(57)【要約】【課題】  エネルギ生産としての藻類培養において、低コストな生産と環境変動リスクを抑えた継続的な生産とを両立させることに寄与する技術を提供する技術を提供する。【解決手段】  培養対象となる複数種類の藻類の育成条件に関するデータを予め蓄積している藻類育成データベースと、  培養予定の育成条件データを入力する育成条件データ入力手段と、  入力された育成条件データに適した藻類を選択する種別選択手段と、  その選択手段によって選択された藻類特定データを出力する種別出力手段とを備える。  前記の種別選択手段は、最適な藻類と、その最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類との二種類を選択する。【選択図】  図１
2012200248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養対象となる複数種類の藻類の育成条件に関するデータを予め蓄積している藻類育成データベースと、
培養予定の育成条件データを入力する育成条件データ入力手段と、
入力された育成条件データに適した藻類を選択する種別選択手段と、
その選択手段によって選択された藻類特定データを出力する種別出力手段とを備え、
前記の種別選択手段は、最適な藻類と、その最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類との二種類を含んで選択することとした培養藻類選択装置。
【請求項２】
前記の育成条件データ入力手段に入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池の水温を含むこととした請求項１に記載の培養藻類選択装置。
【請求項３】
前記の育成条件データ入力手段に入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池のＰＨ値を含むこととした請求項１または請求項２のいずれかに記載の培養藻類選択装置。
【請求項４】
培養対象となる藻類を種類毎に育成している複数の種株培養池と、
前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池と、
前記の種株培養池から主培養池に培養のための藻類を移動させる培地ポンプと、を備え、
前記の種別出力手段は、その種別選択手段によって選択された藻類に係る培地ポンプを作動させる作動信号を出力することとした請求項１から請求項３のいずれかに記載の培養藻類選択装置。
【請求項５】
前記の主培養池には、主培養池の水中の二酸化炭素濃度を上昇させるための炭素源と、主培養池のＰＨ値を調整するためのＰＨ値調整剤の供給するＰＨ調整装置とを備え、
前記の育成条件データには、主培養池の水中の二酸化炭素濃度およびＰＨ値を含み、
前記の種別出力手段は、前記の種別選択手段によって選択された藻類に応じた前記炭素源およびＰＨ値調整剤の供給のための信号を出力することとした請求項４に記載の培養藻類選択装置。
【請求項６】
培養対象となる複数種類の藻類の育成条件に関するデータを藻類育成データベースに予め蓄積している藻類育成データ蓄積手順と、
培養予定の育成条件データを入力する育成条件データ入力手順と、
入力された育成条件データに適した藻類を選択する種別選択手順と、
その選択手順によって選択された藻類特定データを出力する種別出力手順とを、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記の種別選択手順は、最適な藻類と、その最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類との二種類を含んで選択することとしたコンピュータプログラム。
【請求項７】
前記の育成条件データ入力手順によって入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池の水温を含むこととした請求項６に記載のコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記の育成条件データ入力手順によって入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池のＰＨ値を含むこととした請求項６または請求項７のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、藻類を培養する際に、培養する場所の自然環境に最適な藻類を選択する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の排出を抑えるのみならず二酸化炭素を消費し、しかもクリーンなエネルギを製造するという技術として、藻類から燃料を生産する技術が注目されている。藻類を培養し、その藻類を乾燥、圧搾、発酵などの手法によって、固体、液体あるいは気体といった携帯の燃料へ転換する、というエネルギ生産技術である。
たとえば、二酸化炭素を固定化する方法や二酸化炭素を固定化するための藻類の培養装置という技術が、特許文献２に開示されている。
【０００３】
さて、藻類を継続的に培養するための技術としては、特許文献２に開示がある。
この技術は、藻類の継続的な培養を目的とした技術であり、藻類が死滅しないように設備を設計することに寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５７４８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
短期的な気温変動といった培養環境の変動も見込むなら、藻類の死滅が発生してもシステム全体のエネルギ生産が切れ目無く継続する培養方法を実現しなければならない。
