CN102712887B - 从光生物反应器收获藻类的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明实施例的藻类收获方法包括:用液体至少部分填充贮液器;将袋至少部分浸入该液体,该袋装有培养基,此培养基包含藻类,该袋包含第1端、第2端、定位于与第2端相比更靠近第1端的收获端口,以及气体端口;通过气体端口将气体送入该袋;通过在第2端积累气体,将该袋的第2端升高,使培养基往收获端口流动。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2009年6月24日提出的美国临时专利申请序号61/220,136的利益,通过引用将该申请全面引入本说明。
技术领域
总的来说,本发明的一些实施例涉及藻类的收获,具体而言,涉及从薄膜光生物反应器袋收获藻类。
背景技术
从光生物反应器取出藻类以进行收获和最后处理(例如生物燃料处理),常包含复杂、费时和昂贵的机械装置。设计用于以机械方式压榨来自光生物反应器的藻类或含有藻类的培养基的泵和机械系统常用大量能量,从而增加藻类收获和/或生物燃料生产的成本。
发明内容
根据本发明实施例的藻类收获方法包括:用液体至少部分填充贮液器;将袋至少部分浸入该液体,该袋装有培养基,此培养基包含藻类,该袋包含第1端、第2端、定位于与第2端相比更靠近第1端的收获端口,以及气体端口;通过气体端口将气体送入该袋;通过在第2端积累气体,将该袋的第2端升高,使培养基往收获端口流动。该方法的实施例可进一步包含:将袋栓系至贮液器,使其第1端比第2端更靠近贮液器。一些案例中,该袋包含伸长支承件,将袋栓系至贮液器包括将伸长支承件栓系至贮液器。将伸长支承件栓系至贮液器可包括将伸长支承件枢轴连接到贮液器。升高第2端可包括将第2端升高到贮液器内液体的上水平面。
根据本发明实施例的藻类收获方法还可包括在贮液器中安排多个浸入的袋,并且在不同的时间或以不同的方式倒空不同的袋。例如,根据本发明实施例的藻类收获方法可包括:同时倒空彼此相隔一个袋的袋,并在倒空其余袋之前重新浸入这些袋。
根据本发明实施例的藻类收获装置包含:至少部分填充液体的贮液器;装有培养基的培养基袋,培养基包含藻类,该袋至少部分浸入液体,该袋包含第1端、第2端和定位于与第2端相比更靠近第1端的收获端口;及充气袋,其连接到培养基袋,并且设定位置与第1端相比更靠近第2端。一些案例中,该充气袋可与培养基袋分开。
虽然揭示多个实施例,但对本领域技术人员而言,从以下图示并叙述的详细说明会清楚本发明的其它实施例。因此,应将附图和详细说明看作本质上是示意性的,而非限定。
附图说明
图1说明根据本发明实施例的光生物反应器和藻类收获装置的侧视图。
图2说明根据本发明实施例的光生物反应器袋的截面图。
图3说明根据本发明实施例的光生物反应器和替代藻类收获装置的侧视图。
图4说明根据本发明实施例的收获前的浸没光生物反应器袋和藻类收获装置的侧视图。
图5说明根据本发明实施例的收获过程期间的图4的光生物反应器袋。
图6说明根据本发明实施例的收获过程期间的图4和图5的光生物反应器袋。
图7说明根据本发明实施例的收获过程期间的图4至图6的光生物反应器袋。
图8说明根据本发明实施例的升高位置上光生物反应器袋和光生物反应器袋对准槽的截面图。
图9说明根据本发明实施例的降低位置上光生物反应器袋和光生物反应器袋对准槽的截面图。
图10说明根据本发明实施例的一系列光生物反应器袋和藻类收获装置的组合部分俯视图和部分侧视图。
图11说明根据本发明实施例的一系列光生物反应器袋和替代藻类收获装置的组合部分俯视图和部分侧视图。
图12说明根据本发明实施例的替代光生物反应器和藻类收获装置的侧视图。
图13说明根据本发明实施例的图12的光生物反应器的截面图。
虽然本发明易于形成各种修改和替代形态,具体实施例仍在附图中以实例的方式示出并在下文详述。然而,不意图将本发明限于所述具体实施例。相反,本发明意在涵盖落入所附权利要求书限定的发明范围内的全部修改、等同件和替代件。
具体实施方式
