[發(fā)明專利]微藻采收方法以及實施這種方法的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280028444.5
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103597066A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 愛德華·卡巴基昂
• 申請（專利權(quán)）人: 愛德華·卡巴基昂
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微藻采收方法以及實施這種方法的裝置。?

背景技術(shù)

微藻和藻青菌是水生生物，其尺寸從一微米至百來微米變化，利用光作為固定二氧化碳（CO₂）的能量源。如同陸生植物，微藻和藻青菌可蓄積以類脂化合物形式吸收的碳，這可考慮使它們用于產(chǎn)生生物燃料。因此，由于微藻和藻青菌具有非常高的光合作用效率和細(xì)胞生長率（是如油菜、向日葵等的陸生油料作物的光合作用效率和細(xì)胞生長率的一倍至數(shù)十倍），及由于可直接利用的生物量部分最大（相反，陸生植物將吸收的碳的一部分引向更難甚至不可能再利用的木質(zhì)纖維素分子），這種利用因而更加大有前途。?

目前有生產(chǎn)微藻和藻青菌的兩種主要生產(chǎn)方式：在“賽馬場”類型的池塘中露天養(yǎng)殖，以及在稱為光生物反應(yīng)器的透明密閉室中養(yǎng)殖。露天養(yǎng)殖產(chǎn)量較低，需要提供大量的水以補償蒸發(fā)，且易受污染影響。光生物反應(yīng)器可借助于更好地掌握營養(yǎng)資源的獲取條件、曝光以及二氧化碳從氣相向液相的轉(zhuǎn)換，通過高生產(chǎn)率補償高成本。這種光生物反應(yīng)器例如由文獻(xiàn)FR-2946362提出。?

通過這些生產(chǎn)裝置，獲得培養(yǎng)基，其中有濃度為每升培養(yǎng)基數(shù)克干物質(zhì)的微藻。為了能夠利用微藻，使微藻例如用于制造生物燃料或其它產(chǎn)品（食品、化妝品等），適合制備濃度大得多的培養(yǎng)基。?

可濃縮干物質(zhì)含量的現(xiàn)有技術(shù)例如基于培養(yǎng)基的離心分離法。這些技術(shù)一般在淀積工序之后使用，可增大離心分離的效率。如文獻(xiàn)EP-1671704的圖2和3中所示裝置的裝置例如用于使在第一道淀積預(yù)濃縮工序后獲得的微藻濃縮物脫水。?

這些不同的方法最經(jīng)常地采用相繼多道工序?qū)嵤芰肯谋容^大。總之，尤其是對于生物燃料的制造來說，微藻濃縮工序中引入的能量占比較大的一部分。?

US2009/0162919描述了一種濃縮微藻水介質(zhì)的方法，這種方法包括：使微藻接觸濃度小于10%干物質(zhì)的礦物絮凝劑，將獲得的微藻絮團(tuán)從水介質(zhì)分離提取出，因此將微藻濃縮成具有至少1%的生物量密度的料漿。所提出的方法限于平均直徑小于20微米的單細(xì)胞微藻。此外，培養(yǎng)基中加入異物（絮凝劑），會限制所獲得的料漿的應(yīng)用可能性（例如已知將含鋁美容化妝品涂抹在皮膚上具有危險性），且增加所述方法的成本。另外，使用所推薦的絮凝劑（尤其是以鋁或鐵為基的絮凝劑），在環(huán)境方面不是中性的。?

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明旨在提出一種新方法，其允許在培養(yǎng)基中獲得高濃度微藻，而不在培養(yǎng)基中添加外來固體物質(zhì)，優(yōu)選地能耗盡可能低。本發(fā)明還旨在提出一種濃縮和采收方法，其中，微藻（活的生物）不經(jīng)受任何致死處理或震擊。此外，有利地，這種方法可連續(xù)地提供微藻濃縮培養(yǎng)基。另外，有利地，獲得的濃度可直接用于生產(chǎn)生物燃料或其它利用微藻獲取的產(chǎn)品。?

為此，本發(fā)明提出一種采收處于培養(yǎng)基中的微藻的方法。?

根據(jù)本發(fā)明，這種方法的特征在于：?

-培養(yǎng)基流經(jīng)過一組相繼的容器，這些容器稱為濃縮器，從而限定一系列上游濃縮器和下游濃縮器，?

-每個濃縮器一方面具有限定內(nèi)部空間的殼體，另一方面具有被動式過濾單元，被動式過濾單元將所述內(nèi)部空間分成上部容積和下部容積，?

-上部容積具有入口和出口，所述入口可使培養(yǎng)基輸入到所述上部容積中，所述出口相對于所述入口布置在低位，可從上部容積排出微藻濃度更高的濃縮培養(yǎng)基，?

-下部容積具有出口，該出口可從下部容積排出液體，?

-換句話說，每個濃縮器一方面配有一個入口，另一方面配有兩個?出口，這兩個出口由被動式過濾單元分開；兩個出口的存在允許重力通過兩種合力（résultante）進(jìn)行作用；進(jìn)入濃縮器的培養(yǎng)基因而在其內(nèi)部分開，?

-下游濃縮器的上部容積的入口連接于上游濃縮器的上部容積的出口，?

-濃縮培養(yǎng)基在濃縮器的上部容積的出口處進(jìn)行采收。例如，在濃縮器組的最后（最下游的）濃縮器的出口進(jìn)行采收。但是，根據(jù)所需濃度，尤其是根據(jù)培養(yǎng)基的預(yù)期使用，采收可在更上游處進(jìn)行。?

應(yīng)當(dāng)指出，這里用于描述濃縮器的用語“上游”和“下游”是相對的用語：每個濃縮器（除濃縮器組的第一個和最后一個濃縮器以外）可相繼地被稱為下游濃縮器或上游濃縮器，這取決于所觀察的濃縮器對是由濃縮器系列中的一個濃縮器與前一還是下一濃縮器（沿培養(yǎng)基的流向）形成。?

這種方法允許相繼濃縮培養(yǎng)基。為了能夠僅通過重力工作和因而限制采收微藻用的能量消耗，上游濃縮器的上部容積的入口的高度有利地高于下游濃縮器的上部容積的入口。?