一種微藻光生物反應(yīng)器用管子的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N微藻光生物反應(yīng)器用管子，在管子內(nèi)壁面有凸起，凸起沿著管子軸向呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)延伸，在同等條件下，可以使藻液流動(dòng)過程中進(jìn)行自攪拌，呈湍流狀態(tài)，避免沉降，避免藻類堆積，該結(jié)構(gòu)允許有更低的流速通過管子，節(jié)省系統(tǒng)循環(huán)輸送的能耗，低流速可以提高藻液在管子內(nèi)的停留時(shí)間，增大和光接觸的時(shí)間，提高生長(zhǎng)的效率。
【專利說明】一種微藻光生物反應(yīng)器用管子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及用于培養(yǎng)光合微生物或光合植物組織細(xì)胞的光生物反應(yīng)器領(lǐng)域，具體 涉及一種內(nèi)壁具有螺旋凸起的管子。

【背景技術(shù)】
[0002] 微藻細(xì)胞富含糖、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、色素和生物活性物質(zhì)、和微量元素等多種 高附加值的生物物質(zhì)，正在成為人類食品、醫(yī)藥、染料、精細(xì)化工領(lǐng)域的重要材料來源，具有 廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的核心是光生物反應(yīng)器，而培養(yǎng)藻類所用的管子內(nèi)壁均為光滑的 圓形內(nèi)表面，藻液在流動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)分層、沉降，流速過快，減少了藻類和光接觸的時(shí)間， 大大降低了生長(zhǎng)效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明通過內(nèi)壁具有螺旋凸起的管子解決了在低流速下管子內(nèi)藻液會(huì)出現(xiàn)沉降 的問題，使得藻液在流動(dòng)過程中可以得到良好的湍流狀態(tài)，創(chuàng)造更好的生長(zhǎng)條件。
[0005] 本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N內(nèi)壁具有螺旋凸起的管子，其特征在于：在管子內(nèi)壁有凸起，凸 起沿著管子軸向呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)延伸。
[0006] 螺旋凸起的旋轉(zhuǎn)方向可為左螺旋和/或右螺旋，螺距彡1_，螺旋角彡0°，角速度 >0 °。通過對(duì)凸起螺旋方向的控制，改變流體的流動(dòng)方向，更好的形成湍流，使藻液充分接 受光照，快速成長(zhǎng)。當(dāng)管子同時(shí)具有左螺旋和右螺旋交替轉(zhuǎn)換，對(duì)于形成湍流具有比單一方 向的螺旋更好的效果。
[0007] 管子的截面形狀可為圓形、矩形、橢圓形、花瓣形。
[0008] 凸起的形狀可近似為矩形、三角形、圓形、半圓形、梯形。對(duì)于形成湍流的效果，當(dāng) 凸起高度相同的情況下，矩形 > 梯形 > 三角形 > 圓形 > 半圓形，因此優(yōu)選近似矩形的凸起， 可以湍流狀態(tài)最大化，高效的培養(yǎng)藻液。
[0009]管子可選用DN25?DN500之間的任意規(guī)格尺寸，也可加工為025mm?0500mm之間的任意尺寸。
[0010] 管子內(nèi)壁的凸起根據(jù)其形狀的不同分別具有一定的高度和寬度以及傾斜角度；凸 起的數(shù)量至少為1個(gè)，且在內(nèi)壁上的分布方式為均布，或不均勻布置，也可為按照?qǐng)A周角度 遞增或遞減布置，同時(shí)凸起也可為連續(xù)或間斷式延伸。凸起的不均勻布置以及凸起的間斷 方式，可以更好的打亂單一湍流狀態(tài)，形成更加復(fù)雜的流體狀態(tài)，使藻液充分接受光照，快 速成長(zhǎng)。
[0011] 管子的長(zhǎng)度彡30cm，或彡40cm，優(yōu)選彡50cm;間斷式延伸的凸起每條凸起的長(zhǎng)度 >10mm，每個(gè)斷開的距離為>IOmm;優(yōu)選間斷式延伸的凸起每條凸起的長(zhǎng)度>50mm，每個(gè) 斷開的距離為彡50_。
[0012] 優(yōu)選地管子兩端為圓形管，連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選采用球磨口、擴(kuò)口或直口連接。
[0013] 管子內(nèi)壁的凸起可以作為支撐筋，使管子有更高的強(qiáng)度。
[0014] 該管子可以用于光生物反應(yīng)器。
[0015] 管子的材料為透光率彡50%的透明材質(zhì)，可以選用玻璃、PVC、PC、C0P、C0C、PMMA、 PC、PS、KResin、PET、ABS等透明材質(zhì)。
