(57)【要約】【課題】生物体を多段に配置した大掛かりな装置であったとしても、清掃が容易な生物体育成装置を提供する。【解決手段】生物体格納容器から流れ出る排液を回収する循環流路を樋とし、加えて、好ましくは生物体格納ユニット下部に位置し、循環流路から集められた排液を貯蔵タンクに供給する排液集合流路を樋とすることで、課題を解決する。【選択図】図２−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物体を格納する生物体格納容器、
及びこれらを支持できる支持構造体、
を含む生物体格納ユニット、
生物体を育成するための養液及び／又は排液を貯蔵する貯蔵タンク、
該貯蔵タンクの養液を供給する給液ポンプ、
及び該給液ポンプからの養液を該生物体格納容器に供給する給液配管、を含む給液機構、並びに
生物体格納容器の横方、または下方に配置され、生物体格納容器から流れ出る排液を回収できる回収用樋、
回収用樋により回収された排液を集合用樋に送液する排液配管、
及び排液配管を介して送液された排液を受け、貯蔵タンクに流し込む集合用樋、
を含む排液機構、
を備える生物体育成装置。
【請求項２】
前記生物体格納ユニットは、生物体の上部に設置され、生物体に光を照射する照明装置を含む、請求項１に記載の生物体育成装置。
【請求項３】
前記貯蔵タンクから給液された洗浄液を回収できる洗浄用樋、及び該洗浄用樋により回収された洗浄液を、前記回収用樋、前記排液配管または前記集合用樋に送液する洗浄用バイパス配管、を含む洗浄機構、を更に備える請求項１または２に記載の生物体育成装置。
【請求項４】
前記洗浄用樋は、給液された洗浄液が、前記洗浄用バイパス配管に流れる構造を備える、請求項３に記載の生物体育成装置。
【請求項５】
前記回収用樋は、前記生物体格納容器から流れ出た排液が、前記排液配管に流れる構造を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の生物体育成装置。
【請求項６】
前記生物体格納容器は、前記給液配管の養液吐出口側から回収用樋側に養液が流れる構造を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の生物体育成装置。
【請求項７】
前記生物体格納容器が多段に形成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の生物体育成装置。
【請求項８】
前記生物体が遺伝子組換え生物体である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の生物体育成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物体の育成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物体の工業的生産を大規模に行うためには、生物体を育成する空間を大きくする必要がある。従って、用地の調達や建設の費用が増大するのみならず、空気調和等に必要なエネルギーの消費量が増大する。結果として、生物体の育成に要するコストが増大するため、育成環境の厳格な管理を要する生物体の工業的生産の規模拡大を妨げていた。
その解決手段として、生物体を、複数の格納容器に格納し、かつそれらを支持構造体に接続して鉛直方向に積み重ねた形態の生物体育成装置が提案されている。例えば植物の育成のため、多段の格納容器を備えた育成装置が知られている（特許文献１、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１０６４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】植物工場大全  ２０１０年７月２８日  日経ＢＰ社発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記提案されているような、生物体を複数の格納容器に格納し、かつそれらを支持構造体に接続して鉛直方向に積み重ねた形態の生物体育成装置では、装置が大きくなり清掃が困難となる。特に配管を清掃する際には、高圧をかけ洗浄することが一般的に行われているが、複数段の生物体格納容器を備えた大掛かりな装置において、各生物体格納容器から排出される排液が集合する配管は径を大きくする必要があり、この場合、管内上部の清掃を行う際には、多量の洗浄液を要するなど、困難を有する。
特に遺伝子組換え生物体の場合には洗浄の基準が厳しく、高いレベルの洗浄が必要となる。
本発明は、大掛かりな装置であっても、清掃が容易な生物体育成装置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】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決すべく研究を進めたところ、生物体格納容器から流れ出る排液を回収する循環流路を樋とし、加えて、好ましくは生物体格納ユニット下部に位置する循環流路から集められた排液を貯蔵タンクに供給する排液集合流路を樋とすることで、課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
本発明は、以下のとおりである。
生物体を格納する生物体格納容器、及びこれらを支持できる支持構造体を含む生物体格納ユニット、
生物体を育成するための養液及び／又は排液（本発明では生物体格納容器から排出される養液を「排液」と称する）を貯蔵する貯蔵タンク、該貯蔵タンクの養液を供給する給液ポンプ、及び該給液ポンプからの養液を該生物体格納容器に供給する給液配管、を含む給液機構、並びに
