[發(fā)明專利]養(yǎng)殖藻類和藍(lán)細(xì)菌的裝置和方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080014422.4
• 申請(qǐng)日: 2010-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102378811A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亞歷山大·法爾伯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 零排放有限公司
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00;A01G33/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 何文彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種藻類容納裝置和一種生物反應(yīng)器，以及一種與其相關(guān)的養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌的用途和方法。

背景技術(shù)

通過(guò)可持續(xù)的方法生產(chǎn)生物燃料是有助于把握未來(lái)更重要的能源經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵步驟。但除此之外，還必須以下述的方式使用這些燃料，即不產(chǎn)生有害物質(zhì)，如二氧化碳，或者減少該有害物質(zhì)的排放。

生物燃料的生產(chǎn)已經(jīng)取得了很多重要的進(jìn)展。然而，雖然就物種的選擇、生長(zhǎng)介質(zhì)，甚至遺傳控制方面而論，藻類的商業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)取得了極大的跳躍式的進(jìn)步，但在有關(guān)藻類的工作池塘深度和收獲方面，都存在不成比例的不足。藻類池塘的深度因太陽(yáng)光穿透到池塘中的深度有限而受到限制。大量藻類的有效收獲需要花費(fèi)大量的能源和金錢(qián)。

封閉的生物反應(yīng)器是克服部分這些缺陷的一種手段。然而，這樣的生物反應(yīng)器嚴(yán)重受到成本和必需的基礎(chǔ)設(shè)施的限制，尤其是對(duì)于生物燃料的應(yīng)用。開(kāi)放的池塘更加經(jīng)濟(jì)，特別是對(duì)于養(yǎng)殖藻類，但常常受到藻類池塘內(nèi)有效光只能到達(dá)特定范圍的限制。也就是說(shuō)，光線只可能穿透某一深度，導(dǎo)致許多藻類得不到生長(zhǎng)所需的最理想的照明強(qiáng)度，或者甚至根本沒(méi)有得到用于其生長(zhǎng)的光。

另外，大部分藻類生長(zhǎng)系統(tǒng)，例如封閉的生物反應(yīng)器或者開(kāi)放的池塘，在水的表面都會(huì)遭受由于過(guò)度曝露在陽(yáng)光下而導(dǎo)致的光抑制。在一個(gè)開(kāi)放的池塘中，這種光抑制將發(fā)生在離水表面的幾厘米范圍之內(nèi)，導(dǎo)致在此幾乎沒(méi)有藻類能夠生長(zhǎng)。只有當(dāng)入射的太陽(yáng)光強(qiáng)度已經(jīng)由于被在表面受到光抑制的藻類吸收而極大地削弱時(shí)，在中間深度的藻類才開(kāi)始生長(zhǎng)。

此外，藻類依賴于光合的色素，例如葉綠素，所述色素選擇性地吸收特定波長(zhǎng)的光，而對(duì)其他波長(zhǎng)的光較少利用，從而進(jìn)一步降低了整個(gè)入射太陽(yáng)光輻射的效用。結(jié)果，藻類系統(tǒng)表現(xiàn)出低的太陽(yáng)光光合效率。根據(jù)多數(shù)估算結(jié)果，當(dāng)前藻類生物反應(yīng)器的平均光合效率在2-7％，而且太陽(yáng)光光合效率的最大理論得率為11％。

因此，需要一種改善的生物反應(yīng)器來(lái)解決以前生物反應(yīng)器的各種缺點(diǎn)，包括生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、成本和在這種生物反應(yīng)器中有效光與藻類光合系統(tǒng)之間的固有生物學(xué)不兼容性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，在澳大利亞或者任何其它國(guó)家，這里對(duì)任何現(xiàn)有技術(shù)的引文都不能認(rèn)為是承認(rèn)這種技術(shù)是本領(lǐng)域中公知常識(shí)的一部分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種用于養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌的藻類容納裝置，包括發(fā)光材料，其中所述發(fā)光材料適合于吸收第一波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光，并發(fā)出第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光，這種第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光適合于養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌。

本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了一種包括本發(fā)明第一個(gè)方面所述的藻類容納裝置的生物反應(yīng)器。

本發(fā)明的第三個(gè)方面提供了本發(fā)明第一個(gè)方面所述的藻類容納裝置或者本發(fā)明第二個(gè)方面所述的生物反應(yīng)器用于養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌的用途。

本發(fā)明的第四個(gè)方面提供了一種養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌的方法，包括在本發(fā)明第一個(gè)方面所述的藻類容納裝置，或者在本發(fā)明第二個(gè)方面所述的生物反應(yīng)器中養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌。

本發(fā)明的第五個(gè)方面提供了一種用于養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌的發(fā)光材料的用途，其中所述發(fā)光材料適合于吸收第一波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光，并發(fā)出第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光，這種第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光適合于養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌。

本發(fā)明的第六個(gè)方面提供了一種養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌的方法，包括使所述藻類或藍(lán)細(xì)菌接受由發(fā)光材料產(chǎn)生的可見(jiàn)光的照射，所述發(fā)光材料適合于吸收第一波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光，并發(fā)出第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光，這種第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光適合養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌。

本發(fā)明的第七個(gè)方面提供了一種根據(jù)本發(fā)明第三到第六個(gè)方面任意一個(gè)所述生長(zhǎng)得到的一種藻類或藍(lán)細(xì)菌。

本發(fā)明的第八個(gè)方面提供了一種由本發(fā)明的第七個(gè)方面所述的藻類制造的生物燃料。

本發(fā)明的第九個(gè)方面提供了一種改善用于養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌的生物反應(yīng)器的方法，包括在所述生物反應(yīng)器中設(shè)置一發(fā)光材料，所述發(fā)光材料適合于吸收第一波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光，并發(fā)出第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光，這種第二波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光適合于養(yǎng)殖藻類或藍(lán)細(xì)菌，或者包括在所述生物反應(yīng)器中設(shè)置本發(fā)明第一個(gè)方面所述的藻類容納裝置。

附圖說(shuō)明

圖1表示葉綠素及其類似化合物的吸收光譜。

圖1a表示葉綠素a和葉綠素b的吸收光譜，以及吸收綠光的發(fā)光物質(zhì)的吸收光譜示意圖。圖1a同時(shí)表示發(fā)光物質(zhì)對(duì)應(yīng)的發(fā)射光譜示意圖，圖中顯示了紅光的發(fā)射與葉綠素的吸收具有部分重疊。