[發明專利]用于通過光生物反應器和至少一個光分配器生產光合培養物的設備

有效

• 申請號: 201580065541.5
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN107109321B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 弗雷德里克·巴爾巴林
• 申請（專利權）人: 桑諾里奧公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

本發明涉及一種光合培養物生產設備，包括具有供應/排放裝置的至少一個光生物反應器腔室，并且包括：?包含光合培養物的含水液體；?與管理系統交互的至少一個用于供應所述腔室流體和從所述腔室排放流體的裝置；?至少一個光分配器，包括：被布置為在近端處接收光的至少一個第一壁、被布置為出射至少一部分所接收的光的至少一個第二壁、以及由所述至少一個第一壁和所述至少一個第二壁限定的密封腔，至少一部分出射壁被浸入在包含光合培養物的含水液體中；?至少一種流體，至少部分地填充所述密封腔；以及?用于覆蓋所述光生物反應器的裝置，能夠限制所述含水液體的蒸發。本發明的特征在于，所述覆蓋裝置具有至少一個開口，能夠在所述光生物反應器的所述腔室中將所述至少一個光分配器保持在固定位置。

技術領域

本發明涉及光合培養物生產設備的領域，具體地涉及借助光生物反應器的光合培養物生產設備。

背景技術

微藻的培養物是回收方法的核心。事實上，微藻是具體用于生產生物燃料、生物質、油、蛋白質、酯類或乙醇的替代源。此外，這些培養物可用于回收和凈化廢水、處理肥料排放物、處理來自某些工廠的CO₂、NO_x、SO_x。

然而，微藻的光合培養物的發展要求建立根據目標應用、工業操作條件、待培養的菌株、地理條件、氣候條件或日照條件而進行調整的特定生產系統。

此外，在該領域中眾所周知的困難與光到光生物反應器的穿透有關。實際上，在一給定的地面上，簡易的水平水體，諸如“水道”(深度淺的具有大的開放式水池的光生物反應器)，僅僅部分地使用太陽能潛力，因為從幾厘米深起，水根據其在微藻中的濃度的不透明度，限制了光的穿透深度。不能穿過不透明的培養基(或者藻水)的直射光的余量以熱的形式被后者部分吸收，而不是用于微藻的生長，導致了水蒸發的問題。

此外，“水道”可產生與外部污染(細菌、捕食者、引入競爭藻類(concurrentalgae)等)相聯系的問題，這損害生產?！八馈钡牧硪粋€缺點涉及水蒸發率高。

為了克服這些問題，已經開發了具有精細水密層的光生物反應器。然而，為了防止改變微藻，冷卻系統是必不可少的，使得培養物的管理更加復雜且使其輸出減少。事實上，這些光生物反應器需要與所使用的水量成比例的復雜的管理設備，這意味著他們的工業化是不可能批量生產的。

開發了另一個實施例，在該實施例中，光生物反應器在內部使用光散射器，以增加用于生產微藻的有用的水量。

這些設備記述在國際申請WO2013/063075中，其中，LED被布置在光生物反應器內部，以增加光合培養物的輸出。

此外，現有技術的某些生物反應器具有相對復雜的結構，并且有時使用復雜的光學器件來照射藻水。

這種類型的設備要求能量的供應，這增加了微藻培養的成本價。因此，太陽光通常是優選的。

文獻WO 2012/152637公開了一種光生物反應器，其中，放置在培養室中的光散射器元件光耦合到人造光源，例如一個或幾個LED。此外，該設備不適合于大尺寸的培養池，原因在于未填充流體的光散射器不能抵抗水的過大的靜水壓力。

國際申請WO 2009/116853具有一種光散射器的替代物，這里的太陽光被添加在透明剛性設備的罐體(tank)中，透明剛性設備包括被布置成接收太陽光的至少一個用于接收光的表面、和浸沒在藻水中的被布置成出射至少一部分藻水中接收到的光的至少一個用于出射的表面。

除了使用具有厚而昂貴的壁的材料之外，這種類型的光生物反應器需要大量暴露于太陽輻射，這增加了藻水的蒸發，并且使得光合培養物的管理變得更復雜。

此外，不管所使用的罐體的類型如何，這種光散射器占據非常大的空間量。這使得在工業尺寸的光生物反應器中難以維護、更換和使用它們。