生物体格納容器の横方、または下方に配置され、生物体格納容器から流れ出る排液を回
収できる回収用樋、回収用樋により回収された排液を集合用樋に送液する排液配管、及び排液配管を介して送液された排液を受け、貯蔵タンクに流し込む集合用樋、を含む排液機構、
を備える生物体育成装置。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様では、更に洗浄機構を備え、該洗浄機構は、貯蔵タンクの吐出口から吐出された洗浄液を、回収できる洗浄用樋、及び該洗浄用樋により回収された洗浄液を、前記回収用樋、排液配管または集合用樋に供給する洗浄用バイパス配管、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、排液の水平方向の流路を樋にすることにより、樋の上面は開放されるため、スポンジ等を用いて容易に樋を洗浄することができる。また、配管の分解等を行うことなく洗浄の効果を視認することができ、藻や細菌類、バイオフィルム等の発生状況についても容易に確認することができる。
また、樋を用いることで配管接続箇所数を減らすことができ、接続部からの液体の漏えいや隙間へ残留を抑制することができる。
更に、洗浄液および洗浄水量が最大となる流路は排水集合流路であり、排水集合流路を樋とすることで、洗浄液および洗浄水の量を減少させ、および液体に圧力を与えるポンプを準備する必要がなく、コストが低減できる。
【００１０】
また、本発明の好ましい実施態様によると、洗浄用樋を設置することで、生物体格納容器を取り外して、並行して配管等を洗浄することが可能となり、装置全体の洗浄時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の生物体育成装置の一実施態様を示す斜視図である。
【図２−１】本発明の生物体育成装置の給液機構、及び排液機構を示す斜視図である。
【図２−２】本発明の生物体育成装置における、生物体格納容器から回収用樋への排液の流れの具体例を示す断面図である。
【図３−１】本発明の生物体育成装置の生物体格納容器周辺の態様を示す斜視図である。
【図３−２】本発明の生物体育成装置の排液配管と集合用樋との間の排液の供給を示す模式図である。
【図３−３】本発明の生物体育成装置の集合用樋の形状例を示す模式図である。
【図４】本発明の生物体育成装置の給液機構、排液機構、及び洗浄機構を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、説明に用いる図面は、いずれも本発明による生物体育成装置又はその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略等を行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、図面を用いた説明に用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することができる。
【００１３】
図１は、本実施態様に係る生物体育成装置を示す。
本実施態様に係る生物体育成装置１００は、生物体格納ユニット、給液機構、並びに排液機構を備える。生物体育成装置１００は、支持構造体１０に支持された３段の生物体格
納容器１を有し、貯蔵タンク１１に貯蔵された養液を、給液機構により各生物体格納容器１に給液し、各生物体格納容器１に供給された養液は、排液機構により貯蔵タンク１１に戻されることで、養液が循環し得る構成を有する。
本実施態様に係る生物体育成装置１００は、養液を送液する機構、特に排液機構に特徴を有し、以下詳細に説明する。
【００１４】
１  生物体格納ユニット
生物体育成装置１００は生物体格納ユニットを有し、生物体格納ユニットは生物体格納容器１及び生物体格納容器１を支持する支持構造体１０からなる。生物体を育成するための照明装置（図示せず）を有することもできる。また、作業用の足場を有することもできる。
生物体育成装置１００は、支持構造体１０によりその骨組みが形成され、生物体格納容器１を支持する。生物体格納容器１は３段で構成されるが、これに限られない。一度に多くの生物体を育成するため、２段以上の多段構成であることが好ましく、３段以上、５段以上、８段以上、１０段以上、１５段以上、２０段以上とすることもできる。
生物体格納容器が有する段の上限は３０段であり、通常は２５段以下である。生物体格納容器が有する段の数は、育成する生物体のサイズにより、適宜決定することができる。
また、生物体育成装置が高くなる、例えば１０ｍ以上であると、その上部におけるプランター供給作業に高所作業車を使用する際に、作業者が制限される場合があるため、生物体育成装置の高さを１０ｍ以下に抑えるように、段の数を決定することが好ましい。例えば、ピッキングフォーク等で対応できる高さの上限レベルは６ｍである。
多段とすることで、同一立地面積当たりの生産性が向上するため、建屋コスト、敷地準備金額を低減できる。
【００１５】
１．１  生物体格納容器
生物体格納容器１は、生物体を育成、栽培、および／または保持するためのものである。
必要に応じて水を保持および／または排出する機能を有する。
形状は任意であるが、生物体育成装置の設置に要する空間の効率を上げるために、生物体格納容器を狭い間隔で垂直に積み上げたいことから、水平方向に比較的薄いトレー状の形状が好ましく用いられる。
【００１６】