图1说明根据本发明实施例的光生物反应器袋101和藻类收获装置100的侧视图。图2说明根据本发明实施例的光生物反应器袋101的截面图。根据本发明实施例,光生物反应器袋101包括可含水和/或藻类或者其它微生物的培养基102以及可含空气、二氧化碳和/或其它气体且在袋101内部培养基上方的液面上空间103。也可将袋101经配重件接口202连接到配重件108;配重件接口202可以是在袋101中形成并配置成接纳配重件108的槽和/或一个或多个环。根据本发明实施例,配重件108可以是管或其它装置,用于对袋101提供重量,防止该袋由于液面上空间103中气体产生的浮力而移动或漂浮到顶端。根据本发明实施例,配重件108可以是填充混凝土或者其它足够坚硬且/或足够重的压载材料的PVC管。例如,可通过在部位204将袋101的两侧焊接在一起,形成配重件接口202。根据本发明的一些实施例,配重件108为管或压杆,如重量为每100英尺约340磅的管。
在本文使用的术语“连接”按其广义加以使用,指元件以直接或整体或经其它元件间接的方式,永久、暂时或可拆装地被连接、附上和/或啮合。在本文使用的术语“枢轴连接”按其广义加以使用,指元件以一个元件可对另一个元件在支点上转动的方式加以连接。在本文使用的术语“流体连接”或“流体连通”按其广义加以使用,指元件以流体可在它们之间流通的方式加以连接。
根据本发明实施例,可将袋101至少部分浸没在贮液器中,至少部分地在标号140处表示袋的底部,并由标号110表示贮液器内液体(例如水)的上水平线。根据本发明实施例,贮液器可以是能保存液体的任何天然容器或人造容器。根据本发明实施例,袋101包括收获端口116和经收获端口116与袋101流体连通的收获管118。收获管118又可包括阀门122,在收获期间,可打开该阀门,让袋101内的培养基102通过收获管118流往收获端口116,并在收获管118的端部120流出。然后,可储存收获的培养基,并且/或者对其进一步处理,使藻类与例如水分离,用于进一步的处理步骤。
如图1所说明,根据本发明实施例,可沿袋101的一部分长度或全长,从袋101的一端部104到袋101的另一端部106,将配重件108与袋101连接。根据本发明实施例,可将配重件108连接到贮液器140或其它基础表面,例如可将配重件108在部位142处枢轴连接到贮液器140。根据本发明的一些实施例,可用束带(zip tie)连接或诸如此类将配重件108枢轴连接到贮液器140。
根据本发明实施例,压气机124流体连通地经管道126与袋101连接。另一管道128经管道130将压气机124与袋101的另一端部104连接。根据本发明实施例,可将管道128称为填充液旁通管道。根据本发明实施方式,排出管道132和138也与管道126、128和130流体连通。根据本发明实施例,管道126经进气端口112与袋101流体连通,管道130经排气端口114与袋101流体连通。虽然将端口112表示为设定在朝向端部106的位置,将端口114表示为设定在朝向端部104的位置,本领域普通技术人员在本文所提供揭示的基础上,会认识到端口112和/或114的各种其它可能位置。根据本发明实施例,将阀门134定位于串联在泵124与管道128之间,将阀门136定位于串联在管道128与管道132之间。
根据本发明实施例,正常操作期间,关闭阀门134,压气机124通过管道126将气体吹入进气端口112,并吹入光生物反应器袋101。该气体可以是二氧化碳、空气和/或混合气体。例如,压气机124可将空气吹入袋101,提供足以维持所需液面上空间103的一定空气压力,从而使光生物反应器袋101保持在浸入贮液器(或贮液槽)140内的直立位置。正常操作期间,开通阀门136,由于管道132的端部144低于液体(例如水)水平线110,压气机124以等于或大于端部114上的压力对袋101供给空气,以便维持液面上空间103。如果压气机124以足以使袋101中的压力大于端部114的深度处的压力的流速率供给空气,空气会流过袋101,并在端部144排出。这种情况下,由于端部146更深,该端部的压力大于端部144的压力,空气不会在管道138的端部146排出。此正常操作压力,例如可为:等效于3英寸或4英寸的水(例如端部144可低于水平线110三英寸或四英寸)。
进行收获操作期间,开通阀门134,关闭阀门136。根据本发明实施例,由于空气通过端部146排出前,阀门136的关闭在管道128和光生物反应器袋101内需要较大的压力,这使压气机124供给的空气达到大于排出前的压力。根据本发明实施例,来自压气机124的空气(和/或气体的组合)在袋101内积累,端部104开始朝向表面水平线110升高。根据本发明的一些实施例,将收获端口116设定得与端部104相比更靠近端部106,从而随着气体在第2端部104的积累,端部104被升高,因此培养基102往收获端口116流动。
