CN103283582A - 使二氧化碳去除率最大化的光生物藻类培养器以及使用其生产藻类的方法 - Google Patents

使二氧化碳去除率最大化的光生物藻类培养器以及使用其生产藻类的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了使CO2去除率最大化的光生物藻类培养器以及使用其生产藻类的方法。所公开的用于生产藻类的设备包括用于培养藻类的藻类培养器、和用于干燥和分离从藻类培养器中转移的所培养藻类的藻类分离器，其中藻类培养器包括：彼此串联和并联连接的多个藻类培养槽，以培养其中接收的藻类；和通过二氧化碳供应管与藻类培养槽一侧相连的二氧化碳供应单元，以供给藻类培养槽中所接收的藻类。

Description

使二氧化碳去除率最大化的光生物藻类培养器以及使用其生产藻类的方法
技术领域
本发明涉及使CO2去除率最大化的光生物藻类培养器(photo biological algae cultivator)以及使用该培养器生产藻类(海藻)的方法，更具体地涉及即使当藻类培养器和藻类分离器分隔放置(place space)时也能够提高藻类培养效率的藻类培养器，以及可使CO2去除率最大化的光生物藻类培养器，其中可将藻类培养器与能够有效分离水和藻类的藻类分离器联合使用，以便捷和高效的方式实施培养和分离藻类的过程，也涉及使用所述藻类培养器生产藻类的方法。 
背景技术
本文所使用的术语“藻类”是指一类低等植物，其含有蛋白质、碳水化合物等，并在水中培养。 
这些藻类通常称为绿藻类并可进行光合作用。 
这些藻类迅速生长和复制，不仅在淡水中，也可在海水中顺利培养。由于藻类的这些性质，由藻类中提取的海藻油制备替代能源的广泛研究正在进行中。 
近年来，对新型可替代化石燃料如石油和气体燃料的能源的需要有所增加。此外，为了防止如核事故的风险并增加安全有效的新能源的附加值(added value)，已提出多种通过培养藻类产生新能源的方法和系统。 
例如在现有技术中，提出了开放池塘型(pond-type)藻类培养方法，其中利用阳光大面积天然培养藻类。此外，为了增加藻类的培养效率，提出了如图1所示的设备和方法，其中在多个培养槽中培养藻类并在干燥器中干燥。 
然而，在上述开放池塘型藻类培养方法中，问题在于需要大面积的土地来借助阳光培养藻类，因此在土地面积较小的国家难以保证藻类的天然培养。此外，在如图1所示的培养槽中培养藻类的情况下，问题在于将所培养的藻类转移至干燥器的过程效率较低，并且将所培养的藻类与水分离的过程较复杂，表明未有效实施培养和分离藻类的过程。 
具体而言，在所培养藻类通过如图1所示的管等转移至干燥器的情况下，问题在于在转移藻类的过程中，管会发生过载(超负荷)，从而降低整体运转效率(工作效率)。 
由于上述问题，培养和转移藻类的效率降低，从而使由藻类产生新能源的新能源产业的发展受阻，并且在该新能源产业的投资价值降低，使得企业避开在该能源产业投资。 
发明内容
因此，鉴于在现有技术中存在的问题而形成本发明，本发明的一个目的是提供用于生产藻类的设备(装置，apparatus)，其可以便捷高效的方式进行藻类的培养及干燥，包括能够有效培养藻类的藻类培养器，连接于藻类培养器并可便捷地干燥分离由藻类培养槽所排出的藻类的藻类分离器。 
本发明的另一个目的是提供生产藻类的方法，通过培养藻类、将所培养的藻类与水分离并便捷地收集所分离的藻类可提高生产藻类的效率，并可通过有效利用二氧化碳来防止二氧化碳污染。 
为了实现上述目的，本发明提供了用于生产藻类的设备，其包括用于培养藻类的藻类培养器，和用于干燥和分离从藻类培养器中转移的所培养藻类的藻类分离器，其中藻类培养器可包括：以串联和并联方式彼此连接的多个藻类培养槽，以培养其中接收的藻类；和通过二氧化碳供应管与藻类培养槽一侧连接的二氧化碳供应单元，以供给藻类培养槽中所接收的藻类。 
在本文中，藻类培养槽可包括多个以串联或并联方式连接藻类培养槽的连接管，并且营养物(nutrient)供应单元可通过营养物供应管与藻类培养槽的一侧连接。 
另外，藻类分离器可包括：以一个方向转移藻类的主体(body)，所述藻类转移自藻类培养槽；提供于主体一侧的压辊(pressing rollers)；邻近压辊放置的加热器；置于压辊下方的吸收单元；连接主体和藻类培养槽的转移/供应管；和提供于主体下方的排放单元，其用于将从藻类中分离的水供给藻类培养槽，并排放和储存去除水的藻类。 
此外，主体可包括转移藻类的传送带(conveyor belt)，以及用于转动传送带的多个滚轴(rollers)。 
另外，吸收单元可包括置于压辊下方的滚轴，以及吸收部分，其随着滚轴转动而转动，并从传送带所转移的藻类中吸收水分。 
此外，排放单元可进一步包括收集槽，用于储存已去除水的藻类。 
