CN101636485A - 电磁生物加速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于通过模拟环境海洋条件来获得生物质的电磁生物加速器，所述电磁生物加速器至少包括下列元件：八边形生物质转换器(1)；海水蓄存箱(3)；粒子过滤器(4)；UV光过滤器(5)；反馈和混合箱(6)；加压进料箱(8)；压力计(9)；压力控制器(10)；缓冲箱(11)；具有安全阀的膨胀箱(12)；热交换器(13)；温度控制恒温器(14)；再循环水反馈箱(15)；再注入泵(16)；用于将生物质与水分离的离心机(17)；减温器(18)；控制面板(25)；再循环泵(26)；密度计(27)；采用离心的生物质机械提取系统(32)；和生物质收集箱(33)。

Description

电磁生物加速器
技术领域
本发明被包括在电磁生物加速器的设计内，所述电磁生物加速器以连续和封闭的方式运行，通过自给营养的浮游植物和浮游动物菌的大量培养，制备具有脂肪酸、烃等形式的能量量含量的生物质，比如纤维素、硅酸盐，以及制备其它感兴趣的药用产品。
本发明涉及通过浮游植物和浮游动物有机体的作用来进行可更新能量开采的技术领域，所述浮游植物和浮游动物有机体为营养链的第一级和第二级(在营养链的最初两级中发生进入陆地生态系统的电磁能量的最大吸收和最小损失)，以及浮游植物有机体通常属于下列分类族：绿藻纲、硅藻纲、甲藻纲、隐藻纲、金藻纲(Chrysophyceae)、定鞭藻纲、真绿藻纲、针胞藻纲(Raphidophyceae)、大眼藻纲，以及通常属于桡脚类动物、海樽纲、枝角类、轮虫纲和十足类族...通常地，所述分类族包括有色植物门的物种，它们所有都具有鞭毛或非鞭毛单细胞有机体特征以及具有严格浮游(终生浮游)生活期的特征，或其至少一个生活期是浮游(暂时性浮游)。
涉及本发明所使用的浮游有机体群的物种非限制地是：盐生杜氏藻(Dunaliella salina)、融合微藻(Tetraselmis sp)、金藻(Isochrysis galbana)、路氏杷夫藻(Pavlova lutheri)、红胞藻(Rhodomonas salina)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、威氏海莲藻(Thalassiosira weissflogii)和聚生角毛藻(Chaetoceros socialis)。
如上所述，导致了具有温室效应的气体尤其是二氧化碳的大量捕获。
背景技术
直到现在获得的生物燃料都是使用高级植物培养物，通常是来自显花植物族或开花植物(向日葵、棕榈、侏儒棕榈...)，以及通常是陆地表面上的植物(陆地植物)而实现的。
经济区按照由CO2/SO2排放和引起所谓的温室效应和酸雨的其它气体的排放减少上的Kyoto协议提出的目标的职责是促使国家研究可替代以及可更新燃料以防止可能的苛税。
即使太阳能和风能的产量在一些地区正在增加，但这些技术是非常昂贵的且并不是在所有气候条件下都是可行的。在这些情形中，生物燃料作为化石燃料的替代品扮演着重要的角色，尤其是在运输和加热应用中。
来自植物诸如棕榈和油菜籽油的生物燃料的生产成本通常是要考虑的因素。考虑到每公顷的石油生产指数，需要巨大量的资源来到商业生产。陆地和水是两个有限的资源且优选使用它们以生产食物产品，对农民来说这是更加有利可图的。而且集约式的施肥造成大量陆地和水污染。广阔的单一作物种植也是生物多样性主要经济中的一个。
由University of California-Berkeley在Natural Resources Research 14卷第1期2005年3月，65-72页所进行的研究展示了诸如向日葵的陆地植物使用比自身产生的能量更多的能量；例如生产具有9,000,000千卡能量的1000Kg向日葵燃料，必须使用19,000,000百万千卡的能量，其对应超过化石燃料排放的CO2排放；例如一辆135hp的汽车行使100Km在使用化石燃料的情况下排放20Kg的CO2；而使用基于向日葵的燃料时，全部的总排放量将达到36Kg的CO2；但是当燃料基于浮游植物时，藻类已经吸收的CO2部分保持在纤维素等的形式中，这能产生-6KgCO2的负结果。因此可以清楚的看到有必要产生如下系统，所述系统能开采浮游植物的使用以生产对地球无负作用的清洁能源。
