[發(fā)明專利]培養(yǎng)光合生物的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980159226.3
• 申請(qǐng)日: 2009-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102421887A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克·勒內(nèi)·施坦巴內(nèi);彼得·德內(nèi)斯;基爾斯滕·海曼;亞歷克絲·羅杰斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: MBD能源有限公司
• 主分類號(hào): C12M1/04
• 分類號(hào): C12M1/04
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;陳國(guó)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)光合生物(尤其是微藻(microalgae))的培養(yǎng)室和方法。

背景技術(shù)

由于光合生物的多種應(yīng)用，這些微生物(尤其是微藻和藍(lán)細(xì)菌)的培養(yǎng)，已成為關(guān)注的焦點(diǎn)。第一，光合微生物的培養(yǎng)可以利用廢物二氧化碳(CO₂)和養(yǎng)分(例如，來(lái)自污水或農(nóng)產(chǎn)品)，并且在光存在下，將它們轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)(biomass)。第二，生產(chǎn)的生物質(zhì)具有多種潛在的用途，包括：油提取，其然后可以被轉(zhuǎn)化為生物柴油；作為生物塑料工業(yè)的原料；提取營(yíng)養(yǎng)物、藥品和化妝品；用作動(dòng)物飼料和作為生物柴油、熱解和氣化工廠的原料。

藻類，例如微藻，既可以在開(kāi)放體系下培養(yǎng)又可以在封閉體系下培養(yǎng)。所述開(kāi)放體系包括池塘、水溝或運(yùn)河，以及所述封閉體系包括由封閉的管制成的光生物反應(yīng)器或能夠使光透過(guò)到包含藻的培養(yǎng)基的其他房屋。

一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)放體系比封閉體系具有建造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。然而，事實(shí)上，對(duì)環(huán)境開(kāi)放的這些體系會(huì)產(chǎn)生缺乏溫度控制和潛在的培養(yǎng)物被不需要的生物污染的巨大風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。此外，在開(kāi)放的池塘或水溝體系下，通過(guò)混合培養(yǎng)基來(lái)保持營(yíng)養(yǎng)物與氣體的分布會(huì)更加困難。

雖然在封閉的光生物反應(yīng)器體系下對(duì)溫度和營(yíng)養(yǎng)物供應(yīng)具有較好的控制，但是這些類型的體系具有高建造成本和缺乏靈活性的缺點(diǎn)。在封閉的生物反應(yīng)器體系中，在有效地保持適當(dāng)?shù)幕旌弦约霸跔I(yíng)養(yǎng)物/溫度分布方面也存在困難。

本發(fā)明旨在解決本領(lǐng)域中用于培養(yǎng)光合生物(尤其是微藻)的已知體系中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明概述

一方面，本發(fā)明提供了一種用于培養(yǎng)光合生物的培養(yǎng)室，其包括：

(a)一個(gè)壁或多個(gè)壁，其限定：

氣體空間；和

在所述氣體空間下面的培養(yǎng)基容納區(qū)域；

(b)一個(gè)或多個(gè)氣體入口，所述氣體入口設(shè)置在所述培養(yǎng)基容納區(qū)域內(nèi)以使在使用時(shí)氣體通過(guò)所述培養(yǎng)基；和

(c)一個(gè)或多個(gè)氣體出口，所述氣體出口與所述氣體空間連通；

所述培養(yǎng)室使所述培養(yǎng)基暴露于自然光和/或包括人工光源。

另一方面，本發(fā)明提供了一種培養(yǎng)光合生物的方法，該方法包括以下步驟：

(a)提供培養(yǎng)室，其包括：

(i)一個(gè)壁或多個(gè)壁，其限定：

氣體空間；和

在所述氣體空間下面的培養(yǎng)基容納區(qū)域；

(ii)一個(gè)或多個(gè)氣體入口，所述氣體入口設(shè)置在所述培養(yǎng)基容納區(qū)域內(nèi)以使在使用時(shí)氣體通過(guò)所述培養(yǎng)基；和

(iii)一個(gè)或多個(gè)氣體出口，所述氣體出口與所述氣體空間連通；

(b)向所述培養(yǎng)室中引入培養(yǎng)基和光合生物的接種物，所述培養(yǎng)室使所述培養(yǎng)基暴露于自然光和/或包括人工光源；

(c)通過(guò)所述氣體入口引入氣體并通過(guò)所述氣體出口使氣體排出，其中，通過(guò)氣流混合所述培養(yǎng)基；和

(d)使光合生物在光存在下生長(zhǎng)。

發(fā)明詳述

通過(guò)氣體入口，氣體會(huì)進(jìn)入培養(yǎng)室。當(dāng)氣體入口位于含有光合生物的培養(yǎng)基表面的下方時(shí)，氣體會(huì)被鼓入培養(yǎng)基。從培養(yǎng)基表面的下方引入氣體會(huì)使培養(yǎng)基混合并協(xié)助氣體、營(yíng)養(yǎng)物、光和熱在整個(gè)培養(yǎng)基中的分布。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在光合生物進(jìn)行光合成時(shí)(在光存在下)，所述氣體基本上以連續(xù)的方式被引入。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，沿著所述培養(yǎng)基容納區(qū)域的底部設(shè)置所述氣體入口。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述培養(yǎng)室的一個(gè)或多個(gè)壁是由可使所述培養(yǎng)室膨脹的柔性材料組成。這種柔性材料包括，但不限于，塑料類型的膜。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述培養(yǎng)室為封閉的柔性塑料結(jié)構(gòu)的形式，例如塑料袋型結(jié)構(gòu)。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述培養(yǎng)室的一個(gè)或多個(gè)壁是光可透過(guò)的。

在所述培養(yǎng)室是可膨脹的情況下，所述培養(yǎng)室的膨脹可以通過(guò)氣體的流動(dòng)來(lái)保持，通過(guò)氣體入口將氣體引入到所述培養(yǎng)室和通過(guò)氣體出口將氣體排出來(lái)實(shí)現(xiàn)所述氣體的流動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置在所述培養(yǎng)基的表面上和/或表面下的一個(gè)或多個(gè)氣體入口將氣體引入到培養(yǎng)室中。

因此，在另一方面，本發(fā)明提供了一種培養(yǎng)光合生物的方法，包括以下步驟：

(a)提供可膨脹的培養(yǎng)室，所述培養(yǎng)室包括：

(i)一個(gè)壁或多個(gè)壁，其限定：

氣體空間；和

在所述氣體空間下面的培養(yǎng)基容納區(qū)域；

(ii)一個(gè)或多個(gè)氣體入口，所述氣體入口設(shè)置在所述培養(yǎng)基容納區(qū)域內(nèi)以使在使用時(shí)氣體通過(guò)所述培養(yǎng)基；和