通過微藻培養生產脂質的方法和裝置制造方法
通過微藻培養生產脂質的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明的一個目的是提供一種通過微藻培養生產脂質的裝置，包括：至少一個光自養反應器，光自養反應器位于罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長；至少一個光異養反應器，光異養反應器位于光自養反應器的下游并與其連通，且用于微藻的光異養生長并積累脂質；微藻濃度控制系統，微藻濃度控制系統通過監測光異養反應器中的微藻濃度來控制光自養反應器的稀釋率。本發明還提供一種相應的方法。本發明的裝置和方法可以實現微藻的高生長速率和高脂質濃度，占地面積小且資金投入和運行成本低。
【專利說明】通過微藻培養生產脂質的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物燃料的制備。特別地，本發明涉及通過微藻培養生產脂質的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]隨著石油價格的高漲以及溫室氣體排放引起的全球氣候變暖，學術界和工業界越來越關注替代型燃料和二氧化碳利用技術。單細胞的微藻類生物能夠利用光合作用將二氧化碳轉換為生物質，培養、采集和加工這些藻類可以得到脂質，并煉制成柴油等生物燃料。因此，藻類的規模化培養和加工是解決環境和能源問題的有效措施之一。
[0003]通過微藻生產脂質的原理過程主要包括:微藻利用光合作用將空氣中的二氧化碳轉化為微藻自身的生物質，從而固定了碳元素，隨后通過誘導反應使微藻自身的含碳物質轉化為脂質，隨后再通過物理或化學方法從微藻細胞提取并加工脂質。一些微藻也可通過異養來培養，在光照或無光照條件下，消耗有機碳源如葡萄糖來生長并產生脂質。然而，利用微藻來吸收二氧化碳并生產生物燃料具有很大的障礙，主要是培養過程占地面積大，采集和分離過程消耗能量大，脂質產率低。對于經濟上可行的微藻生物燃料生產方案，占地少、脂質合成效率聞是關鍵。
[0004]W02009142765A2公開了用于在微藻培養中細胞裂解和營養物循環利用的一體化系統，其使用微波輻射來裂解微藻細胞。 [0005]已知微藻細胞的脂質濃度可通過改變生長條件來調節。例如，已知營養物限制(例如氮源限制)可增加脂質積累。但在營養限制下微藻生長速率較低，整體上脂質產率沒有大幅提聞，其計算公式為:
[0006]脂質產率(千克脂質/公頃-年)=生物質產率(千克微藻干重/公頃-年)X脂含量(千克脂質/千克微藻干重)。
[0007]在營養限制下，光自養微藻培養會受到生物質產率降低的影響，導致需要占用更多的土地，提高了資本投入和運行成本。針對此問題，有人提出通過集成光自養階段和光異養階段的混養，以提高脂質產率。
[0008]US20090298159A1公開了一種兩階段混養微藻培養方法。用于原始小球藻(Chlorella protothecoides)的培養方法主要包括以下步驟:I)光自養培養微藻,2)濃縮微藻和3)在發酵罐中的異養培養。
[0009]L.Rodolfi 等(Biotechnology and Bioengineering, 2009, 102:100-112)提出了另一種兩階段微藻培養策略，其中氮充足階段在光生物反應器(PBR)中進行，以生產在開放池中用于氮饑餓階段的接種物。在所提出的方法中，22%的面積在氮充足下用于生物質生產，剩余78%的面積在氮匱乏下用于脂質生產，需要的占地面積大。
[0010]US20110027827A1公開了又一種兩階段混養微藻培養方法。此培養方法包括以下步驟:1)使用微藻的異養培養物進行種子生產，和2)將種子用在光自養培養中進行生物質的積累。[0011]US7687261B2公開了又一種兩階段微藻培養系統。此培養系統包括:1)作為恒化器的開放管道，和2)作為柱塞流反應器的開放管道。將改良的營養混合物加入到柱塞流反應器中，其中氮/磷的限制引起高脂產量。
[0012]US7662616B2公開了具有營養物循環的一體化微藻培養系統。此系統包括:I)用于具有高脂含量的微藻生長的管道，2)微藻分離器，3)用于裂解微藻細胞的裝置，和4)用于從剩余細胞物質中回收脂質的分離器。將副產物再循環至管道以支持微藻生長。
[0013]以上方案可在一定程度上改進微藻的脂質產率，但均未涉及對微藻光合作用以及脂質產生和分離過程的監控。
【發明內容】
[0014]本發明的一個目的是提供一種通過微藻培養生產脂質的裝置，包括:至少一個光自養反應器，所述光自養反應器位于所述罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長；至少一個光異養反應器，所述光異養反應器位于所述光自養反應器的下游并與其連通，且用于所述微藻的光異養生長并積累脂質；微藻濃度控制系統，所述微藻濃度控制系統通過監測所述光異養反應器中的微藻濃度來控制所述光自養反應器的稀釋率。
[0015]本發明的另一個目的是提供一種通過微藻培養生產脂質的方法，包括以下步驟:進行光自養反應；進行光異養反應；以及監測所述光異養反應中的微藻濃度，以調節所述光自養反應中的稀釋率。
[0016]本發明的裝置和方法可以實現微藻的高生長速率和高脂質濃度，占地面積小且資金投入和運行成本低。
[0017]下文將以明確易懂的方式通過對優選實施例的說明并結合附圖來對本發明上述特性、技術特征、優點及其實現方式予以進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1a和Ib為本發明工藝流程和控制系統的示意圖。
[0019]圖2為本發明的一個示例性實施方式。
[0020]圖3為本發明的另一個示例性實施方式。
[0021]圖4為間歇式培養模式下微藻生長和液體積累曲線。
[0022]圖5a_5c為本發明培養方法的計算機仿真結果。
[0023]附圖標記說明:
