[发明专利]光合成培养系统和集合的光合成培养系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光合成培养系统，它通过光合成培养和生长藻类、植物性微生物等来固定二氧化碳。

背景技术

最近，火力发电站等中采用的化石燃料(如煤炭、石油和天然气)通过燃烧将大量二氧化碳释放到大气中。释放到大气中的二氧化碳量的增加将通过使地球变暖等而破坏地球环境，此外，它还会引起自然灾害的发生、作物的大量毁坏而显著影响人类社会，因为大气中二氧化碳的增加是引起干旱、大雨和洪水频繁发生的原因。

因此，长期以来一直需要一种用较少能量固定二氧化碳以减少二氧化碳释放入大气中二氧化碳量的技术。已经研究出了一种简单、安全而有效的方法，该方法是通过植物性微生物受阳光等照射引起的光合成来固定大气中的二氧化碳。然而，在采用植物性微生物的常规光合成培养系统的结构中，由于它们的培养槽需要确保有一定体积的液体，当光合成进行到一定程度后，光合成需要的光不能充分到达全部溶液中。因此，已经采用方法(使光合成培养液较浅或搅拌槽中液体)来使光到达全部溶液中。

例如，在通过燃烧天然气获得500000kw输出功率时，火力发电站释放出的燃烧气体中的二氧化碳量高达约5000吨/天，而当燃烧煤炭或石油时，二氧化碳的释放量会更高。在这种情况下，为了固定从火力发电站中释放出来的二氧化碳，希望系统能尽可能的紧凑，固定需要的能量更少。为了解决这些问题，需要对目前全球采用的二氧化碳固定技术作改进，例如提高光合成培养槽和系统(包括光学系统)的二氧化碳固定能力、提高效率、增加光合成反应产物的可控制性。

然而，由于光合成培养槽的有效深度只有几厘米，因此上述方法之一(即，使光合成培养槽变浅)存在这样的问题，即，为了确保培养液有足够的体积，光合成培养系统的面积必需非常大。而另一种方法(即搅拌液体)也有问题，即全部培养槽不能得到充分利用，因为进行光合成的液体总是局限于光能到达的区域。

而且，在采用自然阳光的常规光合成培养槽中，由于接受光的溶液表面受强烈的阳光照射，多于需求的光强度被浪费，这会引起一些问题。此外，随着光合成的进行，细胞数目增加，结果妨碍了光达到液体底部。

发明公开

鉴于已有技术中的这些问题，本发明的目的是提供一种光合成培养系统和集合的光合成培养系统，该系统能减少光能的浪费、充分利用培养槽的全部，并且甚至能在确保培养溶液体积足够大的条件下控制设备面积的增大。

为了解决前述问题和目的，本申请人根据对光合成培养基的基础科学研究、固定二氧化碳能力良好的光合成培养基的发现、对火力发电站操作以及二氧化碳排放及其固定的充分了解，提出了具有下述优点的本发明，本发明将描述二氧化碳固定能力良好的光合成介质和促进光合成效率增加的最佳环境。

本发明中所用的光合成介质例如是植物性微生物Euglena gracilis。

随着光合成的进行，光合成的细胞数增加，结果妨碍了光到达液体深处。因此，应减少培养溶液在光经过方向上的厚度。另外，为了消除由于超过所需量的过量天然日光照射引起的能量浪费，有效地扩大天然日光受光面面积，并将光由天然日光受光面传导到受光培养面。接受天然日光照射的表面和受光培养面的排列成直角关系。

根据权利要求1，本发明是一种光合成培养系统，其包括盛放含植物性微生物液体的培养槽、向培养槽中液体供应二氧化碳的二氧化碳供应装置、置于培养槽一侧受光培养面相对侧的平板形式的导光装置，以及安装在导光装置上端面上的受光装置，该导光装置能使来自受光装置的入射光基本上成直角转向，以将光线均匀地导人培养槽的受光培养面上。

根据权利要求8，本发明是一种集合的光合成培养系统，其中多个权利要求1至7任一所述的光合成培养系统排列成所述培养槽的受光培养面相互平行，且光合成培养系统通过供应液体的连接管道、移送产物的连接管道以及供应二氧化碳的连接管道相互连接。

附图简述

图1示出了根据本发明实施例1制得的光合成培养系统例子的结构。

图2示出了根据本发明实施例1制得的另一光合成培养系统例子的结构。

图3示出了一种集合的光合成培养系统的结构，该系统通过层叠多个根据本发明实施例1制得的光合成培养系统作为单元而制得。

图4示出了根据本发明实施例2制得的光合成培养系统的培养槽和导光部分的结构。

图5(a)示出了根据本发明实施例2制得的光合成培养系统的结构，图5(b)示出了聚光器的另一个例子。

图6示出了集合的光合成培养系统的结构，该系统通过层叠多个根据本发明实施例2制得的光合成培养系统作为单元而制得。