專利名稱：一種微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微藻培育之工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，特別涉及封閉式管道的微藻用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)。
但迄今在微藻的生產(chǎn)方式上，如美國的Earthrise螺旋藻公司、Cyanotech微藻公司、日本DIC微藻公司等，仍在采用露天大池生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行微藻的工業(yè)化生產(chǎn)；即如近年新開發(fā)的微藻血球藻生產(chǎn)，如美國的Mera Pharmaceuticals公司和Cyanotech公司等著名微藻生產(chǎn)廠家，在該藻的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)上，即在藻細(xì)胞二期生產(chǎn)階段，仍采用大池露天進(jìn)行生產(chǎn)。這種以大池進(jìn)行微藻的粗放式生產(chǎn)存在諸多缺陷與困難，如占地面積過大、基建成本很高、肥料投入與能源消耗浪費(fèi)多，以及受氣候影響只能進(jìn)行季節(jié)性生產(chǎn)；更重要的是大池培養(yǎng)極易受外界化學(xué)因子和異生物污染，以至影響到藻產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)等。為克服這些限制因素，國內(nèi)外從80年代開始以來，有眾多生物技術(shù)專家和生物工程技術(shù)開發(fā)廠商，試驗(yàn)了各種各類封閉式微藻光合生物反應(yīng)器，以期取代大池生產(chǎn)方式。其中有代表性的一類如平地管道式結(jié)構(gòu)光合生物反應(yīng)器(Torzillo等人1993，Weissman等人1987)；二是平板式結(jié)構(gòu)類光合反應(yīng)器(Hu等人1996，Pulz等人1995)；第三類是圓桶型光纖光合生物反應(yīng)器，采用光導(dǎo)纖維在反應(yīng)器內(nèi)傳遞與分散光能(Javanmardian等人1991)，這類反應(yīng)器使藻細(xì)胞的光能利用率得到了很大提高。與此同時(shí)，國內(nèi)一些科研與生產(chǎn)單位也試圖研制以封閉式光合反應(yīng)器取代流行的大池方式進(jìn)行微藻生產(chǎn)。如一種采用透明塑膜管并向管道內(nèi)通氣的螺旋藻培養(yǎng)方式；也有采用玻璃缸、平板玻璃水槽等方式培養(yǎng)微藻等等。盡管上述各類光合生物反應(yīng)器的研究與制造，在對于微藻培養(yǎng)與生產(chǎn)中的光照與營養(yǎng)物利用率方面，都各具不同的特色和優(yōu)點(diǎn)，但迄今只能是在實(shí)驗(yàn)室和小、中試生產(chǎn)方面可資利用，遠(yuǎn)不能擴(kuò)展到微藻工業(yè)化生產(chǎn)上去應(yīng)用。阻礙微藻光合生物反應(yīng)器走向工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的主要障礙，首先是上述各類光合生物反應(yīng)器的技術(shù)操作層面復(fù)雜，投資成本太高，無法進(jìn)行大水體生產(chǎn)；其中最困難的是藻細(xì)胞在管道中進(jìn)行光合產(chǎn)氧而造成的溶氧蓄積難以排除；其次是閉路式管道中內(nèi)溫難以控制；其三是管道內(nèi)壁上發(fā)生的沾壁性污染嚴(yán)重影響光通量。此外，有的采用塑膜管道進(jìn)行微藻培養(yǎng)，在夏季高溫和紫外線輻照下，很快就老化塌坍。