生物质的制造制造技术

本发明专利技术涉及生物质的制造，特别是提供一种在反应区内生长光养生物质的方法，所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物。所述反应混合物包含能用于在反应区内生长的光养生物质。在一个方面中，响应于所测的工艺参数来调节二氧化碳供料。在另一个方面中，根据所述二氧化碳供料的变化调节所述反应区的输入物。在另一个方面中，稀释含二氧化碳的供料。在另一个方面中，增大所述含二氧化碳的供料的压力。在另一个方面中，从所述含二氧化碳的供料中冷凝水并且回收再利用。在另一个方面中，以接近于所述光养生物质的预定摩尔生长速率的速率收集所产生的光养生物质。光养生物质。光养生物质。

【技术实现步骤摘要】
生物质的制造
[0001]本专利申请是申请号为2015103074872、申请日为2011年5月18日、专利技术名称为“生物质的制造”的专利申请的分案申请。
[0002]相关申请
[0003]本申请是2010年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,215的部分继续申请，也是2010年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,181的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,172的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,141的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,126的部分继续申请，还是2010年5月20日提交的美国专利申请No.12/784,106的部分继续申请，并且还是2011年2月7日提交的美国专利申请No.13/022,396的部分继续申请。


[0004]本专利技术涉及生物质生长方法。

技术介绍

[0005]为了生产燃料来源，已广泛栽培光养生物。工业生产中排放的废气也已被用来促进光养生物的生长，这是通过为光养生物供应在光合作用中需要消耗的二氧化碳来实现的。通过提供用于此类用途的废气，可降低对环境的冲击并且可产生潜在的有用的燃料来源。然而，对于将此方法引入现有设备中而言，要使此方法更具经济吸引力，则还存在极大的挑战。
[0006]专利技术概述
[0007]在一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质(phototrophic biomass)的方法。所述反应区包含能用来在暴露于光合有效光辐射(photosynthetically active light radiation)下进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质。在将所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下并导致所述光养生物质在反应区内生长、并且在从所述反应区排放光养生物质的时候，当光养生物质生长指标(growth indicator)不同于所述光养生物质生长指标目标值时，调节从所述反应区排放光养生物质的摩尔速率，其中所导致的生长包括通过光合作用而导致的生长，并且其中所述光养生物质生长指标目标值是以被置于反应区内并被暴露于光合有效光辐射下的反应混合物内的光养生物质的预定摩尔生长速率为基础。
[0008]在另一个方面中，提供另一种在反应区内生长光养生物质的方法。所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的生产用途反应混合物，其中所述生产用途反应混合物包括能用于在反应区内生长的生产用途光养生物质。在将所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下并导致所述生产用途光养生物质在反应区内生长、并且在从所述反应区排放生产用途光养生物质的时候，在光养生物质生长指标不同于所述光养生物质生长指标的预定目标值时，调节从所述反应区排放生产用途光养生物质的摩尔速率，其中所导致的生长包括通过光合作用而导致的生长，并且其中所述光养生物质生长指标目标值是
以被置于反应区内并被暴露于光合有效光辐射下的反应混合物内的生产用途光养生物质的预定摩尔生长速率为基础。所述目标值的预定包括供应代表所述生产用途反应混合物、并且在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的评估用途反应混合物，使得所述评估用途反应混合物中的光养生物质成为代表所述生产用途光养生物质的评估用途光养生物质。在置于反应区内的所述评估用途反应混合物被暴露于光合有效光辐射下并导致在评估用途反应混合物内的所述评估用途光养生物质进行生长的同时，至少定期地检测光养生物质生长指标，以提供已被检测一段时间的所述光养生物质生长指标的多个检测值，以及根据所述光养生物质生长指标的多个检测值计算所述评估用途光养生物质的摩尔生长速率，由此确定所述评估用途光养生物质在所述段时间内的多个摩尔生长速率。基于计算的摩尔生长速率以及用于计算所述摩尔生长速率的所述光养生物质生长指标的检测值，建立所述评估用途光养生物质的摩尔生长速率与所述光养生物质生长指标之间的关系，使得所述评估用途光养生物质的摩尔生长速率和所述光养生物质生长指标之间所建立的关系代表反应区内所述生产用途光养生物质的摩尔生长速率与所述光养生物质生长指标之间的关系，由此确立反应区内所述生产用途光养生物质的摩尔生长速率与所述光养生物质生长指标之间的关系。选择所述生产用途光养生物质的预定摩尔生长速率。所述光养生物质生长指标目标值被定义为：根据反应区内所述生产用途光养生物质的摩尔生长速率与所述光养生物质生长指标之间所确立的关系，导致所述预定摩尔生长速率时的光养生物质生长指标，由此使得在所述光养生物质生长指标目标值与所述预定摩尔生长速率之间也产生关联。
[0009]在另一个方面中，提供另一种在反应区内生长光养生物质的方法。所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质。在将置于所述反应区内的所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下并导致所述反应混合物内的所述光养生物质生长的同时，以所述光养生物质在反应区内进行生长的摩尔速率的10％以内的摩尔速率从所述反应区排放所述光养生物质。所述光养生物质在反应区内进行的生长是以被置于反应区内并且被暴露于光合有效光辐射下的反应混合物内的光养生物质的最大生长速率的至少90％的摩尔速率进行的。
