[发明专利]用于栽培微作物的涉及漂浮偶联装置的设备、方法和系统

说明书

根据一些实施方案，本公开涉及用于栽培微作物的涉及漂浮偶联装置的设备、方法和系统。更具体地，在一些实施方案中，本公开涉及用于栽培浮萍以提取富含蛋白质和/或碳水化合物的产品的设备和方法。在一些实施方案中，用于培养微作物的生物反应器系统可以包括：生物反应器容器，所述生物反应器容器被配置为在充足的生长培养基中含有水生物种，以容许微作物的正常生长，至少一个偶联装置，所述至少一个偶联装置包括星形结构，以及推进机械装置，所述推进机械装置被配置为向所述至少一个偶联装置施加充足的力以引起所述至少一个偶联装置的运动。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月10日提出的美国临时专利申请No.62,173,648的优先权，其通过引用如前所述全部并入本申请。

技术领域

在一些实施方案中，本公开涉及用于栽培微作物的涉及漂浮偶联装置的设备、方法和系统。更具体地，在一些实施方案中，本公开涉及用于栽培浮萍以获得富含蛋白质和/或碳水化合物的产品的设备和方法。

背景技术

漂浮微作物(例如，水生植物物种、浮萍、藻类)是有价值的蛋白质(例如，用于动物饲料和人类消费)、碳水化合物和/或燃料原料的来源。风可以改变生长培养基表面上的漂浮微作物的分布，引起，例如，漂浮微作物自身堆积，产生具有不同厚度的垫。漂浮微作物的堆积可以创造微环境，其中营养物和其他资源是有限的或分布不均，因此引起漂浮微作物的个体成员为了资源(例如，营养物、阳光、二氧化碳、氧气)竞争，从而限制种群生长和产量。

在一些情况下，风可以改变漂浮微作物垫的分布，使得阳光能够通过垫中的开口透入液体生长培养基的表面。通过漂浮微作物垫中的开口透入的阳光可以支持液体生长培养基中不需要的有机体(例如，浮游植物、附生藻类)的生长。这在商业生长应用中是特别不期望的，其中富含营养物的培养基暴露于阳光可以为不需要的有机体(例如，浮游植物、附生藻类)提供有利的生长条件。这样的不期望的有机体可以改变液体生长培养基的化学特性和/或与漂浮微作物竞争资源(例如，营养物、阳光、二氧化碳、氧气)，从而限制种群生长和产量。

液体生长培养基的增加的流动可以补偿风的影响并且导致微作物垫的更加均衡的分布。然而，增加液体生长培养基的流动可以不期望地增加能量需求和/或花费。

发明内容

相应地，出现对于用于在更加均匀分布的培养物中栽培微作物的改进的设备、方法和系统的需要。

根据一些实施方案，本公开涉及用于在均匀或大体上均匀分布的培养物中栽培微作物的设备、方法和系统。例如，用于培养水生物种的生物反应器系统可以包括：(1)生物反应器容器，所述生物反应器容器被配置为在充足的生长培养基中含有所述水生物种，以容许所述水生物种的正常生长，(2)至少一个偶联装置，所述至少一个偶联装置包括星形结构，以及(3)流体运输机械装置，所述流体运输机械装置被配置为向所述至少一个偶联装置施加充足的力以引起所述至少一个偶联装置的运动。在一些实施方案中，所述至少一个偶联装置还可以包括支撑环。根据一些实施方案，流体运输机械装置可以包括被配置以从生长培养基去除至少一部分颗粒物质的过滤器机械装置。

在一些实施方案中，偶联装置可以包括星形结构。根据一些实施方案，偶联装置可以被配置以响应于推进流而移动。根据一些实施方案，偶联装置可以包括星形结构和支撑环。

根据一些实施方案，星形结构可以包括多个臂，所述多个臂在连接点接合。例如，星形结构可以包括在连接点接合并且间隔90°的第一臂、第二臂、第三臂和第四臂。在一些实施方案中，连接点可以是空间中的点或毂。根据一些实施方案，星形结构可以包括多个桨叶，所述多个桨叶在连接点接合，每个桨叶包括接合至第二臂的第一臂。

在一些实施方案中，支撑环可以包括木材、塑料、聚苯乙烯、金属、复合材料、树脂、层压材料、颗粒板、胶合板、网状物、铁丝织网、肋铝、泡沫板、塑料瓦楞板、织物、线材、绳索、带或其任何组合。