底面の形状、すなわち水平方向の形状は特に限定されず、円、楕円および／または多角形のいずれでもよいが、空間使用の効率の点で四角形が好ましい。水平方向の大きさに特に制限はないが、円の場合は直径、楕円の場合は長径、多角形の場合は最大の対角線の長さが、通常２０ｍ以下、好ましくは５ｍ以下、より好ましくは２ｍ以下、更に好ましくは１．５ｍ以下であり、通常１０ｃｍ以上、好ましくは２０ｃｍ以上、より好ましくは３０ｃｍ以上である。高さは通常２ｍ以下、好ましくは１ｍ以下、より好ましくは５０ｃｍ以下、更に好ましくは１０ｃｍ以下であり、下限は通常５ｍｍ以上、好ましくは１ｃｍ以上、より好ましくは３ｃｍ以上である。側面を有する場合には、側面の高さは一定であるのが好ましい。
【００１７】
生物体格納容器の大きさが上記上限以下であることにより、生物体の管理、生物体格納容器の清掃等の取り扱いが容易になり、実用的に使用することができる。上記下限以上であることで、生物体の育成空間を確保することで適切な育成を可能にし、更に、必要な生物体格納容器の数量を減少できるため、生物体格納容器の保守・管理に要する時間を抑制できる点で好ましい。
【００１８】
生物体格納容器は、必要に応じて、その内部に仕切りを設けたり、複数の小さい容器を収納してもよい。
該格納容器には、生物体を保持または固定するための区画や把持部分等、水を供給するための流水路、給水部、排水部等の構造を適宜付与してもよい。
【００１９】
生物体格納容器の材質に特に制限はないが、通常ＡＢＳ、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ウレタン、発泡スチロール等の樹脂材料およびそのアロイやフィラー複合材料、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミ鋼等の金属材料、木材、ガラス材等が用いられる。中でも、生物体の育成に影響を及ぼす成分が発生しにくい点で、樹脂材料が好ましい。
【００２０】
１．２  支持構造体
支持構造体は、生物体格納容器を垂直方向に複数支持するために用いられる。前記支持は、固定でも載置でもよい。
固定の場合の方法は、支持構造体と生物体格納容器とが必要な強度で固定されていれば特に限定されない。生物体育成装置と支持構造体との間で直接もしくは接続部材を介して固定される。具体的には、ネジ止め、ボルト止め、溶接、接着等が挙げられる。支持構造体と生物体格納容器との固定は、生物体格納容器の側面で行っても底面で行ってもよい。
接続部材を介して固定される場合、接続部材は支持構造体と生物体格納容器の側面との間に設置してもよいし、支持構造体と生物格納容器の底面との間に設置してもよい。
支持構造体と生物格納容器の底面との間に設置する場合は、後述の載置部材の上面に、生物体格納容器を直接または間接的に設置する方法が挙げられる。
【００２１】
支持構造体の形状に特に制限はないが、角状もしくは棒状の材料よりなる柱が好ましく用いられる。
支持が、生物体格納容器の支持構造体への載置による場合、該支持構造体は、角状もしくは棒状の材料よりなる柱に、生物体格納容器を載置できる部材（以下、載置部材ともいう）を、垂直方向に複数固定したものから構成され、該部材の上に生物体格納容器が載置される。
柱に載置部材を固定する具体的方法としては、柱に載置部材を直接もしくは固定部材を介してネジ止め、ボルト止め、溶接、接着等の手法で固定する方法が挙げられる。
複数の載置部材のそれぞれに生物体格納容器を置くことで、生物体格納容器が垂直方向に積み重ねられる。該載置部材はその上面に、生物体格納容器を整列させるための部材を設置してもよい。
支持が載置の場合、生物体格納容器を支持構造体と独立して取り扱えるため、生物体格納容器を別の場所から支持構造体に搬入でき、また、支持構造体から別の場所に搬出できる点で好ましい。
【００２２】
支持構造体および生物体格納容器を構成要素とする生物体格納ユニット全体の大きさは、生物体格納容器を適切に収納できる限り特に制限はないが、水平方向の最大の長さは、通常１００ｍ以下、好ましくは５０ｍ以下、より好ましくは２０ｍ以下、更に好ましくは１５ｍ以下であり、またその下限は１０ｃｍ以上、好ましくは２０ｃｍ以上、より好ましくは３０ｃｍ以上である。高さの上限は通常２０ｍ以下、好ましくは１０ｍ以下、より好ましくは８ｍ以下であり、下限は通常１ｍ以上、好ましくは１．５ｍ以上、より好ましくは２ｍ以上、更に好ましくは４ｍ以上、最も好ましくは５ｍ以上である。支持構造体の大きさが上記上限以下であることで、設置のための空間が大きくなりすぎず、空気調和を容易にしたり、生物体の工業的生産を行う際の作業の動作経路を適切な範囲とすることができる。一方、下限以上であることで、一定量の生物体育成に要する支持構造体の必要数量を抑制し、また各支持構造体周囲に必要な空間の体積も抑制することができる。前記載置部材の高さの上限は通常５０ｃｍ以下、好ましくは１５ｃｍ以下、より好ましくは１０ｃｍ以下、更に好ましくは５ｃｍ以下、最も好ましくは３ｃｍ以下であり、下限は通常１ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上である。高さが前記上限以下であることにより、支持構造
体全体の重量を抑制でき、設置工事を容易にする点で好ましい。逆に小さすぎると、一方、下限以上であることにより、生物体格納容器を載置するのに十分な強度を確保しやすい点で好ましい。
【００２３】
支持構造体および載置部材の材質に特に制限はないが、高い強度を有する点で、木材もしくは炭素鋼やステンレス鋼、アルミ鋼などの金属材料が好ましく用いられるが、より安定で設置精度の高い金属材料がより好ましい。生物体育成に水を使用する場合は、腐食しにくい金属材料、例えばステンレス鋼やアルミ鋼およびそれらの合金材料が好ましい。腐食を防止する目的で、金属材料に適宜コーティングや不動態化処理、メッキ処理等を施したものを用いることもできる。
