培养方法和培养装置与流程

1.本发明涉及一种培养微藻的培养方法和培养装置。


背景技术：

2.在培养液中培养的微藻通过利用光能、二氧化碳和水的光合作用而生长增殖。溶解于含水的培养液的二氧化碳(co2)的一部分成为碳酸(h2co3)。该碳酸分级地电离为碳酸氢根离子(重碳酸根离子、hco
3-)和碳酸离子(co
32-)。使极微量的碳酸与二氧化碳成为一体。在该情况下，培养液中的二氧化碳、碳酸氢根离子、碳酸离子的平衡状态的成立依赖于培养液的ph。培养液中的二氧化碳、碳酸氢根离子、碳酸离子还被统称为溶解无机碳。认为在培养液中培养的微藻主要以碳酸氢根离子的形式将二氧化碳摄入细胞内来进行光合作用。
3.在此，已知一种例如记载于日本发明专利公开公报特公昭60-019989号的培养装置。在该培养槽中，对培养液的ph连续地进行测定，根据该ph测定值来控制向培养液供给的二氧化碳气体(不含有其他气体的纯二氧化碳气体)的供给量。例如，当微藻的光合作用量增大，培养液的碳酸氢根离子的浓度降低时，培养液的ph存在上升的倾向。另一方面，当微藻的光合作用量下降，培养液的碳酸氢根离子的浓度升高时，培养液的ph存在降低的倾向。因此，当培养液的ph测定值到达预先设定的范围的上限值时，增加对培养液供给的二氧化碳气体的供给量。由此，抑制培养液中的二氧化碳不足。另一方面，当培养液的ph测定值到达预先设定的范围的下限值时，停止对培养液供给二氧化碳气体。由此，抑制二氧化碳的过量供给。


技术实现要素：

4.另外，微藻的二氧化碳同化能力比较高，因此，例如提出了一种通过将工厂的废气供给至培养液，利用该废气所含的二氧化碳来培养微藻的作为全球变暖对策的技术。从工厂排出的废气量根据工厂的运转状况等而变化。废气所含的二氧化碳的浓度根据工厂的运转状况等而变化。将这样的废气的利用应用于上述的培养装置，并根据培养液的ph测定值来控制向培养液供给的废气的供给量具有难度。即，即使如上述的培养装置那样对废气的供给量进行控制，也不易高精度地控制培养液中的二氧化碳量。在该情况下，具有无法充分抑制培养液中二氧化碳的欠缺或者过量供给的问题。进而，具有不易良好地培养微藻的问题。
5.鉴于上述问题，希望不通过控制向培养液供给的气体供给量而将培养液的碳酸氢根离子浓度维持在适当的范围，从而良好地培养微藻。
6.本发明的目的在于，解决上述的技术问题。
7.本发明的一方案为：一种培养方法，向培养液供给含有二氧化碳的气体的同时在所述培养液中培养微藻，其特征在于，具有离子浓度获取工序和离子浓度调节工序，其中，在所述离子浓度获取工序中，获得所述培养液的碳酸氢根离子浓度的获取值；在所述离子浓度调节工序中，在所述获取值不处于预先设定的设定浓度范围内的情况下，对所述培养
液的温度和ph中的至少任一方进行调节，从而将所述培养液的碳酸氢根离子的浓度调节到所述设定浓度范围内。
8.本发明的另一方案为：一种培养装置，其向培养液供给含有二氧化碳的气体的同时在所述培养液中培养微藻，其特征在于，具有培养槽、离子浓度获取部、温度调节部、ph调节部和离子浓度调节部，其中，所述培养槽收容所述培养液和所述微藻，并且被从气体供给部供给所述气体；所述离子浓度获取部获得所述培养槽内的所述培养液的碳酸氢根离子浓度的获取值；所述温度调节部对所述培养液进行温度调节；所述ph调节部对所述培养液进行ph调节；所述离子浓度调节部对所述获取值与预先设定的设定浓度范围进行比较，当所述获取值不处于所述设定浓度范围内时，对所述温度调节部的温度调节和所述ph调节部的ph调节中的至少任一方进行控制，从而对所述培养槽内的所述培养液进行碳酸氢根离子浓度调节。
9.在本发明中，将含有二氧化碳气体的气体向培养液供给的同时在该培养液中培养微藻。此时，获得培养液的碳酸氢根离子浓度的获取值。在该获取值不处于预先设定的设定浓度范围内时，对培养液的温度和ph的至少一方进行调节。例如，通过对培养液的温度进行调节，能够调节二氧化碳相对于培养液的溶解量(溶解无机碳量)。另外，通过对培养液的ph进行调节，能够调节溶解无机碳中的碳酸氢根离子的摩尔分数。
10.因此，根据本发明，对培养液的温度和ph的至少一方进行调节。由此，能够不通过向培养液供给的气体供给量而将培养液的碳酸氢根离子浓度调节到预先设定的设定浓度范围内。由此，能够将培养液的碳酸氢根离子浓度维持在适于培养微藻的适当的范围。其结果，能够良好地培养微藻。
11.上述的目的、特征和优点根据参照附图说明的以下的实施方式的说明应容易地理解。
附图说明
12.图1是本发明的实施方式所涉及的培养装置的概略结构图。
13.图2是培养槽的概略主视图。
14.图3是图2的iii-iii向视剖视图。