浮游植物代表了针对之前讨论的问题的可行的解决方案，前提是单细胞有机体干质的大约50％基本上通常是生物燃料。另外，来自浮游植物的生物燃料的每公顷年产量是第二最大成本效率产品棕榈油的40倍。缺点就是浮游植物油的生产需要覆盖用较浅的水覆盖大量的陆地，以及引入大量的CO2，即一种用于浮游植物生产油的必需成分。天然的生产系统，诸如浮游植物池塘，具有相对较低成本但是收获过程是非常费力，因而昂贵。另外，在开放系统中执行浮游植物培养，使其易受污染以及易受培养物的问题的困扰，这可能导致整个产量的损失。在该相同意义上，本发明中描述的电磁生物加速器的优点是所述系统可以保持封闭以及处于培养物不受细菌、真菌...的污染的这样的条件，因为除了封闭之外，还借助于与杀真菌剂和抗生素结合的养分使培养物生长茂盛(enrich)，因而有利于浮游植物在无菌的环境中生长。
在通过光合作用的微生物生产生物燃料的电磁生物加速器设计领域内，可以清楚的辨别两种类型的生物加速器；开放的电磁生物加速器，其中允许培养物和周围空气之间的物质的直接交换；以及封闭电磁生物加速器，其中通过放置允许电磁辐射通过但不允许物质交换的透明物理媒介来消除该交换。开放电磁生物加速器存在许多由于对培养条件和可能污染的较少控制所产生的问题，因此它们的应用由于这些缺点而受到限制。但是，封闭的电磁生物加速器通过对培养条件和可能污染的更多控制而有效地减少这些问题，并且可以达到高于向日葵生产率400倍的生产率。
直到现在，没有描述类似于本发明的电磁生物加速器的系统，本发明的电磁生物加速器结合了作为具有大容积和大直径的封闭系统的优点，其连续工作，允许获得大量生物燃料或副产品诸如石脑油、甘油、硅衍生的化合物如铁硅酸盐，其还可以获得不会污染的热能和电能，前提是诸如二氧化碳(CO2)之类的所有可能残余在系统中再循环以用作浮游植物的营养物，或其对用作培养基一部分的水再循环，以使其可以重复使用，并且不仅如此；它们也可以显著地减少大气的CO2以及由此产生的温室效应。
根据电磁生物加速器通过有丝分裂加速浮游植物再生的能力以及其加速光合作用的能力，可以获得非常高的生产率，几乎等于没有硫磺的化石碳氢化合物的能量功率。本发明具有能够再创造类似于海洋在某一深度的环境(光线、温度和压力)的能力，即在该深度对这一浮游植物进行培养以及自然成长。本发明的必要特征是电磁生物加速器系统调节浮游植物培养环境，诸如温度、压力和光线。由此可以将系统的温度调节变得更容易，进而使其更容易以便控制被培养的浮游植物种群数量，以及减少用于维持培养系统中恒温条件的必要的能量成本。作为第二个特征，其保证在无限制条件并且没有任何类型的高基础设施成本的情况下获得水。
电磁生物加速器的另一个优点是其形成有电场和磁场，其最终目的在于使得浮游植物产生量高以及影响在光合作用中所涉及的被交换的电子。
因此，本发明描述一种新的系统，该系统包括所有这些特征，允许更广的多功能性并且是环境非常友好的。
题目为“Photobioreactor and process for biomass production and mitigation ofpollutants in flue gases”的专利申请WO 03/094598 A1描述了主要集中于净化COx、SOx、和NOx类型的气体的一般光生物反应器模块。基本上，该系统是以非连续模式(在白天/夜晚光周期之间有区别)工作并且是开放的，其液体介质不是无菌的。不能控制氮和二氧化碳的浓度以用于增加生物燃料生产。不是设计为使用单特异性的或单克隆藻株系进行工作。其设计并不是预期生物燃料生产作为主要目标，而是集中于气体净化上。另一方面，关于其涉及的光合作用有机体，其不会要求使系统丧失能力的条件且其不控制再循环，因为是由泡沫的湍流进行运输的；它们还与浮游生物的海洋环境完全不相关。
与上述专利的所显示的发明目的比较，相反，本发明提出了一种全新系统，该全新系统基于下述特征：
-其是完全封闭的。
-其是完全无菌的。
-其具有有利地影响光合作用和有丝分裂发展的电场和另外的磁场。概括来说，其是能加速自然光合作用进程以及将电磁能转变成生物质的系统。
-其连续工作而不用区分光周期。
-其对单特异性和单克隆株系(monoclonal strain)起作用。
-其接受混合的自养生物-自养生物、自养生物-异养生物、兼性异养生物-兼性异养生物的培养物。
-其并不是接受任意的光合作用的有机体，而是其至少需要它们不是在电磁生物加速器的内表面上形成生物污垢的有机体。
-其接受兼性异养生物。
-其需要浮游植物物种不形成群体(colonies)。
-其需要浮游植物物种不生产外粘液(exo-mucilage)。
-其需要培养的物种包含至少5％的脂肪酸和至少5％的碳氢化合物。
-其加强非鞭毛藻和漂浮的浮游植物物种的使用。
-其并不是接受任意类型的液体作为培养基，其集中于淡水、盐水和海水。
-其需要等同于在15米和50米深之间的海洋的条件(压力、温度和光线)。
