JP7375487B2

JP7375487B2 - Microorganism production equipment

Info

Publication number: JP7375487B2
Application number: JP2019209562A
Authority: JP
Inventors: 浩田中; 克明松澤; 有子吉田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2023-11-08
Anticipated expiration: 2039-11-20
Also published as: JP2021078443A

Description

本開示は、微生物製造装置に関する。 The present disclosure relates to a microorganism production device.

近年、バイオ燃料（炭化水素やバイオディーゼル）、生理活性物質、または、酵素を産生する微生物（特に、微細藻類）が注目されている。このような微生物を大量に培養し、石油に代わるエネルギーとして利用したり、薬品、飲料、食品、化成品等に利用したりすることが検討されている。 In recent years, microorganisms (especially microalgae) that produce biofuels (hydrocarbons and biodiesel), physiologically active substances, or enzymes have attracted attention. Consideration is being given to cultivating large quantities of such microorganisms and using them as an energy alternative to petroleum, or for use in medicines, beverages, foods, chemical products, and the like.

微生物として藻類を培養する技術として、１の培養槽で藻類を連続的に培養する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の技術は、増殖した分の藻類と培養液との懸濁液を培養槽から抜き出して固液分離し、培養液に紫外線を照射した後、培養槽に返送する。 As a technique for culturing algae as microorganisms, a technique for continuously culturing algae in one culture tank has been developed (for example, Patent Document 1). The technique disclosed in Patent Document 1 extracts a suspension of grown algae and a culture solution from a culture tank, separates the suspension into solid and liquid, irradiates the culture solution with ultraviolet rays, and then returns the suspension to the culture tank.

特開２０００－２２８９７５号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-228975

しかし、上記特許文献１のような微生物を連続的に培養する技術では、微生物が培養槽に長期間留まることになるため、培養槽内の微生物が変質したり、劣化したりするおそれがある。 However, in the technique of continuously culturing microorganisms such as that disclosed in Patent Document 1, the microorganisms remain in the culture tank for a long period of time, so there is a risk that the microorganisms in the culture tank may change or deteriorate.

本開示は、このような課題に鑑み、培養槽内の微生物の変質や劣化を抑制することが可能な微生物製造装置を提供することを目的としている。 In view of such problems, the present disclosure aims to provide a microorganism production device that can suppress alteration and deterioration of microorganisms in a culture tank.

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る微生物製造装置は、微生物と培養液との懸濁液を収容する複数の培養ユニットと、複数の培養ユニットのうち、最初の培養ユニットに新たな微生物を供給する微生物供給部と、複数の培養ユニットのうち、いずれか１の培養ユニットに新たな培養液を供給する培養液供給部と、培養ユニットの懸濁液を、懸濁液よりも微生物の濃度が高い濃縮液と、培養液とに分離する濃縮部と、複数の培養ユニットのうちのいずれか１の培養ユニットの懸濁液から分離された培養液と、前段の培養ユニットの懸濁液から分離された濃縮液とを所定の比率で次段の培養ユニットに送出する濃縮液送出部と、を備える。 In order to solve the above problems, a microorganism production apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a plurality of culture units that contain a suspension of microorganisms and a culture solution, and a first culture unit among the plurality of culture units. A microorganism supply unit that supplies new microorganisms, a culture solution supply unit that supplies new culture solution to any one of the culture units among the plurality of culture units, and a culture solution supply unit that supplies the suspension of the culture unit from the suspension. There is also a concentrating section that separates a concentrated solution with a high concentration of microorganisms and a culture solution, and a culture solution separated from the suspension of any one of the plurality of culture units and the culture solution of the previous stage culture unit. and a concentrated solution delivery section that delivers the concentrated solution separated from the suspension to the next culture unit at a predetermined ratio.

また、濃縮液送出部は、複数の培養ユニットのうち、少なくとも、最初の培養ユニット以外の培養ユニットに収容された懸濁液中の微生物の濃度が所定の濃度範囲内となるように、濃縮液を送出してもよい。 In addition, the concentrated solution delivery unit sends the concentrated solution so that the concentration of microorganisms in the suspension contained in at least a culture unit other than the first culture unit among the plurality of culture units is within a predetermined concentration range. may be sent.

また、培養ユニットから濃縮部へ懸濁液を送出する懸濁液送出部を備え、懸濁液送出部は、培養ユニットの下部から懸濁液を取り出してもよい。 Furthermore, the culture unit may include a suspension delivery section that sends the suspension from the culture unit to the concentration section, and the suspension delivery section may take out the suspension from the lower part of the culture unit.

また、複数の培養ユニットの容積は、前段の培養ユニットよりも後段の培養ユニットの方が大きくてもよい。 Further, the volume of the plurality of culture units may be larger in the latter culture unit than in the former culture unit.

また、濃縮液送出部は、前段の培養ユニットの懸濁液から分離された培養液と、前段の培養ユニットの懸濁液から分離された濃縮液とを所定の比率で次段の培養ユニットに送出してもよい。 In addition, the concentrated liquid sending unit transfers the culture liquid separated from the suspension of the previous culture unit and the concentrate separated from the suspension of the previous culture unit to the next culture unit at a predetermined ratio. You may send it.

また、濃縮液を収容する濃縮液収容ユニットを備え、濃縮液送出部は、複数の培養ユニットのうち、最後の培養ユニットの懸濁液から分離された濃縮液を濃縮液収容ユニットに送出し、濃縮液収容ユニットの容積は、培養ユニットよりも小さくてもよい。 The concentrate storage unit includes a concentrate storage unit that stores a concentrate, and the concentrate delivery unit sends the concentrate separated from the suspension of the last culture unit among the plurality of culture units to the concentrate storage unit, The volume of the concentrate storage unit may be smaller than that of the culture unit.

また、培養ユニットは、少なくとも一部が大気開放されていてもよい。 Furthermore, at least a portion of the culture unit may be open to the atmosphere.

本開示によれば、培養槽内の微生物の変質や劣化を抑制することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress alteration and deterioration of microorganisms in a culture tank.

実施形態の微生物製造装置を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a microorganism production apparatus according to an embodiment. 送出ユニットを説明する図である。It is a figure explaining a sending unit. 送出ユニットによる懸濁液の抜き出しと濃縮液の送出とを説明する図である。It is a figure explaining extraction of a suspension and delivery of a concentrated liquid by a delivery unit. 第１の変形例の微生物製造装置を説明する図である。It is a figure explaining the microorganism production apparatus of a 1st modification. 第２の変形例の送出ユニットを説明する図である。It is a figure explaining the sending unit of the 2nd modification.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for easy understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. Note that, in this specification and the drawings, elements having substantially the same functions and configurations are designated by the same reference numerals and redundant explanation will be omitted. Further, illustrations of elements not directly related to the present disclosure are omitted.

［微生物製造装置１００］
図１は、本実施形態の微生物製造装置１００を説明するための図である。図１に示すように、微生物製造装置１００は、複数の培養ユニット１１０（図１中、１１０Ａ～１１０Ｄで示す）と、濃縮液収容ユニット１１２と、微生物供給部１２０と、培養液供給部１３０と、送出ユニット１４０（図１中、１４０Ａ～１４０Ｄで示す）を含む。なお、図１中、微生物を含む液、培養液、および、懸濁液の流れを実線の矢印で示す。 [Microorganism production device 100]
FIG. 1 is a diagram for explaining a microorganism production apparatus 100 of this embodiment. As shown in FIG. 1, the microorganism production apparatus 100 includes a plurality of culture units 110 (indicated by 110A to 110D in FIG. 1), a concentrated solution storage unit 112, a microorganism supply section 120, and a culture solution supply section 130. , and a delivery unit 140 (indicated by 140A to 140D in FIG. 1). In addition, in FIG. 1, the flow of the solution containing microorganisms, the culture solution, and the suspension is indicated by solid arrows.

本実施形態において、微生物製造装置１００は、屋外に設置される。また、微生物製造装置１００が、太陽光１０と光合成を行う微生物を培養する場合を例に挙げる。 In this embodiment, the microorganism production device 100 is installed outdoors. Further, a case will be exemplified in which the microorganism production apparatus 100 cultivates microorganisms that perform photosynthesis with sunlight 10.

