一種氣升式光生物反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種氣升式光生物反應(yīng)器，包括帶有排液口和進(jìn)氣口的底座、帶有進(jìn)液口和排氣口的上蓋、外筒、導(dǎo)流筒和氣體分布器，所述外筒和導(dǎo)流筒采用軟體薄膜材料制成，所述氣體分布器設(shè)置在外筒和導(dǎo)流筒之間的環(huán)隙處。本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器采用軟體薄膜材料，解決了導(dǎo)流筒的塌陷問(wèn)題，液體環(huán)流循環(huán)效果好，使藻類在較溫和條件下有效地循環(huán)流動(dòng)，充分接受光照，適合藻類的培養(yǎng)；造價(jià)明顯低于同類反應(yīng)器，具有很高的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】一種氣升式光生物反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光生物反應(yīng)器領(lǐng)域，具體涉及一種用于藻類及其它光合生物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的軟體氣升式光生物反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]微藻規(guī)?；囵B(yǎng)的核心是光生物反應(yīng)器，目前光生物反應(yīng)器主要有開放式培養(yǎng)和封閉式培養(yǎng)兩種方式。代表性的開放式反應(yīng)器有跑道式培養(yǎng)池、圓形培養(yǎng)池，其主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)建簡(jiǎn)單、成本低廉及操作簡(jiǎn)便；其缺點(diǎn)是光能利用率低，受外界環(huán)境因素的影響大，易被污染，水分蒸發(fā)大，占地面積大，不易生產(chǎn)大宗化學(xué)品。封閉式光生物反應(yīng)器有多種形式，如柱式、管式和板式。相比于開放式培養(yǎng)，封閉式培養(yǎng)不容易受污染，節(jié)約水資源，培養(yǎng)密度高，收獲成本低。
[0003]柱式光生物反應(yīng)器包括鼓泡塔式光生物反應(yīng)器和氣升式光生物反應(yīng)器，其特點(diǎn)是氣體通過(guò)底部的氣體分布器進(jìn)入光生物反應(yīng)器，起到混合攪拌、補(bǔ)加CO2、脫除溶解氧的作用。氣升式光生物反應(yīng)器具有占地面積小、剪切力小、液體循環(huán)有序、混合均勻等優(yōu)點(diǎn)，人們開發(fā)了各種類型的氣升式光生物反應(yīng)器，專利文獻(xiàn)ZL99217362.0、ZL99213569.9、ZL01142298.X、ZL200420009076.2、ZL200510018203.4、ZL98222415.X、ZL201010228703.1等公開了不同類型的光生物反應(yīng)器。專利文獻(xiàn)ZL99213569.9構(gòu)建了基于內(nèi)外光源結(jié)合的氣升式內(nèi)環(huán)流光生物反應(yīng)器，中國(guó)專利ZL200420009076.2在前一專利基礎(chǔ)上，針對(duì)其結(jié)構(gòu)件的使用穩(wěn)定性和安全性做了必要的修改。專利文獻(xiàn)ZL02294424.9公開了一種由兩塊平板和邊框構(gòu)成，平板中間有隔流塊的氣升式反應(yīng)器。
[0004]現(xiàn)有氣升式光生物反應(yīng)器主體多為玻璃、有機(jī)玻璃或者不銹鋼等硬質(zhì)材料制成，成本較高，因此，需要降低光生物反應(yīng)器的投資成本，開發(fā)低成本光生物反應(yīng)器。目前的低成本光生物反應(yīng)器主要是利用價(jià)格低廉的軟體透光薄膜材料。專利文獻(xiàn)ZL200720023436.8公開了一種工業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)型光生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器采用平板站立箱式設(shè)計(jì)，由普通透光塑料作為反應(yīng)器主體，大幅度降低了材料成本。專利文獻(xiàn)ZL200820220371.0公開了一種采用透明塑料薄膜作為外殼的鼓泡式光生物反應(yīng)器，該光生物反應(yīng)器已成功用于大型藻類種苗如鼠尾藻的高密度培養(yǎng)，但該反應(yīng)器內(nèi)藻液難以形成充分的混合，難以保證藻細(xì)胞受到特定周期的光照。