[0024]O罐體；1進料調節閥；2光自養反應器；3、3b微藻濃度傳感器；3a營養物濃度傳感器；4光異養反應器；4a攪拌斧；5微藻濃度控制器；5a營養物濃度控制器；；6液位控制器；6a次級液位控制器；7出料調節閥；8脂質濃度傳感器；9采集和分離裝置；9-1裂解裝置；9-2分離裝置；10脂質；11水；12生物質；和13清潔和滅菌裝置。
【具體實施方式】
[0025]為了對發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表不相同或結構相似但功能相同的部分。
[0026]為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本發明相關的部分，它們并不代表其作為產品的實際結構。另外，為使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。
[0027]本發明中的術語“微藻(algae) ”是指在淡水、咸水或海水等環境中生長的藻類。本發明中的微藻包括選自金藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、褐藻門、紅藻門、裸藻門、綠藻門、輪藻門、藍藻門等中的藻類，具體地，例如小球藻、金藻、硅藻、山藻等。在一個實施方式中，所述微藻為普通小球藻(Chlorellavulgaris)。
[0028]本發明中的術語“脂質(lipids) ”是指具有不同碳鏈長度的甘油三酯的混合物。
[0029]本發明中的術語“生物質(biomass) ”是指微藻細胞除去脂質后的殘渣，主要包括碳水化合物和蛋白質。
[0030]本發明中的術語“脂質濃度(lipid content) ”是指微藻細胞中脂質所占的質量百分比，可以通過測量微藻細胞濃度和裂解后的脂質濃度來確定。
[0031]本發明中的術語“營養液(media) ”是微藻生長的培養液，主要包括水和各種有機、無機養分。如果本發明與污水處理工藝結合使用，則待處理的污水也可以認為是營養液。
[0032]本發明中的術語“光自養生長(phototrophical growth) ”是指微藻以無機的二氧化碳為碳源，以光能為能量來源合成有機物以供自己的生命活動需要。
[0033]本發明中的術語“光異養生長(heterotrophical growth) ”是指微藻以有機物為碳源，以光能為能量來源合成有機物以供自己的生命活動需要。
[0034]本發明中的術語“稀釋率(dilution rate) ”是指反應器的營養液進料速率與反應器容積的比值。
[0035]圖1a為本發明裝置和工藝流程的示意圖。如圖1a所示，用于通過微藻培養生產脂質的裝置包括罐體(未示出)、1進料調節閥、2光自養反應器、3微藻濃度傳感器、4光異養反應器、4a攪拌斧、5微藻濃度控制器、6液位控制器、7出料調節閥、8脂質濃度傳感器、以及9米集和分尚裝置。
[0036]罐體用于營養液的儲存。罐體的形狀可為如圓柱體、長方體、正方體等。罐體與位于其下游的光自養反應器2連通,且用于向光自養反應器2中投放營養液。罐體和光自養反應器2之間設置有進料調節閥I。通過調節進料調節閥1，可以控制從罐體向光自養反應器2中的營養液進料的速率。
[0037]光自養反應器2位于所述罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長并固定二氧化碳。本發明中的光自養反應器2可以為一種光生物反應器。例如,封閉式反應器如平板、管道、柱狀光生物反應器，也可以是開放式跑道池反應器。在一個示例性實施方式中，本發明采用平板式光生物反應器。
[0038]本發明中的光自養反應器2可為單獨一個光自養反應器,也可由多個光自養反應器并行組成。如圖1b所示，光自養反應器2可由多個光自養反應器并行組成，例如n=50個、100個、200個或更多，每個光自養反應器2的反應容積可為500m3。
[0039]光自養反應器2中的微藻在營養物充足的條件下進行光自養生長并固定二氧化碳。用于微藻生長的營養物是本領域技術人員已知的，包括氮源等。氮源的實例包括但不限于硝酸鹽。通過使微藻在營養充足條件下在光生物反應器中的優化生長，可以實現高的生物質濃度，進而提高生物質的產率。
[0040]進一步地，光自養反應器2還可包括例如營養物添加系統(未示出)，二氧化碳供應系統(未不出)等。
[0041]光異養反應器4位于光自養反應器2的下游并與其連通，且用于微藻的營養限制性生長。本發明中的光異養反應器4可采用工業上普遍應用的發酵設備。在一個實施方式中，光異養反應器4可選自連續攪拌釜反應器、間歇反應器和/或流加反應器。圖1a和Ib中的4a為攪拌斧。攪拌斧可通過實際應用來設置。
[0042]投放到光異養反應器4中的微藻在營養物缺乏的條件下進行光異養生長。在一個實施方式中，可以通過減少氮源來使微藻進行營養物缺乏下的生長。通過此營養物限制階段，可大幅度提高微藻的脂質濃度。
[0043]光異養反應器4內部可包括微藻濃度傳感器3，其用于監測所述光異養反應器4內的微藻濃度。微藻濃度傳感器3的實例包括例如來自Finesse公司的TruCell (使用NIR測定原理)、分光光度計或流式細胞儀。在本發明的一個實施方式中，可采用的微藻濃度傳感器3為TruCell。
[0044]微藻濃度傳感器3進一步連接微藻濃度控制器5。微藻濃度控制器5進行的過程控制可由可編程邏輯控制器(PLC)、集散控制系統(DCS)等實現。在本發明的一個實施方式中，采用的微藻濃度控制器5可為西門子SIMATICS7-300PLC。所述微藻濃度控制器5中包括一套控制算法，例如比例-積分控制(PI)。所述控制算法可將微藻濃度測量值與設定值進行比較，計算出一個控制變量。所述控制變量輸出到調節器，通過調節器來控制光自養反應器2的稀釋率，進而控制進入到光異養反應器4中的微藻濃度。在本發明的一個實施方式中，所述調節器是進料調節閥I。進料調節閥I根據控制變量的指令，改變開度，從而調節進料速率，進而調節稀釋率，使光異養反應器4內的微藻濃度達到并穩定在設定值。
