密闭式藻类养殖系统的制作方法
【专利摘要】密闭式藻类养殖系统具有一藻类供应装置，一第一连通管、至少二槽体与至少二发光装置。该藻类供应装置透过第一连通管分别与该些槽体耦接并形成流体连通。每一槽体由至少一侧壁、一底部以及一上盖所组成，共同界定出一容置空间，用以容纳来自藻类供应装置的藻类培养原液。每一槽体系以不透光材质制成且具有一第一开口与一第二开口。第一开口固设于该至少一侧壁其中一者的上并与该第一连通管耦接。第二开口固设于该底部上，用以排出培养的藻类。至少二发光装置分别与每一槽体的上盖耦接，且往下延伸朝向该槽体容置空间使至少一部份该发光装置浸没至该藻类培养原液的液面下方。
【专利说明】密闭式藻类养殖系统
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种密闭式藻类养殖系统，且特别是有关于一种不透光可阻隔外界光源的密闭式藻类养殖系统。
【背景技术】
[0002]藻类(MICR0ALGAE)是常见于淡水与咸水海域的单细胞生物。藻类具有极高的经济价值；举例来说，富含脂质的藻类(如，单胞藻SCHIZOCHYTRIUM SP.)可用来制备生质能源；而蛋白质或多醣类含量较高的藻类(前者如扁藻(TETRASELMIS SP.)，后者如紫球藻(PORPHYRIDIUM SP.))则可作为食物、饲料、营养补给品甚至医药品。
[0003]既有的藻类养殖技术可概略地分为开放式养殖与密闭式养殖两大类。所谓的开放式养殖通常是使用大面积的藻类养殖池，利用阳光为主要的光源，使藻类能够进行光合作用。然而，开放式养殖池常有日照不足、大量雨水造成稀释或外来污染源影响藻相的问题，致产量不稳或有污染的风险。密闭式养殖系统又称光合生物反应器(PH0T0-B10REACT0R)或简称生物反应器，其系将藻类养殖于密闭系统内，采用外界自然光源并选择性地搭配人工光源，以提升产量。以既有的密闭式藻类养殖系统为例，其主要系采用透光材质的槽体、上盖以利光源穿透；然而，在商业化养殖系统中，槽体容积较大，于藻类养殖系统内往往存在光传导照射范围的死角。有鉴于此，业界提出使用光导装置引入外界光源，但光导装置有传输距离的限制，且即使是在其传输距离内，亮度仍会随着传输距离而递减，因而在反应系统内的亮度分布极不平均，同样会造成藻类培养生长效率不佳。有鉴于此，此领域亟需一种改良的密闭式藻类养殖系统，以改善目前密闭式藻类养殖系统藻类培养生长效率不佳的困扰。
【发明内容】
[0004]
【发明内容】
旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此
【发明内容】
并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。
[0005]基于以上,本揭不内容的一态样提供一种改良的密闭式藻类养殖系统，其不可透光且可完全隔绝外界光源，以精确控制槽体内光源的照射波长、色温、频率与时间，进而提高藻类培养的生长速率。
[0006]为达上述的目的，于一实施方式，所述的密闭式藻类养殖系统包含一藻类供应装置、一第一连通管、至少二槽体与至少二发光装置。上述藻类供应装置用来提供藻类培养所需的培养原液(STOCK⑶LTURE)，其组成包括藻种、液体培养基(例如:B0LD MODIFIEDBASAL FRESHWATER NUTRIENT SOLUT1N)和/或其他物质(例如:矿物质、微量元素、维生素、盐类以及含二氧化碳的水等)，且透过该第一连通管分别与该些槽体耦接并形成流体连通。每一槽体由至少一侧壁、一底部以及一上盖所组成，共同界定出一容置空间，用以容纳来自藻类供应装置的藻类培养原液；所述槽体系以不透光材质制成且具有一第一开口与第二开口。第一开口系固设于该至少一侧壁其中一者的上并与该第一连通管耦接；第二开口系固设于该底部上，用以排出培养的藻类。至少二发光装置分别与每一槽体的上盖耦接，且往下延伸朝向该槽体容置空间，使至少一部份该发光装置浸没至该藻类培养原液的液面下方。
[0007]依据可任选的实施方式，第一开口和第二开口间之高度差为该侧壁高度的三分之二(B卩，2/3)至十分之九(即，9/10)间。较佳是，上述高度差为侧壁高度的四分之三(即，3/4)至五分之四(即，4/5)间；更佳是，上述高度差为侧壁高度的五分之四(即，4/5)。
[0008]依据一实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统可还包括一第二连通管，连接每一槽体的第二开口，以在各槽体间建立流体连通。
[0009]依据另一实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统可还包括一第三连通管，其与第一连通管、第二连通管及藻类供应装置连接，以建立一封闭的流体连通回路。
[0010]此外，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统可还包括一收集槽，其与第二连通管连接，提供一容置空间以暂时容置从密闭式藻类养殖系统的槽体所排出的液体培养基与其所含有的藻类；另一方面，此收集槽的设置亦可增加密闭式藻类养殖系统的生产效率，缩短不同批次间藻类养殖转换流程所耗费的时间成本。