-其主要目的在于获得具有能量特性或具有预能量特性(pre-energeticproperties)的代谢合成化合物，实质上旨在获得生物燃料。
发明描述
本发明涉及电磁生物加速器(图1)，所述电磁生物加速器用于固定二氧化碳(CO2)、具有温室效应的气体而获得生物燃料，以及获得不论重要顺序所列出的其它副产品如硼硅酸盐、纤维素、ω3型脂肪酸和药用感兴趣的副产品，所述生物燃料包括但并不限于生物油。
电磁生物加速器被理解为一个使用自然要素诸如光合作用、有丝分裂和电磁学的系统，由此浮游植物被用作进行捕获、运输以及转变能量的媒介物。概括来说，其是加速自然光合作用进程以及将电磁能转变成生物质的系统。
生物油被理解为借助于通过光合作用而将电磁能转换成化学能而产生的，并且被富集在与化石燃料即石油相同的起源的浮游植物生物质中的能量液体，但是在本发明中，相同的能量产品在没有成为化石的情况下就已经被提取了。
所述电磁生物加速器以连续和封闭方式运行，用于通过自养的浮游植物株系的规模培养，产生生物燃料和其它感兴的产品。
另外，其使用Tichelmann型流动控制系统，所述Tichelmann型流动控制系统允许在其任一部位都提供相同压力，由此连续控制提取。
本发明的第一方面由电磁生物加速器所形成的系统组成，所述电磁生物加速器由至少下面的元件组成：
-对于每个电磁生物加速器(图1)，至少一个八边形生物质转换器(1)(图2)，所述生物质转换器可以有三种类型：圆形单室、圆形同心双室和包括绕着中心进光孔安置的垂直管的圆形复合体。
-至少一个电磁生物加速器(图1)，所述电磁生物加速器由至少1个生物质转换器(1)形成。
安置每个生物质转换器(图2)，以使得多个生物质转换器的组件形成蜂窝或模块结构(图3)，允许自然光穿过由所述八边形布置所形成的间隙(2a和2b)。间隙之间形成的自然光通道用作在每个生物质转换器(1)(图1)内自然光的通道，以及由此在组件内实现连续并且均匀的光扩散，如在海平面以下所发生的一样。
生物质转换器或模块的组件以及形成系统的剩余的元件形成电磁生物加速器(图1)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个海水储存箱(3)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个粒子过滤器(4)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个UV光过滤器(5)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个进料和混合箱(6)。
-对于每个进料箱，具有至少1个液面控制浮子(7)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个加压进料泵(8)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个压力计(9)和至少一个压力控制器(10)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个缓冲箱(11)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个具有安全阀(12)的膨胀箱。
-对于每个电磁生物加速器，具有用于保持培养基温度的至少1个热交换器(13)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个温度控制恒温器(14)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个再循环水反馈箱(15)，其中水来自至少1个离心机(17)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个再注入泵(16)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个用于将生物质与水分离的离心机(17)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个用以减少二氧化碳(以下称为CO2)入口温度的减温器(18)。
-对于每个生物质转换器，具有至少2个电磁流动控制阀(19)。
-对于每个生物质转换器(1)，具有至少1个电磁生物质提取阀(20)，以及组件的所有阀均由控制传感器和中央协调系统控制，以确保连续提取流，从而确保最大量的细胞繁殖。