【００２４】
１．３  照明装置
生物体の育成に光が必要な場合は、生物体育成装置に照明装置を設けてもよい。生物体の育成に光が必要な場合の具体例としては、生物体が所期の期間生命を維持するため、もしくは生物体の育成を促進するために、明暗期を要する場合や、生物ホルモンを刺激して所期の形状や方向に成長させたい場合、光合成のための光エネルギーを要する場合等が挙げられる。
照明装置が発した光は、生物体格納容器の中に存在する生物体に目的に応じて適切に照射される必要があるので、照明装置は通常生物体格納容器の比較的近傍に設置される。特に、作業者や技術者が生物体の育成状態の観察や管理を行う都合上、照明装置は生物体格納容器の上部に設置されるのが便利である。
【００２５】
その具体的設置方法としては、生物体格納容器の上部に存在する別の生物体格納容器の下面や支持構造体を構成する載置部材の下面に、直接もしくは固定部材を介してネジ止め、ボルト止め、溶接、接着等の手法で固定する方法や、支持構造体に前記手法によって勘合部もしくは凹凸部を付与した照明装置用固定部材を固定し、その固定部材に、該勘合部もしくは凹凸部に勘合して位置が変動しないように照明装置を乗せて固定する方法等が挙げられる。その際、育成される生物体に対して光が無駄なく、均等照射されるように配置するのが好ましい。
【００２６】
照明装置は目的を達成できる限り制限されず、公知の照明装置を使用することができる。照明装置の種類の具体例としては、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯、メタルハライドランプ、紫外線ランプ、赤外線ランプ、遠赤外線ランプ、マイクロ波照射装置、ＬＥＤ、エレクトロルミネセンス、ネオン灯等が挙げられる。中でも、発光効率の高い蛍光灯およびＬＥＤが好ましい。
照明装置の形態の具体例としては、設置する空間を節約して空気調和の効率を高めるため、円筒状もしくは平板状の透明または半透明のケースに、発光部を収納または封入したものが利用される。その水平方向の大きさの上限は通常３ｍ以下、好ましくは２ｍ以下、より好ましくは１．５ｍ以下であり、下限は３０ｃｍ以上、好ましくは５０ｃｍ以上、より好ましくは１ｍ以上である。この大きさが大きすぎると、設置工事が困難になるため好ましくない。逆に小さすぎると、光の照射ムラが生じやすくなり、かつ照明装置に要する電気配線が複雑になるため好ましくない。
照明装置の電気接続部をキャップで覆う等の方法で防水仕様を施してもよい。
【００２７】
１．４  その他
生物体格納ユニットは、作業用の足場を含むことができる。足場は、作業者や技術者が、生物体の育成状態を観察したり管理したり、水が関係する育成装置の管理やメンテナンスを行ったりする目的で、育成されている生物体や育成装置の近傍にアクセスするために作業者や技術者が上に乗ることができれば、特に制限されない。
特に複数の生物体格納容器が比較的高い位置に載置される支持構造体を用いる場合、作
業者や技術者が所定の作業をする際に作業性を向上させるために、支持構造体が設置された面より高い位置に足場を設置することが好ましい。
【００２８】
２  給液機構
本実施態様において給液機構は、生物体を育成するための養液及び／又は排液を貯蔵する貯蔵タンク、貯蔵タンクの養液を供給する給液ポンプ、及び供給ポンプからの養液を生物体格納容器に供給する給液配管、を含む。給液機構について図２−１を用いて説明する。
図２−１もまた、本実施態様に係る生物体育成装置を示し、養液の送液ルートをわかりやすく示すため、生物体格納容器は図示していない。
【００２９】
図２−１において、貯蔵タンク１１にて栄養分の濃度、ｐＨ値、温度などが調整、管理された養液は、給液ポンプ１３により強制的に送液され、生物体格納容器までの経路となる給液配管１４を通り、ノズル１５より各生物体格納容器に供給される。生物体格納容器にて生物体の育成に使用された養液は、生物体格納容器の上淵に隣接して、または生物体格納容器の下部に位置する回収用樋１６により回収され、貯蔵タンク１１まで戻る経路となる排液配管１７を通り、生物体育成ユニットの下部に位置する集合用樋１８にて集合し、再び貯蔵タンク１１に回収される循環経路を構成する。
貯蔵タンク１１において養液の栄養分の濃度、ｐＨ値などの調整、管理は、伝導度計、ｐＨ計、温度センサーから収集されたデータのフィードバックにより、栄養分、酸、アルカリの供給ポンプの供給量を制御することで管理できる。また、温度の調整は、チラー（冷凍機）などにより調整することができる。
【００３０】
２．１  貯蔵タンク
貯蔵タンク１１は、支持構造体および／または配管が形成する隙間に配置され、生物体を育成するための養液を貯蔵する。貯蔵タンクの容量は、生物体育成装置の規模に応じて適宜選択すればよいが、通常  ４００Ｌ以上、好ましくは１０００Ｌ以上、より好ましくは２０００Ｌ以上であり、通常２００００Ｌ以下、好ましくは、１５０００Ｌ以下、より好ましくは１００００Ｌ以下である。使用する養液または洗浄液の量に対して、割以上の容量を有するのが好ましい。
生物体格納容器が３段で構成される場合には、例えば６００Ｌの容量を有するタンクとすることができる。
貯蔵タンク１１には、養液のみならず、一旦生物体に供給された排液をも貯蔵し得る。
貯蔵された排液は、再度養液として循環させることも可能であり、また、排水パイプ１２により排水溝へと送液することもできる。
また、洗浄時には洗浄液を貯蔵することもできる。
