本发明专利技术涉及微藻培养系统，由于其组件的分布和形状所述微藻培养系统提供对培养更好的控制，以及提供将气体合并至培养基中的可能性，导致培养产量增加以及每体积单位的能量消耗更低。本发明专利技术包括具有循环罩盖、PVC部件和可移动的盖的池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微藻培养系统，由于其组件的分布和形状所述微藻培养系统给培养更好的控制，以及提供将气体合并至培养基中的可能性，导致培养产量增加以及每体积单位的能量消耗更低。
技术介绍
微藻在水产养殖中用作食品补充剂以及用于化合物的制备中(Raja etal,2008),并且最近它们被提议用作燃料生产的能源，相比传统培养物它提供多种优势，例如高光合作用效率、高脂质含量、生物量的连续生产以及快速生长(Moo-Younga和Chisti，1994 ；Sanchez et al，2003 ;Miao和Wu，2006)，并且还由于它们是具有低排放至大气污染物(CO2和SO2)的可再生来源。 尽管微藻培养的生物基础在小范围内广泛发展，但是它们缺乏大量培养的能力以制备低花费的生物量。对于微藻的大量生产，主要使用两种培养系统，开放系统或水管池(Raceway pond)和密闭系统或光生物反应器(PBR)。在开放系统中，使培养物在大尺寸类型沟槽中暴露于大气，以及经常通过桨轮搅拌。与开放系统相比，PBR是使每面积和体积单位的培养产量更大的高生产性培养系统(Sanchez et al,2003 ；Khan et al. 2009)。PBR能由塑料、玻璃和透明PVC以及其它材料制造，并且为不同形状，水平、垂直、环形等。PBR的高生产率是与对所有培养参数和它们提供的无菌条件相关，这些最终转变为更高的每体积单位的生产率。两系统的生产图得到非常不同的数值。根据Sdnchez，依据以Kg/m3表示的体积生产率，光生物反应器比开放系统更高效十五倍，并且只使用一半的以公顷测量的面积。除了这些优势外，我们也可以加上开放池可被污染，并且难于控制培养条件。然而，开放池装置成本相比PBR所导致的装置成本要少，同时PBR难于清洗。这些就是为什么至今为止大部分微藻生产一直在开放系统中制备的主要原因。鉴于目前使用开放池的系统的缺点，当前唯一在用的生产系统是水管或循环类型的开放池。这些系统使用桨轮类型的机械搅拌器，使其与水接触，因而经历腐蚀和磨损。由该类型推动所导致的移动倾向为层流，这对藻类营养是不恰当的湍流。这些系统未设计将诸如空气或纯CO2的气体并入培养基中，并且CO2的来源仅是通过暴露表面将来自空气中气体传递至水内。这对CO2的获取产生限制，导致低生产率。由于每面积的低生产率和通过蒸发水的大量损耗，这些系统逐步升级至大于当前(IOOha)的尺寸是不现实的。这些系统也容易被化学试剂和生物试剂污染，例如幼虫、细菌、微藻竞争性和优先种类(predating species),这对已有设备已呈现严重问题,显著降低设备利用率。最后，在接近或接触水处移动部件或发动机的使用增加失败可能性，特别是当使用海水时。专利技术概述本专利技术的系统是密闭微藻培养系统，其提供对培养的更好的控制以及提供将气体合并至培养基中的可能性，导致培养产量增加以及每体积单位的能量消耗更低。本专利技术使用易于逐步升级的细胞模型(cellular model)，使得装置独立和可无限逐步升级。模型物理上由一组具有透明盖的环形池、与装载/卸载系统连接的空运水泵送系统(airliftwater pumping system)、气体提供和自动控制系统组成。附图简述图I显示没有盖的池和其元件的平面视图。 图2显示没有盖的池和其元件的侧面剖视图。图3显示具有其六边形透明盖的池的平面图。图4显示具有其六边形透明盖的池的侧视图。图5显示根据实施例1、2和3的细胞/ml的图。图6显示装置的等距视图。图7显示每组或单元(cell) 3个池的6组或单元的装置和分布，专利技术详述本培养系统设计考虑逐步升级，S卩，通过并入新单元(连接至中心泵送系统的三个池的多组)(图7)能容易地增加生产面积的空间分布。池是环形的，具有优选为纤维玻璃或涂覆的水泥的圆柱形罩盖和圆锥形底部。池结构的优选形式是其中池直径大于其高度。在操作中，通过优选为气泡状聚碳酸酯的透明材料的六边形可移动的盖来覆盖池(图3和4)。用于池内部的目视检查，六边形的一个面可被移动。系统保持培养基的稳定温度在微藻生长的适合范围内。做到这个是因为池部分埋藏在地面中(图4，虚线)，这使得抵消白天晚上热振荡，并且在冬天和夏天之间平均温度下不会引起显著变化。系统操作pH理想范围是在6. O和11. O之间。