所以迄今在微藻產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)上，光合生物反應(yīng)器實(shí)際應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)例尚未見報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，包括反應(yīng)塔，微藻光合生物反應(yīng)管道裝置，輸液泵，二氧化碳注氣裝置，人工光照裝置，冷熱交換器，輸液管，其特征在于反應(yīng)塔采用平行直立的雙塔結(jié)構(gòu)，排氧反應(yīng)塔上部設(shè)有負(fù)壓泵，負(fù)壓泵側(cè)面設(shè)有氧氣排氣口，排氧反應(yīng)塔中部為空腔，排氧反應(yīng)塔下部與調(diào)控反應(yīng)塔下部連接，調(diào)控反應(yīng)塔中部為空腔，調(diào)控反應(yīng)塔上部有負(fù)壓抽吸管與微藻光合生物反應(yīng)管道裝置的上口連接，調(diào)控反應(yīng)塔側(cè)面設(shè)有二氧化碳注入閥與二氧化碳注氣裝置相通，微藻光合生物反應(yīng)管道裝置設(shè)有管道清洗閥、藻細(xì)胞采收閥，微藻光合生物反應(yīng)管道裝置的下部與冷熱交換器連接，冷熱交換器與輸液泵連接，輸液泵通過輸液管與排氧反應(yīng)塔的上部的負(fù)壓泵相通。
較優(yōu)的技術(shù)方案有如下列調(diào)控反應(yīng)塔上部還設(shè)有液壓與氣壓調(diào)控口。
排氧反應(yīng)塔下部與調(diào)控反應(yīng)塔下部連接處還設(shè)有反應(yīng)物采樣閥。
微藻光合生物反應(yīng)管道裝置采用立體雙排平螺旋式管道裝置，其中立體雙排平螺旋式管道裝置每層單元部件為直管，采用等徑U型連接彎頭連接。
排氧反應(yīng)塔、調(diào)控反應(yīng)塔及微藻光合生物反應(yīng)管道裝置由高透光玻璃材料構(gòu)成。
輸液泵采用零剪切力培養(yǎng)液驅(qū)動(dòng)泵。
排氧反應(yīng)塔上部采用雙通道雙負(fù)壓泵結(jié)構(gòu)，雙通道雙負(fù)壓泵側(cè)面設(shè)有氧氣排氣口。
本發(fā)明采用了封閉式管道微藻光合反應(yīng)器系統(tǒng)，充分運(yùn)用了微藻光合生物反應(yīng)的原理，結(jié)合細(xì)胞生理學(xué)特點(diǎn)，應(yīng)用生物環(huán)境控制論和現(xiàn)代生物物理新技術(shù)，采用高硼硅增強(qiáng)型玻璃管道為主要材料，通過反復(fù)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場制作并通過實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用考驗(yàn)，發(fā)明了一種超大型立式全封閉玻璃管道光合生物反應(yīng)器(Vertical Glass Photobioreactor，VGPR)系統(tǒng)。本發(fā)明VGPR為單元組合式系統(tǒng)，由多單元組合可直接形成工業(yè)化生產(chǎn)車間。
本發(fā)明VGPR系統(tǒng)充分優(yōu)化了微藻生產(chǎn)過程中對于光能、溫度、營養(yǎng)物利用，包括pH調(diào)控、排氧、二氧化碳供給、以及管道清潔等一切藻細(xì)胞生理生長條件，全面克服了常規(guī)微藻生產(chǎn)方式占地面積大，能耗大，產(chǎn)率低，污染嚴(yán)重，且不能全年全天候生長的弊端；突破性解決了國際國內(nèi)各種實(shí)驗(yàn)條件下的光合生物反應(yīng)器不能升級放大和用作大生物量工業(yè)化生產(chǎn)之障礙。本發(fā)明VGPR系統(tǒng)由于是立體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了全方位利用自然光，當(dāng)陰雨天光照不足時(shí)采用輔助光源補(bǔ)光，可達(dá)到節(jié)能目的；培養(yǎng)液在管道中呈湍流式流動(dòng)，可使藻細(xì)胞處于高頻率的光/暗周期中，高效率提供藻細(xì)胞在進(jìn)行光合反應(yīng)時(shí)所需的光量子；二氧化碳以計(jì)量脅迫方式輸入，充分滿足藻細(xì)胞對二氧化碳的需要；反應(yīng)塔裝有負(fù)壓泵，能及時(shí)有效地排除培養(yǎng)細(xì)胞在光合反應(yīng)中發(fā)生的溶解氧，從而極大提高了光合作用效率；由于采用了零剪切力之驅(qū)動(dòng)泵，藻細(xì)胞在系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不受傷害；還由于設(shè)有冷熱交換器控制溫度，可使藻細(xì)胞處于最佳溫度中，使生物產(chǎn)率與產(chǎn)量獲得穩(wěn)定大幅度的提高；該VGPR系統(tǒng)由于是全封閉式循環(huán)連續(xù)生產(chǎn)培養(yǎng)，可以杜絕一切外界異生物和各種化學(xué)污染因子的侵染，特別適用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)高品位食品、醫(yī)藥級微藻產(chǎn)品。