貯蔵タンクは２個以上設けてもよく、目的に応じてタンクの数を選択することができる。貯蔵タンクの数を多くすることで、液の管理が容易になる点で好ましい。例えば、貯蔵タンクを２個設けることにより、養液の貯蔵と洗浄液の貯蔵とを別のタンクで行うことができる。また、貯蔵タンクを３個設けることにより、養液、洗浄液に加えて、養液または洗浄液の排液の貯蔵を別のタンクで行うこともできる。更に、貯蔵タンクを４個設けることで、養液、洗浄液、養液の排液、洗浄液の排液の貯蔵を別のタンクで行うことができる。一方、生物体育成装置全体の洗浄を容易にするためには、貯蔵タンクの数は少ない方が良い。
【００３１】
貯蔵タンク１１の形状は通常直方体であるが、多角形、円筒形であってもよく、球形であってもよい。また、供給ノズル、ドレンノズル、樋などと接続されてもよい。
貯蔵タンクの材質は、鉄、ステンレス、アルミ等の金属、または樹脂であってもよい。貯蔵タンク１１は、加圧されていないため、洗浄が可能内容に上部が開放された形状を有する。また、貯蔵タンク１１の下部及び側面から排液を外部に排出するための排水パイプ
１２を備え、貯蔵タンク１１の上部及び側面より水や調整剤がタンクに供給できる機構を備える。貯蔵タンク１１の上部は開口する形状であってもよい。
【００３２】
本実施態様で用いられる養液は、生物体の育成のため、栄養分の濃度、ｐＨ値、温度などを調整、管理する必要があり、殺菌が求められる場合もある。また、遺伝子組換え生物体の育成に用いた養液を外部に排出する際には特殊な排水処理も必要となり、経済性および外部環境汚染のリスク低減の観点からも循環して再利用することが好ましい。
【００３３】
２．２  給液ポンプ
貯蔵タンク１１に貯蔵された養液は、２つの給液ポンプ１３により押し出され、給液配管１４によりノズル１５を介して生物体に供給される。
給液ポンプは、養液を強制的に移送できればよく、ポンプの種類は限定されない。液循環ポンプの種類として水中ポンプ、マグネットポンプ、渦巻きポンプ、ベーンポンプなどがあげられるが、ポンプ回転軸が接液していない水中ポンプ、マグネットポンプが好ましい。また、給液ポンプは貯蔵タンクに直接入れて使用してもよく、貯蔵タンクと給液ポンプを配管で結合して使用してもよい。
【００３４】
２．２  給液配管
給液配管１４は、貯蔵タンク１１から生物体までの養液の流路であり、生物体格納容器へはノズル１５を介して養液が給液される。ノズル１５は必須ではなく、給液配管から直接生物体へ養液を供給してもよい。
ノズルを備えない場合には、配管に横穴または縦穴を開けて、該穴から養液を生物体格納容器へ供給する方法を採用できる。このような方法を採用した場合、後述する洗浄時において、洗浄用樋に洗浄液が落ちる位置が流量により変化するため、洗浄用樋に確実に洗浄液を落とすためには洗浄液量の調整が必要となる。また、配管上部に空気層ができる場合があり、このような場合には洗浄時に配管内の洗い残しが生じる可能性がある。
給液配管の材質は、鉄、ステンレス、アルミ等の金属、または樹脂であってもよい。給液配管の形状は通常円筒である。
給液配管の径は特段限定されず、生物体格納容器の水平方向長さや生物体の種類に応じて適宜設定することができる。
【００３５】
３  排液機構
本実施態様において排液機構は、生物体格納容器の横方、または下方に配置され、生物体格納容器から流れ出る養液を回収できる回収用樋、回収用樋により回収された養液を集合用樋に送液する排液配管、及び排液配管を介して送液された養液を受け、貯蔵タンクに流し込む集合用樋、を含む。
【００３６】
本発明は洗浄の問題を解決するものであり、特に遺伝子組換え生物体の育成には、高いレベルの洗浄が必要である。一方で、一度に多くの生物体を育成するために、生物体の格納容器を複数段設けることで装置が大きくなると、排液が集合する配管上部の清掃を行う際には極めて高い圧力を要するなど、清掃が困難という問題が存在する。
本発明では、排液機構において、排液が集合する流路を樋とすることで、具体的には、排液配管を介して送液された養液を受け、貯蔵タンクに流し込む集合用樋を備えることで、生物体格納容器が多段となり、大量の排液が集合する流路の径が大きくなっても、容易に洗浄を行うことができる。
なお、本明細書中における排液機構の説明において、養液のうち、生物体格納容器から流れ出たものを「排液」と称する。
【００３７】
３．１  回収用樋
生物体に供給され、生物体格納容器から流れ出た排液は、回収用樋１６により受けられ
、排液配管１７へと送液される。
回収用樋１６は、生物体格納容器から流れ出た排液を受けるものであることから、生物体格納容器の横方、または下方に配置される。
また、回収用樋１６は、生物体格納容器から回収した排液が、排液配管１７に流れる構造を備えることが好ましい。このような構造により、外力によらず、排液を循環させることができる。具体的には、回収用樋に勾配を設ければよい。
回収用樋１６の一端は排液配管１７と接続され、排液が送液される。
【００３８】
回収用樋１６の断面は、底面及び側面からなる直方体型であるが、これに限らない。開口部を有する管状のもので、流動性液体を途中漏れたりこぼしたりせずに移送できるものであればよく、多角形状や円筒状のものに上部が開口した形状や半円状であり得る。蛇腹状などフレキシブル式のものでもよい。
洗浄のしやすさの点で、多角形状の樋の内側部に存在する凹部は、その多角形状の頂点の角が取れて、曲面であることが好ましい。曲面は曲率半径が大きい方が好ましく、曲率半径は通常１ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、更に好ましくは１０ｍｍ以上であり、通常５０ｃｍ以下、好ましくは３０ｃｍ以下、より好ましくは１０ｃｍ以下である。
