[发明专利]微藻采收方法以及实施这种方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及微藻采收方法以及实施这种方法的装置。 

背景技术

微藻和藻青菌是水生生物，其尺寸从一微米至百来微米变化，利用光作为固定二氧化碳（CO₂）的能量源。如同陆生植物，微藻和藻青菌可蓄积以类脂化合物形式吸收的碳，这可考虑使它们用于产生生物燃料。因此，由于微藻和藻青菌具有非常高的光合作用效率和细胞生长率（是如油菜、向日葵等的陆生油料作物的光合作用效率和细胞生长率的一倍至数十倍），及由于可直接利用的生物量部分最大（相反，陆生植物将吸收的碳的一部分引向更难甚至不可能再利用的木质纤维素分子），这种利用因而更加大有前途。 

目前有生产微藻和藻青菌的两种主要生产方式：在“赛马场”类型的池塘中露天养殖，以及在称为光生物反应器的透明密闭室中养殖。露天养殖产量较低，需要提供大量的水以补偿蒸发，且易受污染影响。光生物反应器可借助于更好地掌握营养资源的获取条件、曝光以及二氧化碳从气相向液相的转换，通过高生产率补偿高成本。这种光生物反应器例如由文献FR-2946362提出。 

通过这些生产装置，获得培养基，其中有浓度为每升培养基数克干物质的微藻。为了能够利用微藻，使微藻例如用于制造生物燃料或其它产品（食品、化妆品等），适合制备浓度大得多的培养基。 

可浓缩干物质含量的现有技术例如基于培养基的离心分离法。这些技术一般在淀积工序之后使用，可增大离心分离的效率。如文献EP-1671704的图2和3中所示装置的装置例如用于使在第一道淀积预浓缩工序后获得的微藻浓缩物脱水。 

这些不同的方法最经常地采用相继多道工序实施，能量消耗比较大。总之，尤其是对于生物燃料的制造来说，微藻浓缩工序中引入的能量占比较大的一部分。 

US2009/0162919描述了一种浓缩微藻水介质的方法，这种方法包括：使微藻接触浓度小于10%干物质的矿物絮凝剂，将获得的微藻絮团从水介质分离提取出，因此将微藻浓缩成具有至少1%的生物量密度的料浆。所提出的方法限于平均直径小于20微米的单细胞微藻。此外，培养基中加入异物（絮凝剂），会限制所获得的料浆的应用可能性（例如已知将含铝美容化妆品涂抹在皮肤上具有危险性），且增加所述方法的成本。另外，使用所推荐的絮凝剂（尤其是以铝或铁为基的絮凝剂），在环境方面不是中性的。 

发明内容

因此，本发明旨在提出一种新方法，其允许在培养基中获得高浓度微藻，而不在培养基中添加外来固体物质，优选地能耗尽可能低。本发明还旨在提出一种浓缩和采收方法，其中，微藻（活的生物）不经受任何致死处理或震击。此外，有利地，这种方法可连续地提供微藻浓缩培养基。另外，有利地，获得的浓度可直接用于生产生物燃料或其它利用微藻获取的产品。 

为此，本发明提出一种采收处于培养基中的微藻的方法。 

根据本发明，这种方法的特征在于： 

-培养基流经过一组相继的容器，这些容器称为浓缩器，从而限定一系列上游浓缩器和下游浓缩器， 

-每个浓缩器一方面具有限定内部空间的壳体，另一方面具有被动式过滤单元，被动式过滤单元将所述内部空间分成上部容积和下部容积， 

-上部容积具有入口和出口，所述入口可使培养基输入到所述上部容积中，所述出口相对于所述入口布置在低位，可从上部容积排出微藻浓度更高的浓缩培养基， 

-下部容积具有出口，该出口可从下部容积排出液体， 

-换句话说，每个浓缩器一方面配有一个入口，另一方面配有两个 出口，这两个出口由被动式过滤单元分开；两个出口的存在允许重力通过两种合力（résultante）进行作用；进入浓缩器的培养基因而在其内部分开， 

-下游浓缩器的上部容积的入口连接于上游浓缩器的上部容积的出口， 

-浓缩培养基在浓缩器的上部容积的出口处进行采收。例如，在浓缩器组的最后（最下游的）浓缩器的出口进行采收。但是，根据所需浓度，尤其是根据培养基的预期使用，采收可在更上游处进行。 

应当指出，这里用于描述浓缩器的用语“上游”和“下游”是相对的用语：每个浓缩器（除浓缩器组的第一个和最后一个浓缩器以外）可相继地被称为下游浓缩器或上游浓缩器，这取决于所观察的浓缩器对是由浓缩器系列中的一个浓缩器与前一还是下一浓缩器（沿培养基的流向）形成。 

这种方法允许相继浓缩培养基。为了能够仅通过重力工作和因而限制采收微藻用的能量消耗，上游浓缩器的上部容积的入口的高度有利地高于下游浓缩器的上部容积的入口。