(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に並ぶ複数の可視光ＬＥＤと、
前記複数の可視光ＬＥＤを収容すると共に前記可視光ＬＥＤが出力する光を透過する部分を有しかつ前記所定方向に伸びる筒状の筐体と、
前記筐体の前記光を透過する部分と少なくとも接するように前記筐体の外周面にらせん状に巻きつけられた透明な管路と、
藻類培養液を貯留する容器と、
前記管路と、前記容器との間で、前記藻類培養液を循環させる循環部と、
を備える藻類培養装置。
【請求項２】
前記筒状の筐体内に、前記所定方向に伸びる基板をさらに備え、前記基板の両面にそれぞれ、前記所定方向に並ぶ複数の可視光ＬＥＤが設けられている、請求項１に記載の藻類培養装置。
【請求項３】
前記複数の可視光ＬＥＤと前記筐体との組合せを複数有し、
前記各筐体の軸は互いに平行に配置され、
前記各筐体は、前記光を透過する部分とは反対側にヒートシンク部を有し、
前記各筐体は、前記ヒートシンク部同士が向き合うように配置され、
前記透明の管路は、前記各筐体の前記光が透過する部分と少なくとも接するように前記複数の筐体を一つの軸としてらせん状に巻きつけられた、請求項１に記載の藻類培養装置。
【請求項４】
前記複数の筐体の軸は上下方向に配置されている、請求項３に記載の藻類培養装置。
【請求項５】
前記複数の筐体のヒートシンク部に囲まれた部分に送風する送風機をさらに備えた、請求項３又は４に記載の藻類培養装置。
【請求項６】
前記容器を収容する恒温槽をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の藻類培養装置。
【請求項７】
前記可視光ＬＥＤが出力する光の強度を調節する調光部をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の藻類培養装置。
【請求項８】
前記循環部は、前記透明な管路内の前記藻類培養液の流速を１０〜２０ｃｍ／ｓとする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の藻類培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
藻類は、タンパク質、多糖類、脂肪酸、色素類等の有用物質を生産するため、藻類を培養してこれらの有用物質を獲得すべく、藻類を効率的に培養する方法が従来から研究されている。
【０００３】
例えば、特許文献１〜３は、省スペース化、省エネルギー化のためにらせん状に巻かれた透光性の管路内で藻類を培養する方法を開示している。該らせん状に巻かれた透明な管路に光が照射され、藻類は管路内で光合成反応を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６１０８６号公報
【特許文献２】特開平０９−１２１８３５号公報
【特許文献３】特開昭６２−２８２５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３の方法では、光源と管路までの距離が遠かったり、反射光を照射していたりすることから、管路に照射される光の強度が十分でなく、その結果、管路内を流通する藻類全体にわたって光を照射することが困難で、藻類を効率良く培養することはできなかった。一方、光源を、管路に近接するように配置すると、光源から発生される熱により、管路内を流通する藻類培養液の温度が上昇し、藻類が生育しにくいことが判明した。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、管路内の藻類培養液の温度上昇を抑制しつつ、管路内で光を効率よく藻類培養液に照射することができる藻類培養装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる藻類培養装置は、複数の可視光ＬＥＤと、筐体と、管路と、容器と、循環部とを備える。
複数の可視光ＬＥＤは、所定方向に並んでいる。
筐体は、複数の可視光ＬＥＤを収容すると共に可視光ＬＥＤが出力する光を透過する部分を有しかつ上記所定方向に伸びる筒状である。
管路は、透明であり、上記筐体の上記光が透過する部分と少なくとも接するように上記筐体の外周面にらせん状に巻きつけられている。
