[发明专利]用于通过光生物反应器和至少一个光分配器生产光合培养物的设备

说明书

本发明涉及一种光合培养物生产设备，包括具有供应/排放装置的至少一个光生物反应器腔室，并且包括：‑包含光合培养物的含水液体；‑与管理系统交互的至少一个用于供应所述腔室流体和从所述腔室排放流体的装置；‑至少一个光分配器，包括：被布置为在近端处接收光的至少一个第一壁、被布置为出射至少一部分所接收的光的至少一个第二壁、以及由所述至少一个第一壁和所述至少一个第二壁限定的密封腔，至少一部分出射壁被浸入在包含光合培养物的含水液体中；‑至少一种流体，至少部分地填充所述密封腔；以及‑用于覆盖所述光生物反应器的装置，能够限制所述含水液体的蒸发。本发明的特征在于，所述覆盖装置具有至少一个开口，能够在所述光生物反应器的所述腔室中将所述至少一个光分配器保持在固定位置。

技术领域

本发明涉及光合培养物生产设备的领域，具体地涉及借助光生物反应器的光合培养物生产设备。

背景技术

微藻的培养物是回收方法的核心。事实上，微藻是具体用于生产生物燃料、生物质、油、蛋白质、酯类或乙醇的替代源。此外，这些培养物可用于回收和净化废水、处理肥料排放物、处理来自某些工厂的CO₂、NO_x、SO_x。

然而，微藻的光合培养物的发展要求建立根据目标应用、工业操作条件、待培养的菌株、地理条件、气候条件或日照条件而进行调整的特定生产系统。

此外，在该领域中众所周知的困难与光到光生物反应器的穿透有关。实际上，在一给定的地面上，简易的水平水体，诸如“水道”(深度浅的具有大的开放式水池的光生物反应器)，仅仅部分地使用太阳能潜力，因为从几厘米深起，水根据其在微藻中的浓度的不透明度，限制了光的穿透深度。不能穿过不透明的培养基(或者藻水)的直射光的余量以热的形式被后者部分吸收，而不是用于微藻的生长，导致了水蒸发的问题。

此外，“水道”可产生与外部污染(细菌、捕食者、引入竞争藻类(concurrentalgae)等)相联系的问题，这损害生产。“水道”的另一个缺点涉及水蒸发率高。

为了克服这些问题，已经开发了具有精细水密层的光生物反应器。然而，为了防止改变微藻，冷却系统是必不可少的，使得培养物的管理更加复杂且使其输出减少。事实上，这些光生物反应器需要与所使用的水量成比例的复杂的管理设备，这意味着他们的工业化是不可能批量生产的。

开发了另一个实施例，在该实施例中，光生物反应器在内部使用光散射器，以增加用于生产微藻的有用的水量。

这些设备记述在国际申请WO2013/063075中，其中，LED被布置在光生物反应器内部，以增加光合培养物的输出。

此外，现有技术的某些生物反应器具有相对复杂的结构，并且有时使用复杂的光学器件来照射藻水。

这种类型的设备要求能量的供应，这增加了微藻培养的成本价。因此，太阳光通常是优选的。

文献WO 2012/152637公开了一种光生物反应器，其中，放置在培养室中的光散射器元件光耦合到人造光源，例如一个或几个LED。此外，该设备不适合于大尺寸的培养池，原因在于未填充流体的光散射器不能抵抗水的过大的静水压力。

国际申请WO 2009/116853具有一种光散射器的替代物，这里的太阳光被添加在透明刚性设备的罐体(tank)中，透明刚性设备包括被布置成接收太阳光的至少一个用于接收光的表面、和浸没在藻水中的被布置成出射至少一部分藻水中接收到的光的至少一个用于出射的表面。

除了使用具有厚而昂贵的壁的材料之外，这种类型的光生物反应器需要大量暴露于太阳辐射，这增加了藻水的蒸发，并且使得光合培养物的管理变得更复杂。

此外，不管所使用的罐体的类型如何，这种光散射器占据非常大的空间量。这使得在工业尺寸的光生物反应器中难以维护、更换和使用它们。