一種用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前“微藻高效規(guī)?；B(yǎng)殖技術(shù)”是微藻生物技術(shù)的核心之一。封閉式光生物反應器，即封閉式培養(yǎng)系統(tǒng)，是用透明材料建造的生物反應器。這種生物反應器除了能采集光能外，其他諸多方面與傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵用生物反應器有許多相似之處。封閉式光生物反應器可以實現(xiàn)微藻單種、純種的培養(yǎng)，而且培養(yǎng)條件易于控制，培養(yǎng)密度高、易收獲，所以效率更高，但是建造與操作成本也隨之提高。
[0003]例如中國專利ZL02134235.0公開了一種自動化連續(xù)生產(chǎn)管式光生物反應器，它的反應容器為透明透光材料的圓柱型連通管，有入口端和出口端，并接入混合罐，反應器是由多層“U”型連通管交叉疊加而形成的立體管道，光源位于連通管交叉疊加而形成的“#”字型立體空間內(nèi)。這種微藻養(yǎng)殖方式與設(shè)備盡管克服了開放池粗放的缺點，但結(jié)構(gòu)復雜，大規(guī)模裝置難以實現(xiàn)，建造成本高昂，且難以充分利用自然陽光，不適于微藻低成本、大規(guī)?；B(yǎng)殖。
[0004]中國專利ZL03128138.9公開了一種封閉管式光生物反應器，由立體雙排平螺旋式管道和獨特的U型連接彎頭，雙塔，零剪切力輸液泵，二氧化碳注氣裝置，冷熱交換器等構(gòu)成。雙塔中的排氧反應塔設(shè)有負壓噴射泵，可有效排除培養(yǎng)液中的蓄積氧，調(diào)控塔可以調(diào)解液壓和以負壓向反應管道自動輸送培養(yǎng)液。該反應器克服了常規(guī)反應器占地面積大，效率低的缺點，可以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，但是結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。而且反應器豎立放置，培養(yǎng)液和藻液需要很大能耗從底部輸送到頂部，對藻絲的剪切力大為增加，也增高了微藻養(yǎng)殖成本。
[0005]中國專利CN1721523A公開了一種微藻規(guī)模培養(yǎng)的光生物反應器，包括透明管道、氣體解析裝置、附屬管道系統(tǒng)、培養(yǎng)參數(shù)感受和控制設(shè)施等組成。采用大型氣體解析裝置、將平行排列的透明管道進行并聯(lián)，解決了封閉管道光生物反應器氣體交換的難題，但是同樣存在制造成本和操作費用高昂的問題。
[0006]中國專利CN1668185A公開了使用光生物反應器對氣體進行處理的方法和氣體處理系統(tǒng)，按照公開的方法和裝置可以使微藻達到最大生長速度，有效吸收二氧化碳/或氮氧化物。然而，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，雖然采用計算機控制，但是大規(guī)模生產(chǎn)必然導致設(shè)備制造成本高昂，能耗高，不適于微藻生物質(zhì)大量、低成本的獲得。
[0007]中國專利ZL96216364.3公開了一種密閉型循環(huán)潛層螺旋藻培養(yǎng)裝置，由溢流噴射器、溢流板式光生物反應器、儲液槽、循環(huán)泵依次連接而成，其中采用透光材料制作的溢流板式光生物反應器內(nèi)裝有多層水平放置且上下層的溢流口交叉分布的帶擋板的托板。該反應器雖然效率很高，但多層托板結(jié)構(gòu)十分復雜，不利于大規(guī)模放大生產(chǎn)。
[0008]因此，針對以上不足，需要提供一種光能利用率高、節(jié)能低碳、充分利用自然資源、微藻生產(chǎn)效率高的藻類養(yǎng)殖光生物反應器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009](一)要解決的技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決藻類養(yǎng)殖過程中由于不能及時釋放光合作用產(chǎn)生的氧氣從而導致光合作用被抑制和微藻生產(chǎn)效率低的的問題，以及自然光照面積小、光能利用率低、現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備復雜、能耗高和成本高的問題。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器，包括反應器主體，分隔單元和通氣設(shè)備，所述反應器主體為封底管狀，由透明材料制成；所述分隔單元位于所述反應器主體的內(nèi)部，將所述反應器主體分為左、右兩個空間，所述分隔單元的頂部和底部均留有供左、右兩個空間連通的通道；所述通氣設(shè)備與所述反應器主體的任一空間的底部連通，向上通氣。