15.图4是说明本发明的实施方式所涉及的培养方法的一例的流程图。
具体实施方式
16.在以下的附图中，针对实现相同或者同样功能和效果的构成要素标注相同的附图标记，有时会省略重复的说明。
17.在图1所示的本实施方式所涉及的培养装置10中，向含水的培养液l中的微藻供给光和含有二氧化碳的气体。由此，在培养装置10中，微藻一边进行光合作用一边增殖。即，培养装置10对微藻进行培养。此外，培养液l除了含有水以外，优选含有培养微藻所需的营养成分。所需的营养成分是指，例如选自氮、磷和钾中的至少1种以上。
18.能够由培养装置10培养的微藻没有特别限定。在使用所培养的微藻制造例如乙醇这样的生物燃料的情况下，优选通过培养装置10培养被分类为绿藻纲(例如衣藻和小球藻)、绿枝藻纲、隐藻纲和蓝藻纲(例如螺旋藻)的微藻类。作为由培养装置10培养的微藻的
优选例，可列举出保藏于独立行政法人产品评价技术基础机构专利生物保藏中心(千叶县木更津市上总镰足2-5-8-120号室)的“honda dreamo株”。保藏日期为2016年4月22日，保藏编号为ferm bp-22306。
19.培养装置10被设置于如下环境：能够向微藻照射微藻的生长所需的波长(例如400～700nm)的光。作为这样的环境，例如可列举出能够向微藻照射日光的室外。然而，培养装置10例如也可以被配置于能够向微藻照射日光的室内。另外，培养装置10例如也可以被设置于能够向微藻照射上述波长的人造光的室内。
20.如图1所示，培养装置10具有培养槽12、二氧化碳传感器14、槽内温度传感器16、槽内ph传感器18、泵20、温度调节部22、ph调节部24、流路内温度传感器26、流路内ph传感器28和控制部30。
21.如图2所示，培养槽12能够收容微藻和培养液l。培养槽12例如由直链状低密度聚乙烯(lldpe)那样的具有挠性和透光性的材料形成。此外，在此的透光性是指，能够透过微藻的生长所需的波长的光。在本实施方式中，使整个培养槽12由具有透光性的材料形成。然而，只要培养槽12由至少侧壁(除了底壁和上壁以外的壁部)具有透光性的材料形成即可。
22.下面，以在将培养槽12设置于进行微藻的培养的设置地点的情况下的铅垂方向(图2的箭头x1、x2方向、上下方向)和与该铅垂方向正交的水平方向为基准来说明培养槽12的各构成要素的朝向。另外，作为设置培养槽12的朝向的优选例，将水平方向中的东西方向作为第1水平方向(图2的箭头y1、y2方向)。将水平方向中的南北方向作为第2水平方向(图2的箭头z1、z2方向)。然而，培养槽12的设置朝向没有特别受上述的限制。
23.在本实施方式中，接合缘部32被设置于培养槽12的除了上端以外的外周缘部(侧部和底部)。接合缘部32由利用例如焊接来接合培养槽12的内壁面彼此而形成。在没有设置接合缘部32的培养槽12的上端设置有开口部34。开口部34以实现能够进入培养槽12的内部的方式设置。此外，在图2中，为了便于说明，用斜线示出焊接的接合部位。
24.培养槽12的开口部34可以始终朝向培养槽12的外部敞开。培养槽12的开口部34可以以可开闭的方式由未图示的开闭部构成。当在开口部34敞开的状态下进行微藻的培养时，能够通过开口部34将排出气体从培养槽12的内部向外部排出。作为排出气体，如下所述，可列举出通过气体供给口44向培养槽12内供给的气体中的未被微藻的光合作用消耗的剩余部分的气体。作为排出气体，可列举出通过光合作用产生的氧气。
25.另一方面，在使培养槽12的开口部34能够开闭的情况下，开口部34例如平常可以被封闭。在该情况下，可以在类似从培养槽12的内部回收微藻的情况这样、仅在进入培养槽12的内部时敞开开口部34。这样，当在开口部34封闭的状态下进行微藻的培养时，可以在培养槽12的上端部以与开口部34分开地设置未图示的气体排出口。
26.可以不在培养槽12的上端设置开口部34。即，虽然未图示，但接合缘部32可以设置于培养槽12的包括上端的整个外周缘部。在该情况下，接合缘部32将培养槽12的收容培养液l的空间封闭而与外部进行隔离。在这样的培养槽12中，可以设置使培养槽12的内部与外部连通的未图示的气体排出口。可以设置用于向培养槽12供给培养液l和微藻的培养液供给口(未图示)。可以设置用于回收在培养槽12内培养的微藻的微藻回收口(未图示)。
27.在培养槽12中设置有分隔部36、接合部38、引导部40、循环部42和气体供给口44。本实施方式的培养槽12具有2个分隔部36、6个接合部38、3个引导部40、6个循环部42和3个
气体供给口44。然而，分隔部36、接合部38、引导部40、循环部42、气体供给口44各自的个数没有特别限定。
