專(zhuān)利名稱(chēng)：一種培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，尤其涉及一種內(nèi)部具有不同長(zhǎng)度的隔板結(jié)構(gòu)設(shè)置的用于光合微生物培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
光反應(yīng)器，通常應(yīng)用于藻類(lèi)、光合細(xì)菌、蘚類(lèi)或其他植物或微生物細(xì)胞培養(yǎng)的工業(yè)化生產(chǎn)。這些植物或微生物，特別是光合微生物可以利用光能將(X)2和水轉(zhuǎn)化為各種有機(jī)物，具有光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖快、生長(zhǎng)周期短、不占用耕地、可大規(guī)模化、自動(dòng)化控制培養(yǎng)(生產(chǎn))等特點(diǎn)。當(dāng)前，光合微生物的培養(yǎng)主要有開(kāi)放式和封閉式兩種光生物反應(yīng)器，開(kāi)放式光生物反應(yīng)器由于不具備溫度控制能力、生產(chǎn)受季節(jié)影響，且生產(chǎn)過(guò)程容易受到各種異生物的污染。封閉式光生物反應(yīng)器主要的基礎(chǔ)形式有管道式、柱狀式、平板式等。這些光反應(yīng)器需要滿(mǎn)足以下要求1)使反應(yīng)器內(nèi)每個(gè)細(xì)胞接受最多的光能。2、充分的混合及增強(qiáng)氣體交換。管道式光生物反應(yīng)器比表面積大，但氧解析困難，同時(shí)不易清洗，不適合光合微生物的大規(guī)模培養(yǎng)。柱狀光生物反應(yīng)器雖然不存在氧解析困難的問(wèn)題，混合液均勻，但放大困難。 平板式光生物反應(yīng)器相對(duì)于前面兩種光反應(yīng)器而言，同時(shí)具有光照比表面積大、光照利用率高、混合均勻，氧解析快、放大相對(duì)容易等優(yōu)點(diǎn)，因此以平板式光生物反應(yīng)器作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)勢(shì)，較其他類(lèi)型封閉式光反應(yīng)器更有發(fā)展前景、更易實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。而在現(xiàn)有的平板式光生物反應(yīng)器中，通常采用的隔板結(jié)構(gòu)都是交錯(cuò)設(shè)置的等長(zhǎng)度隔板，這種設(shè)置使得料液和氣體之間的反應(yīng)不夠充分，同時(shí)，對(duì)廢棄料液的處理不夠便利， 而且裝置不易清洗的缺點(diǎn)，同時(shí)，氣體的流量和料液的流通由于處理的不便利也可能造成裝置的堵塞等不可預(yù)知的情形，因此，亟待提供一種能夠克服上述現(xiàn)有制作技術(shù)和工藝中存在的各種缺陷的光反應(yīng)器。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種用于光合微生物培養(yǎng)的光反應(yīng)器。本實(shí)用新型的反應(yīng)器光照比表面積大、光照利用率高、光合微生物和養(yǎng)料混合均勻，氧解析快、易于處理廢棄料液， 容易清洗，不造成裝置的堵塞。本實(shí)用新型的光反應(yīng)器中所述光反應(yīng)器包括光反應(yīng)器主體，可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸和支撐底座，其特征在于所述光反應(yīng)器主體是扁平狀立方體封閉式結(jié)構(gòu)，通過(guò)氣體進(jìn)出口和物料進(jìn)出口與外部系統(tǒng)連接，所述光反應(yīng)器主體由兩個(gè)受光面面板、頂部邊框和底部邊框，以及左側(cè)邊框和右側(cè)邊框組成，所述頂部邊框、底部邊框，左側(cè)邊框和右側(cè)邊框用于固定兩個(gè)受光面；所述光反應(yīng)器主體的底部邊框通過(guò)所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸與所述支撐底座連接；在光反應(yīng)器主體內(nèi)部具有并行設(shè)置的長(zhǎng)隔板和多個(gè)短隔板，所述長(zhǎng)隔板和短隔板與所述兩個(gè)受光面面板緊密連接；所述長(zhǎng)隔板一端與所述底部邊框連接，另一端與頂部邊