[0016] 該內(nèi)壁具有螺旋凸起的管子，由于流體流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)作用，避免或減少藻細(xì)胞貼 壁沉積。在同等條件下，可以使藻液流動(dòng)過程中進(jìn)行自攪拌，呈湍流狀態(tài)，避免沉降，該結(jié)構(gòu) 允許有更低的流速通過管子，節(jié)省系統(tǒng)循環(huán)輸送的能耗，低流速可以提高藻液在管子內(nèi)的 停留時(shí)間，增大和光接觸的時(shí)間，提商生長(zhǎng)的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1示出了單根螺旋凸起的管子；
[0018] 圖2示出了具有多根螺旋凸起的管子。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1 :
[0020] 下面參考圖1詳細(xì)描述根據(jù)本申請(qǐng)的單根螺旋凸起的管子。
[0021] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的單根螺旋凸起的管子，在管子1內(nèi)壁有一條凸起2,凸起 2沿著管子1軸向呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)延伸。
[0022] 螺旋凸起2的旋轉(zhuǎn)方向可為左螺旋和/或右螺旋，螺距> 1mm，螺旋角> 0°，角速 度彡0°，優(yōu)選螺距200、400、600、800臟，螺旋角為15°、30°、45°，角速度為0°、30°等。
[0023] 管子1的截面形狀優(yōu)選為圓形，也可為矩形、橢圓形、花瓣形、三角形、梯形或其他 已知常規(guī)形狀或其簡(jiǎn)單的演變形狀。
[0024] 凸起2的形狀可優(yōu)選近似為梯形，也可近似為矩形、三角形、圓形、半圓形、梯形或 其他已知常規(guī)形狀或其簡(jiǎn)單的演變形狀。
[0025]管子 1 型號(hào)優(yōu)選為DN50、DN70、DN100、DN200、DN300 或DN400,管子 1 可選用 DN25?DN500之間的任意規(guī)格尺寸；或管子1內(nèi)徑可加工為彡025mm，優(yōu)選內(nèi)徑為50mm、 60mm、70mm、IOOmm或 200mm。
[0026] 管子1內(nèi)壁的凸起2根據(jù)其形狀的不同分別具有一定的高度和寬度以及傾斜角 度，傾斜角度為15°、30°、45°，通常為0?90°之間；凸起2的數(shù)量為1個(gè)，凸起2的高 度和寬度可根據(jù)實(shí)際自由設(shè)定，也可設(shè)計(jì)為與管內(nèi)徑成< 1:2的比例關(guān)系，同時(shí)凸起為連 續(xù)延伸。
[0027] 管子1的長(zhǎng)度為lm、I. 5m、2m或3m，其長(zhǎng)度通常選用彡50mm的規(guī)格。
[0028] 優(yōu)選地管子1兩端為圓形管，也可為矩形、橢圓形、花瓣形或其他已知常規(guī)形狀或 其簡(jiǎn)單的演變形狀，連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選采用球磨口、擴(kuò)口或直口連接。
[0029] 管子1內(nèi)壁的凸起2可以作為支撐筋，使管子有更高的強(qiáng)度。
[0030] 該管子1可以用于光生物反應(yīng)器，光生物反應(yīng)器可為直管式、螺線管、弧形管、異 形管等結(jié)構(gòu)，也可用于其他管式結(jié)構(gòu)。
[0031] 實(shí)施例2:
[0032]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的具有多根螺旋凸起的管子1，在管子1內(nèi)壁均布有4條凸 起2,凸起2沿著管子1軸向呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)延伸。
[0033]螺旋凸起2的旋轉(zhuǎn)方向可為左螺旋和/或右螺旋，螺距>1mm，螺旋角> 0°，角速 度彡0°，優(yōu)選螺距200、400、600、800臟，螺旋角為15°、30°、45°，角速度為0°、30°等。 [0034]管子1的截面形狀優(yōu)選為圓形，也可為矩形、橢圓形、花瓣形或其他已知常規(guī)形狀 或其簡(jiǎn)單的演變形狀。
[0035] 凸起2的形狀可優(yōu)選近似為梯形，也可近似為矩形、三角形、圓形、半圓形、梯形或 其他已知常規(guī)形狀或其簡(jiǎn)單的演變形狀。
[0036]管子 1 型號(hào)優(yōu)選為DN50、DN70、DN100、DN200、DN300 或DN400,管子 1 可選用 DN25?DN500之間的任意規(guī)格尺寸；或管子1內(nèi)徑可加工為>025mm，優(yōu)選內(nèi)徑為50mm、 60mm、70mm、IOOmm或 200mm。
[0037] 管子1內(nèi)壁的凸起2根據(jù)其形狀的不同分別具有一定的高度和寬度以及傾斜角 度，傾斜角度為15°、30°、45°，通常為0?90°之間；凸起2的數(shù)量為1個(gè)，凸起2的高 度和寬度可根據(jù)實(shí)際自由設(shè)定，也可設(shè)計(jì)為與管內(nèi)徑成< 1:2的比例關(guān)系，同時(shí)凸起為連 續(xù)延伸。
[0038] 管子1的長(zhǎng)度為lm、I. 5m、2m或3m，其長(zhǎng)度通常選用彡50mm的規(guī)格。
