專(zhuān)利名稱(chēng)：導(dǎo)流板和使用該導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器及設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣升式平板生物反應(yīng)器。特別是涉及一種通過(guò)控制導(dǎo)流板或?qū)Я魍舶纪蛊鸱闹芷跀?shù)及幅度，來(lái)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器所培養(yǎng)生物的最佳流速、湍流混合及氣液傳質(zhì)條件的導(dǎo)流板和使用該導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器及設(shè)置方法。
背景技術(shù)：
氣升式生物反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于植物細(xì)胞培養(yǎng)及發(fā)酵工業(yè)，依據(jù)曝氣位置的不同分為內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式兩大類(lèi)，在氣體的帶動(dòng)下，反應(yīng)器的流動(dòng)性較其他生物反應(yīng)器更均勻，隨著液體攜帶氣泡在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)良好的氣液混合，但該氣升式生物反應(yīng)器在高密度培養(yǎng)生物時(shí)混合不夠均勻。此外，用該反應(yīng)器培養(yǎng)光合生物，如微藻、光合細(xì)菌時(shí)，在特定的通氣條件下，混合能力有限，加上生物間的相互遮擋，在反應(yīng)器靠近光照區(qū)域， 會(huì)出現(xiàn)“光抑制”現(xiàn)象，而遠(yuǎn)離光照的區(qū)域則出現(xiàn)“光限制”現(xiàn)象，極大的影響反應(yīng)器內(nèi)生物的生長(zhǎng)。而加大通氣量來(lái)增強(qiáng)湍流混合時(shí)，在當(dāng)前普遍采用的平直導(dǎo)流板或平直導(dǎo)流筒的反應(yīng)器內(nèi)，培養(yǎng)液的循環(huán)液速也會(huì)隨之增大，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的湍流擾動(dòng)，將對(duì)大部分適于低流速、小擾動(dòng)環(huán)境條件下生長(zhǎng)的藻類(lèi)及菌種帶來(lái)不利影響，進(jìn)而降低反應(yīng)器的生產(chǎn)能力。當(dāng)前對(duì)生物及光生物反應(yīng)器開(kāi)發(fā)研究，主要致力于改變反應(yīng)器內(nèi)置導(dǎo)流板或?qū)Я魍驳慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)，如導(dǎo)流筒的高徑比，導(dǎo)流筒安裝位置，導(dǎo)流筒所形成的下降區(qū)與上升區(qū)截面面積比等，來(lái)提高反應(yīng)器內(nèi)氣液傳質(zhì)與混合，但這些優(yōu)化方式對(duì)實(shí)現(xiàn)光合生物在光照區(qū)的混合，尤其是光照方向的徑向混合作用不大。同時(shí)未解決增大通氣量帶來(lái)培養(yǎng)液循環(huán)流速過(guò)大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種氣液傳質(zhì)效率改善明顯，培養(yǎng)液混合均勻，光照方向湍流混合均勻，光能利用率高的導(dǎo)流板和使用該導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器及設(shè)置方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種導(dǎo)流板和使用該導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器及設(shè)置方法，平板式生物反應(yīng)器的導(dǎo)流板是凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板。所述的波浪形結(jié)構(gòu)是圓弧形波浪結(jié)構(gòu)、三角形波浪結(jié)構(gòu)、梯形波浪結(jié)構(gòu)和矩形波浪結(jié)構(gòu)中的一種。所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的前一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)到下一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)之間為一個(gè)周期，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板所具有的波浪有1. 5個(gè)周期到50個(gè)周期。一種具有波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器，包括有反應(yīng)器罐體，設(shè)置在反應(yīng)器罐體頂部的氣體出口和培養(yǎng)液進(jìn)口，設(shè)置在反應(yīng)器罐體底部的培養(yǎng)液出口和曝氣裝置，所述的反應(yīng)器罐體內(nèi)對(duì)稱(chēng)的設(shè)置有一對(duì)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板，兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板所構(gòu)成的上端開(kāi)口和下端開(kāi)口均為向外擴(kuò)展的喇叭狀開(kāi)口。所述的波浪形結(jié)構(gòu)是圓弧形波浪結(jié)構(gòu)、三角形波浪結(jié)構(gòu)、梯形波浪結(jié)構(gòu)和矩形波浪結(jié)構(gòu)中的一種。所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的前一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)到下一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)之間為一個(gè)周期，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板所具有的波浪有1. 5個(gè)周期到50個(gè)周期。所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的峰高a :0 < a < b/2，其中，b是兩個(gè)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪中心線c之間的距離。