28.分隔部36、接合部38、引导部40、循环部42分别在培养槽12的内部沿铅垂方向延伸。此外，分隔部36、接合部38、引导部40、循环部42各自的延伸方向并不限定于与铅垂方向平行延伸，也可以相对于铅垂方向倾斜着延伸。
29.在本实施方式中，通过2个分隔部36，培养槽12的内部被划分为沿着第1水平方向(箭头y1、y2)排列的3个区域43。通过像这样使区域43沿着第1水平方向排列，培养槽12的第1水平方向上的长度比培养槽12的第2水平方向(箭头z1、z2方向)上的长度长。
30.分隔部36由利用例如焊接来接合培养槽12的内壁面彼此而形成。由分隔部36划分出的培养槽12内的各区域43被接合部38进一步分隔。接合部38由利用例如焊接来接合培养槽12的内壁面彼此而形成。由此，在各区域43中形成1个引导部40和2个循环部42。2个循环部42在引导部40的水平方向上的两侧排列配置。此外，例如，为了抑制应力集中，优选分隔部36和接合部38各自的延伸方向上的两端部形成为圆弧状。
31.如图3所示，在培养液l被收容于培养槽12的情况下，引导部40和循环部42分别从铅垂方向观察的剖面形状呈大致圆筒状。在本实施方式中，虽然铅垂方向观察下的各引导部40的内径为铅垂方向观察下的循环部42的内径的1/2以下，但没有特别限定于此。
32.如图2所示，接合部38和分隔部36各自的铅垂方向(延伸方向)上的长度比培养槽12的铅垂方向上的长度短。另外，分隔部36的铅垂方向上的长度为接合部38的铅垂方向上的长度以上。在培养槽12内的比接合部38靠下方侧的位置，形成有使引导部40与循环部42连通的引导部入口46。另外，在培养槽12内的比接合部38靠上方侧的位置，形成有使引导部40与循环部42连通的引导部出口48。
33.气体供给口44被设置于培养槽12的底部。气体供给口44被配置于培养槽12内的设置于各区域43的引导部40的下方。气体供给口44通过气体供给路径50而与图1的气体供给部52连接。因此，能够通过气体供给路径50和气体供给口44向培养槽12的内部供给气体。此外，由气体供给部52供给的气体例如优选含有被从工厂排出的二氧化碳气体，但没有特别限定。
34.由于气体供给口44被设置于引导部40的下方，因此向培养槽12内供给的气体朝向上方在引导部40中流通。由此，在培养槽12内的各区域43中，循环部42内的培养液l从引导部入口46流入引导部40内。在培养槽12内的各区域43中，引导部40内的培养液l从引导部出口48向循环部42内流出。如上述那样在培养槽12内产生培养液流f。
35.培养槽12也可以设置于未图示的贮液槽的内部。贮液槽由具有透光性的材料形成。在该情况下，在贮留于贮液槽的如水这样的具有透光性的贮留液的内部配设培养槽12。在贮液槽的内部中，例如培养槽12的上端的开口部34被配置于比贮液槽内的贮留液的液面靠上方的位置。由此，能够避免贮留液混入培养槽12内的培养液l的情况和培养液l混入贮液槽内的贮留液的情况。这样，将培养槽12设置于贮液槽内。由此，例如通过贮留液的冷却效果，易于将培养槽12内的培养液l的温度维持在适于培养微藻的温度。因此，能够进一步良好地培养微藻。
36.如图1所示，二氧化碳传感器14例如被设置于气体供给路径50。二氧化碳传感器14对向培养槽12供给的气体的二氧化碳浓度进行测定。由二氧化碳传感器14获得的二氧化碳
浓度测定值n(co2浓度测定值n)被发送至控制部30。此外，作为二氧化碳传感器14，例如可以使用如光学式(例如，非分散型红外线方式)、电化学式、半导体式这样的各种方式的结构。
37.槽内温度传感器16对培养槽12内所收容的培养液l的温度进行测定。由槽内温度传感器16获得的培养槽12内的培养液l的温度测定值t1被发送至控制部30。槽内ph传感器18对培养槽12内所收容的培养液l的ph(氢离子指数)进行测定。由槽内ph传感器18获得的培养槽12内的培养液l的ph测定值h1被发送至控制部30。
38.在培养槽12中设置有培养液导出路径58和培养液回收路径60。培养液导出路径58能够将培养槽12内的培养液l向培养槽12的外部导出。培养液回收路径60能够将通过在培养液导出路径58中流通而如后面所述那样调节了碳酸氢根离子浓度后的培养液l回收至培养槽12的内部。此外，在图2和图3中，省略了培养液导出路径58和培养液回收路径60的图示。
39.泵20根据控制部30的控制而开始动作。由此，培养液l在培养液导出路径58和培养液回收路径60中流通。另外，泵20根据控制部30的控制而停止动作。由此，停止培养液l在培养液导出路径58和培养液回收路径60中的流通。即，通过使泵20接通，开始从培养槽12向培养液导出路径58导出培养液l。另外，通过使泵20断开，停止从培养槽12向培养液导出路径58导出培养液l。