-对于每个生物质转换器，具有至少3个培养基控制传感器(21)。
-对于每个生物质转换器，具有至少1个氧提取阀(22)。
-对于每个生物质转换器，具有至少1个氢提取阀(23)。
-由生物质转换器的布置所生产的间隙形成的100％自然光入口(2a和2b)。
-对于每个生物质转换器，具有至少1个人造照明灯(24)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个控制面板(25)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个再循环泵(26)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个密度计(27)。
-对于每个生物质转换器，具有至少1个旋转清洁系统(28)。
-围绕每个生物质转换器螺旋形布置至少3个二氧化碳注入阀(29)。
-对于每个生物质转换器，具有至少2个螺旋形布置的湍流注入阀(氮气和氧气)(30)。
-对于每个生物质转换器，具有至少1个人造照明灯调节和提取系统(31)。
-对于每个电磁生物加速器，具有至少1个使用离心机的机械生物质提取系统(32)。
-连接至离心机的至少1个生物质收集箱(33)。
-对于每个生物质转换器，具有至少1个负责加速分子和电子交换的由电场(34)和磁场(35)形成的电磁系统。
生物质转换器由透明材料制成，优选地由PVC、玻璃、聚碳酸酯和/或甲基丙烯酸酯制成，并且可以有三种类型：
-圆形同心单室。
-圆形同心双室。
-包含绕着中心进光孔安置的垂直管的圆形复合体。
同样，圆形同心单室生物质转换器(图2)包括下列元件：
-垂直控制通路、维修和人造光发射孔，其具有20厘米至2米的直径以及5米至30米的高度。
-光合作用室。
圆形同心双室生物质转换器(图2)包含下列元件：
-垂直控制通路、维修和人造光发射孔(24)。
生物质转换器(图2)至少包括下列元件：
-垂直人造光控制管(24)。
-CO2注入阀(29)。
-离子喷射器(36)。
-湍流注入阀(30)。
-电磁流动控制阀(19)。
-自然光入口(2a和2b)。
-人造照明灯(24)。
-存在于生物质转换器内部的培养基中的浮游植物(37)。
-培养物控制传感器(21)。
-内部光系统(24)。
-气体提取阀(23和22)。
-磁场产生磁铁(35)。
-电场-产生电极(34)。
-电磁生物质提取阀(20)。
-旋转清洁系统(28)。
-人造照明灯调节和提取系统(31)。
在该相同意义上，生物质转换器(1)(图2)具有如下特征：它们包括两个八边形储存器，一个安置在上侧，另一个安置在下侧。转换器的中间部分具有小于这些储存器的直径，以便允许模块内部的室温和光扩散(图2和3)。由此所述储存器的安置形成模块或蜂窝形状(图3)，由此生产间隙(2a和2b)以及均匀单色光和温度组件。
海水蓄存箱(3)是由玻璃纤维材料制成的圆筒形或多面体形，其具有包括在1至20m3范围内的内部容积。
优选地，粒子过滤器(4)是纤维素纤维、玻璃纤维和醋酸纤维素类型，以具有包括从50微米小孔直径直到2微米小孔直径的小孔尺寸的一系列滤网安置而成，其功能即为防止不同于海水的粒子的进入。
UV光过滤器(5)削弱超过700nm的光波长，以防止光合作被抑制，由此防止一般浮游植物生产量降低。
进料和混合箱(6)是由透明材料，优选地由PVC、聚碳酸酯和/或甲基丙烯酸酯制成的圆筒形或多面体形，具有在3至14m3范围内的内部容积。同样，进料和混合箱包含营养物和用于浮游植物的发育和培育所必要气体的混合物。其还接收来自离心机的通过再注入泵(16)的液体。
浮子(17)用于控制进料箱的液面以及促使蓄存箱(3)的海水入口阀的打开。
进料和加压泵(8)是可以在10Kg/cm2的压力下工作的离心式泵。
压力控制器(10)根据回路内部的所需压力来调节进料泵(8)的操作。
缓冲箱(11)由透明材料、PVC、聚碳酸酯...制成，其功能是对不同产品提取进行补偿以及对由不同提取所形成的压降进行补偿。其内部容积必须通常具有等同于生物质转换器(1)的整个容积。
具有安全阀(12)的膨胀箱由不锈金属制成，具有用以吸收小压力变化和在电磁生物加速器的整个容积的1％至2％的容积变化的内部弹性膜。
热交换器(13)用于保持系统的温度且是层流板式交换器。
再循环水反馈箱(15)是透明的且由玻璃纤维制成。
再注入泵(16)是可以在10Kg/cm2的压力下工作的离心式泵。
离心机(17)是旋转板式离心机。
培养基控制传感器(21)是光度计、pH计、温度探针、CO2探针、O2探针。