3框不連接，短隔板兩端與底部邊框和頂部邊框均不連接，長(zhǎng)隔板與頂部邊框的距離比短隔板與頂部邊框的距離小，即長(zhǎng)隔板高于短隔板；光反應(yīng)器主體內(nèi)上下劃分為光反應(yīng)區(qū)和氣體收集區(qū)，另外，所述光反應(yīng)區(qū)被長(zhǎng)隔板左右分割為液體上升區(qū)域和液體下降區(qū)域，短隔板位于液體上升區(qū)域且以相同的間距平行分布；在所述液體上升區(qū)域的底部設(shè)置有氣體分布器，所述氣體分布器通過(guò)進(jìn)氣口與外部進(jìn)氣管路連接；所述進(jìn)氣口位于所述光反應(yīng)器液體上升區(qū)域一側(cè)的邊框上，出氣口位于光反應(yīng)器主體的頂部邊框上；優(yōu)選的，所述進(jìn)氣口為管狀結(jié)構(gòu)；進(jìn)料口與進(jìn)氣口同側(cè)設(shè)置，出料口位于液體下降區(qū)域一側(cè)的邊框或底框上。在本實(shí)用新型的光反應(yīng)器中，用于培養(yǎng)光合微生物或其它微生物或植物的培養(yǎng)液通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入光反應(yīng)器主體，在液體上升區(qū)域從光反應(yīng)器主體底部上升，至高于長(zhǎng)隔板時(shí)流入液體下降區(qū)域，并通過(guò)出料口流出。培養(yǎng)的光合微生物或其它微生物或植物在培養(yǎng)液中進(jìn)行繁殖和光反應(yīng)，因此培養(yǎng)液停留在反應(yīng)器內(nèi)的部分即構(gòu)成所述光反應(yīng)器主體的光反應(yīng)區(qū)。外部進(jìn)氣管路提供的氣體通過(guò)氣體分布器進(jìn)入光反應(yīng)區(qū)，經(jīng)液體上升區(qū)域的培養(yǎng)液培養(yǎng)液上升和釋放，進(jìn)入所述光反應(yīng)器主體的頂部空間，即氣體收集區(qū)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述液體上升區(qū)域有8-20條短隔板。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述的光反應(yīng)器還包括角度調(diào)節(jié)裝置，該角度調(diào)節(jié)裝置與光反應(yīng)器主體和支撐底座分別連接，光反應(yīng)器主體通過(guò)所述角度調(diào)節(jié)裝置可繞所述機(jī)械軸轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中所述的光反應(yīng)器中所述氣體分布器為自進(jìn)氣口延長(zhǎng)至接近長(zhǎng)隔板端的散氣管，其上設(shè)置有散氣孔。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中所述的光反應(yīng)器中的所述的氣體分布器的形狀為扁平狀，其內(nèi)為中空設(shè)置，在所述氣體分布器的頂部和底部側(cè)面上分布有多個(gè)小孔。根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中所述的光反應(yīng)器的主體沿著可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸可以在0-180度的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本實(shí)用新型的另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中所述的光反應(yīng)器的兩個(gè)受光面的面板由透明材料制成，其余四個(gè)邊框結(jié)構(gòu)由中空型材或單層材料制成。根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中制作所述底部邊框的中空型材或單層材料上接觸料液的面上設(shè)置多個(gè)孔作為進(jìn)出料孔。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中在所述光反應(yīng)器主體的頂部邊框上設(shè)置有多個(gè)連接口，用于連接傳感器裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述光反應(yīng)器可具有多個(gè)并行串聯(lián)使用的上述光反應(yīng)器主體。根據(jù)本實(shí)用新型的上述光反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)首先，光照比表面積大，光照利用率高；其次，培養(yǎng)的光合微生物和/或培養(yǎng)液混合均勻，氧解析快；再次，裝置通氣性好以及培養(yǎng)液混合循環(huán)性好；[0029]最后，裝置清洗簡(jiǎn)單，不造成裝置的堵塞。