根据本发明的一些实施例,可按不同方式启动收获循环。例如,有些装置中,可略去管道132和阀门136,通过以机械方式将端部146从低于水平线110的正常操作深度移动到低于水平线110的较深的收获深度,管道138的端部的压力在正常操作压力与收获压力(例如积累气体以升高袋101的压力)之间变化。根据本发明实施例,通过将管道138做成穿通摩擦垫片或垫圈延伸的PVC管,并且可用在管道138上手动提升或压下的方法调整该垫片或垫圈相对于水平线110的垂直位置,可实现这样的效果。
图3说明根据本发明实施例的光生物反应器101和替代藻类收获装置300的侧视图。装置300正常操作期间,关闭阀门334,压气机124将空气(或者任何其它气体或混合气体)吹入袋101,并且空气通过管道303在浸入水平线110下方以对液面上空间103加压的端部144排出。根据本发明的一些实施例,水平144(端部144的水平)低于水平线110的距离与水平面105低于水平线110的距离相同。根据本发明实施例,阀门334与经气体端口302同充气袋301流体连通的管道328串联。根据本发明的一些实施例,充气袋301与光生物反应器袋101分开(例如不与袋101流体连通),但根据本发明实施例,也可将充气袋301连接到配重件108和/或袋101。根据本发明实施例,进行收获操作期间,开通阀门334,关闭阀门136,引起袋301充气,使端部104朝向表面水平线110升高。根据本发明实施例,此端部104的升高和端部144与端部146之间的压力差使靠近袋101的端部104内的气体积累增加,这进而使袋101进一步升高,导致培养基102往收获端口116流动。根据本发明实施例,一旦完成收获操作,就可使充气袋301通过排气管道(未示出)放气,并可关闭阀门334,使袋101可重新浸入。
可按若干不同方式包括充气袋301用的排气端口。例如,根据本发明实施例,阀门334可以是三通阀门,在进行收获期间使压气机124与管道328流体连通,在袋301放气期间使管道328与排气管道或大气流体连通。或者,袋301可包括其上形成的一个或多个小的泄漏孔,使袋301内的气体漏出袋301慢于压气机124对袋301供给气体的速率。根据本发明实施例,这使袋301在与压气机124连接时可充气,而在压气机124关闭或断开时又可缓慢放气。在本文提供的揭示的基础上,本领域普通技术人员会认识袋301排气的各种其它方式。
根据本发明实施例,图4~图7说明进行收获操作期间各阶段中图1的光生物反应器袋101的侧视图,其中为了清楚,各图省略压气机124、管道126、128、130、132和收获管道118。如图4所示,根据本发明实施例,由于配重件108的重量抵消液面上空间103和袋101产生的浮力,袋101开始浸入水平线110的下方。
一旦开通阀门134并关闭阀门136,袋101的端部104就开始积累空气并进一步往上表面110浮动,如图5所示。根据一些实施例,当袋101内空气的浮力超过袋101和配重件108的重量时,发生此浮动。如图5所示,将配重件(或支承件)108枢轴连接到支枢142,使端部104可升高而使端部106浸没。根据本发明实施例,当端部104在贮液槽或贮液器140中往水平线110升高并终于在该水平线处或超过该水平线处漂浮时,端部104与端部106之间的高度差异和/或端部104往表面110摆动的动力运动产生“倾倒”效应,使培养基102从端部104往端部106流动,因而往接近或靠近端部106的收获端口116流动。此外,根据本发明实施例,如果袋101内的任何培养基102高出水平线110,袋内就会转移足够的培养基,使培养基水平面105低于靠近或接近表面液体水平线110的水平面。根据本发明实施例,利用通过收获端口116排出,转移该培养基102。
根据本发明实施例,在发生重力和/或动力“倾倒”和流体转移期间或之后,袋101开始填充空气,直到袋101内的压力达到排出管道138的端部146的深度处的压力。如图6所说明,空气在袋101内积累并增加袋101内的压力,从而转移培养基102,使其低于表面水平线110,并在收获端口116将其推出。根据本发明实施例,将排气管道138的端部146放在等于或深于收获端口116离开表面110的深度的深度处,可加强收获期间的空气转移效应,其原因在于袋101内空气压力累积到足以转移培养基102的程度,直到(由于例如贮液器中袋101周围的水的压力)培养基水平面105与表面水平线110之间的深度差异等于或接近端部146与表面水平线110之间的深度差异。