[0011 ] 依据一实施方式，可非必要地设置复数个收集控制单元于第二连通管内，且该些收集控制单元可分别相对应地控制(例如，启动或阻断)每一槽体内部的液体于第二连通管122内的流通性。
[0012]在其他的实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统，其中该上盖设有一第三开口，用以释放槽体内因藻类培养所产生的氧气。再者，本揭示内容的密闭式藻类养殖系统，可还包括一第四连通管设置于槽体外，与第三开口连接，用以将光合作用过程中产生的氧气，导引至位于密闭式藻类养殖系统外部的气体收集装置而供进一步利用。为达此一目的，本揭示内容的密闭式藻类养殖系统，还可非必要地设有一气体感测器，设于槽体内部侧壁或上盖内表面上，用以侦测各槽体内的氧气含量。
[0013]依据一实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统，可还包括一液体供应装置，与该藻类供应装置相耦接，用来提供水溶液至藻类供应装置。此外，所述的液体供应装置可还包括一二氧化碳压缩装置，其中该二氧化碳压缩装置可以提供一气体组成，该气体组成中可以含有大于0%(v/v)至小于等于100%(v/v)的二氧化碳，用来制造出含有二氧化碳的水溶液，以供应藻类进行光合作用所需的二氧化碳。于一实施例中，所述的含二氧化碳水溶液中二氧化碳的浓度为至少3wt%。
[0014]依据一实施方式，所述的发光装置所发出的光线，其色温为大于5000K;较佳为，大于5500K;更佳为，大于6000K。此外，此发光装置发出的光线具有一闪烁频率介于每秒20-60次；较佳是，介于每秒30-50次；更佳是，每秒约40次。。
[0015]依据一可任选的实施方式，该发光装置可以采用发光二极体(LIGHT-EMITTINGD1DES)、激光光源(LASER LIGHT SOURCES)、白炽光源(INCANDESCENT LIGHT SOURCES)、萤光光源(FLUORESCENT LIGHT SOURCES)、汞气灯源(MERCURY VAPOR LIGHT SOURCES)或光学纤维(OPTICAL FIBERS)其中任一种光源，或可以是上述光源的组合。
[0016]依据一实施方式，所述任一槽体中具有复数个发光装置，以同心圆方式均匀排列，围绕形成一单圈排列结构；依据另一实施方式，所述的数个发光装置，以同心圆方式均匀排列，由内圈向外圈延伸，形成两个同心圆排列结构，此排列方式可增加发光装置的照射范围，使槽体内的光源更加均匀分布，进而提升藻类培养的效率。
[0017]依据一实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统，可还包括一养殖监测器，设于至少一所述槽体内部的侧壁上，以便在不破坏槽体内密闭状态的情形下，监控各槽体内所培养的藻类的成熟度。所述的养殖感测器可以是叶绿素仪(CHLOROPHYLL METER)或分光光度计(SPECTROMETER)。
[0018]或者是，于其他实施方式中，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统可还包括一养殖监控管，设于至少一所述槽体的外侧，其二端分别耦接至侧壁上，与槽体形成流体连通，使槽体内的液体可藉由下方入口流入至养殖监控管内。此外，当槽体内部的液面高度高于养殖监控管的上方出口时，成熟度监控管的液体又可回流至槽体中。此成熟度监控管可由透明材料制成，以利由容器外部监控藻类的培养情况。
[0019]依据一实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统，可还包括一反光结构，设于槽体的内表面上，且其材质可以由镜面材质、金属材质、塑化材料或其他反光材料所制成，此反光结构系利用光线反射原理，以增加光源的照射范围，避免槽体内出现光源照射死角，使分布于槽体内部的藻类，皆可以充分接收到光源的照射。
[0020]依据其他实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统，可还包括一温度感测器设于槽体内部的侧壁或上盖的内表面，用以侦测槽体内液体培养基的温度。
[0021]依据可任选的实施方式，本揭示内容所提出的密闭式藻类养殖系统的槽体底部可以是平坦状或锥状。
[0022]此外，在其他实施方式中，本揭示内容的密闭式藻类养殖系统，可还包括一密封件，设置于上盖和侧壁的接合处，以密合二者间所产生的缝隙。
[0023]在参阅下文实施方式后，本发明所属【技术领域】中具有通常知识者当可轻易了解本揭示内容的基本精神及其他发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施态样。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为让本发明的上述与其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下:
[0025]图1A为依据本揭示内容一实施方式而设置的密闭式藻类养殖系统100的示意图；