另外，藻类培养槽可包括多个反射阳光的反光板(reflective plates)，其中反光板由选自提供用于覆盖藻类培养槽外部的外部反光板、提供用于覆盖藻类培养槽底部的底部反光板、和提供用于在藻类培养槽中互相交叉(cross)的反光板的一个或多个组成，并且传送至藻类培养槽所接收的藻类的阳光保持在60-80瓦特/m2。 
同时，反光板优选由可反射阳光的铝、不锈钢、镜子、反光膜(反射膜，reflective film)、反光片(反射片，reflective sheet)中的一种或多种形成。 
另外，藻类培养槽优选相对于垂直轴倾斜0-60°的角度，以使阳光顺利通过反光板传送至藻类培养槽所接收的藻类。 
此外，连接管以串联或并联方式连接多个藻类培养槽，以使藻类培养槽所接收的藻类和水流经连接管。 
此外，藻类培养槽可进一步包括碳酸钙供应单元，其通过碳酸钙供应管连接于藻类培养槽的一侧，以向藻类培养槽所接收的藻类提供碳酸钙。 
另外，藻类培养槽可进一步包括螺杆单元(screw unit)，其可将藻类与通过二氧化碳供应管、营养物供应管、碳酸钙供应管、连接管和转移/供应管引入的水、二氧化碳、碳酸钙和营养物有效混合。 
在本文中，螺杆单元可包括：固定于藻类培养槽顶部的上端固定部分(upper fixing portion)；固定于藻类培养槽底部的下端固定部分(lower  fixing portion)；置于上端固定部分和下端固定部分之间的可轴向旋转的螺杆；以及置于下端固定部分并通过施加外部电源运行而使螺杆转动的发动机(电机，motor)。 
另外，藻类培养槽可进一步包括多个气泡板(bubble plates)，其中形成气泡孔(bubble holes)，使得当通过转移/供应管引入的水与藻类培养槽中的藻类混合时，藻类与引入藻类培养槽的二氧化碳、碳酸钙和营养物平稳混合。 
此外，二氧化碳供应单元可提供二氧化碳，以使藻类培养槽所接收的每吨藻类消耗约1.8-2.5吨二氧化碳。 
同时，本发明提供用于生产藻类的方法，其包括：向以串联或并联方式彼此相连的多个藻类培养槽提供二氧化碳、碳酸钙、水和营养物，并向藻类培养槽所接收的藻类传送阳光以培养藻类的藻类生产步骤(algae production step)；使用藻类分离器将在藻类生产步骤中培养的藻类分离成固体和水的藻类处理步骤；和通过藻类分离器将在藻类处理步骤中产生的水再循环(回收，recycle)至藻类培养槽的水再循环步骤。 
在本文中，藻类生产步骤可包括：在藻类培养槽中接收藻类、二氧化碳、碳酸钙和营养物并培养藻类的藻类培养步骤；以及使所培养的藻类流动的藻类流动步骤(algae flow step)。 
另外，在藻类培养步骤中，向藻类培养槽所接收的藻类提供二氧化碳，以使生产每吨藻类消耗约1.8-2.5吨二氧化碳。 
此外，藻类处理步骤可包括：通过藻类分离器转移在藻类生产步骤中培养的藻类的转移步骤(transfer step)；通过藻类分离器压榨(pressing)流经转移步骤的藻类，并将水从藻类中去除的压榨步骤；在压榨步骤之后通过加热器进一步将水从藻类中去除的加热步骤；以及分离和储存通过加热步骤去除水的藻类的储存步骤。 
另外，在藻类生产步骤中向藻类培养槽提供的水优选为在藻类生产步骤中再循环自藻类分离器的水。 
此外，在藻类生产步骤中传送至藻类培养槽所接收的藻类的阳光可保持在60-80瓦特/m2。 
附图说明
图1为示意图，其显示根据现有技术的藻类生产设备。 
图2为示意图，其显示根据本发明的一个实施方式的藻类生产设备。 
图3为示意图，其显示根据本发明的另一个实施方式的藻类生产设备。 
图4为示意图，其显示根据本发明的藻类生产设备。 
图5为透视图，其显示根据本发明的藻类培养槽。 
图6为侧面剖视图，其显示根据本发明的一个实施方式的与藻类培养槽结合(couple)的反光板(反射板，reflective plate)。 
图7为侧面剖视图，其显示根据本发明的另一个实施方式的与藻类培养槽结合的反光板。 
图8为侧面剖视图，其显示根据本发明的在藻类培养槽中提供的螺杆单元。 
图9为侧面剖视图，其显示根据本发明的在藻类培养槽中提供的气泡板。 
图10为侧面剖视图，其显示根据本发明的另一个实施方式的在藻类培养槽中提供的气泡板。 
图11为放大图，其显示根据本发明的藻类分离器的重要部分。 
图12为侧面剖视图，其显示藻类在根据本发明的藻类培养槽中流动的过程。 
图13为视图，其显示根据本发明的另一个实施方式的藻类培养槽的放置(placement)。 
图14为流程图，其显示根据本发明的藻类生产方法。 
图15为流程图，其显示根据本发明的藻类生产步骤。 
图16为流程图，其显示根据本发明的藻类处理步骤。 
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明进行详细描述。 