根据本发明实施例,将收获管118的端部120放置在低于收获端口116和/或袋101底部的大气深度(或者使其处在低于收获端口处压力的压力下),可通过产生使培养基102通过收获管道118流出的虹吸效应,增强收获过程。根据本发明的一些实施例,可按与收获管118的端部120流体连通的方式安排真空源(例如工厂真空源),以加强虹吸效应或压差效应,便于收获。根据本发明的一些实施例,可将用于将气体吹入袋101的泵或压气机124也原样例如同时地用于在收获管118产生吸力或负压。
根据本发明替代实施例,可由栓系线702将配重件108可释放地栓系到支枢142,使袋101的整个端部106浮到表面110,如图7所说明。根据本发明实施例,可将栓系线702代之以机械传动机构,例如支点转动地连接到基座142和配重件108的单一棒条。根据本发明实施例,使用栓系线或传动机构可加强重力转移效应,需要较小的用于收获过程的空气压力(例如端部146的较小深度和/或压气机124的较小功率)。根据本发明的一些实施例,配重件108的线性重量密度在端部104与106之间变化,使配重件108在整个收获过程朝向端部106较重且在贮液槽的底部140处或接近该底部处保持不变,同时使端部104升高,即使配重件108与底部140之间有或没有连接或栓系也这样。根据本发明的一些实施例,配重件108的线性重量密度在端部104与106之间变化,使配重件108在整个收获过程朝向端部106较重且在贮液槽的底部140处或接近该底部处保持不变,同时使端部104可升高,直到将培养基102几乎全部从袋101排出,这时袋101的浮力将整个配重件108往表面提升(同图7所示)。
根据本发明实施例,一旦已从袋101内排出并且/或者收获培养基102,并且/或者一旦袋101倒空或接近空,就关闭阀门134、开通阀门136以便积累的空气可经排气管道132排出,由此,可将袋101降回到正常操作位置。可例如通过排气端口116并且/或者通过另一端口,对袋101重新填充培养基102。根据本发明实施例,可在袋101往贮液槽的底部140沉回的同时,进行对袋101重新填充培养基102,以加速沉降过程,或者在袋101回到其原位后添加该培养基。
如图8和图9所说明,可在配重件108和光生物反应器袋101的下面使用引导装置402,以引导袋101在沉降时回到所需位置。根据本发明实施例,可沿配重件108从端部104往端部106的长度或沿该长度在各间隔使用多个引导装置402(或者连续的导槽或引导装置)。也可并行使用多个引导装置402,引导一个以上的袋101回到将袋101安排成多个袋彼此相邻的位置,如图10和图11所说明。根据本发明实施例,连接到袋101和/或配重件108的底部的传动机构进一步帮助袋101下降到其原位或所需位置。
根据本发明的一些实施例,袋101沿其长度维持与贮液器的底部140连接,并且在整个收获过程维持部分或全部浸没。根据本发明实施例,通过对袋101的内部添加气体以取得足以压降培养基水平面105并将培养基102推出收获管118的压力。根据本发明其它实施例,可以使用对袋101的内部加压和袋101往表面110上浮的组合。
图10说明根据本发明实施例的一系列并联光生物反应器袋101和藻类收获装置1000的组合部分俯视图和部分侧视图。图10中的部分侧视图示出排气系统1050。根据本发明实施例,可将袋101并行排列在贮液槽(未示出)中,使产量和收获密度最大。藻类收获装置1000能同时起动多个袋101的收获过程。根据本发明实施例,共用气体集管1002连接各进气管道126,共用排气集管1004连接各排气管道130。管道1008使集管1004与包括排出管道132和138的排出系统1050连接。如上文所述,根据本发明实施例,排出管道132和138在贮液槽1006内延伸到不同的深度,一些实施例中,该贮液槽可以是浸入光生物反应器袋101的同一贮液槽。如上文对图1和图4~图6所述,正常操作期间,关闭阀门134并开通阀门136;进行收获期间,开通阀门134并关闭阀门136。
