栄養塩及び水等を供給する配管２１及び培養槽１０から培養液を引き抜く配管２２は、所謂管状のものであることが好ましいが、例えば開水路を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ  レースウェイ式の培養槽（培養槽）
１０ａ１，１０ｂ１，１０ｂ２，１０ｃ１，１０ｃ２，１０ｄ１，１０ｄ２，１０ｅ２  切り込み
１２，１３，１４，１５  培養液流路
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ  箱型の培養槽（培養槽）
１００，１０１，１０２，１０３  培養システム
Ｍ  培養液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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