[0005]氣升式光生物反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)藻液的有序循環(huán)，但氣升式光生物反應(yīng)器中液體上升段氣體含量高于下降段、密度低于下降段，如采用軟體薄膜作為導(dǎo)流筒材料，當(dāng)采用中心氣升時(shí)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)流筒發(fā)生塌陷，從而影響氣升式光生物反應(yīng)器的液體循環(huán)效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有氣升式光生物反應(yīng)器的高成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、以及采用塑料薄膜材料時(shí)的導(dǎo)流筒塌陷等問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型提供的軟體氣升式光生物反應(yīng)器包括帶有排液口 6和進(jìn)氣口 7的底座1、帶有進(jìn)液口 8和排氣口 9的上蓋2、外筒3、導(dǎo)流筒4和氣體分布器5，其特征在于:所述外筒3和導(dǎo)流筒4采用軟體薄膜材料制成，所述氣體分布器5設(shè)置在外筒3和導(dǎo)流筒4之間的環(huán)隙處。外筒3和導(dǎo)流筒4之間的環(huán)隙部分為上升段、導(dǎo)流筒4內(nèi)部為下降段。
[0008]優(yōu)選的，所述的氣體分布器5為環(huán)形，設(shè)置在外筒3和導(dǎo)流筒4之間的環(huán)隙處的下端。所述的氣體分布器優(yōu)選多孔材料，材質(zhì)為不銹鋼或塑膠材質(zhì)。
[0009]優(yōu)選的，所述的軟體薄膜材料為軟體透光薄膜材料，所述的軟體透光薄膜材料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物，或至少包括上述兩種組分的復(fù)合材料。
[0010]優(yōu)選的，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的外部設(shè)置緊箍裝置，防止氣升式光生物反應(yīng)器被水壓撐破。
[0011]更優(yōu)選的，根據(jù)光生物反應(yīng)器內(nèi)的液面高度，在外筒3外側(cè)下半部分設(shè)置網(wǎng)格式緊箍罩13，在緊箍罩13上方的外筒3外面設(shè)置若干個(gè)防膨脹箍14。
[0012]優(yōu)選的，所述的網(wǎng)格式緊箍罩13的直徑與外筒直徑配合，緊箍罩高度與外筒高度之比為1:2-1:5。所述的網(wǎng)格式緊箍罩13的材質(zhì)為金屬或塑膠材質(zhì)。
[0013]優(yōu)選的，所述的防膨脹箍14的直徑與外筒直徑配合。所述的防膨脹箍14的材質(zhì)為金屬或塑膠材質(zhì)。
[0014]優(yōu)選的，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的外筒3的上端和下端分別利用Z型固定套10與上蓋2和底座I固定，并用O型圈11密封，用螺釘12緊固。
[0015]優(yōu)選的，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒4的上端端口套裝在上端支撐15上，以保持上端端口的形狀為圓形，并利用連接件16與上蓋2相連，所述上端支撐15為圓形環(huán)。所述的連接件16可以是硬質(zhì)連接，也可以是軟連接，其既可以通過(guò)粘結(jié)、焊接等方式與上蓋一體成型，也可以通過(guò)在上蓋上打孔利用螺栓螺母固定在上蓋上。
[0016]優(yōu)選的，所述上端支撐15的直徑與導(dǎo)流筒4直徑之比為0.8-1.5:1。
[0017]優(yōu)選的，所述氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒4的下端利用下端支撐17固定并保持形狀，所述的導(dǎo)流筒下端支撐17為一同心圓環(huán)，包括下端支撐外環(huán)171、下端支撐內(nèi)環(huán)172，內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間用下端支撐橫梁173固定；導(dǎo)流筒下端端口套裝在下端支撐內(nèi)環(huán)172上，以保持下端端口形狀為圓形。利用下端支撐外環(huán)171對(duì)導(dǎo)流筒4進(jìn)行橫向定位，可使外筒3和導(dǎo)流筒4保持同軸。
[0018]所述下端支撐內(nèi)環(huán)172的直徑與導(dǎo)流筒4直徑之比為0.8-1.5:1，下端支撐外環(huán)171直徑與外筒3內(nèi)徑配合。
[0019]所述的氣體分布器5安裝于導(dǎo)流筒4下端支撐內(nèi)環(huán)172和下端支撐外環(huán)171之間，固定在下端支撐橫梁173上，并通過(guò)進(jìn)氣口 7與外界氣源相連。
[0020]所述的氣升式光生物反應(yīng)器的外筒3的高徑比為(1-10):1。
[0021]所述的氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒4與外筒3的直徑比為(0.1-0.9):1，導(dǎo)流筒4的高度與外筒3的高度比為(0.4-0.8):1。
