[發(fā)明專利]用于藍(lán)綠藻培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080010114.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN113383065A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯蒂亞諾·加比亞蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 克里斯蒂亞諾·加比亞蒂
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00
• 代理公司: 深圳市弘為力創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44751
• 代理人: 康曉春

1.一種用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置(100)，所述裝置是光生物反應(yīng)器(100)，包括：至少一個(gè)真空額定太陽能接收器(800)，所述太陽能接收器(800)容納培養(yǎng)基(1001)并且完全充滿所述太陽能接收器(800)；位于所述太陽能接收器上方的頂部容器系統(tǒng)(700)，所述頂部容器系統(tǒng)(700)部分填充所述培養(yǎng)基(1001)并且部分填充惰性氣體；培養(yǎng)基供給系統(tǒng)(400)，用于供給脫碳或非脫碳培養(yǎng)基(1002)；二氧化碳供給系統(tǒng)(500)，允許插入二氧化碳(1004)，所述二氧化碳(1004)使得所述藍(lán)綠藻能夠進(jìn)行光合作用；獲取系統(tǒng)(600)，用于收集作為最終產(chǎn)品(1003)成熟的培養(yǎng)基(1002)，準(zhǔn)備用于處理以提取所述藍(lán)綠藻；氣體回路(300)；其特征在于所述裝置包括“惰性氣體推動(dòng)”系統(tǒng)(200)，所述“惰性氣體推動(dòng)”系統(tǒng)(200)包括至少回路連接管線(201)、回路隔離閥(202)、氣體截流閥(204)、降液管(203)，易于通過打開/關(guān)閉所述閥(202，204)來打開/中斷所述培養(yǎng)基(1001)的再循環(huán)路徑，如此允許交替地且以循環(huán)模式使所述培養(yǎng)基(1001)通過閥(202)流動(dòng)或在所述系統(tǒng)(200)的所述豎直回路連接管線(201)下方和閥(202)下方的所述降液管(203)的豎直部分中快速插入一定體積的惰性氣體，所述惰性氣體推動(dòng)系統(tǒng)(200)因此能夠強(qiáng)制所述培養(yǎng)基的再循環(huán)，同時(shí)使藍(lán)綠藻分子上的應(yīng)力和剪切最小化并且避免引入溶解氧。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置，其特征在于，所述惰性氣體推動(dòng)培養(yǎng)基循環(huán)系統(tǒng)(200)與由汽提塔(720)組成的頂部容器系統(tǒng)/真空脫氣系統(tǒng)(700)相結(jié)合，所述汽提塔(720)在與主循環(huán)頂部(710)接口的亞大氣壓下操作，兩者的聯(lián)合作用立即提供所述培養(yǎng)基的強(qiáng)制再循環(huán)和幾乎完全去除溶解氧和其他氣體。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置，其特征在于，所述閥(202)具有大的橫截面開口和最小尺寸的密封座部的唇緣。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置，其特征在于，所述回路連接管線(201)和所述降液管(203)的直徑為1～30厘米；閥(204)將是具有與所述豎直回路連接管線和所述降液管(203)相同的直徑的截流閥，其密封座部的唇緣減小到盡可能小的尺寸，優(yōu)選地小于幾毫米。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置(100)，其特征在于，所述“惰性氣體推動(dòng)”(200)是利用氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w或利用氬氣作為惰性氣體來實(shí)現(xiàn)的，或者是利用二氧化碳?xì)怏w或氮?dú)狻鍤夂投趸嫉幕旌衔镒鳛槎栊詺怏w來實(shí)現(xiàn)的，直接將推動(dòng)的惰性氣體提供為所述藍(lán)綠藻的光合作用過程所需的原料。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置(100)，其特征在于，具有“惰性氣體推動(dòng)”(200)的光生物反應(yīng)器由獲取系統(tǒng)補(bǔ)充，所述獲取系統(tǒng)包含篩子，所述篩子允許通過過濾分離藍(lán)綠藻，并在去除所述藻之后保存殘留的培養(yǎng)液，所述殘留的培養(yǎng)液能夠重新插入所述太陽能接收器和所述頂部容器系統(tǒng)。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置(100)，其特征在于，所述惰性氣體推動(dòng)系統(tǒng)(200)和所述脫氣系統(tǒng)的組合允許所述光生物反應(yīng)器的構(gòu)造和操作將所述培養(yǎng)基中增殖的所述藍(lán)綠藻分子的剪切和應(yīng)力減少至最小值，并將溶解氧的濃度減小至最小值，至幾乎完全去除的點(diǎn)，所述溶解氧會(huì)危及所述藍(lán)綠藻的生長(zhǎng)。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的用于藍(lán)綠藻生長(zhǎng)的裝置，其特征在于，所述裝置的所述“氣升式”光生物反應(yīng)器使用氣體回路(300)，通過插入一定體積的惰性氣體將所述培養(yǎng)基推下所述降液管,包括帶有小閥座面積的開關(guān)閥，以使藍(lán)綠藻分子的剪切和應(yīng)力最小化，并且更多的是通過插入所述惰性氣體而移動(dòng)的一定量的培養(yǎng)液同時(shí)將氣體從所述循環(huán)頂部移走，汽提塔將亞大氣壓基礎(chǔ)壓力的氣體從所述循環(huán)頂部通過所述汽提塔泵送，從底部上升到頂部，所述培養(yǎng)基通過所述汽提塔流入所述循環(huán)頂部?jī)?nèi)，從頂部下降至底部，因此與氣體流逆流，從而使表面到液體的交換量最大化，并允許有效去除由于所述光合作用過程產(chǎn)生的擴(kuò)散到所述培養(yǎng)液中的氧。