将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。在以下描述中，即使显示在不同的图中，相同的元件也由相同的参考数字标示。根据在本发明中的功能对以下描述中所使用的术语进行定义，并根据使用者或操作者的意图或习惯做法有所不同。因此，应根据描述的全部内容形成术语的定义。 
首先，参照图2至13对本发明的构造进行描述。 
如图2和3所示，本发明的设备包括用于培养藻类的藻类培养器100和用于将藻类与水分离的藻类分离器200。 
藻类培养器100包括：构造用于接收藻类10并确保培养藻类10的空间的藻类培养槽110；提供用于使藻类培养槽110彼此串联或并联连接的多个连接管120；通过二氧化碳供应管131连接于藻类培养器110一侧的二氧化碳供应单元130；以及通过营养物供应管141连接于藻类培养槽110的营养物供应单元140。 
具体而言，如图2所示，藻类培养器100可具有独立式(stand-alone type)结构，其中多个藻类培养槽110通过多个连接管120以并联方式连接。另外，藻类培养器100可具有在线式(in-line type)结构，其中多个藻类培养槽110通过多个连接管120以串联方式连接。 
使用者可根据藻类培养器100所放置的位置和环境，适当地选择使藻类培养槽110互相连接的方法。优选地，安装藻类培养槽110以便于在藻类培养槽110之间以相同方式进行将藻类培养器100所培养的藻类10转移至藻类分离器200的方法。 
二氧化碳供应单元130和营养物供应单元140的构造和作用与在之前生产藻类的过程中所应用的相同，因此这里将省略对其的详细描述。 
然而，在一个优选的实施方式中，当多个藻类培养槽110如图2和3所示以串联或并联方式连接时，二氧化碳供应单元130和营养物供应单元140如图4所示与藻类培养槽110连接以使二氧化碳和营养物顺利地供应至藻类培养槽110中。 
如上所述，可安装藻类培养器100和藻类分离器200，使其具有独立式结构和在线式结构中的任一种。当将其安装成独立式结构或在线式结构 时，二氧化碳供应单元130和营养物供应单元140可以相同方式连接至藻类培养槽110。 
二氧化碳供应单元130连接至藻类培养槽110以提供约1.8-2.5吨的二氧化碳并由藻类培养槽110所接收的每吨藻类消耗。 
同时，本发明的设备进一步包括碳酸钙供应单元150，其通过碳酸钙供应管151与藻类培养槽110的一侧连接，使其能够供应碳酸钙以控制藻类培养槽110所接收的藻类10的浓度和pH。 
更具体地，如图4至6所示，藻类培养槽110优选具有能够接收藻类10的箱形(box shape)。另外，如图5至7所示，多个反光板111连接于藻类培养槽110的外部。 
另外，反光板111优选由选自可反射阳光的铝、不锈钢、镜子、反光膜、反光片的任意一种材料制成。 
在本文中，只要可平稳反射入射至藻类培养槽110的阳光，除铝或不锈钢以外的任意金属均可用作构成反光板111的金属。 
此外，反光膜或反光片优选通过在膜或片上涂覆金属或通过层压能够平稳反射阳光的膜或片获得。应理解，反光膜或反光片的材料和形状可由本领域技术人员适当选择。 
如图5至7所示，反光板111由选自提供用于覆盖藻类培养槽110外部的外部反光板111a、提供用于覆盖藻类培养槽110底部的底部反光板111b、和提供用于在藻类培养槽110中互相交叉的内部反光板111c的任意一个或多个组成。 
优选地，外部反光板111a和底部反光板111b优选通过粘合剂(未显示)或固定元件(未显示)连接于藻类培养槽110的外部。此外，优选提供置于藻类培养槽110中的反光板111c以使其不干扰藻类培养槽110中藻类10的流动。 
此外，可根据藻类培养槽110的位置或形状应用反光板111。更具体地，用于覆盖藻类培养槽110外部的外部反光板111a、和用于覆盖藻类培养槽110底部的底部反光板111b可在制造藻类培养槽110的过程中由能够平稳反射阳光的金属如不锈钢或铝制成，以将其与藻类培养槽110整体 构成。此外，提供于藻类培养槽1110中的反光板111c可由柔性(挠性)反光膜或片制成，以免干扰藻类10的培养。 
换言之，在制造藻类培养槽110的过程中，藻类培养槽110的外部和底部也可由与反光板111相同的材料制成，以使所制造的藻类培养槽110能够执行反光板111的功能。此外，制造藻类培养槽110后，可将反光板111如镜子、反光膜或反光片连接于藻类培养槽110的外部。 
提供外部反光板111a、底部反光板111b和反光板111c以提高阳光传送至藻类培养槽110中的效率，从而提高藻类培养槽110中藻类10的光合培养效率。 
换言之，提供反光板111，以使传送至藻类培养槽110所接收的藻类10的阳光保持在60-80瓦特/m2藻类的水平，从而提高藻类10的培养效率。 
另外，藻类培养槽110优选由阳光可容易穿过的材料制成，以使阳光能够容易地传送至藻类培养槽110所接收的藻类10中。此外，优选提供一个或多个外部反光板111a、底部反光板111b和反光板111c以覆盖藻类培养槽110的外部，从而将阳光顺利传送至藻类培养槽110所接收的藻类10中。 
