[發明專利]光合生物反應器及其系統在審

申請號：	201410055502.4	申請日：	2014-02-19
公開（公告）號：	CN104845863A	公開（公告）日：	2015-08-19
發明（設計）人：	董荊山	申請（專利權）人：	董荊山
主分類號：	C12M1/00	分類號：	C12M1/00;C12M1/04
代理公司：	上海專利商標事務所有限公司 31100	代理人：	郭蔚
地址：	200431 上海***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	光合生物反應器及其系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及生物工程，新能源，生物固碳等領域，尤其涉及一種用于大規模培養微藻，油藻或其他光合微生物的低功耗、易維護、可擴容、全天候的光合生物反應器及其系統。

背景技術

過去10多年來，人類消耗石油、煤炭等化石類能源對地球氣候的影響引起了越來越多國家、機構和普通民眾的擔憂。為了經濟的可持續發展和環境保護，科技和產業界正致力于兩方面的工作：可更新的新能源（renewable?energy）和二氧化碳捕捉（carbon?capture）。在相關的眾多技術方案中，微生物特別是微藻（algae）引起來了相當多的關注。使用水池（open?pond，OP）或生物光合反應器（photobioreactor，PBR），篩選合適的菌種或藻種，不僅可以用來處理城市廢水，進行熱電廠的生物固碳（www.powerplantccs.com，光合作用吸收二氧化碳并產生氧氣。），還可以同時收獲用來生產生物油料（biofuel）或蛋白質等其他有機質（biomass）。例如，用微藻生產生物油料，有些藻種的干重含油量可超過70%。干重含油量在50%以上的微藻種類也有不少（en.wikipedia.org/wiki/Algae_fuel）。這正是油藻用于能源生產最激動人心的前景。

不過，過高的生產成本一直是油藻生產進行工業化推廣的障礙。美國能源部生物質項目2012年發布的報告（energytrendsinsider.com/2012/05/07/current-and-projected-costs-for-biofuels-from-algae-and-pyrolysis/）比較了幾種新型燃油生產技術，發現微藻生物油料比煤液化，燃氣液化等技術貴了一倍以上。該報告還比較了現有的OP和PBR兩種生產方式，發現PBR比OP生產成本還要貴了80%以上。所以目前在歐美種植油藻提供生物柴油原料的現狀是：OP僅有一些小型試驗基地，PBR更是主要還處于在實驗室階段。可是，對于亞洲特別是中國這種人均耕地嚴重不足的國家來說，OP非常耗水，非常占地，會與糧食作物爭地爭水，所以不是一個好的發展方向。PBR比較常見的結構是槽式和管式。在槽式PBR中，藻液全部集中在一個大的水槽中，可以方便地進行攪拌和通入二氧化碳；不過由于藻液槽的體積和厚度很大，中間部位的微藻接受不到光照，有效光感面積很小。管式PBR雖然有效利用了小管徑的光感深度和光感面積，但是藻液攪拌和清洗維護很不方便。也有一些新型的槽式PBR用埋入光纖的方式實現內部光照來增加藻液的有效光感面積，不過光纖高昂的成本和維護費在大規模工業生產中是個非常不利的因素。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種生物光合反應器及其系統，不同于傳統的光合反應器，在降低微藻生產成本上有不少改進。

根據本發明的一實施例，提出一種光合生物反應器，其特征在于，包括：

一微藻生長盒，包括：

上、下生長盤，所述上、下生長盤組合形成一空間，所述上、下生長盤的邊緣設置若干通孔與外部相連；

一通氣網，設置在所述下生長盤內，所述通氣網表面有若干通氣孔，所述通氣網的兩端分別連接一進氣口和一出氣口。

比較好的是，本發明的光合生物反應器，其特征在于，所述光合生物反應器進一步包括：

一橡膠密封圈，嵌設在所述兩生長盤其中之一的邊緣的凹槽里。

比較好的是，在一個較佳的實施例中，本發明的光合生物反應器，其特征在于，所述上、下生長盤和所述通氣網為透明材料。

比較好的是，在一個較佳的實施例中，本發明的光合生物反應器，其特征在于，所述上、下生長盤的內壁進一步包括一透明的厭水涂層。

比較好的是，在一個較佳的實施例中，本發明的光合生物反應器，其特征在于，所述生長盤的通孔包括一壓縮空氣/二氧化碳進氣口，一水和營養劑入口、一尾氣和生成氧氣出氣口以及一傳感器接口。

比較好的是，在一個較佳的實施例中，本發明的光合生物反應器，其特征在于，所述傳感器接口外接的傳感器進一步包括：液位計，氧氣/二氧化碳濃度計，溫度計，或其組合。