[发明专利]用于生产微生物的系统

说明书

本发明涉及任何种类的微藻类和蓝细菌、以及更广义来说其生长依赖于液体培养基中的光合作用的任何微生物的生物质的生产装置。

本发明也涉及所述装置的使用方法。

具体来说，所述装置和所述方法目标在于食品加工、化学、制药、化妆品和能源生产工业的工业家们。

除了在天然培养基中收获外，本技术领域的专业人员已知的用于生产这类微生物的装置，属于两个主要类别：

第一类是实验室或工业规模的封闭系统或光生物反应器，其容量小，通常小于一千升。它们借助于人工的光、热和机械搅拌源进行操作。它们被用于密集或超密集地生产少量的在纯度或组成方面质量非常高的生物质。所述质量，通过连续控制实际上所有的培养参数和严格限制培养基被污染物的污染而获得，这些污染物例如大的或小的生物体、灰尘和气体。

这样的装置优先考虑生产的生物质的质量，但不能进行工业应用所需的大量生产。它们的高的制造和运行成本，特别是能量和维修成本，从经济的角度来说，使它们被广泛应用是不现实的。

第二类是开放系统，由具有中等或大的容量的开放池组成，其容量从几千到几百万升。它们主要借助于自然资源、例如太阳提供的光和热进行操作，因此对依赖这些因素的培养参数的控制是有限的。池有时是被覆盖的，通常在温室里，从而最小化污染并改进温度控制。超过一千平方米的覆盖池容积接近两百立方米，需要使用具有显著暴露于风中的缺点的巨大结构，或者使用需要在池本身内部安装支撑结构的较小结构。加盖的开放池的这些解决方法，在其安装或维修方面，仍然存在问题并且昂贵。

这些装置用大尺寸来弥补它们低或中等的生产率。它们优先考虑生产的生物质的数量。它们的缺点是它们不能完全满足食品加工或制药工业生物质用户的质量要求。

为了缓解这些不同的问题，本发明公开了包含任何种类的微藻类和蓝细菌、以及更广义来说其生长依赖于液体培养基中的光合作用的任何微生物的生物质生产装置，允许生产例如能在与其尺寸相近的开放系统中获得的大量生物质，同时具有封闭光生物反应器系统所特有的质量水平。

本发明的通用或具体实施方案，允许进一步节约用于建立生产场所的技术工具和材料的成本。

根据本发明的一个主要方面，所述装置具有两个原位建造的埋置式封闭外壳：

i)第一个封闭外壳包含光生物反应器，它由两个并置的相互依赖的子装置构成，所述子装置组成如下：

a)气密和水密的培养室，其上部分可透过可见光，理想的内部体积大于50立方米，纵向建在外形平坦的地面上；

b)与所述的培养室的至少一个末端并置的技术组块，所述的技术组块包括所有用于实施和控制生物质培养、所有使用液体的热调节和循环的技术设备。

ii)第二个封闭外壳包含几个并置的光生物反应器技术组块，所述第二个外壳包含了一方面光生物反应器正常操作所需、另一方面收获和加工被回收生物质所需的所有技术工具。

优选所述生物质采用这样的方式来收获，即在封闭和受控环境中维持生产，直到最后包装阶段，然后例如由装置的用户决定其后续应用。

根据本发明的另一方面，装置具有U-型培养室，该培养室配有两个并置的悬空端，所述悬空端与光生物反应器的技术组块相连。

根据本发明的另一方面，光生物反应器的技术组块被置于地平面以下，并低于培养室的水平。

根据本发明的另一方面，培养室含有维持在正压的空气和气体。

根据本发明的另一方面，并根据具体的实施方案，所述培养室(1)的上盖由挠性材料制成，并对空气和气体的正压水平进行调节，以将所述上盖的整个表面保持在高处，并保持其远离液体培养基的自由表面。

根据本发明的另一方面，所述培养室具有通道高度和宽度，所述高度低于通道宽度的25％。

根据本发明的另一方面，并根据涉及使用挠性材料覆盖培养室的具体实施方案，在疾风的情况下，装置可以通过暂时终止培养室中包含的空气和气体的正压来保证牢固。盖子下降到培养室中包含的液体培养基的表面上，相当大地减少了装置在风中的暴露，因此保证了牢固。

根据本发明的另一方面，并根据涉及使用挠性材料覆盖培养室的具体实施方案，在飓风的情况下，装置的牢固性可以通过在前面描述的下降之前，在培养室的上盖的顶部放置一层水来增强。培养室中包含的空气和气体的正压的恢复，引起所述水层回流并被推向所述盖子的边缘。

根据本发明的另一方面，所述培养室可以位于天然或人工的浅水水域上。

本发明的另一个目标是提供使用所述装置生产生物质的方法。

根据本发明的另一个主要方面，方法包含至少一个以下阶段：

-在培养室的两个通道之间循环培养基，