また、培養において栄養源といった資源供給量を必要最低限度まで低下させるといったコストダウンを行うと、短期的な気温変動等による死滅といった培養リスクが高まる。したがって、継続的なエネルギ生産と低コスト化を両立する培養方法と装置を実現することが課題だった。
特許文献２に開示された技術は、藻類が死滅しないように安全な状態を確保することが目的となっており、藻類の培養に関する設備設計が大規模なものとなっている。
しかし、藻類の培養を実行する空間を制限無く確保し、自由に設計することは現実的に困難である。また、設備に要するコストが大きくなるという欠点もある。
【０００６】
また、エネルギ生産技術としては、最低コストによる最大限の生産量を目指しつつも、気温の変動などによる培養環境の変動というリスクを抑えつつ継続的に生産することが望ましい。
しかし、低コストな生産と環境変動リスクを抑えた継続的な生産とを両立させることを目的とした技術は、提供されていなかった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、エネルギ生産としての藻類培養において、低コストな生産と環境変動リスクを抑えた継続的な生産とを両立させることに寄与する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（第一の発明）
第一の発明は、  培養対象となる複数種類の藻類の育成条件に関するデータを予め蓄積している藻類育成データベースと、  培養予定の育成条件データを入力する育成条件データ入力手段（たとえば、温度計７）と、  入力された育成条件データに適した藻類を選択する種別選択手段（たとえば、制御装置５）と、  その種別選択手段によって選択された藻類特定データを出力する種別出力手段とを備えた培養藻類選択装置に係る。
前記の種別選択手段は、最適な藻類と、その最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類との二種類を含んで選択することとする。
【０００９】
（用語説明）
「育成条件データ」としては、最も簡単に入手できるデータとしては、「気温」である。週間天気予報などによって得られる予想気温を用いる場合もあるし、同じ季節の過去のデータから得られる平均気温を用いる場合もある。
他の請求項にて限定するように、培養する池に用いられる水温データを入手可能であれば、水温でもよい。
気温が育成条件データである場合には、その気温から水温を予測算出し、その予測算出された水温に基づいて選択する。
【００１０】
「種別選択手段」が選択する二種類の藻類について、最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類を含むこととしたのは、以下の理由である。
すなわち、いったん培養を開始した藻類は、一週間程度の培養期間が必要であり、気温（それに伴っての水温）が変化しても藻類を変更することはできない。培養を開始した後の気温（水温）が藻類選択の根拠となった気温（水温）よりも高くなった場合には、培養に用いる水を足すなどして水温を下げることは可能である。
しかし、培養を開始した後の気温（水温）が藻類選択の根拠となった気温（水温）よりも低くなった場合には、水温を上げることは困難であり、その藻類の成長速度は鈍り、最終的なエネルギ収量が予測よりも低くなる。
最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類を、二つ目の藻類として選択し、培養していれば、培養を開始した後の気温（水温）が藻類選択の根拠となった気温（水温）よりも低くなった場合に、この藻類の最適条件に近くなる。これによって、最終的なエネルギ収量の低下を抑制することができるのである。
【００１１】
「種別選択手段」は、「二種類を含んで選択」するとしているのは、三種類以上を選択することを排除しない趣旨である。
【００１２】
（作用）
藻類育成データベースには、培養対象となる複数種類の藻類の育成条件に関するデータを予め蓄積している。  まず、育成条件データ入力手段（たとえば、温度計７）から培養予定の育成条件データを入力する。  入力された育成条件データに基づき、種別選択手段（たとえば、制御装置５）が適した藻類を選択する。このとき、種別選択手段は、最適な藻類と、その最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類との二種類を含んで選択する。  その種別選択手段によって選択された藻類特定データを種別出力手段が出力する。
【００１３】
入力された育成条件データと、その後の育成期間のデータとに大きなズレがなければ、選択された最適な藻類によって最も多くのエネルギ収量を得られる。  入力された育成条件データがその後の育成期間のデータよりも低かった場合には、二つ目の藻類によって最も多くのエネルギ収量を得られる。  入力された育成条件データがその後の育成期間のデータよりも高かった場合には、培養池に水を足すなどして水温を下げることにより、選択された最適な藻類によって最も多くのエネルギ収量を得られる。
【００１４】
（第一の発明のバリエーション１）
前記の育成条件データ入力手段に入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池の水温を含むこととしてもよい。
主培養池の水温は、藻類の培養に最も影響する条件の一つだからである。
【００１５】
（第一の発明のバリエーション２）
前記の育成条件データ入力手段に入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池のＰＨ値を含むこととしてもよい。
主培養池のＰＨ値は、水温と並んで、藻類の培養に最も影響する条件の一つだからである。
【００１６】
（補足説明）
