專利名稱：用于光合培養(yǎng)的裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)要求2010年12月12日提交的第61/422184號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)以及2010年6月15日提交的第61/355121號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，這兩件申請(qǐng)分別以引用方式全文結(jié)合在此。在此披露的裝置以及方法涉及光合細(xì)胞培養(yǎng)，因?yàn)樗鼞?yīng)用于生物質(zhì)的生產(chǎn)以及CO2再循環(huán)或埋存以及廢水減排。更確切地說(shuō)，所披露的裝置以及方法涉及用于產(chǎn)業(yè)規(guī)模應(yīng)用的藻類學(xué)商業(yè)化。用于此處系統(tǒng)的方法和設(shè)備代表用以將藻類生產(chǎn)擴(kuò)增到產(chǎn)業(yè)量的新的且經(jīng)改進(jìn)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用新穎的豎直定向式光合光生物反應(yīng)器或光板以及培養(yǎng)方法和部署策略。 所披露的系統(tǒng)通過(guò)將散射的太陽(yáng)照射分散在展開得極大的表面積上借此使太陽(yáng)光強(qiáng)度朝向藻類光合作用的最佳強(qiáng)度范圍減少或者減少到該最佳強(qiáng)度范圍中，來(lái)優(yōu)化用于光合作用的可用太陽(yáng)能。所披露的光板裝置非常適合于利用常見的價(jià)格低廉且可再循環(huán)的材料來(lái)適應(yīng)藻類品種的多樣性以及地理和季節(jié)性變化。所披露的光板設(shè)計(jì)尤其適合于懸浮以及附著式藻類培養(yǎng)，用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用作生物燃料的藻類油的目的。所披露的新光板設(shè)計(jì)解決在具有超高細(xì)胞濃度的情況下在相同的連續(xù)培養(yǎng)中對(duì)于藻類繁育對(duì)藻類脂肪酸合成的非常特別的幾乎互斥的培養(yǎng)需要。
背景技術(shù)：
目前人類對(duì)作為有限資源的化石或石油燃料的依賴已促進(jìn)了替代可再生能源的開發(fā)。由化石燃料的燃燒排放的CO2作為溫室氣體并且是全球變暖的主要原因，使緊迫性進(jìn)一步增加。據(jù)估計(jì)，美國(guó)每年消耗430億加侖以上的柴油燃料在運(yùn)輸上，加上多倍于這個(gè)量的汽油以及其他油基燃料。為了使用除了所謂的化石或石油衍生燃料之外的來(lái)源來(lái)提供燃料，從植物油和動(dòng)物脂肪提取生物柴油。基于玉米的乙醇現(xiàn)在以較高的百分比與汽油摻和。諸如玉米乙醇等生物燃料的當(dāng)前開發(fā)需要大量的土地和水。用食物生產(chǎn)運(yùn)輸燃料已對(duì)農(nóng)產(chǎn)品造成價(jià)格壓力。光合作用通過(guò)聚集來(lái)自CO2的碳將太陽(yáng)電磁能轉(zhuǎn)換成在長(zhǎng)碳鏈中所儲(chǔ)存的化學(xué)能。光合作用是地球上埋存并且再循環(huán)CO2的主要過(guò)程。微藻類是最有光合效率的生物體。藻類作為生物燃料的來(lái)源已被研究很久了。20世紀(jì)70年代的上一次能源危機(jī)加速了替代能源的研究。美國(guó)能源部的水生物種計(jì)劃已收集到了大量的資料。藻類可以在污水中生長(zhǎng)。藻類在光合作用中是非常有效的，具有驚人的繁育速率。一些藻類品種每4到6個(gè)小時(shí)就可以翻倍。藻類在某些條件中生長(zhǎng)(諸如，乏氮培養(yǎng))時(shí)可以合成并且積聚脂肪酸到大于其干重的一半的水平。藻類脂肪酸或油能夠并且目前被精煉為用于美國(guó)海軍的噴氣燃料。然而，允許藻類培養(yǎng)從實(shí)驗(yàn)室量擴(kuò)增到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的培養(yǎng)系統(tǒng)迄今一直是有挑戰(zhàn)性的。常規(guī)地，此類藻類培養(yǎng)系統(tǒng)可以分成兩類開放對(duì)密閉。每個(gè)常規(guī)種類都具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。開放培養(yǎng)系統(tǒng)向環(huán)境“開放”，并且最常見的當(dāng)前形式可以被描述為大的跑道水池(raceway ponds)。此類開放水池是建造和操作起來(lái)最不昂貴的。因而，開放水池被ASP調(diào)查結(jié)果提倡用來(lái)與化石燃料競(jìng)爭(zhēng)。然而，跑道水池由于不斷的蒸發(fā)而需要使用大量的水。開放水池提供次最佳的光強(qiáng)度控制。開放水池易于被野生型品種污染，會(huì)侵吞正在繁殖的所希望的培養(yǎng)品種。另外，這種類型的開放培養(yǎng)是不受保護(hù)的，會(huì)受到以藻類為食的捕食者的侵襲。大的培養(yǎng)水池可能 在幾天之內(nèi)就會(huì)被此類捕食者侵食殆盡。雖然大量的資源正被集中到設(shè)計(jì)或在基因上修改藻類以提高產(chǎn)量并且克服開放水池的上述缺點(diǎn)，但是公眾輿論不太可能會(huì)允許在開放系統(tǒng)中使用轉(zhuǎn)基因突變品種，這伴隨著不可控的環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。地理限制，諸如溫度和太陽(yáng)照射以及土地要求，是額外的限制。密閉的系統(tǒng)或光生物反應(yīng)器被設(shè)計(jì)為在不同程度上解決開放水池系統(tǒng)的所有這些限制以及顧慮。然而，一個(gè)主要挑戰(zhàn)是太陽(yáng)照射的有效利用。地球表面上被照到的太陽(yáng)照射是高度可變的，這依賴于諸如季節(jié)性的、每日的以及大氣的變化等地理因素。“自遮蔭或自遮蔽”現(xiàn)象進(jìn)一步使太陽(yáng)照射的利用變復(fù)雜。在光透入藻類培養(yǎng)物中時(shí)，光子被葉綠素吸收，從而減小光強(qiáng)度。此“自遮蔭”在具有高葉綠素濃度的高細(xì)胞濃度培養(yǎng)物中被夸大。實(shí)際上，光在高細(xì)胞濃度培養(yǎng)物中根本不會(huì)透入到非常遠(yuǎn)，而是只透入幾毫米。藻類光合作用的最佳光強(qiáng)度已被論證為是直射明亮太陽(yáng)照射的一小部分，在10%的范圍中。在開放水池中的藻類培養(yǎng)物通常有一層有害的淺層培養(yǎng)層，在其中直射太陽(yáng)光束的極高光強(qiáng)度引起光抑制、細(xì)胞損害以及可能的細(xì)胞死亡。通過(guò)“自遮蔭”，高有毒水平的光強(qiáng)度通過(guò)初始淺層“有毒”層中的葉綠素吸收而得到衰減，借此培養(yǎng)物的中間層經(jīng)歷藻類光合作用的“最佳”光強(qiáng)度。任何較深的培養(yǎng)物層隨著光強(qiáng)度的進(jìn)一步衰減都無(wú)法接收到足夠的光來(lái)驅(qū)動(dòng)藻類光合作用。當(dāng)前的技術(shù)或培養(yǎng)系統(tǒng)，開放的或密閉的，依賴于細(xì)胞移動(dòng)進(jìn)出以下各個(gè)概念性光區(qū)的策略1)淺層有毒區(qū)，2)中間最佳區(qū)以及3)深的不足區(qū)。藻類細(xì)胞可以移動(dòng)到可能有毒的淺層中，在離開該區(qū)之前只吸收了幾毫秒到幾微秒的光子，這樣并沒有形成損害性自由基。開放水池的當(dāng)前技術(shù)利用大的槳葉來(lái)造成攪拌以及水流，而典型的密閉系統(tǒng)，諸如管狀系統(tǒng)則利用泵。大部分的水流是層流、平行于上述的概念性光區(qū)，而不是在細(xì)胞垂直移動(dòng)穿過(guò)這些光區(qū)中更有效的湍流。此外，通過(guò)泵產(chǎn)生的藻類移動(dòng)可能會(huì)在較高速度下經(jīng)歷剪切損傷。不管用當(dāng)前密閉系統(tǒng)所獲得的效率怎樣，一般來(lái)說(shuō)在正常的市場(chǎng)條件下，光生物反應(yīng)器的成本有效性并不能與化石燃料競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)前最不昂貴的密閉系統(tǒng)是具有很少結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單塑料袋。隨著這些批次類型的培養(yǎng)物生長(zhǎng)以及葉綠素含量增加，在中間中越來(lái)越大比例的培養(yǎng)物不能接收到足夠的光來(lái)進(jìn)行光合作用，從而限制了可實(shí)現(xiàn)的細(xì)胞濃度。密閉系統(tǒng)的一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例是US 6，509, 188(Trosch)，該案?jìng)魇诹艘环N光生物反應(yīng)器，該光生物反應(yīng)器具有由透明材料形成的一個(gè)反應(yīng)器腔室并且具有被適配為用管狀突起和延伸部來(lái)增加反應(yīng)器表面積的凹陷和突起。