40.根据控制部30的控制，温度调节部22对向培养液导出路径58导出的培养液l进行温度调节。在温度调节部22的附近设置有对培养液l的温度进行测定的流路内温度传感器26。温度调节部22进行温度调节以使由流路内温度传感器26获得的温度测定值t2为后述的设定温度。此外，作为温度调节部22，例如可以使用能够对培养液l进行加热或者冷却的公知结构。
41.根据控制部30的控制，ph调节部24对向培养液导出路径58导出的培养液l进行ph调节。在ph调节部24的附近设置有对培养液l的ph进行测定的流路内ph传感器28。ph调节部24进行ph调节以使由流路内ph传感器28获得的ph测定值h2为后述的目标值。在本实施方式中，ph调节部24通过向培养液l中加入盐酸来调节该培养液l的ph。
42.由ph调节部24进行了ph调节后的培养液l流入培养液回收路径60。即，在泵20的动作下，从培养槽12内向培养液导出路径58导出的培养液l通过温度调节部22进行温度调节，并由ph调节部24进行ph调节，然后，经由培养液回收路径60被回收至培养槽12内。
43.控制部30例如构成为具有未图示的cpu等的微型计算机。控制部30通过按照控制程序执行规定的运算，而进行与培养装置10有关的各种处理和控制。控制部30具有离子浓度获取部54和离子浓度调节部56。
44.离子浓度获取部54获得培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子(hco
3-)浓度的获取值。在本实施方式中，离子浓度获取部54通过基于二氧化碳传感器14的co2浓度测定值n、槽内温度传感器16的温度测定值t1和槽内ph传感器18的ph测定值h1的运算而获得获取值。
45.已知培养液l的温度与培养液l的二氧化碳的溶解度的关系(溶解度曲线)。因此，离子浓度获取部54能够根据co2浓度测定值n和温度测定值t1来鉴定培养槽12内的培养液l的溶解无机碳浓度。另外，已知按培养液l的温度确定的ph与碳酸氢根离子的摩尔分数的关系。因此，离子浓度获取部54能够根据ph测定值h1来鉴定培养槽12内的培养液l的碳酸氢根
离子的摩尔分数(碳酸的电离度)。能够通过利用了如上述那样鉴定的培养槽12内的培养液l的溶解无机碳浓度与碳酸氢根离子的摩尔分数的运算来获得获取值。
46.离子浓度调节部56对培养槽12内的培养液l进行碳酸氢根离子浓度调节。具体而言，离子浓度调节部56首先对由离子浓度获取部54所获取的获取值与预先设定的设定浓度范围进行比较。设定浓度范围为能够良好地培养微藻的培养液l的碳酸氢根离子浓度的范围。设定浓度范围例如能够根据培养的微藻的种类来预先设定。例如，在将培养的微藻作为通常的衣藻或其变异株即上述的“honda dreamo株”的情况下，优选使设定浓度范围为100
×
10-3
～300
×
10-3
mol/l。
47.当获取值不处于设定浓度范围内时，离子浓度调节部56进行碳酸氢根离子浓度调节。碳酸氢根离子浓度调节能够通过对温度调节部22的温度调节和ph调节部24的ph调节中的至少任一方进行控制来进行。在本实施方式的培养液导出路径58中，ph调节部24被设置于温度调节部22的后段。因此，离子浓度调节部56在进行温度调节部22的温度调节之后进行ph调节部24的ph调节。然而，并不限制于此，在培养液导出路径58中，ph调节部24也可以被设置于温度调节部22的前段。在该情况下，离子浓度调节部56在进行ph调节部24的ph调节之后进行温度调节部22的温度调节。
48.具体而言，离子浓度调节部56以使流路内温度传感器26的温度测定值t2成为预先设定的设定温度的方式来控制温度调节部22。在此的设定温度为从能够良好地培养微藻的培养液l的温度范围选择的温度。设定温度例如能够根据培养的微藻的种类预先设定。
49.在本实施方式中，在获取值高于设定浓度范围的情况下，选择上述的温度范围的上限值(最高温度)作为设定温度tmax。另一方面，在获取值低于设定浓度范围的情况下，选择上述的温度范围的下限值(最低温度)作为设定温度tmin。此外，还将设定温度tmax和设定温度tmin统称为设定温度。
50.例如，在由培养槽12培养的微藻为上述的“honda dreamo株”的情况下，优选设定温度tmax为37℃，设定温度tmin为14℃。另外，例如，在由培养槽12培养的微藻为通常的衣藻的情况下，优选设定温度tmax为35℃，设定温度tmin为18℃。