容器は、藻類培養液を貯留する。
循環部は、上記管路と、上記容器との間で、上記藻類培養液を循環させる。
【０００８】
本発明によれば、可視光ＬＥＤが出力する光は赤外線をほとんど含まず、筐体の光が透過する部分の温度の上昇を抑えることができる。そして、藻類培養液を流通させる透明な管路を筐体の光が透過する部分に接触するように筐体にらせん状に巻きつけることにより、管路を可視光ＬＥＤに近づけることができ、藻類培養液の温度上昇を抑制しつつ管路内の藻類全体に対して光を効率よく照射することができる。
【０００９】
上述の発明において、筒状の筐体内に、上記所定方向に伸びる基板をさらに備え、上記基板の両面にそれぞれ、上記所定方向に並ぶ複数の可視光ＬＥＤが設けられていることが好ましい。これにより、基板の片面方向だけでなく、両面方向から可視光ＬＥＤの光が出射されるため、筐体の光が透過する部分の面積が増え、その結果、筐体に接触する管路についても光が照射される面積が増加し、一層効率的な培養が可能となる。
【００１０】
また、藻類培養装置が、上記複数の可視光ＬＥＤと上記筐体との組合せを複数有していることが好ましい。この場合、上記各筐体の軸は互いに平行に配置され、上記各筐体は、上記光を透過可能な部分とは反対側にヒートシンク部を有し、上記各筐体は、上記ヒートシンク部同士が向き合うように配置され、上記透明の管路は、上記各筐体の上記光が透過する部分と少なくとも接するように上記複数の筐体を一つの軸としてらせん状に巻きつけられている。
【００１１】
これにより、管路は、複数の筐体のヒートシンク部に接することなく、かつ、複数の筐体の光を透過する部分に接するので、管路の光が照射される面積が増える。よって、より一層、藻類培養液の温度上昇を抑制しつつ光を効率よく藻類培養液に照射することができる。さらに、筐体が複数であることから、筐体の周囲に巻き付ける管路の長さを長くすることができ、その分培養する藻類の量を増やすことができる。
【００１２】
藻類培養装置が、上記複数の可視光ＬＥＤと上記筐体との組合せを複数有している場合、上記複数の筐体は上下方向に配置されていることが好ましい。上下方向に配置されていることにより、複数の筐体のヒートシンク部からの放熱により加熱された空気が自然対流によって下から上へと抜けていき、複数の筐体のヒートシンク部に囲まれた部分の空気の温度上昇が防がれる。また、複数の筐体のヒートシンク部に囲まれた部分の空気の温度上昇を防ぐためには、複数の筐体のヒートシンク部に囲まれた部分に送風する送風機をさらに備えていることも好ましい。
【００１３】
また、本発明の藻類培養装置は、容器を収容する恒温槽をさらに備えることが好ましい。これにより、容器内の藻類培養液の温度を所定の温度範囲により維持しやすい。
【００１４】
また、本発明の藻類培養装置は、可視光ＬＥＤが出力する光の強度を調節する調光部をさらに備えることが好ましい。これにより、藻類に明期と暗期の光合成周期を創出することができるし、暗期には、消灯して電力を節約できる。また、培養する藻類の種類や用途に応じて、例えば、強光条件にする等の環境条件を変化させることもできる。
【００１５】
上記循環部は、上記透明な管路内の上記藻類培養液の流速を１０〜２０ｃｍ／ｓとすることが好ましい。上記範囲の流速であれば、藻類細胞間で摩擦が起こることによる機械的損傷や、藻類の細胞に外力がかかることによる藻類の増殖速度が低下する現象、または藻類が管路内で詰まったり、管壁に付着したりする問題が生じにくくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、管路内の藻類培養液の温度上昇を抑制しつつ、光を効率よく藻類培養液に照射することができる藻類培養装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る藻類培養装置を示す一部断面概略構成図である。
【図２】図２の（ａ）は、図１の藻類培養装置の筐体２０の近傍の径方向の断面図であり、図２の（ｂ）は、他の実施形態にかかる筐体２０の近傍の径方向の断面図である。
