專利名稱：用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能量光轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，所述能量光轉(zhuǎn)換器以連續(xù)和封閉的 方式起作用，用于通過(guò)浮游植物的大規(guī)模培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)生物燃料以及其它令 人感興趣的產(chǎn)物。
本發(fā)明包括在通過(guò)浮游植物生物體的作用開(kāi)發(fā)再生能源的技術(shù)領(lǐng)域
之中，所述浮游植物生物體通常屬于下列分類的家族(family):綠藻綱、硅 藻綱、甲藻綱、隱藻綱、金藻綱(Chrys叩hyceae)、定鞭藻綱、真綠藻綱、 針胞藻綱(Raphidophyceae)…，通常該分類的家族包括有色植物 (chromophyte)門(mén)的種，它們?nèi)刻卣鞫荚谟谑怯斜廾驔](méi)有鞭毛的單細(xì)胞 生物體，并且具有全浮游(終生浮游)生活期，或者它的至少一個(gè)生活期是 浮游的(階段浮游的)。
特別是通過(guò)使用能量轉(zhuǎn)換器，獲得了諸如生物燃料的產(chǎn)物、諸如石腦 油、煤油、熱能、電能...的副產(chǎn)物。
背景技術(shù)：
迄今，生物燃料是從高級(jí)植物培養(yǎng)物獲得的，通常是從顯花植物或有 花植物(向日葵、棕櫚樹(shù)、歐洲棕櫚樹(shù)...)的組中獲得的，并且通常是從地 表的顯花植物或有花植物(陸生植物)的組中獲得的。
為了遵守京都協(xié)議規(guī)定的關(guān)于減少C02/S02排放和導(dǎo)致所謂溫室效應(yīng)
的其它氣體的排放的宗旨，經(jīng)濟(jì)區(qū)域的責(zé)任是迫使各個(gè)國(guó)家尋找替代和再 生的燃料以防止可能的處罰稅。
盡管在一些地區(qū)太陽(yáng)能和風(fēng)能的生產(chǎn)日益增加，但是這些技術(shù)是非常 昂貴的，并且并不是在所有的氣候區(qū)都是可行的。在這樣的條件下，生物 燃料具有作為化石燃料的替代者的重要作用，特別是在運(yùn)輸用途和供熱用 途方面。
來(lái)自諸如棕櫚樹(shù)和菜籽油的植物的生物燃料的生產(chǎn)成本始終是被關(guān)注的原因?？紤]到每公頃的低油生產(chǎn)指數(shù)(low oil production indexes),為 了達(dá)到商業(yè)生產(chǎn)的目的，需要大量的資源。陸地和水是兩種有限的資源， 并且優(yōu)選利用它們生產(chǎn)食品，而且生產(chǎn)食品對(duì)農(nóng)民更有利可圖。而且，大 量的施肥是陸地和水污染的首位形式。大量的單一農(nóng)作物耕作也是生物多 樣性的主要危害之一。
假如約50%的干質(zhì)單細(xì)胞生物通常是生物燃料，那么浮游植物是上述 缺點(diǎn)的一種可行解決方案。另外，與使用其次最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物棕櫚油相比， 由浮游植物生產(chǎn)的生物燃料的每公頃年產(chǎn)量高40倍。缺點(diǎn)是浮游植物油
的生產(chǎn)需要使用相當(dāng)淺的水區(qū)來(lái)覆蓋大面積的陸地，以及引入大量的C02，
即一種用于浮游植物生產(chǎn)油的必需成分。自然生產(chǎn)系統(tǒng)如浮游植物池具有 較低的成本，但是收割過(guò)程是非常耗費(fèi)人力，因此是昂貴的。另一方面， 在開(kāi)放系統(tǒng)中進(jìn)行浮游植物培養(yǎng)，使其易受污染，容易受培養(yǎng)物的問(wèn)題的 困擾，從而可能導(dǎo)致總的產(chǎn)量損失。在上述這種意義上，在本發(fā)明中所述 的光轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)保持封閉，并且處于培養(yǎng)物不受細(xì)菌、真菌... 的污染這樣的條件，因?yàn)樵谟诔朔忾]之外，還借助于結(jié)合殺真菌劑和抗 生素的養(yǎng)分使培養(yǎng)物生長(zhǎng)茂盛(enrich)。