51.离子浓度调节部56以使流路内ph传感器28的ph测定值h2成为预先设定的目标值的方式来控制ph调节部24。在此的目标值为使培养液l的碳酸氢根离子浓度成为上述的设定浓度范围内的ph。目标值能够根据培养液l处于设定温度时的ph与碳酸氢根离子的摩尔分数的关系来求得。即，在获取值高于设定浓度范围的情况下的ph的目标值a1能够根据培养液l处于设定温度tmax时的ph与碳酸氢根离子的摩尔分数的关系来求得。另一方面，在获取值低于设定浓度范围的情况下的ph的目标值a2能够根据培养液l处于tmin时的ph与碳酸氢根离子的摩尔分数的关系来求得。此外，还将目标值a1和目标值a2统称为目标值。
52.如上所述，进行温度调节部22的温度调节和ph调节部24的ph调节。由此，碳酸氢根离子浓度被调节于设定浓度范围内的培养液l经由培养液回收路径60被回收至培养槽12。由此，培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度被调节到设定浓度范围内。
53.本实施方式所涉及的培养装置10基本上如上述那样构成。下面，参照图4的流程图来说明本实施方式所涉及的培养方法的一例。在该培养方法中，作为准备工序，将图2的培养槽12配置于贮液槽的贮留液内。在该状态下，将从未图示的培养液供给机构供给的培养液l收容于培养槽12的内部。这样，通过在贮留液内向培养槽12内供给培养液l，能够抑制培
养槽12因培养液l的液压而破损。在培养槽12内微藻与培养液l一起被收容于其中。
54.接着，如图2所示，将从气体供给部52向气体供给路径50供给的气体经由气体供给口44向培养槽12内的各区域43的引导部40供给。由此，能够使气体溶解于培养槽12内的培养液l，并且能够使培养槽12的各区域43产生培养液流f。通过该培养液流f，微藻与培养液l一起进行循环。因此，能够使微藻良好地分散于培养槽12内。其结果，在培养槽12内，被高效地供给了气体和光的微藻进行光合作用的同时生长、增殖。
55.此外，培养槽12的侧壁由具有透光性的材料形成。因此，能够通过培养槽12的侧壁向微藻照射如日光这样的光。由此，与通过所谓的开放池(跑道池)进行培养相比，能够相对于微藻的培养容积确保较大的受光面积。其结果，能够向培养槽12内的更多微藻分配抑制了过量或不足的光能。
56.在如上述那样对微藻进行培养的培养过程中，进行获取培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度的获取值的离子浓度获取工序(图4的步骤s1～步骤s5)。在离子浓度获取工序中，在步骤s1中，从图1的二氧化碳传感器14获得co2浓度测定值n。另外，从图1的槽内温度传感器16获得温度测定值t1。接着，在步骤s2中，根据由步骤s1所获得的co2浓度测定值n和温度测定值t1，鉴定培养槽12内的培养液l的溶解无机碳浓度。
57.在离子浓度获取工序中，在步骤s3中，从图1的槽内ph传感器18获得ph测定值h1。接着，在步骤s4中，根据由步骤s3所获得的ph测定值h1来鉴定培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子(hco
3-)的摩尔分数。
58.接着，在步骤s5中，根据由步骤s2所鉴定的培养槽12内的培养液l的溶解无机碳浓度和由步骤s4所鉴定的培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子的摩尔分数，通过运算获得获取值(培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度)。
59.在如上述那样进行了离子浓度获取工序之后，进行判定工序(图4的步骤s6、步骤s7)。在判定工序中，首先，在步骤s6中，判定由离子浓度获取工序所获取的获取值是否处于预先设定的设定浓度范围内。即，在步骤s6中，判定获取值是否为设定浓度范围的上限值即cmax以下，并且为设定浓度范围的下限值即cmin以上。
60.在步骤s6中，在判定为获取值处于设定浓度范围内的情况下(步骤s6：是)，能够判断为培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度处于能够良好地培养微藻的适当范围内。因此，不进行培养液l的碳酸氢根离子浓度的调节，而接着返回至离子浓度获取工序，对培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度进行监视。
61.另一方面，在步骤s6中，在判定为获取值不处于设定浓度范围内的情况下(步骤s6：否)，进入步骤s7，进一步判定获取值是高于设定浓度范围还是低于设定浓度范围。即，在步骤s7中，例如，判定获取值是否大于cmax。