通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯，其中圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器的主體的俯視圖。圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器主體中的氣體分布器的俯視圖。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器中的角度調(diào)節(jié)裝置的側(cè)視圖。附圖中相應(yīng)附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件名稱(chēng)如下100.光反應(yīng)器主體101.進(jìn)氣口[0037]102.出氣103.進(jìn)料口[0038]104.出料105.機(jī)械軸[0039]106.短隔板107.長(zhǎng)隔板[0040]108.氣體分布器109.受光面面板[0041]1101.頂部邊框1102.底部邊框[0042]1103.左側(cè)邊框1104.右側(cè)邊框[0043]111.傳感器裝置連接112.光反應(yīng)區(qū)[0044]113.氣體收集區(qū)114.液體上升區(qū)域[0045]115.液體下降區(qū)域200.支撐底座附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解和闡釋本實(shí)用新型，下面將參照?qǐng)D1-4對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述光反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)由三部分組成光反應(yīng)器主體100、可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸105 和支撐底座200。其中，光反應(yīng)器主體100由進(jìn)氣口 101、出氣口 102、進(jìn)料口 103、出料口 104、短隔板106、長(zhǎng)隔板107、氣體分布器108、兩個(gè)受光面面板109、頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框1103、右側(cè)邊框1104以及傳感器裝置連接口 111組成，具體位置如圖所
7J\ ο其中，光反應(yīng)器主體100和支撐底座200通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸105連接，所述光反應(yīng)器還可以包括角度調(diào)節(jié)裝置400 (在圖4中示出了其結(jié)構(gòu))，該角度調(diào)節(jié)裝置400與光反應(yīng)器主體100和支撐底座200連接，光反應(yīng)器主體100通過(guò)所述角度調(diào)節(jié)裝置400可繞所述機(jī)械軸105轉(zhuǎn)動(dòng)。光反應(yīng)器主體100的中間是由兩個(gè)受光面面板109，而其四周利用頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框1103和右側(cè)邊框1104固定。兩個(gè)受光面面板109與頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框1103、右側(cè)邊框1104 —起形成扁平狀立方體封閉式結(jié)構(gòu)。通常受光面面板109利用透明材料制成，其余四個(gè)邊框結(jié)構(gòu)利用中空型材制成，當(dāng)然也可以采用金屬材料制作所述邊框；同時(shí)，可以采用單層材料(例如金屬材料)制作所述邊框，只要能達(dá)到固定所述受光面面板109的效果，而上述結(jié)構(gòu)使得光反應(yīng)器主體100形成一個(gè)密封不透氣透液的立方體封閉式結(jié)構(gòu)，所述光反應(yīng)器主體100通過(guò)所述的進(jìn)氣口 101、 出氣口 102、進(jìn)料口 103和出料口 104與外部系統(tǒng)連接，分別用于輸入輸出氣體或液體，例如含有養(yǎng)分的用于培養(yǎng)微生物或植物的培養(yǎng)液。即如圖1所示，所述光反應(yīng)器主體是扁平狀立方體封閉式結(jié)構(gòu)，其底部邊框1102通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸105與所述支撐底座200連接。 當(dāng)上述頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框1103和右側(cè)邊框1104利用單層材料制成時(shí)，上述各板連接固定處均采用有機(jī)玻璃粘合，或采用其他方式粘合或一體化形成，從而使光反應(yīng)器形成一個(gè)密封不透氣的立方體封閉式結(jié)構(gòu)。