[0010]在另一个方面中，提供另一种在反应区内生长光养生物质的方法。所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质。在将所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下并导致置于反应区中的反应混合物内的所述光养生物质生长的同时，从反应区排放光养生物质使得光养生物质的排放摩尔速率在所述光养生物质进行生长的摩尔速率的10％以内，其中所导致的所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导致的生长。
[0011]在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法，其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放气态排放物、其中被供应至所述反应区的任何所述气态排放物限定反应区用气态排放物供料的同时，基于对至少一种二氧化碳处理量指标的检测来调节所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应。
[0012]在另一个方面中，提供一种在反应区内生长光养生物质的方法，其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放气态排放物、并且至少一部分所述气态排放物被供应至所述反应区、其中被供应至反应区的所述至少一部分气态排放物限定反应区用气态排放物供料的时候，在降低被供应至反应区的所述反应区用气态排放物供料的供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在反应区内生长光养生物质的方法，其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放气态排放物、其中被供应至所述反应区的任何所述气态排放物限定反应区用气态排放物供料的同时，基于对至少一种二氧化碳处理量指标的检测来调节所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述反应区内进行所述至少一种二氧化碳处理量指标中的至少一者的检测。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括调节所排放的气态排放物的部分分流向另一操作单元的供应，其中所排放的供给另一操作单元的所述气态排放物的部分分流限定分流气态排放物。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在对所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应进行调节的同时，对供给所述另一操作单元的所述分流气态排放物进行调节。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述另一操作单元使所述分流气态排放物转化从而减少其对环境的冲击。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述另一操作单元是能够从所述分流气态排放物中移除二氧化碳的分离器。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述另一操作单元是烟筒。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所检测的二氧化碳处理量指标是代表所述反应区的容量的任何特征，其中所述反应区的容量是所述反应区要接收二氧化碳、并且使至少一部分所接收的二氧化碳在置于所述反应区内的所述光养生物质进行的光合反应中发生转化的容量。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所检测的二氧化碳处理量指标是代表所述反应区的容量的所述方法的任何特征，其中所述反应区的容量是所述反应区要接收二氧化碳、并且使至少一部分所接收的二氧化碳在置于所述反应区内的所述反应混合物内的所述光养生物质进行的光合反应中发生转化的容量，从而使得所述光合作用实现所述反应区内的所述光养生物质的预定生长速率。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所检测的二氧化碳处理量指标是代表所述反应区的容量的所述方法的任何特征，其中所述反应区的容量是所述反应区要接收二氧化碳、并且使至少一部分所接收的二氧化碳在置于所述反应区内的所述光养生物质进行的光合反应中发生转化的容量，从而使得任何从所述反应区排放的二氧化碳均低于可接受的摩尔速率。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所检测的二氧化碳处理量指标是pH以及光养生物质的浓度中的至少一种。12.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述气态排放物产生过程排放所述气态排放物、其中被供应至所述反应区的任何所述气态排放物限定反应区用气态排放物供料的时候，当在所述反应区内检测到的二氧化碳处理量指标代表所述反应区要接收摩尔速率增加的二氧化碳供应这样的容量时，对所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应所作