微生物製造装置１００は、複数（例えば、４つ）の培養ユニット１１０（１１０Ａ～１１０Ｄ）を備える。培養ユニット１１０は、微生物と培養液との懸濁液を収容する。本実施形態において、培養ユニット１１０は、１または複数の培養槽を含む。培養ユニット１１０は、少なくとも一部（本実施形態では上部）が大気開放されている。なお、微生物は、藻類、酵母、または、菌類である。また、藻類は、例えば、ボツリオコッカス、ナンノクロロプシス、ユーグレナ、シュードコリシスチス等の微細藻類である。 The microorganism production apparatus 100 includes a plurality of (for example, four) culture units 110 (110A to 110D). The culture unit 110 contains a suspension of microorganisms and a culture solution. In this embodiment, culture unit 110 includes one or more culture tanks. At least a portion (the upper part in this embodiment) of the culture unit 110 is open to the atmosphere. Note that the microorganism is algae, yeast, or fungi. Moreover, the algae are, for example, microalgae such as Botryococcus, Nannochloropsis, Euglena, and Pseudocolicystis.

また、本実施形態において、各培養ユニット１１０を構成する培養槽の容積（培養槽に収容される懸濁液の容積）は、実質的に等しい。一方、複数の培養ユニット１１０は、後段に向かうに従って、多数の培養槽を備える。つまり、培養ユニット１１０の容積は、前段の培養ユニット１１０よりも後段の培養ユニット１１０の方が大きい。 Furthermore, in this embodiment, the volumes of the culture tanks constituting each culture unit 110 (the volumes of the suspensions accommodated in the culture tanks) are substantially equal. On the other hand, the plurality of culture units 110 include a large number of culture tanks toward the rear stage. In other words, the volume of the culture unit 110 in the rear stage is larger than that in the culture unit 110 in the former stage.

濃縮液収容ユニット１１２は、後述する送出ユニット１４０によって、最後の培養ユニット１１０Ｄから分離された濃縮液を収容する。なお、濃縮液は、懸濁液よりも微生物の濃度が高い液である。濃縮液収容ユニット１１２は、１または複数の収容槽を含む。また、濃縮液収容ユニット１１２の容積は、培養ユニット１１０よりも小さい。 The concentrate storage unit 112 accommodates the concentrate separated from the last culture unit 110D by a delivery unit 140, which will be described later. Note that the concentrated liquid is a liquid in which the concentration of microorganisms is higher than that of the suspension. Concentrate storage unit 112 includes one or more storage tanks. Further, the volume of the concentrate storage unit 112 is smaller than that of the culture unit 110.

微生物供給部１２０は、複数の培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄのうち、最初の培養ユニット１１０Ａに新たな微生物を供給する。本実施形態において、微生物供給部１２０は、新規微生物貯留部１２２と、微生物供給管１２４と、ポンプ１２６とを含む。 The microorganism supply unit 120 supplies new microorganisms to the first culture unit 110A among the plurality of culture units 110A to 110D. In this embodiment, the microorganism supply section 120 includes a new microorganism storage section 122, a microorganism supply pipe 124, and a pump 126.

新規微生物貯留部１２２は、新たな微生物（新個体の微生物）を含む液を貯留する。微生物供給管１２４は、一端が新規微生物貯留部１２２に接続される。微生物供給管１２４の他端には開口１２４ａが形成される。微生物供給管１２４は、開口１２４ａが、培養ユニット１１０Ａに臨むように設けられる。ポンプ１２６は、新たな微生物を含む液を吸引して、培養ユニット１１０Ａに吐出する。 The new microorganism storage section 122 stores a liquid containing new microorganisms (new individual microorganisms). One end of the microorganism supply pipe 124 is connected to the new microorganism storage section 122 . An opening 124a is formed at the other end of the microorganism supply pipe 124. Microorganism supply pipe 124 is provided so that opening 124a faces culture unit 110A. The pump 126 sucks the liquid containing new microorganisms and discharges it to the culture unit 110A.

培養液供給部１３０は、最初の培養ユニット１１０Ａに新たな培養液を供給する。培養液は、微生物の培養（増殖）に必要な成分を含む液である。本実施形態において、培養液供給部１３０は、新規培養液貯留部１３２と、培養液供給管１３４と、ポンプ１３６とを含む。 The culture solution supply unit 130 supplies a new culture solution to the first culture unit 110A. The culture solution is a solution containing components necessary for culturing (proliferating) microorganisms. In this embodiment, the culture solution supply section 130 includes a new culture solution storage section 132, a culture solution supply pipe 134, and a pump 136.

新規培養液貯留部１３２は、培養液を貯留する。培養液供給管１３４は、一端が新規培養液貯留部１３２に接続される。培養液供給管１３４の他端には開口１３４ａが形成される。培養液供給管１３４は、開口１３４ａが、培養ユニット１１０Ａに臨むように設けられる。ポンプ１３６は、新たな培養液を吸引して、培養ユニット１１０Ａに吐出する。 The new culture solution storage section 132 stores the culture solution. One end of the culture solution supply pipe 134 is connected to the new culture solution reservoir 132 . An opening 134a is formed at the other end of the culture solution supply pipe 134. The culture solution supply pipe 134 is provided so that an opening 134a faces the culture unit 110A. The pump 136 sucks in new culture fluid and discharges it to the culture unit 110A.

送出ユニット１４０は、前段の培養ユニット１１０から懸濁液を抜き出して、濃縮液と、培養液とに分離する。そして、送出ユニット１４０は、濃縮液の一部または全部と、培養液の一部または全部とを次段の培養ユニット１１０に送出する。 The delivery unit 140 extracts the suspension from the upstream culture unit 110 and separates it into a concentrated solution and a culture solution. The delivery unit 140 then delivers part or all of the concentrate and part or all of the culture solution to the next stage culture unit 110.

図２は、送出ユニット１４０を説明する図である。図２に示すように、送出ユニット１４０は、懸濁液送出部１５０と、濃縮部１６０と、濃縮液送出部１７０と、濃度測定部１８０と、送出制御部１９０とを含む。なお、図２中、懸濁液、培養液、および、濃縮液の流れを実線の矢印で示す。図２中、信号の流れを破線の矢印で示す。なお、図２中、送出制御部１９０とポンプ１５４とを接続する信号の流れを示す破線、送出制御部１９０とポンプ１７６ａとを接続する信号の流れを示す破線、および、送出制御部１９０とポンプ１７６ｂとを接続する信号の流れを示す破線は、図面の簡明化のため図示を省略する。 FIG. 2 is a diagram illustrating the sending unit 140. As shown in FIG. 2, the delivery unit 140 includes a suspension delivery section 150, a concentration section 160, a concentrate delivery section 170, a concentration measurement section 180, and a delivery control section 190. In addition, in FIG. 2, the flows of the suspension, culture solution, and concentrated solution are indicated by solid arrows. In FIG. 2, the flow of signals is indicated by broken arrows. In addition, in FIG. 2, a broken line showing a signal flow connecting the delivery control unit 190 and the pump 154, a broken line showing a signal flow connecting the delivery control unit 190 and the pump 176a, and a broken line showing the signal flow connecting the delivery control unit 190 and the pump 176a, 176b is omitted from illustration for the purpose of simplifying the drawing.

懸濁液送出部１５０は、培養ユニット１１０から濃縮部１６０へ懸濁液を送出する。懸濁液送出部１５０は、培養ユニット１１０の下部から懸濁液を取り出す。本実施形態において、懸濁液送出部１５０は、受入管１５２と、ポンプ１５４とを含む。受入管１５２は、ポンプ１５４の吐出側と、濃縮部１６０とを接続する。ポンプ１５４は、前段の培養ユニット１１０（図２では、培養ユニット１１０Ａ）内に設けられる。ポンプ１５４は、吸入側が前段の培養ユニット１１０の下部に開口する。ポンプ１５４は、前段の培養ユニット１１０内の懸濁液を吸引して、濃縮部１６０に吐出する。 The suspension delivery unit 150 delivers the suspension from the culture unit 110 to the concentration unit 160. The suspension delivery unit 150 takes out the suspension from the lower part of the culture unit 110. In this embodiment, the suspension delivery section 150 includes a receiving tube 152 and a pump 154. Receiving pipe 152 connects the discharge side of pump 154 and concentration section 160 . The pump 154 is provided within the upstream culture unit 110 (culture unit 110A in FIG. 2). The suction side of the pump 154 opens at the bottom of the upstream culture unit 110. The pump 154 sucks the suspension in the upstream culture unit 110 and discharges it to the concentration section 160.