在光反應(yīng)器主體100的內(nèi)部具有并行設(shè)置的長(zhǎng)隔板107和多個(gè)短隔板106，光反應(yīng)器主體100內(nèi)根據(jù)培養(yǎng)液區(qū)域被上下劃分為光反應(yīng)區(qū)112和氣體收集區(qū)113，另外，所述光反應(yīng)區(qū)112被長(zhǎng)隔板107左右分割為液體上升區(qū)域114和液體下降區(qū)域115，短隔板106 在液體上升區(qū)域114中平行分布，另外，所述長(zhǎng)隔板107的側(cè)面與光反應(yīng)器主體100的內(nèi)面密封連接，各短隔板106與光反應(yīng)器主體100的內(nèi)面密封連接。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述液體上升區(qū)域有8-20條短隔板。在所述液體上升區(qū)域114的底部設(shè)置有氣體分布器108，優(yōu)選地，其可以延伸至或接近長(zhǎng)隔板107端，所述氣體分布器108通過(guò)所述進(jìn)氣口 101與外部進(jìn)氣管路連接；所述進(jìn)氣口 101為管狀結(jié)構(gòu)，位于所述光反應(yīng)器主體100的液體上升區(qū)域114 一側(cè)的邊框，即圖示的邊框1104上，出氣口 102位于光反應(yīng)器主體100的頂部邊框1101上，所述進(jìn)料口 103 與進(jìn)氣口 101同側(cè)設(shè)置，出料口 104位于所述液體下降區(qū)域115—側(cè)的邊框，即圖示的邊框 1103上。出料口 104也可位于所述液體下降區(qū)域115 —側(cè)的底框(未示出)。在本實(shí)用新型的光反應(yīng)器中，用于培養(yǎng)光合微生物或其它微生物或植物的培養(yǎng)液通過(guò)進(jìn)料口 103進(jìn)入光反應(yīng)器主體100，在液體上升區(qū)域114從光反應(yīng)器主體100底部上升，至高于長(zhǎng)隔板107時(shí)流入液體下降區(qū)域115，并通過(guò)出料口 104流出。培養(yǎng)的光合微生物或其它微生物或植物在培養(yǎng)液中進(jìn)行繁殖和光反應(yīng)，因此培養(yǎng)液停留在反應(yīng)器內(nèi)的部分即構(gòu)成所述光反應(yīng)器主體的光反應(yīng)區(qū)。外部進(jìn)氣管路提供的氣體通過(guò)氣體分布器進(jìn)入光反應(yīng)區(qū)，經(jīng)液體上升區(qū)域的培養(yǎng)液培養(yǎng)液上升和釋放，或攜帶從光合微生物或其它微生物或植物產(chǎn)生的氣體上升，從培養(yǎng)液釋放，進(jìn)入所述光反應(yīng)器主體的頂部空間，即氣體收集區(qū)。 光合微生物產(chǎn)生有用的氣體可通過(guò)出氣口排出和收集。光合微生物產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)物由培養(yǎng)液攜帶出反應(yīng)器，經(jīng)分離提純裝置收集。其中，所述光反應(yīng)器主體100沿著所述的可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸105可以在0-180度的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述光反應(yīng)器主體100與支撐底座200的連接機(jī)械軸105可以是點(diǎn)連接，即可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)太陽(yáng)光光照方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述光反應(yīng)器主體100，實(shí)現(xiàn)所述光反應(yīng)器主體 100 一直朝向太陽(yáng)光光照方向，保持受光面與太陽(yáng)光光照方向垂直，接受光能最多的技術(shù)效
