用于培養水生微生物的系統技術方案

本公開內容提供一種用于培養水生微生物并且用于收獲所述微生物或其產物的生產設備，所述設備包括至少一個生產裝置，所述至少一個生產裝置包括：具有用作微生物接種物的微生物進料培養物的至少一個進料儲器；以及多個至少N/M生產儲器，N是在以進料培養物接種生產儲器和從相同的生產儲器收獲微生物或其產物的預期日之間的日數并且M是所述生產裝置中相繼接種日之間的日數；所述裝置是可操作的以便(i)每M日一個生產儲器被收獲，并且(ii)在同一日或在相繼收獲日之間的某日，至少一個生產儲器被來自所述進料儲器的進料培養物接種。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及水生微生物，特別是微藻的培養。
技術介紹
被認為是與本公開主題相關的背景的參考文獻在下面被列出： -國際專利申請公布號WO2011/099016。 背景 某些水生微生物比如微藻（簡稱"藻類"）富含多種生物活性物質比如蛋白質、氨 基酸、碳水化合物、維生素、抗生素、高度不飽和脂肪酸、多糖、以及著色劑。這使得藻類成為 具有高經濟價值的重大資源。某些藻類具有產生烴和油脂的能力，并且因此在可再生能源 生產領域中具有有前途的應用。例如，藻類脂質可以被加工成生物柴油和/或噴氣燃料（用 于生物燃料的第三代原料），糖和烴可以被加工成乙醇，并且潛在地可以被加工成氫氣、甲 醇以及生物電力，而殘留的生物質（比如蛋白質、色素等）可以被用于藥品應用、營養品應 用、化妝品應用、魚粉應用、生物碳應用、或其它應用。 藻類可以一夜間體積加倍并且可以每日連續地被收獲。藻類需要日光、二氧化碳、 水、營養素以及溫度用于其生長。藻類細胞通過光合作用固定二氧化碳并且碳通常組成其 干重的超過一半。因此，在藻類培養期間需要足夠的碳源以及日光。 意識到藻類以及其它水生微生物的價值，多種人工系統已經被開發用于此類生物 的大規模生產。 國際專利申請公布號WO2011/099016描述用于培養水生生物例如藻類的培養系 統和培養設備，系統包括除了其他以外，適合在其中接收生長介質并且在其中培養水生生 物的柔性的V形罐。多個此類系統形成培養設備。
技術實現思路
本公開內容的教導涉及用于培養水生微生物并且收獲生長產物的生物學生產裝 置，所述生長產物可以是微生物或由微生物產生或來源于微生物的產物。本公開內容還提 供包括兩個或更多個此類裝置的設備。本公開內容還提供用于培養水生微生物以收獲生長 產物的方法，所述方法利用本文公開的生產裝置。 根據本公開內容的教導，提供了包括多個生產儲器的生產裝置，其中每個生產儲 器適合用于在生產介質中培養微生物。生產儲器以及因此裝置可以適合用于培養特定類型 的微生物或可以適合用于培養多種不同類型的微生物。 微生物可以是例如微藻（包括硅藻）、細菌、真菌、藍細菌等。應注意的是，本公開 內容不限于任何特定類型的微生物。 收獲的產物可以是微生物本身或由其產生的產物，所述產物可以被包含在微生物 內、從微生物中被分泌或以其他方式被釋放到周圍的培養介質。 在某些實施方案中，微生物是藻類，并且收獲的產物是例如用作營養補充劑的藻 類本身（例如富含0-胡蘿卜素或抗氧化劑的藻類）、或用作用于牲畜的飼料的藻類本身。 在某些另外的實施方案中，微生物是藻類，并且收獲的產物是例如用作生物燃料的被包含 在藻類內的油或由藻類產生的特定脂肪酸或蛋白質。 微生物在培養介質中被培養，取決于微生物性質，所述培養介質可以是淡水、半咸 水、流出液、廢水、咸水、與補充營養素一起的前述的任一項等，還取決于微生物性質，在生 產裝置內在每個生產儲器中的培養介質可以相同或不同。 根據某些實施方案，生產裝置包括帶有微生物的給料培養物的至少一個儲器，所 述微生物的給料培養物將被用作用于引入微生物到裝置的生產儲器內的接種物。這樣的微 生物的給料培養物在本文中被稱為"進料培養物"，帶有所述進料培養物的儲器在本文中被 稱為"進料儲器"；并且包括進料儲器和生產儲器的儲器組在本文中被稱為"裝置"。 在進料儲器中的培養是使得一旦被引入到裝置（見下文）的生產儲器中之一內， 微生物將能夠生長并且在限定的時間段之后劃分到收獲。有時在培養期間應用的條件可以 隨時間變化。例如，在培養微藻用于收獲藻類生物質以從其中提取油的目的的情況下，藻類 在其整個對數生長期中將在一套條件下生長并且然后一旦接近培養物的靜止期，則應用誘 發培養物利于引起油的產生以及積累的新陳代謝的另一套條件，例如缺氮。 