光度计通过光电二极管技术来测量光强度，并且在0至200微摩尔光子/m2s的测量范围内工作，具有0.5微摩尔光子/m2s的最小分辨率和通常小于测量的4％的误差。它们具有读取探针并且被监测，由此它们允许将产品送至离心机的阀的开启和封闭。
氧提取阀(22)和氢提取阀(23)是液压气动式提取阀。
自然光入口(2a和2b)由半透明塑料覆盖。
人造照明灯(24)具有1至50w/m2的强度。
控制面板(25)控制不同营养物、气体的注入、温度、PH、盐度和培养基的传导率。
再循环泵(26)是离心式泵。
旋转清洁系统(28)以由中间线系着的球的形式，通过离心的、螺旋的、旋转移动系统，逐渐地运行到生物质转换器(1)的内壁，从而保持它们的清洁。
CO2注入阀(29)与离子喷射器(36)连通，并且进一步绕着生物质转换器(1)螺旋安置。
对于每个生物质转换器(1)，都螺旋型地安置有湍流注入阀(30)。
在机械离心提取系统中，将生物质(32)(其包含脂类、碳水化合物、纤维素、半纤维素和次级代谢产品)与液体培养基分离。
存在于用于进行光合作用的生物质转换器中的浮游植物的培养条件是：
-20至25℃的范围内的恒定温度。
-从200至900w/m2的太阳光强度。
-400至700nm范围内的波长。
-从1至50w/m2的人造光强度。
-取决于培养株系的光周期处于下面范围内：
ο24:0小时(亮/暗)。
ο16:8小时(亮/暗)。
ο18:6小时(亮/暗)。
ο20:4小时(亮/暗)。
ο12:12小时(亮/暗)。
-盐度：
ο盐水株系：20‰-40‰
ο微咸淡水株系：8‰-20‰
ο淡水株系：0.2‰-8‰。
-培养基中的浮游植物浓度从30百万个细胞/毫升到500百万个细胞/毫升。
-pH值从6.5至8.9。
-1至5个大气压。
光扩散类似于15米深度之下的水生介质中的扩散。
用于本发明的有机体是浮游植物和浮游动物型有机体，浮游植物有机体通常属于下列分类族：绿藻纲、硅藻纲、甲藻纲、隐藻纲、金藻纲、定鞭藻纲、真绿藻纲、针胞藻纲、大眼藻纲，以及通常属于桡脚类动物、海樽纲、枝角类、轮虫纲和十足类族...通常地，所述分类族包括有色植物门的物种，它们所有都具有鞭毛或非鞭毛单细胞有机体特征以及具有严格浮游(终生浮游)生活期的特征，或其状态的至少一个生活期是浮游(暂时性浮游)特征。
涉及本发明所使用的浮游植物有机体群的物种非限制性地是：盐生杜氏藻、融合微藻、金藻、路氏巴夫藻、红胞藻、三角褐指藻、威氏海链藻和聚生角毛藻。
用于生物质转换器的初始株系的孕育将维持在使用0.45微米的纤维素乙酸过滤器和随后0.20微米再过滤的微过滤海水中，以及使用UV射线最终进行杀菌。转换器的培养基将通过抗生素和杀真菌剂而保持消毒和无菌。
添加到培养物中的抗生素是青霉素和链霉素的混合物，其中对于混合物的每一种组分的浓度均在100至300毫克/升的范围内，优选地在150至250毫克/升的范围内，更优选地为200毫克/升。
添加到培养物上的杀真菌剂是灰黄霉素和制霉菌素的混合物，其中对于混合物的每一种组分的浓度都在100至300毫克/升的范围内，优选地在150至250毫克/升的范围内，更优选是200毫克/升。
根据由Robert A.，Andersen在Algal Culturing Techniques with ISBN0-12-088426-7书中(该书由Elsevier编辑，2005，507-511页)所描述的协议，所使用的营养介质，即GuiHard型介质，将维持超过100百万个细胞/毫升的生物质。
所述介质可以改进为使氮(N2)浓度加倍，目的在于使细胞浓度超过125百万个细胞/毫升。
电磁生物加速器将通过用水和盐酸(HCl)的0.5比5％v/v的溶液洗涤，和/或使用水和次氯酸钠钠(NaClO)的0.5比5％的v/v混合物洗涤以进行消毒，并且它将整体浸入在所述溶液中保持至少24小时。
根据本发明的第二实质方面，电磁生物加速器的使用将要获得生物燃料，以及获得诸如脂肪酸和叶黄素的药用产品，获得诸如甘油、颜料和乳化物质之类的化妆产品，获得具有诸如硼硅酸盐和铁硅酸盐的高二氧化硅含量的工业产品，获得施肥产品、农业产品、工业产品和畜产品，获得纤维素和半纤维素，获得鞣酸类和收敛剂化合物，用于固定CO2、CH4、SH2、NO2、NO3和其它温室效应气体以及源自这些气体与培养基的反应的任何盐。
术语营养物涉及二氧化碳、以下写作CO2，NOX、维生素、抗生素、杀真菌剂、水、痕量元素和正磷酸。
附图说明
图1示出了表示本发明电磁生物加速器目标物的图，所述电磁生物加速器的部件和配件各自都利用太阳和人造电磁能量，以获得生物燃料等产品。