一種平板式生物反應(yīng)器的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的設(shè)置方法，包括如下步驟1)根據(jù)所培養(yǎng)生物生長(zhǎng)的需求，確定該平板式生物反應(yīng)器的通氣量或通氣速度， 并計(jì)算一分鐘內(nèi)通入平板式生物反應(yīng)器內(nèi)氣體的體積，再結(jié)合平板式生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際培養(yǎng)液體積，得出一分鐘內(nèi)通入氣體體積與平板式生物反應(yīng)器培養(yǎng)液體積的比值，將該比值定為通氣比，通氣比R :R = V2Z^V1，其中=V1平板式生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際培養(yǎng)液體積；V21分鐘通入平板式生物反應(yīng)器中氣體的體積；2)根據(jù)得出的通氣比，確定平板式反應(yīng)器所采用的具有凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)的波浪周期數(shù)及幅度；3)將具有凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板安裝在平板式生物反應(yīng)器內(nèi)所設(shè)定的導(dǎo)流板設(shè)置位置上。當(dāng)所述的通氣比R在0-0. 25時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的峰高a 0. 025b彡a彡0. Ib ；當(dāng)所述的通氣比R在0. 25-0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的峰高a 0. 125b ^ a^ 0. 25b ；當(dāng)所述的通氣比R高于0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的峰高a 0. 3b ^ a ^ 0. 35b，其中，所述的b是兩個(gè)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪中心線c之間的距離。當(dāng)所述的通氣比R在0-0. 25時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板所具有的波浪周期設(shè)置有6-9個(gè)周期；當(dāng)所述的通氣比R在0. 25-0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板所具有的波浪周期設(shè)置有10-13個(gè)周期；當(dāng)所述的通氣比R高于0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板所具有的波浪周期設(shè)置有14-16個(gè)周期。本發(fā)明的導(dǎo)流板和使用該導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器及設(shè)置方法，具有如下特點(diǎn)。1、采用具有三角形、梯形、圓弧形、矩形等波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板，液體在循環(huán)流動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)流板有規(guī)則的波浪起伏的作用下，可增加液體混合的次數(shù)，可極大的提高反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液混合的效果；2、培養(yǎng)光合生物時(shí)，在導(dǎo)流板波浪起伏結(jié)構(gòu)的作用下，可明顯促進(jìn)光照區(qū)的徑向混合，提高所培養(yǎng)生物的光能利用效率；3、采用具有波浪起伏結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流板，在該流場(chǎng)中，導(dǎo)流板的波浪起伏可以阻擋液體的流動(dòng)，當(dāng)通氣量較大時(shí)，即可以通過(guò)增加波浪起伏的幅度，調(diào)節(jié)液體的流速，使培養(yǎng)液的循環(huán)速度不會(huì)隨通氣量的增加而增大。又可以通過(guò)增加凹凸起伏周期數(shù)來(lái)增加其對(duì)液體阻礙的次數(shù)，使循環(huán)液速維持在適宜生物生長(zhǎng)的范圍；4、采用具有三角形、梯形、圓弧形、矩形等波浪起伏結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流板，通過(guò)調(diào)節(jié)波浪起伏的周期數(shù)及幅度，可增加液體在波浪起伏處的混合，同時(shí)可以延長(zhǎng)氣體在反應(yīng)器的停留，增加了氣液間接觸傳質(zhì)的機(jī)會(huì)，大大提高氣液間的傳質(zhì)。


〔0024〕圖1是本發(fā)明的圓弧形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的斷面結(jié)構(gòu)示意〔0025〕圖2是本發(fā)明的三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的斷面結(jié)構(gòu)示意〔0026〕圖3是本發(fā)明的梯形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的斷面結(jié)構(gòu)示意〔0027〕圖4是本發(fā)明的矩形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的斷面結(jié)構(gòu)示意〔0028〕圖5是采用圓弧形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器斷面結(jié)構(gòu)示意〔0029〕圖6是采用圓弧形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器另一實(shí)施例的斷面結(jié)構(gòu)
示意〔0030〕圖7是采用三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器斷面結(jié)構(gòu)示意〔0031〕圖8是采用三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器另一實(shí)施例的斷面結(jié)構(gòu) 示意〔0032〕圖9是采用梯形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器斷面結(jié)構(gòu)示意〔0033〕圖10是采用梯形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器另一實(shí)施例的斷面結(jié)構(gòu)示 意〔0034〕圖11是采用矩形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器斷面結(jié)構(gòu)示意〔0035〕圖12是采用矩形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器另一實(shí)施例的斷面結(jié)構(gòu)示 