[0045]因此，在一個實施方式中，微藻濃度控制系統包括微藻濃度傳感器3、微藻濃度控制器5和進料調節閥1，其中傳感器3位于光異養反應器4內，用于監測光異養反應器4內的微藻濃度；微藻濃度控制器5分別連接傳感器3和進料調節閥I ;且進料調節閥I位于光自養反應器2的進料端，用于調節光自養反應器2內營養物補料速率，從而調節光自養反應器2的稀釋率。
[0046]在一個實施方式中，微藻濃度設定值可為0.5-10kg/m3。如果微藻濃度傳感器3監測到的微藻濃度測量值大于此設定值，則微藻濃度控制器5會指令進料調節閥I增大開度，以調節光自養反應器2的稀釋率。如果微藻濃度傳感器3監測到的微藻濃度測量值小于此設定值，則微藻濃度控制器5會指令進料調節閥I降低開度，以調節稀釋率。在一個優選實施方式中，所述設定值可為2kg/m3。
[0047]雖然圖1a僅示意出一個光自養反應器，但實際中通常是同時有很多并聯的光自養反應器。例如，在工業生產中，光自養反應器的數量可為50個、100個、200個或更多。請參見圖1b,圖1b表不出η個光自養反應器2并聯后與光異養反應器4串聯的不意圖。如果采用在光自養反應器2中的控制系統來監測并調控其內部的微藻濃度，則需要很多獨立的控制回路，例如，在每個光自養反應器2中放入一個傳感器，即共需η個傳感器，導致成本很高。本發明的控制系統可通過用一個微藻濃度控制回路，即僅測量光異養反應器4中的微藻濃度，從而來調節多個并行的光自養反應器2，極大地降低了儀表成本。
[0048]采集和分離裝置9位于光異養反應器4的下游并與其連通，且用于微藻的采集和裂解以及脂質的分離。采集和分離裝置9可包括一在線細胞裂解裝置和液體-水-生物質分離器。采集和分離裝置9將破碎微藻細胞，并將破碎物分離為脂質、生物質和水。微藻裂解可使用包括超聲、化學溶劑或微波的方法。微藻分離可使用包括沉降、離心脫水-分離的方法。
[0049]采集和分離裝置9內部可包括脂質濃度傳感器8，其用于監測所述采集和分離裝置中的脂質濃度。脂質濃度傳感器8的實例包括物位傳感器、多相流量計或脂質濃度分析儀器。在本發明的一個實施方式中(請參見圖2)，可采用在線多相流量計作為脂質濃度傳感器來測定在進入分離器9-2前，來自裂解裝置9-1出料中的脂質濃度，由此可消除沉淀、分離過程中的時間延遲。
[0050]脂質濃度傳感器8進一步可連接液位控制器6。液位控制器6進行的過程控制可由可編程邏輯控制器(PLC)、集散控制系統(DCS)等實現。液位控制器6中可包括一套控制算法。脂質濃度傳感器8將監測的脂質濃度值輸入給液位控制器6，液位控制器6計算出微藻細胞在光異養反應器4中需要的平均停留時間，以作為光異養反應器4液位控制的設定值。所述設定值被輸出到調節器，通過調節器來控制光異養反應器4中的液位，進而調節光異養反應器的采出率。在本發明的一個實施方式中，所述調節器是出料調節閥7。出料調節閥7根據液位控制的設定值，改變開度，把液位控制在合適的位置。
[0051]因此，在一個實施方式中，所述液位控制系統包括脂質濃度傳感器8、液位控制器6和出料調節閥7，其中脂質濃度傳感器8位于采集和分離裝置9內，用于監測采集和分離裝置9內的脂質濃度；且液位控制器6分別連接脂質濃度傳感器8和出料調節閥7。
[0052]在一個實施方式中，脂質濃度被設定為30%_70%。如果脂質濃度傳感器8監測到得脂質濃度大于此設定值，則液位控制器6會指令出料調節閥7提高開度，以降低光異養反應器4中微藻的液位，減少微藻細胞在光異養反應器4中的停留時間，進而減少脂質的積累。如果脂質濃度傳感器8監測到的脂質濃度小于此設定值，則液位控制器6會指令出料調節閥7降低開度，以提高光異養反應器4中微藻的液位,增加微藻細胞在光異養反應器4中的停留時間，進而增加脂 質的積累。在一個優選實施方式中，所述脂質濃度被設定為50%。
[0053]通過將微藻在采集和分離裝置9中破碎并分離，得到脂質10、水11和生物質12。采集脂質10和生物質12，且可選地將水11循環至最初的工藝步驟階段，進入營養液罐體0，實現水的再利用。
[0054]圖2為本發明的一個示例性實施方式，其中與圖la-b相同的部分不再重述。
[0055]如圖2所示，通過微藻培養生產脂質裝置可包括一個微藻濃度串級控制回路(即含兩個微藻濃度控制器5)。串級微藻濃度控制器5分別連接位于光自養反應器2內微藻濃度傳感器3b和位于光異養反應器4內的微藻濃度傳感器3。微藻濃度傳感器3b和微藻濃度傳感器3可以為相同或不同類型的傳感器。當η個光自養反應器并聯時(如圖1b所示)，每個光自養反應器可能都會連接有一個微藻濃度控制器5，它們之間可并聯。而與光異養反應器4連接的微藻濃度控制器5，可為所有這些光自養反應器的5提供一個相同的設定值，例如如上所述2kg/m3。裂解裝置9-1和分離裝置9-2構成了采集和分離裝置9。分離裝置9-2內部安裝有與液位控制器6相連的脂質濃度傳感器8。液位控制器6可通過串聯的次級液位控制器6a調節出料調節閥7的開度，把光異養反應器4內的液位控制在合適的位置。
[0056]在圖2所示的實施方式中，主要包括兩個控制回路。在第一個控制回路中，光異養反應器4中的微藻濃度測量值作為主被控變量(Controlled Variable) CV，光自養反應器2中的微藻濃度測量值作為次級被控變量CV，光自養反應器2中的稀釋率作為操縱變量(Manipulated Variable) MV ;在第二個控制回路中，分離器中的脂質濃度作為主被控變量CV，光異養反應器中稀釋率作為次級被控變量CV (通過調節培養物的液位)，光異養反應器的采出率作為操縱變量MV。
[0057]在光自養反應器2中可具有pH控制系統，其中所述pH控制系統通過監測所述光自養反應器中的pH值來控制所述光自養反應器中的CO2進料速率。
[0058]圖3為本發明的另一個示例性實施方式，其中與圖1和圖2相同的部分不再重述。在圖3中，通過微藻培養生產脂質的裝置包括兩個串聯的光異養反應器，每個具有2天的標稱停留時間。