62.在步骤s7中，在判定为获取值大于cmax的情况下，即，在判定为获取值高于设定浓度范围的情况下(步骤s7：是)，例如能够判断为培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度存在变得过量的倾向。因此，如图4的步骤s8～步骤s13所示，进行向降低培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度的方向调节的离子浓度调节工序。
63.在该离子浓度调节工序中，首先，在步骤s8中，将图1的泵20接通。由此，从培养槽12内向培养液导出路径58导出培养液l。因此，能够通过设置于培养液导出路径58的温度调节部22和ph调节部24来进行培养液l的碳酸氢根离子浓度的调节。
64.接着，在步骤s9和步骤s10中，以使由流路内温度传感器26获得的培养液l的温度测定值t2成为设定温度tmax的方式来调节培养液l的温度。如上所述，降低培养液l的碳酸氢根离子浓度的方向的调节为降低二氧化碳气体的溶解度的方向的调节。即，为提高培养液l的温度的方向的调节。因此，将温度测定值t2设为能够适当地培养微藻的设定温度范围的上限值即设定温度tmax。
65.具体而言，在步骤s9中，判定温度测定值t2是否为设定温度tmax。在步骤s9中，在判定为温度测定值t2未成为设定温度tmax的情况下(步骤s9：否)，进入步骤s10，通过温度调节部22来进行培养液l的温度调节。在步骤s10中，当进行了温度调节之后，再次返回至步骤s9。这样，直至温度测定值t2成为设定温度tmax为止，重复执行步骤s9和步骤s10的处理。
66.在步骤s9中，在判定为温度测定值t2成为设定温度tmax的情况下(步骤s9：是)，进入步骤s11。在该步骤s11、步骤s12和步骤s13中，以使由流路内ph传感器28获得的培养液l的ph测定值h2成为目标值a1的方式来调节培养液l的ph。
67.具体而言，在步骤s11中，计算出目标值a1。如上所述，已知ph与碳酸氢根离子的摩尔分数的关系。另外，通过步骤s1和步骤s2，对培养液l的溶解无机碳浓度进行鉴定。进而，培养液l被调节为设定温度tmax。因此，能够通过运算来计算出设定温度tmax的培养液l的碳酸氢根离子浓度为设定浓度范围内的碳酸氢根离子的摩尔分数。然后，能够计算出与所计算出的碳酸氢根离子的摩尔分数相对应的ph作为目标值a1。即，目标值a1为在设定温度tmax的培养液l中使碳酸氢根离子浓度为设定浓度范围内的ph。
68.在步骤s12中，判定ph测定值h2是否为目标值a1。在步骤s12中，在判定为ph测定值h2未成为目标值a1的情况下(步骤s12：否)，进入步骤s13，通过ph调节部24来进行培养液l的ph调节。在步骤s13中，当进行了ph调节之后，再次返回至步骤s12。这样，直至ph测定值h2成为目标值a1为止，重复执行步骤s12和步骤s13的处理。在步骤s12中，在判定为ph测定值h2成为目标值a1的情况下(步骤s12：是)，进入步骤s20。
69.另一方面，在上述的步骤s7中，在判定为获取值不大于cmax的情况下，即，在判定为获取值低于设定浓度范围的情况下(步骤s7：否)，例如，能够判断为培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度存在不足的倾向。因此，如图4的步骤s14～步骤s19所示，进行向提高培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度的方向调节的离子浓度调节工序。
70.在该离子浓度调节工序中，首先，在步骤s14中，将图1的泵20接通。由此，从培养槽12内向培养液导出路径58导出培养液l。因此，能够通过设置于培养液导出路径58的温度调节部22和ph调节部24来进行培养液l的碳酸氢根离子浓度的调节。
71.接着，在步骤s15和步骤s16中，以使由流路内温度传感器26获得的培养液l的温度测定值t2成为设定温度tmin的方式来调节培养液l的温度。如上所述，提高培养液l的碳酸氢根离子浓度的方向的调节为提高二氧化碳气体的溶解度的方向的调节。即，为降低培养液l的温度的方向的调节。因此，将温度测定值t2设为能够适当地培养微藻的设定温度范围的下限值即设定温度tmin。
72.具体而言，在步骤s15中，判定温度测定值t2是否为设定温度tmin。在步骤s15中，在判定为温度测定值t2未成为设定温度tmin的情况下(步骤s15：否)，进入步骤s16，通过温度调节部22来进行培养液l的温度调节。在步骤s16中，当进行了温度调节之后，再次返回至步骤s15。这样，直至温度测定值t2成为设定温度tmin为止，重复执行步骤s15和步骤s16的
