使用超嗜热生物体产能制造技术

本发明专利技术涉及使用超嗜热生物体降解的领域，并且特别涉及使用超嗜热降解以从生物质产生热量。在一些实施方案中，在超嗜热生物体存在下，将生物质进行发酵来产生热量。将该热量用来加热直接用于热泵或辐射热中的液体或用来产生电力或驱动蒸汽轮机。

【技术实现步骤摘要】
使用超嗜热生物体产能本申请是申请日为2007年7月18日、申请号为200780030825.6的同名申请的分案申请。本申请要求2006年7月18日提交的美国临时申请60/831，635的权益，在此以其整体引入作为参考。专利
本专利技术涉及使用超嗜热(hyperthermophilic)生物体降解的领域,特别是涉及使用超嗜热降解，以从生物质产热。专利技术背景常规能源的成本在过去几年中剧增，并且已经证明了许多常规能源如石油，煤炭和核能的使用对环境是有害的。已经研发或提出了许多清洁的可替换的能源。这样的能源包括太阳能，地热能，风能，水电能，氢反应器和燃料电池。然而，这些能源中的许多是昂贵的(太阳能)或受到地理问题(地热，风和水能)的限制。其他可替换的能源利用生物质。然而，那些系统通常涉及次生产物如乙醇的产生，或涉及原料的燃烧。这些方法遇到的问题包括环境的污染以及需要使用贵重的农田来产生生物质。因此，本领域需要的是能利用废弃生物质原料或天然可获得的生物质原料来产生热或电的可替换的系统。专利技术概述本专利技术涉及使用超嗜热生物体降解的领域，特别是涉及使用超嗜热降解，以从生物质产生热。在一些实施方案中，本专利技术提`供了一种系统，其包括:生物反应器，该生物反应器含有生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体；和能量转移系统。在一些实施方案中，超嗜热生物体是厌氧超嗜热生物体。在一些优选的实施方案中，该厌氧超嗜热生物体选自火球菌属(Pyrococcus),热球菌属(Thermococcus),古老球菌属(Palaeococcus),酸菌属(Acidianus),热棒菌属(Pyrobaculum),热网菌属(Pyrodictium),火叶菌属(Pyrolobus),甲烧嗜热菌属(Methanopyrus),甲烧嗜热菌属(Methanothermus),超嗜热甲烧球菌，如詹氏甲烧球菌(Me.Jannaschii),闪烁杆菌属(Fervidobacterium)和栖热袍菌属(Thermotoga)，及其组合。在其他实施方案中，该超嗜热生物体是需氧超嗜热生物体，选自栖热菌属(Thermus),芽孢杆菌属(Bacillus)和高温放线菌属(Thermoactinomyces)。仍然在其他实施方案中，该需氧超嗜热生物体选自Aeropyrum pernix,勤奋生金球菌(Metallosphaera sedula)以及其他生金球菌属(Metallosphaera)物种，硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus), Sulfobus tokodaii,嗜酸热原体(Thermoplasmaacidophilum)和火山热原体(Thermoplasma volcanium),及其组合。在一些实施方案中，给该生物质补充选自矿物质来源，维生素，氨基酸，能量来源和微生物提取物的细胞培养基成分。在一些实施方案中，该能量转移系统选自燃料电池，燃烧装置，热电偶和热转移系统。在进一步的实施方案中，该燃烧装置包括蒸汽动力系统。仍然在进一步的实施方案中，该蒸汽动力系统是蒸汽涡轮或发生器。在一些实施方案中，该热转移系统包括热泵。在一些实施方案中，该能量转移系统是热电偶，并且其中能量转移系统进一步包括将水转化成氢和氧的电解系统。在一些优选的实施方案中，该生物质选自污水，农业废产物，如玉米浆和豆壳，啤酒厂谷物副产物，食品废料，有机工业废料，林业废料，作物，草，海藻，浮游生物，藻类，鱼，鱼废料，及其组合。在一些实施方案中，本专利技术提供了一种方法，其包括:a)提供生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体山)在使得产热的条件下，在该群至少一个属的超嗜热生物体的存在下发酵生物质；c)使用该热来产生电或加热液体。在一些实施方案中，该超嗜热生物体是厌氧超嗜热生物体。在一些优选的实施方案中，该厌氧超嗜热生物体选自火球菌属，热球菌属，古老球菌属，酸菌属(Aeropyrum和生金球菌不是厌氧的！),热棒菌属，热网菌属，火叶菌属，甲烧嗜热菌属，甲烷嗜热菌属，超嗜热甲烷球菌，如詹氏甲烷球菌，闪烁杆菌属和栖热袍菌属，及其组合。在其他实施方案中，该超嗜热生物体是选自栖热菌属，芽孢杆菌属和高温放线菌属的需氧超嗜热生物体。仍然在其他实施方案中，该需氧超嗜热生物体选自Aeropyrumpernix,硫磺矿硫化叶菌,勤奋生金球菌，Sulfobus tokodaii,嗜酸热原体和火山热原体，及其组合。在一些优选的实施方案中，该生物质选自污水，农业废产物，如玉米浆和豆壳，啤酒厂谷物副产物，食品废料，有机工业废料，林业废料，作物，草，海藻，浮游生物，藻类，鱼，鱼废料，及其组合。在一些实施方案中，给该生物质补充选自矿物质来源，维生素，氨基酸，能量来源和微生物提取物的细胞培养基成分。在一些实施方案中， 该液体是水,并且加热产生蒸汽。在一些实施方案中，该蒸汽用来驱动蒸汽轮机来产生电。在进一步的实施方案中，将该加热的液体转移至用于辐射热的建筑中。在一些实施方案中，通过热电偶产生电。在进一步的实施方案中，该电用于水的电解。在一些实施方案中，将该液体转移至热泵。在一些实施方案中，本专利技术进一步提供了一种方法，包括:a)提供生物体和一群至少一个属的超嗜热微生物；和b)在使得产生降解产物的条件下，在该群至少一个属的超嗜热生物体的存在下降解生物质。在一些优选的实施方案中，该厌氧超嗜热生物体选自火球菌属，热球菌属，古老球菌属，酸菌属，热棒菌属，热网菌属，火叶菌属，甲烷嗜热菌属，甲烷嗜热菌属，超嗜热甲烷球菌，如詹氏甲烷球菌，闪烁杆菌属和栖热袍菌属，及其组合。在其他实施方案中，该超嗜热生物体是选自栖热菌属，芽孢杆菌属和高温放线菌属的需氧超嗜热生物体。仍然在其他实施方案中，该需氧超嗜热生物体选自Aeropyrum pernix,硫磺矿硫化叶菌，Sulfobus tokodaii,勤奋生金球菌,嗜酸热原体和火山热原体,及其组合。在一些优选的实施方案中，该生物质选自污水，农业废产物，如玉米浆和豆壳，啤酒厂谷物副产物，食品废料，有机工业废料，林业废料，作物，草，海藻，浮游生物，藻类，鱼，鱼废料，及其组合。在一些实施方案中，给该生物质补充选自矿物质来源，维生素，氨基酸，能量来源和微生物提取物的细胞培养基成分。在一些进一步优选的实施方案中，该降解产物选自氢，甲烷和乙醇。在一些实施方案中，该方法进一步包括将降解产物转化成能量的步骤。在一些实施方案中，该方法进一步包括在染料电池中使用氢的步骤。在一些实施方案中，该方法进一步包括在燃烧装置中使用甲烷或乙醇的步骤。在一些实施方案中，本专利技术提供了减少二氧化碳排放的方法，包括:a)提供生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体；b)在所述群的至少一个属的超嗜热生物体的存在下，厌氧降解所述生物质来产生用于产生能量的基质；和c)从所述基质产生能量，其中与所述生物质材料的需氧降解相比，减少了二氧化碳的排放。在进一步的实施方案中，本专利技术提供了产生碳信用的方法，包括:a)提供生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体；b)在所述群的至少一个属的超嗜热生物体的存在下，厌氧降解所述生物质来产生用于产生能量的基质；和c)在使得产生碳信用的条件下从所述基质产生能量。定义如在此所用的，术语“生物质”指的是可以用作燃料或用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：生物反应器，所述生物反应器含有生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体，其中所述生物质选自农业废产物，啤酒厂谷物副产物，食品废料，有机工业废料，林业废料，及其组合，并且所述超嗜热生物体选自火球菌属（Pyrococcus），热球菌属（Thermococcus），栖热袍菌属（Thermotoga），及其组合；能量转移系统。