通过该构造，可高效地传送至藻类培养槽110所接收的藻类10的阳光可增加，从而提高藻类10的培养效率。 
例如，可通过应用以上构造将传送至藻类培养槽110的阳光的透射率保持在5cm或更高，从而可进一步提高藻类10的培养。 
虽然未在图中详细显示，可对外部反光板111a，底部反光板111b和反光板111c进行放置以便于改变其角度。 
这促进了阳光传送至藻类培养槽110中，并且放置反光板111的方法和反光板111的放置可根据使用者的选择而有所不同。 
当将多个反光板111置于藻类培养槽110的外部以提高阳光传送至藻类培养槽110的效率时，可如图13所示控制藻类培养槽110的放置角度，以使藻类培养槽110所接收的藻类10更容易吸收阳光。 
具体而言，图13显示了本发明的实施方式，其中藻类培养槽110的放置被改变。如图13所示，改变藻类培养槽110的放置角度以使藻类培 养槽110所接收的藻类10不仅可通过多个反光板111高效地吸收，也可根据藻类培养槽110放置的位置和空间，通过藻类培养槽吸收。 
如图13所示，优选以这样的方式放置藻类培养槽110，以使其相对于垂直轴倾斜0-60°的角度。 
如上所述，提供反光板以有效提高藻类培养槽110所接收的藻类10的培养。此外，如图8所示，将螺杆单元160置于藻类培养槽110中以使其能够有效地将藻类与引入藻类培养槽110中的水、二氧化碳、碳酸钙、营养物等混合。 
将螺杆单元160置于藻类培养槽110中以使其能够有效地将藻类与通过二氧化碳供应管131、营养物供应管141、连接管12和转移/供应管251引入的水、二氧化碳、碳酸钙、营养物等混合，并且在培养藻类10的过程中产生刺激脉冲，从而提高藻类10的培养效率。 
换言之，螺杆单元160可容易地将藻类10与水、二氧化碳、碳酸钙、营养物等混合，从而提高藻类10的培养效率。 
例如，如图8所示，置于藻类培养槽110中以将藻类与水、二氧化碳、碳酸钙和营养物有效混合的螺杆单元160包括：固定于藻类培养槽110顶部的上端固定部分161；固定于藻类培养槽110底部的下端固定部分；置于上端固定部分161和下端固定部分162之间的可轴向旋转的螺杆163；以及置于下端固定部分162，并通过施加外部电源(未显示)运行而使螺杆163转动的发动机164。 
虽然未在图中详细显示，优选通过可控制外部电源施加的控制单元(未显示)来操控发动机164。发动机164的驱动模式和环境可根据使用者的选择而有所不同。 
至于螺杆单元160，当通过施加外部电源转动发动机164时，螺杆163随着发动机164的转动而转动。随后如图8所示，将藻类培养槽110所接收的藻类10与通过连接管120、二氧化碳供应管131、营养物供应管141和转移/供应管251引入的水、二氧化碳、碳酸钙和营养物有效混合，从而提高藻类10的培养效率。 
此外，如图8至10所示，本发明的设备包括在藻类培养槽110中的多个气泡板170，以进一步提高藻类培养槽110所接收的藻类的培养效率。 
当提供气泡板170时，即使当通过转移/供应管251引入的水与藻类培养槽110中的藻类10混合时，藻类培养槽110所接收的藻类10也可与引入藻类培养槽110的二氧化碳、碳酸钙和营养物平稳混合。这提高了藻类培养槽110所接收的藻类的培养效率。 
更具体而言，如图8至10所示，当将气泡板170置于藻类培养槽110中时，可将引入藻类培养槽110的水、二氧化碳、碳酸钙和营养物与藻类混合，同时产生涡流(swirl)或逆流(countercurrent stream)，从而提高藻类10的培养效率。 
此外，多个气泡孔171形成于气泡板170上，即使当通过转移/供应管251引入的水与藻类培养槽110接收的藻类10混合时，也可使藻类10更平稳地与引入藻类培养槽110的二氧化碳、碳酸钙和营养物混合。 
然而，可根据连接、位置和藻类培养槽110的数量省略气泡孔171和气泡板170。 
如上所述，可通过提供元件以进一步提高藻类培养槽110所接收的藻类10的培养效率，所述元件可向藻类培养器100的藻类培养槽110所接收的藻类10中持续提供二氧化碳、碳酸钙、水、和各种营养物并在藻类培养槽110中将藻类10与二氧化碳、碳酸钙、水、和各种营养物平稳混合。 
如图12所示，藻类培养槽110通过连接管120以串联或并联连接的方式彼此相连，以使藻类培养槽110所接收的藻类10和水(W)流经连接管120。 
在多个藻类培养槽110彼此连接的情况中，如果任何一个藻类培养槽110中的藻类10和水(W)的水平超过置于藻类培养槽110的连接管120的高度，那么藻类10和水(W)将流入通过连接管120所连接的另一个藻类培养槽110中。 
例如，如图2和3所示，在多个藻类培养槽110通过连接管120以串联或并联方式互相连接以在藻类培养槽110中培养藻类10的情况中，藻类培养槽110所培养的藻类10以藻类培养槽110彼此连接的方向流动，并将藻类10转移至藻类分离器200中。 