图11说明根据本发明实施例的一系列光生物反应器袋101、1101和替代藻类收获装置1100的组合部分俯视图和部分侧视图。图11中的部分侧视图示出排出系统1150。将袋101和1101安排成并联,与图10的袋101相同;然而,2个不同的后端系统使不同组的袋可进行交错收获。如对图1所述,正常操作期间,关闭阀门134和1134,开通阀门136和1136,从而袋101和1101操作。为了收获袋101,开通阀门134并关闭阀门136。为了收获袋1101,开通阀门1134并关闭阀门1136。按交错方式对相邻的袋进行收获可使袋101和1101返回其原开始位置和原定位的准确度更高,例如,袋1101任一侧上的袋101在使袋101放气时作为一种引导装置起作用,使其可沉回原位。根据本发明实施例,按交错方式对相邻的袋进行收获也可使对贮液槽中总液体水平面的影响较小,并且/或者可便于使用流速率有限的收获管118进行收获。
交错和/或选择性收获又可允许在藻类生长的不同阶段和/或不同时间收获不同的袋。例如,袋101可装有准备收获的藻类培养物,而袋1101可装有还需要生长的幼小藻类培养物。虽然装置1100如图所示用于2组袋101、1101的交错收获,但本领域普通技术人员会理解:根据本发明实施例,可配置2组以上的袋,进行交错和/或选择性收获。根据本发明的一些实施例,一次选择一个袋101,以起动收获循环。
图12说明根据本发明实施例的替代光生物反应器和藻类收获装置1200的侧视图。装置1200与装置100相似。然而,在装置1200中,没有管道128。装置1200还包括喷管1202,该喷管可与袋101分开或一体形成,并配置成通过气泡1204将气体从压气机124送入培养基102。根据本发明实施例,通过喷管1202的外表面成形或切入的孔输送气泡1204。根据本发明实施例,管道126将压气机124与喷管1202流体连通,管道130与喷管1202的另一端流体连通。图13说明根据本发明实施例的装置1200的侧视截面图。
为了起动收获循环,关闭阀门136,从而增大喷管1202的最近端部104上的压力,使所输送的气体1204在液面上空间103中积累。根据本发明实施例,所积累的气体最终产生往表面110提升端部104的浮力,从而引起培养基102开始流出收获管118,如对图4~图7所述。尽管管道128(见图1)为任选件,在气体从喷管1202流入培养基102的速率不足以使气体充分快地积累于袋101内的情况下,该管道还是有用的。
虽然本发明的一些实施例包括的压力调节系统包含浸入到水下不同深度的管道132、138,以便控制光生物反应器袋101内的压力,但根据本发明实施例,本领域普通技术人员会认识到控制并且/或者改变光生物反应器袋101的排气端部104的压力的各种其它方法。然而,根据本发明实施例,浸入不同深度的管道132、138的使用也提供内在压力缓解特性,使超过浸入端部146处的压力的袋内空气压力仅仅引起多余空气在端部146无害地涌出,同时还维持端部146上的压力(例如深度)。根据本发明的一些实施例,虽然将端口112、114和/或116作为单一端口加以说明,但这些端口可以是由多个组成的端口,并且/或者连接到多个气源和/或多个排出管道。例如,管道126可分离成2个管道,并可在2个不同端口112浸入袋101,其中一个端口比另一个更靠近端部106。
可以对所讨论的示例实施例作各种修改和添加,而不脱离本发明的范围。例如,虽然上述实施例涉及具体特征,但本发明的范围也包括具有不同特征组合的实施例和不包括全部所述特征的实施例。因此,本发明的范围意在包括落入权利要求书范围的全部替换、修改和变化,以及全部其等效件。
Claims (27)
1.一种藻类收获方法,其特征在于,该方法包括:
用液体至少部分填充贮液器;
将袋至少部分浸入该液体,该袋装有培养基,此培养基包含藻类,该袋包含第1端、第2端、定位于与第2端相比更靠近第1端的收获端口,以及气体端口;
通过该气体端口将气体送入该袋;
通过在第2端积累气体,将该袋的第2端升高,使培养基往收获端口流动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
