JP2018526024A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 光合成生物の培養及び収穫を最適化する光バイオリアクタであって、
   自己完結型で、そのような光合成生物の最適な準備、生育、及び収穫に必要な、二酸化炭素、酸素、水、栄養素、温度、及び光エネルギーのレベルを含むすべての重要なパラメータを制御し、維持するように構築、配置されたバイオリアクタシステムを備え、
   前記バイオリアクタシステムが、無菌で温度制御された水のソース及び栄養補給源を含むように構築、配置された１つ以上のファイアウォール混合・滅菌タンク容器と、前記１つ以上のファイアウォール混合・滅菌タンク容器と流体連結された１つ以上の生育タンク容器であって、前記光合成微生物の培養のために構築、配置された前記１つ以上の生育タンク容器と、前記１つ以上の生育タンク容器と流体連結された１つ以上の収穫容器であって、前記１つ以上の生育タンク容器で作られるバイオマスを受けるように構築、配置された前記１つ以上の収穫容器とを含む複数のリアクタ容器を含む、光バイオリアクタ。
2. 光合成生物の培養及び収穫を最適化するための請求項１に記載の光バイオリアクタであって、前記１つ以上の生育タンク容器が、薄く略平面の導光板であって発光ダイオード（ＬＥＤ）で動作し、前記生育タンク容器内に垂直に構築、配置され、前記生育タンク容器内に完全に浸漬された複数の導光板で構成される１つ以上の光源を含み、前記生育タンク容器が除菌空気源である高効率微粒子捕集効率、すなわちＨＥＰＡに連結されている１つ又は複数のバブラーをさらに含み、前記バブラーは、無菌で温度制御された水、栄養培地及び前記栄養培地に含まれる光合成微生物の混合物を循環させる流れを作るために各前記バブラーを動作させる気流を供給するように構築、配置されており、
   前記バブラーが選択的に起動するように構築、配置されていることで、最大限のバイオマスの浮遊、最大限の排出、及び前記１つ以上の光源により与えられる光への最大限の暴露が実現されるように前記生育タンク容器内にバイオマスの旋回を与える、請求項１に記載の光バイオリアクタ。
3. 請求項２に記載の光バイオリアクタであって、
   前記生育タンク容器内のｐＨレベルを制御するための加圧ＣＯ_２源と流体連結されたＣＯ_２ディフューザをさらに含む、光バイオリアクタ。
4. 請求項２に記載の光バイオリアクタであって、
   前記光合成微生物の生育に最適な所望の熱的条件を維持するために、冷却・加熱培地をその中を通して循環させるために構築、配置された、１つ以上の冷却コイルをさらに含む、光バイオリアクタ。
5. 前記光合成微生物が微細藻類である、請求項１に記載の光バイオリアクタ。
6. 前記１つ以上の光源が、１つ以上の発光源を含む１つ以上の薄く略平面の導光板及び前記導光板の端部に配置された１つ以上の光の遷移領域から形成され、前記光源が前記光の遷移領域に取り付けられたＬＥＤ光源である、請求項２に記載の光バイオリアクタ。
7. 前記リアクタ容器のそれぞれが、各前記リアクタ容器内に陽圧環境を維持するように構築、配置された蓋をさらに含む、請求項１に記載の光バイオリアクタ。
8. 前記光合成生物の最適な生育のための光バイオリアクタにおける光合成生物の培養方法であって、
   自己完結型で、そのような光合成生物の最適な準備、生育、及び収穫に必要なすべての重要なパラメータを制御し、維持するように構築、配置されたバイオリアクタシステムを与えることであって、前記バイオリアクタシステムが、特定の光合成生物株に特有な要件に対して均衡していて、調整済みの水及び複数のソースからの栄養素の制御・滅菌されたソースを含む培地を含んだ１つ以上の貯蔵容器を含む、前記バイオリアクタシステムを与えることと、
   前記貯蔵容器と流体連結され、温度、ｐＨ及び光の供給が前記特定の光合成生物株に対して最適化される、完全に制御された環境を与えるように構築、配置された、１つ以上の光合成生物生育タンク容器を与えることと、
   前記１つ以上の光合成生物生育タンク容器と流体連結された１つ以上の収穫容器を与えること、とを含み、
   所定の生育周期が完了すると半連続的な収穫が行われ、光合成生物バイオマスの一部が収穫されて新鮮培地に置き換えられ、残りの光合成生物バイオマスが次の生育段階への播種に使用される、方法。
9. 前記光合成生物が藻類バイオマスである、請求項８に記載の方法。
10. 内部に流体を含むよう構成されたファイアウォール容器であって、前記ファイアウォール容器に由来する流体を滅菌するよう構成された滅菌剤の供給源と連通可能なファイアウォール容器と、
    前記ファイアウォール容器と選択的に流体連結可能な１つ以上の生育容器を含む生育段階であって、
    前記１つ以上の生育容器が、（１）前記滅菌剤で滅菌された、前記ファイアウォール容器からの流体を受け、（２）滅菌剤を充分に除去した後に、前記１つ以上の生育容器へ導入された光合成微生物の培養によってバイオマスの生産を支援するように構成された、
    生育段階と、
    前記１つ以上の生育容器内のｐＨレベルへ影響を及ぼすように前記１つ以上の生育容器へＣＯ _２ を供給するよう構成されたＣＯ _２ ディフューザと、
    前記１つ以上の生育容器内に配置された流体を循環させるように前記１つ以上の生育容器へ空気流を与えるよう構成された１つ以上のバブラーと、
    前記生育段階の前記生育容器内に浸漬された光パネルアセンブリと、
    １つまたは複数の流路および１つまたは複数の弁を含む流体経路であって、
    前記ファイアウォール容器に由来する流体を前記１つ以上の生育容器へ通じさせる第１状態と、
    前記ファイアウォール容器を前記１つ以上の生育容器から流体絶縁させる第２状態、
    との間で切り替え可能である流体経路、
    とを備える培養システム。
11. ２つ以上のバブラーであって、前記１つ以上の生育容器内に配置された流体が交互循環するように構築、配置されたバブラーをさらに備える、請求項１０に記載の培養システム。
12. 前記生育段階の前記容器からの流体を受けるように前記生育段階の前記容器と流体連結された１つ以上のストレス容器であって、随意で前記ファイアウォール容器と流体連結し、随意で前記容器内に陽圧環境を維持するように構築、配置された蓋を含むストレス容器をさらに備える、請求項１０に記載の培養システム。
13. 前記１つ以上の生育段階容器から前記１つ以上のストレス容器への選択的流体連結を可能とするように構築、配置された１つ以上の流体経路をさらに備える、請求項１２に記載の培養システム。
14. 前記１つ以上のストレス容器が、１つ以上のエッジ入射型両面導光板、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）ストリップ、および１つ以上のヒートシンクを含む１つ以上のエッジ入射型導光板アセンブリを備える光パネルアセンブリを１つ以上備え、前記１つ以上のエッジ入射型両面導光板と前記１つ以上のＬＥＤストリップの相対的位置が前記ヒートシンクにより維持され、前記１つ以上のＬＥＤストリップから放射される光が前記エッジ入射型両面導光板へ注入されて前記エッジ入射型両面導光板の両面から均一に分散される、請求項１２に記載の培養システム。
15. 前記生育段階の前記１つ以上の容器が前記ファイアウォール容器からの流体を受け、前記ファイアウォール容器が前記生育段階の前記１つ以上の容器からの流体を受けるように、前記生育段階の前記１つ以上の容器と前記ファイアウォール容器が流体連結されている、請求項１０に記載の培養システム。