[发明专利]使用超嗜热生物体产能

说明书

本申请是申请日为2007年7月18日、申请号为200780030825.6的同名申请的分案申请。本申请要求2006年7月18日提交的美国临时申请60/831,635的权益，在此以其整体引入作为参考。

发明领域

本发明涉及使用超嗜热（hyperthermophilic）生物体降解的领域，特别是涉及使用超嗜热降解，以从生物质产热。

发明背景

常规能源的成本在过去几年中剧增，并且已经证明了许多常规能源如石油，煤炭和核能的使用对环境是有害的。

已经研发或提出了许多清洁的可替换的能源。这样的能源包括太阳能，地热能，风能，水电能，氢反应器和燃料电池。然而，这些能源中的许多是昂贵的（太阳能）或受到地理问题（地热，风和水能）的限制。

其他可替换的能源利用生物质。然而，那些系统通常涉及次生产物如乙醇的产生，或涉及原料的燃烧。这些方法遇到的问题包括环境的污染以及需要使用贵重的农田来产生生物质。

因此，本领域需要的是能利用废弃生物质原料或天然可获得的生物质原料来产生热或电的可替换的系统。

发明概述

本发明涉及使用超嗜热生物体降解的领域，特别是涉及使用超嗜热降解，以从生物质产生热。在一些实施方案中，本发明提供了一种系统，其包括：生物反应器，该生物反应器含有生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体；和能量转移系统。在一些实施方案中，超嗜热生物体是厌氧超嗜热生物体。在一些优选的实施方案中，该厌氧超嗜热生物体选自火球菌属（Pyrococcus），热球菌属（Thermococcus），古老球菌属（Palaeococcus），酸菌属（Acidianus），热棒菌属（Pyrobaculum），热网菌属（Pyrodictium），火叶菌属（Pyrolobus），甲烷嗜热菌属（Methanopyrus），甲烷嗜热菌属（Methanothermus），超嗜热甲烷球菌，如詹氏甲烷球菌（Mc.Jannaschii），闪烁杆菌属（Fervidobacterium）和栖热袍菌属（Thermotoga），及其组合。在其他实施方案中，该超嗜热生物体是需氧超嗜热生物体，选自栖热菌属（Thermus），芽孢杆菌属（Bacillus）和高温放线菌属（Thermoactinomyces）。仍然在其他实施方案中，该需氧超嗜热生物体选自Aeropyrum pernix，勤奋生金球菌（Metallosphaera sedula）以及其他生金球菌属（Metallosphaera）物种，硫磺矿硫化叶菌（Sulfolobus solfataricus），Sulfobus tokodaii，嗜酸热原体（Thermoplasma acidophilum）和火山热原体（Thermoplasma volcanium），及其组合。在一些实施方案中，给该生物质补充选自矿物质来源，维生素，氨基酸，能量来源和微生物提取物的细胞培养基成分。

在一些实施方案中，该能量转移系统选自燃料电池，燃烧装置，热电偶和热转移系统。在进一步的实施方案中，该燃烧装置包括蒸汽动力系统。仍然在进一步的实施方案中，该蒸汽动力系统是蒸汽涡轮或发生器。在一些实施方案中，该热转移系统包括热泵。在一些实施方案中，该能量转移系统是热电偶，并且其中能量转移系统进一步包括将水转化成氢和氧的电解系统。在一些优选的实施方案中，该生物质选自污水，农业废产物，如玉米浆和豆壳，啤酒厂谷物副产物，食品废料，有机工业废料，林业废料，作物，草，海藻，浮游生物，藻类，鱼，鱼废料，及其组合。

在一些实施方案中，本发明提供了一种方法，其包括：a）提供生物质和一群至少一个属的超嗜热生物体；b）在使得产热的条件下，在该群至少一个属的超嗜热生物体的存在下发酵生物质；c）使用该热来产生电或加热液体。在一些实施方案中，该超嗜热生物体是厌氧超嗜热生物体。