将该袋栓系至该贮液器,使其第1端比第2端更靠近该贮液器。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,该袋还包含伸长支承件,其中将袋栓系至贮液器包括将伸长支承件栓系至贮液器。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,将该伸长支承件栓系至该贮液器包括将该伸长支承件枢轴连接到该贮液器。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,该伸长支承件是金属管。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,该袋包含第1侧和第2侧,该方法还包括:
将该第1侧焊接到该第2侧以在焊接处上方形成培养基容器且在焊接处下方形成配重件接口;及
将该伸长支承件插入该配重件接口。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,升高第2端包括将第2端升高到贮液器内液体的上水平面。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该袋为第1袋,其中该收获端口为第1收获端口,该气体端口为第1气体端口,该方法还包括:
将第2袋至少部分浸入该液体,该第2袋装有培养基,此培养基包含藻类,该第2袋包含第1端、第2端、位于与第2端相比更靠近第1端的第2收获端口和第2气体端口;
通过第2气体端口将气体送入该第2袋;及
通过在第2端积累气体,将该第2袋的第2端升高,使培养基往第2收获端口流动。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在与升高第1袋的第2端不同的时间执行第2袋的第2端的升高。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,第1袋和第2袋是至少部分浸入液体的多个袋中的一部分,并且该多个袋中,第1袋定位相邻于第2袋。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在时间上交错进行第1袋的第2端的升高和第2袋的第2端的升高。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该袋至少部分透明,并且该气体包含藻类能用于进行光合作用的二氧化碳。
13.一种从光生物反应器收获的装置,其特征在于,该装置包括:
至少部分填充液体的贮液器;
装有培养基的培养基袋,该培养基包含藻类,该袋至少部分浸入该
液体,该袋包含:
第1端、第2端,和
定位于与第2端相比更靠近第1端的收获端口;
充气袋,其连接到该培养基袋,并且定位于与第1端相比更靠近第2端;及
供气源,其与该充气袋流体连通,该供气源配置为对该充气袋充气,使第2端相对于第1端升高。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,充气袋与培养基袋分开。
15.一种从光生物反应器收获的装置,其特征在于,该装置包括:
至少部分填充液体的贮液器;
装有培养基的培养基袋,该培养基包含藻类,该袋至少部分浸入该液体,该袋包含
第1端、第2端和
定位于与第2端相比更靠近第1端的收获端口;及
供气源,其与培养基袋流体连通,该供气源配置为对培养基袋至少部分充气,以将第2端相对于第1端升高,使培养基往收获端口流动。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,还包括:
与培养基袋流体连通的排出管道,该排出管道包含:
位于贮液器内液体的上水平面下方的第1深度的第1排出口、
位于该上水平面下方的第2深度的第2排出口,其中第2深度大于第1深度,以及
配置用来对培养基袋与第1排出口之间的流体连通进行开通和关闭的阀门。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,配置供气源,以将气体馈入培养基袋内培养基上方的液面上空间,并且其中排出管道与该培养基袋的液面上空间流体连通。
18.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,该阀门为第1阀门,此装置还包含:
与供气源和排出管道流体连通的填充液旁通管道;
配置用来对供气源与排出管道之间的该填充液旁通管道进行开通和关闭的第2阀门。