意〔0036〕圖13是具有波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器內(nèi)波峰尺寸標(biāo)注的示意〔0037〕圖是三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪起伏周期數(shù)對(duì)液相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響 曲線〔0038〕圖是三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪起伏幅度對(duì)液相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響曲 線〔0039〕圖153是三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪起伏周期數(shù)對(duì)光照區(qū)平均徑向速度的影 響曲線〔0040〕圖156是三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪起伏幅度對(duì)光照區(qū)平均徑向速度的影響 曲線〔0041〕圖163是三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪起伏周期數(shù)對(duì)上升區(qū)及下降區(qū)平均液速 的影響曲線〔0042〕圖166是三角形波浪結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪起伏幅度對(duì)上升區(qū)及下降區(qū)平均液速的 影響曲線圖。
〔0043〕圖中
〔0044〕1反應(yīng)器罐體 2圓弧形波浪結(jié)構(gòu)
^004533 三角形波浪結(jié)構(gòu) 4 梯形波浪結(jié)構(gòu)
^004635矩形波浪結(jié)構(gòu) 6喇叭狀開(kāi)口
〔0047〕7氣體出口 8培養(yǎng)液進(jìn)口
^004839培養(yǎng)液出口 10曝氣裝置
〔00則11 波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板12 光照區(qū)
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的導(dǎo)流板和使用該導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器及設(shè)置方法做出詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的平板式生物反應(yīng)器的導(dǎo)流板，所述的導(dǎo)流板是凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，所述的波浪形結(jié)構(gòu)是圓弧形波浪結(jié)構(gòu)2、三角形波浪結(jié)構(gòu)3、梯形波浪結(jié)構(gòu)4和矩形波浪結(jié)構(gòu)5中的一種。所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的前一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)到下一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)之間為一個(gè)周期，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11所具有的波浪有1. 5個(gè)周期到50個(gè)周期。如圖5 圖12所示，本發(fā)明的具有波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器，包括有反應(yīng)器罐體1，設(shè)置在反應(yīng)器罐體1頂部的氣體出口 7和培養(yǎng)液進(jìn)口 8，設(shè)置在反應(yīng)器罐體1底部的培養(yǎng)液出口 9和曝氣裝置10，所述的反應(yīng)器罐體1內(nèi)對(duì)稱(chēng)的設(shè)置有一對(duì)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11，兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11所構(gòu)成的上端開(kāi)口和下端開(kāi)口均為向外擴(kuò)展的喇叭狀開(kāi)口 6。所述的波浪形結(jié)構(gòu)是圓弧形波浪結(jié)構(gòu)2、三角形波浪結(jié)構(gòu)3、梯形波浪結(jié)構(gòu)4和矩形波浪結(jié)構(gòu)5中的一種。如圖13所示，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的前一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)到下一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)之間為一個(gè)周期，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11所具有的波浪有1. 5個(gè)周期到50 個(gè)周期。所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的峰高a :0 <a< b/2，其中，b是兩個(gè)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的波浪中心線C之間的距離。本發(fā)明的平板式生物反應(yīng)器的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的設(shè)置方法，包括如下步驟1)根據(jù)所培養(yǎng)生物生長(zhǎng)的需求，確定該平板式生物反應(yīng)器的通氣量或通氣速度， 并計(jì)算一分鐘內(nèi)通入平板式生物反應(yīng)器內(nèi)氣體的體積，再結(jié)合平板式生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際培養(yǎng)液體積，得出一分鐘內(nèi)通入氣體體積與平板式生物反應(yīng)器培養(yǎng)液體積的比值，將該比值定為通氣比，通氣比R :R = V2Z^V1，其中=V1平板式生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際培養(yǎng)液體積；V21分鐘通入平板式生物反應(yīng)器中氣體的體積；2)根據(jù)得出的通氣比，確定平板式反應(yīng)器所采用的具有凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的波浪周期數(shù)及幅度；當(dāng)所述的通氣比R在0-0. 25時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的峰高a 0. 