[0059]如圖3所示，位于上游的光異養反應器4用于從光自養反應器2的出料中消耗掉殘留的少量限制性營養物，例如氮源。位于上游的光異養反應器4進一步安裝有營養物濃度控制系統。營養物濃度控制系統包括位于上游的光異養反應器4內的營養物濃度傳感器3a，營養物濃度控制器5a和出料調節閥7。營養物濃度傳感器3a監測位于上游的光異養反應器4內的營養物濃度，并通過位于上游的營養物濃度控制器5a調節位于上游的出料調節閥7的開度來調節液位，進而調節光異養反應器4的稀釋率。位于下游的光異養反應器4用于在營養物限制條件下培養微藻以積累脂質。
[0060]本發明提供了一種通過微藻培養生產脂質的裝置和方法，其具有以下優點:
[0061]I)高脂質產率:高微藻產率在光自養反應器中實現，其中營養物充足，細胞生長速度快。而脂質濃度在異養反應器中得到顯著提高，如從35%提高至50%。
[0062]2)占地面積小:異養反應器比具有相同產率的光自養反應器占用更小的面積。
[0063]3)改進的整體性能:控制系統有效地操控連續培養方法在最佳條件下運行。諸如每日和季節性光照變化等對光自養反應器的干擾可通過控制系統來補償。
[0064]4)節約儀表投資:過程變量可在異養反應器和分離器中進行測定和控制。當光自養反應器中平行光生物反應器的數量很大時，儀表硬件成本可大為節約。
[0065]實施例
[0066]實施例1.培養體系的參數設計
[0067]被控變量(CVs)可選自光自養反應器和光異養反應器的細胞濃度,光異養反應器的脂質濃度，和光異養反應器中的營養物(優選N)濃度。在本發明的實例中，系統具有30噸/公頃-年的脂質產率，對應于60噸/公頃-年的微藻干重產率。表1總結了此方法的參數和標稱運行點。為了易于采集和下游加工，優選2kg/m3的細胞濃度和50%的脂質濃度。
[0068]表1.培養體系的設計參數
[0069]
【權利要求】
1.通過微藻培養生產脂質的裝置，包括: 至少一個光自養反應器，所述光自養反應器位于所述罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長； 至少一個光異養反應器，所述光異養反應器位于所述光自養反應器的下游并與其連通，且用于所述微藻的光異養生長并積累脂質；微藻濃度控制系統，所述微藻濃度控制系統通過監測所述光異養反應器中的微藻濃度來控制所述光自養反應器的稀釋率。
2.如權利要求1所述的裝置，所述微藻濃度控制系統包括微藻濃度傳感器、微藻濃度控制器和執行器，其中 所述第一微藻濃度傳感器位于所述光異養反應器內，用于監測所述光異養反應器內的微藻濃度； 所述第一微藻濃度控制器分別連接所述第一微藻濃度傳感器和所述執行器，所述第一微藻濃度控制器用于根據所述第一微藻濃度傳感器監測到的微藻濃度確定所述光自養反應器的稀釋率；且 所述執行器位于所述光自養反應器的進料端，用于根據所述微藻濃度控制器確定的所述稀釋率調節所述光自養反應器。
3.如權利要求1所述的裝置，進一步包括采集和分離裝置，所述采集和分離裝置位于所述光異養反應器的下游并與其連通，且用于所述微藻的采集和裂解以及脂質的分離。
4.如權利要求3所述的裝置，進一步包括液位控制系統，所述液位控制系統通過監測所述采集和分離裝置中的脂質濃度來控制所述光異養反應器的液位。
5.如權利要求4所述的 裝置，所述液位控制系統包括脂質濃度傳感器、液位控制器和液位調節器，其中 所述脂質濃度傳感器位于所述采集和分離裝置內，用于監測所述采集和分離裝置內的脂質濃度； 所述液位控制器分別連接所述脂質濃度傳感器和所述液位調節器，用于根據所述脂質濃度傳感器監測的脂質濃度確定所述光異養反應器的液位；且 所述液位調節器位于所述光異養反應器的出料端，用于根據所述液位控制器確定的所述液位調節所述光異養反應器。
6.如權利要求5所述的裝置，所述脂質濃度傳感器為在線多相流量計。
7.如權利要求1所述的裝置，所述光異養反應器包括兩個串聯的光異養反應器，其中位于上游的光異養反應器安裝有所述微藻濃度控制系統，所述微藻濃度控制系統通過監測所述上游的光異養反應器中的微藻濃度來控制所述光自養反應器的稀釋率。
8.如權利要求7所述的裝置，位于上游的所述光異養反應器還安裝有營養物濃度控制系統，所述營養物濃度控制系統通過監測所述上游光異養反應器中的營養物濃度來調節所述上游光異養反應器的稀釋率。
9.如權利要求2所述的裝置，所述微藻濃度控制系統還包括至少一個串聯的第二微藻濃度控制器以及位于所述光自養反應器內的第二微藻濃度傳感器，所述第二微藻濃度控制器連接所述第二微藻濃度傳感器，用于控制所述執行器調節所述光自養反應器中的稀釋率。
10.如權利要求1-9所述的裝置，所述光異養反應器為連續攪拌釜反應器。
11.通過微藻培養生產脂質的方法，包括以下步驟: 進行光自養反應； 進行光異養反應；以及 監測所述光異養反應中的微藻濃度，以調節所述光自養反應中的稀釋率。
12.如權利要求11所述的方法，所述光自養反應中的稀釋率的調節包括以下步驟:監測所述光異養反應中的微藻濃度，如果所述微藻濃度大于第一設定值，則提高所述光自養反應中光自養反應器的稀釋率，如果所述微藻濃度小于第一設定值，則降低所述所述光自養反應中光自養反應器的稀釋率，其中，第一設定值的取值范圍為0.5-10kg/m3細胞干重。
13.如權利要求11所述的方法，進一步包括采集所述光異養反應后的微藻并分離脂質。
14.如權利要求13所述的方法，進一步包括通過監測采集后微藻的脂質濃度來調節所述光異養反應中的液位。
15.如權利要求14所述的方法，所述光異養反應中液位的調節包括以下步驟:監測所述采集后微藻的脂質濃度，如果所述脂質濃度大于第二設定值，則降低所述光異養反應中的液位，如果所述脂質濃度小于第二設定值，則提高所述光異養反應中的液位，其中，第二設定值的取值范圍為30%-70%。
16.如權利要求11所述的方法，進一步包括檢測所述光自養反應中的微藻濃度來調節所述光自養反應中的稀釋率。
17.如權利要求11所述的方法，所述微藻為普通小球藻。
【文檔編號】C12P7/64GK103627620SQ201210311016
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優先權日:2012年8月28日