更具体地，如图3和12所示，在藻类培养槽-A 110通过连接管120与藻类培养槽-B 110连接的情况中，当在藻类培养槽-A 110中持续培养藻类培养槽-A 110所接收的高度为“A”的藻类10以达到高度“A2”时，达到高度“A1”的藻类10自然地通过连接于藻类培养槽-A 110一侧的连接管流向藻类培养槽-B 110中。 
换言之，如图3所示，培养藻类10的同时，所培养的藻类10通过藻类培养(槽)110和连接管120流向藻类分离器200。 
此外，当从藻类培养槽-A 110流入藻类培养槽-B 110的藻类10在藻类培养槽-B 110中达到高度“B1”时，可继续在藻类培养槽-B 110中培养。当在藻类培养槽-B 110中培养的藻类10达到藻类培养槽-B 110的高度“B2”时，其通过连接于藻类培养槽-B 110一侧的连接管120，以图3所示的朝向藻类分离器的方向流入另一个藻类培养槽110。 
具体地，如图2和3所示，在多个藻类培养槽110通过连接管120以串联或并联方式互相连接的情况中，在多个藻类培养槽110中培养的藻类10在培养过程中仅以一个方向流经连接管120，待培养的藻类10借此可向着藻类分离器200的方向自然流动，而无需从每个藻类培养槽110中收集培养的藻类10。 
因此，当藻类培养槽110具有如图2所示的独立式结构时，在藻类培养槽110中培养了4-5天的藻类10通过连接至每个藻类培养槽110的连接管120向着藻类分离器200的方向流动。当藻类培养槽110具有如图3所示的在线式结构时，在藻类培养槽110中培养了4-5天的藻类10不直接转移至藻类分离器，而是通过连接管120沿着多个藻类培养槽110流动，并在藻类培养槽110中持续培养。因此，培养完全的藻类10可顺利转移至藻类分离器200中。 
通过该构造，可顺利进行将藻类培养槽110中培养的藻类10通过连接管120转移至藻类分离器200的过程，借此可将藻类10有效转移并同时防止连接管120过载。 
同时，藻类分离器200包括：以一个方向转移藻类10的主体210，所述藻类转移自藻类培养槽110；提供于主体210一侧的压辊220；邻近压辊220放置的加热器230；置于压辊220下方的吸收单元240；连接主体210和藻类培养槽110的转移管251；和提供于主体210下方的排放单 元250，其用于将从藻类10中分离的水(W)供给藻类培养槽110，并排放和储存去除水(W)的藻类10。 
主体210包括递送藻类10的传送带211，以及用于转动传送带211的多个滚轴212。吸收单元240包括置于压辊220下方的滚轴241，以及吸收部分242，其随着滚轴241转动而转动，并从传送带211转移的藻类10中吸收水分。 
具体地，藻类分离器200被构造为，使得当多个藻类培养槽110如图2至4所示通过连接管120彼此相连时，藻类分离器200接收来自位于其邻近处的藻类培养槽110的藻类10，去除藻类10中的水，压榨藻类10，排放藻类10然后储存藻类10。 
例如，如图4和11所示，将主体210置于最后(一个)藻类培养槽110的一侧，转移藻类10，通过传送带211以一个方向从藻类培养槽110中排出，同时通过压辊220将水(W)从藻类10中去除，并通过加热器加热藻类10以将水(W)从藻类10中完全去除。 
换言之，这可完全将水(W)与藻类分离，以收集固态的藻类10。 
当藻类分离器200通过传送带211、压辊220、压辊220和加热器230分离水与藻类10时，将来自藻类10的水储存于位于藻类分离器200下方的排放单元250中，并且如图4和11所示，可通过排放单元250的发动机252和转移管251将所收集的水(W)再循环至最初的(首个，initial)藻类培养槽110中。 
在如图2至4所示安装藻类培养器100和藻类分离器200以培养藻类10的情况中，在初始培养藻类10的过程中实施持续向藻类培养槽1100提供水(W)的过程。当平稳培养藻类10后，将所收集的水(W)从藻类分离器200中持续供给首个藻类培养槽110，借此将藻类10的培养和分离过程有机地结合。 
因此，可消除运送藻类10的不必要操作，并且可减少培养和分离藻类10的成本。 
应理解，可根据使用者的选择来应用藻类分离器200的吸收单元240，也可将其省略以将从藻类10中分离的水(W)平稳转移至藻类培养槽110中。 
另外，传送带211被构造为使其通过排放单元250的滚轴241移动。虽然未在图中详细显示，滚轴241优选通过发动机(未显示)驱动，所述发动机通过施加外部电源而运行。 
此外，排放单元250包括收集槽253，以储存去除水(W)的藻类10。 
此外，吸收单元242随着滚轴241的转动而转动，并与沿传送带211转移的藻类10密切接触以将水(W)从藻类10中去除，优选由选自容易吸收水分(W)的棉、布和织物中的任一种构成。 