VGPR系統(tǒng)的反應(yīng)塔采用平行直立的雙塔結(jié)構(gòu)，排氧反應(yīng)塔上部采用雙通道雙負(fù)壓泵，雙負(fù)壓泵側(cè)面各設(shè)有氧氣排氣口，能在培養(yǎng)液的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不斷排除培養(yǎng)液中之蓄積氧；調(diào)控反應(yīng)塔裝有二氧化碳注氣閥，脅迫二氧化碳直接進(jìn)入立體雙排平螺旋式管道裝置的玻璃管道中參與光合反應(yīng)；培養(yǎng)液包括新配置培養(yǎng)液和采收回收液由反應(yīng)塔之上部注入；藻細(xì)胞采收閥從反應(yīng)管道之下部排出至濾收機(jī)，采收藻泥經(jīng)噴霧干燥形成產(chǎn)品；立體雙排平螺旋式管道裝置可采用內(nèi)徑20～100毫米，總長40～300米的直管，以等徑U形玻璃彎管連接，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)液在管道中湍流發(fā)生和自上而下落差自流式流動(dòng)；反應(yīng)塔之下部裝有零剪切力之驅(qū)動(dòng)泵，從反應(yīng)器管道的底層部連續(xù)抽送培養(yǎng)液，并與調(diào)控反應(yīng)塔配合形成液壓負(fù)壓，從調(diào)控反應(yīng)塔之內(nèi)管自動(dòng)吸入反應(yīng)管道系統(tǒng)的上口。在管道系統(tǒng)下部設(shè)有冷熱交換溫控裝置；在VGPR系統(tǒng)的頂端和兩側(cè)，安裝微波硫燈作為光能源，發(fā)光強(qiáng)度可根據(jù)藻細(xì)胞生理生長要求調(diào)節(jié)；管道采用物理清洗方式，可在不停機(jī)生產(chǎn)和免拆卸管道的情況下，迅速清除整個(gè)管道系統(tǒng)的沾壁和其它污染物，并從專用出口排出系統(tǒng)之外。
雙塔結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，雙塔配合能同時(shí)有效排氧和有效輸入二氧化碳，特別是可調(diào)節(jié)液面保持液壓平衡；雙塔結(jié)構(gòu)還保證了在收獲了系統(tǒng)中大部分微藻后，可按一定比例留下部分微藻作為下一輪培養(yǎng)的藻種用，加速了微藻的培養(yǎng)和連續(xù)化生產(chǎn)過程。
排氧反應(yīng)塔上部設(shè)負(fù)壓噴射泵，配合輸液泵形成低負(fù)壓，有利于排除培養(yǎng)液中的溶解氧，提高光合反應(yīng)的效率；調(diào)控反應(yīng)塔既作為液壓負(fù)壓抽送與光合反應(yīng)管道裝置之間的緩沖空間，又可安裝各種動(dòng)態(tài)調(diào)控與監(jiān)測設(shè)備；設(shè)置的液壓與氣壓調(diào)控口，可更好地調(diào)節(jié)雙反應(yīng)塔的液面；二氧化碳注氣閥設(shè)置在調(diào)控反應(yīng)塔的側(cè)面，由于驅(qū)動(dòng)泵從反應(yīng)管道底部不斷抽取培養(yǎng)液，造成調(diào)控塔產(chǎn)生液壓負(fù)壓，二氧化碳隨反應(yīng)塔內(nèi)的負(fù)壓抽提進(jìn)入微藻光合反應(yīng)管道裝置，二氧化碳不容易損失。如二氧化碳注氣閥設(shè)置在其他部位，雖然不影響系統(tǒng)的工作，但二氧化碳損失較大；輸液泵采用零剪切力培養(yǎng)液驅(qū)動(dòng)泵，在輸送流體和微藻時(shí)，對藻細(xì)胞不造成剪切破壞。排氧反應(yīng)塔下部與調(diào)控反應(yīng)塔下部連接處還增設(shè)反應(yīng)物采樣與排放閥，有利于隨時(shí)取樣以監(jiān)控微藻培養(yǎng)和對雙塔進(jìn)行清洗。