图2示出了表示电磁生物加速器的部件之一即生物质转换器(1)的图，其中为了制备生物质和消除CO2，由浮游植物来进行光合作用和有丝分裂。
图3示出了表示生物质转换器(1)的模块或蜂窝结构的图。
图4示出了通过使用微拟球藻(Nannochloropsis gaditana)株系来使浓度为10％的气氛CO2减小。
图5示出了CO2对在微拟球藻(Nannochloropsis sp)-型株系的培养物中生物质增加的影响，其中NA表示所述类型的株系。
实施方案
图4示出了通过在310分钟的时间间隔内使用41百万个细胞/毫升的培养物，来获得富含如下CO2的气氛的减少，即所有CO2所述气氛中存在10％，同时生物质增加了3.5百万个细胞/毫升。培养物在22℃保持稳定以及PH值恒定保持在8.2。光保持在18:6光周期中。在富有20％的气氛中进行的试验示出了相似模式以及与生物质增加的正比例关系。所使用的物种是微拟球藻(Nannochloropsisgaditana)。介质的盐度是千分之38，并且实验在具有40升的容积的封闭培养物发酵桶中进行。
用于生物质转换器的初始株系的培育被保持在使用0.45微米醋酸纤维素过滤器和随后使用0.20微米再过滤的微过滤的海水中，并且最后使用UV射线进行消毒。转换器的营养物介质通过抗生素和杀真菌剂来保持消毒和无菌。
添加到培养物上的抗生素是抗生素和链霉素的混合物，并且对于混合物的每个组分的浓度在100至300毫克/升范围内，优选地在从150至250毫克/升的范围内，更优选地为200毫克/升。
添加到培养物上的杀真菌剂是灰黄霉素和制霉菌素的混合物，且对于混合物的每个组分的浓度在100至300毫克/升范围内，优选地在从150至250毫克/升的范围内，更优选地为200毫克/升。
图5示出了两种微拟球藻(Nannochloropsis sp)培养物的生长中的不同，唯一不同就是富含5％CO2的空气是否存在和缺乏。从图中可以看出，使用大气空气的株系的生长比由富含5％CO2的空气培养的株系生长大约小于40％。该实验在等同于之前情形的温度、盐度和PH条件的情况下，在0.5m3的电磁生物加速器中进行。
一旦超过120百万个细胞/毫升，富含5％CO2的空气中存在时的株系的功效与在富含5％CO2的空气缺乏时的株系的功效之间的不同变得尤为重要。
用于生物质转换器的初始株系的培育被保持在使用0.45微米醋酸纤维素过滤器以及随后使用0.20微米再过滤的微过滤的海水中，以及最后使用UV射线进行消毒。转换器的培养基通过抗生素和杀真菌剂而保持消毒和无菌。
添加到培养物上的抗生素是抗生素和链霉菌的混合物，其中混合物的每个组分的浓度在100至300毫克/升的范围内，优选地在从150至250毫克/升的范围内，更优选地为200毫克/升。
添加到培养物上的杀真菌剂是灰黄霉素和制霉菌素的混合物，其中混合物的每个组分的浓度都在100至300毫克/升的范围内，优选地在150至250毫克/升的范围内，更优选地为200毫克/升。

Claims (42)

1、一种通过模拟环境海洋条件来获得生物质的电磁生物加速器，所述电磁生物加速器至少包括下列元件：
a.八边形生物质转换器(1)；
b.海水蓄存箱(3)；
c.粒子过滤器(4)；
d.UV光过滤器(5)；
e.进料和混合箱(6)；
f.加压进料泵(8)；
g.压力计(9)；
h.压力控制器(10)；
i.缓冲箱(11)；
j.具有安全阀的膨胀箱(12)；
k.热交换器(13)；
l.温度控制恒温器(14)；
m.再循环水反馈箱(15)；
n.再注入泵(16)；
o.用于分离生物质和水的离心机(17)；
p.减温器(18)；
q.控制面板(25)；
r.再循环泵(26)；
s.密度计(27)；
t.采用离心的机械生物质提取系统(32)；以及
u.生物质收集箱(33)。
2、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述生物质转换器(1)是圆形同心单室型转换器。
3、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述生物质转换器(1)是圆形同心双室型转换器。
4、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述生物质转换器(1)是包括围绕中心进光孔安置的垂直管的圆形复合型转换器。
5、根据前述任一权利要求所述的电磁生物加速器，其特征在于所述生物质转换器(1)在空间上布置使得它们形成蜂窝或模块型的结构(图3)。
6、根据前述任一权利要求所述的电磁生物加速器，其特征在于所述生物质转换器(1)至少包括下列元件：
a.垂直的人造光控制管(24)；