然而，TlOSCh專利構(gòu)造很少增加所形成的反應(yīng)器板的結(jié)構(gòu)完整性，并且缺少窄的橫截面積用于限制養(yǎng)分?jǐn)U散到不同的高度水平以在反應(yīng)器內(nèi)建立養(yǎng)分梯度。因而，對(duì)一種藻類培養(yǎng)系統(tǒng)還存在未滿足的需要，這種藻類培養(yǎng)系統(tǒng)具有合理的資本和操作成本來(lái)在正常的市場(chǎng)條件下與原油競(jìng)爭(zhēng)。此種系統(tǒng)應(yīng)能夠連續(xù)地實(shí)現(xiàn)超高細(xì)胞濃度藻類培養(yǎng)物。此種系統(tǒng)應(yīng)提供一種結(jié)構(gòu)以及其部署，該結(jié)構(gòu)提供用以均勻地且可控地傳送太陽(yáng)和人工輻照的更均勻手段。另外，此種系統(tǒng)應(yīng)固有地包括用以防止或限制生物膜的生物附著或沉積的手段，并且應(yīng)采用多個(gè)部件，這些部件用以張開光生物反應(yīng)器內(nèi)封套的表面積并且同時(shí)提供用于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)完整性的手段。另外，此種系統(tǒng)應(yīng)采用一個(gè)反應(yīng)器，該反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上得到增強(qiáng)并且提供藻類培養(yǎng)物的所希望的高的表面積對(duì)體積比的穩(wěn)定性以及所希望的可用的小橫截面積，該小橫截面積提供了用于限制養(yǎng)分?jǐn)U散到不同的高度水平以建立養(yǎng)分梯度的手段。

發(fā)明內(nèi)容
在此披露的裝置以及方法提供一種用于藻類培養(yǎng)的新穎手段，以通過(guò)光合作用的光化學(xué)過(guò)程來(lái)優(yōu)化可用太陽(yáng)電磁能到所儲(chǔ)存化學(xué)能的轉(zhuǎn)換?？赡艿膽?yīng)用包括，但不限于，用于原料、肥料、養(yǎng)料的生物質(zhì)的生產(chǎn)以及水處理和CO2埋存。所披露的新穎系統(tǒng)的主要目 標(biāo)之一是以經(jīng)濟(jì)的過(guò)程來(lái)優(yōu)化生長(zhǎng)條件，使藻類生物燃料成為有競(jìng)爭(zhēng)力的替代性可再生燃料?？偛呗允菍?shí)現(xiàn)超高細(xì)胞濃度的藻類培養(yǎng)物。通過(guò)實(shí)現(xiàn)超高細(xì)胞濃度，細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)的體積以及圍起該介質(zhì)所需的材料最少。細(xì)胞濃度越高，藻類培養(yǎng)物在細(xì)胞移動(dòng)的情況下可利用的日光強(qiáng)度就越高。實(shí)現(xiàn)超高細(xì)胞濃度還將降低在收獲時(shí)將藻類與培養(yǎng)介質(zhì)分離的成本。為了方便超高細(xì)胞濃度培養(yǎng)，藻類培養(yǎng)物將通過(guò)在光板設(shè)計(jì)中應(yīng)用“空心橫條(trabeculae)”的新構(gòu)造來(lái)采取高的表面積對(duì)體積比。藻類培養(yǎng)物的所有表面積都將曝露于光源。藻類培養(yǎng)物的高表面積對(duì)體積比將最小化可能經(jīng)歷“深的光不足區(qū)”達(dá)較長(zhǎng)時(shí)間段的細(xì)胞的數(shù)目。由于培養(yǎng)物中細(xì)胞濃度的增加，“自遮蔭”現(xiàn)象造成越來(lái)越少的光透入，使得越來(lái)越接近于曝光培養(yǎng)物表面積的越來(lái)越多的細(xì)胞經(jīng)歷不足的光。大體上，第三個(gè)理論上的光不足區(qū)隨著前兩個(gè)層減小而增加?！白哉谑a”機(jī)制因此限制了總體培養(yǎng)物生長(zhǎng)以及限制了在藻類培養(yǎng)物中實(shí)現(xiàn)的細(xì)胞數(shù)濃度。用于基線夜間光合活動(dòng)的支援性人工光可以應(yīng)用于支持藻類夜間呼吸的需氧量(稍后將在此處的方法下展開)。被選擇用來(lái)圍起介質(zhì)的材料應(yīng)當(dāng)是常見的、透明的、柔性的、價(jià)格低廉的、并且優(yōu)選是可再循環(huán)的。該系統(tǒng)應(yīng)非常適合于適應(yīng)光合生物體和細(xì)胞器的多樣性以及地理?xiàng)l件。所披露的新穎系統(tǒng)以及所應(yīng)用的策略的更具體的目標(biāo)如下對(duì)可用太陽(yáng)照射的最佳光合利用是通過(guò)應(yīng)用名言希波克拉底誓言“無(wú)害第一”來(lái)尋求到。高光強(qiáng)度的直射太陽(yáng)光束對(duì)藻類細(xì)胞是有毒的，引起光抑制、細(xì)胞損害以及可能的死亡，這些都是耗費(fèi)能量的，從而降低光使用效率。大體上，策略是設(shè)法限制第一個(gè)理論淺層有毒區(qū)。新穎的系統(tǒng)是設(shè)法限制直射太陽(yáng)照射以及更有效地使用散射光。散射或間接自然光更接近于用于藻類光合作用的最佳光強(qiáng)度。這主要是通過(guò)隨著太陽(yáng)在空中的移動(dòng)來(lái)使豎直安置式光板旋轉(zhuǎn)從而簡(jiǎn)單地將它們定向成全天基本上平行于太陽(yáng)光束來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣允許太陽(yáng)光束均勻地透入藻田以通過(guò)地面的表面處理來(lái)散射并且反射。豎直安置式藻板的頂部部分將接收經(jīng)大氣散射的光，而豎直藻板的底部部分將接收散射以及反射離開地面處理的光。豎直定向式光板的上部部分所經(jīng)歷的經(jīng)大氣散射的光在較小光強(qiáng)度范圍內(nèi)令人驚訝地一致，不管晴天還是多云的陰天。來(lái)自直射光譜太陽(yáng)光束的光強(qiáng)度可以通過(guò)使光板從平行于太陽(yáng)光束偏離幾度角來(lái)調(diào)節(jié)，從而匹配藻類培養(yǎng)物的光合容量。這個(gè)應(yīng)用或策略可能看似簡(jiǎn)單，但并不明顯，因?yàn)楣馍倬褪嵌嗫赡苁欠粗庇X的。增加的藻類培養(yǎng)物表面積、光強(qiáng)度的分布和減少以及用以維持高的培養(yǎng)物表面積對(duì)體積比的結(jié)構(gòu)全部通過(guò)新穎構(gòu)造“空心橫條”的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，這將在下文的光生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)下進(jìn)一步描述。
其中散射和重分布的光仍高于最佳藻類光合光強(qiáng)度的高光條件、細(xì)胞移動(dòng)通過(guò)各個(gè)概念性的有毒、最佳以及不足光的區(qū)的策略如先前描述都是適用的。這種機(jī)制甚至通過(guò)高細(xì)胞濃度培養(yǎng)物來(lái)優(yōu)化，因?yàn)楸豢浯蟮摹白哉谑a”造成較少光透入，有效地減小了光條件的前兩個(gè)理論區(qū)或?qū)拥暮穸?。藻類?xì)胞將因此在具有很少位移的情況下經(jīng)歷不同的區(qū)。藻類細(xì)胞可以在亮與暗條件之間快速地?cái)[蕩。細(xì)胞的攪拌通過(guò)鼓泡來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不是在開放跑道水池中的需要能量的大漿葉或密閉管狀系統(tǒng)中的流體泵。富CO2氣體，諸如來(lái)自天然氣或煤的燃燒的廢氣，通過(guò)在光板的底部處的噴頭來(lái)施配，作為主要養(yǎng)分。氣泡在冒出時(shí)起到細(xì)胞攪動(dòng)的額外功能。由于用于光合作用的CO2量與可用光成比例，因此增加的光源需要更多CO2遞送或較高冒泡速率，這轉(zhuǎn)變?yōu)檩^高的攪動(dòng)速率。換句話說(shuō)，較高光條件可用較高鼓泡速率、遞送較高CO2需求量來(lái)滴定。由冒泡引起的主導(dǎo)湍流在細(xì)胞垂直于光區(qū)移動(dòng)時(shí)更有效。朝向藻類生物燃料開發(fā)的甚至更具體的目標(biāo)是適應(yīng)對(duì)藻類細(xì)胞繁育對(duì)藻類脂肪酸合成和積聚的互斥需要。在富氮的培養(yǎng)介質(zhì)中，藻類蛋白質(zhì)合成容易發(fā)生。過(guò)多的能量是以更直接可用的能量?jī)?chǔ)存形式諸如碳水化合物來(lái)儲(chǔ)存以驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞繁育的過(guò)程。在缺氮的情況下，蛋白質(zhì)合成有限并且細(xì)胞生長(zhǎng)和繁育被抑制。過(guò)多的能量改為被驅(qū)動(dòng)向以脂肪酸的形式來(lái)長(zhǎng)期儲(chǔ)存。在藻類生物質(zhì)的當(dāng)前生產(chǎn)中，收獲整個(gè)藻類細(xì)胞。細(xì)胞收獲需要細(xì)胞繁育以維持穩(wěn)定的培養(yǎng)物大小或細(xì)胞數(shù)目?？梢赃m應(yīng)在培植期(Iogrythmicphase)中用于細(xì)胞繁育的富氮環(huán)境以及用以驅(qū)動(dòng)脂肪酸合成的缺氮環(huán)境的系統(tǒng)將允許更有效的連續(xù)培養(yǎng)，這與有限的批次培養(yǎng)相反。