【図３】図３の（ａ）は、さらに他の実施形態にかかる、筐体２０の近傍の斜視図であり、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の筐体２０の径方向の断面図である。
【図４】図４は、藻類培養システムの一例の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１９】
図１は、本発明に係る実施形態の一例にかかる藻類培養装置１００の基本構成を示す概略構成図である。図２の（ａ）は、図１の筐体２０の近傍における、筐体２０の軸に垂直な断面図である。
【００２０】
本発明に係る藻類培養装置１００は、主として、複数の可視光ＬＥＤ２１と、複数の可視光ＬＥＤ２１を収容する筒状の筐体２０と、透明な管路１０と、藻類培養液を貯留する容器４０と、藻類培養液を循環させる循環部５０と、を備えた密閉型の培養装置である。
【００２１】
可視光ＬＥＤ２１は、Ｘ方向に延びる細長い基板２２の上に、同じＸ方向（所定方向）に複数並んで配置されており、Ｘ方向に伸びるＬＥＤ列２１Ｌを形成している。本実施形態では、可視光ＬＥＤ２１がＸ方向に並んだＬＥＤ列２１Ｌを、基板２２の上にＹ方向、すなわち、基板２２の幅方向に２列有するが、一列でもよく、また、３列以上でもよい。好ましくは、各ＬＥＤ列２１Ｌが有する可視光ＬＥＤ２１の個数は１０〜６００個、ＬＥＤ列２１Ｌの数は１〜２０である。このような数にすることで、藻類の光合成反応に必要な光を十分に供給できる。なお、基板２２は必ずしも必要ではなく、可視光ＬＥＤ２１が筐体２０に直接設けられていてもよい。本実施形態では、この可視光ＬＥＤ２１は、その上面から主として光を出力する。
【００２２】
筐体２０は、ＬＥＤ列２１Ｌにおいて複数の可視光ＬＥＤ２１が並ぶＸ方向と同じＸ方向に伸びる円筒状の形態であり、複数の可視光ＬＥＤ２１を収容する中空体である。筐体２０の両端部は口金２６で閉じられており、一方の口金２６には端子２４が接続されている。各口金２６は、ソケット２５に差し込まれて固定されている。筐体２０は、可視光ＬＥＤ２１が出力する光を外部に透過可能となるように側面の少なくとも一部２０ｔ（本実施形態では上面）は透明である。透明な筐体２０の一部２０ｔを形成する材料としては、可視光の光透過性に優れていれば、いかなる素材でも使用可能であり、例えば、アクリル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ビニール等の樹脂やプラスチック、ガラス等を好適に使用できる。筐体２０は、好適な数の可視光ＬＥＤ２１を収容し、かつ、可視光ＬＥＤ２１と管路１０との距離を近接させるために、軸方向（Ｘ方向）の長さが８０〜１８０ｃｍであることが好ましく、外径が０．８〜１．４ｃｍ、厚みが０．５〜２ｍｍであることが好ましい。可視光ＬＥＤ２１は、発光時に熱を発生するため、この熱を基板２２を介して筐体２０の軸方向（Ｘ方向）に流し、口金２６や端子２４から除熱することが好ましい。この場合、管路１０は、口金２６とは接触しないことが好ましい。また、可視光ＬＥＤ２１として水冷式のＬＥＤを使用して除熱することも可能である。
【００２３】
管路１０は、透明であり、筐体２０の光が透過する部分２０ｔ（上面）と少なくとも接するように筐体２０の外周面にらせん状に巻き付けられている。管路１０の内径は、培養する藻類の種類にもよるが、好ましくは６〜１２ｍｍである。特に、藻類として、ヘマトコッカス藻（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）を培養する場合、管路１０の内径は、７〜１０ｍｍであることが好ましい。管路１０の内径が６ｍｍより小さい場合、藻類が管路１０内で詰まったり、管壁に付着したりする可能性があり、管路１０の内径が１２ｍｍより大きい場合、管路１０を流通する藻類の全体には、光が照射されない可能性がある。なお、光を透過させる観点から、管路１０の管壁の厚さは０．５〜１．６ｍｍであることが好ましい。図１のように、管路１０は筐体２０の外周面にらせん状に、隣接する管路１０間に隙間がないように巻きつけられていることが好ましい。管路１０において、筐体２０に巻きつけられている部分の全長は、２００〜２０００ｃｍとすることができる。管路１０を形成する材料としては、可視光の光透過性に優れていれば、いかなる素材でも使用可能であり、例えば、アクリル、ＰＥＴ、ビニール等の樹脂やプラスチック、ガラス等を好適に使用できる。筐体２０に管路１０を巻きつけることから、管路１０を形成する材料は可撓性を有していることが好ましい。