图14为流程图，其显示根据本发明的藻类生产方法，图15为流程图，其显示根据本发明的藻类生产步骤，图16为流程图，其显示根据本发明的藻类处理步骤。 
如图14至16所示，通过使用藻类培养器和藻类分离器来培养和分离藻类10的生产方法可如下进行。 
本发明人提出了藻类生产方法，其可有效地培养藻类并同时通过藻类培养过程和藻类分离过程的有机结合来实现有效的藻类生产过程，可提高藻类的培养效率，因此提高所供给二氧化碳的消耗，从而提高污染空气的二氧化碳的去除率。 
如图14所示，本发明的藻类生产方法包括：向以串联或并联方式彼此相连的多个藻类培养槽110提供二氧化碳、碳酸钙、水和营养物，并向藻类培养槽110所接收的藻类10传送阳光以培养藻类10的藻类生产步骤(100S)；使用藻类分离器200将在藻类生产步骤(100S)中培养的藻类10分离成固体和水的藻类处理步骤(200S)；和通过藻类分离器200将在藻类处理步骤(200S)中产生的水再循环至藻类培养槽110的水再循环步骤(300S)。 
1)藻类生产步骤(100S) 
在该步骤中，将藻类、二氧化碳、碳酸钙、水和营养物供应至藻类培养器的藻类培养槽110中，并通过阳光持续培养藻类培养槽110所接收的藻类10，所培养的藻类10沿着朝向藻类分离器200的方向流经连接藻类培养槽110的连接管120。 
例如，如图15所示，该步骤包括：培养藻类培养槽110所接收藻类10的藻类培养步骤(100S-1)；以及如图4和11所示，使所培养的藻类 10沿通过连接管120互相连接藻类培养槽110的方向流动的藻类流动步骤(100S-2)。 
通过反光板111，持续将60-80瓦特/m2的阳光传送至藻类培养槽110所接收的藻类10中，借此可提高藻类10的培养效率。 
如图13所示，可控制藻类培养槽110的放置角度，借此可在藻类培养槽110中更有效地培养藻类10。 
在藻类生产步骤(100S-1)中，提供约1.8-2.5吨的二氧化碳并由藻类培养槽110所接收的每吨藻类10消耗，据此在藻类培养槽110中生产1吨藻类10可去除约1.8-2.5吨的二氧化碳。 
通过上述过程可提高藻类10的制备效率，并且可持续去除大气二氧化碳以降低大气污染问题如温室效应并防止大气污染。 
更具体地，在藻类生产过程中所应用的二氧化碳的量为每吨藻类约1.8-2.5吨，因此每吨藻类的生产可消耗约2-3吨二氧化碳。因此每年可去除约480,000吨。 
换言之，藻类培养步骤(100S-1)中，生产每吨藻类可去除约1.8-2.5吨的二氧化碳，从而可有效去除大气污染物二氧化碳。 
此外，与使用电能或原子能的发电过程相比，使用藻类10的发电过程可使二氧化碳的排放降低70-80％，从而可确保在生产藻类和发电过程中藻类10的去除效率。 
通过根据本发明的藻类生产步骤(100S)，可提高在生产藻类10的过程中二氧化碳的去除效率，从而防止空气污染。 
换言之，在培养藻类10和将藻类转移至藻类分离器200的过程中，培养藻类10的过程和转移藻类的过程可同时进行，借此可省略在藻类生产过程中培养藻类10后收集并转移藻类10的不必要过程，并可有效进行培养和转移藻类10的过程。 
2)藻类处理步骤(200S) 
在该步骤中，当在藻类培养器100中培养藻类10并转移至藻类分离器200中时，对培养的藻类10进行压榨，干燥并转移至藻类分离器200中，从而将水(W)从藻类10中去除并以固态储存藻类10。 
从藻类10中去除的水(W)优选储存于藻类分离器200的排放单元250中。如图11所示，通过藻类分离器200去除水(W)的藻类10储存于排放单元250的收集槽253中。 
具体而言，藻类处理步骤(200S)包括：通过藻类分离器200转移在藻类生产步骤(100S)中培养的藻类10的转移步骤(200S-1)；通过藻类分离器200压榨流经转移步骤(200S-1)的藻类10，并将水从藻类10中去除的压榨步骤(200S-2)；在压榨步骤(200S-2)之后通过加热器230进一步将水从藻类10中去除的加热步骤(200S-3)；以及分离和储存通过加热步骤230去除水(W)的藻类10的储存步骤(200S-4)。 
在这些过程中，培养藻类10的过程和从藻类10中去除并储存水(W)的过程可相继进行，借此确保藻类生产过程中的直线性(straightness)，从而确保藻类生产过程的效率。 
因此，当将藻类生产过程的数据应用于藻类生产过程时，可解决之前的藻类10生产效率比数据(data)低5-10％的问题。因此，即使当藻类生产过程的数据效率(data efficiency)应用于藻类生产过程时，效率和准确性仍可最大化。 
3)水再循环步骤(300S) 
当进行该水再循环步骤时，有机地运行藻类培养器100和藻类分离器200以有效地实现藻类10的培养和分离。在该步骤中，通过藻类分离器200的排放单元250将储存的水再循环至藻类培养槽110中，以使其用于藻类10的培养，借此可持续提供培养藻类10所需的水(W)。 