また、樋が連結部を有する場合は、その連結部に洗浄しにくい凹部を形成させないため、隙間や段差が生じないように施工するか、あるいはコーキング等によって凹部を埋める処理を施すのが好ましい。更に、樋の内側部表面は、細かな凹凸を有せず、平滑な表面であるのが好ましい。
以上の要件を満たすことにより、樋内側部の汚れを落とす洗浄作業がしやすくなる上に、洗浄において特段の硬さを有するような道具、例えば硬いたわしやスチールウール等を用いる必要がなくなるため、樋の内側面を傷つけなくてすむ。逆に、もし特段の硬さを有するような道具を洗浄に用いてしまうと、樋の内側面に傷が生じ、その傷が新たな汚れの付着場所になってしまうので、好ましくない。
回収用樋１６は、排液配管１７と接合するために開口部を有することがある。樋の製作または成形時等に開口部の縁に鋭利な端面が生じた場合は、樋を洗浄する際に危険なことから、面取り処理等によってその鋭利な端面を除去するのが好ましい。面取りの結果、開口部の縁部は曲率１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上であり、通常５ｃｍ以下、好ましくは３ｃｍ以下、より好ましくは１ｃｍ以下である。
また、防塵、遮光などの用途によって蓋が取り付けられることもあり得る。回収用樋は、排液が溢れ出さないための十分な断面積を有しており、流れ方向を確定するために長手方向に勾配がつけられてもよい。
回収用樋の材質は、鉄、ステンレス、アルミ等の金属、または樹脂であってもよい。
回収用樋は通常直線型であるが、曲線型のものやループ形状のものであってもよく、一体で形成されるものや、分割可能なものであってもよい。
回収用樋への排液の付着や、藻、菌類の付着により洗浄が必要な場合には、開口部より手洗いによる洗浄が可能である。
回収用樋１６を用いることで、生物体格納容器に排液配管を接続する必要がなく、生物体格納容器に設けた開口を開閉するだけで排液を送液することができるため、生物体格納容器を生物体育成ユニット内に搬入出する場合、または移動させる場合に、作業が容易となる。
以下、生物体格納容器から回収用樋に排液を落とす具体的な構造の例を、図２−２を用いて説明する。
図２−２では、給液配管１４からの養液がノズル１５を介して生物体格納容器１に供給される。生物体格納容器１は吐出口１ａを備え、該吐出口１ａから流出した排液は、回収用樋１６により受けられる。
吐出口１ａの位置は、回収用樋１６が配置される位置により適宜設定される。
図２−２（ａ）及び（ｃ）は、回収用樋１６が生物体格納容器１の下方に配置された例である。吐出口１ａ及び１ｃは生物体格納容器１の底面に備えられ、回収用樋１６は、吐
出口１ａ及び１ｃの下に配置され、排液を受ける。また、吐出口１ａ及び１ｃの大きさは、回収用樋１６の大きさ、養液の供給量、育成する生物体の量に応じて適宜設定すればよい。
図２−２（ｂ）は、回収用樋１６が生物体格納容器１の横方に配置された例である。吐出口１ｂは、生物体格納容器１の側面に備えられ、回収用樋１６は、吐出口１ｂの下に配置され、排液を受ける。また、吐出口１ｂの大きさは、回収用樋１６の大きさ、養液の供給量、育成する生物体の量に応じて適宜設定すればよい。
【００３９】
３．２  排液配管
排液配管１７は、生物体格納容器各段における回収用樋１６と接続され、排液を集合用樋１８に集合させる。排液配管の材質は、鉄、ステンレス、アルミ等の金属、または樹脂であってもよい。
排液配管の径は特段限定されず、生物体格納容器の水平方向長さや生物体の種類に応じて適宜設定することができる。
【００４０】
３．３  集合用樋
集合用樋１８は通常、生物体格納ユニットの下部に位置し、生物体格納容器からの排液を集合させて貯蔵タンク１１に排液を供給する。集合用樋１８は、貯蔵タンクに排液を供給しやすくする観点から、貯蔵タンク１１の上部に配置されることが好ましい。なお、集合用樋を生物体格納容器の下部に配置しない場合には、排液配管１７を延伸させ、必要に応じポンプを設置するなどして排液を集合させればよいが、生物体格納ユニットの下部に配置することで排液の集合に重力を利用することができ、ポンプなどの外部動力源が不要となる。
また、集合用樋１８は、貯蔵タンクへと排液を供給する供給口に排液が流れる構造とすることが好ましい。このような構造とするためには、集合用樋１８に勾配を設ければよい。
【００４１】
集合用樋１８の断面は、底面及び側面からなる直方体型であるが、これに限らない。開口部を有する管状のもので、流動性液体を途中漏れたりこぼしたりせずに移送できるものであればよく、多角形状や円筒状のものに上部が開口した形状や半円状であり得る。蛇腹状などフレキシブル式のものでもよい。
また、防塵、遮光などの用途によって蓋が取り付けられることもあり得る。集合用樋は、排液が溢れ出さないための十分な断面積を有しており、流れ方向を確定するために長手方向に勾配がつけられてもよい。
集合用樋の材質は、鉄、ステンレス、アルミ等の金属、または樹脂であってもよい。
集合用樋は通常直線型であるが、曲線型のものやループ形状のものであってもよく、一体で形成されるものや、分割可能なものであってもよい。
集合用樋への排液の付着や、藻、菌類の付着により洗浄が必要な場合には、開口部より手洗いによる洗浄が可能である。
【００４２】
集合用樋の大きさは、生物体格納容器の段数に応じて適宜設定することができるが、流路となる樋の断面積が５０ｃｍ2以上であることが好ましく、１００ｃｍ2以上であることがより好ましい。一方上限は特段限定されないが、省スペースの観点から３０００ｃｍ2以下であることが好ましい。
集合用樋が送液可能な排液の流量としては、０．１L／ｓ以上であることが好ましく、０．３L／ｓ以上であることがより好ましい、一方上限は特段限定されないが、省スペースの観点から６０Ｌ／ｓ以下であることが好ましい。
