專利名稱：一種水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微藻培養(yǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體講，涉及單細(xì)胞藻液的ー種高效采光裝置。
背景技術(shù)：
在人類社會(huì)面臨能源資源枯竭的大背景下，一些微藻因其高產(chǎn)油量、油脂累積快以及生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，近年來備受關(guān)注，已成為生物能源研究領(lǐng)域新興的熱點(diǎn)之一。我國(guó)在該領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。薇藻原料成本占到生物柴油生產(chǎn)總成本的70%以上。因此，微藻生產(chǎn)過程中，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是促進(jìn)藻類快速生長(zhǎng)，使藻細(xì)胞在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大生產(chǎn)カ。目前，藻類生物反應(yīng)器已成為高效、快速、大量培養(yǎng)藻類的關(guān)鍵設(shè)備。在研究、開發(fā)和生產(chǎn)中均需使用不同的光生物反應(yīng)器，主要可以區(qū)分為敞開式和封閉式兩大類型。跑道池反應(yīng)器是最典型和最常用的一種敞開式反應(yīng)系統(tǒng)，構(gòu)建簡(jiǎn)單、成本低廉、操作簡(jiǎn)單，在微藻產(chǎn)業(yè)化培育中已普遍使用，但是該培養(yǎng)器占地面積很大。密閉式反應(yīng)器，主要包括管式、平板式和柱式這三種形式，具有培養(yǎng)條件易控制，可無菌操作，補(bǔ)碳效果好，藻細(xì)胞生長(zhǎng)速度快等優(yōu)勢(shì)，但是這些優(yōu)越性是以高投資和操作成本為代價(jià)的，大大限制了反應(yīng)器的放大潛力。同吋，兩類反應(yīng)器擴(kuò)大生產(chǎn)后，當(dāng)藻細(xì)胞密度較高吋，光的供給往往受到限制。因此，研制與構(gòu)建占地少、采光效率高、低成本的光生物反應(yīng)器的是未來技術(shù)的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有開放式反應(yīng)器占地大缺點(diǎn)，以及現(xiàn)有密閉反應(yīng)器的光路短等缺陷。提供了ー種適于規(guī)模培養(yǎng)、占地面積小、光能利用率高，成本低的微藻培養(yǎng)反應(yīng)器及其補(bǔ)光裝置，適用于開放式和封閉式光生物反應(yīng)器。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器，其特征在于整個(gè)反應(yīng)器包括水泵(1)、主反應(yīng)器(2)、輔反應(yīng)器(3)、附加光源(4)和循環(huán)水管(5)。這種水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器，包括水泵(1)，視輔反應(yīng)器的高度選擇合適揚(yáng)程的水泵，保證主反應(yīng)器中的藻液能泵入輔反應(yīng)器。主反應(yīng)器O)，可以設(shè)計(jì)成開放式反應(yīng)器，為了增加牢固性和采光面積，池底和池壁可以由不同材料制作，底部可以做成磚混結(jié)構(gòu)，池壁可由硬質(zhì)透光材料構(gòu)成。主反應(yīng)器池型可以為圓形或者跑道式；輔反應(yīng)器(3)，可以設(shè)計(jì)成開放式反應(yīng)器，為了增加反應(yīng)器牢固性和采光面積，池底和池壁均由硬質(zhì)透光材料構(gòu)成。輔反應(yīng)器池型可以與主反應(yīng)器池型相同，也可以不同；附加光源G)，在光照不足或者需要延長(zhǎng)光照時(shí)間時(shí)，可以在輔反應(yīng)器內(nèi)添加內(nèi)置的輔助光源，光源為普通日光燈管，為市售品，可根據(jù)實(shí)際需求配備不同長(zhǎng)度、數(shù)量、功率的
日光燈管。
循環(huán)水管(5)，藻液通過循環(huán)水管泵入輔反應(yīng)器。所述循環(huán)水管以硬聚氯乙烯管制作，承壓性高，不易彎折，價(jià)格低廉。主反應(yīng)器O)中的藻液在水泵(1)作用下，通過循環(huán)水管(5)流入輔反應(yīng)器內(nèi) (3)，當(dāng)藻液蓄滿輔反應(yīng)器C3)后，藻液隨即溢出并沿池壁形成含有藻細(xì)胞的薄層，猶如“水幕”，可以充分地接受光照，提高曝光效率。另外，主輔反應(yīng)器藻液循環(huán)還達(dá)到了藻液均勻攪拌和均勻曝光的效果。本發(fā)明集成了的封閉式與開放式兩種培養(yǎng)器的優(yōu)點(diǎn)，采用塔式結(jié)構(gòu)和循環(huán)方式， 不僅可節(jié)約較多土地，還有效増加光線吸收，提高了光能利用效率。同時(shí)，該反應(yīng)器采用了價(jià)格低廉的塑料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，還可根據(jù)光照需要添加內(nèi)置光源。因此，該反應(yīng)器占地少、成本低，操作簡(jiǎn)便，光利用效率高，可用于各種類型的光生物反應(yīng)器中。


圖1水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器側(cè)視圖；圖2水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器俯視圖； 附圖中主要部分代表符號(hào)
1.水泵；2.主反應(yīng)器；3.輔反應(yīng)器；4.附加光源；5.循環(huán)水管；6.排液ロ ；7.排液ロ。