VGPR系統(tǒng)的另一創(chuàng)新特點(diǎn)是采用立體雙排平螺旋式管道裝置。其中立體雙排平螺旋式管道每層的單元采用直管，用等徑U型彎頭連接。U型連接彎頭相對地平面略微傾斜，可將相鄰的兩根直管上下錯(cuò)位連接，使整個(gè)微藻光合反應(yīng)管道裝置呈立體雙排平螺旋形式。這種簡單的直管、U型連接彎頭以及獨(dú)特的連接方式，對于制作和安裝設(shè)備特別有利。同時(shí)上下層連接彎頭還起到湍流發(fā)生的效果，使藻細(xì)胞在本系統(tǒng)中獲得高頻率的光-暗反應(yīng)，光合效率籍此得到很大提高。
本發(fā)明VGPR系統(tǒng)的技術(shù)特征與優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明微藻光合生物反應(yīng)器(VGPR)系統(tǒng)占地面積極小，在獲得相同產(chǎn)量規(guī)模的情況下，其占地面積只需常規(guī)大池培養(yǎng)系統(tǒng)的6％，土地租用費(fèi)可以節(jié)省80％以上；2.可以大幅度節(jié)省水、電等能源消耗，在相同產(chǎn)量規(guī)模條件下，水的消耗只是大池等其他生產(chǎn)系統(tǒng)的12％，電的消耗是大池生產(chǎn)系統(tǒng)的26％，藻生產(chǎn)的原料(營養(yǎng)物、CO2等的投入)消耗只需大池生產(chǎn)方式的40％；3.全封閉結(jié)構(gòu)可以控制外界化學(xué)性和生物性異物的入侵和污染，使藻產(chǎn)品品質(zhì)得到保證；4.本發(fā)明VGPR系統(tǒng)的設(shè)備投資成本低于大池培養(yǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)，由于是高度集約化生產(chǎn)，操作簡便，易于管理，勞動(dòng)強(qiáng)度顯著低于大池生產(chǎn)管理，其人員只需大池培養(yǎng)系統(tǒng)的40％；5.本發(fā)明VGPR系統(tǒng)由于是在完全控制條件下進(jìn)行生產(chǎn)，可進(jìn)行全年、全天候生產(chǎn)；6.本發(fā)明系統(tǒng)由于能使藻細(xì)胞進(jìn)行高效率的光合作用，所供給的各種營養(yǎng)物可以充分利用，藻的產(chǎn)率和收率比大池開放式培養(yǎng)提高3-5倍；7.本發(fā)明系統(tǒng)以單元組合式形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模，如以50單元組合，藻的年產(chǎn)量相當(dāng)于大池生產(chǎn)系統(tǒng)8000米2的生產(chǎn)規(guī)模。藻的培養(yǎng)與采收既可按單元操作用作科研、中試生產(chǎn)，又可多單元組合，采取全進(jìn)全出生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)以車間形式進(jìn)行微藻大生物量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；8.本發(fā)明系統(tǒng)由于采用了科學(xué)的水力學(xué)原理設(shè)計(jì)，高強(qiáng)度透光材料，以及應(yīng)用了不同于大池生產(chǎn)配方，因此不易出現(xiàn)大池生產(chǎn)和其它類型光合反應(yīng)器中常發(fā)生的結(jié)痂和沾壁。本發(fā)明VGPR系統(tǒng)在使用中一旦在管道中有沾壁現(xiàn)象發(fā)生，可用物理清洗方式，清洗干凈全部管道系統(tǒng)，無殘毒與殘留物，不影響連續(xù)生產(chǎn)。
9.本發(fā)明具有軍事意義，VGPR單元設(shè)施可在任何地域如海島、高山安裝應(yīng)用，生產(chǎn)高品質(zhì)、高蛋白微藻營養(yǎng)食物，且操作簡單，有很大的戰(zhàn)略意義；10.本發(fā)明VGPR系統(tǒng)尤其適合于進(jìn)行微藻的定向脅迫培養(yǎng)，可以強(qiáng)化培養(yǎng)藻細(xì)胞生產(chǎn)多不飽和脂肪酸、特定維生素，可以有機(jī)絡(luò)合多種重要的礦物質(zhì)元素如富碘、富硒、富鍺、富鐵、富鋅等微藻產(chǎn)品，這是大池生產(chǎn)無法比擬的；11.本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在嚴(yán)格控制條件下進(jìn)行生產(chǎn)，無廢氣，只排出氧氣，可純化環(huán)境，無廢液，培養(yǎng)液可以重復(fù)利用，只需補(bǔ)充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)，無其它有害副產(chǎn)物。