本発明の生物体育成装置では、遺伝子組み換え体を育成する場合もあり、その際には循環液系の洗浄が必須である。洗浄において、圧力のかからない排水機構の配管の洗浄は行いにくい部分である。排水機構に配管を用いた場合は、供給機構の配管からバイパス回路
を設けて圧力をかけて洗浄する必要があるが、排水機構では末端ほど配管が合流するため圧力がかかりにくい。最終の合流部を樋にすることで開放型とすることにより、洗浄はブラシなどで洗浄できるようになる。
洗浄のし易さの点で、集合用樋１８の断面が多角形状の場合は、樋の内側部に存在する凹部は、その多角形状の頂点の角が取れて、曲面であることが好ましい。曲面は曲率半径が大きい方が好ましく、曲率半径は通常１ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、更に好ましくは１０ｍｍ以上であり、通常５０ｃｍ以下、好ましくは３０ｃｍ以下、より好ましくは１０ｃｍ以下である。
また、樋が連結部を有する場合は、その連結部に洗浄しにくい凹部を形成させないため、隙間や段差が生じないように施工するか、あるいはコーキング等によって凹部を埋める処理を施すのが好ましい。更に、樋の内側部表面は、細かな凹凸を有せず、平滑な表面であるのが好ましい。
以上の要件を満たすことにより、樋内側部の汚れを落とす洗浄作業がしやすくなる上に、洗浄において特段の硬さを有するような道具、例えば硬いたわしやスチールウール等を用いる必要がなくなるため、樋の内側面を傷つけなくてすむ。逆に、もし特段の硬さを有するような道具を洗浄に用いてしまうと、樋の内側面に傷が生じ、その傷が新たな汚れの付着場所になってしまうので、好ましくない。
集合用樋１８は、貯蔵タンク１１と接合するために供給口を有する。樋の製作または成形時等に供給口の縁に鋭利な端面が生じた場合は、樋を洗浄する際に危険なことから、面取り処理等によってその鋭利な端面を除去するのが好ましい。面取りの結果、供給口の縁部は曲率１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上であり、通常５ｃｍ以下、好ましくは３ｃｍ以下、より好ましくは１ｃｍ以下である。
なお、排液配管を直接タンクに接続すると、配管本数等により樋を用いる場合よりも設置スペースが増大する可能性があり、集合用樋１８を用いることで、省スペースを達成できる。また、排液配管は円筒形であるため、貯蔵タンクを生物体格納容器下に設けた場合、生物体格納容器の１段目が高くなる場合があるが、集合用樋１８を用いることで生物体格納容器の１段目の高さを抑えることができる。
また、この集合用樋を大型化することにより、集合用樋１８に養液の一部または全部を貯蔵することも可能である。
【００４３】
図３−１に、本実施態様に係る生物体格納容器と給液機構及び排液機構との接続の詳細を示す。
貯蔵タンクに貯蔵された養液は、給液配管１４により送液され、ノズル１５から生物体格納養液１に供給される。
生物体格納容器１に供給された養液は、生物体格納容器１から流れ出て、生物体格納容器１の下部（図中奥）に位置する回収用樋１６により受けられる。この際、生物体格納容器１は、ノズル１５側から回収用樋１６側（図面奥方向）へ養液が流れる構造を有することが好ましい。具体的には勾配を設けることができる。
【００４４】
回収用樋１６は、その端部で排液配管１７と接続され、回収した排液を集合用樋１８へと移送する。
集合用樋１８は、複数の排液配管１７からの排液を受けて、供給口１９から貯蔵タンクに回収した排液を流し込む。排液配管１７と集合用樋１８との接続は不要であり、集合用樋１８の上部に排液配管１７が存在すればよい。
集合用樋１８への接続方法は樋側面へ配管を接続する方法も可能である。
集合用樋１８は、回収した排液が供給口１９に流れるような構造を有することが好ましい。具体的には勾配を設けることができる。
【００４５】
図３−２に、複数の排液配管１７と集合用樋１８との間での排液の供給例について示す。（ａ）は、排液配管１７が集合用樋１８の側面に接続されており、樋の側面から排液を
集合用樋に流す態様を示す。（ｂ）は、排液配管１７と集合用樋１８は接続せず、排液配管１７を集合用樋１８の上部に位置することで、集合用樋１８は排液を受けることができる態様を示す。（ｂ）の態様は、排液配管１７と集合用樋１８との間の接続が不要であり、より簡易な態様である。
また、図３−２に、集合用樋１８の形状の例を示す。集合用樋１８は、生物体育成装置の大きさや、排液配管の数等によりその形状を適宜設定すればよい。具体的には（ａ）ロの字型の集合用樋、（ｂ）コの字型の集合用樋、（ｃ）Ｌ字型の集合用樋、（ｄ）Ｔ字型の集合用樋であってもよい。集合用樋１８には、排出口が設けられ、排出口から排液を貯蔵タンク１１に排出する。
【００４６】
４  洗浄機構
図２−１では、生物体育成装置のうち、給液機構及び排液機構からなる送液系が示されており、給液機構及び排液機構を説明した。本発明は、好ましい実施態様として、洗浄機構を更に有する生物体育成装置を含む。洗浄機構は、貯蔵タンクから給液された洗浄液を回収できる洗浄用樋、及び洗浄用樋により回収された洗浄液を、排液配管に送液する洗浄用バイパス配管、を含むものである。洗浄機構について、図４を用いて説明する。
図４は、図２−１に示す生物体育成装置に、洗浄機構を加えた斜視図である。洗浄時には、貯蔵タンク１１に洗浄液を充填し、該洗浄液を流路に送液することで、給液機構及び排液機構を洗浄できる。
【００４７】
４．１  洗浄用樋
洗浄機構は、給液配管１４により貯蔵タンク１１から給液された洗浄液を回収できる洗浄用樋２１、および洗浄用樋２１により回収された洗浄液を排液配管１７に送液する洗浄用バイパス配管２２を含む。