濃縮部１６０は、懸濁液送出部１５０によって導かれた前段の培養ユニット１１０の懸濁液を濃縮液と培養液とに分離（固液分離）する。濃縮部１６０は、例えば、特開２０１６－２１４１５１号公報に記載された技術、遠心分離機等既存の様々な技術を適用できるので、ここでは、詳細な説明を省略する。本実施形態において、濃縮部１６０は、送出先の培養ユニット１１０を構成する培養槽ごとに設けられる。つまり、濃縮部１６０の数は、前段から後段（送出ユニット１４０Ａから送出ユニット１４０Ｄ）に向かうに従って増加する。 The concentrating section 160 separates the suspension from the upstream culture unit 110 guided by the suspension discharging section 150 into a concentrated solution and a culture solution (solid-liquid separation). Various existing technologies such as the technology described in Japanese Patent Application Laid-open No. 2016-214151 and a centrifugal separator can be applied to the concentrating unit 160, so a detailed description thereof will be omitted here. In this embodiment, the concentration section 160 is provided for each culture tank that constitutes the destination culture unit 110. That is, the number of concentration sections 160 increases from the front stage to the rear stage (from the delivery unit 140A to the delivery unit 140D).

濃縮液送出部１７０は、前段の培養ユニット１１０の懸濁液から分離された培養液と、微生物の流れ方向における前段の培養ユニット１１０の懸濁液から分離された濃縮液とを、所定の比率で次段の培養ユニット１１０（図２では、培養ユニット１１０Ｂ）に送出する。また、濃縮液送出部１７０は、複数の培養ユニット１１０のうち、最後の培養ユニット１１０（図１中、培養ユニット１１０Ｄ）の懸濁液から分離された濃縮液を濃縮液収容ユニット１１２に送出する。 The concentrated liquid sending unit 170 transfers the culture liquid separated from the suspension of the upstream culture unit 110 and the concentrated liquid separated from the suspension of the upstream culture unit 110 in the flow direction of the microorganisms at a predetermined ratio. Then, it is sent to the next stage culture unit 110 (in FIG. 2, culture unit 110B). Further, the concentrate delivery unit 170 sends out the concentrate separated from the suspension of the last culture unit 110 (culture unit 110D in FIG. 1) among the plurality of culture units 110 to the concentrate storage unit 112. .

図２に示すように、本実施形態において、濃縮液送出部１７０は、濃縮液配管１７２ａ～１７２ｃと、培養液配管１７４ａ～１７４ｃと、ポンプ１７６ａ、１７６ｂと、流量調整弁１７８ａ、１７８ｂとを含む。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, the concentrate delivery unit 170 includes concentrate pipes 172a to 172c, culture solution pipes 174a to 174c, pumps 176a and 176b, and flow rate adjustment valves 178a and 178b. .

濃縮液配管１７２ａは、濃縮部１６０における濃縮液滞留部と、ポンプ１７６ａの吸入側とを接続する。濃縮液配管１７２ｂは、一端がポンプ１７６ａの吐出側に接続される。濃縮液配管１７２ｂの他端には開口１７２ｂａが形成される。濃縮液配管１７２ｂは、開口１７２ｂａが次段の培養ユニット１１０に臨むように設けられる。濃縮液配管１７２ｃは、一端がポンプ１７６ａの吐出側に接続される。濃縮液配管１７２ｃの他端には開口１７２ｃａが形成される。濃縮液配管１７２ｃは、開口１７２ｃａが前段の培養ユニット１１０に臨むように設けられる。 The concentrated liquid pipe 172a connects the concentrated liquid retention section in the concentration section 160 and the suction side of the pump 176a. One end of the concentrate pipe 172b is connected to the discharge side of the pump 176a. An opening 172ba is formed at the other end of the concentrated liquid pipe 172b. Concentrate pipe 172b is provided so that opening 172ba faces culture unit 110 at the next stage. One end of the concentrated liquid pipe 172c is connected to the discharge side of the pump 176a. An opening 172ca is formed at the other end of the concentrate pipe 172c. Concentrate pipe 172c is provided so that opening 172ca faces culture unit 110 at the front stage.

培養液配管１７４ａは、濃縮部１６０における培養液滞留部と、ポンプ１７６ｂの吸入側とを接続する。培養液配管１７４ｂは、ポンプ１７６ｂの吐出側と、濃縮液配管１７２ｂとを接続する。培養液配管１７４ｃは、ポンプ１７６ｂの吐出側と、濃縮液配管１７２ｃとを接続する。 The culture solution piping 174a connects the culture solution retention section in the concentration section 160 and the suction side of the pump 176b. Culture liquid piping 174b connects the discharge side of pump 176b and concentrated liquid piping 172b. Culture liquid piping 174c connects the discharge side of pump 176b and concentrated liquid piping 172c.

ポンプ１７６ａは、濃縮部１６０における濃縮液滞留部に滞留された濃縮液を吸引して濃縮液配管１７２ｂ、１７２ｃに吐出する。ポンプ１７６ｂは、濃縮部１６０における培養液滞留部に滞留された培養液を吸引して培養液配管１７４ｂ、１７４ｃに吐出する。 The pump 176a sucks the concentrated liquid stored in the concentrated liquid retention section of the concentration section 160 and discharges it to the concentrated liquid pipes 172b and 172c. The pump 176b sucks the culture solution retained in the culture solution retention section in the concentration section 160 and discharges it to the culture solution piping 174b, 174c.

流量調整弁１７８ａは、濃縮液配管１７２ｂに設けられる。流量調整弁１７８ａは、濃縮液配管１７２ｂ内に形成される流路の開度を調整する。流量調整弁１７８ａは、濃縮液配管１７２ｂを通過する濃縮液の流量を調整する。つまり、流量調整弁１７８ａは、濃縮部１６０から次段の培養ユニット１１０に導かれる濃縮液の流量を調整する。 The flow rate adjustment valve 178a is provided in the concentrate pipe 172b. The flow rate adjustment valve 178a adjusts the opening degree of the flow path formed in the concentrate pipe 172b. The flow rate adjustment valve 178a adjusts the flow rate of the concentrated liquid passing through the concentrated liquid piping 172b. That is, the flow rate adjustment valve 178a adjusts the flow rate of the concentrated solution guided from the concentration section 160 to the next-stage culture unit 110.

流量調整弁１７８ｂは、培養液配管１７４ｂに設けられる。流量調整弁１７８ｂは、培養液配管１７４ｂ内に形成される流路の開度を調整する。流量調整弁１７８ｂは、培養液配管１７４ｂを通過する培養液の流量を調整する。つまり、流量調整弁１７８ｂは、濃縮部１６０から次段の培養ユニット１１０に導かれる培養液の流量を調整する。 The flow rate adjustment valve 178b is provided in the culture solution piping 174b. The flow rate adjustment valve 178b adjusts the opening degree of the flow path formed in the culture solution piping 174b. The flow rate adjustment valve 178b adjusts the flow rate of the culture solution passing through the culture solution piping 174b. In other words, the flow rate adjustment valve 178b adjusts the flow rate of the culture solution guided from the concentration section 160 to the next-stage culture unit 110.

濃度測定部１８０は、次段の培養ユニット１１０に収容された懸濁液に含まれる微生物の濃度を測定する。 The concentration measurement unit 180 measures the concentration of microorganisms contained in the suspension contained in the next-stage culture unit 110.

送出制御部１９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。送出制御部１９０は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。送出制御部１９０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して送出ユニット１４０全体を管理および制御する。 The transmission control section 190 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (central processing unit). The output control unit 190 reads programs, parameters, etc. for operating the CPU itself from the ROM. The sending control section 190 manages and controls the entire sending unit 140 in cooperation with the RAM as a work area and other electronic circuits.

本実施形態において、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ａ～培養ユニット１１０Ｄに収容された懸濁液中の微生物の濃度が所定の濃度範囲内となるように、ポンプ１５４、１７６ａ、１７６ｂの駆動を制御し、流量調整弁１７８ａ、１７８ｂの開度を調整する。なお、所定の濃度範囲は、例えば、０．１ｇ／Ｌ以上１ｇ／Ｌ以下である。 In this embodiment, the delivery control unit 190 drives the pumps 154, 176a, and 176b so that the concentration of microorganisms in the suspension contained in the culture units 110A to 110D falls within a predetermined concentration range. control to adjust the opening degrees of the flow rate regulating valves 178a, 178b. Note that the predetermined concentration range is, for example, 0.1 g/L or more and 1 g/L or less.