在通過(guò)光合作用微生物生產(chǎn)生物燃料的光轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，可以 明顯地區(qū)分兩種類型的光轉(zhuǎn)換器開(kāi)放式光轉(zhuǎn)換器，其中允許在培養(yǎng)物和 其周圍的空氣之間的物質(zhì)的直接交換；以及封閉式光轉(zhuǎn)換器，其中通過(guò)布 置允許電磁輻射通過(guò)，而不允許物質(zhì)交換的透明物理介質(zhì)，來(lái)消除這種交 換。開(kāi)放式光轉(zhuǎn)換器對(duì)培養(yǎng)條件和可能的污染的低控制產(chǎn)生了許多問(wèn)題， 因此由于這些缺點(diǎn)，它們是有局限性的。然而，封閉式光轉(zhuǎn)換器依靠對(duì)培 養(yǎng)條件和可能的污染的較大程度的控制有效率地減少這些問(wèn)題，并且可以 達(dá)到比向日葵的生產(chǎn)速率高4 0 0倍的生產(chǎn)速率。
迄今，還沒(méi)有描述與本發(fā)明的目的光轉(zhuǎn)換器類似的系統(tǒng)，本發(fā)明的光 轉(zhuǎn)換器結(jié)合了下列優(yōu)點(diǎn)其是具有大體積和大直徑的封閉系統(tǒng)；其連續(xù)工 作；其允許獲得大量的生物燃料或副產(chǎn)物如石腦油、甘油、硅衍生化合物 如鐵硅酸鹽；假如將所有可能的殘留物如二氧化碳在該系統(tǒng)中再循環(huán)，以 被用作浮游植物的養(yǎng)分，其可以進(jìn)一步得到無(wú)污染的熱能和電能，或?qū)⒂?作培養(yǎng)基的一部分的水再循環(huán)使得它可以再利用，...。因此，本發(fā)明描述了一種新的系統(tǒng)(光轉(zhuǎn)換器)，該系統(tǒng)包括允許大量的多用途并且對(duì)環(huán)境非 常友好的所有這些特性。
題目為"用于生物質(zhì)生產(chǎn)和燃料氣體中的污染物的減少的光生物反應(yīng)
器禾口方法(Photobioreactor and process for biomass production and mitigation of pollutants in flue gases)"的專利申請(qǐng)WO 03/094598 Al描述了一種主要 集中對(duì)COx、 SOx和NOx類氣體除污的一般(generic)光生物反應(yīng)器模型。 它基本上是以非連續(xù)(在白天/夜晚光周期之間有區(qū)別)方式工作的系統(tǒng)并 且是開(kāi)放的，它的液體介質(zhì)并不是無(wú)菌的。它沒(méi)有控制氮和二氧化碳濃度， 用于增加生物燃料產(chǎn)量。它不是被設(shè)計(jì)成對(duì)單特異性或單克隆藻類株系起 作用。它的設(shè)計(jì)沒(méi)有將生物燃料產(chǎn)量作為主要目的考慮，而是集中在氣體 純化上。另一方面，對(duì)于它涉及的光合作用生物體，它沒(méi)有要求使系統(tǒng)無(wú) 效(disable)的條件，并且它沒(méi)有被控制的再循環(huán)，原因是輸送是通過(guò)氣泡 的湍流進(jìn)行的。
本發(fā)明與該專利的目的相比，提出了一種完全新的系統(tǒng)，該系統(tǒng)相比 之下基于下列特征
-它完全是封閉的。 -它完全是無(wú)菌的。 -它連續(xù)工作。
-它對(duì)單特異性和單克隆株系起作用。
-它不接受任何光合作用生物體，而是它至少要求它們不是在光轉(zhuǎn)換 器的內(nèi)表面上產(chǎn)生生物結(jié)垢的生物體。
-它要求浮游植物物種不形成菌落(colonies)。 -它要求浮游植物物種不產(chǎn)生外粘液(exo-mucilage)。 -它要求培養(yǎng)的物種含有至少5%的脂肪酸。 -它改善了無(wú)鞭毛和漂浮的浮游植物物種的利用。 -它不接受任何類型的液體作為培養(yǎng)基，它集中于淡水、微咸水和海水。
-它的主要目的是獲得具有高能性質(zhì)或具有預(yù)-高能性質(zhì)(pre-energetic properties)的代謝合成化合物，實(shí)質(zhì)上旨在獲得生物燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于獲得生物燃料以及其它副產(chǎn)物(盡管這不太重要)
的能量光轉(zhuǎn)換器。所述光轉(zhuǎn)換器利用Tichdmann型流量控制系統(tǒng)，該Tichelmann型流量控制系統(tǒng)可以在其任何部分提供相等的壓力，因此可連續(xù)地控制提取。
本發(fā)明的第一方面由一種光轉(zhuǎn)換器組成，該光轉(zhuǎn)換器至少由下列元件組成