【００２４】
容器４０は、藻類を含む藻類培養液Ｃを貯留する。容器４０は、上端に開口を有し、開口は蓋４０ｃでシールされている。容器４０は、藻類の様子を外部から観察可能とし、また、容器４０においても光合成反応を可能とする観点から、透明であることが好ましい。また、容器４０の蓋４０ｃは開閉可能であることが好ましい。この蓋４０ｃを開けて、適宜、藻類培養液Ｃを供給や、抜き出しをすることができる。
【００２５】
管路１０の一端部１０ａにはポンプ５０が接続され、さらに、一端部１０ａの先端１０ａｅは蓋４０ｃを貫通して容器４０内の底部にまで挿入されている。また、管路１０の他端部１０ｂの先端１０ｂｅは蓋４０ｃを貫通して容器４０内の上部に挿入されており、先端１０ａｅは先端１０ｂｅよりも低い位置にある。
【００２６】
ポンプ５０は、管路１０と容器４０との間で、藻類培養液Ｃを循環させる循環部を構成する。ポンプ５０は特に限定されず、公知の種々のポンプを使用できる。
【００２７】
容器４０の蓋４０ｃには、さらに、ノズル３１とノズル３２とが挿入されている。ノズル３１には、空気を供給するブロア３６がラインＬ１を介して接続され、ラインＬ１には、二酸化炭素ガスボンベ３４がラインＬ２を介して接続されている。ラインＬ２には、二酸化炭素ガスボンベ３４からの二酸化炭素供給量を調節すべく、バルブ３５が接続されている。ノズル３１の下端３１ｅは、管路１０の一端部１０ａの先端１０ａｅと同様に、容器４０内の底部にまで挿入されている。
【００２８】
ノズル３２は、容器４０の内外を連通するものであり、ノズル３２の外部にはフィルター３３が設けられている。このフィルター３３は、他の微生物や夾雑物等による藻類培養液Ｃのコンタミネーションを防ぐ。ノズル３２の下端３２ｅは、容器４０内の上部に挿入されており、藻類培養液Ｃの液面よりも上となり容器４０内のガスが排出できるようにされている。藻類培養液Ｃから藻類の光合成反応により生じた酸素が、ノズル３２を介して容器４０から外界へと放出される。なお、本発明の藻類培養装置１００は、このフィルター付きノズル３２を除いて密閉されており、他の微生物や夾雑物等が入らないようになっている。
【００２９】
容器４０は、恒温槽８０に収容されることが好ましい。恒温槽８０は、例えば水、油等の伝熱媒体Ｄを貯留する槽８１と、槽８１内に貯留する伝熱媒体Ｄの加温又は冷却をして藻類培養液Ｃの温度を所望の温度に維持する温度コントローラ８２とを有し、伝熱媒体Ｄが加温又は冷却された上で容器４０の周囲を循環する。その結果、容器４０内の藻類培養液Ｃの温度を所定の温度範囲に維持しやすい。
【００３０】
ソケット２５には、可視光ＬＥＤ２１が出力する光の強度を調節する調光部２３が接続されている。調光部２３は、可視光ＬＥＤ２１に供給する電流を制御して点灯、消灯を切り替えると共に、可視光ＬＥＤ２１が出力する光の強度を調節する。調光部２３は、可視光ＬＥＤ２１を所定時間ごとに消灯、点灯することが好ましい。
【００３１】
次に、本実施形態の藻類培養装置１００を用いて藻類を培養する方法について説明する。
【００３２】
容器４０の蓋部４０ｃを開けて培養する藻類を含む藻類培養液Ｃを注入する。注入する藻類培養液Ｃの分量としては、液面がノズル３１の下端３１ｅ及び管路１０の一端部１０ａの先端１０ａｅよりも上になり、ノズル３２の下端３２ｅ及び管路１０の他端部１０ｂの先端１０ｂｅより下となる程度の量であればよい。
【００３３】
ここで、培養する藻類は、特に限定されないが、例えば、クロレラ、ナンノクロロプシス、ドゥナリエラ、スピルリナ、ヘマトコッカス等を好適に培養することができる。特に、ヘマトコッカス藻は、栄養細胞から休眠状態であるシスト細胞に形態変化した後に、多量のアスタキサンチンをシスト細胞中に蓄積する藻類であり、アスタキサンチン生産に有用である。
【００３４】