果O在所述光反應(yīng)器的實(shí)際操作和運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)外部進(jìn)氣管路，如噴氣泵等，氣體利用進(jìn)氣口 101進(jìn)入氣體分布器108，而后通過(guò)氣體分布器108表面的氣孔噴出，而后與料液混合，而氣體分布器108通常的形狀為扁平狀，其內(nèi)為中空設(shè)置，其中，在所述氣體分布器108的一個(gè)側(cè)面上布有多個(gè)小孔，用于作為出氣孔；優(yōu)選地，氣體分布器108為自進(jìn)氣口延長(zhǎng)至接近長(zhǎng)隔板端的散氣管，散氣管的左右兩側(cè)設(shè)置有一排散氣孔(圖中未示出)。水可以通過(guò)水泵等供水系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)(圖中未示出)，而后反應(yīng)物通過(guò)管路系統(tǒng)(屬外部系統(tǒng)，圖中未示出)與水混合，形成料液，而后通過(guò)進(jìn)料口 103進(jìn)入光反應(yīng)器主體100;當(dāng)氣體通過(guò)管路和料液混合后，由于氣體的作用，料液被不斷攪拌并在光反應(yīng)器主體100的光反應(yīng)區(qū)112充分反應(yīng)，而后氣體到達(dá)光反應(yīng)器主體100的氣體收集區(qū)113，從出氣口 102 排出；料液通過(guò)進(jìn)料口 103進(jìn)入光反應(yīng)器主體100時(shí)可以選擇直接進(jìn)入光反應(yīng)器主體100 的液體上升區(qū)域114，料液在外力作用下(例如，可以通過(guò)泵等機(jī)械裝置提供外力)不斷上升，越過(guò)長(zhǎng)隔板107的頂端，通過(guò)長(zhǎng)隔板107與所述光反應(yīng)器主體100的上部的間隔，在重力作用下下降，進(jìn)入液體下降區(qū)域115通過(guò)圖示的左側(cè)邊框1103上設(shè)置的出料口 104流出光反應(yīng)器外。由于光合微生物以懸浮態(tài)生活在料液中，所述的短隔板106將液體上升區(qū)域 114分割成幾個(gè)更小的空間，氣體在每個(gè)空間中均勻分布，不斷上升，給料液提供充足的氣體，同時(shí)對(duì)料液起到一個(gè)攪拌的作用，達(dá)到更好的循環(huán)效果。優(yōu)選地，所述料液進(jìn)入光反應(yīng)器主體100時(shí)也可以采用其他方式進(jìn)入上述液體上升區(qū)域114，可以在制造圖示的底部邊框1102的中空型材或單層材料上接觸所述料液的面上設(shè)置多個(gè)孔作為進(jìn)出料孔，而料液通過(guò)上述孔結(jié)構(gòu)進(jìn)入液體上升區(qū)域114(所述孔未示出)。優(yōu)選地，當(dāng)利用中空型材制作左側(cè)邊框1103時(shí)，可以在中空型材中設(shè)置管路，形成管狀出料口 104。出料口 104也可位于所述液體下降區(qū)域115—側(cè)的底框(未示出)。 所述料液可以通過(guò)在型材接觸料液的一面的液體下降區(qū)域115的范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)孔，而通過(guò)所述孔流入上述管狀出料口，從而流出光反應(yīng)器主體100外。優(yōu)選的，液體上升區(qū)域114 的底部邊框1102上也設(shè)置出料口 104。在培養(yǎng)過(guò)程中，上述液體上升區(qū)域的出料口 104關(guān)閉，而只在清洗反應(yīng)器的時(shí)候使用。也就是說(shuō)，在需要清洗光反應(yīng)器主體100時(shí)(例如發(fā)現(xiàn)微生物出現(xiàn)污染或大量死亡而沉淀的時(shí)候)，就停止在進(jìn)料口 103的輸入，并打開(kāi)液體上升區(qū)域114的邊框上設(shè)置的出料口 104，放出培養(yǎng)液。這種設(shè)計(jì)大大增加了清洗光反應(yīng)器的效果和效率。更加優(yōu)選地，也可以在所述液體下降區(qū)域115設(shè)置短隔板，實(shí)現(xiàn)料液的攪拌反應(yīng)。 另外，也可以設(shè)置多個(gè)長(zhǎng)隔板107，中間間隔有短隔板106，而所述氣體分布器108的端部只需要和最靠近圖示的左側(cè)邊框一側(cè)的長(zhǎng)隔板密封連接即可。此外，在光反應(yīng)器主體100的頂部邊框1101上設(shè)置有多個(gè)連接口 111，用于連接傳感器裝置。所述傳感器裝置用于測(cè)定所述光反應(yīng)器的主體100的受光照強(qiáng)度和溫度等信息，并實(shí)時(shí)發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)給所述的角度調(diào)節(jié)裝置400 (在圖4中示出)，不斷調(diào)整光反應(yīng)器的主體100的角度，從而實(shí)現(xiàn)料液在光照作用下的最充分的反應(yīng)。由于影響光合微生物的繁殖和生長(zhǎng)的因素中，光照時(shí)影響光合微生物高密度培養(yǎng)的關(guān)鍵因素。光合微生物在不同生長(zhǎng)狀況下所需要的光照強(qiáng)度不同。