図３は、送出ユニット１４０による懸濁液の抜き出しと濃縮液の送出とを説明する図である。図３（ａ）～図３（ｃ）は、複数の培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容された懸濁液中の微生物の量の経時変化を説明する図である。図３（ｄ）～（ｅ）は、複数の培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容された懸濁液中の培養液の量の経時変化を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating the extraction of a suspension and the delivery of a concentrated liquid by the delivery unit 140. FIGS. 3(a) to 3(c) are diagrams illustrating changes over time in the amount of microorganisms in the suspension contained in the plurality of culture units 110A to 110D. FIGS. 3(d) to 3(e) are diagrams illustrating changes over time in the amount of culture solution in the suspension contained in the plurality of culture units 110A to 110D.

図３（ａ）に示すように、時刻ｔ０において、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄすべてにおいて、微生物がｎ体収容されているとする。そして、時間の経過に伴って、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄ内において微生物が増殖する。このため、時刻ｔ０以降の時刻ｔａにおいて、図３（ｂ）に示すように、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容された微生物は（ｎ＋１）体となる。 As shown in FIG. 3(a), it is assumed that at time t0, n microorganisms are accommodated in all of the culture units 110A to 110D. Then, as time passes, microorganisms proliferate within the culture units 110A to 110D. Therefore, at time ta after time t0, as shown in FIG. 3(b), the number of microorganisms housed in the culture units 110A to 110D is (n+1).

そこで、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される微生物がｎ体となるように、ポンプ１５４を制御して前段の培養ユニット１１０から懸濁液を抜き出す。そして、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される微生物がｎ体となるように、ポンプ１７６ａおよび流量調整弁１７８ａを制御して、濃縮液を次段の培養ユニット１１０に送出する。 Therefore, the delivery control unit 190 controls the pump 154 to extract the suspension from the preceding culture unit 110 so that n microorganisms are housed in the culture units 110A to 110D. Then, the delivery control unit 190 controls the pump 176a and the flow rate adjustment valve 178a so that the number of microorganisms housed in the culture units 110A to 110D is n, and sends the concentrated liquid to the next stage culture unit 110. .

例えば、時刻ｔａにおいて、培養ユニット１１０Ａに新規の微生物が１体供給されると、送出制御部１９０は、図３（ｃ）に示すように、培養ユニット１１０Ａから培養ユニット１１０Ｂに２体の微生物が送出されるように、ポンプ１７６ａおよび流量調整弁１７８ａを制御する。同様に、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ｂから培養ユニット１１０Ｃに３体の微生物が送出されるように、ポンプ１７６ａおよび流量調整弁１７８ａを制御する。また、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ｃから培養ユニット１１０Ｄに４体の微生物が送出されるように、ポンプ１７６ａおよび流量調整弁１７８ａを制御する。また、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ｄから濃縮液収容ユニット１１２に５体の微生物が送出されるように、ポンプ１７６ａおよび流量調整弁１７８ａを制御する。 For example, when one new microorganism is supplied to the culture unit 110A at time ta, the delivery control unit 190 controls the supply of two microorganisms from the culture unit 110A to the culture unit 110B, as shown in FIG. 3(c). The pump 176a and flow rate adjustment valve 178a are controlled so that the liquid is delivered. Similarly, the delivery control unit 190 controls the pump 176a and the flow rate adjustment valve 178a so that the three microorganisms are delivered from the culture unit 110B to the culture unit 110C. Further, the delivery control unit 190 controls the pump 176a and the flow rate adjustment valve 178a so that the four microorganisms are delivered from the culture unit 110C to the culture unit 110D. Further, the delivery control unit 190 controls the pump 176a and the flow rate adjustment valve 178a so that five microorganisms are delivered from the culture unit 110D to the concentrate storage unit 112.

これにより、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される微生物の量は、ｎ体に維持されることになる（図３（ａ）に戻る）。また、濃縮液収容ユニット１１２に送出された濃縮液は、不図示の微生物処理装置に導かれる。微生物処理装置は、例えば、濃縮液を乾燥して微生物を取り出した後、微生物からバイオ燃料、生理活性物質、または酵素を抽出する。 As a result, the amount of microorganisms accommodated in the culture units 110A to 110D is maintained at n bodies (return to FIG. 3(a)). Further, the concentrated liquid sent to the concentrated liquid storage unit 112 is guided to a microbial treatment device (not shown). The microorganism processing device, for example, dries the concentrate to remove microorganisms, and then extracts biofuel, physiologically active substances, or enzymes from the microorganisms.

一方、図３（ｄ）に示すように、時刻ｔ０において、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄすべてにおいて、培養液がｍＬ収容されているとする。そして、時間の経過に伴って、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄから培養液の一部が蒸発する。このため、時刻ｔａにおいて、図３（ｅ）に示すように、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容された培養液は（ｍ－１）Ｌとなる。 On the other hand, as shown in FIG. 3(d), it is assumed that all of the culture units 110A to 110D contain mL of culture solution at time t0. Then, as time passes, a portion of the culture solution evaporates from the culture units 110A to 110D. Therefore, at time ta, the culture solution contained in the culture units 110A to 110D becomes (m-1)L, as shown in FIG. 3(e).

そこで、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される培養液がｍＬとなるように、ポンプ１５４を制御して前段の培養ユニット１１０から懸濁液を抜き出す。そして、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される培養液がｍＬとなるように、ポンプ１７６ｂおよび流量調整弁１７８ｂを制御して、培養液を次段の培養ユニット１１０に送出する。 Therefore, the delivery control unit 190 controls the pump 154 to extract the suspension from the preceding culture unit 110 so that the culture solution contained in the culture units 110A to 110D becomes mL. Then, the delivery control unit 190 controls the pump 176b and the flow rate adjustment valve 178b so that the culture solution contained in the culture units 110A to 110D is mL, and sends the culture solution to the next stage culture unit 110. .

例えば、時刻ｔｂにおいて、培養ユニット１１０Ａに新規の培養液が６Ｌ供給されると、送出制御部１９０は、図３（ｆ）に示すように、培養ユニット１１０Ａから培養ユニット１１０Ｂに５Ｌの培養液が送出されるように、ポンプ１７６ｂおよび流量調整弁１７８ｂを制御する。同様に、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ｂから培養ユニット１１０Ｃに４Ｌの培養液が送出されるように、ポンプ１７６ｂおよび流量調整弁１７８ｂを制御する。また、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ｃから培養ユニット１１０Ｄに３Ｌの培養液が送出されるように、ポンプ１７６ｂおよび流量調整弁１７８ｂを制御する。また、送出制御部１９０は、培養ユニット１１０Ｄから２Ｌの培養液が外部に廃棄されるように、ポンプ１７６ｂおよび流量調整弁１７８ｂを制御する。 For example, at time tb, when 6 L of new culture solution is supplied to the culture unit 110A, the delivery control unit 190 controls the supply of 5L of culture solution from the culture unit 110A to the culture unit 110B, as shown in FIG. 3(f). The pump 176b and flow rate adjustment valve 178b are controlled so that the liquid is delivered. Similarly, the delivery control unit 190 controls the pump 176b and the flow rate adjustment valve 178b so that 4L of culture solution is delivered from the culture unit 110B to the culture unit 110C. Further, the delivery control unit 190 controls the pump 176b and the flow rate adjustment valve 178b so that 3L of culture solution is delivered from the culture unit 110C to the culture unit 110D. Further, the delivery control unit 190 controls the pump 176b and the flow rate adjustment valve 178b so that 2L of culture solution is discarded to the outside from the culture unit 110D.

これにより、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される培養液の量は、ｍＬに維持されることになる（図３（ｄ）に戻る）。 As a result, the amount of culture solution contained in the culture units 110A to 110D is maintained at mL (return to FIG. 3(d)).

以上説明したように、本実施形態にかかる微生物製造装置１００は、複数の培養ユニット１１０、濃縮部１６０、および、濃縮液送出部１７０を備える。これにより、微生物製造装置１００は、最初の培養ユニット１１０Ａから最後の培養ユニット１１０Ｄに向かって、微生物を順次移動させることができる。したがって、微生物製造装置１００は、同一の微生物の、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄにおける長期間の滞留を抑制することが可能となる。このため、微生物製造装置１００は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される微生物の変質や劣化を抑制することができる。したがって、微生物製造装置１００は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄにおいて、微生物を効率よく培養（増殖）することが可能となる。 As explained above, the microorganism manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment includes a plurality of culture units 110, a concentration section 160, and a concentrate delivery section 170. Thereby, the microorganism manufacturing apparatus 100 can sequentially move microorganisms from the first culture unit 110A to the last culture unit 110D. Therefore, the microorganism production apparatus 100 can suppress residence of the same microorganism in the culture units 110A to 110D for a long period of time. Therefore, the microorganism production apparatus 100 can suppress alteration and deterioration of the microorganisms housed in the culture units 110A to 110D. Therefore, the microorganism production apparatus 100 can efficiently culture (propagate) microorganisms in the culture units 110A to 110D.