b.离子喷射器(36)；
c.电磁流控制阀(19)；
d.电磁生物质提取阀(20)；
e.培养基控制传感器(21)；
f.氧提取阀(22)；
g.氢提取阀(23)；
h.自然光入口(2a和2b)；
i.人造照明灯(24)；
j.旋转清洁系统(28)；
k.螺旋型安置的二氧化碳注入阀(29)；
l.螺旋型安置的湍流注入阀(30)；
m.人造照明灯调节和提取系统(31)；
n.电磁系统(34和35)；以及
o.存在于培养基中的浮游植物(37)。
7、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述培养基至少包括下列要素：
a.微生物；
b.微过滤海水；
c.二氧化碳；
d.NOX；
e.维生素；
f.痕量元素；
g.正磷酸；
h.抗生素；以及
i.杀真菌剂。
8、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述微生物是浮游植物和/或浮游动物类微生物。
9、根据权利要求6和7所述的电磁生物加速器，其特征在于浮游植物类微生物属于盐生杜氏藻(Dunaliella salina)，融合微藻(Tetraselmis sp)，金藻(Isochrysisgalbana)，路氏巴夫藻(Pavlova lutheri)，红胞藻(Rhodomonas salina)，三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)，威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)和聚生角毛藻(Chaetoceros socialis)物种。
10、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述抗生素是青霉素和链霉素的混合物，并且各自的浓度在100至300毫克/升的范围内，优选地在150毫克/升的范围内，更优选地浓度是200毫克/升。
11、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述杀真菌剂是灰黄霉素和制霉菌素的混合物，并且各自的浓度都在100至300毫克/升的范围内，优选地在150毫克/升的范围内，更优选地浓度是200毫克/升。
12、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述培养基控制传感器(21)是光度计、pH计、温度探针、二氧化碳探针、氧探针。
13、根据权利要求12所述的电磁生物加速器，其特征在于所述光度计在0至200微摩尔光子/m2s的范围内工作，具有0.5微摩尔光子/m2s的最小分辨率和低于测量值的4％的误差。
14、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述氧提取阀(22)和氢提取阀(23)是液压气动型提取阀。
15、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述自然光入口(2a和2b)由半透明塑料覆盖。
16、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述人造照明灯(24)具有1至50w/m2的强度。
17、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述旋转清洁系统(28)是由中心线系着的球的形式。
18、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述二氧化碳注入阀(29)围绕生物质转换器(1)螺旋型安置。
19、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述湍流注入阀(30)被螺旋型安置。
20、根据权利要求6所述的电磁生物加速器，其特征在于所述培养基具有下列条件：
a.在20至25℃范围内的恒定温度；
b.在400至700nm范围内的波长；
c.从200至900w/m2的太阳光强度；
d.从1至50w/m2的人造光强度；
e.从24:0至12:12亮/暗小时的光周期；
f.从0.2‰至40‰的盐度，优选地对于盐水株系为20‰至40‰，对于微咸水株系为8‰至20‰以及对于淡水株系为0.2‰至8‰；
g.从1至5个大气压的压力；
h.从300至500百万个细胞/毫升的浮游植物或浮游动物浓度；以及
i.从6.5至8.9的pH值。