基于上述原理，設(shè)置了可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸105和角度調(diào)節(jié)裝置400，角度調(diào)節(jié)裝置400可以是氣泵或其他角度調(diào)節(jié)裝置。通過(guò)調(diào)節(jié)光反應(yīng)器主體100 的角度，可以調(diào)節(jié)光反應(yīng)器主體100的受光面面板109的光照強(qiáng)度。支撐底座200如圖所示為立方體框架結(jié)構(gòu)，四個(gè)底角可以利用塑料墊腳結(jié)構(gòu)吸附地面，達(dá)到支撐光反應(yīng)器主體100，并固定所述光反應(yīng)器主體100的效果。通常支撐底座利用金屬材料制作，同時(shí)在所述支撐底座200的中間區(qū)域可以包含有附屬結(jié)構(gòu)，例如充氣機(jī)， 水泵等，當(dāng)然所述附屬結(jié)構(gòu)也可以獨(dú)立于上述支撐底座結(jié)構(gòu)而在該支撐底座外部設(shè)置。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器的主體100的俯視圖。 如圖2所示，所述光反應(yīng)器主體100的頂部邊框1101上具有出氣口 102和多個(gè)傳感器裝置連接口 111 (圖示為6個(gè)，均勻?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置)，當(dāng)光反應(yīng)器主體100的四個(gè)邊框結(jié)構(gòu)，即頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框1103和右側(cè)邊框1104利用中空型材制成時(shí)，所述出氣口 102和多個(gè)傳感器裝置連接口 111為管狀結(jié)構(gòu)；當(dāng)光反應(yīng)器主體100的四個(gè)邊框結(jié)構(gòu)，即頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框1103和右側(cè)邊框1104利用單層材料制成時(shí)，所述出氣口 102和多個(gè)傳感器裝置連接口 111為孔狀結(jié)構(gòu)。如俯視圖所示，長(zhǎng)隔板107和短隔板106是具有一定厚度的長(zhǎng)方體隔板結(jié)構(gòu)，短隔板106位于液體上升區(qū)域114且以相同的間距平均分布，長(zhǎng)隔板107的下端與光反應(yīng)器主體100的下部密封連接，上端與光反應(yīng)器主體100的頂部邊框不連接，間隔一段距離；短隔板106的下端與光反應(yīng)器主體100的底部邊框間隔一端距離，而上端與光反應(yīng)器主體100 的頂部邊框也間隔一端距離，但是上述距離小于長(zhǎng)隔板上端與光反應(yīng)器主體100的頂部邊框的距離。受光面面板109利用四個(gè)邊框結(jié)構(gòu)，即頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框 1103和右側(cè)邊框1104固定，所述受光面面板109如圖所示為透明材料制成，而四個(gè)邊框結(jié)構(gòu)，即頂部邊框1101、底部邊框1102、左側(cè)邊框1103和右側(cè)邊框1104利用為方形中空型材，當(dāng)然也可以利用金屬材料制作所述邊框，同時(shí)，可以采用單層材料(例如金屬材料)制作所述邊框，只要能達(dá)到固定所述受光面面板109的效果，而上述結(jié)構(gòu)使光反應(yīng)器主體100 形成一個(gè)密封不透氣的立方體封閉式結(jié)構(gòu)。圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器主體中的氣體分布器的俯視圖。如圖3所示，所述氣體分布器108的形狀為扁平狀，其內(nèi)為中空設(shè)置，其中，在所述氣體分布器108的頂部和底部側(cè)面上(圖示為頂部側(cè)面)布有多個(gè)小孔，圖中僅僅示出了俯視視角的所述氣體分布器的頂部側(cè)面。所述氣體分布器108的端部分別與長(zhǎng)隔板107 以及進(jìn)氣口 101連接，優(yōu)選地，氣體分布器108也可以不與長(zhǎng)隔板107連接，而是具有一定間隔。在實(shí)際的制作過(guò)程中，所述氣體分布器108通常采用金屬材料，例如鋁合金或不銹鋼制作。優(yōu)選地，所述氣體分布器108為延長(zhǎng)至接近長(zhǎng)隔板107 —端的散氣管，散氣管的左右兩側(cè)設(shè)置有一排散氣孔(圖中未示出)。所述排氣孔的形狀以及上述分布的小孔的形狀通常為圓形，當(dāng)然，可以設(shè)置為其他形狀。