[0026]图1B为依据本揭示内容另一实施方式而设置的密闭式藻类养殖系统100’的示意图；
[0027]图2为依据本揭示内容一实施方式而设置的槽体210的示意图；
[0028]图3为依据本揭示内容另一实施方式而设置的槽体310的示意图；
[0029]图4为依据本揭示内容一实施方式而设置的发光装置450的示意图；
[0030]图5为依据本揭示内容一实施方式而设置的发光装置550的俯视图；
[0031]图6为依据本揭示内容一实施方式而设置的发光装置650的俯视图；
[0032]图7为依据本揭示内容一实验例，藻类培养过程叶绿素浓度变化的曲线图；以及
[0033]图8为依据本揭示内容上述实验例，藻类培养过程PH值浓度变化的曲线图。
[0034]根据专利申请领域的惯例，图中所示的元件/特征并未依比例绘制，而是为了凸显与本发明相关的具体元件/特征。此外，在不同图式中，使用相同或类似的元件符号还指称类似的元件/部件。
[0035]【主要元件符号说明】
【权利要求】
1.一种密闭式藻类养殖系统，包含: 一藻类供应装置，用以供应一藻类培养原液； 至少二槽体，每一该槽体系由不透光材质制成且包含: 一底部、至少一侧壁与一上盖，共同界定出一槽体空间， 一第一开口，设于该侧壁上；与 一第二开口，设于该底部，其中该第一开口与该第二开口的间的高度差为该侧壁高度的2/3至9/10之间； 一第一连通管，与该藻类供应装置耦接并通过该第一开口分别与每一该槽体耦接，而形成流体连通借以传送该藻类培养原液进入该槽体空间内；以及 至少二发光装置，分别与每一该槽体的该上盖耦接，设于该槽体空间内且至少一部分浸没至该藻类培养原液的液面下方。
2.如权利要求1所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于还包括一第二连通管，用以连接每一该槽体的该第二开口以在该至少二槽体之间建立流体连通。
3.如权利要求2所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于还包括一第三连通管，用以连接该第一连通管、该第二连通管与该藻类供应装置，以在该密闭式藻类养殖系统中建立一封闭的流体连通回路。
4.如权利要求2所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于还包括一收集槽，与该第二连通管耦接，用以收集从每一该槽体所排出的培养原液。
5.如权利要求1所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于该上盖设有一第三开口，用以排气。
6.如权利要求5所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于还包括一第四连通管，用以连接每一该槽体的该第三开口以在该至少二槽体之间建立流体连通。
7.如权利要求6所述的密闭式藻类养殖系统,其特征在于还包括一气体收集装置,与该第四连通管耦接。
8.如权利要求1所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于还包括一液体供应装置，与该藻类供应装置相耦接，其中该液体供应装置包含一二氧化碳压缩器，用以将含二氧化碳的一气体组成与液体混和，以产生一含二氧化碳水溶液。
9.如权利要求8所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于该气体组成含有大于0%(v/V)且小于等于100% (v/v)的二氧化碳。
10.如权利要求8所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于该含二氧化碳水溶液含有至少3wt%的二氧化碳。
11.如权利要求1所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于还包括一反光结构，设于该槽体的内表面上。
12.如权利要求1所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于该发光装置选自由发光二极体(LIGHT-EMITTING D1DES)、激光光源(LASER LIGHT SOURCES)、白炽光源(INCANDESCENT LIGHT SOURCES)、萤光光源(FLUORESCENT LIGHT SOURCES)、汞气灯源(MERCURY VAPOR LIGHT SOURCES)，以及至少一光学纤维(OPTICAL FIBERS)组成的群组中。
13.如权利要求1所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于该发光装置所发出的光线的色温为大于5000K。
14.如权利要求1所述的密闭式藻类养殖系统，其特征在于该发光装置所发出的光线具有一光闪烁频 率介于每秒20 - 60次之间。
【文档编号】C12M1/00GK104073422SQ201310109838
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】黄明伦, 张孟喻 申请人:映宝生物能源科技有限公司