在相對(duì)小的單獨(dú)光板中的隔室劃分有益于及早隔離可能出現(xiàn)的問題，諸如病毒、真菌以及真核捕食者的污染。還通過(guò)構(gòu)造“空心橫條”方便建立兩個(gè)功能不同的區(qū)，富氮區(qū)對(duì)缺氮區(qū)，該空心橫條進(jìn)一步減小了可用于擴(kuò)散的橫截表面積以及提供薄的豎直安置式光板的總體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這兩個(gè)不同的功能區(qū)的建立將在方法下進(jìn)一步描述。光生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)成本有效的光生物反應(yīng)器或光板應(yīng)當(dāng)用常見的價(jià)格低廉的并且優(yōu)選可再循環(huán)的材料來(lái)制成，像透明塑料，諸如但不限于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。光板是豎直安置的。光板應(yīng)對(duì)以張開的表面積曝露于太陽(yáng)照射下的藻類培養(yǎng)物提供圍擋。此外，藻類培養(yǎng)物在采取了光板的內(nèi)腔室的形狀之后應(yīng)具有高的表面積對(duì)體積比以有助于超高細(xì)胞濃度。光板應(yīng)薄且高到足以建立用于細(xì)胞繁育對(duì)脂肪合成的不同功能區(qū)。這被更好地描述為相對(duì)于上方或下方的藻類的體積來(lái)說(shuō)有限的橫截面積，這樣，可用于養(yǎng)分諸如氮擴(kuò)散到后續(xù)水平的橫截面積是有限的。這些目標(biāo)全部都通過(guò)“空心橫條”的新穎構(gòu)造的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。該新穎構(gòu)造“空心橫條”的靈感來(lái)源于自然。橫條就是諸如在動(dòng)物松質(zhì)骨中看到的微橋。在松質(zhì)骨中的橫條使具有較少骨質(zhì)材料的皮質(zhì)骨外表面穩(wěn)定并且增加用于支撐紅色骨髓細(xì)胞的表面積(沿著橫條的表面積)。小橋的想法可以應(yīng)用于向薄的塑料膜或片賦予結(jié)構(gòu)。橫條的最簡(jiǎn)單體現(xiàn)可以是交錯(cuò)的圓錐體或棱錐。這些小橋或圓錐體可以通過(guò)熱成形工藝來(lái)容易地應(yīng)用于透明塑料。對(duì)薄的塑料片或膜加熱并且通過(guò)真空和/或正壓使之采取模具的形狀。具有凸起的重復(fù)的多圓錐結(jié)構(gòu)的、經(jīng)模制的薄塑料膜可以隨后與相對(duì)的類似模制的塑料膜以整齊且交錯(cuò)的樣式或與自身以蛤形構(gòu)型來(lái)并列并且熔化?！翱招臋M條”是空心的，因?yàn)檫@種構(gòu)造表示負(fù)空間。在這個(gè)圓錐實(shí)例中，圓錐體是由薄塑料形成并且只填充有空氣。藻類培養(yǎng)物占據(jù)了圓錐體之間的窄空間或體積。圓錐側(cè)之間的距離可以是從幾英寸到亞厘米。就緊密填塞的圓錐樣式來(lái)說(shuō)，藻類培養(yǎng)物將采取具有張開的表面積(有高的表面積對(duì)體積比)的所希望的特性。此外，緊密圓錐樣式還進(jìn)一步減小可用于使養(yǎng)分?jǐn)U散到光板內(nèi)的其他水平的橫截面積以方便建立兩個(gè)不同的功能區(qū)。淺層(climactic)條件以及特定藻類品種要求可能需要對(duì)藻類培養(yǎng)物的溫度調(diào)節(jié)。一個(gè)額外的分離外隔室可以作為施加到光板的一側(cè)或兩側(cè)上的一個(gè)額外透明材料層來(lái)結(jié)合以充當(dāng)水浴或水套。在此種情況下，“空心橫條”將填充有循環(huán)水，與藻類培養(yǎng)介質(zhì)不連續(xù)。在希望時(shí)水套可以含有使光進(jìn)一步散射的溶液。為了闡明光在張開的表面積上的分布，將簡(jiǎn)單的圓錐體視為“空心橫條”概念。如果該照亮圓錐底的圓形區(qū)域的光的量被允許撞擊圓錐體的傾斜側(cè)壁的較大表面積，那么光量或光子數(shù)現(xiàn)在分布在較大的表面積上，從而有效地減少光強(qiáng)度。表面積張開的比與圓錐高度(H)對(duì)圓錐底的半徑取 的比有關(guān)。例如，圓錐高度(H)等于圓錐底的直徑或圓錐底的半徑 的兩倍的圓錐體對(duì)應(yīng)于從圓形圓錐底到圓錐壁的傾斜表面積表面積增加大約2. 2倍。類似地，等于3 的圓錐高度H表示表面積張開了大約3. 2倍。額外的表面積張開可以用“空·心橫條”上的二級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)完成。這可以表示圓錐側(cè)上的細(xì)微表面不規(guī)則性或作為規(guī)則臺(tái)階。在概念上，這可以聯(lián)系到動(dòng)物的腸結(jié)構(gòu)上，對(duì)于腸結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，增加的表面積對(duì)于較高的吸收率來(lái)說(shuō)是所希望的?！翱招臋M條”或圓錐體將類似于初級(jí)絨毛，具有額外的圓錐表面不規(guī)則性或臺(tái)階作為二級(jí)絨毛。為便于制造，可以將光板制成較小的光板部件，這些部件可以組裝成所希望的光板高度。較小的光板部件可以用不同的表面積張開比來(lái)制造并且被組裝成相對(duì)于光板高度上的位置以及地理因素來(lái)優(yōu)化用于藻類光合作用的光強(qiáng)度。也可以應(yīng)用其他制造技術(shù)，諸如注射模制，尤其是在希望較高的表面積張開比的情況下。光生物反應(yīng)器的其他元件，諸如取樣口以及入口和出口，是用于基本的功用。它們的位置可以是可變的，就位置來(lái)說(shuō)，不是插入在板上的窄側(cè)上就是與光板面對(duì)面。噴頭的重要性以及養(yǎng)分和補(bǔ)充人工光源的應(yīng)用將在方法下進(jìn)一步論述。使用滑動(dòng)/樞轉(zhuǎn)軌條系統(tǒng)的部署策略用于豎直安置式光生物反應(yīng)器的所披露的新穎部署系統(tǒng)的總目標(biāo)是優(yōu)化曝露到藻類培養(yǎng)物上的太陽(yáng)照射以匹配藻類培養(yǎng)物的光合能力。所披露的部署系統(tǒng)設(shè)法優(yōu)化以下各項(xiàng)1) 一塊藻田內(nèi)的多個(gè)光合板間太陽(yáng)能的一致以及均一分布，2)光強(qiáng)度的控制，以及3)操作實(shí)用性?？捎锰?yáng)電磁能在一天之內(nèi)大幅變化，且隨季節(jié)性條件和大氣條件也變化。重點(diǎn)是在于限制有毒高光強(qiáng)度，以免對(duì)藻類光合設(shè)備造成損害以及其他細(xì)胞損害和可能的細(xì)胞死亡，所有這些都是耗費(fèi)能量的。在陽(yáng)光燦爛的條件期間，需要一種控制機(jī)制來(lái)限制曝露到藻類培養(yǎng)物上的可用光量，以匹配藻類培養(yǎng)物能夠利用的最大光合速率。太陽(yáng)能到溫室或藻田內(nèi)的單獨(dú)光板上的一致均一分布允許只監(jiān)視幾個(gè)代表性光板。如果需要監(jiān)視每個(gè)光板的pH、硝酸鹽、氨、氧以及CO2，那么使用儀器的價(jià)格將高得驚人。通過(guò)太陽(yáng)能的均勻分布，使得來(lái)自鄰近光板的遮蔭得到最小化，對(duì)藻田的監(jiān)視可以通過(guò)中央對(duì)外圍光板的最小取樣來(lái)完成。新穎的部署系統(tǒng)必須還允許用于光板的維護(hù)、修補(bǔ)或替換的簡(jiǎn)易接近性。用于豎直安置式光生物反應(yīng)器或光板的新穎部署系統(tǒng)將光板組織在軌條中。這些軌條將具有一個(gè)允許平移的機(jī)構(gòu)以提高均一空間分布。成緊密構(gòu)型的軌條形成過(guò)道并且允許易于接近單獨(dú)的光板。上面懸掛著光板的翼部將具有一個(gè)樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以控制光強(qiáng)度。使光板的寬面樞轉(zhuǎn)成平行的，使直射光譜太陽(yáng)照射的量有限。通過(guò)稍偏離平行，可以使曝露于直射太陽(yáng)照射下的藻類培養(yǎng)物增加。換句話說(shuō)，來(lái)自直射太陽(yáng)照射的光強(qiáng)度可以通過(guò)稍偏離平行，小于5到10度來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而仍限制來(lái)自鄰近光板的遮蔭。太陽(yáng)光束仍均一地透入藻田，從而允許只對(duì)幾個(gè)光板進(jìn)行取樣監(jiān)視。撞到地面處理上的太陽(yáng)光束被散射。典型的地面處理將加強(qiáng)太陽(yáng)光束的散射和反射，即低吸收系數(shù)。此種地面處理的實(shí)例將包括，但不限于，水泥上的白色高光澤聚氨酯。散射光加到曝露于藻類培養(yǎng)物的直射照射上。易于使用的涂布技術(shù)將應(yīng)用于圍起光板的物理結(jié)構(gòu)或建筑物上或附近。UV吸收膜將被施加于物理結(jié)構(gòu)或溫室。