更由于微藻蛋白質(zhì)豐富，含多不飽和脂肪酸和多種維生素，且藻細(xì)胞生產(chǎn)周期短、繁殖速度快等高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特性，從長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略考慮，本發(fā)明對于實(shí)現(xiàn)微藻的生物技術(shù)綠色革命，開發(fā)新的食物資源，保障人類的生命與健康，具有重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義。
圖2為本發(fā)明微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)俯視圖。
其余結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1。
其運(yùn)行過程如下在VGPR系統(tǒng)之下部安裝有一種零剪切力培養(yǎng)液驅(qū)動(dòng)泵，輸液泵8將反應(yīng)管道中之培養(yǎng)液，通過輸液管1注入負(fù)壓泵9，培養(yǎng)液以噴射方式注入其下部排氧反應(yīng)塔4a，在此過程中，藻細(xì)胞在光合反應(yīng)中產(chǎn)生的過飽和氧以負(fù)壓通過氧氣排氣口10排出系統(tǒng)外；如不及時(shí)排除，培養(yǎng)液中的氧分壓pO2可達(dá)400％，本發(fā)明VGPR可以控制pO2在100％以下，釋放了氧氣的培養(yǎng)液通過雙塔下部之聯(lián)結(jié)彎管進(jìn)入調(diào)控反應(yīng)塔4b；反應(yīng)物采樣閥7，用以采樣檢查藻細(xì)胞生長的光密度和營養(yǎng)物的消耗情況，反應(yīng)物采樣閥7還兼作反應(yīng)塔清洗、換液等用途；培養(yǎng)液從調(diào)控反應(yīng)塔4b上部的負(fù)壓抽吸管12被自動(dòng)抽吸至微藻光合生物反應(yīng)管道裝置2；二氧化碳在二氧化碳注氣閥5處被脅迫抽送進(jìn)微藻光合生物反應(yīng)管道裝置2，作為藻細(xì)胞在進(jìn)行光合作用中之碳素營養(yǎng)；本發(fā)明反應(yīng)管道的總長度可以在40～300米之間連接，根據(jù)生物量的生產(chǎn)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，上下連接彎頭3同時(shí)起到湍流發(fā)生的效果，使藻細(xì)胞在本系統(tǒng)中獲得高頻率的光-暗反應(yīng)。藻細(xì)胞在晴天高光照時(shí)，以自然光作為光量子來源，光照不足或進(jìn)行藻細(xì)胞脅迫培養(yǎng)時(shí)開啟人工光照裝置13作為補(bǔ)充光源。反應(yīng)管道中的培養(yǎng)液在晴天高光照下升溫較快，本發(fā)明VGPR系統(tǒng)的底部設(shè)有冷熱水交換器14，用以控制夏季高溫和冬季低溫，使藻細(xì)胞穩(wěn)定在最適溫度條件中。
本發(fā)明由于優(yōu)化了微藻細(xì)胞的最佳生長條件如溫度、光照、pH、溶氧水平(D.O.)、以及碳、氮、磷等營養(yǎng)物的利用，可使藻細(xì)胞活躍進(jìn)行生長繁殖，細(xì)胞生物量增加很快。培養(yǎng)液從VGPR反應(yīng)管道的上口逐級流向底層管，然后經(jīng)輸液泵8再次流入反應(yīng)塔，24小時(shí)周而復(fù)始循環(huán)。當(dāng)培養(yǎng)藻達(dá)到一定的光密度或細(xì)胞濃度時(shí)，可從底層管的藻細(xì)胞采收閥15排出至采收過濾機(jī)，藻泥被送去噴霧干燥或作其它處理。過濾液仍含部份營養(yǎng)，經(jīng)補(bǔ)充新鮮營養(yǎng)物以后，再次被泵送回VGPR系統(tǒng)。排氧反應(yīng)塔4a與調(diào)控反應(yīng)塔4b中保留的藻細(xì)胞足以成為下一輪全系統(tǒng)微藻培養(yǎng)的接種物。
權(quán)利要求