次に、ブロア３６及び二酸化炭素ボンベ３４からの二酸化炭素を含んだ空気をノズル３１から容器４０内に供給する。空気が供給されることにより、藻類培養液Ｃが適度に攪拌されて、溶存二酸化炭素濃度が十分に維持され、また、藻類の沈殿による堆積等が起こりにくくなり、より藻類が培養されやすい環境となる。供給する空気中の二酸化炭素濃度は、２〜２０ｖｏｌ／ｖｏｌ％程度とすることが藻類の培養には好ましい。この二酸化炭素を含んだ空気は、藻類培養液ＣのｐＨを調節し、かつ、藻類が光合成反応を行うのに必要な二酸化炭素供給源となる。容器４０が透明である場合、外界から照射される光が透過し、容器４０においても藻類が光合成反応をすることができる。
【００３５】
藻類培養液Ｃから藻類の光合成反応により生じた酸素は、ノズル３２を介して容器４０から外界へと適度に放出されるため、溶存酸素の過剰による光合成阻害が抑制される。なお、光合成反応により生じた酸素は、適宜、藻類の呼吸にも用いられる。
【００３６】
次に、調光部２３により、可視光ＬＥＤ２１を点灯する。可視光ＬＥＤ２１は、藻類が光合成を行うのに必要な光を出力する。藻類が光合成を行うのに必要な光とは、培養する藻類の種類によっても異なるが、例えば、藻類としてヘマトコッカス藻を培養する場合、好ましくは３６０〜７００ｎｍの波長を含む光である。可視光ＬＥＤ２１が出力する光は、この範囲の波長の光を含んでいればよく、可視光の全波長域にわたるスペクトルを有していなくてもよい。例えば、可視光の全波長域にわたるスペクトルを有している白色ＬＥＤを使用すると、培養する藻類の種類に関わらず光合成を行わせることが可能となる。
【００３７】
次に、循環部５０を駆動させ、容器４０内の藻類を含む藻類培養液Ｃを、管路１０を通過させて再び容器４０に戻す。これにより、藻類培養液Ｃは、筐体２０に巻きついた管路１０内を筐体２０の一端から他端へと移動し、その間、藻類培養液Ｃに含まれる藻類が、可視光ＬＥＤ２１からの光を浴び、これにより藻類が光合成をすることができる。循環部５０は、管路１０内の藻類培養液Ｃの流速を１０〜２０ｃｍ／ｓとすることが好ましい。この範囲の流速であれば、藻類細胞間で摩擦が起こることによる機械的損傷、藻類の細胞に外力がかかることによる藻類の増殖速度が低下する現象、または藻類が管路１０内で詰まったり、管壁に付着したりする問題を防ぐことができ、藻類を適正な濃度に保ったまま、管路１０内を流通させることができる。
【００３８】
容器４０と管路１０との間での藻類培養液Ｃの循環を続けた後、容器４０内の藻類培養液Ｃは、培養の目的に応じて、藻類の成長度合いや濃度あるいは藻類が生産した有用物質の濃度が、好ましい程度に達していれば、適宜容器４０から回収されて、その後の使用に供される。好ましい程度に達していない場合、藻類培養液Ｃは回収されず、再び同じように管路１０を循環し、培養される。
【００３９】
なお、ヘマトコッカス藻は、強光条件や栄養飢餓条件に置かれることで、光合成反応を行う栄養細胞からアスタキサンチンを生産できるシスト細胞に変化する。藻類としてヘマトコッカス藻を培養する場合、増殖させるために光合成を活発に行わせる際には、可視光ＬＥＤ２１の光強度は、管路１０に照射される光強度が光合成有効量子束密度で２０〜１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１となるように調節することが好ましい。また、栄養細胞からシスト細胞に変化させるために強光条件を創出する際には、可視光ＬＥＤ２１の光強度は、管路１０に照射される光強度が光合成有効量子束密度で５０〜１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１となるように調節することが好ましい。
【００４０】
次に、本実施形態の藻類培養装置１００における作用について説明する。
【００４１】
本実施形態によれば、可視光ＬＥＤ２１から出射する光は、赤外線をほとんど含まないため、筐体２０の光が透過する部分２０ｔの温度の上昇を抑えることができる。そして、筐体２０の光が透過する部分２０ｔと透明な管路１０とを接触させることにより、管路１０と可視光ＬＥＤ２１との距離を近接できることから、可視光ＬＥＤ２１が出力する光は、管路１０の筐体２０と接していない反対側の部分にまで十分に届くことができ、藻類に対して満遍なく光を与えることが容易となる。よって、管路１０内の藻類培養液Ｃの温度上昇を抑制しつつ、管路１０内で光を効率よく藻類培養液Ｃに照射することができ、藻類培養液Ｃに含まれる藻類に活発に光合成を行わせることができる。
