[發明專利]光生物反應器裝置和方法

有效

• 申請號: 201680079877.1
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108603154B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 朱利安·保羅·梅爾奇歐里;特瑞斯坦恩·戴爾
• 申請（專利權）人: 阿爾伯瑞亞有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/04;C12M1/12
• 代理公司: 北京寰華知識產權代理有限公司 11408
• 代理人: 林柳岑;賀亮

提供了用于生產生物質和修復環境污染的光生物反應器裝置和單元。所述生物反應器裝置包括：(i)光生物反應器單元，其包括第一膜層和第二膜層，所述兩個膜層被布置成使得所述第一膜層的至少一部分直接黏合到所述第二膜層的至少一部分以在所述第一膜層和所述第二膜層的非黏合部分周圍形成限定邊界，由此限定能夠包含流體的所述光生物反應器單元，其中所述第一層和所述第二層中的至少一個是半透明的，并且其中所述第一膜層和所述第二膜層的至少一部分能夠滲透氣體。穿過所述第一膜層和/或所述第二膜層的氧氣的滲透系數適當地不小于約100Barrer、典型地不小于約300Barrer、并且適當地不小于約500Barrer。所述光生物反應器單元還包括用于使所述流體能夠循環通過所述單元的入口和出口端口。提供了包括所述裝置的系統以及使用所述裝置來生產生物質、修復廢水以及去除大氣污染物的方法。

技術領域

本發明涉及光生物反應器裝置，所述光生物反應器裝置可以用于生成生物質并且輔助環境修復。這種裝置還可以從環境中去除如二氧化碳和氧化氮等氣體并且可以生成氧氣。

背景技術

由于全球遠離依賴于基于礦物燃料的能源轉變，因此生物質對于能源生成、化學品的生產和其它工業和環境應用變得越來越重要。源自于非食物來源的生物質特別受關注，因為它可能比其它類型的玉米和大豆等陸基農業生物質更快產生，并且一旦收獲，可以對其進行處理(例如，通過發酵或提純)來產生如生物柴油、乙醇、丁醇和甲烷(生物氣)等生物燃料和/或產生珍貴的化學品和營養素。

US2014/186909描述了一種由透明(或半透明)柔性聚合物薄膜制成的光生物反應器囊，所述光生物反應器囊被分為與流體分配結構連通的多個相鄰通道。

GB2339763描述了一種由透明材料制成的光生物反應器，所述光生物反應器包括具有入口和出口的柔性袋和限定多個導管的多個線性密封件。柔性袋由非滲透性塑料或聚合物制成。

US2015/0230420涉及一種光生物反應器以及配備有這種光生物反應器的生物氣單元，所述生物氣單元將透明管道系統用于培養懸浮液的流通，所述透明管道系統被配置成液位的形式以便在若干液位之上實現培養。

DE102012013587涉及一種光生物反應器，所述光生物反應器包括限定由壁界定的反應器腔的一次性袋和布置在所述壁的緊鄰區域中的光源。

US2014/0093924描述了具有光合微生物、自發酵微生物的平板生物膜光生物反應器系統，所述光合微生物、自發酵性微生物形成生物膜并且通過光合作用和隨后的自發酵來制成化學產品。

WO2015/116963涉及生物反應器，所述生物反應器限定除了允許引入氣體和/或營養素的至少一個開口之外基本上閉合的系統。氣體和/或營養素被引入的方式為提供生物反應器中的細胞培養的混合和通氣。

US2009/305389描述了光生物反應器，所述光生物反應器包括柔性外袋，所述光生物反應器具有位于所述外袋內部的膜管，從而允許將高濃度二氧化碳引入到其內包含的介質中。

US2011/312084描述了光生物反應器，所述光生物反應器包括呈薄膜、板或如管道等圓柱體的形式的丙烯酸類聚合物。

需要能夠生成大量生物質來滿足當前能源和環境挑戰的新的高度可擴展且低成本的生物反應器，此外，存在對促進安裝簡易性、具有相對低的運行成本并且可以有助于如溫室氣體的吸收或污染水源的處理等環境修復的光生物反應器的需求。如將在以下公開中變得明顯的，本發明尋求解決這些或其它問題。

發明內容

本發明的第一方面提供了一種光生物反應器裝置，所述光生物反應器裝置包括：

(i)光生物反應器單元，其包括第一膜層和第二膜層，所述兩個膜層被布置成使得所述第一膜層的至少一部分直接黏合到所述第二膜層的至少一部分以在所述第一膜層和所述第二膜層的非黏合部分周圍形成限定邊界，由此限定能夠包含流體的光生物反應器單元，