025b ^ a ^ 0. Ib ；當(dāng)所述的通氣比R在0. 25-0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的峰高a :0. 125b彡a彡0. 25b ；當(dāng)所述的通氣比R高于0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的峰高a :0.北彡a彡0. 35b，其中，所述的b是兩個(gè)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11的波浪中心線c之間的距離。當(dāng)所述的通氣比R在0-0. 25時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11所具有的波浪周期設(shè)置有6-9個(gè)周期；當(dāng)所述的通氣比R在0. 25-0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11所具有的波浪周期設(shè)置有10-13個(gè)周期；當(dāng)所述的通氣比R高于0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板 11所具有的波浪周期設(shè)置有14-16個(gè)周期。3)將具有凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11安裝在平板式生物反應(yīng)器內(nèi)所設(shè)定的導(dǎo)流板設(shè)置位置上。
下面給出采用圖7所示的內(nèi)置了凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板11氣升式平板生物反應(yīng)器的設(shè)置方式。根據(jù)培養(yǎng)的需要，確定該氣升式平板生物反應(yīng)器的通氣比為0. 15，采用內(nèi)環(huán)流式的反應(yīng)器模式。為了體現(xiàn)波浪起伏次數(shù)對(duì)氣升式平板生物反應(yīng)器傳質(zhì)效果的影響，將波浪起伏周期數(shù)從3個(gè)增加到13個(gè)來(lái)研究，此外，設(shè)置波浪起伏的幅度為兩個(gè)導(dǎo)流板波浪起伏中心線之間間距的0. 05、0. 1、0. 15、0. 2、0. 25、0. 3、0. 35、0. 4等由小到大的8種情況，來(lái)研究波浪起伏幅度對(duì)傳質(zhì)混合的影響。為了體現(xiàn)本發(fā)明對(duì)反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)特性的影響，選擇液相體積傳質(zhì)系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)反應(yīng)器的內(nèi)氣液傳質(zhì)效果。圖Ha和b分別給出了改變周期數(shù)及幅度，引起液相體積傳質(zhì)系數(shù)的變化，可見(jiàn)采用本發(fā)明能達(dá)到調(diào)節(jié)傳質(zhì)效果的目的。為了體現(xiàn)本發(fā)明能有效提高光合生物的光能利用效率，選擇該反應(yīng)器光照區(qū)域， 即圖7中的12代表的區(qū)域來(lái)研究該區(qū)域光照方向的混合效果，以該區(qū)域的平均徑向速度為評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)研究。圖1 和b分別展示了改變波浪起伏周期數(shù)及幅度，引起光照區(qū)12平均徑向速度的變化情況，可見(jiàn)采用本發(fā)明能有效調(diào)節(jié)光照方向的混合。為了體現(xiàn)本發(fā)明能有效調(diào)節(jié)液體速度，以?xún)?nèi)環(huán)流反應(yīng)器中上升區(qū)的平均液相速度，下降區(qū)平均液相速度為評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)研究波浪起伏的周期數(shù)及幅度對(duì)液體循環(huán)速度的影響。圖16a和b分別展示了改變波浪起伏周期數(shù)及幅度對(duì)上升區(qū)和下降區(qū)平均液相速度的影響，可以看出在采用本發(fā)明下可有效的調(diào)節(jié)液體循環(huán)流速。將得到的具有特定的周期數(shù)及幅度的導(dǎo)流板加工成三角形波浪結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流板，之后用該導(dǎo)流板替換原有的平直導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板與原有的平直導(dǎo)流板只有波浪起伏的變化，其他結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝位置均保持不變。
權(quán)利要求
1.一種平板式生物反應(yīng)器的導(dǎo)流板，其特征在于，所述的導(dǎo)流板是凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式生物反應(yīng)器的導(dǎo)流板，其特征在于，所述的波浪形結(jié)構(gòu)是圓弧形波浪結(jié)構(gòu)O)、三角形波浪結(jié)構(gòu)(3)、梯形波浪結(jié)構(gòu)(4)和矩形波浪結(jié)構(gòu)(5)中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式生物反應(yīng)器的導(dǎo)流板，其特征在于，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)的前一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)到下一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)之間為一個(gè)周期，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)所具有的波浪有1. 5個(gè)周期到50個(gè)周期。
