[发明专利]可扩展的光合微生物生产和培养系统

说明书

本文提供用于培养和生产光合微生物的可扩展系统和方法。

技术领域

本公开大体上涉及用于培养和生产光合微生物的装置、系统和方法的领域。更具体地说，本发明涉及用于大规模生产微藻的系统和方法。

背景技术

光合微生物，且具体地说是微藻被用作例如蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素、抗生素、不饱和脂肪酸、多糖和着色剂之类的各种生物活性物质的宝贵资源。已知一些微藻类可产生碳氢化合物，且因此在可再生能源领域具有广阔的应用前景。在全球粮食和能源危机日益严重的今天，微藻资源的开发利用已显示出重要的意义和经济前景。

微藻的典型生产方法可包含将微藻培养成商业尺寸的块体，以及在压力条件下操纵块体以诱导期望分子/产物的生产。当前的大规模生产方法是基于使光合微生物在陆基开放池塘或水道系统中生长，这些系统提供与自然界类似的生长条件。这种方法的显著缺点是无法控制生长条件和确保均匀性，从而导致可变产量、批量污染和随后的经济损失。因此，为光合生物的大规模生产提供通用、易于使用的可扩展系统仍然是长期而未得到满足的需求。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种光合微生物的通用、良好控制、可扩展、易于使用且具有成本效益的生产系统和方法。

本发明提供一种用于培养光合微生物的可扩展竖直单元，其包括：

a)至少一个可密封的光生物反应器；

b)管柱，其与所述光生物反应器操作性地接合；以及，c)至少一个光源，其附接到所述管柱；其中所述至少一个光源和所述管柱沿着所述光生物反应器的纵向轴线对齐；并且，其中所述管柱被配置成控制参数，所述参数包括所述光生物反应器中的温度；由所述光源发射的光的强度；由所述光源进行光照的时长；所述光照的频率；以及由所述光源发射的所述光的波长。

本发明进一步提供一种光合微生物的大规模生产系统，其包括至少两个竖直培养单元，每个单元包括a)四个可密封的光生物反应器；b)管柱，其与所述光生物反应器操作性地接合；c)四个光源，每一个都与所述管柱操作性地接合；其中每个光源与所述管柱沿着每个光生物反应器的纵向轴线对齐并且，其中所述管柱被配置成控制所述光生物反应器中的温度、由所述光源发射的光的强度、由所述光源进行光照的频率、光照的时长，以及由所述光源发射的所述光的波长；并且，其中第一光源沿着第一光生物反应器的纵向轴线对齐；第二光源沿着第二光生物反应器的纵向轴线对齐；第三光源沿着第三光生物反应器的纵向轴线对齐；第四光源沿着第四光生物反应器的纵向轴线对齐；并且，其中由所述第一光源发射的光基本上对所述第一光生物反应器进行光照而不对所述第二、所述第三或所述第四光生物反应器进行光照；由所述第二光源发射的光基本上对所述第二光生物反应器进行光照而不对所述第一、所述第三或所述第四光生物反应器进行光照；由所述第三光源发射的光基本上对所述第三光生物反应器进行光照而不对所述第一、所述第二或所述第四光生物反应器进行光照；并且由所述第四光源发射的光基本上对所述第四光生物反应器进行光照而不对所述第一、所述第二或所述第三光生物反应器进行光照。

本发明进一步提供大规模生产光合生物的方法，其包括：