[发明专利]大型藻类生物质的生产

说明书

技术领域

本发明涉及用于培养及加工高质量大型藻类的系统和方法，特别是用于对可食用海藻进行商业规模培养。

背景技术

越来越多的人口导致人们不断地为人类及食物链上的其它动物寻找额外的和替代的食物来源。以俗名海藻闻名的大型藻类是健康食品的最有希望的未来来源之一。海藻含有以消耗可利用形式的平衡量的蛋白质、游离氨基酸、维生素、矿物质、纤维和不饱和脂肪酸。此外，大型藻类含有高浓度的必需微量营养素，包括日常饮食中所需的铁、钙和镁。除了高营养价值之外，大型藻类还为可持续农业系统以及动物性食品减少量的不断增长的需求提供了解决方案。

然而，仍然很少使用大型藻类作为食物，特别是在西方国家。除了味道和习惯之外，这种受限的使用与缺乏有效地以商业规模生产大型藻类的系统高度相关。

已经尝试了对大型藻类生长和产量的优化。例如，美国专利第4,869,017号公开了通过改进培养基来增强在海水养殖系统中生产包括江蓠属(Gracilaria)在内的大型藻类的方法。该方法包括首先通过向其中添加碱性试剂来调节一定量淡水的碱度，用这种已经调节了碱度的淡水来稀释海水以产生盐度为约15至25份/千份之间和碱度在约3至10当量/升之间的盐溶液，将二氧化碳溶解在所得溶液中使其pH为约7.5至8.5之间，并使用这种富含二氧化碳的溶液作为培养基。

美国专利第6,986,323号提供了用于海水养殖生长的系统和方法的概述。它公开了使用来自盐含水层的水进行海洋物种的内陆水产养殖的新方法和系统，该盐含水层的水的重金属含量在饮用水EPA准则的可接受范围内。含水层优选是位于亚利桑那州(Arizona)和新墨西哥州(New Mexico)的科科尼诺(Coconino)含水层。该系统可用于培养微藻、大型藻类、鱼类、虾类和许多其它海洋物种。可以将营养物和肥料加入水中以优化特定物种的培养条件。可以从海洋物种中分离出有用产物，或者经培养的海洋物种本身可以作为有用产物而被收获。

美国专利第7,080,478号和第7,484,329号公开了在具有气候适宜和营养控制环境的基于陆地的海水池中养殖不同类型的海藻的技术、系统和方法。这些基于陆地的池塘可以建在世界上任何结构工程和建筑改造的地方。本发明提供了设计不同生长阶段，并限定在受控环境中优化每个不同阶段的特定条件的方法。该工艺除了包括在最佳、清洁、温度受控和稳定环境条件下生产最大的产量之外，还包括使含有期望的营养物和成分的海藻富含以用于生产无海洋污染物的高品质产品的技术。

美国专利第8,633,011号公开了用于生产大型藻类的方法和系统，以提供可用于各种最终使用过程(包括能源生产)的持续、经济的生物质源。该专利公开了大型藻类物种、盐水生长培养基组合物和开放式池塘水容器的特定组合，其导致产生的生物质超过可能自然发生而没有所需操作下的生物质。具体而言，已经发现在微咸水存在下喂养外骨骼(例如，石斑鱼)的大型藻类在本发明的条件下提供了极好的生物质生产。

然而，需要解决与大型藻类的商业生长有关的所有生长参数的综合系统，并且该综合系统是非常有利的。

发明内容

本发明提供了用于培养及加工大型藻类，特别是可食用的大型藻类的系统和方法。本发明的基于陆地的系统克服了许多阻碍以有用且经济的规模生产大型藻类的障碍。本发明的系统将无污染物和病原体还包含期望的微量营养素的高质量原始海水与创新性设计的培养罐和池相结合，提供了产生高产量和高质量的大型藻类，特别是可食用的大型藻类的生长条件。从该系统收获的大型藻类已准备好用于使用，并且在销售之前需要最少化的加工。

本发明的系统和方法与迄今已知的系统相比至少有如下优点：(i)所使用的水是原始海水，通常是从沿海深井获得的海水；(ii)整个系统是一个室外系统，其温度仅受所有生长阶段的海水温度控制；(iii)独特的曝气和/或喷射水系统使得大型藻类最佳地悬浮和分布在罐和池内(iv)根据所需量的大型藻类，可以从每个池中收获大型藻类，而不需要专门的收获系统；(v)可以获得每平方米养殖面积每天200至400克大型藻类的高产量，并且可以在变化的天气条件下(包括以色列的夏季和冬季条件)进行生长周期。如在本文中使用的，“夏天”或“夏季”是指4月初至9月底；而“冬天”或“冬季”是指十月初至三月底。

根据一个方面，本发明提供了用于生产大型藻类的基于陆地的系统，该系统包括：

(a)含有原始海水的水库；