同様に、微生物製造装置１００は、最初の培養ユニット１１０Ａから最後の培養ユニット１１０Ｄに向かって、培養液を順次移動させることができる。したがって、微生物製造装置１００は、同一の培養液の、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄにおける長期間の滞留を抑制することが可能となる。このため、微生物製造装置１００は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容される培養液の変質や劣化を抑制することができる。したがって、微生物製造装置１００は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄにおいて、微生物を効率よく培養することが可能となる。 Similarly, the microorganism production apparatus 100 can sequentially move the culture solution from the first culture unit 110A to the last culture unit 110D. Therefore, the microorganism production apparatus 100 can prevent the same culture solution from staying in the culture units 110A to 110D for a long period of time. Therefore, the microorganism production apparatus 100 can suppress deterioration and deterioration of the culture solution contained in the culture units 110A to 110D. Therefore, the microorganism production apparatus 100 can efficiently culture microorganisms in the culture units 110A to 110D.

また、上記したように、濃縮液送出部１７０は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに収容された懸濁液中の微生物の濃度が所定の濃度範囲内となるように、濃縮液を送出する。これにより、微生物製造装置１００は、培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄ内を微生物の培養環境に適した状態とすることができる。 Furthermore, as described above, the concentrated solution delivery unit 170 delivers the concentrated solution so that the concentration of microorganisms in the suspension contained in the culture units 110A to 110D falls within a predetermined concentration range. Thereby, the microorganism production apparatus 100 can bring the inside of the culture units 110A to 110D into a state suitable for a microorganism culture environment.

また、上記したように、懸濁液送出部１５０は、培養ユニット１１０の下部から懸濁液を取り出す。微生物は、劣化すると、比重が大きくなるものがある（例えば、藻類）。したがって、懸濁液送出部１５０が培養ユニット１１０の下部から懸濁液を取り出すことにより、濃縮液送出部１７０は、劣化した微生物を選択的に次段の培養ユニット１１０に送出することができる。これにより、微生物製造装置１００は、劣化した微生物が培養ユニット１１０Ａ～１１０Ｄに長期間滞留する事態を回避することが可能となる。つまり、微生物製造装置１００は、劣化した微生物を迅速に収穫（回収）することができる。 Furthermore, as described above, the suspension delivery section 150 takes out the suspension from the lower part of the culture unit 110. When some microorganisms deteriorate, their specific gravity increases (for example, algae). Therefore, by the suspension delivery section 150 taking out the suspension from the lower part of the culture unit 110, the concentrated solution delivery section 170 can selectively send the degraded microorganisms to the next-stage culture unit 110. Thereby, the microorganism production apparatus 100 can avoid a situation in which degraded microorganisms remain in the culture units 110A to 110D for a long period of time. In other words, the microorganism production apparatus 100 can quickly harvest (recover) degraded microorganisms.

また、上記したように、微生物製造装置１００では、最初の培養ユニット１１０Ａから最後の培養ユニット１１０Ｄに向かうに従って、移動される微生物の量が多くなる一方、移動される培養液の量は少なくなる。したがって、微生物製造装置１００では、前段の濃縮部１６０よりも後段の濃縮部１６０の方が、濃縮部１６０全体の処理負荷が大きくなる。そこで、上記したように、微生物製造装置１００は、前段の培養ユニット１１０よりも後段の培養ユニット１１０の方が容積が大きく、濃縮部１６０の数が前段から後段に向かうに従って増加するように、複数の培養ユニット１１０および複数の濃縮部１６０を構成する。これにより、１の濃縮部１６０の処理負荷を平均化することが可能となる。したがって、濃縮部１６０による濃縮能力が限界を超えてしまう事態を回避することができる。 Furthermore, as described above, in the microorganism production apparatus 100, the amount of microorganisms that are transferred increases from the first culture unit 110A to the last culture unit 110D, while the amount of culture solution that is transferred decreases. Therefore, in the microorganism manufacturing apparatus 100, the processing load of the entire concentration section 160 is larger in the latter concentration section 160 than in the former concentration section 160. Therefore, as described above, the microorganism manufacturing apparatus 100 has a plurality of concentrating sections 160, such that the latter culture unit 110 has a larger volume than the former culture unit 110, and the number of concentration sections 160 increases from the former stage to the latter stage. A culture unit 110 and a plurality of concentration sections 160 are configured. This makes it possible to equalize the processing load of one concentration section 160. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the concentration capacity of the concentration section 160 exceeds its limit.

また、上記したように、濃縮液収容ユニット１１２の容積は、培養ユニット１１０よりも小さい。これにより、濃縮液収容ユニット１１２からの微生物の回収を容易に行うことができる。 Further, as described above, the volume of the concentrate storage unit 112 is smaller than that of the culture unit 110. Thereby, microorganisms can be easily collected from the concentrated liquid storage unit 112.

また、上記したように、培養ユニット１１０は、少なくとも一部が大気開放されている。これにより、培養ユニット１１０に収容された微生物は、大気から二酸化炭素等を取り入れたり、大気に酸素を放出したりすることが可能となる。 Furthermore, as described above, at least a portion of the culture unit 110 is open to the atmosphere. This allows the microorganisms housed in the culture unit 110 to take in carbon dioxide and the like from the atmosphere and release oxygen to the atmosphere.

［第１の変形例］
上記実施形態において、培養液供給部１３０は、最初の培養ユニット１１０Ａに新たな培養液を供給し、濃縮液送出部１７０は、前段の培養ユニット１１０の懸濁液から分離された培養液を、次段の培養ユニット１１０に送出する場合を例に挙げた。しかし、培養液の供給先、および、送出先に限定はない。 [First modification]
In the above embodiment, the culture solution supply section 130 supplies a new culture solution to the first culture unit 110A, and the concentrated solution delivery section 170 supplies the culture solution separated from the suspension of the previous culture unit 110. The case of sending to the next-stage culture unit 110 was given as an example. However, there are no limitations on the destination to which the culture solution is supplied and to which it is sent.

図４は、第１の変形例の微生物製造装置２００を説明する図である。図４に示すように、微生物製造装置２００は、複数の培養ユニット１１０（図４中、１１０Ａ～１１０Ｄで示す）と、濃縮液収容ユニット１１２と、微生物供給部１２０と、培養液供給部２３０と、送出ユニット１４０（図４中、１４０Ａ～１４０Ｄで示す）を含む。図４中、微生物を含む液、培養液、および、懸濁液の流れを実線の矢印で示す。なお、上記微生物製造装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a microorganism production apparatus 200 of a first modification. As shown in FIG. 4, the microorganism production apparatus 200 includes a plurality of culture units 110 (indicated by 110A to 110D in FIG. 4), a concentrated solution storage unit 112, a microorganism supply section 120, and a culture solution supply section 230. , and a delivery unit 140 (indicated by 140A to 140D in FIG. 4). In FIG. 4, solid arrows indicate the flow of the microorganism-containing solution, culture solution, and suspension. Note that components that are substantially the same as those of the microorganism manufacturing apparatus 100 described above are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

培養液供給部２３０は、新規培養液貯留部１３２と、培養液供給管２３４と、ポンプ１３６とを含む。培養液供給管２３４は、一端が新規培養液貯留部１３２に接続される。培養液供給管２３４の他端には開口２３４ａが形成される。培養液供給管２３４は、開口２３４ａが、最後の培養ユニット１１０Ｄに臨むように設けられる。つまり、培養液供給部２３０は、最後の培養ユニット１１０Ｄに新たな培養液を供給する。 The culture solution supply section 230 includes a new culture solution storage section 132, a culture solution supply pipe 234, and a pump 136. One end of the culture solution supply pipe 234 is connected to the new culture solution storage section 132 . An opening 234a is formed at the other end of the culture solution supply pipe 234. The culture solution supply pipe 234 is provided so that an opening 234a faces the last culture unit 110D. That is, the culture solution supply unit 230 supplies a new culture solution to the last culture unit 110D.

また、第１の変形例において、送出ユニット１４０Ｄを構成する培養液配管１７４ｃは、最初の培養ユニット１１０Ａに接続される。 Moreover, in the first modification, the culture solution pipe 174c that constitutes the delivery unit 140D is connected to the first culture unit 110A.