4.一種具有權(quán)利要求1所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器，包括有反應(yīng)器罐體(1)，設(shè)置在反應(yīng)器罐體(1)頂部的氣體出口(7)和培養(yǎng)液進(jìn)口(8)，設(shè)置在反應(yīng)器罐體(1)底部的培養(yǎng)液出口(9)和曝氣裝置(10)，其特征在于，所述的反應(yīng)器罐體(1)內(nèi)對(duì)稱(chēng)的設(shè)置有一對(duì)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)，兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)所構(gòu)成的上端開(kāi)口和下端開(kāi)口均為向外擴(kuò)展的喇叭狀開(kāi)口(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器，其特征在于， 所述的波浪形結(jié)構(gòu)是圓弧形波浪結(jié)構(gòu)O)、三角形波浪結(jié)構(gòu)(3)、梯形波浪結(jié)構(gòu)(4)和矩形波浪結(jié)構(gòu)(5)中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器，其特征在于， 所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)的前一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)到下一個(gè)最高峰的峰點(diǎn)之間為一個(gè)周期，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)所具有的波浪有1. 5個(gè)周期到50個(gè)周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器，其特征在于， 所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)的峰高a :0 < a < b/2，其中，b是兩個(gè)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板 (11)的波浪中心線c之間的距離。
8.—種權(quán)利要求4所述的平板式生物反應(yīng)器的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的設(shè)置方法，其特征在于，包括如下步驟1)根據(jù)所培養(yǎng)生物生長(zhǎng)的需求，確定該平板式生物反應(yīng)器的通氣量或通氣速度，并計(jì)算一分鐘內(nèi)通入平板式生物反應(yīng)器內(nèi)氣體的體積，再結(jié)合平板式生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際培養(yǎng)液體積，得出一分鐘內(nèi)通入氣體體積與平板式生物反應(yīng)器培養(yǎng)液體積的比值，將該比值定為通氣比，通氣比R :R = V2ZiV1，其中=V1平板式生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際培養(yǎng)液體積；V21分鐘通入平板式生物反應(yīng)器中氣體的體積；2)根據(jù)得出的通氣比，確定平板式反應(yīng)器所采用的具有凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板 (11)的波浪周期數(shù)及幅度；3)將具有凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)安裝在平板式生物反應(yīng)器內(nèi)所設(shè)定的導(dǎo)流板設(shè)置位置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平板式生物反應(yīng)器的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的設(shè)置方法，其特征在于，當(dāng)所述的通氣比R在0-0. 25時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)的峰高a 0. 025b ^ a^O. Ib ；當(dāng)所述的通氣比R在0. 25-0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)的峰高a :0. 125b彡a彡0. 25b ；當(dāng)所述的通氣比R高于0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11) 的峰高a :0.北彡a彡0. 35b，其中，所述的b是兩個(gè)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)的波浪中心線c之間的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平板式生物反應(yīng)器的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的設(shè)置方法，其特征在于，當(dāng)所述的通氣比R在0-0. 25時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)所具有的波浪周期設(shè)置有6-9個(gè)周期；當(dāng)所述的通氣比R在0. 25-0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)所具有的波浪周期設(shè)置有10-13個(gè)周期；當(dāng)所述的通氣比R高于0. 5時(shí)，所述的波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板(11)所具有的波浪周期設(shè)置有14-16個(gè)周期。
全文摘要
導(dǎo)流板和使用該導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器及設(shè)置方法，導(dǎo)流板是波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板。具有波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的平板式生物反應(yīng)器，是在反應(yīng)器罐體內(nèi)對(duì)稱(chēng)的設(shè)置有一對(duì)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板，兩個(gè)波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板所構(gòu)成的上端開(kāi)口和下端開(kāi)口均為向外擴(kuò)展的喇叭狀開(kāi)口。導(dǎo)流板的設(shè)置方法是根據(jù)所培養(yǎng)生物生長(zhǎng)的需求，確定該平板式生物反應(yīng)器的通氣量或通氣速度，得出通氣比，通氣比RR＝V1/V2，其中V1 1分鐘通入反應(yīng)器中氣體的體積；V2柱狀式生物反應(yīng)器內(nèi)實(shí)際培養(yǎng)液體積；根據(jù)得出的通氣比，確定波浪形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的波浪周期數(shù)及幅度，并將其安裝在反應(yīng)器罐體內(nèi)。本發(fā)明可增加液體混合的次數(shù)，可極大的提高反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液混合的效果，提高光能利用效率，大大提高氣液間的傳質(zhì)。
文檔編號(hào)C12M1/00GK102492609SQ201110414839
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者季民, 尤學(xué)一, 王淋淋 申請(qǐng)人:天津大學(xué)