【發明者】范順杰, 孟顯濤 申請人:西門子公司
【專利摘要】本發明的一個目的是提供一種通過微藻培養生產脂質的裝置，包括：至少一個光自養反應器，光自養反應器位于罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長；至少一個光異養反應器，光異養反應器位于光自養反應器的下游并與其連通，且用于微藻的光異養生長并積累脂質；微藻濃度控制系統，微藻濃度控制系統通過監測光異養反應器中的微藻濃度來控制光自養反應器的稀釋率。本發明還提供一種相應的方法。本發明的裝置和方法可以實現微藻的高生長速率和高脂質濃度，占地面積小且資金投入和運行成本低。
【專利說明】通過微藻培養生產脂質的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物燃料的制備。特別地，本發明涉及通過微藻培養生產脂質的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]隨著石油價格的高漲以及溫室氣體排放引起的全球氣候變暖，學術界和工業界越來越關注替代型燃料和二氧化碳利用技術。單細胞的微藻類生物能夠利用光合作用將二氧化碳轉換為生物質，培養、采集和加工這些藻類可以得到脂質，并煉制成柴油等生物燃料。因此，藻類的規模化培養和加工是解決環境和能源問題的有效措施之一。
[0003]通過微藻生產脂質的原理過程主要包括:微藻利用光合作用將空氣中的二氧化碳轉化為微藻自身的生物質，從而固定了碳元素，隨后通過誘導反應使微藻自身的含碳物質轉化為脂質，隨后再通過物理或化學方法從微藻細胞提取并加工脂質。一些微藻也可通過異養來培養，在光照或無光照條件下，消耗有機碳源如葡萄糖來生長并產生脂質。然而，利用微藻來吸收二氧化碳并生產生物燃料具有很大的障礙，主要是培養過程占地面積大，采集和分離過程消耗能量大，脂質產率低。對于經濟上可行的微藻生物燃料生產方案，占地少、脂質合成效率聞是關鍵。
[0004]W02009142765A2公開了用于在微藻培養中細胞裂解和營養物循環利用的一體化系統，其使用微波輻射來裂解微藻細胞。 [0005]已知微藻細胞的脂質濃度可通過改變生長條件來調節。例如，已知營養物限制(例如氮源限制)可增加脂質積累。但在營養限制下微藻生長速率較低，整體上脂質產率沒有大幅提聞，其計算公式為:
[0006]脂質產率(千克脂質/公頃-年)=生物質產率(千克微藻干重/公頃-年)X脂含量(千克脂質/千克微藻干重)。
[0007]在營養限制下，光自養微藻培養會受到生物質產率降低的影響，導致需要占用更多的土地，提高了資本投入和運行成本。針對此問題，有人提出通過集成光自養階段和光異養階段的混養，以提高脂質產率。
[0008]US20090298159A1公開了一種兩階段混養微藻培養方法。用于原始小球藻(Chlorella protothecoides)的培養方法主要包括以下步驟:I)光自養培養微藻,2)濃縮微藻和3)在發酵罐中的異養培養。
[0009]L.Rodolfi 等(Biotechnology and Bioengineering, 2009, 102:100-112)提出了另一種兩階段微藻培養策略，其中氮充足階段在光生物反應器(PBR)中進行，以生產在開放池中用于氮饑餓階段的接種物。在所提出的方法中，22%的面積在氮充足下用于生物質生產，剩余78%的面積在氮匱乏下用于脂質生產，需要的占地面積大。
[0010]US20110027827A1公開了又一種兩階段混養微藻培養方法。此培養方法包括以下步驟:1)使用微藻的異養培養物進行種子生產，和2)將種子用在光自養培養中進行生物質的積累。[0011]US7687261B2公開了又一種兩階段微藻培養系統。此培養系統包括:1)作為恒化器的開放管道，和2)作為柱塞流反應器的開放管道。將改良的營養混合物加入到柱塞流反應器中，其中氮/磷的限制引起高脂產量。
[0012]US7662616B2公開了具有營養物循環的一體化微藻培養系統。此系統包括:I)用于具有高脂含量的微藻生長的管道，2)微藻分離器，3)用于裂解微藻細胞的裝置，和4)用于從剩余細胞物質中回收脂質的分離器。將副產物再循環至管道以支持微藻生長。
[0013]以上方案可在一定程度上改進微藻的脂質產率，但均未涉及對微藻光合作用以及脂質產生和分離過程的監控。
【發明內容】
[0014]本發明的一個目的是提供一種通過微藻培養生產脂質的裝置，包括:至少一個光自養反應器，所述光自養反應器位于所述罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長；至少一個光異養反應器，所述光異養反應器位于所述光自養反應器的下游并與其連通，且用于所述微藻的光異養生長并積累脂質；微藻濃度控制系統，所述微藻濃度控制系統通過監測所述光異養反應器中的微藻濃度來控制所述光自養反應器的稀釋率。
[0015]本發明的另一個目的是提供一種通過微藻培養生產脂質的方法，包括以下步驟:進行光自養反應；進行光異養反應；以及監測所述光異養反應中的微藻濃度，以調節所述光自養反應中的稀釋率。
[0016]本發明的裝置和方法可以實現微藻的高生長速率和高脂質濃度，占地面積小且資金投入和運行成本低。
[0017]下文將以明確易懂的方式通過對優選實施例的說明并結合附圖來對本發明上述特性、技術特征、優點及其實現方式予以進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1a和Ib為本發明工藝流程和控制系統的示意圖。
[0019]圖2為本發明的一個示例性實施方式。
[0020]圖3為本發明的另一個示例性實施方式。
[0021]圖4為間歇式培養模式下微藻生長和液體積累曲線。
[0022]圖5a_5c為本發明培養方法的計算機仿真結果。
[0023]附圖標記說明:
[0024]O罐體；1進料調節閥；2光自養反應器；3、3b微藻濃度傳感器；3a營養物濃度傳感器；4光異養反應器；4a攪拌斧；5微藻濃度控制器；5a營養物濃度控制器；；6液位控制器；6a次級液位控制器；7出料調節閥；8脂質濃度傳感器；9采集和分離裝置；9-1裂解裝置；9-2分離裝置；10脂質；11水；12生物質；和13清潔和滅菌裝置。