也可以施加可活動(dòng)的光擴(kuò)散膜。關(guān)于此種膜技術(shù)的應(yīng)用的考慮因素應(yīng)考慮藻田安裝的地理位置。由于造成散射增加的濕度增大，擴(kuò)散膜在赤道緯度中可能不是必需的。類似地，由于通過(guò)大氣的長(zhǎng)光路，大于40度的緯度也接收到高百分比的散射光。操作方法有益于通過(guò)“空心橫條”新穎構(gòu)造提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般培養(yǎng)方法是就廣泛概念來(lái)描述的，以適應(yīng)光合生物體和細(xì)胞器的多樣性的大幅變化的培養(yǎng)需要，而不限于真核微藻類或原核藍(lán)藻細(xì)菌。所描述的方法意在說(shuō)明更一般的應(yīng)用情形而不是意在限制其他的創(chuàng)造性應(yīng)用。水介質(zhì)中的光合生物體是容納在高的光板內(nèi)并且安排在滑動(dòng)且樞轉(zhuǎn)的軌條上，如上文描述?？梢詰?yīng)用自養(yǎng)和異養(yǎng)的以及混合的培養(yǎng)。含有養(yǎng)分如氮(N)和磷(P)的新鮮培養(yǎng)介質(zhì)是從光板的頂端或底端連續(xù)地遞送。養(yǎng)分遞送的速率，以摩爾量以及新鮮介質(zhì)的總液體體積來(lái)計(jì)，是依賴于藻類培養(yǎng)物的光合活性、藻類品種的可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞濃度、以及所希望的收獲率。富二氧化碳(CO2)氣體是從位于板底部處的噴頭通過(guò)培養(yǎng)物鼓泡的。連續(xù)或半連續(xù)的藻類收獲可以是從光板的任一端來(lái)進(jìn)行，典型地是與新鮮培養(yǎng)介質(zhì)的遞送相對(duì)的末端。噴頭設(shè)計(jì)以及氣泡大小和速率的選擇要求認(rèn)真的選擇。將富CO2氣體遞送到光板中起到多個(gè)作用。除了遞送CO2作為光合作用所需的主要養(yǎng)分之外，CO2還用作pH緩沖劑。鼓泡也在氧(O2)的氣體交換中起到作用。作為光合作用副產(chǎn)物的氧將積聚。在高水平時(shí)，O2抑制光合作用。CO2與O2的氣體交換是在相反的方向上進(jìn)行在氣泡往上冒時(shí)，CO2離開氣泡而O2進(jìn)入氣泡。氣體交換速率通過(guò)傳質(zhì)函數(shù)來(lái)指定。氣體交換效率或速率與氣泡大小有關(guān)。表面積(SA)對(duì)體積比越高，相對(duì)氣體交換速率就越高。因而，具有較高的SA對(duì)體積比的較小氣泡具有相對(duì)較高的氣體交換速率。將避免長(zhǎng)的環(huán)流，而偏向局部化的湍流。如上文所描述氣泡也用以攪動(dòng)細(xì)胞培養(yǎng)物，從而使細(xì)胞曝露于光子下，尤其是在高細(xì)胞濃度時(shí)在高光條件中。氣泡大小越大，藻類細(xì)胞位移就越大。由冒泡引起的恒定攪動(dòng)還將幫助限制生物沾污。高細(xì)胞濃度培養(yǎng)物可以通過(guò)如由上文所解釋的被緊密填塞的“空心橫條”新穎構(gòu)造提供的高的培養(yǎng)物表面積對(duì)體積比的結(jié)構(gòu)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)。高細(xì)胞濃度培養(yǎng)物需要夜間支持。因?yàn)檠跏枪夂献饔玫母碑a(chǎn)物并且通常會(huì)有過(guò)量累積的問題，所以夜間藻類呼吸對(duì)氧的需要通常被忽略掉。在低細(xì)胞濃度培養(yǎng)物或開放培養(yǎng)系統(tǒng)中，培養(yǎng)介質(zhì)中溶解氧的量足夠用于幾個(gè)細(xì)胞的夜間呼吸，或存在與開放環(huán)境的恒定氣體交換。在具有超高細(xì)胞濃度的密閉系統(tǒng)中，不具有恒定補(bǔ)充源的溶解氧將造成培養(yǎng)失敗。在夜間或黑暗時(shí)，應(yīng)在光板底部處施加人工光。人工光將驅(qū)動(dòng)受照射部分中的光合作用，在高于用于夜間呼吸的需氧量的水平上作為用于藻類細(xì)胞的氧的補(bǔ)充源。來(lái)自光合活性較低的受照射區(qū)的O2是通過(guò)鼓泡來(lái)輸送。用含O2的空氣來(lái)鼓泡可以是一個(gè)替代方案?？梢岳萌魏文芰坑行У娜斯す庠?，諸如熒光、LED以及OLED。LED作為當(dāng)前可用的技術(shù)提供了相當(dāng)多的益處。LED在產(chǎn)生白光方面可以是5倍更有效率。此外，LED可以只產(chǎn)生光合利用到的波長(zhǎng)，使得可利用每個(gè)光子。額外的能量節(jié)省可以依賴于紅色波長(zhǎng)光子來(lái)實(shí)現(xiàn)，與任何其他顏色的波長(zhǎng)相比產(chǎn)生紅色波長(zhǎng)光子需要較少的能量。LED照明還具有較長(zhǎng)的使用期限，60，000小時(shí)往上。利用諸如聚碳酸酯等透明材料的側(cè)照式發(fā)光板易于結(jié)合到光板中，與用于對(duì)水浴或套進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的圍擋隔離或是該圍檔的一部分。在日間不使用時(shí)，側(cè)照式LED發(fā)光板基本上是透明的，以允許收集離開地面的自然散射光，這樣人工光源就不必每天都被移來(lái)移去。高細(xì)胞濃度培養(yǎng)物幫助在高且薄的豎直安置式板內(nèi)建立養(yǎng)分梯度。擴(kuò)散速率與鄰近水平之間的可用橫截面積以及濃度梯度成比例。高且薄的光板在相對(duì)于高度，或更確切 地說(shuō)是容積，的任何水平處(高于或低于參考水平)具有相對(duì)小的橫截面積。新穎光板設(shè)計(jì)中的橫截面積通過(guò)被緊密填塞的“空心橫條”構(gòu)造來(lái)進(jìn)一步減少，該“空心橫條”構(gòu)造還維持在高水柱的重量下變形的、本該會(huì)展寬的塑料袋的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。如果在高光板的任一端處將氮(N)連續(xù)地施配到藻類培養(yǎng)物，那么存在一個(gè)有限的橫截面積供N沿養(yǎng)分梯度朝缺N區(qū)擴(kuò)散。此外，在N擴(kuò)散到鄰近水平時(shí)，它被大量的藻類細(xì)胞消耗。細(xì)胞濃度越高，消耗氮的藻類細(xì)胞的數(shù)量就越高。因此，形成氮施配端處的富氮區(qū)與相對(duì)端處的缺氮區(qū)。過(guò)渡區(qū)大小與橫截面積成比例并且與藻類培養(yǎng)物的細(xì)胞密度濃度成反比。較高細(xì)胞密度培養(yǎng)物造成的較高消耗速率幫助抑止鼓泡引起的攪拌作用。從而，建立了富N區(qū)以優(yōu)化細(xì)胞繁育，并且建立了缺N區(qū)以驅(qū)動(dòng)脂肪酸合成。在所希望的特定藻類品種預(yù)期積聚大于其干重的50%的脂肪酸含量并且總體單獨(dú)細(xì)胞密度變成小于培養(yǎng)介質(zhì)的密度的情形中，飽含脂肪酸的藻類細(xì)胞將緩慢地漂向光板的頂部，在其中將連續(xù)地收獲到富脂質(zhì)細(xì)胞。包括N的養(yǎng)分將在光板的底部處施配，其中底部富N環(huán)境將加強(qiáng)細(xì)胞繁育而頂部缺N環(huán)境將驅(qū)動(dòng)脂肪酸合成。對(duì)于富脂肪酸細(xì)胞具有大于培養(yǎng)介質(zhì)的單獨(dú)細(xì)胞密度的相反情形，富脂質(zhì)細(xì)胞將停留在光板的底部，在底部處進(jìn)行收獲，并且養(yǎng)分將在光板的頂部處施配。第一種情形可應(yīng)用于被選擇用于或進(jìn)行基因工程以將油滴隱藏(secret)到培養(yǎng)介質(zhì)中的藻類品種。所隱藏的油滴將積聚在光板的頂部處，以便易于收獲。這種新穎的光板設(shè)計(jì)可以適應(yīng)如上文描述的懸浮式培養(yǎng)以及可能的附著式培養(yǎng)，一些油滴隱藏品種可能就是附著式培養(yǎng)。盡管用鼓泡對(duì)藻類培養(yǎng)物不斷攪拌可能會(huì)減慢光板上的生物沉積，但是生物沾污是不可避免的，從而造成塑料膜的光透射效率退化。對(duì)可再循環(huán)材料如PET的偏向提供了再循環(huán)和翻新的最終選項(xiàng)。在再循環(huán)之前，在使用期限已盡的光板上殘留的生物膜可以用來(lái)喂養(yǎng)共存的水生物，諸如魚。也可以應(yīng)用新的涂布技術(shù)來(lái)減慢生物沾污的速率?？赡艿?，可以用光板表面積特性與季節(jié)變化性的最佳配對(duì)來(lái)培養(yǎng)兩茬或三茬的不同藻類品種。關(guān)于上文的描述，在詳細(xì)解釋此處用于藻類生長(zhǎng)的經(jīng)熱成形的豎直安置式系統(tǒng)的至少一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明既不限制于其應(yīng)用也不限制在以下描述或圖示中的圖解中陳述的部件或步驟的安排。所披露的藻類生長(zhǎng)系統(tǒng)和發(fā)明的各種實(shí)施和操作方法能夠具有其他實(shí)施方案并且能夠以本領(lǐng)域的技術(shù)人員一旦審閱完本披露便會(huì)顯而易見的各種方式來(lái)實(shí)踐和施行。并且，應(yīng)當(dāng)理解，在此采用的措辭和術(shù)語(yǔ)是用于描述目的并且不應(yīng)被視為限制性的。