[0039] 優(yōu)選地管子1兩端為圓形管，也可為矩形、橢圓形、花瓣形或其他已知常規(guī)形狀或 其簡(jiǎn)單的演變形狀，連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選采用球磨口、擴(kuò)口或直口連接。
[0040] 管子1內(nèi)壁的凸起2可以作為支撐筋，使管子有更高的強(qiáng)度。
[0041] 該管子1可以用于光生物反應(yīng)器，光生物反應(yīng)器可為直管式、螺線管、弧形管、異 形管等結(jié)構(gòu)，也可用于其他管式結(jié)構(gòu)。
[0042] 綜上所述，該內(nèi)壁具有螺旋凸起的管子，可用于任何光生物反應(yīng)器，或其他對(duì)于流 體流動(dòng)有需要改進(jìn)的設(shè)備，由于流體流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)作用，避免或減少藻細(xì)胞貼壁沉積，使藻 液流動(dòng)過程中進(jìn)行自攪拌，呈湍流狀態(tài)，避免沉降，該結(jié)構(gòu)允許有更低的流速通過管子，節(jié) 省系統(tǒng)循環(huán)輸送的能耗，可以提高藻液在管子內(nèi)的停留時(shí)間，增大和光接觸的時(shí)間，提高生 長(zhǎng)的效率。
[0043] 上面僅以示例方式描述本發(fā)明的原理，但不意于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。相反，這 里描述的結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)為許多其它形式。在不偏離由權(quán)利要求限定的實(shí)質(zhì)和范圍的情況 下，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種替代和修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種微藻光生物反應(yīng)器用管子，其特征在于：在管子內(nèi)壁面有藻液攪拌凸起，所述 凸起沿著管子軸向呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)延伸且具有使藻液保持湍流狀態(tài)的形狀和/或尺寸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管子，其螺旋凸起的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樽舐菪蛴衣菪?，螺?彡1mm，螺旋角彡0°，角速度彡0°。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管子，管子的截面形狀可為圓形、矩形、橢圓形、花瓣形、 三角形或梯形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的管子，凸起的形狀近似為矩形、三角形、圓形、半圓 形或梯形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的管子，管子尺寸DN25?DN500,或管子內(nèi)徑為 025 mm ?0500mm 〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的管子，管子內(nèi)壁的凸起根據(jù)其形狀的不同分別具有 一定的高度和寬度以及傾斜角度；凸起的數(shù)量至少為1個(gè)，且在內(nèi)壁上的分布方式為均布， 或不均勻布置，也可為按照?qǐng)A周角度遞增或遞減布置，同時(shí)凸起也可為連續(xù)或間斷式延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的管子，管子的長(zhǎng)度> 30cm，間斷式延伸的凸起每條 凸起的長(zhǎng)度彡50mm，每個(gè)斷開的距離為彡25mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的管子，優(yōu)選地管子兩端為圓形管，連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選采 用球磨口、擴(kuò)口或直口連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的管子，管子內(nèi)壁的凸起可以作為支撐筋，使管子有 更高的強(qiáng)度；管體的材質(zhì)為透明材質(zhì)，選用玻璃、？％、？(：、0^、0)(：、？_、？(：、？5、1(1^111、 PET 或 ABS。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的管子，管子內(nèi)壁面的凸起是管壁本身材料形成的， 或是可以由其它材料制成后加在管壁上的。
【文檔編號(hào)】C12M3/00GK104263646SQ201410531786
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】胡強(qiáng), 遲慶雷 申請(qǐng)人:國(guó)家開發(fā)投資公司, 中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院