これにより、第１の変形例の微生物製造装置２００は、最後の培養ユニット１１０Ｄに収容される微生物を新たな培養液で洗浄することができる。したがって、微生物製造装置２００は、濃縮液収容ユニット１１２に導かれる濃縮液、つまり、収穫される微生物を洗浄することが可能となる。これにより、微生物製造装置２００は、後段の微生物処理装置における乾燥処理、抽出処理等の処理負荷を低減することができる。 Thereby, the microorganism production apparatus 200 of the first modification can wash the microorganisms accommodated in the last culture unit 110D with a new culture solution. Therefore, the microorganism manufacturing apparatus 200 can wash the concentrated liquid introduced to the concentrated liquid storage unit 112, that is, the microorganisms to be harvested. Thereby, the microorganism production apparatus 200 can reduce processing loads such as drying processing and extraction processing in the subsequent microorganism processing apparatus.

［第２の変形例］
図５は、第２の変形例の送出ユニット３００を説明する図である。送出ユニット３００は、懸濁液送出部１５０と、濃縮部１６０と、濃縮液送出部１７０と、濃度測定部１８０と、送出制御部１９０と、栄養塩供給部３１０と、殺菌剤供給部３２０と、栄養塩測定部３３０と、栄養制御部３４０とを含む。なお、図５中、懸濁液、培養液、濃縮液、栄養塩、および、殺菌剤の流れを実線の矢印で示す。図５中、信号の流れを破線の矢印で示す。なお、図５中、濃度測定部１８０、送出制御部１９０、栄養制御部３４０と栄養塩送出機構３１６ａ、３１６ｂとを接続する信号の流れを示す破線、および、栄養制御部３４０と殺菌剤送出機構３２６ａ、３２６ｂとを接続する信号の流れを示す破線は、図面の簡明化のため図示を省略する。また、上記微生物製造装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 [Second modification]
FIG. 5 is a diagram illustrating a delivery unit 300 of a second modification. The delivery unit 300 includes a suspension delivery section 150, a concentration section 160, a concentrate delivery section 170, a concentration measurement section 180, a delivery control section 190, a nutrient supply section 310, and a disinfectant supply section 320. , a nutrient salt measurement section 330, and a nutrient control section 340. In FIG. 5, solid arrows indicate the flow of the suspension, culture solution, concentrate, nutrients, and disinfectant. In FIG. 5, the flow of signals is indicated by dashed arrows. In addition, in FIG. 5, broken lines indicate the flow of signals connecting the concentration measurement section 180, the delivery control section 190, the nutrient control section 340, and the nutrient delivery mechanisms 316a and 316b, and the nutrient control section 340 and the disinfectant delivery mechanism. Broken lines indicating the flow of signals connecting 326a and 326b are omitted to simplify the drawing. Further, components that are substantially the same as those of the microorganism production apparatus 100 described above are given the same reference numerals and explanations are omitted.

図５に示すように、栄養塩供給部３１０は、濃縮液に栄養塩を供給する。本実施形態において、栄養塩供給部３１０は、栄養塩貯留部３１２と、栄養塩供給管３１４ａ、３１４ｂと、栄養塩送出機構３１６ａ、３１６ｂとを含む。栄養塩貯留部３１２は、栄養塩を貯留する。栄養塩は、固体（粉体）であってもよいし、液体であってもよい。栄養塩は、例えば、二価の鉄（例えば、硫酸鉄（ＩＩ）、クエン酸鉄）、尿素、グルコース、酢酸である。 As shown in FIG. 5, the nutrient supply unit 310 supplies nutrient salts to the concentrate. In this embodiment, the nutrient supply unit 310 includes a nutrient storage unit 312, nutrient supply pipes 314a, 314b, and nutrient delivery mechanisms 316a, 316b. The nutrient salt storage section 312 stores nutrient salts. The nutrient salt may be solid (powder) or liquid. Nutrient salts are, for example, divalent iron (eg iron(II) sulfate, iron citrate), urea, glucose, acetic acid.

栄養塩供給管３１４ａは、栄養塩貯留部３１２と濃縮液配管１７２ｂとを接続する。栄養塩供給管３１４ｂは、栄養塩貯留部３１２と濃縮液配管１７２ｃとを接続する。栄養塩送出機構３１６ａは、栄養塩供給管３１４ａに設けられる。栄養塩送出機構３１６ｂは、栄養塩供給管３１４ｂに設けられる。栄養塩が固体である場合、栄養塩送出機構３１６ａ、３１６ｂは、スクリューフィーダで構成される。栄養塩が液体である場合、栄養塩送出機構３１６ａ、３１６ｂは、ポンプで構成される。 The nutrient supply pipe 314a connects the nutrient storage section 312 and the concentrated liquid pipe 172b. The nutrient supply pipe 314b connects the nutrient storage section 312 and the concentrated liquid pipe 172c. The nutrient delivery mechanism 316a is provided in the nutrient supply pipe 314a. The nutrient delivery mechanism 316b is provided in the nutrient supply pipe 314b. When the nutrient salt is solid, the nutrient delivery mechanism 316a, 316b is configured with a screw feeder. If the nutrient is a liquid, the nutrient delivery mechanisms 316a, 316b are comprised of pumps.

殺菌剤供給部３２０は、培養液に殺菌剤を供給する。本実施形態において、殺菌剤供給部３２０は、殺菌剤貯留部３２２と、殺菌剤供給管３２４ａ、３２４ｂと、殺菌剤送出機構３２６ａ、３２６ｂとを含む。殺菌剤貯留部３２２は、殺菌剤を貯留する。殺菌剤は、固体（粉体）であってもよいし、液体であってもよいし、気体であってもよい。殺菌剤は、例えば、マンガン、硝酸または硫酸等の強酸（希釈すると培養液の一部として藻類が利用できるもの）、水酸化カリウム等の強アルカリ（希釈すると培養液の一部として藻類が利用できるもの）、遊離塩素、オゾンである。 The disinfectant supply unit 320 supplies a disinfectant to the culture solution. In this embodiment, the disinfectant supply unit 320 includes a disinfectant reservoir 322, disinfectant supply pipes 324a, 324b, and disinfectant delivery mechanisms 326a, 326b. The disinfectant storage section 322 stores a disinfectant. The disinfectant may be solid (powder), liquid, or gas. Fungicides include, for example, manganese, strong acids such as nitric acid or sulfuric acid (which can be used by algae as part of the culture medium when diluted), and strong alkalis such as potassium hydroxide (which can be used by algae as part of the culture medium when diluted). ), free chlorine, and ozone.

殺菌剤供給管３２４ａは、殺菌剤貯留部３２２と培養液配管１７４ｂとを接続する。殺菌剤供給管３２４ｂは、殺菌剤貯留部３２２と培養液配管１７４ｃとを接続する。殺菌剤送出機構３２６ａは、殺菌剤供給管３２４ａに設けられる。殺菌剤送出機構３２６ｂは、殺菌剤供給管３２４ｂに設けられる。殺菌剤が固体である場合、殺菌剤送出機構３２６ａ、３２６ｂは、スクリューフィーダで構成される。殺菌剤が液体または気体である場合、殺菌剤送出機構３２６ａ、３２６ｂは、ポンプで構成される。 The disinfectant supply pipe 324a connects the disinfectant storage section 322 and the culture solution pipe 174b. The disinfectant supply pipe 324b connects the disinfectant storage section 322 and the culture solution pipe 174c. A disinfectant delivery mechanism 326a is provided in the disinfectant supply pipe 324a. The disinfectant delivery mechanism 326b is provided in the disinfectant supply pipe 324b. If the disinfectant is a solid, the disinfectant delivery mechanism 326a, 326b is comprised of a screw feeder. When the disinfectant is a liquid or gas, the disinfectant delivery mechanisms 326a, 326b are comprised of pumps.

栄養塩測定部３３０は、培養ユニット１１０に収容された懸濁液（培養液）に含まれる栄養塩の濃度を測定する。 The nutrient measurement unit 330 measures the concentration of nutrient salts contained in the suspension (culture solution) contained in the culture unit 110.

栄養制御部３４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。栄養制御部３４０は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。栄養制御部３４０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、栄養塩送出機構３１６ａ、３１６ｂ、および、殺菌剤送出機構３２６ａ、３２６ｂを管理および制御する。 The nutrition control unit 340 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (central processing unit). The nutrition control unit 340 reads programs, parameters, etc. for operating the CPU itself from the ROM. The nutrient control unit 340 manages and controls the nutrient delivery mechanisms 316a, 316b and the disinfectant delivery mechanisms 326a, 326b in cooperation with the RAM as a work area and other electronic circuits.