【技术特征摘要】
2006.07.18 US 60/831,6351.一种系统，包括: 生物反应器，所述生物反应器含有生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体，其中所述生物质选自农业废产物，啤酒厂谷物副产物，食品废料，有机工业废料，林业废料，及其组合，并且所述超嗜热生物体选自火球菌属(Pyrococcus),热球菌属(Thermococcus),栖热袍菌属(Thermotoga),及其组合； 能量转移系统。2.权利要求1的系统，其中所述能量转移系统选自燃料电池，燃烧装置，热电偶和热转移系统。3.权利要求2的系统，其中所述燃烧装置包括蒸汽动力系统。4.权利要求3的系统，其中所述蒸汽动力系统是蒸汽轮机或发生器。5.权利要求2的系统，其中所述热转移系统包括热泵。6.权利要求2的系统，其中所述能量转移系统是热电偶，并且其中所述能量转移系统进一步包括将水转化成氢和氧的电解系统。7.权利要求1的系统，其中给所述的生物质补充选自矿物质源，维生素，氨基酸，能源和微生物提取物的细胞培养基成分。8.权利要求7的系统，其中所述矿物质源选自NaCl,MgSO4, MgCl2, CaCl2, KCl, NaBr,H3BO3, SrCl2, MnSO4, FeSO4, CoSO4, ZnSO4, CuSO4, KAl (SO4)2, Na2WO4 和 Na2SeO4,及其组合。9.权利要求7的系统，其中所述微生物提取物是酵母提取物。10.权利要求7的系统，其中所述能源是淀粉。11.一种方法，包括: a)提供生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体，其中所述生物质选自农业废产物，啤酒厂谷物副产物，食品废料，有机工业废料，林业废料，及其组合，并且所述超嗜热生物体选自火球菌属(Pyrococcus),热球菌属(Thermococcus),栖热袍菌属(Thermotoga),及其组合； b)在使得产生热量的条件下，在所述那群至少一个属的超嗜热生物体的存在下，发酵所述生物质； c)使用所述热量来产生电力或加热液体。12.权利要求11的方法，其中所述液体是水，并且所述加热产生蒸汽。13.权利要求12的方法，其中将所述蒸汽用...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·雷默赖特，M·汤姆，
申请(专利权)人：极高热学控股公司，
类型：发明
国别省市：