-每公頃表面使用至少5 0個(gè)的潷析、提取和流量控制塔(l)-對(duì)于每一個(gè)潷析、提取和流量控制塔(l)，至少l 5根用于進(jìn)行光合作用的管(2)。
-每公頃表面使用至少2 0個(gè)的混合和緩沖罐(3)。-每公頃表面使用至少15個(gè)的再循環(huán)泵(4)。
-每公頃表面使用至少15個(gè)熱交換器(5)，以保持光轉(zhuǎn)換器的溫度。-每公頃表面使用至少15個(gè)過(guò)熱降溫器(6)，以降低二氧化碳(6a)(以下為
C02)的入口溫度。
-每公頃表面使用至少50個(gè)的電磁流量控制閥(8)。-每公頃表面至少50個(gè)的電磁提取閥(9)。-每公頃表面至少50個(gè)的培養(yǎng)基的控制傳感器(IO)。-每公頃表面至少50個(gè)的氧提取閥(ll)。-每公頃表面至少50個(gè)的氫提取閥(12)。-每公頃表面至少5個(gè)的潷析罐(14)。-可用表面的100%自然光入口(15)。-每公頃表面至少100個(gè)的人造照明燈(16)。-每公頃表面至少5個(gè)的控制面板(17)。-每公頃表面至少5個(gè)的再循環(huán)系統(tǒng)(18)。-每公頃表面至少2個(gè)的冷卻塔或冷凝器(19)。-每公頃表面至少50個(gè)的密度計(jì)(20)。-每公頃表面至少5個(gè)的泵(21)，用于從(14)再引入液體。
潷析、提取和流量控制塔(1)至少包含密度計(jì)(20)、位于其上部的氧提取閥(ll)，以及氫提取閥(12)，并且它們具有與其連接的氣體傳感器(13)，所述氣體傳感器起作用使得它們?cè)谳^高的氣體濃度打開(kāi)。它們是直徑為
0.80至1.50米、高度為3至5米的透明管。另外，它們?cè)谄湎虏垦b備有電磁提取闊(9)，并且具有緊跟它們之后的養(yǎng)分電離注射器(7)，在上部的氣體提取閥(ll)，以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的Tichelmann型流量控制閥。
用于進(jìn)行光合作用的管(2)可以水平或垂直排列，并且排列成垂直于潷析、提取和流量控制塔(l)。另外，通過(guò)存在于其中的浮游植物在其中進(jìn)行光合作用，因此這些管優(yōu)選由透明材料制成，以在日照時(shí)間期間允許電磁輻射通過(guò)。在上述這種意義上，它們含有用作內(nèi)部人造光漫射器的光纖(圖2, 22)。用于進(jìn)行光合作用的管(2)的其它外部元件是促進(jìn)分子電子交換的電磁鐵(圖2，24)。這些管具有包括在100至200毫米的范圍內(nèi)的直徑、包括在6至12米的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度、包括在0.30 m2/m至0.70 m2/m的范圍內(nèi)的可用照明表面以及包括在7 1/m至18 1/m的范圍內(nèi)的內(nèi)容積。在這些管之間的間隔為至少250毫米以允許光漫射。
混合和緩沖罐(3)容納有養(yǎng)分，所述養(yǎng)分對(duì)于主要在(1)和(2)中包含的浮游植物的發(fā)育和生長(zhǎng)是必需的。它們是圓柱形的，由透明材料制成，并且具有包括在500至3000 m3內(nèi)的內(nèi)容積。對(duì)于混合和緩沖罐(3)，它們由透明材料制成，是圓柱形的，并且垂直排列。它們具有使用pH、溫度和濃度傳感器等的水平高度(level)和養(yǎng)分入口控制。
在光轉(zhuǎn)換器中的浮游植物的培養(yǎng)條件如下-溫度15至35。C，優(yōu)選20至30°C。-日光強(qiáng)度600至800瓦特/m2。-人造光強(qiáng)度4至30瓦特/m2。-光周期12-24小時(shí)。-鹽度千分之0至千分之50%。
-在培養(yǎng)基中的浮游植物濃度1,000,000個(gè)細(xì)胞/ml至400,000,000個(gè)細(xì)胞/ml。
-pH: 7至8.4。
當(dāng)涉及養(yǎng)分時(shí)，這些養(yǎng)分是二氧化碳(以下為C02)、 NOx、維生素、抗生素、殺真菌劑、水、痕量元素和正磷酸。
加入到培養(yǎng)物中的抗生素是青霉素和鏈霉素的混合物，該混合物的每一種組分各自在100至300 mg/1的濃度范圍內(nèi)，優(yōu)選在150至250 mg/1的濃度范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在200 mg/1的濃度。