主培養池は、屋外である場合がほとんどである。そのため、雨水を直接受ける場合の他、近くの土壌を介して流れ込む場合もある。  そのように培養水の供給源が雨水の影響を受けやすい場合には、気象データ（近日中の雨量や一週間先までの予想雨量など）をＰＨデータの間接的なデータとして入力する。
そうした間接的なデータが入力された場合、その間接的なデータからＰＨ予測値を演算するＰＨ予測演算手段を備えている必要がある。
【００１７】
（第一の発明のバリエーション３）
第一の発明は、以下のような構成を備えることとしても良い。
すなわち、培養対象となる藻類を種類毎に育成している複数の種株培養池（１，２，３）と、  前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池（４）と、  前記の種株培養池（１，２，３）から主培養池（４）に培養のための藻類を移動させる培地ポンプと、を備える。
前記の種別出力手段は、それによって選択された藻類に係る培地ポンプを作動させる作動信号を出力することとする。
【００１８】
（作用）
たとえば、種別出力手段が選択した藻類が、種株培養池（２，３）であったとすると、その種株培養池（２，３）に係る培地ポンプを作動させる作動信号を、種別出力手段が出力する。すると、主培養池（４）が種株培養池（２，３）に確保されていた種類の藻類で満たされ、培養が開始できる。
【００１９】
（第一の発明のバリエーション４）
第一の発明に係る前記バリエーション３は、以下のような構成を備えることとしても良い。
すなわち、前記の主培養池（４）には、主培養池（４）の水中の二酸化炭素濃度を上昇させるための炭素源と、主培養池（４）のＰＨ値を調整するためのＰＨ値調整剤の供給するＰＨ調整装置とを備え、  前記の育成条件データには、主培養池（４）の水中の二酸化炭素濃度およびＰＨ値を含み、  前記の種別出力手段は、前記の種別選択手段によって選択された藻類に応じた前記炭素源およびＰＨ値調整剤の供給のための信号を出力することとする。
【００２０】
（作用）
前記の育成条件データには、主培養池（４）の水中の二酸化炭素濃度およびＰＨ値を含んでいる。したがって、他の育成条件データに基づいて選択された藻類に適さない二酸化炭素濃度および／またはＰＨ値である場合には、炭素源および／またはＰＨ調整装置を作動させ、主培養池（４）の水中の二酸化炭素濃度およびＰＨ値を調整する。
【００２１】
（第二の発明）
第二の発明は、  培養対象となる複数種類の藻類の育成条件に関するデータを藻類育成データベースに予め蓄積している藻類育成データ蓄積手順と、  培養予定の育成条件データを入力する育成条件データ入力手順と、  入力された育成条件データに適した藻類を選択する種別選択手順と、  その選択手順によって選択された藻類特定データを出力する種別出力手順とを、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムに係る。
前記の種別選択手順は、最適な藻類と、その最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類との二種類を含んで選択することとする。
【００２２】
（第二の発明のバリエーション１）
第二の発明において、前記の育成条件データ入力手順によって入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池の水温を含むこととしてもよい。
【００２３】
（第二の発明のバリエーション２）
第二の発明において、前記の育成条件データ入力手順によって入力する培養予定の育成条件データには、前記の種別選択手段によって選択された藻類を培養する主培養池のＰＨ値を含むこととしてもよい。
【００２４】
（第二の発明のバリエーション３）
前述のバリエーションを含む第二の発明は、ハードディスクやＤＶＤ−Ｒなどの記録媒体に保持させて提供することもできる。また、通信回線を介してパーソナルコンピュータのハードディスクなどへ送信して提供することもできる。
【発明の効果】
【００２５】
本願発明によれば、エネルギ生産としての藻類培養において、低コスト生産と環境変動リスクを抑えた継続的な生産とを両立させることに寄与する技術を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第一の実施形態を示すハードウェア構成図である。
【図３】第二の実施形態を示すハードウェア構成図である。
【図４】データベースに蓄積されている藻類のデータの一部である。
【図５】第一の実施形態における制御装置の働きを示すフローチャートである。
【図６】第二の実施形態における制御装置の働きを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施形態に基づいて更に詳しく説明する。ただし、本発明は、実施形態の態様に限られるものではない。
以下の説明に使用する図面は、図１から図6である。
【００２８】
（図１）
図1では、本願発明の主要な構成を概念的にブロック図で示したものである。
すなわち、培養対象となる複数種類の藻類の育成条件に関するデータを予め蓄積している藻類育成データベースと、  培養予定の育成条件データを入力する育成条件データ入力手段と、  入力された育成条件データに適した藻類を選択する種別選択手段と、  その種別選択手段によって選択された藻類特定データを出力する種別出力手段とを備えた培養藻類選択装置である。  より具体的には、ＣＰＵ、ハードディスク、外部機器とのデータ通信が可能な送受信装置を備えたコンピュータである。
【００２９】
育成条件データ入力手段は、後述する主培養池に設置された水温計の水温データを、通信手段を介して受信するものである。  また、水温データに加えて、主培養池付近に設置されて測定された気温を受信しても良いし、水温データが取得できない場合には、気温データのみでも良い。