处理。
73.在步骤s15中判定为温度测定值t2成为设定温度tmin的情况下(步骤s15：是)，进入步骤s17。在该步骤s17、步骤s18和步骤s19中，以使由流路内ph传感器28获得的培养液l的ph测定值h2成为目标值a2的方式来调节培养液l的ph。
74.具体而言，在步骤s17中，计算出目标值a2。该目标值a2例如能够通过使用设定温度tmin来代替在计算上述的目标值a1中所使用的参数之中的设定温度tmax，以与目标值a1同样的方式计算得出。即，目标值a2为在设定温度tmin的培养液l中使碳酸氢根离子浓度为设定浓度范围内的ph。
75.在步骤s18中，判定ph测定值h2是否为目标值a2。在步骤s18中，在判定为ph测定值h2未成为目标值a2的情况下(步骤s18：否)，进入步骤s19，通过ph调节部24来进行培养液l的ph调节。在步骤s19中，当进行了ph调节之后，再次返回至步骤s18。这样，直至ph测定值h2成为目标值a2为止，重复执行步骤s18和步骤s19的处理。在步骤s18中判定为ph测定值h2成为目标值a2的情况下(步骤s18：是)，进入步骤s20。
76.经过上述的工序，调节了温度和ph的培养液l被调节为使碳酸氢根离子浓度为设定浓度范围内。因此，在步骤s20中，将图1的泵20断开，停止从培养槽12内向培养液导出路径58导出培养液l。在该步骤s20的处理之后，本实施方式所涉及的流程图结束。此外，在步骤s20的处理之后，也可以接着返回至离子浓度获取工序，对培养槽12内的培养液l的碳酸氢根离子浓度进行监视。
77.在上述的实施方式所涉及的培养方法和培养装置10中，通过对培养液l的温度和ph双方进行调节来调节碳酸氢根离子浓度，但并不限制于此。例如，也可以通过调节培养液l的温度和ph中的至少任一方来调节碳酸氢根离子浓度。
78.综上，在本实施方式所涉及的培养方法和培养装置10中，将含有二氧化碳气体的气体向培养液l供给的同时在该培养液l中培养微藻。此时，获得培养液l的碳酸氢根离子浓度的获取值。当该获取值不处于预先设定的设定浓度范围内时，对培养液l的温度和ph中的至少一方进行调节。例如，通过对培养液l的温度进行调节，能够调节二氧化碳相对于培养液l的溶解量(溶解无机碳量)。另外，通过对培养液l的ph进行调节，能够调节溶解无机碳中的碳酸氢根离子的摩尔分数。
79.因此，根据本实施方式所涉及的培养方法和培养装置10，对培养液l的温度和ph中的至少一方进行调节。由此，能够不通过向培养液l供给的气体供给量而将培养液l的碳酸氢根离子浓度调节到预先设定的设定浓度范围内。由此，能够将培养液l的碳酸氢根离子浓度维持在适于培养微藻的适当的范围。其结果，能够良好地培养微藻。
80.从工厂排出的废气例如根据工厂的运转状况，二氧化碳浓度容易变动。从工厂排出的废气例如根据工厂的运转状况，气体供给量的调节容易具有难度。即使在将这样的工厂的废气向培养液l供给来培养微藻的情况下，也能够将培养液l的碳酸氢根离子浓度维持在适当的范围。
81.在上述的实施方式所涉及的培养方法中的离子浓度调节工序中，在对培养液l的ph进行调节的情况下，向培养液l中加入盐酸。另外，在上述的实施方式所涉及的培养装置10中，ph调节部24通过向培养液l中加入盐酸来调节培养液l的ph。
82.即使像这样将盐酸加入培养液l，对微藻的生长造成的影响也比较少，因此能够良
好地培养微藻。此外，尤其，上述的“honda dreamo株”对氯的耐性较高。因此，即使使用盐酸来调节培养液l的ph，也能够良好地培养上述的“honda dreamo株”。
83.另外，盐酸的处理例如比其他的强酸和强碱的处理容易。因此，即使使用盐酸来调节培养液l的ph，也不易使构成ph调节部24的设备受到制约。而且，在微藻的培养中，例如由于混入培养液l的细菌的影响，培养液l的ph存在容易高于目标值a1、a2的倾向。因此，通过利用ph调节部24向培养液l中加入盐酸，能够将ph良好地调节为目标值a1、a2。
84.在上述的实施方式所涉及的培养方法中的离子浓度调节工序中，以使培养液l的温度成为预先设定的设定温度的方式进行调节，并且根据培养液l处于设定温度时的ph与碳酸氢根离子的摩尔分数的关系计算出使培养液l的碳酸氢根离子的浓度为设定浓度范围内的ph的目标值，将培养液l的ph调节为目标值。
85.在该情况下，将培养液l的温度调节到处于适于培养微藻的温度范围内的设定温度。通过以与匹配该设定温度的方式来调节ph，能够使培养液l的碳酸氢根离子浓度为设定浓度范围内。这样，通过将培养液l的温度调节到适于培养微藻的温度范围内，能够有效地提高微藻的培养效率。