【具體實施方式】
[0025]為了對發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表不相同或結構相似但功能相同的部分。
[0026]為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本發明相關的部分，它們并不代表其作為產品的實際結構。另外，為使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。
[0027]本發明中的術語“微藻(algae) ”是指在淡水、咸水或海水等環境中生長的藻類。本發明中的微藻包括選自金藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、褐藻門、紅藻門、裸藻門、綠藻門、輪藻門、藍藻門等中的藻類，具體地，例如小球藻、金藻、硅藻、山藻等。在一個實施方式中，所述微藻為普通小球藻(Chlorellavulgaris)。
[0028]本發明中的術語“脂質(lipids) ”是指具有不同碳鏈長度的甘油三酯的混合物。
[0029]本發明中的術語“生物質(biomass) ”是指微藻細胞除去脂質后的殘渣，主要包括碳水化合物和蛋白質。
[0030]本發明中的術語“脂質濃度(lipid content) ”是指微藻細胞中脂質所占的質量百分比，可以通過測量微藻細胞濃度和裂解后的脂質濃度來確定。
[0031]本發明中的術語“營養液(media) ”是微藻生長的培養液，主要包括水和各種有機、無機養分。如果本發明與污水處理工藝結合使用，則待處理的污水也可以認為是營養液。
[0032]本發明中的術語“光自養生長(phototrophical growth) ”是指微藻以無機的二氧化碳為碳源，以光能為能量來源合成有機物以供自己的生命活動需要。
[0033]本發明中的術語“光異養生長(heterotrophical growth) ”是指微藻以有機物為碳源，以光能為能量來源合成有機物以供自己的生命活動需要。
[0034]本發明中的術語“稀釋率(dilution rate) ”是指反應器的營養液進料速率與反應器容積的比值。
[0035]圖1a為本發明裝置和工藝流程的示意圖。如圖1a所示，用于通過微藻培養生產脂質的裝置包括罐體(未示出)、1進料調節閥、2光自養反應器、3微藻濃度傳感器、4光異養反應器、4a攪拌斧、5微藻濃度控制器、6液位控制器、7出料調節閥、8脂質濃度傳感器、以及9米集和分尚裝置。
[0036]罐體用于營養液的儲存。罐體的形狀可為如圓柱體、長方體、正方體等。罐體與位于其下游的光自養反應器2連通,且用于向光自養反應器2中投放營養液。罐體和光自養反應器2之間設置有進料調節閥I。通過調節進料調節閥1，可以控制從罐體向光自養反應器2中的營養液進料的速率。
[0037]光自養反應器2位于所述罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長并固定二氧化碳。本發明中的光自養反應器2可以為一種光生物反應器。例如,封閉式反應器如平板、管道、柱狀光生物反應器，也可以是開放式跑道池反應器。在一個示例性實施方式中，本發明采用平板式光生物反應器。
[0038]本發明中的光自養反應器2可為單獨一個光自養反應器,也可由多個光自養反應器并行組成。如圖1b所示，光自養反應器2可由多個光自養反應器并行組成，例如n=50個、100個、200個或更多，每個光自養反應器2的反應容積可為500m3。
[0039]光自養反應器2中的微藻在營養物充足的條件下進行光自養生長并固定二氧化碳。用于微藻生長的營養物是本領域技術人員已知的，包括氮源等。氮源的實例包括但不限于硝酸鹽。通過使微藻在營養充足條件下在光生物反應器中的優化生長，可以實現高的生物質濃度，進而提高生物質的產率。
[0040]進一步地，光自養反應器2還可包括例如營養物添加系統(未示出)，二氧化碳供應系統(未不出)等。
[0041]光異養反應器4位于光自養反應器2的下游并與其連通，且用于微藻的營養限制性生長。本發明中的光異養反應器4可采用工業上普遍應用的發酵設備。在一個實施方式中，光異養反應器4可選自連續攪拌釜反應器、間歇反應器和/或流加反應器。圖1a和Ib中的4a為攪拌斧。攪拌斧可通過實際應用來設置。
[0042]投放到光異養反應器4中的微藻在營養物缺乏的條件下進行光異養生長。在一個實施方式中，可以通過減少氮源來使微藻進行營養物缺乏下的生長。通過此營養物限制階段，可大幅度提高微藻的脂質濃度。
[0043]光異養反應器4內部可包括微藻濃度傳感器3，其用于監測所述光異養反應器4內的微藻濃度。微藻濃度傳感器3的實例包括例如來自Finesse公司的TruCell (使用NIR測定原理)、分光光度計或流式細胞儀。在本發明的一個實施方式中，可采用的微藻濃度傳感器3為TruCell。
[0044]微藻濃度傳感器3進一步連接微藻濃度控制器5。微藻濃度控制器5進行的過程控制可由可編程邏輯控制器(PLC)、集散控制系統(DCS)等實現。在本發明的一個實施方式中，采用的微藻濃度控制器5可為西門子SIMATICS7-300PLC。所述微藻濃度控制器5中包括一套控制算法，例如比例-積分控制(PI)。所述控制算法可將微藻濃度測量值與設定值進行比較，計算出一個控制變量。所述控制變量輸出到調節器，通過調節器來控制光自養反應器2的稀釋率，進而控制進入到光異養反應器4中的微藻濃度。在本發明的一個實施方式中，所述調節器是進料調節閥I。進料調節閥I根據控制變量的指令，改變開度，從而調節進料速率，進而調節稀釋率，使光異養反應器4內的微藻濃度達到并穩定在設定值。
[0045]因此，在一個實施方式中，微藻濃度控制系統包括微藻濃度傳感器3、微藻濃度控制器5和進料調節閥1，其中傳感器3位于光異養反應器4內，用于監測光異養反應器4內的微藻濃度；微藻濃度控制器5分別連接傳感器3和進料調節閥I ;且進料調節閥I位于光自養反應器2的進料端，用于調節光自養反應器2內營養物補料速率，從而調節光自養反應器2的稀釋率。
