[实用新型]培养微藻的孵化场

说明书

本申请要求2014年12月02日提交的申请号为10201408033V、名称为“光生物反应器”(Photobioreactor)的新加坡专利申请的优先权。本申请以引用的方式将这一较早申请的全部内容、主题和资料并入本文。

技术领域

本申请涉及一种用于培养光合自养藻类、微藻类或显微藻类的孵化场。该孵化场也被称为孵化器或光生物反应器。本申请还涉及制造、装配、拆卸、安装、配置、维护和使用该孵化场的方法。

背景技术

藻类以叶绿素作为其主要光合色素，在其生殖细胞周围缺少细胞无菌覆盖物。因此，藻类具有最终来自蓝藻的光合作用体，蓝藻产生氧气作为光合作用的副产品。因为藻类可用作能源、肥料、营养补充品、污染控制媒介(如二氧化碳减排)、色素和物质稳定剂(如角叉菜胶)，所以许多科学家、科研机构和公司研究并提出了不同类型的培养微藻的孵化场。培养微藻的孵化场的类型包括开放池培养系统、运用气升方法的管道网络、封闭反应器、水平式光生物反应器、垂直培养系统、平板型反应器以及发酵罐型反应器。为了应对能源和环境危机，高效、成本低廉且稳定的孵化场是全球很多地方工业实现的理想之选。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种新颖实用的培养微藻的孵化场。

本专利申请的独立权利要求中提供了本发明的基本特征，而从属权利要求中分别描述了本发明的重要特征。

本实用新型提供一种培养微藻的孵化场。该孵化场包括第一光生物反应器、第二光生物反应器以及第一连接器，其中所述第一光生物反应器用于盛纳第一补料培养基；所述第二光生物反应器用于盛纳第二补料培养基；所述第一连接器将所述第一光生物反应器和所述第二光生物反应器相连接，用于在所述第一光生物反应器和所述第二光生物反应器之间调节微藻和/或补料培养基的输送。所述第一光生物反应器和所述第二光生物反应器相互独立运作，便于这两个生物反应器各自进行单独操作，这样可使用不同的补料培养基，以不同的停留时间、温度、光照量、湍流或任何其他培养环境对这两个光生物反应器中的微藻分别进行培养。必要时，可将所述第一光生物反应器和所述第二光生物反应器连接在一起，以便一起对它们同时进行操作，这样可使用实质上相同的补料培养基，以相同的停留时间、温度、光照量、湍流或任何其他培养环境对这两个光生物反应器中的微藻进行培养。所述第一连接器控制所述第一光生物反应器和所述第二光生物反应器之间的流体(如浆液)连通，这样所述第一光生物反应器内所盛物质(如补料培养基、微藻)可被输送至所述第二光生物反应器，反之亦然。因此，在微藻生长的各个阶段，该孵化场可在不同的地点以不同的环境条件(例如：光照量、温度、二氧化碳浓度)对所述微藻进行培养，而非在整个生命周期内采用固定不变或单一的培养物在同一个地点对微藻进行培养。实际上，该孵化场可对补料培养基的成分以及环境条件进行调节或优化，以适应并优化微藻的几个生长阶段，这将实现微藻增殖力或效力最大化。换言之，所述孵化场在该孵化场的各个光生物反应器中提供不同的培养环境，因此可显著提高微藻的生长。所述孵化场可包括多个光生物反应器，然而最佳的光生物反应器数量为3至20个。

由于所述微藻需要不同水平的营养物供应及生长环境(如培养基的含盐度、温度、微量元素含量、光照强度)来实现最优生长，因此需要在微藻的生命周期内对所述补料培养基和生长环境做出更改。所述孵化场可在特定的生长阶段在所述光生物反应器内提供设计、定制或预先确定的增殖培养物和环境。所述微藻的例子包括微拟球藻、扁藻和杜氏藻。

所述孵化场还包括一个泵，该泵与一个或多个所述光生物反应器相连，用于输送所述微藻、补料培养基或二者结合(即微藻和补料培养基)。该泵能够以预定的速度(如2.3升/分钟)将流体(如气体、液体)或浆液(如微藻和补料培养基的混合物)推送至所述一个或多个光生物反应器。例如，如果所述泵、所述第一光生物反应器和所述第二光生物反应器串联连接在一起，则所述泵可将所述第一光生物反应器内的微藻和补料培养基推送至所述第二光生物反应器。所述泵可连续地、间歇地、周期性地推送或保持静止(即停止)，因此可根据微藻培养策略(例如产量最大化)调节两个光生物反应器之间的流体连通。

所述第一光生物反应器可包括一个第一送料器，该送料器与所述第一光生物反应器的第一容器相连，用于向所述第一光生物反应器供应第一补料培养基。所述第一送料器可包括一个储料槽，该储料槽被定期充填所述微藻的第一补料培养基。例如，所述第一补料培养基包括硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、氯化物或其他营养盐。所述第一补料培养基还可包括无机盐、微量元素和维生素。