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解到，本披露所基于的概念可以易于用作設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的幾個(gè)目的的其他豎直安置式系統(tǒng)以及裝置的基礎(chǔ)。因此，重要的是目標(biāo)和權(quán)利要求書被視為包括此類等效構(gòu)造和方法，只要它們不偏離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供光生物反應(yīng)器，這些光生物反應(yīng)器可以用合理的成本來(lái)建構(gòu)并且可以用在正常的市場(chǎng)條件下與當(dāng)前原油競(jìng)爭(zhēng)的成本來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)系統(tǒng)將連續(xù)地實(shí)現(xiàn)超高細(xì)胞濃度的藻類培養(yǎng)物。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)系統(tǒng)固有地包括用以防止或限制生物膜的生物沾污或沉積的手段。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用反應(yīng)器，該反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上得到增強(qiáng)并且同時(shí)提供藻類培養(yǎng)物的高的表面積對(duì)體積比。本發(fā)明的又另一個(gè)目標(biāo)是提供用于藻類繁殖的所希望的小橫截面積，該橫截面積同時(shí)提供用于限制養(yǎng)分?jǐn)U散到不同的高度水平以建立養(yǎng)分梯度的手段。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供用于藻類繁殖結(jié)構(gòu)的建構(gòu)和部署的手段，該藻類繁殖結(jié)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)完整性而在使用中可以豎直地安置并且是實(shí)質(zhì)上有效率的以及成本有效的。所披露發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種光板，這種光板最大化了太陽(yáng)電磁能的收集以及太陽(yáng)電磁能通過(guò)光合作用到生化過(guò)程中的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明的又另一個(gè)目標(biāo)是提供一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用了使用熱成形或注射模制形成的結(jié)構(gòu)，從而允許采用常見的、價(jià)格低廉的并且可再循環(huán)的透明塑料來(lái)形成可高度定制的光板。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是應(yīng)用交錯(cuò)橋接的結(jié)構(gòu)或“空心橫條”的所披露新穎概念，這些結(jié)構(gòu)可使用熱成形或注射模制來(lái)實(shí)現(xiàn)，以提供用于本來(lái)是薄的塑料膜材料的穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)完整性的手段。本發(fā)明的又另一個(gè)目標(biāo)是采用所披露的“空心橫條”來(lái)得到多個(gè)功能，即在進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐的同時(shí)又張開藻類培養(yǎng)物表面積，以及對(duì)太陽(yáng)照射的分布或散射作為用以提供藻類生長(zhǎng)的最佳光強(qiáng)度的手段。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是“空心橫條”將可高度定制以通過(guò)采用不同的圓錐高度對(duì)底直徑比來(lái)優(yōu)化用于藻類生長(zhǎng)的表面積和光強(qiáng)度散射。選擇考慮因素包括光板上的位置或高度水平以及季節(jié)性和地理太陽(yáng)照射差異。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種手段來(lái)通過(guò)采用高度能量有效的人工光源如熒光、LED以及OLED來(lái)在黑暗的夜間期間向下部區(qū)補(bǔ)充人工光，這些人工光源在支持上部區(qū)中經(jīng)歷黑暗條件的藻類細(xì)胞對(duì)O2的需求以及需要O2進(jìn)行呼吸中被認(rèn)為是重要的。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種方法來(lái)使用用于支撐光板的軌條系統(tǒng)以及用于以空間有效的方式放置這些軌條的定位方案來(lái)組織和部署在此披露的高光板。·
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種軌條定位方法，這種方法提供用于傾向于在夜間期間向下部區(qū)維持并且施加補(bǔ)充光的緊密構(gòu)型的手段，并且這種方法將允許在日間期間光板平移到更均勻分布的樣式以利用太陽(yáng)能。
本發(fā)明的又另一個(gè)目標(biāo)是提供光板支撐軌條，這些光板支撐軌條被適配為樞轉(zhuǎn)從而提供一種手段來(lái)維持光板基本上平行于太陽(yáng)光束以完全控制曝露到直射太陽(yáng)光束照射下的藻類細(xì)胞的量，并且允許對(duì)散射光的更佳使用。光板可以稍偏離平行以調(diào)節(jié)來(lái)自直射太陽(yáng)光束的較高照射。
本發(fā)明的其他目標(biāo)將在說(shuō)明書的以下部分中呈現(xiàn)，其中詳細(xì)描述是用于充分披露本發(fā)明的目的而非對(duì)其加以限制。


圖I描繪所披露系統(tǒng)的高且薄的典型豎直安置式光板。作為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)元件的“空心橫條”以放大細(xì)節(jié)來(lái)表示。“空心橫條”被表示為橋接光板的兩個(gè)面的圓錐結(jié)構(gòu)。
圖2描繪典型光板的熱成形以及代表性組裝的過(guò)程。
圖3描繪通過(guò)“空心橫條”圓錐結(jié)構(gòu)改造過(guò)的光板的內(nèi)腔室的形狀。
圖4描繪來(lái)自顯示平移臂的側(cè)視圖的代表性軌條系統(tǒng)。
圖5描繪根據(jù)本發(fā)明的處于不同操作模式下的具有樞轉(zhuǎn)以及平移機(jī)構(gòu)的代表性軌條系統(tǒng)的俯視平面圖。
圖6示出此處的裝置的典型光板，該光板是形成在接合了端蓋的一個(gè)或多個(gè)節(jié)段上并且操作性地定位成與滑動(dòng)軌條支撐件豎直地平移樞轉(zhuǎn)接合。
圖7是組成將形成在此的光板的多個(gè)節(jié)段中的單個(gè)節(jié)段的透視圖。
圖8描繪了圖7的節(jié)段，其中移除了一個(gè)側(cè)壁從而示出從兩個(gè)側(cè)壁突出到接合相對(duì)側(cè)壁的遠(yuǎn)端的多個(gè)階梯式截頭圓錐體突起，作為“空心橫條”。
圖9是來(lái)自圖7到圖8的作為“空心橫條”的階梯式截頭圓錐體突起的放大圖，示出遠(yuǎn)端到相對(duì)側(cè)壁的接合以及此種構(gòu)型所提供的用于藻類繁殖的極大增加的表面積。
圖10到圖12描繪作為“空心橫條”的突起的其他形狀以及構(gòu)型，這些形狀以及構(gòu)型可以是允許在此描述的結(jié)構(gòu)完整性以及增強(qiáng)的表面積的幾乎任何形狀。
圖13示出用于下部區(qū)的夜間照射的側(cè)照式LED發(fā)光板。
圖14示出接合到塑料板以將光傳送到在圖13所示的中央?yún)^(qū)域中的所形成透鏡的 LED光源。
圖15描繪光傳遞通過(guò)裝置的光板的增強(qiáng)，這些光板具有交錯(cuò)的突起，其中空心形成在基本上相等厚度的側(cè)壁中。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考圖I到圖13中的圖示，其中類似步驟以及部件通過(guò)相似的參考數(shù)字來(lái)標(biāo)識(shí)，在圖I中看到此處的裝置10的典型模式，示出了由接合的膜或節(jié)段13形成的豎直安置式光板12。光板12以及接合節(jié)段13是通過(guò)任何方法形成為適當(dāng)尺寸以及形狀的薄透明塑料材料，該方法將生產(chǎn)這些形成光板12的接合節(jié)段13，如在此所描述。
目前，光板12包括各自具有側(cè)壁15(圖9)的多個(gè)經(jīng)熱成形的節(jié)段13，這些側(cè)壁采用相對(duì)互鎖的突起14，在此被稱作“空心橫條”。突起14的遠(yuǎn)端17被配置為與在所形成的節(jié)段13的相對(duì)側(cè)壁15中形成的孔隙19密封接合。該塑料材料應(yīng)當(dāng)是常規(guī)的、價(jià)格低廉的、優(yōu)選可再循環(huán)的材料，諸如PET，但可以結(jié)合較高性能的材料用于特定功能。