的调节包括：启动所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应、或增加供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率。13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：在所述气态排放物产生过程与另一操作单元协同设置以将分流气态排放物供应至所述另一操作单元、并且所述分流气态排放物被供应至所述另一操作单元时，使被供应至所述另一操作单元的所述分流气态排放物的供应摩尔速率降低、或者使所述供应终止。14.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述气态排放物产生过程排放气态排放物、并且至少一部分所述气态排放物被供应至所述反应区、其中被供应至所述反应区的所述至少一部分气态排放物限定反应区用气态排放物供料的时候，当在所述反应区内检测到的二氧化碳处理量指标代表所述反应区要接收摩尔速率降低的二氧化碳供应这样的容量时，对所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应所作的调节包括：降低被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率、或终止其供应。15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述气态排放物产生过程与另一操作单元协同设置以将分流气态排放物供应至所述另一操作单元的情况下，所述方法进一步包括：启动所述分流气态排放物向所述另一操作单元的供应，或增加被供应至所述另一操作单元的所述分流气态排放物的供应摩尔速率。16.根据权利要求1所述的方法，其中，当在所述反应区内检测到的二氧化碳处理量指标代表所述反应区要接收摩尔速率降低的二氧化碳供应这样的容量时，响应于所检测的二氧化碳处理量指标代表所述反应区要接收摩尔速率降低的二氧化碳供应这样的容量，对所述反应区用气态排放物供料所作的调节包括降低被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率、或终止其供应，在这种情况下，所述方法进一步包括：启动含补充气体的原料向所述反应区的供应，或增加被供应至所述反应区的含补充气体的原料的供应摩尔速率。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述含补充气体的原料中若存在二氧化碳，则其二氧化碳的摩尔浓度低于从所述气态排放物产生过程供应至所述反应区的所述至少一部分气态排放物的二氧化碳摩尔浓度。18.根据权利要求17所述的方法，其中，通过调节所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应使得被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的摩尔供应速率降低、或使得其供应终止与向所述反应区供应所述含补充气体的原料以使被供应至所述反应区的二氧化碳的供应摩尔速率降低或使其供应终止是协同操作的。19.根据权利要求16所述的方法，其中，启动所述含补充气体的原料向所述反应区的供应、或增加被供应至所述反应区的所述含补充气体的原料的供应摩尔速率至少部分地补偿了由于被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率降低、或其供应终止而导致的被供应至所述反应区的物质的摩尔供应速率的降低或所述原料供应的终止。20.根据权利要求19所述的方法，其中，以下(a)和(b)的组合：(a)降低所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应摩尔速率、或终止其供应；以及(b)启动所述含补充气体的原料向所述反应区的供应、或增加其供应摩尔速率，减轻了由于被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率降低、或其供应终止而导致的所述反应区中
搅动变弱的程度。21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述含补充气体的原料以及任何所述反应区用气态排放物供料的组合作为反应区进给物料的至少一部分被供应至所述反应区，以及将所述反应区进给物料供应至所述反应区并对所述反应区内的物料产生搅动作用，从而使得所述反应区内任何两点的光养生物质的摩尔浓度差异低于20％。22.根据权利要求1所述的方法，其中，在对所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应进行调节的同时，将置于所述反应区内的所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下。23.一种在反应区内生长光养生物质的方法，其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放气态排放物、并且至少一部分所述气态排放物被供应至所述反应区、其中被供应至所述反应区的所述至少一部分气态排放物限定反应区用气态排放物供料的时候，在降低被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率、或终止所述反应区用气态排放物供料的供应时，所述方法进一步包括：启动含补充气体的原料向所述反应区的供应，或者增大向所述反应区供应的含补充气体的原料的供应摩尔速率。24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述的启动含补充气体的原料向所述反应区的供应、或者增大被供应至所述反应区的含补充气体的原料的供应摩尔速率是响应于检测到被供应至反应区的反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率降低或其供应终止、或检测到被供应至反应区的反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率有降低的指示或其供应有终止的指示而实施的。25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述含补充气体的原料中若存在二氧化碳，则其二氧化碳的摩尔浓度低于从所述气态排放物产生过程供应至所述反应区的所述至少一部分气态排放物的二氧化碳摩尔浓度。26.根据权利要求25所述的方法，其中，通过调节所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应使得被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的摩尔供应速率降低、或使得其供应终止与向所述反应区供应所述含补充气体的原料以使被供应至所述反应区的二氧化碳的供应摩尔速率降低或使其供应终止是协同操作的。