19.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,还包含
设在贮液器底部的引导装置,该引导装置配置为便于定位培养基袋。
20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,该引导装置包含槽,该槽配置用来在培养基袋降入贮液器中时接纳培养基袋的至少一部分,其中该槽在朝向贮液器底部的方向上变窄。
21.根据权利要求1所述的方法,该方法还包括:通过收获端口从所述袋中移除所述培养基。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,通过收获端口从所述袋中移除所述培养基包括,在所述第2端升高高于第1端时通过收获端口从所述袋中移除所述培养基。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,在所述第2端升高高于第1端时通过收获端口从所述袋中移除所述培养基包括,在所述第2端升高高于第1端时通过收获端口从所述袋中移除所述培养基以及所述收获端口浸没在所述液体中。
24.根据权利要求21所述的方法,其中所述气体和所述培养基在所述袋的同一隔室中。
25.根据权利要求21所述的方法,其中所述液体被装在贮液器中,所述方法还包括将袋栓系至在所述袋下的贮液器。
26.根据权利要求25所述的方法,所述方法还包括将袋栓系至贮液器,使其第1端比第2端更靠近贮液器。
27.根据权利要求26所述的方法,所述方法还包括将袋枢轴连接到贮液器。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3955317A (en) * | 1974-01-28 | 1976-05-11 | The British Petroleum Company Limited | Method of growing plant cells |
IL102189A (en) * | 1992-06-12 | 1995-07-31 | Univ Ben Gurion | Device for growing microorganisms |
US6485229B1 (en) * | 1997-10-10 | 2002-11-26 | Gunderboom, Inc. | Containment/exclusion boom and methods of using the same |
CN101918529A (zh) * | 2008-01-18 | 2010-12-15 | 埃维斯通-格列弗有限公司 | 光生物反应器 |
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---|---|---|---|---|
EP2152848A2 (en) * | 2007-04-27 | 2010-02-17 | Greenfuel Technologies Corporation | Photobioreactor systems positioned on bodies of water |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3955317A (en) * | 1974-01-28 | 1976-05-11 | The British Petroleum Company Limited | Method of growing plant cells |
IL102189A (en) * | 1992-06-12 | 1995-07-31 | Univ Ben Gurion | Device for growing microorganisms |
US6485229B1 (en) * | 1997-10-10 | 2002-11-26 | Gunderboom, Inc. | Containment/exclusion boom and methods of using the same |
CN101918529A (zh) * | 2008-01-18 | 2010-12-15 | 埃维斯通-格列弗有限公司 | 光生物反应器 |
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