加入到培養(yǎng)物中的殺真菌劑是灰黃霉素和制霉菌素的混合物，該混合物的每一種組分各自在100至300mg/l的濃度范圍內(nèi)，優(yōu)選在150至250mg/1的濃度范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在200 mg/1的濃度。
對(duì)浮游植物培養(yǎng)物加入的水可以是淡水、微咸水或海水。
再循環(huán)泵(4)是離心型泵，并且允許的流速在4至100 cm/sec的范圍內(nèi)。
熱交換器(5)是層流板型交換器，受溫度傳感器控制，并且使用時(shí)通過(guò)該系統(tǒng)的冷卻塔或冷凝器(19)的水保持溫度。
過(guò)熱降溫器(6)是層流板型過(guò)熱降溫器，并且其目的是降低來(lái)自熱解氣化器的C02和NO"6a)的入口溫度。
熱解氣化器被認(rèn)為是在800和1200°C之間的范圍內(nèi)的溫度發(fā)生的燃燒過(guò)程，并且該燃燒過(guò)程可以利用和再循環(huán)大部分可得到的廢物。該過(guò)程可以處理被分開(kāi)或混合的城市和工業(yè)廢物。對(duì)于處理有毒廢物、醫(yī)院廢物、在同一工廠中的輪胎，即對(duì)由廢物產(chǎn)生的問(wèn)題提出總的決定性解決方案，在技術(shù)上也是可行的，并且沒(méi)有任何另外的困難。不同的優(yōu)點(diǎn)包括該方法在經(jīng)濟(jì)上是可行的，并且比任何其它方法特別是焚化、熱解、甲烷化方法更廉價(jià)；以及該方法完全是生態(tài)化的，沒(méi)有任何環(huán)境影響，并且提供廢物問(wèn)題的決定性解決方案，即"零排放"解決方案的事實(shí)。熱解氣化器實(shí)現(xiàn)了將所有廢物轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣蓺狻Ⅺ}酸、氫氟酸和硫化氫，后三者是可以相對(duì)容易變成惰性的三種產(chǎn)物。
合成氣被認(rèn)為是由一氧化碳(以下為CO)和氫(以下為H2)的混合物所形成的氣體，所述一氧化碳和氫的混合物由甲烷(以下為CR0和氧(以下為02)的混合物得到，所述甲烷和氧的混合物由空氣和水蒸汽借助熱解氣化器而得到。
光轉(zhuǎn)換器可以另外包括每公頃表面至少50個(gè)的離子噴射器(7)，以將養(yǎng)分電離，因此允許養(yǎng)分被(1)和(2)中含有的浮游植物更有效率地消化。離子噴射器被認(rèn)為是在當(dāng)前技術(shù)中能夠?qū)⒎肿与婋x的任何已知系統(tǒng)。
電磁流量控制或提取閥(9)位于潷析、提取和流量控制塔(l)的底部，并
且取決于因兩點(diǎn)之間的光強(qiáng)度差而工作(被控制的打開(kāi))的光電發(fā)射管。控制傳感器(10)控制溫度、pH、 二氧化碳、氧、痕量元素、抗生素和殺真菌劑濃度。
光轉(zhuǎn)換器可以另外包含每公頃表面至少5個(gè)的氣體傳感器(13)。潷析罐(14)使通過(guò)水培養(yǎng)基的浮游植物所產(chǎn)生的生物質(zhì)分離。這些潷析罐是靜態(tài)罐(static tank)。分離的生物質(zhì)在其它產(chǎn)物之中并且在非限制的意義上含有類脂、碳水化合物和由浮游植物的次級(jí)代謝所得到的產(chǎn)物。將存在于通過(guò)(14)分離的生物質(zhì)中的類脂進(jìn)行酯交換，以產(chǎn)生生物燃料和其它高能產(chǎn)物。
將從通過(guò)(14)分離的生物質(zhì)中得到的碳水化合物進(jìn)行催化，以從碳水化合物的催化得到石腦油、煤油、聚合物和氣體。
酯交換是指將酯的烷氧基交換為另一種醇的化學(xué)反應(yīng)，如下列反應(yīng)所
O O
II II
C-CH3 + ROH<—>C-CH3 +CH3OH
/ /
CH30 RO
酯 醇 新的酯 新的醇
為了使作為在本方法中所述的浮游植物所產(chǎn)生的生物質(zhì)的一部分所得到的類脂進(jìn)行酯交換，使用來(lái)自費(fèi)-托(Fischer Tropsch)類型反應(yīng)器的乙醇和甲醇，該反應(yīng)器轉(zhuǎn)而被供應(yīng)給來(lái)自用于生物質(zhì)的熱解氣化器的合成氣、水蒸汽和熱量或來(lái)自垃圾堆的廢物。另一方面，生物質(zhì)熱解氣化器產(chǎn)生C02和NOx，它們是用于飼養(yǎng)和使存在于(1)和(2)中所培養(yǎng)的浮游植物生長(zhǎng)的養(yǎng)分的一部分。而且，將熱解氣化器的過(guò)量氣體再利用以獲得電能和熱能，后者再用于脫鹽。