27.根据权利要求23所述的方法，其中，启动所述含补充气体的原料向所述反应区的供应、或增加被供应至所述反应区的所述含补充气体的原料的供应摩尔速率至少部分地补偿了由于被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率降低、或其供应终止而导致的被供应至所述反应区的物质的摩尔供应速率的降低或所述原料供应的终止。28.根据权利要求27所述的方法，其中，以下(a)和(b)的组合：(a)降低所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应摩尔速率、或终止其供应；以及(b)启动所述含补充气体的原料向所述反应区的供应、或增加其供应摩尔速率，减轻了由于被供应至所述反应区的所述反应区用气态排放物供料的供应摩尔速率降低、或其供应终止而导致的所述反应区中
搅动变弱的程度。29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述含补充气体的原料以及任何所述反应区用气态排放物供料的组合作为反应区进给物料的至少一部分被供应至所述反应区，以及将所述反应区进给物料供应至所述反应区并对所述反应区内的物料产生搅动作用，从而使得所述反应区内任何两点的光养生物质的浓度差异低于20％。30.根据权利要求23所述的方法，其中，当启动含补充气体的原料向所述反应区的供应、或增加所述含补充气体的原料的供应摩尔速率时，将置于所述反应区内的所述反应混合物暴露于光合有效光辐射下。31.一种在反应区内生长光养生物质的方法，其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导致的生长，所述方法包括：将所述反应区用气态排放物供料供应至反应区，其中气态排放物产生过程所产生的气态排放物的至少一部分限定反应区用气态排放物供料，其中所述反应区用气态排放物供料包含二氧化碳；以及从容器向所述反应区供应补充水性物质供料，其中所述补充水性物质供料包含已从所述反应区用气态排放物供料中冷凝并收集于所述容器内的水性物料，其中所述水性物料的冷凝是在所述反应区用气态排放物供料被供应至所述反应区之前进行冷却的时候实现的。32.根据权利要求31所述的方法，其中，被冷凝的水性物料是水。33.根据权利要求31所述的方法，其中，所述补充水性物质供料进一步包含水性物料。34.根据权利要求31所述的方法，其中，所述反应区用气态排放物供料的冷却是从大于110℃的温度被冷却至低于50℃的温度。35.根据权利要求34所述的方法，其中，在换热器内进行所述反应区用气态排放物供料的冷却。36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述冷凝产生从所述反应区用气态排放物供料至传热介质的热传递，从而产生受热的传热介质，以及将所述受热的传热介质供应至干燥机以从所述反应区排放的光养生物质中蒸发出水分。37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述蒸发是通过从所述受热的传热介质向所述干燥机内的所述生物质产物进行热传递来实现的，从而产生冷却的传热介质，以及将所述冷却的传热介质再循环至所述换热器以进行所述的冷凝。38.根据权利要求31所述的方法，其中，当所述反应区用气态排放物供料被供应至所述反应区时，进行所述补充水性物料的供应。39.根据权利要求38所述的方法，其中，当所述气态排放物产生过程产生所述反应区用气态排放物供料时，进行所述补充水性物料的供应。40.根据权利要求39所述的方法，其中，当进行所述补充水性物料的供应时，将置于所述反应区内的所述反应区混合物暴露于光合有效光辐射下。41.根据权利要求36所述的方法，其中，响应于通过所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应摩尔速率发生改变而导致的从所述反应区用气态排放物供料至所述传热介质的传热速率发生改变，提供热缓冲器，以延缓所述反应区用气态排放物供料向所述反
应区的供应摩尔速率发生改变对从所述受热的传热介质至所述干燥机内的所述生物质产物的传热速率产生的影响。42.根据权利要求36所述的方法，其中，响应于通过所述反应区用气态排放物供料向所述反应区的供应摩尔速率降低而导致的从所述反应区用气态排放物供料至所述传热介质的传热速率降低，提供与所述干燥机内的生物质产物热连通的额外热源，以对从所述受热的传热介质至所述干燥机内的所述生物质产物的传热速率进行补充。43.一种在反应区内生长光养生物质的方法，其中所述反应区包含在暴露于光合有效光辐射下能用来进行光合作用的反应混合物，其中所述反应混合物包含能用于在所述反应区内生长的光养生物质，其中所述光养生物质的生长包括通过光合作用而导致的生长，所述方法包括：在气态排放物产生过程排放二氧化碳、并且至少一部分所排放的二氧化碳被供应至所述反应区、其中被供应至所述反应区的所述至少一部分所排放的二氧化碳限定反应区用排放二氧化碳供料的时候，至少根据被供应至所述反应区的所述反应区用排放二氧化碳供料的摩尔速率来调节输入所述反应区的至少一种输入物。44.根据权利要求43所述的方法，其中，在对所述至少一种输入物进行调节的同时，将置于所述反应区内的所述光养生物质暴露于光合有效光辐射下。45.根据权利要求43所述的方法，其中，输入所述反应区的所述至少一种输入物中的每一种均为这样的输入物：所述输入物供应至所述反应区中对于所述反应区内的所述光养生物质的生长速率而言是必需的。46.根据权利要求43所述的方法，其中，所述至少一种输入物包括下列至少之一：(i)供应特征强度的光合有效光辐射；以及(ii)供应补充营养物供料。47.根据权利要求46所述的方法，其中，当对所述至少一种输入物所作的调节包括启动被供应至所述反应区的光合有效光辐射的供应、或增加被供应至所述反应区的光合有效光辐射的强度时，在所述的启动被供应至所述反应区的光合有效光辐射的供应、或增加被供应至所述反应区的光合有效光辐射的强度后，提高光源的冷却速率，其中所述光源被设置在所述反应区中并且向所述反应区供应所述光合有效光辐射。48.一种在反应区内生长光养生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅伊梅，
申请(专利权)人：波德科技公司，
类型：发明
国别省市：