86.然而，也可以代替上述那样的以与培养液l的设定温度匹配的方式来调节ph而以与ph的设定值匹配的方式来调节培养液l的温度。即使在该情况下，也能够不通过向培养液l供给的气体供给量而将碳酸氢根离子浓度调节到设定浓度范围内。进而，能够良好地培养微藻。
87.此外，上述的“honda dreamo株”的能够适当地培养的培养液l的温度范围比其他的微藻宽。因此，能够扩大培养液l的设定温度的范围。由此，能够进一步高精度地调节碳酸氢根离子浓度。
88.在培养“honda dreamo株”的情况下，优选将培养液l的温度调节为设定温度后对ph进行调节。如上所述，能够使“honda dreamo株”的培养液l的设定温度的范围扩大。因此，通过调节温度能够良好地调节碳酸氢根离子浓度。而且，通过根据需要来调节ph，能够更进一步高精度地调节碳酸氢根离子浓度。
89.在上述的实施方式所涉及的培养方法中，在离子浓度调节工序之前具有判定获取值是否处于设定浓度范围内的判定工序，在判定工序中，在判定为获取值不处于设定浓度范围内的情况下，进一步判定获取值是高于设定浓度范围还是低于设定浓度范围，在离子浓度调节工序中，在通过判定工序判定为获取值高于设定浓度范围的情况下，将设定温度设为预先设定的设定温度范围的上限值(tmax)，在通过判定工序判定为获取值低于设定浓度范围的情况下，将设定温度设为设定温度范围的下限值(tmin)。
90.在该情况下，能够有效地利用适于培养微藻的温度范围来对设定温度进行设定。因此，通过简单的控制，能够将培养液l的温度维持在适于培养微藻的温度范围内的同时对碳酸氢根离子浓度高精度地进行调节。然而，设定温度并不限定于设定温度范围的上限值或者下限值。能够在适于培养微藻的温度范围内，对设定温度进行各种设定。
91.在上述的实施方式所涉及的培养方法的离子浓度获取工序中，通过根据向培养液l供给的气体的二氧化碳浓度测定值n(co2浓度测定值n)、培养液l的ph测定值h1和培养液l的温度测定值t1的运算来获得获取值。
92.另外，在上述的实施方式所涉及的培养装置10中，具有二氧化碳传感器14、槽内温
度传感器16和槽内ph传感器18，其中，所述二氧化碳传感器14对从气体供给部52供给的气体的二氧化碳浓度进行测定；所述槽内温度传感器16对培养槽12内的培养液l的温度进行测定；所述槽内ph传感器18对培养槽12内的培养液l的ph进行测定，离子浓度获取部54通过根据二氧化碳传感器14的二氧化碳浓度测定值n(co2浓度测定值n)、槽内温度传感器16的温度测定值t1和槽内ph传感器18的ph测定值h1的运算来获得获取值。
93.co2浓度测定值n、ph测定值h1和温度测定值t1分别能够利用比较简单的结构而迅速地获取。因此，例如与使用未图示的测定装置，对培养液l的碳酸氢根离子浓度进行直接测定的情况相比，能够简单且迅速地获得获取值。进且，能够将本实施方式所涉及的培养方法和培养装置10容易地应用于微藻的大量培养。另外，能够缩短从开始对培养液l内的碳酸氢根离子浓度进行测定直至获得获取值为止的时间差。由此，能够高精度地进行培养液l的碳酸氢根离子浓度的调节。
94.在上述的实施方式所涉及的培养装置10中，在培养槽12的内部设置有沿铅垂方向延伸的引导部40，引导部40通过向上方被供给气体而从该引导部40的下方吸入培养液l，并且从引导部40的上方排出培养液l，从而在培养槽12内产生培养液流f。
95.另外，虽然未图示，但例如在通过对向培养槽12供给的气体供给量进行调节来调节培养液l的二氧化碳量的培养装置10中，需要以与培养液l的二氧化碳量匹配的方式来改变气体供给量或者停止气体的供给。将这样的培养装置10应用于利用气体的流通而产生培养液流f的培养槽12具有难度。
96.然而，在本实施方式所涉及的培养装置10中，如上所述，能够不通过培养液l的气体供给量而将碳酸氢根离子浓度调节到设定浓度范围内。因此，能够适当地应用于利用气体的流通而产生培养液流f的培养槽12。在该情况下，通过向引导部40供给气体的简单的结构，能够产生培养液流f。由此，能够使培养槽12内的微藻良好地分散。另外，无需驱动仅为了产生培养液流f而设置的结构。因此，能够抑制能量消耗量增大的同时通过简单的结构来良好地培养微藻。此外，培养槽12的结构并不特别限制于此，例如，也可以不在培养槽12内设置引导部40。
97.此外，本发明并不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够采用各种结构。