溫室型系統(tǒng)允許光通過(guò)自然光入口 (15)，所述自然光入口(15)被半透明塑料覆蓋，以根據(jù)一年中的季節(jié)限制光或電磁輻射強(qiáng)度。在上述這種意義上，所供給的電磁能包括在430至690 nm的范圍內(nèi)的光譜波長(zhǎng)。
另外，潷析、提取和流量控制塔(1)和用于進(jìn)行光合作用的管(2)包含光纖(圖2,22)，所述光纖被光傳感器(圖2,23)控制，轉(zhuǎn)而允許測(cè)量?jī)?nèi)部發(fā)光強(qiáng)度。
控制面板(17)控制培養(yǎng)基流的不同養(yǎng)分的注入。
再循環(huán)系統(tǒng)(18)導(dǎo)致文丘里(Venturi)型效應(yīng)，所述文丘里型效應(yīng)在于在封閉導(dǎo)管內(nèi)部的流體流中的流體壓力在其通過(guò)具有更小截面的區(qū)域時(shí)隨著速度增加而降低。如果在導(dǎo)管的這樣的點(diǎn)上，引入另一根導(dǎo)管的末端，則將在該第二導(dǎo)管中包含的流體被抽吸用于再循環(huán)，以防止藻類由于壓力
而損壞。
用于再引入液體的泵(21)連接到潷析罐(14)上，使得在(14)中分離的水通過(guò)(21)再循環(huán)到(3)。
本發(fā)明的另一方面是通過(guò)光轉(zhuǎn)換器得到的產(chǎn)物，因此除藥學(xué)產(chǎn)物如脂肪酸和黃體素，以及此外的化妝品產(chǎn)物如甘油、色素和乳化物質(zhì)，具有高二氧化硅含量的工業(yè)產(chǎn)物如硼硅酸鹽和鐵硅酸鹽、肥料產(chǎn)物、農(nóng)用產(chǎn)物、工業(yè)產(chǎn)物和家畜產(chǎn)物，以及熱能和電能以外，主要得到了生物燃料。


圖1顯示了本發(fā)明的目的光轉(zhuǎn)換器的圖示，該光轉(zhuǎn)換器的各個(gè)部件和配件都利用太陽(yáng)能和人造電磁能，以得到生物燃料及其它產(chǎn)物。
圖2顯示了用于進(jìn)行光合作用的管(2)在其所有外部和內(nèi)部組件的情況下的截面的圖示。
實(shí)施方案
在(3)中引入浮游植物株系的接種物，加入通過(guò)(10)和(17)檢測(cè)和調(diào)節(jié)的培養(yǎng)基和養(yǎng)分。因此，開(kāi)始循環(huán)以建立浮游植物將在其內(nèi)移動(dòng)的連續(xù)流，而，同時(shí)連續(xù)流通過(guò)(l)再生產(chǎn)，在此它們吸取來(lái)自控制溫度的(6)的二氧化碳(6a)，并且在(7)中電離，然后它們將移動(dòng)至(2)，通過(guò)(15)和(16)和(22)吸收電磁能，以進(jìn)行光合作用。
這是發(fā)光強(qiáng)度通過(guò)(23)控制的情況，并且在(24)中是電磁場(chǎng)幫助使C02分子極化的情況，因此有助于它們的溶解，并且由此增加富含在類脂和碳水化合物中的生物質(zhì)，及其它產(chǎn)物。然后它同樣利用C02進(jìn)行下一個(gè)(1)，同時(shí)產(chǎn)生湍流，并且穩(wěn)定其自身，浮游植物盡力在介質(zhì)中浮游。對(duì)于每一 個(gè)湍流步驟，02通過(guò)(11)而失去，并且通過(guò)(13)檢測(cè)，同樣，H2通過(guò)(12)
失去并且通過(guò)(13)檢測(cè)。再循環(huán)過(guò)程(8)是在Tichelmann型壓力平衡過(guò)程中 進(jìn)行的，直至浮游植物生物質(zhì)充足，并且被(20)檢測(cè)到，以通過(guò)(9)開(kāi)始提 取其一部分，并且提取部分從那里到達(dá)(14)，在(14)中將水與生物質(zhì)分離， 并且再次通過(guò)(21)將其推進(jìn)至文丘里型再循環(huán)系統(tǒng)(18)中，最終到達(dá)(3)， 并到達(dá)(l)。通過(guò)(4)將由于密度不夠而未被提取，并且因此沒(méi)有被(20)檢測(cè) 到的部分被再引入到系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)(5)以保持其溫度。
權(quán)利要求