洗浄用樋２１は給液配管１４に隣接して配置され、ノズル１５を介して洗浄液を洗浄用樋２１に流入させてもよく、配管に横穴または縦穴を開けることで、給液配管１４からノズル１５を介さずに該穴から洗浄液を洗浄用樋２１に流入させてもよく、切り替え弁等を設けることで、給液配管１４からノズル１５を介さずに洗浄液を洗浄用樋２１に流入させてもよい。
洗浄用樋２１の一端は洗浄用バイパス配管２２に接続され、洗浄用樋２１により回収された洗浄液を排液配管１７に送液する。
【００４８】
洗浄用樋２１は、給液配管１４の洗浄時に使用される流路となり、洗浄用バイパス配管２２を介して排液配管１７に洗浄液を送液するものである。生物体育成時は、給液配管からの養液は、ノズル１５を介して生物体格納容器へ供給されるが、洗浄時には洗浄液の供給先を洗浄用樋へと変更することで、生物体格納容器を取り外した状態においても給液配管の洗浄が可能となる。
【００４９】
洗浄用樋２１の断面は、底面及び側面からなる直方体型であるが、これに限られることなく、多角形状や円筒状のものに上部が開口した形状や半円状であり得る。また、防塵、遮光などの用途によって蓋が取り付けられることもあり得る。洗浄用樋は、洗浄液が溢れ出さないための十分な断面積を有しており、流れ方向を確定するために長手方向に勾配がつけられてもよい。
洗浄用樋の材質は、鉄、ステンレス、アルミ等の金属、または樹脂であってもよい。
洗浄用樋は通常直線型であるが、曲線型のものやループ形状のものであってもよく、一体で形成されるものや、分割可能なものであってもよい。
洗浄用樋への養液の付着や、藻、菌類の付着により洗浄が必要な場合には、開口部より手洗いによる洗浄が可能である。
洗浄用樋２１は、洗浄用バイパス配管２２に洗浄液がながれる構造とすることが好ましい。このような構造とするためには、洗浄用樋２１に勾配を設ければよい。
【００５０】
４．２  洗浄用バイパス配管
洗浄用バイパス配管２２は、洗浄用樋２１により回収された洗浄液を、回収用樋１６、排液配管１７または集合用樋１８に送液する。回収用樋１６、排液配管１７または集合用樋１８に送液された洗浄液は、図示しないパージ機構により、排出される。
洗浄用バイパス配管の材質は、鉄、ステンレス、アルミ等の金属、または樹脂であってもよい。
洗浄用バイパス配管の径は特段限定されず、生物体格納容器の水平方向長さや生物体の種類に応じて適宜設定することができる。
【００５１】
５  その他
本実施態様の生物体育成装置で育成される生物体は、水や養分が供給されることによってその生命を維持することができる生物体をいい、具体的には植物、動物、微生物等があげられ、好ましくは植物である。
【００５２】
本発明の生物体育成装置は、閉鎖型空間の内部に設置し、密閉性を備えた壁、天井、床および扉等により外部環境から隔離して使用することができる。そうすることにより、砂塵、ゴミ、チリ、昆虫等の好ましくない生物、微生物、病原菌等が育成される生物体に影響を及ぼさないようにすることができる。
また、本実施態様の生物体育成装置は遺伝子組換え体に好適に用いることができる。遺伝子組換え体は、遺伝子組み換え植物、遺伝子組み換え動物、遺伝子組み換え微生物、遺伝子組換え微生物を作用させた植物および動物を含む。本実施態様の生物体育成装置を遺伝子組み換え体に用いる場合、その組み替え遺伝子及びその付着物の拡散を防止するため、前記同様閉鎖型空間の内部に設置し、かつ、組み替え遺伝子およびその付着物等の微細な物体を除去可能なフィルタを備え、かつ該空間内部の気圧を制御できる機能を備えた空気調和設備を用いるのが好ましい。また、該空間と外部環境との間の人や物資の出入り口部に前室を設置して、外部との遮断をより確実に行うこともできる。
遺伝子組換え体を生育する場合には、ＧＭＰ（Good manufacturing Practice）に準ずることが多いため、洗浄についての基準が厳しい。そのため、装置の十分な洗浄が必要となる遺伝子組換え生物体を育成する場合に、洗浄を容易に行うことが可能である本発明が好適に適用される。
また、育成された生物体は、食料、食品添加物や、化粧品、色素、香料等の化学品、漢方薬、医薬等の原料、またはそれらを生産するための場、宿主として好適に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る生物体育成装置は、生物体の育成全般に用いることが可能であり、特に植物、とりわけ洗浄に関する制限が厳しい遺伝子組み換え植物や、遺伝子組み換え微生物を作用させた植物の育成に好適に用いられる。この装置を用いることで、上記生物体を適切に、高品質で安定的に、工業的に安価に大量に生産することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１００  生物体育成装置
１      生物体格納容器
１ａ、１ｂ、１ｃ  吐出口
１０    支持構造体
１１    貯蔵タンク
１２    排水パイプ
１３    給液ポンプ
１４    給液配管
１５    ノズル
１６    回収用樋
１７    排液配管
１８    集合用樋
１９    供給口
２１    洗浄用樋
２２    洗浄用バイパス配管
【図１】
2015096048.tif 000003
【図２−１】
2015096048.tif 000004
【図２−２】
2015096048.tif 000005
【図３−１】
2015096048.tif 000006
【図３−２】
2015096048.tif 000007
【図３−３】
2015096048.tif 000008
【図４】
2015096048.tif 000009