[發明專利]連續式多層式立體微藻培養系統及方法

有效

• 申請號: 201210083922.4
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103255047A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 闕壯群
• 申請（專利權）人: 遠東生物科技股份有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N1/12
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 秦力軍

技術領域

本發明涉及一種微藻培養系統，特別涉及一種連續式多層式立體微藻培養系統，利用系統的層狀結構及多個儲備單元來增加獲取藻類培養所需的陽光及養分。

背景技術

微藻培養系統可分成開放式和密閉式兩種，其選擇需要考慮許多因素，如微藻的生物特性、氣候狀況、目標產物種類與土地、人工、能源、用水、營養源等各項成本。

(1)開放式微藻培養系統

開放式系統大致有4種型態，分別是大型池、開放式槽體、圓形培養池及跑道型培養池。每種類型各有其優缺點，必須依據相關條件做為選擇培養方式的依據，以獲得最大的經濟效益。開放式系統是在戶外利用陽光進行培養。這種培養方式在規模放大上容易，成本也較低，因此是量產的主要方式。開放式培養的缺點在于培養環境易受外界，如溫度、天氣、光照強度及光照周期變化的影響，也容易遭受其它藻種、細菌及原生動物的污染。因為開放式培養的環境因子較不容易控制，所以培養操作上有其困難度。

(2)密閉式微藻培養系統

密閉式系統可在發酵槽、培養袋，平板光生化反應器及管型光生化反應器內培養，應用不同，所需系統也不同。密閉式系統可用于自營、異營或混營培養，而且在戶內或戶外都可實施。其培養環境控制較容易，因此產率較高，質量較穩定，后續分離純化所花費的成本也可減少。與前述系統相較，密閉式系統較不易被雜菌污染，且幾乎各種微藻都可適用，但有設備成本過高，規模不易放大等缺點。

目前藻類培養系統的問題主要有三：

1、照光不均勻。

2、微藻收成時間不連續，造成無法處理廢氣之間斷。

3、空間利用不佳。

發明內容

本發明主要目的是提供一種提高照光效率、廢氣處理及空間利用的連續式多層式立體微藻培養系統微藻培養系統及方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種連續式多層式立體微藻培養系統，包括：

多個藻類培養容器，用于培養含有藻體與培養液的藻液；

傳輸管道，用于連接所述多個藻類培養容器；

動力裝置，用于連接所述傳輸管道，以提供所述運輸管道運輸藻液的動力；

濃度監測器，用于監控培養系統中的藻液濃度；

多個儲備單元，用于儲存預備進入所述培養系統的藻液或/及分離后的培養液；以及

收成裝置，包含一收成管及一藻液分離器，位于該藻類培養容器與所述多個儲備單元之間；

其中，當該濃度監測器檢測該傳輸管道的藻液濃度達到一預設濃度時，即會啟動該收成裝置引導藻液進入該藻液分離器將藻液中的藻體與培養液進行分離，藻體經由所述收成管送出，培養液傳輸回主用儲備單元，并將備用儲備單元內的藻液經該傳輸管道輸送進入該藻類培養容器，以實現連續式培養。

較佳地，所述動力裝置為氣動式泵。

較佳地，所述氣動式泵可控制所述藻液的流速。

優選地，所述氣動式泵用來傳輸主用或備用儲備單元容積90％的藻液。

本發明的系統還包括分配管，所述分配管位于運輸管道中，用來將運輸管道中的培養液分配至該藻類培養容器中。

本發明的系統還包括輔助光源。

較佳地，所述輔助光源可以為LED、日光燈、熒光燈、紫外光及紅外光之一。

較佳地，所述收成裝置可外接一CO₂來源及一養分來源。

較佳地，藻液傳輸回主用儲備單元后，所述收成裝置將追加養分及導入CO₂至主用儲備單元以調整藻液起養濃度，等待備用儲備單元收成便立即啟動主用儲備單元。

根據本發明第二方面，提供了一種連續式多層式立體微藻培養方法，包含下列步驟：

(a)動力裝置將藻液從主用儲備單元運輸至分配管；

(b)所述分配管將藻液經由傳輸管道引流至多個藻類培養容器；

(c)藻液流經所述多個藻類培養容器后回流到主用儲備單元；

(d)利用濃度監測器檢測傳輸管道中的藻液濃度；

(e)判斷藻液濃度是否達到一預設收成濃度，若是，則執行步驟(f)，若否，則重復步驟(a)～(d)；

(f)啟動收成裝置引導藻液進入藻液分離器，將藻液中的藻體與培養液進行分離；

(g)藻體經由收成管送出，培養液傳輸至主用儲備單元；

(h)啟動備用儲備單元重復步驟(a)～(g)并同時執行步驟(i)；

(i)追加養分及導入CO₂至主用儲備單元以調整一預設的培養液起養濃度；