1. 一種用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征在于至少包括下列元件a. 潷析、提取和流量控制塔(1)；b. 用于進(jìn)行光合作用的管(2)；c. 混合和緩沖罐(3)；d. 再循環(huán)泵(4)；e. 熱交換器(5)，用于保持所述光轉(zhuǎn)換器的溫度；f. 過(guò)熱降溫器(6)，用于降低二氧化碳的入口溫度(6a)；g. 電磁流量控制閥(8)；h. 電磁提取閥(9)；i. 培養(yǎng)基控制傳感器(10)；j. 氧提取閥(11)；k. 氫提取閥(12)；l. 潷析罐(14)；m. 自然光入口(15)；n. 人造照明燈(16)；o. 控制面板(17)；p. 再循環(huán)系統(tǒng)(18)；q. 冷卻塔或冷凝器(19)；r. 密度計(jì)(20)；和s. 泵(21)，用于再引入來(lái)自(14)的液體；t. 電磁鐵(24)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述潷析、提取和流量控制塔(l)具有被包括在0.80至1.50米范圍內(nèi) 的直徑以及被包括在3至5米范圍內(nèi)的高度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述潷析、提取和流量控制塔(1)至少包含密度計(jì)(20)、氧提取閥(ll) 和氫提取閥(12)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)是水平排列的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)是垂直排列的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)容納有浮游植物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述混合和緩沖罐(3)容納有所述浮游植物的發(fā)育和生長(zhǎng)所必需的養(yǎng) 分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述混合和緩沖罐(3)是圓柱形的，由透明材料制成，并且具有被包括 在500至3000n^的范圍內(nèi)的內(nèi)容積。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征 在于所述再循環(huán)泵(4)具有被包括在4至100 cm/sec的范圍內(nèi)的流速。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述再循環(huán)泵(4)是離心型泵。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述熱交換器(5)是層流板型交換器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述過(guò)熱降溫器(6)是層流板型過(guò)熱降溫器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于它另外包含離子噴射器(7)。
14.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其 特征在于所述離子噴射器(7)將所述養(yǎng)分電離。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述控制傳感器(10)控制溫度、pH、 二氧化碳、氧、痕量元素、抗 生素和殺真菌劑濃度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于它另外包含氣體傳感器(13)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述潷析罐(14)將所述生物質(zhì)與培養(yǎng)基的水分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求i和n所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述潷析罐(14)是靜態(tài)型罐。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1和17至18所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn) 換器，其特征在于通過(guò)所述潷析罐(14)將所述浮游植物生物質(zhì)與水分離。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于通過(guò)半透明塑料覆蓋所述自然光入口(15)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述潷析、提取和流量控制塔(1)和所述用于進(jìn)行光合作用的管(2) 包含光纖(22)。
22. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其 特征在于通過(guò)光傳感器(23)控制所述光纖(22)。
23. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其 特征在于所述光傳感器(23)可以測(cè)量發(fā)光強(qiáng)度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)由透明材料制成。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)包含作為人造光漫射器的光纖(22)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)包含在外部的電磁鐵(24)以促進(jìn)分子的電子交換。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)具有被包括在100至200毫米的范圍 內(nèi)的直徑以及被包括在6至12米的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述用于進(jìn)行光合作用的管(2)具有被包括在0.30 m2/m至0.70 m"m的范圍內(nèi)的可用表面，以及被包括在71/m至18 1/m的范圍內(nèi)的內(nèi)容 積。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述控制面板(17)控制培養(yǎng)基流的不同養(yǎng)分的注入。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于獲得生物燃料的能量光轉(zhuǎn)換器，其特 征在于所述再循環(huán)系統(tǒng)(18)產(chǎn)生文丘里型效應(yīng)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量光轉(zhuǎn)換器用于獲得生物燃料的用途。
32. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量光轉(zhuǎn)換器用于獲得藥學(xué)產(chǎn)物如脂肪酸 和黃體素的用途。
33. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量光轉(zhuǎn)換器用于獲得化妝品產(chǎn)物如甘 油、色素和乳化物質(zhì)的用途。
34. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量光轉(zhuǎn)換器用于獲得具有高二氧化硅含 量的工業(yè)產(chǎn)物如硼硅酸鹽和鐵硅酸鹽的用途。
35. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量光轉(zhuǎn)換器用于獲得肥料、農(nóng)用產(chǎn)物、 工業(yè)產(chǎn)物和家畜產(chǎn)物的用途。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量光轉(zhuǎn)換器用于獲得熱能和電能的用
全文摘要
本發(fā)明涉及能量光轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，所述能量光轉(zhuǎn)換器以連續(xù)和封閉的方式起作用，用于通過(guò)浮游植物的大規(guī)模培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)生物燃料以及其它令人感興趣的產(chǎn)物。
文檔編號(hào)C12M1/42GK101466824SQ200780021524
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者伯納德·A·J·斯特羅亞茲沃-穆然, 克里斯蒂安·戈米斯·卡塔拉 申請(qǐng)人:生物燃料系統(tǒng)有限公司