1.一種微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，包括反應(yīng)塔，微藻光合生物反應(yīng)管道裝置(2)，輸液泵(8)，二氧化碳注氣裝置，人工光照裝置(13)，冷熱交換器(14)，輸液管(1)，其特征在于反應(yīng)塔采用平行直立的雙塔結(jié)構(gòu)，排氧反應(yīng)塔(4a)上部設(shè)有負(fù)壓泵(9)，負(fù)壓泵(9)側(cè)面設(shè)有氧氣排氣口(10)，排氧反應(yīng)塔(4a)中部為空腔，排氧反應(yīng)塔(4a)下部與調(diào)控反應(yīng)塔(4b)下部連接，調(diào)控反應(yīng)塔(4b)中部為空腔，調(diào)控反應(yīng)塔(4b)上部有負(fù)壓抽吸管(12)與微藻光合生物反應(yīng)管道裝置(2)的上口連接，調(diào)控反應(yīng)塔(4b)側(cè)面設(shè)有二氧化碳注入閥(5)與二氧化碳注氣裝置相通，微藻光合生物反應(yīng)管道裝置(2)設(shè)有管道清洗閥(6)、藻細(xì)胞采收閥(15)，微藻光合生物反應(yīng)管道裝置(2)的下部與冷熱交換器(14)連接，冷熱交換器(14)與輸液泵(8)連接，輸液泵(8)通過輸液管(1)與排氧反應(yīng)塔(4a)的上部的負(fù)壓泵(9)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于調(diào)控反應(yīng)塔(4b)上部還設(shè)有液壓與氣壓調(diào)控口(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于排氧反應(yīng)塔(4a)下部與調(diào)控反應(yīng)塔(4b)下部連接處還設(shè)有反應(yīng)物采樣閥(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于微藻光合生物反應(yīng)管道裝置(2)采用立體雙排平螺旋式管道裝置，其中立體雙排平螺旋式管道裝置每層單元部件為直管，采用等徑U型連接彎頭(3)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于排氧反應(yīng)塔(4a)、調(diào)控反應(yīng)塔(4b)及微藻光合生物反應(yīng)管道裝置(2)由高透光玻璃材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于輸液泵(8)采用零剪切力培養(yǎng)液驅(qū)動(dòng)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于排氧反應(yīng)塔(4a)上部采用雙通道雙負(fù)壓泵(9)結(jié)構(gòu)，雙通道雙負(fù)壓泵(9)側(cè)面設(shè)有氧氣排氣口(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用封閉式管道微藻工業(yè)化生產(chǎn)用光合生物反應(yīng)器系統(tǒng)，由立體雙排平螺旋式管道和獨(dú)特的U型連接彎頭，雙反應(yīng)塔，零剪切力之輸液泵，二氧化碳注氣裝置，人工光照裝置，冷熱交換器等構(gòu)成。雙反應(yīng)塔中的排氧反應(yīng)塔設(shè)有負(fù)壓噴射泵，用于從培養(yǎng)液中徹底排除蓄積氧，調(diào)控反應(yīng)塔可調(diào)節(jié)液壓和以負(fù)壓向反應(yīng)管道自動(dòng)輸送培養(yǎng)液。雙反應(yīng)塔還起到預(yù)留接種物的作用。本發(fā)明全面克服了常規(guī)微藻生產(chǎn)方式占地面積大、能耗大、產(chǎn)率低、污染嚴(yán)重，且不能全年全天候生長的弊端；突破性地解決了國際國內(nèi)各種實(shí)驗(yàn)室條件下的光合反生物應(yīng)器不能升級放大用作大生物量工業(yè)化生產(chǎn)之障礙。特別適用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)高品位食品、醫(yī)藥級微藻產(chǎn)品。
文檔編號C12M3/00GK1475558SQ03128138
公開日2004年2月18日 申請日期2003年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月9日
發(fā)明者繆堅(jiān)人 申請人:繆堅(jiān)人