具體實(shí)施例方式為了更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明，未詳加說明的按本領(lǐng)域現(xiàn)有技木。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍不單限于實(shí)施例表示的范圍實(shí)施例1:一種水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器，包括主反應(yīng)器0)，池型為倒“梯”形，池底為磚混結(jié)構(gòu)，池壁由有機(jī)玻璃制成，下底直徑為細(xì)，高50cm，池壁厚0. 5cm ；輔反應(yīng)器( ，池型為“鉢”型，池底和池壁均由有機(jī)玻璃制成，下底寬細(xì)，高30cm，池壁厚0. 2cm,兩個(gè)反應(yīng)器為藻細(xì)胞提供生長(zhǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)；連接水泵(1)和循環(huán)水管(5)，水泵揚(yáng)程為2m，水管由硬質(zhì) PVC管制成，內(nèi)徑lcm，打開電源，向輔反應(yīng)器內(nèi)抽蓄藻液，調(diào)節(jié)水泵(1)轉(zhuǎn)速，至液面沿池壁緩慢溢出。此時(shí)，可以向主反應(yīng)器內(nèi)添加藻液至40cm左右。待主輔反應(yīng)器內(nèi)的液面穩(wěn)定后即可以保持運(yùn)行，直至收獲。收獲吋，打開主輔反應(yīng)器的排液ロ(6)，使輔反應(yīng)器內(nèi)的藻液通過排液ロ(6)進(jìn)入主反應(yīng)器，主反應(yīng)器內(nèi)的藻液再通過排液ロ(7)進(jìn)行收集。實(shí)施例2:一種內(nèi)置光源水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器。于輔反應(yīng)器(3)內(nèi)壁安裝了一套附加光源，其余部分與上述實(shí)例相同。當(dāng)光線不足(例如陰雨天)或者需要増加光照吋，打開附加光源，井根據(jù)光強(qiáng)需要調(diào)整到合適的燈管個(gè)數(shù)，直至收獲。其余步驟與上述實(shí)例相同。光源理論上由任何形式的光源類型均可，但是考慮到節(jié)能環(huán)保，建議采用納米節(jié)能燈管，從源頭提高電光轉(zhuǎn)換和減少光衰減。
權(quán)利要求
1.一種水幕式曝光塔形微藻反應(yīng)器，其特征在于整個(gè)反應(yīng)器包括水泵(1)、主反應(yīng)器 (2)、輔反應(yīng)器(3)、附加光源(4)和循環(huán)水管(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述反應(yīng)器裝置，其特征在于至少由兩部分組裝而成，主反應(yīng)器 (2)位于輔反應(yīng)器(3)下方，呈塔式結(jié)構(gòu)，主輔反應(yīng)器類型不限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述反應(yīng)器裝置，其特征在于主、輔反應(yīng)器的材質(zhì)由透明硬質(zhì)材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述反應(yīng)器裝置，其特征在于主反應(yīng)器(2)中的藻液在水泵(1)作用下，通過循環(huán)水管(5)流入輔反應(yīng)器(3)，當(dāng)藻液蓄滿輔反應(yīng)器后，藻液溢出并流入主反應(yīng)器內(nèi)，藻液流經(jīng)輔反應(yīng)器池壁吋，形成了含有藻細(xì)胞的薄層，猶如“水幕”，可以充分地接受光照。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述反應(yīng)器裝置，其特征在于如果光源不夠，可以在輔反應(yīng)器(3) 池壁固定附加光源G)，從而達(dá)到補(bǔ)充光照的目的，附加光源(4)可以是各種形式的光源， 包括熒光燈管、節(jié)能燈或者LED燈等。
全文摘要
本發(fā)明屬于微細(xì)胞藻類生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及微藻培養(yǎng)液的曝光裝置。目的在于提供一種曝光高效、占地面積少、簡(jiǎn)單易行且能夠大規(guī)模培養(yǎng)單細(xì)胞藻類的方法，以滿足微藻能源生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、水產(chǎn)育苗等行業(yè)的要求。本方法通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)將反應(yīng)器分為主反應(yīng)器和輔反應(yīng)器量?jī)刹糠?，主反?yīng)器位于底部，輔反應(yīng)器位于頂部，主反應(yīng)器中的藻液被水泵吸入輔反應(yīng)器，待藻液蓄滿輔反應(yīng)器后，藻液溢出并流入主反應(yīng)器，此時(shí)，藻液沿池壁形成“水幕”，藻液得以充分接受光照。再通過主輔反應(yīng)器藻液循環(huán)設(shè)計(jì)保證藻液不斷形成曝光層。本發(fā)明中的反應(yīng)器藻液曝光效率高、反應(yīng)器占地面積小、適合開放式和密閉式等多種光生物反應(yīng)器。
文檔編號(hào)C12M1/00GK102533530SQ201210036340
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者萬小春, 宋成軍, 張旭東, 羅娟, 董保成, 趙立欣, 陳羚 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院