本実施形態において、栄養制御部３４０は、培養ユニット１１０に収容された懸濁液中の栄養塩の濃度が所定の濃度範囲内となるように、栄養塩送出機構３１６ａ、３１６ｂを駆動制御する。また、栄養制御部３４０は、培養液配管１７４ｂ、１７４ｃを通過する培養液に含まれる、培養対象の微生物ではない微生物（コンタミ）の殺菌に適した量の殺菌剤が供給されるように、殺菌剤送出機構３２６ａ、３２６ｂを駆動制御する。 In this embodiment, the nutrient control unit 340 drives and controls the nutrient delivery mechanisms 316a and 316b so that the concentration of nutrients in the suspension contained in the culture unit 110 falls within a predetermined concentration range. In addition, the nutrient control unit 340 performs sterilization so that an amount of sterilizing agent suitable for sterilizing microorganisms (contamination) other than microorganisms to be cultured contained in the culture solution passing through the culture solution pipes 174b and 174c is supplied. The agent delivery mechanisms 326a and 326b are driven and controlled.

以上説明したように、送出ユニット３００は、栄養塩供給部３１０を備える。これにより、栄養塩供給部３１０は、培養対象の微生物に対し、効率よく栄養塩を供給することができる。したがって、栄養塩供給部３１０は、コンタミに栄養塩が消費されてしまう事態を回避することができる。このため、送出ユニット３００を備える微生物製造装置は、目的とする微生物を効率よく培養することが可能となる。また、栄養塩供給部３１０は、高濃度の栄養塩を微生物に供給することができる。したがって、栄養塩供給部３１０は、栄養塩を効率よく微生物に吸収させることが可能となる。 As explained above, the delivery unit 300 includes the nutrient supply section 310. Thereby, the nutrient supply unit 310 can efficiently supply nutrient salts to the microorganisms to be cultured. Therefore, the nutrient supply unit 310 can avoid a situation where the nutrient is consumed by contamination. Therefore, the microorganism manufacturing apparatus including the delivery unit 300 can efficiently culture the target microorganism. Further, the nutrient supply unit 310 can supply highly concentrated nutrients to the microorganisms. Therefore, the nutrient supply unit 310 can efficiently cause the microorganisms to absorb the nutrient.

また、二価の鉄を培養液に添加すると、時間の経過に従って、二価の鉄が酸化されて三価の鉄になってしまう。この場合、微生物は、三価の鉄を還元するためのエネルギーを消費することになる。また、三価の鉄は、培養液中で酸化水酸化鉄となり、沈殿してしまう。したがって、二価の鉄を培養液に添加する場合、微生物の増殖効率が低下してしまうという問題がある。これに対し、栄養塩供給部３１０は、栄養塩としての二価の鉄を微生物に直接吸収させることができる。したがって、送出ユニット３００を備える微生物製造装置は、微生物を効率よく増殖させることが可能となる。 Furthermore, when divalent iron is added to the culture solution, the divalent iron is oxidized and becomes trivalent iron over time. In this case, the microorganism will consume energy to reduce trivalent iron. Further, trivalent iron becomes iron oxide hydroxide in the culture solution and precipitates. Therefore, when divalent iron is added to the culture solution, there is a problem that the growth efficiency of microorganisms decreases. In contrast, the nutrient supply unit 310 can cause microorganisms to directly absorb divalent iron as a nutrient. Therefore, the microorganism manufacturing apparatus including the delivery unit 300 can efficiently propagate microorganisms.

また、尿素を培養液に添加すると、時間の経過に従って、尿素が、アンモニア、亜硝酸、または、硝酸に変化してしまう。この場合、微生物は、硝酸を還元するためのエネルギーを消費することになる。また、亜硝酸は、微生物に対し毒性を有する。また、アンモニア、亜硝酸、または、硝酸は、培養液のｐＨを変化させてしまう。したがって、尿素を培養液に添加する場合、微生物の増殖効率が低下してしまうという問題がある。これに対し、栄養塩供給部３１０は、栄養塩としての尿素を微生物に直接吸収させることができる。したがって、送出ユニット３００を備える微生物製造装置は、微生物を効率よく増殖させることが可能となる。 Furthermore, when urea is added to the culture solution, the urea changes to ammonia, nitrous acid, or nitric acid over time. In this case, the microorganisms will consume energy to reduce nitric acid. Furthermore, nitrous acid is toxic to microorganisms. Moreover, ammonia, nitrous acid, or nitric acid changes the pH of the culture solution. Therefore, when urea is added to a culture solution, there is a problem in that the growth efficiency of microorganisms decreases. On the other hand, the nutrient supply unit 310 can cause microorganisms to directly absorb urea as a nutrient. Therefore, the microorganism manufacturing apparatus including the delivery unit 300 can efficiently propagate microorganisms.

送出ユニット３００は、殺菌剤供給部３２０を備える。これにより、殺菌剤供給部３２０は、培養対象の微生物にダメージを与えることなく、培養液に含まれるコンタミを集中して殺菌することが可能となる。 The delivery unit 300 includes a disinfectant supply section 320 . Thereby, the disinfectant supply unit 320 can concentrate and sterilize contaminants contained in the culture solution without damaging the microorganisms to be cultured.

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above embodiments. It is clear that those skilled in the art can come up with various changes and modifications within the scope of the claims, and it is understood that these naturally fall within the technical scope of the present disclosure. be done.

例えば、上記実施形態において、濃縮液送出部１７０が、前段の培養ユニット１１０の懸濁液から分離された培養液を次段の培養ユニット１１０に送出する構成を例に挙げた。しかし、濃縮液送出部１７０は、複数の培養ユニット１１０のうちのいずれか１の培養ユニット１１０の懸濁液から分離された培養液を、前段の培養ユニット１１０の懸濁液から分離された濃縮液と、所定の比率で次段の培養ユニット１１０に送出すればよい。また、培養液供給部１３０は、複数の培養ユニット１１０のうち、いずれか１の培養ユニット１１０に新たな培養液を供給してもよい。 For example, in the above-mentioned embodiment, a configuration is exemplified in which the concentrate delivery unit 170 sends the culture solution separated from the suspension of the culture unit 110 in the previous stage to the culture unit 110 in the next stage. However, the concentrated liquid sending unit 170 transfers the culture liquid separated from the suspension of any one of the plurality of culture units 110 to the concentrated liquid separated from the suspension of the preceding culture unit 110. What is necessary is just to send it to the culture unit 110 of the next stage in a predetermined ratio with the liquid. Further, the culture solution supply unit 130 may supply a new culture solution to any one of the culture units 110 among the plurality of culture units 110.

また、上記実施形態および第１の変形例において、濃縮液送出部１７０が、すべての培養ユニット１１０に収容された懸濁液中の微生物の濃度が所定の濃度範囲内となるように、濃縮液を送出する場合を例に挙げた。しかし、濃縮液送出部１７０は、複数の培養ユニット１１０のうち、少なくとも、最初の培養ユニット１１０Ａ以外の培養ユニット１１０Ｂ～１１０Ｄに収容された懸濁液中の微生物の濃度が所定の濃度範囲内となるように、濃縮液を送出してもよい。 In addition, in the above embodiment and the first modification, the concentrated liquid delivery unit 170 controls the concentrated liquid so that the concentration of microorganisms in the suspension contained in all the culture units 110 is within a predetermined concentration range. An example is given when sending a . However, the concentrated liquid sending unit 170 is configured to ensure that the concentration of microorganisms in the suspension contained in at least the culture units 110B to 110D other than the first culture unit 110A among the plurality of culture units 110 is within a predetermined concentration range. The concentrate may be delivered as shown in FIG.

また、上記実施形態、第１の変形例、および、第２の変形例において、懸濁液送出部１５０が培養ユニット１１０の下部から懸濁液を取り出す場合を例に挙げた。しかし、懸濁液送出部１５０による懸濁液の取り出し箇所に限定はない。例えば、劣化すると比重が小さくなる微生物を培養する場合、懸濁液送出部１５０は、培養ユニット１１０の上部から懸濁液を取り出してもよい。 Further, in the above embodiment, the first modification, and the second modification, the case where the suspension delivery section 150 takes out the suspension from the lower part of the culture unit 110 is exemplified. However, there is no limitation to the location from which the suspension is taken out by the suspension delivery unit 150. For example, when culturing microorganisms whose specific gravity decreases as they deteriorate, the suspension delivery section 150 may take out the suspension from the top of the culture unit 110.