【００４２】
また、管路１０が筐体２０に対して、隣接する管路１０間に隙間が無いようにらせん状に巻きつけられている場合、筐体２０を透過した光の光エネルギーのうち、管路１０に照射されずに外界へ放射されて失われてしまう分の光エネルギーの損失を十分に防ぐことができる。
【００４３】
また、可視光ＬＥＤ２１は、同じ電力を用いた場合、白熱電球や蛍光灯等の人工光源に比べて所望の波長の光を効率よく得ることができ、省エネルギー化が図れる。
【００４４】
また、調光部２３は、培養する藻類の種類や量に応じて、藻類の光補償点以上の強度の光を出力するよう可視光ＬＥＤ２１からの光の強度を調節できる。また、調光部２３によって可視光ＬＥＤ２１を周期的に消灯、点灯することにより、明期と暗期のサイクルを創出することができ、培養する藻類の種類によっては、培養効率をより高めることができる。
【００４５】
さらに、ヘマトコッカス藻を培養する場合、調光部２３により、光合成反応に適した光の強度と、強光条件の光の強度とに、光強度を調整できることは、ヘマトコッカス藻を増殖させ、アスタキサンチンを生産させるのに有利である。
【００４６】
図２の（ｂ）は、他の実施形態における、筐体２０の径方向の断面図である。上記実施形態では、図２の（ａ）に示すように、可視光ＬＥＤ２１を、基板２２の片面のみに設けている構成であるが、本実施形態では、図２の（ｂ）に示すように、可視光ＬＥＤ２１を基板２２の両面に設けている。可視光ＬＥＤ２１を基板２２の両面に設けることで、基板の片面方向だけでなく、両面方向から可視光ＬＥＤ２１の光が出射されるため、筐体２０の光が透過する部分の面積が増え、その結果、筐体２０に接触する管路２１についても光が照射される面積が増加し、より一層効率よく藻類を培養できる。
【００４７】
図３の（ａ）及び（ｂ）に、さらに別の実施形態を示す。上記の図１等の実施形態では、藻類培養装置１００一個あたり、複数の可視光ＬＥＤ２１と筒状の筐体２０との光源ユニット（組合せ）２９は一つしか含まれていなかったが、この光源ユニット２９を複数にしても実施は可能である。図３の本実施形態では、複数の光源ユニット２９に対して一つの管路１０がらせん状に巻きついている。具体的には、図３の（ａ）では、各光源ユニット２９を構成する筐体２０の軸が互いに平行に配置され、複数の筐体２０を一つの軸として管路１０がらせん状に巻きついている。図３の（ｂ）は、その複数の光源ユニット２９の径方向の断面図である。各可視光ＬＥＤ２１が高出力である場合や、可視光ＬＥＤ２１の配置密度が高い場合には、可視光ＬＥＤ２１の発熱量が多くなるため、その熱を光が出射する方向とは反対側から逃がすべく、筐体２０が、光を透過可能な部分２０ｔとは反対側にヒートシンク部２０ｈを有することが好ましい。ヒートシンク部２０ｈは、例えば、基板２２と接するアルミニウム等の金属材料である。ヒートシンク部２０ｈは、フィン形状を有してもよい。
【００４８】
筐体２０がヒートシンク部２０ｈを有している場合、図１のように、一本の筐体２０のみに管路１０をらせん状に巻きつける実施形態では、管路１０の一部がヒートシンク部２０ｈと接することから管路１０内の藻類培養液Ｃの温度がかなり上昇する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、各筐体２０のヒートシンク部２０ｈ同士が互いに向き合うように配置され、各筐体２０の光を透過する部分２０ｔが互いに外側を向くように配置され、さらに、管路１０が、各筐体２０の光が透過する部分２０ｔと少なくとも接するように複数の筐体２０を一つの軸としてらせん状に巻きついている。このため、管路１０を、ヒートシンク部２０ｈと接触させることなく、複数の筐体２０の光を透過可能な部分２０ｔにそれぞれ接触させることができ、管路１０の光が照射される面積が増える。これにより、藻類培養液の温度上昇を抑制しつつ光をより一層効率よく藻類培養液に照射することができる。さらに、筐体２０が複数であることから、筐体２０の周囲に巻き付ける管路１０の長さを長くすることができ、その分培養する藻類の量を増やすことができる。
【００４９】
