[发明专利]发光二极管光生物反应器和使用方法

权利要求书

1.一种用于优化光合生物的培养和收获的光生物反应器，其包括：

生物反应器系统，其是自给的并且其被构建和设置为控制和维持这种光合生物的最佳制备、生长和收获必需的所有关键参数，包括二氧化碳、氧、水、营养物、温度和光能的水平；

所述生物反应器系统包括多个反应器器皿，其包括至少一个防火墙混合/灭菌罐器皿，所述至少一个防火墙混合/灭菌罐器皿被构建和设置为包含无菌源、温度调节的水和营养物补充源；至少一个生长罐器皿，其与所述至少一个防火墙混合/灭菌罐器皿流体接合，所述至少一个生长罐器皿被构建和设置用于培养所述光合微生物；和至少一个收获器皿，其与所述至少一个生长罐器皿流体接合，所述至少一个收获器皿被构建和设置用于接收在所述至少一个生长罐器皿中产生的生物质。

2.根据权利要求1所述的光生物反应器，其用于优化光合生物的培养和收获，其中所述至少一个生长罐器皿包括由多个薄的和基本上平的导光板形成的至少一个光源，所述导光板由发光二极管(LED)驱动，所述导光板被构建并垂直地设置在所述生长罐器皿中并且完全地浸入其中；所述生长罐器皿进一步包含一个或多个鼓泡器，所述一个或多个鼓泡器连接至高效微粒过滤器或过滤的空气的HEPA源；所述鼓泡器被构建和设置以提供有效操作每个所述鼓泡器的气流从而产生涌流，所述涌流使无菌混合物、温度调节的水、营养物介质和其中包含的光合微生物循环；

借此所述鼓泡器被构建和设置为被可选地激活，从而提供所述生长罐器皿内的生物质旋转，使得实现最大生物质悬浮、最大排气以及最大暴露于由所述至少一个光源提供的光。

3.根据权利要求2所述的光生物反应器，其进一步包括：

CO₂扩散器，其与加压的CO₂的来源流体接合用于控制所述生长罐器皿中的pH水平。

4.根据权利要求2所述的光生物反应器，其进一步包括：

至少一个冷却盘管，其被构建和设置用于循环通过其的冷却/加热介质，以便于维持对于所述光合微生物的生长最佳的期望热条件。

5.根据权利要求1所述的光生物反应器，其中所述光合微生物是微观藻类。

6.根据权利要求2所述的光生物反应器，其中所述至少一个光源由至少一个薄的和基本上平的导光板形成，所述导光板包括至少一个发光源，和位于所述导光板的末端处的至少一个光过渡区，其中所述光源是被安装至所述光过渡区的LED光源。

7.根据权利要求1所述的光生物反应器，其中所述反应器器皿中的每个进一步包括盖子，所述盖子被构建和设置以维持每个所述反应器器皿内的正压环境。

8.一种在用于优化光合生物生长的光生物反应器中培养所述光合生物的方法，其包括：

提供生物反应器系统，其是自给的并且其被构建和设置为控制和维持这种光合生物的最佳制备、生长和收获必需的所有关键参数，其中所述光生物反应器系统包括含有介质的至少一个储存器皿，所述介质包括受控的和灭菌的来源的调节水和来自多个来源的营养物，其被平衡至具体光合生物菌株的特定需要，

提供至少一个光合生物生长罐器皿，其与所述储存器皿流体连通，并且被构建和设置以提供完全受控的环境，其中对所述具体光合生物菌株优化温度、pH和光递送；和

提供至少一个收获器皿，其与所述至少一个光合生物生长罐器皿流体连通；

借此在预定生长期结束时，进行半连续收获，其中光合生物生物质的一部分被收获并且被替换为新鲜介质，并且任何剩余的光合生物生物质被用于接种随后的生长期。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述光合生物是藻类生物质。