21、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述海水蓄存箱(3)是圆筒形或多面体形，并且由玻璃纤维材料制成，具有在1至20m3范围内的内部容积。
22、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述粒子过滤器(4)是由纤维素纤维和/或玻璃纤维和/或醋酸纤维素制成。
23、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述进料和混合箱(6)是由透明材料，优选PVC、聚碳酸酯和/或甲基丙烯酸酯制成的圆筒形和/或多面体形，以及具有3至14m3的内部容积。
24、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述进料和混合箱(6)至少包含液面控制浮子(7)。
25、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述进料和加压泵(8)是离心式泵，并且在1至10kg/cm2的范围内工作。
26、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述缓冲箱(11)由透明材料，优选PVC、聚碳酸酯和/或甲基丙烯酸酯制成。
27、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述具有安全阀的膨胀箱(12)由具有内部弹性膜的不锈金属制成。
28、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述热交换器(13)是层流动板式交换器。
29、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述再注入泵(16)是离心式泵，并且在1至10kg/m2的范围内工作。
30、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述离心机(17)是旋转板式离心机。
31、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述控制面板(25)控制营养物、气体的注入、介质的温度、pH、盐度和培养基的传导率。
32、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于所述再循环泵(26)是离心式泵。
33、根据权利要求1所述的电磁生物加速器，其特征在于在所述采用离心的机械提取系统(32)中，至少包含脂类、碳水化合物、纤维素、半纤维素和次级代谢产物的生物质与所述液体培养基分离。
34、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器，其特征在于通过用水和盐酸的浓度为0.5比5％v/v的溶液洗涤，和/或使用5％v/v的水和次氯酸钠的溶液洗涤以进行消毒，并且它们在所述生物加速器中浸渍保持至少24小时。
35、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器用以获得生物燃料的用途。
36、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器用以获得诸如脂肪酸和叶黄素之类的药用产品的用途。
37、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器用以获得诸如甘油、颜料和乳化物质之类的化妆产品的用途。
38、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器用以获得具有高二氧化硅含量的工业产品诸如硼硅酸盐和铁硅酸盐的用途。
39、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器用以获得施肥产品、农业产品、工业产品和畜产品的用途。
40、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器用以获得纤维素和半纤维素的用途。
41、根据在前任一权利要求所述的电磁生物加速器用以获得鞣酸类和收敛剂化合物的用途。
42、根据在前任-权利要求所述的电磁生物加速器用以固定CO2、CH4、SH2、NO2、NO3和其它温室效应气体以及由这些气体与培养基的反应得到的任何盐的用途。
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