[发明专利]光合生物的立体培养

说明书

技术领域

本发明涉及光合生物的立体培养设备和方法。

背景技术

大规模培养光合生物，如：微藻用于生物质能源的制造，高蛋白粮食的制造，以及制药，废气、废水处理，已经受到的广泛关注。实现户外光合生物如微藻的高产率是降低培养成本和建立可赢利商业生产的关键。近10年来，多种培养光合生物如微藻的生物反应器模式和开放培养模式被测试过。有报道采用玻璃板调整培养深度由1.3至17厘米，证明微藻产率与培养深度成负相关。在单位容积条件下，培养深度浅时，微藻产率较高，其中培养深度在10厘米时微藻产率最高。尽管在单位容积条件下，培养深度在10厘米时微藻产率高，其按占地面积所产生的产率仍然很低。实现户外光合生物如微藻的高产率是降低培养成本和建立可赢利商业生产的关键(，而目前，仍有待新的微藻培养器设计以实现高产率低成本的微藻培养。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种光合生物的立体培养设备和方法。

本发明的目的，还在于提供一种促进光合生物暴露于光源、以提高单位占地面积的产出率的设备和方法。

本发明的目的，还在于提供一种生物质能源的制造方法，以用于废气碳捕获，废气处理，化工，废水处理，制药，造纸，营养添加剂和粮食制造领域中。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种光合生物的立体培养，包括培养设备和方法，所述的设备包含至少一个培养容器，至少中间有间隔的重复插入一个光通路结构；其排列方式是中间有一定间隔的规则平行排列；邻近的光通路结构间隔、光通路结构与光合生物培养容器之间形成至少一个连通结构，形成培养区域；所述的设备的光通路结构与培养容器之间的固定方式，可以为完全固定方式或轴性固定方式。

所述的光通路结构，为透明弯曲板状结构与培养容器侧壁共同构成的六面体形状或U型形状的中间透明的结构。

其临近的光通路结构外壁间隔和光通路结构外壁与培养容器的内侧形成培养区域侧壁。

其临近的光通路结构间隔与培养容器的底部垂直，或向光源形成一定的倾斜角；光通路结构是透明的。

所述光通路结构的内侧呈中空，以便利光源通过同一光通路结构对面的两侧面间隔、照射入培养容器的深处。

所述重复插入一系列光通路结构的排列方式，包括中间有一定间隔的规则的平行排列、开口均向上，以及中间有一定间隔的规则的平行排列、开口指向培养容器侧壁；重复插入一系列光通路结构与培养容器之间的固定方式，包括固定到培养容器侧壁、固定到培养容器底部、固定到培养容器底部的其中一层、以及固定到邻近的光通路结构之间；以及上述其中的两种方式相结合的固定方式。

所述临近的光通路结构外壁间隔之间的间隔是10厘米到100厘米，优选是15-30厘米；所述同一光通路结构内侧两壁间距为10厘米到100厘米，优选是20-30厘米；所述光通路结构的高度为30厘米到2000厘米，优选是50-1000厘米；所述光通路结构底部外壁与培养容器底部内侧间隔为10厘米到100厘米，优选是20-30厘米。

所述的设备包括单个培养容器或多个培养容器。

所述的培养容器包括但并不限于培养采集管道，培养细胞输入管道，培养液输入管道，通风管道，和传感检测控制器；设备包括的多个重复插入一系列光通路结构的培养容器，其排列连接方式可以为垂直、平行、螺旋、连通管，或其组合。

可以将培养容器开放于大气，或与大气封闭，或一部分开放于大气，一部分与大气封闭。

培养容器的温度调节方式，可以选择置于水中调节温度，或不置于水中调节温度。

设备中利用的光合生物包括但并不限于微藻和紫色细菌；设备光通路结构中所用的材料包括但并不限于聚乙烯和聚氯乙烯；培养方式可以是相互独立培养；或多阶段组合培养。

本发明通过在光合生物的培养容器中重复插入一系列光通路结构，比邻的光通路结构之间形成固定间隔，光通路结构同光合生物培养容器之间连通，用以培养光合生物，达到便于流通的效果。该光通路结构本身使光源顺利通过同一光通路结构的对面两侧面之间的透明空间、照射入培养容器的深处。本发明适于高密度光合生物的培养，比如微藻培养。

附图说明

图1是本发明自上视角观的简化的单个立体跑道式培养容器的示意图。

图2是本发明自侧面视角观的简化的单个立式薄板培养容器的示意图。

图3是本发明自侧面视角观的简化的单个立式柱状培养容器的示意图。

图4、图5显示了光通路结构与培养容器之间固定方式之一：即开口指向培养容器侧壁并固定到培养容器侧壁的方式。