[0013]其中，所述反應器主體的橫切面為等份梅花形。
[0014]其中，所述分隔設(shè)備為透明隔板。
[0015]其中，所述分隔單元為一排豎管依次連接形成的透明排管結(jié)構(gòu)，各豎管上、下端密封，靠中間位置的豎管內(nèi)設(shè)置光源。
[0016]其中，所述透明排管結(jié)構(gòu)的靠邊緣位置的豎管為長管，長管與反應器主體內(nèi)壁貼緊，所述透明排管結(jié)構(gòu)的靠中間位置的豎管為短管，以在透明排管結(jié)構(gòu)的頂部和底部形成供左、右兩個空間連通的通道。
[0017]其中，所述短管的長度比所述長管的長度短10%至40% ;所述光源為LED燈。
[0018]其中，所述反應器主體的底部設(shè)有導液口，頂部設(shè)有具有進液口的頂蓋。
[0019]其中，所述通氣設(shè)備包括依次連接的氣源、導氣管和噴氣嘴，所述導氣管由所述反應發(fā)生器頂部沿所述長管向下通入到所述反應發(fā)生器底部與所述噴氣嘴連接。
[0020]其中，所述氣源為相連接的風力空氣壓縮機和壓縮空氣貯藏罐，所述壓縮空氣貯藏罐與所述導氣管連接。
[0021]其中，所述噴氣嘴為微孔氣體分散器；所述反應器主體設(shè)有金屬底座。
[0022](三)有益效果
[0023]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:本發(fā)明由分隔單元將反應器主體分為兩個空間，一個空間底部連有通氣設(shè)備向上通氣，由于通入的氣體造成此空間內(nèi)的藻液比重減小，使兩個空間的藻液形成比重的差異，通氣空間的藻液運行到頂部通過兩個空間頂部留有的通道，隨著向下的液流向下運行進入未通氣空間，進而運行到底部通過兩個空間底部留有的通道，隨著液流進入通氣空間，這樣形成的上下前后的藻液四維循環(huán)混合不同與傳統(tǒng)的氣升式混合，增加了混合效率，增加了通氣功能，減少了氣量的消耗。如果通入含有二氧化碳的氣體也增加了其反應吸收碳的路徑和時間，為微藻創(chuàng)造了適生環(huán)境，更重要的是利用通入的氣體解決了在微藻養(yǎng)殖過程中隨時釋放氧氣的難題，所以通入光生物反應器的壓縮空氣至少有藻液混合攪拌、碳源提供、藻液控溫和隨時排出氧氣以及氣體交換的作用；光生物反應器外形梅花異型管設(shè)計，與傳統(tǒng)圓管設(shè)計相比大大增加了光能利用率；而且通過風力空氣壓縮機和內(nèi)設(shè)光源的透明排管結(jié)構(gòu)，將風能和光能融入光生物反應器系統(tǒng)，實現(xiàn)了微藻養(yǎng)殖條件可控、低碳綠色、光能利用率高的微藻高密度養(yǎng)殖。
[0024]除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明光生物反應器的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進一步說明。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明實施例一用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實施例一用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器中反應器主體立體圖；
[0027]圖3是本發(fā)明實施例一用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器的反應器橫切面圖；
[0028]圖4是本發(fā)明實施例二用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖5是本發(fā)明實施例二用于藻類養(yǎng)殖的光生物反應器的反應器橫切面圖。
[0030]圖中:1:反應器主體；2:邊管；3:短管