换言之，如上所述，当通过藻类分离器200将藻类与水分离后，将所分离的水储存于位于藻类分离器200下方的排放单元250中，并且如图4和11所示，通过发动机252和供应/转移管将所储存的水再循环至进行初始培养步骤的藻类培养槽110中。 
在该过程中，即使在如图4所示安装藻类培养器100和藻类分离器200以培养藻类10的情况中，在藻类10的初始培养过程中仍持续向藻类培养槽110中提供水(W)，当平稳培养藻类10后，将藻类分离器200所收集的水(W)持续供给进行初始培养阶段的藻类培养槽110，借此将藻类10的培养和分离过程有机地结合，从而提高藻类生产过程的整体效率。 
如上所述，在借助滤器将通过光合作用培养的藻类与水分离，在干燥器中干燥并使用己烷提取的藻类生产过程中，根据本发明可省略使用干燥器干燥藻类的过程和通过离心分离藻类的过程，从而简化了藻类生产过程。另外，根据本发明，在通过连接管120彼此相连的多个藻类培养槽110中培养藻类10，并使藻类培养槽110所接收的藻类10沿连接藻类培养槽110的连接管120相继流动，并将藻类10转移至可对其进行干燥和分离的藻类分离器200中，以使干燥的藻类10易于提取。 
此外，根据本发明，当任意一个以串联或并联方式连接的藻类培养槽110中的藻类10溢出(overflow)时，可通过与藻类培养槽110连接的连接管120将藻类10平稳地转移至藻类分离器200中。此外，藻类10可流入另一个具有储存藻类10的空间的藻类培养槽110中并在其中培养，从而可防止在藻类培养槽110中培养藻类的过程和转移藻类过程中问题的发生。另外，将在藻类培养槽110中所培养的藻类转移至藻类分离器200后，相继对其进行干燥并分离，借以提高整个过程的效率。 
此外，根据本发明，可提高藻类生产过程的效率，从而提高藻类生产过程中二氧化碳的供给，从而有效去除空气污染物二氧化碳。 
如上所述，本发明可提供以下效果。 
首先，可通过使用由连接管彼此相连的多个藻类培养槽和与藻类培养槽相连的藻类分离器有效地培养藻类并收集所培养藻类来有效地进行藻类生产过程。 
第二，在安装了用于培养藻类的藻类培养槽时，可通过连接于藻类培养槽的反光板将阳光有效地传送至藻类培养槽所接收的藻类中，借以有效地进行藻类培养过程。 
第三，平稳地培养藻类培养槽所接收的藻类，当需要对藻类进行收集和分离时，可通过连接于藻类培养槽一侧的连接管将所培养的藻类顺利转移至藻类分离器中。因此，培养和分离藻类的过程可有效地连接，从而提高藻类生产过程的整体效率。 
第四，可防止在培养和排放藻类过程中可能发生的效率低下的转移藻类过程，并且可相继进行培养藻类的过程、转移藻类的过程和将藻类与水分离的过程。因此，可防止藻类生产过程中增加不必要的运行成本和时间。 
第五，可消除在藻类生产过程中发生的不必要过程，从而可确保藻类生产过程的效率并降低过程成本。 
第六，可提高藻类培养效率，从而也可提高在藻类生产过程中所使用的二氧化碳的量，借此可有效实现污染空气的二氧化碳的去除。 
虽然出于说明性目的对本发明的优选实施方式进行描述，但本领域技术人员应理解在不偏离如所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下，可作出各种修改、补充和替代。 

Claims (21)

1.一种用于生产藻类的设备，包括用于培养藻类的藻类培养器、和用于干燥和分离从所述藻类培养器中转移的所培养藻类的藻类分离器，
其中，所述藻类培养器包括：彼此串联和并联连接的多个藻类培养槽，以培养其中接收的藻类；和
通过二氧化碳供应管连接至所述藻类培养槽的一侧的二氧化碳供应单元，以供给所述藻类培养槽中接收的所述藻类。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述藻类培养槽包括串联或并联连接所述藻类培养槽的多个连接管，并且营养物供应单元通过营养物供应管与所述藻类培养槽的一侧连接。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述藻类分离器包括：以一个方向转移所述藻类的主体，所述藻类转移自所述藻类培养槽；提供于所述主体的一侧的压辊；邻近所述压辊放置的加热器；置于所述压辊下方的吸收单元；连接所述主体和所述藻类培养槽的转移/供应管；和提供于所述主体下方的排放单元，其用于将从所述藻类中分离的水供给所述藻类培养槽，并排放和储存去除水的所述藻类。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述主体包括转移所述藻类的传送带、以及用于转动所述传送带的多个滚轴。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述吸收单元包括置于所述压辊下方的滚轴以及吸收部分，所述吸收部分随着所述滚轴转动而转动，并从通过所述传送带转移的所述藻类中吸收水分。