なお、この実施形態において、複数の筐体２０に囲まれた部分Ａの空気の温度は、ヒートシンク部２６からの放熱により上昇しやすい。空気の温度上昇による藻類培養液の温度上昇を防ぐために、図３の（ａ）に示すように、複数の筐体２０を上下方向に縦置きに配置することが好ましい。縦置きにすることで、加熱された空気が下方から上方に向かって抜けていく自然対流が起こり、複数の筐体２０に囲まれた部分Ａの空気の温度上昇が防がれる。
【００５０】
また、複数の筐体２０を上下方向に縦置きに配置せずとも、複数の筐体２０に囲まれた部分Ａに送風する送風機６０を設けてもよい。送風機からの強制対流により、複数の筐体２０に囲まれた部分Ａの空気の温度上昇が防がれる。なお、送風機６０は、複数の筐体２０を上下方向に縦置きに配置した場合にも、図３の（ａ）に示すように、複数の筐体２０の下方に設けてもよい。この場合、自然対流に加え、送風機からの強制対流により、加熱された空気が複数の筐体２０に囲まれた部分Ａからより強力に排気される。
【００５１】
また、自然対流や強制対流によらずとも、複数の筺体２０に囲まれた部分Ａを貫通し、各ヒートシンク部２０ｈに接触するパイプを設け、そのパイプに水冷液を流通させてもよい。パイプを水冷液が流通することにより、複数の筺体２０に囲まれた部分Ａの温度上昇が防がれる。また、このパイプは各ヒートシンク部２０ｈごとに設けられていてもよい。また、熱を吸収する水冷液を筺体２０の内部に導入し、水冷式にして可視光ＬＥＤ２１自体からの熱を除熱することも可能である。
【００５２】
図４は、上記実施形態に係る藻類培養装置１００を複数備える藻類培養システム３００の一例を示す図である。
この藻類培養システム３００では、１０個の藻類培養装置１００が、一つの藻類培養システム３００を構成している。この藻類培養システム３００は、底板９２上に、４つの支持棒９１が固定され、この支持棒９１には中間板９２’、恒温槽８０及び天板９３が固定されている。底板９２上には、４個の光源ユニット２９が配置されている。中間板９２’上には、６個の光源ユニット２９が配置されている。１０個の容器４０は、一つの恒温槽８０内に一緒に収容されている。コンタミネーションを防ぐため、各藻類培養装置１００は他の藻類培養装置１００と独立であり、一つの藻類培養装置１００の藻類培養液Ｃが、他の藻類培養装置１００の藻類培養液Ｃと混合することはない。そして、二酸化炭素ガスボンベ３４とブロア３６とから、ラインＬ１及びＬ２を介して、各藻類培養装置１００に対して、二酸化炭素を含んだ空気が供給される。藻類培養システム３００は、さらに上下に複数段に段積みすることが可能である。このような藻類培養システム３００によれば、藻類を大量培養する際に従来用いられていた大型培養槽や培養プール等を用いる場合に比べて、省スペース化を図りつつ、大量に藻類を効率よく培養することができる。また、それぞれの藻類培養装置１００を小型に設計することができ、かつそれぞれの藻類培養装置１００について整備・保守・点検を行えることから、大型培養槽や培養プール等に比べて、整備・保守・点検が容易となり、省力化を図ることができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。
例えば、上記実施形態では、筐体２０の形状は円筒であるが、筒状であれば特に円筒には限定されない。
【００５４】
また、容器４０や蓋４０ｃの形状や、容器４０と管路１０との接続方法も、特に上記実施形態に限定されない。また、調光部２３を有さずに、可視光ＬＥＤを常時一定強度で点灯しても実施は可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…管路、２１…可視光ＬＥＤ、２２…基板、２３…調光部、２４…端子、２５…ソケット、３１，３２…ノズル、３３…フィルタ、３４…二酸化炭素ガスボンベ、３５…バルブ、３６…ブロア、４０…容器、５０…循環部、６０…送風機、７０…恒温槽、７１…温度コントローラ、８０…コンテナ、１００…藻類培養装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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