培养系统通过空气进行推动。该推进系统与装置(5)之外的鼓风机连接操作，该鼓风机使可同时进料多个模块组或单元，产生温和泵送，同时在培养基和泵送的空气间进行气体交换。在再循环的移动中将培养基分配至池中以维持恒定搅拌，最后各池在其内部具有运载培养基和空气的第一加气装置(12)，所述第一加气装置(12)由接近液体表面并在所述液体表面上相对于所述液体表面30°和60°之间角度的直管组成；所述培养基和空气通过这个池的所述圆柱形罩盖切向排入所述池内，形成环流或涡流；所述环流或涡流也是所述池内所述培养基的推进系统的一部分。第二 PVC加气装置运载培养基和空气，并且由具有在位于接近这个池的所述底部的一端(9)处的栓塞的半圆形管(16)组成，并且其是在所述池内所述培养基的所述推进系统的一部分。所述第二加气装置包括穿孔，通过所述穿孔将空气或气体和培养基的所述混合物喷射入所述池内，这个穿孔朝向所述池的所述底部定向，从而预防在培养物(8)中通过细胞的倾析所致的洞堵塞。通过液压管(6)来进行具有培养基和藻类的池的装载。一旦将池(I)装载培养基(14)，再循环开始。通过气体引入阀门(10)打开加压气体(5)的通道，以及这些可能是空气、二氧化碳或其混合物，并且液压管(11)被关闭。气体推动培养基向上和与水部分混合，其与环切向回到池(I)。给移动产生环流。将培养基混合，并且释放在池顶部与加压气体混合的光合作用气体。在围绕系统旋转后，培养基回到池的中心至再循环管路(4)。该管路使池中填充有培养基(14)，合并接种物，然后进行收获。空气管道(5)合并气体至系统(空气)内以为该再循环提供能量。在该应用中所描述的系统没有移动或金属部件，相对于本领域中所描述的光反应器，这为它提供多功能性。该特征使得可使用本专利技术用于使用淡水或海水来培养微藻，这些中分别例如纯顶节旋藻(Arthrospira platensis)、Monoraphidium graphitti、普通小球藻(Chlorella vulgaris)、多变鱼渥藻(Anabaena variabilis)和眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)、Chlorella neustonica。具体实施方式 实施例I :在光生物反应器中钝顶节旋藻微藻的生长描述在该应用中-使用农业级别的改性的Zarrouk培养基，-周围空气用作CO2的来源；-通过使用Sedgewick-Rafter室计数来进行密度测量。这些结果以细胞/毫升来表不。-完全干燥下称重收获物(harvest)，并且表示为克。通过加上期间收获物，除以培养面积(14m2)和期间天数来进行性能计算，结果表示为克/平方米/天(g/m2/day)。包括休息天数和无收获物的天数。实施例2 在实施例I中所述的钝顶节旋藻的标准培养条件下，进行连续I周的收获。作为收获标准，每次进行收获，系统超过180本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种密闭的微藻培养系统，所述密闭的微藻培养系统提供对培养更好的控制以及将气体合并至培养基中的可能性，其中：a)所述系统使用包括多组三台生物反应器型培养装置的细胞模型，使所述生物反应器型培养装置分布以便于它逐步升级；b)这种细胞模型的各培养装置包括：？具有圆柱形罩盖和埋藏在地面中的圆锥形底部的池；？六边形透明盖，优选由聚碳酸酯制造，其被安装在这个池上；？第一加气装置，其运载所述培养基和空气；所述第一加气装置由接近液体表面并在所述液体表面上相对于所述液体表面30°和60°之间角度的直管组成；所述培养基和空气通过这个池的所述圆柱形罩盖切向排入所述池内，形成环流或涡流；所述环流或涡流也是所述池内所述培养基的推进系统的一部分；？第二PVC加气装置，其运载所述培养基和所述空气，所述第二PVC加气装置由具有在位于接近这个池的所述底部的一端处的栓塞的半圆形管组成，并且是在所述池内所述培养基的所述推进系统的一部分；所述第二加气装置包括穿孔，通过所述穿孔将所述空气或气体和培养基的混合物喷射入所述池内，这个穿孔朝向所述池的所述底部定向；？从所述池的所述底部至所述半圆形和切向加气装置的再循环管路，将空气喷射管路插入其中；？用于气体引入的管道和阀门；？用于液体引入的管道和阀门。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·纳瓦罗，
申请(专利权)人：亿能生物群温泉会所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。