而排氣管也可以設(shè)置為多條，同理，氣體分布器 108也可以采用多個(gè)，根據(jù)培養(yǎng)過(guò)程中所需氣流的需求可以執(zhí)行多種配置。所述氣體分布器108通過(guò)進(jìn)氣口 101與外部進(jìn)氣管路連接，當(dāng)然優(yōu)選地，所述進(jìn)氣口 101、外部進(jìn)氣管路以及氣體分布器108或者散氣管的數(shù)量可以進(jìn)行多種選擇和配置，只要滿(mǎn)足在培養(yǎng)過(guò)程中所需的氣體的氣流大小。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的所述光反應(yīng)器中的角度調(diào)節(jié)裝置400 的側(cè)視圖。如圖4所示，所述角度調(diào)節(jié)裝置400的一端401(圖示為較細(xì)的一端)與所述光反應(yīng)器主體100連接，另一端402 (圖示為較粗的一端)與所述光反應(yīng)器中的支撐底座連接。所述角度調(diào)節(jié)裝置的兩端401和402是嵌套式結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)伸縮和推拉的機(jī)械特性， 所述光反應(yīng)器主體100可以利用角度調(diào)節(jié)裝置400的伸縮和推拉特性實(shí)現(xiàn)繞機(jī)械軸105轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，從而使得光反應(yīng)器主體100的受光面面板109的受光照強(qiáng)度得到調(diào)節(jié)。根據(jù)光反應(yīng)器主體100上通過(guò)傳感器裝置連接口 111連接的傳感器所感應(yīng)的光照強(qiáng)度信息或溫度信息，所述角度調(diào)節(jié)裝置400可以實(shí)現(xiàn)光反應(yīng)器主體100繞機(jī)械軸105的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述角度調(diào)節(jié)裝置400通常利用金屬材料制作，當(dāng)然根據(jù)實(shí)際需要，也可以采用光感材料制作，實(shí)現(xiàn)自身溫度測(cè)控，同時(shí)內(nèi)部可以嵌有液壓傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)所述角度調(diào)節(jié)裝置400的端部401和402向外方向的拉伸。還公開(kāi)了一種培養(yǎng)光合微生物的方法，其中采用前述的光反應(yīng)器，培養(yǎng)液通過(guò)進(jìn)料口進(jìn)入光反應(yīng)器主體，在液體上升區(qū)域從光反應(yīng)器主體底部上升，至高于長(zhǎng)隔板時(shí)流入液體下降區(qū)域，并通過(guò)出料口流出，外部進(jìn)氣管路提供的氣體通過(guò)進(jìn)氣口經(jīng)氣體分布器進(jìn)入光反應(yīng)區(qū)，經(jīng)液體上升區(qū)域的培養(yǎng)液上升和釋放，進(jìn)入所述光反應(yīng)器主體的氣體收集區(qū)， 然后通過(guò)出氣口排出和收集。光合微生物產(chǎn)生的氣體可由外部進(jìn)氣管路提供的氣體攜帶或替換而從培養(yǎng)液釋放。光合微生物產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)物由培養(yǎng)液攜帶出反應(yīng)器，經(jīng)分離提純裝置收集。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，顯然“包括” 一詞不排除其他部件、單元或步驟，單數(shù)不排除復(fù)數(shù)。系統(tǒng)權(quán)利要求中陳述的多個(gè)部件、單元或裝置也可以由一個(gè)部件、單元或裝置通過(guò)軟件或者硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，包括光反應(yīng)器主體，可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸和支撐底座， 