[0046]在一個實施方式中，微藻濃度設定值可為0.5-10kg/m3。如果微藻濃度傳感器3監測到的微藻濃度測量值大于此設定值，則微藻濃度控制器5會指令進料調節閥I增大開度，以調節光自養反應器2的稀釋率。如果微藻濃度傳感器3監測到的微藻濃度測量值小于此設定值，則微藻濃度控制器5會指令進料調節閥I降低開度，以調節稀釋率。在一個優選實施方式中，所述設定值可為2kg/m3。
[0047]雖然圖1a僅示意出一個光自養反應器，但實際中通常是同時有很多并聯的光自養反應器。例如，在工業生產中，光自養反應器的數量可為50個、100個、200個或更多。請參見圖1b,圖1b表不出η個光自養反應器2并聯后與光異養反應器4串聯的不意圖。如果采用在光自養反應器2中的控制系統來監測并調控其內部的微藻濃度，則需要很多獨立的控制回路，例如，在每個光自養反應器2中放入一個傳感器，即共需η個傳感器，導致成本很高。本發明的控制系統可通過用一個微藻濃度控制回路，即僅測量光異養反應器4中的微藻濃度，從而來調節多個并行的光自養反應器2，極大地降低了儀表成本。
[0048]采集和分離裝置9位于光異養反應器4的下游并與其連通，且用于微藻的采集和裂解以及脂質的分離。采集和分離裝置9可包括一在線細胞裂解裝置和液體-水-生物質分離器。采集和分離裝置9將破碎微藻細胞，并將破碎物分離為脂質、生物質和水。微藻裂解可使用包括超聲、化學溶劑或微波的方法。微藻分離可使用包括沉降、離心脫水-分離的方法。
[0049]采集和分離裝置9內部可包括脂質濃度傳感器8，其用于監測所述采集和分離裝置中的脂質濃度。脂質濃度傳感器8的實例包括物位傳感器、多相流量計或脂質濃度分析儀器。在本發明的一個實施方式中(請參見圖2)，可采用在線多相流量計作為脂質濃度傳感器來測定在進入分離器9-2前，來自裂解裝置9-1出料中的脂質濃度，由此可消除沉淀、分離過程中的時間延遲。
[0050]脂質濃度傳感器8進一步可連接液位控制器6。液位控制器6進行的過程控制可由可編程邏輯控制器(PLC)、集散控制系統(DCS)等實現。液位控制器6中可包括一套控制算法。脂質濃度傳感器8將監測的脂質濃度值輸入給液位控制器6，液位控制器6計算出微藻細胞在光異養反應器4中需要的平均停留時間，以作為光異養反應器4液位控制的設定值。所述設定值被輸出到調節器，通過調節器來控制光異養反應器4中的液位，進而調節光異養反應器的采出率。在本發明的一個實施方式中，所述調節器是出料調節閥7。出料調節閥7根據液位控制的設定值，改變開度，把液位控制在合適的位置。
[0051]因此，在一個實施方式中，所述液位控制系統包括脂質濃度傳感器8、液位控制器6和出料調節閥7，其中脂質濃度傳感器8位于采集和分離裝置9內，用于監測采集和分離裝置9內的脂質濃度；且液位控制器6分別連接脂質濃度傳感器8和出料調節閥7。
[0052]在一個實施方式中，脂質濃度被設定為30%_70%。如果脂質濃度傳感器8監測到得脂質濃度大于此設定值，則液位控制器6會指令出料調節閥7提高開度，以降低光異養反應器4中微藻的液位，減少微藻細胞在光異養反應器4中的停留時間，進而減少脂質的積累。如果脂質濃度傳感器8監測到的脂質濃度小于此設定值，則液位控制器6會指令出料調節閥7降低開度，以提高光異養反應器4中微藻的液位,增加微藻細胞在光異養反應器4中的停留時間，進而增加脂 質的積累。在一個優選實施方式中，所述脂質濃度被設定為50%。
[0053]通過將微藻在采集和分離裝置9中破碎并分離，得到脂質10、水11和生物質12。采集脂質10和生物質12，且可選地將水11循環至最初的工藝步驟階段，進入營養液罐體0，實現水的再利用。
[0054]圖2為本發明的一個示例性實施方式，其中與圖la-b相同的部分不再重述。
[0055]如圖2所示，通過微藻培養生產脂質裝置可包括一個微藻濃度串級控制回路(即含兩個微藻濃度控制器5)。串級微藻濃度控制器5分別連接位于光自養反應器2內微藻濃度傳感器3b和位于光異養反應器4內的微藻濃度傳感器3。微藻濃度傳感器3b和微藻濃度傳感器3可以為相同或不同類型的傳感器。當η個光自養反應器并聯時(如圖1b所示)，每個光自養反應器可能都會連接有一個微藻濃度控制器5，它們之間可并聯。而與光異養反應器4連接的微藻濃度控制器5，可為所有這些光自養反應器的5提供一個相同的設定值，例如如上所述2kg/m3。裂解裝置9-1和分離裝置9-2構成了采集和分離裝置9。分離裝置9-2內部安裝有與液位控制器6相連的脂質濃度傳感器8。液位控制器6可通過串聯的次級液位控制器6a調節出料調節閥7的開度，把光異養反應器4內的液位控制在合適的位置。
[0056]在圖2所示的實施方式中，主要包括兩個控制回路。在第一個控制回路中，光異養反應器4中的微藻濃度測量值作為主被控變量(Controlled Variable) CV，光自養反應器2中的微藻濃度測量值作為次級被控變量CV，光自養反應器2中的稀釋率作為操縱變量(Manipulated Variable) MV ;在第二個控制回路中，分離器中的脂質濃度作為主被控變量CV，光異養反應器中稀釋率作為次級被控變量CV (通過調節培養物的液位)，光異養反應器的采出率作為操縱變量MV。
[0057]在光自養反應器2中可具有pH控制系統，其中所述pH控制系統通過監測所述光自養反應器中的pH值來控制所述光自養反應器中的CO2進料速率。
[0058]圖3為本發明的另一個示例性實施方式，其中與圖1和圖2相同的部分不再重述。在圖3中，通過微藻培養生產脂質的裝置包括兩個串聯的光異養反應器，每個具有2天的標稱停留時間。
[0059]如圖3所示，位于上游的光異養反應器4用于從光自養反應器2的出料中消耗掉殘留的少量限制性營養物，例如氮源。位于上游的光異養反應器4進一步安裝有營養物濃度控制系統。營養物濃度控制系統包括位于上游的光異養反應器4內的營養物濃度傳感器3a，營養物濃度控制器5a和出料調節閥7。營養物濃度傳感器3a監測位于上游的光異養反應器4內的營養物濃度，并通過位于上游的營養物濃度控制器5a調節位于上游的出料調節閥7的開度來調節液位，進而調節光異養反應器4的稀釋率。位于下游的光異養反應器4用于在營養物限制條件下培養微藻以積累脂質。