由組成單獨(dú)光板12的相對(duì)側(cè)壁形成的薄塑料節(jié)段13，通過(guò)以被適配為得到用于藻類繁殖的最大表面積的樣式包括這些突起14 (圖9到圖11)，向光板12提供極大增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)完整性以及用于藻類繁殖的增加的區(qū)域。突起14的遠(yuǎn)端17接合到相對(duì)側(cè)壁15提供了用以維持在兩個(gè)側(cè)壁15之間形成的空穴的尺寸的手段以及用以增強(qiáng)光板12的側(cè)向負(fù)載能力從而允許豎直安置以及使用的手段。在突起14與相對(duì)側(cè)壁15之間沒有此種接合的情況下，光板12將會(huì)經(jīng)受側(cè)壁15之間的內(nèi)部空間的變形以及當(dāng)以基本上豎直的位置來(lái)采用薄壁光板12時(shí)由側(cè)向荷載力造成彎曲。突起14的形狀可以是適合于安裝或任務(wù)的任何形狀，然而，如圖9中所示的截頭圓錐體階梯式構(gòu)型是裝置10的特別有利的模式，因?yàn)樗畲蠡嗣總€(gè)側(cè)壁15的、在其上進(jìn)行藻類繁殖的內(nèi)表面壁以及由于三角形橫截面而在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)堅(jiān)固，這與簡(jiǎn)單的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件形狀相反。
完成的高光板12是由一個(gè)或優(yōu)選地多個(gè)互鎖節(jié)段13組裝而成以得到所希望的高度。每個(gè)節(jié)段13都配置有一個(gè)上部接合18配件，該配件被配置為與另一個(gè)節(jié)段13的下部接合20配件密封接合，借此它們可以接合并且堆疊以形成光板12。所形成的光板12被配置為與水源密封接合以向所有接合的節(jié)段13的內(nèi)部供應(yīng)必需的流體。
作為圓錐結(jié)構(gòu)的突起14或“空心橫條”可以具有不同的特性并且可以形成為無(wú)限數(shù)目種形狀，在圖9到圖12中描繪了其中的幾種。如所述，突起14的遠(yuǎn)端17接合了位于節(jié)段13的相對(duì)側(cè)壁15中的孔隙19。
雖然側(cè)壁15可以用得到正確形狀的任何工藝來(lái)形成，但是熱成形是目前有利的建構(gòu)模式。熱成形工藝中用到的模具可以被建造，使得每個(gè)模具可以具有不同的圓錐高度對(duì)圓錐底直徑比。隨后可以用一系列可高度定制的不同橫條樣式來(lái)組裝光板12，以在特定高度處相對(duì)于可用太陽(yáng)照射來(lái)優(yōu)化光強(qiáng)度以及表面積。此外，用微凸起使模具的表面變得不規(guī)則，使得與藻類培養(yǎng)物接觸的、通過(guò)突起14提供的“空心橫條”的表面就接觸表面積來(lái)說(shuō)進(jìn)一步張開。
如圖I中描繪的具體部件，諸如在所形成光板12的底端上的噴頭22、液體介質(zhì)口 24以及排水口 26，提供了通過(guò)形成光板12的多個(gè)接合節(jié)段13到達(dá)所形成光板12的流體流。噴頭22操作性地連接到CO2和或其他氣體源并且提供氣泡進(jìn)入介質(zhì)中的連通，這些氣泡在正常操作中是從光板的下部區(qū)流到上部區(qū)。在光板12的頂端上的擠出或收集口 26(它提供了用以從上部區(qū)移除藻類的連接)以及中間的取樣口 28 (在其中可以取得介質(zhì)的測(cè)試取樣)結(jié)合到光板12的脊30中，圖2上表示為(A)的區(qū)域。液體介質(zhì)口 24將適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)液體提供到介質(zhì)，并且采用排水部分26來(lái)在必要時(shí)從光板12排出。
圖I中還示出了就圓錐高度(H)對(duì)圓錐底的圓形直徑(D)之間的不同比來(lái)說(shuō)可以變化的突起14或圓錐結(jié)構(gòu)。兩個(gè)不同的圓錐高度對(duì)底直徑比是用板的上部部分上的較高的比(H=2D)以及下部部分上的較低的比(H=D)來(lái)表示?？紤]光板的均一厚度或恒定H，較低的比的圓錐圓形底是用為較高比的圓形直徑兩倍的圓形直徑來(lái)表示。
圖2描繪了對(duì)側(cè)壁15進(jìn)行熱成形的過(guò)程以及典型光板12的代表性組裝。薄塑料膜通過(guò)熱成形(I)給出如側(cè)壁15的形狀，其中突起14是處于緊密構(gòu)型的規(guī)則整齊的圓錐突起。將形成側(cè)壁15的塑料膜像蛤殼或書本一樣折疊起來(lái)(2)。脊(A)的寬度等于圓錐突起14的高度。圓錐突起14的遠(yuǎn)端17熔合或否則以對(duì)齊接合來(lái)接合到相對(duì)側(cè)壁15，以按照交錯(cuò)方式來(lái)形成突起14。每個(gè)此種節(jié)段13可以通過(guò)后續(xù)節(jié)段的底部到頂部邊緣的密封接合來(lái)與其他節(jié)段13組裝。一旦所有的節(jié)段都被組裝了，便將剩余的開放邊緣(B)熔化。
以這種方式形成節(jié)段13是價(jià)格低廉的，并且在需要替換而不是嘗試清潔以及以其他方式維護(hù)已變臟的節(jié)段13時(shí)、或在塑料已由于曝露于光下隨著時(shí)間過(guò)去而變渾濁的情況下，允許它們被再循環(huán)以及翻新。雖然可以采用在陽(yáng)光下不容易變渾濁的其他塑料材料，但是因?yàn)闊岢尚卧试S塑料被再循環(huán)，并且因?yàn)楣?jié)段13的接合提供一種簡(jiǎn)易的方式來(lái)形成新的光板12，所以可能更成本有效的是簡(jiǎn)單地再循環(huán)來(lái)自需要維護(hù)的節(jié)段13的塑料并且使用新形成的節(jié)段13。
如圖3中所示，突起14從形成每個(gè)膜13的相對(duì)側(cè)壁15在相反的方向上延伸并且在其間形成薄通道21。藻類培養(yǎng)介質(zhì)占據(jù)了每個(gè)膜中所形成的薄通道21中的交錯(cuò)突起14 的表面。節(jié)段13中的流體以及氣體從每個(gè)此種節(jié)段13的下端流到上端，并且沿著從每個(gè)光板12的下端(圖I以及圖6)到每個(gè)光板12的上部區(qū)的此流體流路。這允許將養(yǎng)料不斷地提供到占據(jù)了在突起14的交錯(cuò)圓錐壁之間的薄通道21的藻類培養(yǎng)物。
選擇了最顯著有效并且成本有效的塑料膜厚度。在考慮側(cè)壁15的厚度時(shí)，要考慮它們必須提供的支撐、在對(duì)突起14熱成形以提供橫條期間的進(jìn)一步薄化、以及與所形成光板12自身以及其中所含的培養(yǎng)物的重量有關(guān)的施加在處于豎直定向的節(jié)段13上的張力。 因此，側(cè)壁15的厚度必須能夠足夠支撐所形成光板12以及其內(nèi)含物，并且可基于所采用的塑料的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行計(jì)算。類似地，光板12的薄度用類似考慮來(lái)優(yōu)化，因?yàn)楸《仁峭ㄟ^(guò)由突起14形成的橫條圓錐體的高度來(lái)指定。
另外，光板12的薄度與光板12的高度相關(guān)，使得通過(guò)控制光板12的底部處的養(yǎng)分施配速率應(yīng)當(dāng)容易地建立養(yǎng)分梯度，這些養(yǎng)分流經(jīng)每個(gè)節(jié)段13到達(dá)所形成光板12的頂端。光板12的物理尺寸的當(dāng)前考慮是高度大于16英尺并且直至36英尺高、大約4英尺寬以便于制造，并且節(jié)段12的近似厚度直至6英寸但較接近于I英寸。
使用圖4到圖5的軌條系統(tǒng)的部署策略是通過(guò)采用由軌條34支撐的接合臂32而變成可行的。臂32提供一種手段使光板12平移以與支撐軌條34滑動(dòng)接合并且還旋轉(zhuǎn)以與光板12樞轉(zhuǎn)36接合，這描繪在圖4和圖5中。
通過(guò)軌條系統(tǒng)提供的部署能力在圖5中示出，其中三劃線表示基本軌條結(jié)構(gòu)。粗短線(A)表示從俯視圖看到的懸吊光板12的寬度。如所示，在圖5中標(biāo)為“A”的夜間構(gòu)型中，所述軌條系統(tǒng)提供用以平移光板12的手段作為用于方便傳送補(bǔ)充人工光的手段，以及用于平移光板到用以維護(hù)的位置的手段。
在區(qū)段“B”中描繪的日間構(gòu)型采用所提供的光板12平移手段來(lái)將光板12定位成交替和/或成角度的位置以得到進(jìn)入光到每個(gè)光板12上的更均一分布，如所示。平移和樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)從而操作為用以最大化光板12的定位以最佳地傳送進(jìn)入日光的手段。采用平移軌條的臂以及樞轉(zhuǎn)接合提供了一種手段使光板成角度到多個(gè)位置以將它們維持成基本上平行于如在陽(yáng)光燦爛的晴天(B)的進(jìn)入直射太陽(yáng)光束。