6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述排放单元进一步包括收集槽，用于储存去除水的所述藻类。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述藻类培养槽包括多个反射阳光的反光板，其中，所述反光板由选自以下的一种或多种组成：提供用于覆盖所述藻类培养槽外部的外部反光板、提供用于覆盖所述藻类培养槽底部的底部反光板、和提供用于在所述藻类培养槽中互相交叉的反光板，并且传送至所述藻类培养槽所接收的所述藻类的阳光保持在60-80瓦特/m2。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述反光板由反射阳光的铝、不锈钢、镜子、反光膜、反光片中的一种或多种形成。
9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述藻类培养槽相对于垂直轴倾斜0-60°的角度，以使阳光通过所述反光板顺利传送至所述藻类培养槽所接收的所述藻类。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述连接管串联或并联连接多个藻类培养槽，以使所述藻类培养槽所接收的所述藻类和水经所述连接管流动。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述藻类培养槽进一步包括碳酸钙供应单元，其通过碳酸钙供应管连接于所述藻类培养槽的一侧，以向所述藻类培养槽所接收的所述藻类提供碳酸钙。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述藻类培养槽进一步包括螺杆单元，其将所述藻类与通过所述二氧化碳供应管、所述营养物供应管、所述碳酸钙供应管、所述连接管和所述转移/供应管引入的水、二氧化碳、碳酸钙和营养物有效混合。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述螺杆单元包括：固定于所述藻类培养槽顶部的上端固定部分；固定于所述藻类培养槽底部的下端固定部分；置于所述上端固定部分和所述下端固定部分之间的可轴向旋转的螺杆；以及置于所述下端固定部分并通过施加外部电源运行而使所述螺杆转动的发动机。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述藻类培养槽进一步包括多个气泡板，其中形成气泡孔，使得当通过所述转移/供应管引入的水与所述藻类培养槽中的所述藻类混合时，所述藻类与引入所述藻类培养槽的二氧化碳、碳酸钙和营养物平稳混合。
15.根据权利要求12所述的设备，其中，所述二氧化碳供应单元提供二氧化碳，以使所述藻类培养槽所接收的每吨藻类消耗约1.8-2.5吨二氧化碳。
16.一种用于生产藻类的方法，包括：
藻类生产步骤：向彼此串联或并联连接的多个藻类培养槽提供二氧化碳、碳酸钙、水和营养物，并向所述藻类培养槽所接收的藻类传送阳光以培养所述藻类；
藻类处理步骤：使用藻类分离器将在所述藻类生产步骤中培养的所述藻类分离成固体和水；以及
水再循环步骤：通过藻类分离器将在所述藻类处理步骤中产生的水再循环至所述藻类培养槽。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述藻类生产步骤包括：在所述藻类培养槽中接收藻类、二氧化碳、碳酸钙和营养物并培养所述藻类的藻类培养步骤；以及使所培养的藻类流动的藻类流动步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述藻类培养步骤中，向所述藻类培养槽中所接收的所述藻类提供二氧化碳，提供二氧化碳使得生产每吨所述藻类消耗约1.8-2.5吨二氧化碳。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述藻类处理步骤包括：通过所述藻类分离器转移在所述藻类生产步骤中培养的藻类的转移步骤；通过所述藻类分离器压榨流经所述转移步骤的藻类，并将水从所述藻类中去除的压榨步骤；在所述压榨步骤之后通过加热器进一步将水从藻类中去除的加热步骤；以及分离和储存通过所述加热步骤去除水的藻类的储存步骤。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述藻类生产步骤中向所述藻类培养槽提供的水为在所述藻类生产步骤中再循环自所述藻类分离器的水。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述藻类生产步骤中传送至所述藻类培养槽所接收的所述藻类的阳光保持在60-80瓦特/m2。
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