在進料儲器中的條件通常是使得微生物通常處于其對數生長期中。這要求除了其 他以外，微生物的密度被保持在閾密度以下，超過所述閾密度培養物變得靜止。這可以通過 定期例如每日從用于接種到生產儲器之一內的進料儲器中除去某一數量的微生物來確保， 如將在下文中被解釋的。 本公開內容不限于生產裝置或其組件即進料儲器和/或生產儲器的結構或尺寸。 同樣地，生產裝置內的生產儲器和進料儲器可以具有任何需要的結構并且在單個裝置中生 產儲器可以具有相同或不同的結構或尺寸。例如，生產儲器可以具有開頂式儲器或容器的 形狀；可以是在地面上形成的池（pool);可以是適合用于培養微生物的環境密封的室或柔 性袋；可以具有多邊形、圓形、U形、或V形，可以是細長的并且可以由柔性材料或剛性材料 制成等。 類似地，進料儲器可以具有任何形狀并且可以具有與生產儲器相同或不同的結 構、體積或總體尺寸。雖然進料儲器被用于接種生產儲器，這些生產儲器用于培養微生物用 于微生物或其一種或更多種產物的最后的最終收獲。同樣地，雖然進料儲器被用于培養用 于接種生產儲器的給料培養物，生產儲器被用于培養生產培養物用于最后提取微生物以按 照預期對它們進行深加工。 裝置包括多個生產儲器，所述生產儲器的數量由多種因素決定，如將在下文被解 釋的。本公開內容的特征是，裝置的運行方式使得在微生物培養物的每個不同生長期有至 少一個生產儲器：從早期生長期即在引入新的微生物接種物之后立即（"起始生產培養物"） 直到其中生產培養物準備好用于收獲的晚期生長期（"最終生產培養物"）。換句話說，裝 置內的每個生產儲器可以被認為代表在早期生長期和晚期生長期之間的生長期，并且在裝 置內有處于不同生長期的生產儲器，每個向著在其被收獲的時期（日）形成最終生產培養 物進展。 培養物從起始生產培養物前進到最終生產培養物的時間段取決于多種不同因素， 所述不同因素包括例如：微生物的接種物從進料培養物被引入到其內以產生起始生產培養 物的培養介質的組成（例如鹽度、營養素濃度等），接種的微生物細胞在起始生產培養物中 的密度，環境參數比如溫度、日光時間以及多種本身已知的其它因素。 對于特定類型的微生物并且在限定的培養條件下，在起始生產培養物和達到最終 生產培養物之間有N日的時間段；即在N日內起始生產培養物將變成準備好用于收獲的最 終生產培養物。這意指應該有總數至少N的不同生產儲器。在另外某些實施方案中，在N 日時期內的每日，在裝置中，有構成最終生產培養物即在那日被收獲的至少一個生產儲器 和被來自進料儲器的微生物接種即構成起始生產培養物的一個生產儲器。 通過一個實施方案，在每日（i) 一個生產儲器的生產培養物被收獲并且（ii) 一個 另外的生產儲器的生產培養物被新接種物接種以產生起始生產培養物。被收獲的生產儲器 隨后（在同一日或在稍后某日）被來自進料儲器的微生物接種以形成起始生產培養物。這 限定用于每個生產儲器的工作周期，所述工作周期在起始培養物在此類儲器中的接續形成 之間延伸。因此，舉例來說，在起始培養物在任意的第1日被形成并且在第10日被收獲的 情況下，如果在同一日用新接種物接種以形成起始培養物，則有9日的工作周期，并且在隨 后的接種發生在次日的情況下，將有10日的工作周期；等。 應該注意到的是，本文使用的術語"日"可以是日歷日或任何限定的約24小時的 運行期。因此，當最終生產培養物被收獲時，運行"日"可以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于培養水生微生物以及用于收獲所述微生物或其產物的生產設備，所述設備包括至少一個生產裝置，所述至少一個生產裝置包括：至少一個進料儲器，所述至少一個進料儲器具有用作微生物接種物的微生物進料培養物；多個至少N/M生產儲器，N是在以所述進料培養物接種生產儲器和從相同的生產儲器收獲微生物或其產物的預期日之間的日數并且M是所述生產裝置中相繼接種日之間的日數；并且所述裝置是可操作的以便(i)每M日一個生產儲器被收獲，并且(ii)在同一日或在相繼收獲日之間的某日，至少一個生產儲器被來自所述進料儲器的進料培養物接種。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：拉安南·赫爾佐克，
申請(專利權)人：尤尼沃夫公司，
類型：新型
國別省市：以色列;IL