其特征在于所述光反應(yīng)器主體是扁平狀立方體封閉式結(jié)構(gòu)，通過(guò)氣體進(jìn)出口和物料進(jìn)出口與外部系統(tǒng)連接，所述光反應(yīng)器主體由兩個(gè)受光面面板、頂部邊框和底部邊框，以及左側(cè)邊框和右側(cè)邊框組成，所述頂部邊框、底部邊框，左側(cè)邊框和右側(cè)邊框用于固定所述兩個(gè)受光面面板；所述光反應(yīng)器主體的底部邊框通過(guò)所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸與所述支撐底座連接；在光反應(yīng)器主體內(nèi)部具有并行設(shè)置的長(zhǎng)隔板和多個(gè)短隔板，所述長(zhǎng)隔板和短隔板與所述兩個(gè)受光面面板緊密連接；所述長(zhǎng)隔板一端與所述底部邊框連接，另一端與頂部邊框不連接，短隔板兩端與底部邊框和頂部邊框均不連接，長(zhǎng)隔板與頂部邊框的距離小于短隔板與頂部邊框的距離；光反應(yīng)器主體內(nèi)上下劃分為光反應(yīng)區(qū)和氣體收集區(qū)；另外，所述光反應(yīng)區(qū)被長(zhǎng)隔板左右分割為液體上升區(qū)域和液體下降區(qū)域，短隔板位于液體上升區(qū)域且以相同的間距平行分布；另外，在所述液體上升區(qū)域的底部設(shè)置有氣體分布器，所述氣體分布器通過(guò)進(jìn)氣口與外部進(jìn)氣管路連接；所述進(jìn)氣口位于所述光反應(yīng)器液體上升區(qū)域一側(cè)的邊框上，出氣口位于光反應(yīng)器主體的頂部邊框上；進(jìn)料口與進(jìn)氣口同側(cè)設(shè)置，出料口位于液體下降區(qū)域一側(cè)的邊框或底框上。
2.如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其中還包括角度調(diào)節(jié)裝置，該角度調(diào)節(jié)裝置與光反應(yīng)器主體和支撐底座分別連接，光反應(yīng)器主體通過(guò)所述角度調(diào)節(jié)裝置可繞所述機(jī)械軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其中所述的光反應(yīng)器主體沿著可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸可以在0-180度的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其中所述氣體分布器為自進(jìn)氣口延長(zhǎng)至接近長(zhǎng)隔板端的散氣管，其上設(shè)置有散氣孔。
5.如權(quán)利要求4所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其中所述的氣體分布器的形狀為扁平狀，其內(nèi)為中空設(shè)置，其中，在所述氣體分布器的頂部和底部側(cè)面上布有多個(gè)小孔。
6.如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其中光反應(yīng)器的兩個(gè)受光面的面板由透明材料制成。
7.如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其中光反應(yīng)器四個(gè)邊框結(jié)構(gòu)由中空型材或單層材料制成。
8.如權(quán)利要求7所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其中在液體上升區(qū)域的底部邊框或底框上也設(shè)置出料口。
9.如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，其特征在于所述光反應(yīng)器的主體可多個(gè)并行串聯(lián)使用。
專(zhuān)利摘要一種培養(yǎng)光合微生物的光反應(yīng)器，包括光反應(yīng)器主體，可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸和支撐底座，其特征在于所述光反應(yīng)器主體由兩個(gè)受光面面板和邊框組成；所述光反應(yīng)器主體的底部邊框通過(guò)所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸與所述支撐底座連接；在光反應(yīng)器主體內(nèi)部具有并行設(shè)置的長(zhǎng)隔板和多個(gè)短隔板，所述光反應(yīng)區(qū)被長(zhǎng)隔板左右分割為液體上升區(qū)域和液體下降區(qū)域，在所述液體上升區(qū)域的底部設(shè)置有氣體分布器，所述氣體分布器通過(guò)進(jìn)氣口與外部進(jìn)氣管路連接。本實(shí)用新型公開(kāi)的光反應(yīng)器具有反應(yīng)比表面積大、裝置通氣性好以及培養(yǎng)液混合循環(huán)性好的優(yōu)點(diǎn)，適用于光合能源微生物的大規(guī)模培養(yǎng)。
文檔編號(hào)C12M3/00GK202265566SQ201120334328

公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者徐志農(nóng), 范文俊, 鄭曉光 申請(qǐng)人:浙江齊成碳能科技有限公司