また更に、主培養池が位置する地方の天気予報などから得られる予想気温を、インターネット上の所定サイトから入力することとしても良い。
【００３０】
（図４）
藻類育成データベースには、複数種類の藻類に関して、藻類毎に最適な育成条件などが記録されている。  図4を用いて説明する。
図４には、藻Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの四種類について、最適培養温度、二酸化炭素の最低添加量、栄養源の最低濃度を示している。  なお、種株培養池の番号について藻Ｄが空欄となっているのは、本実施形態においては種株培養池を備えていないからである。
【００３１】
前記の種別選択手段は、入力された育成条件データに基づいて藻類育成データベースにアクセスし、最適な藻類と、その最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類との二種類を選択する。
最適な藻類よりも低温にて最適となる藻類を、二つ目の藻類として選択し、培養していれば、培養を開始した後の気温（水温）が藻類選択の根拠となった気温（水温）よりも低くなった場合に、この藻類の最適条件に近くなる。これによって、最終的なエネルギ収量の低下を抑制することができるからである。
【００３２】
種別出力手段は、藻類選択手段によって選択された藻類の種株培養池のポンプ、ＣＯ２ポンプ、栄養源ポンプ等への作動信号を出力する。  詳しくは図２、図３に基づいて説明する。
【００３３】
（図２、図５）
図2は、主培養池４において培養する藻類をいずれにするのか、という選択から、培養後の藻類を回収して燃料化するまでを図示している。
まず、種株培養池１，２，３には、培地温度等の培養環境によって生育する特性が異なる藻Ａ、藻Ｂ、藻Ｃを、それぞれ事前に培養しておく。  また、藻Ａ・藻Ｂ・藻Ｃそれぞれの属性値と事前培養する種株培養池番号については、図1に示した藻類育成データベースとして記録されている。
【００３４】
図２に示す制御装置５は、図１に示した藻類育成データベース、育成条件データ入力手段、種別選択手段、および種別出力手段を含む。
その制御装置５は、図５に示すように、主培養池４に設置された温度計７から測定温度データを受信し、最適培養温度が当該の測定温度データと近い２種の藻を選択する。  そして、当該２つの藻が培養されている種株培養池の培地ポンプを作動させる信号を出力し、当該２つの藻類を主培養池４に導く。
【００３５】
主培養池４において、数日間の光合成培養を行った後、回収ポンプにて燃料化装置に導き、燃料に加工する。
なお、図示を省略した培地供給装置から培地（栄養源を含んだ水）を主培養池４に導き、数日間程度の光合成培養を行うこととしても良い。
【００３６】
（図３、図６）
図3には、図２に示した実施形態の構成に加え、制御装置５が制御可能な二酸化炭素ポンプにて、炭素源から二酸化炭素を主培養池４に導くとともに、制御可能な栄養源ポンプにて栄養源から栄養源を主培養池４に導く構成とする。
制御装置5は、図６に示すように、温度計７から温度データを受信し、例えば最適培養温度が当該の測定温度データと近い２種の藻を選択し、当該２つの藻が培養されている種株培養池の培地ポンプを作動させる信号を出力するのは、同じである。
【００３７】
例えば、藻Ａと藻Ｂのみを種株培養池１、２に事前培養し、制御装置５が藻Ａと藻Ｂを選択した場合、選択した藻Ａと藻Ｂについての育成条件として、二酸化炭素濃度が高いほど早生である藻がＡ，Ｂのいずれであるかをデータベースから読み出す。そして、その大きい値の一方を選択し、二酸化炭素ポンプを自動操作し、主培養池４における濃度を変更してよい。
【００３８】
この場合、主培養池４での二酸化炭素フローは、７%・単位流量に設定される。
また、二酸化炭素濃度だけではなく、最低栄養源濃度を記憶装置に記録しておく。そして、栄養源ポンプを制御装置５が自動操作し、例えば最低限濃度まで栄養源濃度を制御してもよい。
【００３９】
なお、前述した実施形態においては、選択する藻を二種類としたが、藻を三種類以上選ぶ構成として良い。  また、藻を選択するアルゴリズムや培養環境調整方法は、前記に限られない。
【００４０】
例えば、温度計７の代わりに、気象予報配信サービス等から気象予報情報を受信する構成としてもよい。  すなわち、週間天気予報といった気象予報情報を制御装置５がネットワーク経由にて受信し、７日間といった１回の培養予定期間における気温予報値の平均値を算定し前記同様に藻を選択する構成としてよい。
【００４１】
前述してきた実施形態においては、藻類の燃料化のための培養技術として説明したが、本発明に示すアイディアのコンセプトは、藻類に限らず、浮草、水耕栽培植物といった類似するバイオ燃料向け耕作にも応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、藻類を用いたバイオ燃料の製造業、バイオ燃料製造業のためのプラント設計建設業、プラントに用いる計測器の製造業、プラントにおいて計測サービスや計測に伴うメンテナンス業、計測データを処理するデータサービス業、データの送受信を司る情報通信業などにおいて利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００４３】
１，２，３ 種株培養池          ４    主培養池
５    制御装置                    ７    温度計
【図１】
2012200248.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012200248.tif 000005
【図４】
2012200248.tif 000006
【図５】
2012200248.tif 000007
【図６】
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