また、上記実施形態および第１の変形例において、複数の培養ユニット１１０の容積が、前段の培養ユニット１１０よりも後段の培養ユニット１１０の方が大きい場合を例に挙げた。しかし、複数の培養ユニット１１０の容積に限定はない。例えば、すべての培養ユニット１１０の容積が等しくてもよいし、複数の培養ユニット１１０の容積が、前段の培養ユニット１１０よりも後段の培養ユニット１１０の方が小さくてもよい。また、上記実施形態および変形例において、培養ユニット１１０が１または複数の培養槽で構成される場合を例に挙げた。しかし、培養ユニット１１０は、１の培養槽で構成されてもよい。 Furthermore, in the above embodiment and the first modification example, the case where the volume of the plurality of culture units 110 is larger in the latter culture unit 110 than in the former culture unit 110 was exemplified. However, there is no limit to the capacity of the plurality of culture units 110. For example, all the culture units 110 may have the same volume, or the volumes of the plurality of culture units 110 may be smaller in the latter culture unit 110 than in the former culture unit 110. Furthermore, in the above embodiments and modified examples, the case where the culture unit 110 is constituted by one or more culture vessels is given as an example. However, the culture unit 110 may be composed of one culture tank.

また、上記実施形態および第１の変形例において、濃縮液収容ユニット１１２の容積は、培養ユニット１１０よりも小さい場合を例に挙げた。しかし、濃縮液収容ユニット１１２の容積に限定はない。例えば、濃縮液収容ユニット１１２の容積は、培養ユニット１１０よりも大きくてもよいし、培養ユニット１１０と実質的に等しくてもよい。 Furthermore, in the above embodiment and the first modification example, the volume of the concentrate storage unit 112 is smaller than that of the culture unit 110. However, there is no limit to the volume of the concentrate storage unit 112. For example, the volume of the concentrate storage unit 112 may be larger than the culture unit 110 or may be substantially equal to the culture unit 110.

また、上記実施形態、第１の変形例、および、第２の変形例において、培養ユニット１１０の一部が大気開放されている場合を例に挙げた。しかし、培養ユニット１１０は、大気開放されていなくてもよい。 Further, in the above embodiment, the first modification, and the second modification, the case where a part of the culture unit 110 is opened to the atmosphere is exemplified. However, the culture unit 110 does not need to be opened to the atmosphere.

また、上記第２の変形例において、栄養塩供給部３１０が、濃縮液配管１７２ｂに栄養塩を供給する場合を例に挙げた。しかし、微生物製造装置１００は、濃縮部１６０によって分離された濃縮液を一時的に保持するタンクを備え、栄養塩供給部３１０は、タンクに栄養塩を供給してもよい。これにより、微生物に栄養塩を確実に吸収させることができる。 Moreover, in the second modified example, the case where the nutrient supply unit 310 supplies the nutrient to the concentrated liquid pipe 172b has been exemplified. However, the microorganism production apparatus 100 may include a tank that temporarily holds the concentrate separated by the concentration section 160, and the nutrient supply section 310 may supply the nutrient salt to the tank. This allows the microorganisms to reliably absorb the nutrients.

また、栄養塩供給部３１０は、濃縮液に間欠的に栄養塩を供給してもよい。これにより、培養ユニット１１０に収容された懸濁液中の栄養塩が低濃度となる期間を生じさせることができる。したがって、培養ユニット１１０において、コンタミへの栄養塩の吸収を抑制することが可能となる。 Further, the nutrient supply unit 310 may intermittently supply nutrient salts to the concentrate. This allows a period in which the concentration of nutrients in the suspension contained in the culture unit 110 to be low to occur. Therefore, in the culture unit 110, it is possible to suppress absorption of nutrients into contaminants.

本開示は、微生物製造装置に利用することができる。 The present disclosure can be utilized in a microorganism production device.

１００微生物製造装置
１１０培養ユニット
１１０Ａ培養ユニット（最初の培養ユニット）
１１０Ｄ培養ユニット（最後の培養ユニット）
１１２濃縮液収容ユニット
１２０微生物供給部
１３０培養液供給部
１６０濃縮部
１７０濃縮液送出部
２００微生物製造装置
２３０培養液供給部 100 Microorganism production device 110 Culture unit 110A Culture unit (first culture unit)
110D culture unit (last culture unit)
112 Concentrate storage unit 120 Microorganism supply section 130 Culture solution supply section 160 Concentration section 170 Concentrate delivery section 200 Microorganism production device 230 Culture solution supply section

Claims

微生物と培養液との懸濁液を収容する複数の培養ユニットと、
前記複数の培養ユニットのうち、最初の前記培養ユニットに新たな前記微生物を供給する微生物供給部と、
前記複数の培養ユニットのうち、いずれか１の前記培養ユニットに新たな前記培養液を供給する培養液供給部と、
前記培養ユニットの懸濁液を、前記懸濁液よりも前記微生物の濃度が高い濃縮液と、前記培養液とに分離する濃縮部と、
複数の前記培養ユニットのうちのいずれか１の前記培養ユニットの懸濁液から分離された培養液と、前段の前記培養ユニットの懸濁液から分離された濃縮液とを所定の比率で次段の前記培養ユニットに送出する濃縮液送出部と、
を備える微生物製造装置。 a plurality of culture units containing a suspension of microorganisms and a culture solution;
a microorganism supply unit that supplies the new microorganism to the first culture unit among the plurality of culture units;
a culture solution supply unit that supplies a new culture solution to any one of the culture units among the plurality of culture units;
a concentration section that separates the suspension of the culture unit into a concentrate having a higher concentration of the microorganisms than the suspension and the culture solution;
The culture solution separated from the suspension of any one of the plurality of culture units and the concentrate separated from the suspension of the culture unit in the previous stage at a predetermined ratio in the next stage. a concentrated liquid sending unit that sends out the concentrated liquid to the culture unit;
A microorganism production device comprising:

前記濃縮液送出部は、前記複数の培養ユニットのうち、少なくとも、前記最初の培養ユニット以外の前記培養ユニットに収容された前記懸濁液中の前記微生物の濃度が所定の濃度範囲内となるように、前記濃縮液を送出する請求項１に記載の微生物製造装置。 The concentrated liquid sending unit is configured to cause the concentration of the microorganisms in the suspension contained in at least the culture unit other than the first culture unit among the plurality of culture units to be within a predetermined concentration range. The microorganism production apparatus according to claim 1, wherein the concentrated liquid is delivered to the microorganism production apparatus.

前記培養ユニットから前記濃縮部へ前記懸濁液を送出する懸濁液送出部を備え、
前記懸濁液送出部は、前記培養ユニットの下部から前記懸濁液を取り出す請求項１または２に記載の微生物製造装置。 comprising a suspension delivery unit that delivers the suspension from the culture unit to the concentration unit,
The microorganism manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the suspension delivery section takes out the suspension from a lower part of the culture unit.

前記複数の培養ユニットの容積は、前段の前記培養ユニットよりも後段の前記培養ユニットの方が大きい請求項１から３のいずれか１項に記載の微生物製造装置。 The microorganism manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the capacity of the plurality of culture units is larger in the latter culture unit than in the former culture unit.

前記濃縮液送出部は、前記前段の培養ユニットの懸濁液から分離された培養液と、前記前段の培養ユニットの懸濁液から分離された濃縮液とを所定の比率で次段の前記培養ユニットに送出する請求項１から４のいずれか１項に記載の微生物製造装置。 The concentrated liquid sending unit transfers the culture liquid separated from the suspension of the previous stage culture unit and the concentrated liquid separated from the suspension of the previous stage culture unit at a predetermined ratio to the next stage culture unit. The microorganism production device according to any one of claims 1 to 4, wherein the microorganism production device is sent to a microorganism production unit.

前記濃縮液を収容する濃縮液収容ユニットを備え、
前記濃縮液送出部は、前記複数の培養ユニットのうち、最後の前記培養ユニットの懸濁液から分離された前記濃縮液を前記濃縮液収容ユニットに送出し、
前記濃縮液収容ユニットの容積は、前記培養ユニットよりも小さい請求項１から５のいずれか１項に記載の微生物製造装置。 comprising a concentrate storage unit that accommodates the concentrate,
The concentrate delivery unit sends the concentrate separated from the suspension of the last culture unit among the plurality of culture units to the concentrate storage unit,
The microorganism production apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the volume of the concentrate storage unit is smaller than that of the culture unit.

前記培養ユニットは、少なくとも一部が大気開放されている請求項１から６のいずれか１項に記載の微生物製造装置。 The microorganism production apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein at least a portion of the culture unit is open to the atmosphere.