[发明专利]连续式多层式立体微藻培养系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微藻培养系统，特别涉及一种连续式多层式立体微藻培养系统，利用系统的层状结构及多个储备单元来增加获取藻类培养所需的阳光及养分。

背景技术

微藻培养系统可分成开放式和密闭式两种，其选择需要考虑许多因素，如微藻的生物特性、气候状况、目标产物种类与土地、人工、能源、用水、营养源等各项成本。

(1)开放式微藻培养系统

开放式系统大致有4种型态，分别是大型池、开放式槽体、圆形培养池及跑道型培养池。每种类型各有其优缺点，必须依据相关条件做为选择培养方式的依据，以获得最大的经济效益。开放式系统是在户外利用阳光进行培养。这种培养方式在规模放大上容易，成本也较低，因此是量产的主要方式。开放式培养的缺点在于培养环境易受外界，如温度、天气、光照强度及光照周期变化的影响，也容易遭受其它藻种、细菌及原生动物的污染。因为开放式培养的环境因子较不容易控制，所以培养操作上有其困难度。

(2)密闭式微藻培养系统

密闭式系统可在发酵槽、培养袋，平板光生化反应器及管型光生化反应器内培养，应用不同，所需系统也不同。密闭式系统可用于自营、异营或混营培养，而且在户内或户外都可实施。其培养环境控制较容易，因此产率较高，质量较稳定，后续分离纯化所花费的成本也可减少。与前述系统相较，密闭式系统较不易被杂菌污染，且几乎各种微藻都可适用，但有设备成本过高，规模不易放大等缺点。

目前藻类培养系统的问题主要有三：

1、照光不均匀。

2、微藻收成时间不连续，造成无法处理废气之间断。

3、空间利用不佳。

发明内容

本发明主要目的是提供一种提高照光效率、废气处理及空间利用的连续式多层式立体微藻培养系统微藻培养系统及方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种连续式多层式立体微藻培养系统，包括：

多个藻类培养容器，用于培养含有藻体与培养液的藻液；

传输管道，用于连接所述多个藻类培养容器；

动力装置，用于连接所述传输管道，以提供所述运输管道运输藻液的动力；

浓度监测器，用于监控培养系统中的藻液浓度；

多个储备单元，用于储存预备进入所述培养系统的藻液或/及分离后的培养液；以及

收成装置，包含一收成管及一藻液分离器，位于该藻类培养容器与所述多个储备单元之间；

其中，当该浓度监测器检测该传输管道的藻液浓度达到一预设浓度时，即会启动该收成装置引导藻液进入该藻液分离器将藻液中的藻体与培养液进行分离，藻体经由所述收成管送出，培养液传输回主用储备单元，并将备用储备单元内的藻液经该传输管道输送进入该藻类培养容器，以实现连续式培养。

较佳地，所述动力装置为气动式泵。

较佳地，所述气动式泵可控制所述藻液的流速。

优选地，所述气动式泵用来传输主用或备用储备单元容积90％的藻液。

本发明的系统还包括分配管，所述分配管位于运输管道中，用来将运输管道中的培养液分配至该藻类培养容器中。

本发明的系统还包括辅助光源。

较佳地，所述辅助光源可以为LED、日光灯、荧光灯、紫外光及红外光之一。

较佳地，所述收成装置可外接一CO₂来源及一养分来源。

较佳地，藻液传输回主用储备单元后，所述收成装置将追加养分及导入CO₂至主用储备单元以调整藻液起养浓度，等待备用储备单元收成便立即启动主用储备单元。

根据本发明第二方面，提供了一种连续式多层式立体微藻培养方法，包含下列步骤：

(a)动力装置将藻液从主用储备单元运输至分配管；

(b)所述分配管将藻液经由传输管道引流至多个藻类培养容器；

(c)藻液流经所述多个藻类培养容器后回流到主用储备单元；

(d)利用浓度监测器检测传输管道中的藻液浓度；

(e)判断藻液浓度是否达到一预设收成浓度，若是，则执行步骤(f)，若否，则重复步骤(a)～(d)；

(f)启动收成装置引导藻液进入藻液分离器，将藻液中的藻体与培养液进行分离；

(g)藻体经由收成管送出，培养液传输至主用储备单元；

(h)启动备用储备单元重复步骤(a)～(g)并同时执行步骤(i)；

(i)追加养分及导入CO₂至主用储备单元以调整一预设的培养液起养浓度；