另外在圖4中示出了任選頂板50，該頂板可以遮蓋裝置10并且運(yùn)作以擴(kuò)散太陽(yáng)光。還描繪了用于裝置10的支撐表面51，該支撐表面可以刷有或涂有被適配為散射向光板12反射的光的材料。頂板50以及支撐表面51對(duì)用戶來(lái)說(shuō)會(huì)是對(duì)裝置10的性能的任選增強(qiáng)，該頂板以及支撐表面可以被添加并且被適配為用于擴(kuò)散以及散射能力，這取決于裝置 10的陸地位置以及容納光板12的結(jié)構(gòu)與其上方的太陽(yáng)路徑所成的角度。
圖6中示出此處的裝置10的典型光板12，該光板是形成在接合了端蓋21的一個(gè)或多個(gè)節(jié)段13上。定位較低的節(jié)段13的上部接合18配件被配置為與在上方定位的節(jié)段 13的一個(gè)下部接合20配件密封接合。這允許使用被放置成堆疊密封接合的一個(gè)或多個(gè)節(jié)段13來(lái)將光板12組裝到所希望的高度。從噴頭24以及液體介質(zhì)口 22流入的流體以及氣體從定位最低的節(jié)段13的下部接合20附近的區(qū)域向上移動(dòng)通過(guò)所有節(jié)段13，直到到達(dá)定位最高的節(jié)段13的上部接合18以及接合在其中的端蓋23為止。流體以及氣體流經(jīng)每個(gè)節(jié)段13中的通道21以將其中的藻類生長(zhǎng)環(huán)境維持在最佳水平。為了最大化光透射以及進(jìn)行定位以便維護(hù)，光板12是通過(guò)提供用以使光板12旋轉(zhuǎn)的手段的樞軸36并且操作性地豎直地接合到滑動(dòng)地接合到軌條34的支撐件32上。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，噴頭與液體介質(zhì)口可以組合，并且可以采用其他構(gòu)型來(lái)將流體以及氣體供應(yīng)到光板12，并且這預(yù)期是在本申請(qǐng)的范 圍內(nèi)。
圖7是組成將形成此處的光板12的多個(gè)節(jié)段13中的單個(gè)節(jié)段13的透視圖。如所示，兩個(gè)側(cè)壁15被描繪成各自具有突起14，突起14在其遠(yuǎn)端17處接合相對(duì)側(cè)壁15中的孔隙，這向每個(gè)節(jié)段13提供了優(yōu)越的結(jié)構(gòu)完整性。
圖8描繪了圖7的節(jié)段13，其中移除了一個(gè)側(cè)壁15從而示出從兩個(gè)側(cè)壁15突出到遠(yuǎn)端17的多個(gè)階梯式截頭圓錐體突起14。所描繪的遠(yuǎn)端17在所有情況下都經(jīng)定大小以接合孔隙19或在相對(duì)側(cè)壁15中的其他接合部件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以采用用以接合突起14的遠(yuǎn)端17的其他手段來(lái)實(shí)現(xiàn)此處的優(yōu)越結(jié)構(gòu)完整性并且這預(yù)期是在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。然而，目前突起14的遠(yuǎn)端17在相對(duì)側(cè)壁15中的孔隙19或棘爪中的接合是裝置10的有利模式。
圖9是來(lái)自圖7到圖8的階梯式截頭圓錐體突起14的放大圖，示出遠(yuǎn)端17到相對(duì)側(cè)壁15中孔隙19的接合以及此種構(gòu)型向側(cè)壁15表面提供的用于藻類繁殖的極大增加的表面積，同時(shí)又提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及完整性的優(yōu)越增加。
圖10到圖12描繪突起14的其他形狀以及構(gòu)型，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到這些形狀以及構(gòu)型可以是允許在此描述的結(jié)構(gòu)完整性以及增強(qiáng)的表面積的幾乎任何形狀。然而，在此描繪的階梯式截頭圓錐體形狀是突起14的目前有利的形成模式。
如圖13和圖14中所示，此處的系統(tǒng)另外地可以提供用于將人工光透射到形成光板12的節(jié)段13的手段。目前，此種人工光通過(guò)圍繞透明塑料板44的周邊定位的發(fā)光二極管(LED)40產(chǎn)生。來(lái)自LED 40的光被傳送到板44中，其中它行進(jìn)到板44中的被適配為將光傳送到光板12內(nèi)的介質(zhì)的位置。在那些位置中，在板44中形成切口或凹口 46，使傳送到板44中的光投射到節(jié)段13中以及到其中的介質(zhì)。然而，透明板44不阻擋任何可觀量的陽(yáng)光或自然光透射過(guò)其中并且因此在不使用時(shí)允許自然光完全傳送到介質(zhì)。
在圖15中，示出了用于使通過(guò)裝置10的光板12的光通道得到增強(qiáng)的手段，該手段是通過(guò)突起14的空心部分提供，這些空心部分提供了在光板12的內(nèi)部上在所有表面上增加的傳播表面積。通過(guò)由側(cè)壁15材料形成突起14并且留下一個(gè)空心，光不受抑制地傳遞通過(guò)側(cè)壁15材料到達(dá)光板12內(nèi)部，該側(cè)壁15材料在突起14的區(qū)域中基本上與周圍側(cè)16壁15 —樣厚。因此，光同樣地透射通過(guò)形成側(cè)壁15以及突起14的材料。
雖然已參考其特定實(shí)施方案在此示出并且描述了用于藻類生長(zhǎng)的豎直安置式裝置以及方法的基本特性以及特征，但是大范圍的修改、各種改變以及替代既定是在前述披露中，并且將顯而易見的是在一些情況下，可以采用本發(fā)明的一些特征而沒有對(duì)其他特征的對(duì)應(yīng)使用，而不會(huì)脫離如所陳述的本發(fā)明的范圍。還應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員做出各種替代、修改以及變化。因此，所有此類修改以及變化是替代，并且包括在如由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于光合培養(yǎng)的設(shè)備，包括 至少一個(gè)光板，該光板具有一個(gè)頂端以及一個(gè)底端； 所述光板具有由被配置為使光通過(guò)的材料形成的一對(duì)基本上平行的側(cè)壁； 所述側(cè)壁接合以在其間形成通過(guò)其相應(yīng)內(nèi)表面限定的一個(gè)內(nèi)部空穴； 多個(gè)突起，這些突起從所述側(cè)壁中的一個(gè)第一側(cè)壁上的一個(gè)第一末端延伸到與所述側(cè)壁中的一個(gè)第二側(cè)壁處于接合的一個(gè)遠(yuǎn)端； 所述突起提供用以使所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁的所述內(nèi)表面擴(kuò)大的手段；并且借此所述光板可以在所述內(nèi)部空穴內(nèi)并且在所述第一和第二側(cè)壁的所述內(nèi)表面上填充有液體以及所繁殖的藻類。
2.如權(quán)利要求I所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 多個(gè)所述突起，這些突起從所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)所述第一末端延伸到與所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁處于所述接合的一個(gè)所述遠(yuǎn)端； 所述突起提供用以使所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁的所述內(nèi)表面擴(kuò)大的手段；并且借此所述光板在所述內(nèi)部空穴內(nèi)并且在所述第一個(gè)側(cè)壁和第二個(gè)側(cè)壁的所述擴(kuò)大的內(nèi)表面上可以填充有液體以及繁殖的藻類。
3.如權(quán)利要求I所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述突起的所述接合提供一種手段用于由側(cè)向荷載力使所述光板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定從而維持兩個(gè)所述側(cè)壁基本上彼此等距并且抗彎曲； 所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定提供一種手段用于在所述藻類繁殖期間將填充有液體的所述光板定位成豎直安置并且抗彎曲。
4.如權(quán)利要求2所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述突起與所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁以及與所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁的所述接合提供一種手段用于由側(cè)向荷載力使所述光板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定從而維持兩個(gè)所述側(cè)壁基本上彼此等距并且抗彎曲； 所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)定提供一種手段用于在所述藻類繁殖期間將填充有液體的所述光板定位成豎直安置并且抗彎曲。