[0060]本發明提供了一種通過微藻培養生產脂質的裝置和方法，其具有以下優點:
[0061]I)高脂質產率:高微藻產率在光自養反應器中實現，其中營養物充足，細胞生長速度快。而脂質濃度在異養反應器中得到顯著提高，如從35%提高至50%。
[0062]2)占地面積小:異養反應器比具有相同產率的光自養反應器占用更小的面積。
[0063]3)改進的整體性能:控制系統有效地操控連續培養方法在最佳條件下運行。諸如每日和季節性光照變化等對光自養反應器的干擾可通過控制系統來補償。
[0064]4)節約儀表投資:過程變量可在異養反應器和分離器中進行測定和控制。當光自養反應器中平行光生物反應器的數量很大時，儀表硬件成本可大為節約。
[0065]實施例
[0066]實施例1.培養體系的參數設計
[0067]被控變量(CVs)可選自光自養反應器和光異養反應器的細胞濃度,光異養反應器的脂質濃度，和光異養反應器中的營養物(優選N)濃度。在本發明的實例中，系統具有30噸/公頃-年的脂質產率，對應于60噸/公頃-年的微藻干重產率。表1總結了此方法的參數和標稱運行點。為了易于采集和下游加工，優選2kg/m3的細胞濃度和50%的脂質濃度。
[0068]表1.培養體系的設計參數
[0069]
【權利要求】
1.通過微藻培養生產脂質的裝置，包括: 至少一個光自養反應器，所述光自養反應器位于所述罐體的下游并與其連通，且用于微藻的光自養生長； 至少一個光異養反應器，所述光異養反應器位于所述光自養反應器的下游并與其連通，且用于所述微藻的光異養生長并積累脂質；微藻濃度控制系統，所述微藻濃度控制系統通過監測所述光異養反應器中的微藻濃度來控制所述光自養反應器的稀釋率。
2.如權利要求1所述的裝置，所述微藻濃度控制系統包括微藻濃度傳感器、微藻濃度控制器和執行器，其中 所述第一微藻濃度傳感器位于所述光異養反應器內，用于監測所述光異養反應器內的微藻濃度； 所述第一微藻濃度控制器分別連接所述第一微藻濃度傳感器和所述執行器，所述第一微藻濃度控制器用于根據所述第一微藻濃度傳感器監測到的微藻濃度確定所述光自養反應器的稀釋率；且 所述執行器位于所述光自養反應器的進料端，用于根據所述微藻濃度控制器確定的所述稀釋率調節所述光自養反應器。
3.如權利要求1所述的裝置，進一步包括采集和分離裝置，所述采集和分離裝置位于所述光異養反應器的下游并與其連通，且用于所述微藻的采集和裂解以及脂質的分離。
4.如權利要求3所述的裝置，進一步包括液位控制系統，所述液位控制系統通過監測所述采集和分離裝置中的脂質濃度來控制所述光異養反應器的液位。
5.如權利要求4所述的 裝置，所述液位控制系統包括脂質濃度傳感器、液位控制器和液位調節器，其中 所述脂質濃度傳感器位于所述采集和分離裝置內，用于監測所述采集和分離裝置內的脂質濃度； 所述液位控制器分別連接所述脂質濃度傳感器和所述液位調節器，用于根據所述脂質濃度傳感器監測的脂質濃度確定所述光異養反應器的液位；且 所述液位調節器位于所述光異養反應器的出料端，用于根據所述液位控制器確定的所述液位調節所述光異養反應器。
6.如權利要求5所述的裝置，所述脂質濃度傳感器為在線多相流量計。
7.如權利要求1所述的裝置，所述光異養反應器包括兩個串聯的光異養反應器，其中位于上游的光異養反應器安裝有所述微藻濃度控制系統，所述微藻濃度控制系統通過監測所述上游的光異養反應器中的微藻濃度來控制所述光自養反應器的稀釋率。
8.如權利要求7所述的裝置，位于上游的所述光異養反應器還安裝有營養物濃度控制系統，所述營養物濃度控制系統通過監測所述上游光異養反應器中的營養物濃度來調節所述上游光異養反應器的稀釋率。
9.如權利要求2所述的裝置，所述微藻濃度控制系統還包括至少一個串聯的第二微藻濃度控制器以及位于所述光自養反應器內的第二微藻濃度傳感器，所述第二微藻濃度控制器連接所述第二微藻濃度傳感器，用于控制所述執行器調節所述光自養反應器中的稀釋率。
10.如權利要求1-9所述的裝置，所述光異養反應器為連續攪拌釜反應器。
11.通過微藻培養生產脂質的方法，包括以下步驟: 進行光自養反應； 進行光異養反應；以及 監測所述光異養反應中的微藻濃度，以調節所述光自養反應中的稀釋率。
12.如權利要求11所述的方法，所述光自養反應中的稀釋率的調節包括以下步驟:監測所述光異養反應中的微藻濃度，如果所述微藻濃度大于第一設定值，則提高所述光自養反應中光自養反應器的稀釋率，如果所述微藻濃度小于第一設定值，則降低所述所述光自養反應中光自養反應器的稀釋率，其中，第一設定值的取值范圍為0.5-10kg/m3細胞干重。
13.如權利要求11所述的方法，進一步包括采集所述光異養反應后的微藻并分離脂質。
14.如權利要求13所述的方法，進一步包括通過監測采集后微藻的脂質濃度來調節所述光異養反應中的液位。
15.如權利要求14所述的方法，所述光異養反應中液位的調節包括以下步驟:監測所述采集后微藻的脂質濃度，如果所述脂質濃度大于第二設定值，則降低所述光異養反應中的液位，如果所述脂質濃度小于第二設定值，則提高所述光異養反應中的液位，其中，第二設定值的取值范圍為30%-70%。
16.如權利要求11所述的方法，進一步包括檢測所述光自養反應中的微藻濃度來調節所述光自養反應中的稀釋率。
17.如權利要求11所述的方法，所述微藻為普通小球藻。
【文檔編號】C12P7/64GK103627620SQ201210311016
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優先權日:2012年8月28日
【發明者】范順杰, 孟顯濤 申請人:西門子公司
相關技術
網友詢問留言
已有0條留言
- 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊！
1