5.如權(quán)利要求I所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述突起是通過(guò)所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁在朝向所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁的方向上變形來(lái)形成； 所述變形包括沿著所述突起的一個(gè)軸線朝向所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁延伸的、所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁的平坦外表面中的凹陷； 所述突起維持形成所述凹陷的、所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁的厚度與形成環(huán)繞所述凹陷的、所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁的所述材料的厚度基本上相同；并且 借此傳遞通過(guò)所述突起到達(dá)所述內(nèi)部空穴的所述光行進(jìn)穿過(guò)一定厚度的所述材料，該厚度與形成所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁的所述材料的厚度基本上相同。
6.如權(quán)利要求I所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 朝向所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁延伸的所述突起以及從所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁朝向所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁延伸的所述突起，全部是通過(guò)所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁或所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁的相應(yīng)變形來(lái)形成；所述變形包括所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁或所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁的平坦外表面中的相應(yīng)凹陷，所述凹陷是在所述內(nèi)表面上沿著所述突起的一個(gè)軸線朝向所述側(cè)壁中的另一個(gè)側(cè)壁延伸； 所述突起維持所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁或所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁內(nèi)的、形成所述凹陷的一個(gè)相應(yīng)側(cè)壁的厚度，所述厚度與環(huán)繞所述凹陷的所述材料的厚度基本上相同； 借此傳遞通過(guò)所述突起到達(dá)所述內(nèi)部空穴的所述光行進(jìn)穿過(guò)一定厚度的所述材料，該厚度與它延伸自的所述側(cè)壁中的相應(yīng)第一個(gè)或第二個(gè)側(cè)壁的厚度基本上相同。
7.如權(quán)利要求5所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述突起的形狀是基本上截頭圓錐體的。
8.如權(quán)利要求6所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述突起的形狀是基本上截頭圓錐體的。
9.如權(quán)利要求7所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述內(nèi)表面在所述突起的區(qū)域中形成為一系列階梯。
10.如權(quán)利要求8所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述內(nèi)表面在所述突起的區(qū)域中形成為一系列階梯。
11.如權(quán)利要求3所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 在所述頂端處與所述光板連接的一個(gè)支撐件；以及 所述軌條，該軌條提供用于將一個(gè)或多個(gè)所述光板支撐成所述豎直安置的手段。
12.如權(quán)利要求4所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 在所述頂端處與所述光板連接的一個(gè)支撐件；以及 所述軌條，該軌條提供用于將一個(gè)或多個(gè)所述光板支撐成所述豎直安置的手段。
13.如權(quán)利要求11所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 與所述光板的所述連接包括一個(gè)樞軸；并且 所述樞軸提供用于使所述光板旋轉(zhuǎn)以適應(yīng)照明條件的手段。
14.如權(quán)利要求12所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 與所述光板的所述連接包括一個(gè)樞軸；并且 所述樞軸提供用于使所述光板旋轉(zhuǎn)以適應(yīng)照明條件的手段。
15.如權(quán)利要求11所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 一個(gè)頂板，該頂板遮蓋所述支撐件以及所述光板；并且 所述頂板使陽(yáng)光以擴(kuò)散模式傳送通過(guò)其中。
16.如權(quán)利要求12所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 一個(gè)頂板，該頂板遮蓋所述支撐件以及所述光板；以及 所述頂板使陽(yáng)光以擴(kuò)散模式傳送通過(guò)其中。
17.如權(quán)利要求13所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 一個(gè)頂板，該頂板遮蓋所述支撐件以及所述光板；以及 所述頂板使陽(yáng)光以擴(kuò)散模式傳送通過(guò)其中。
18.如權(quán)利要求14所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 一個(gè)頂板，該頂板遮蓋所述支撐件以及所述光板；以及所述頂板使陽(yáng)光以擴(kuò)散模式傳送通過(guò)其中。
19.如權(quán)利要求13所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述支撐件被配置為將多個(gè)所述光板彼此鄰近地保持成行；并且所述樞軸提供一種手段用于使所述多個(gè)光板中的每個(gè)單獨(dú)光板旋轉(zhuǎn)以避免所述光被所述光板的鄰近光板擋住。
20.如權(quán)利要求14所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述支撐件被配置為將多個(gè)所述光板彼此鄰近地保持成行；并且所述樞軸提供一種手段用于使所述多個(gè)光板中的每個(gè)單獨(dú)光板旋轉(zhuǎn)以避免所述光被所述光板的鄰近光板擋住。
21.如權(quán)利要求18所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述支撐件被配置為將多個(gè)所述光板彼此鄰近地保持成行；并且所述樞軸提供一種手段用于使所述多個(gè)光板中的每個(gè)單獨(dú)光板旋轉(zhuǎn)以避免所述光被所述光板的鄰近光板擋住。
22.如權(quán)利要求18所述的光合培養(yǎng)設(shè)備，另外包括 所述支撐件被配置為將多個(gè)所述光板彼此鄰近地保持成行； 所述樞軸提供一種手段用于使所述多個(gè)光板中的每個(gè)單獨(dú)光板旋轉(zhuǎn)以避免所述光被所述光板的鄰近光板擋住；并且 所述突起限定空心橫條，該橫條形成所述側(cè)壁中的所述第一個(gè)側(cè)壁與所述側(cè)壁中的所述第二個(gè)側(cè)壁之間的橋。
全文摘要
提供一種用于光合培養(yǎng)物生長(zhǎng)的裝置以及系統(tǒng)，這種裝置以及系統(tǒng)采用一個(gè)或多個(gè)豎直安置式光板，這些光板具有被配置為用于容納液體以及光合培養(yǎng)物如藻類的內(nèi)部空穴。內(nèi)表面的大小通過(guò)由這些光板的側(cè)壁中的變形限定的突起來(lái)增強(qiáng)。這些突起在側(cè)壁之間連通，還向光板提供了結(jié)構(gòu)完整性并且允許了較薄的側(cè)壁以及通過(guò)其中的光透射的增加。該系統(tǒng)可以將一個(gè)支撐軌條和樞轉(zhuǎn)底座用于每個(gè)此種光板以允許彼此鄰近地定位成行。在不同的照明條件期間使裝有軌條的光板樞轉(zhuǎn)提供了一種方式以減少鄰近光板對(duì)單獨(dú)光板造成的光阻擋。
文檔編號(hào)C12M3/02GK102939370SQ201180028080
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者大衛(wèi)·士-偉·周 申請(qǐng)人:大衛(wèi)·士-偉·周