[0022]所述的氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒4上端與頂蓋2的距離與外筒3的直徑比為(0.5-2.5):1，導(dǎo)流筒4下端與底座I的距離與外筒3的直徑比為(0.2-1):1。
[0023]所述的氣升式光生物反應(yīng)器使用方法為:按照附圖1所示組裝光生物反應(yīng)器，將光生物反應(yīng)器懸掛于一外部橫梁上，底座距離地面10-20mm，關(guān)閉排液口 7的閥門，通過(guò)進(jìn)液口 10加入藻液,通過(guò)位于底座下端的進(jìn)氣口 8和氣體分布器5通入氣體,所述氣體一般為含1-10% (v/v)C02的空氣-二氧化碳混合氣，其中CO2的含量取決于待培養(yǎng)藻種的特性，以補(bǔ)充培養(yǎng)過(guò)程中所需的CO2，并利用氣體的提升力帶動(dòng)導(dǎo)流筒外環(huán)隙間藻液提升，使藻液在導(dǎo)流筒內(nèi)外不斷循環(huán)。待藻細(xì)胞密度穩(wěn)定時(shí)，打開排液口 7閥門放出藻液。
[0024]所述的氣升式光生物反應(yīng)器其直徑、高度可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)；可單獨(dú)使用，也可將多個(gè)光生物反應(yīng)器串聯(lián)或并聯(lián)。
[0025]本實(shí)用新型通過(guò)在光生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流筒，使得光生物反應(yīng)器內(nèi)液體環(huán)流循環(huán)效果好，使藻類在較溫和條件下有效地循環(huán)流動(dòng)，充分接受光照，提高光能利用率，進(jìn)而提聞操?gòu)V量。
[0026]本實(shí)用新型采用軟體塑料薄膜作為光生物反應(yīng)器主體和導(dǎo)流筒材料，使得光生物反應(yīng)器成本與硬體光生物反應(yīng)器相比大幅下降。
[0027]本實(shí)用新型將氣體分布器安裝在外筒和導(dǎo)流筒之間，利用液體上升段和下降段壓差使得導(dǎo)流筒膨脹，避免了軟體導(dǎo)流筒的塌陷問(wèn)題，改善了氣升式光生物反應(yīng)器的液體循環(huán)效果。
[0028]本實(shí)用新型導(dǎo)流筒通過(guò)簡(jiǎn)易圓環(huán)懸掛在外筒上蓋上，下端通過(guò)一個(gè)同心圓環(huán)支撐，保持形狀，并進(jìn)行橫向定位，使得外筒和導(dǎo)流筒同軸，光生物反應(yīng)器附件較少，安裝簡(jiǎn)單。
[0029]本實(shí)用新型的氣升式光生物反應(yīng)器工作時(shí)，由氣體分布器釋放氣泡，氣泡上升帶動(dòng)導(dǎo)流筒外環(huán)隙中的液體向上流動(dòng)，而導(dǎo)流筒內(nèi)的液體向下流動(dòng)，從而形成內(nèi)降外升的液體循環(huán)。由于導(dǎo)流筒外環(huán)隙中的液體的氣含率高，而導(dǎo)流筒內(nèi)的液體氣含率低，使得導(dǎo)流筒內(nèi)流體的密度高于導(dǎo)流筒外環(huán)隙中流體的密度，導(dǎo)致導(dǎo)流筒內(nèi)部的壓力高于導(dǎo)流筒外部環(huán)隙的壓力，使得由軟體薄膜材料制成的導(dǎo)流筒壁受到的是徑向向外的壓力，從而避免了導(dǎo)流筒的塌陷。
[0030]本實(shí)用新型的氣升式光生物反應(yīng)器與已有氣升式光生物反應(yīng)器相比，采用軟體薄膜材料，解決了導(dǎo)流筒的塌陷問(wèn)題，液體環(huán)流循環(huán)效果好，使藻類在較溫和條件下有效地循環(huán)流動(dòng)，充分接受光照，適合藻類的培養(yǎng)；造價(jià)明顯低于同類反應(yīng)器，具有很高的實(shí)用性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1、本實(shí)用新型的氣升式光生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2、Z型固定套及安裝示意圖；
[0033]圖3、導(dǎo)流筒上端支撐安裝示意圖；
[0034]圖4、導(dǎo)流筒下端支撐安裝示意圖；
[0035]圖5、氣體分布器安裝示意圖；
[0036]圖6、導(dǎo)流筒安裝示意圖。
[0037]附圖標(biāo)識(shí):
[0038]1、底座；2.上蓋；3、外筒；4、導(dǎo)流筒；5、氣體分布器；6、Z型固定套；7、排液口 ；8、進(jìn)氣口 ；9、排氣口 ；10、進(jìn)液口 ；11、O型圈；12、螺栓與螺母；13、網(wǎng)格式固定罩；14、防膨脹環(huán)；15、導(dǎo)流筒上端支撐；16、連接件；17、導(dǎo)流筒下端支撐；171、下端支撐外環(huán)；172、下端支撐內(nèi)環(huán)；173、下端支撐橫梁。

【具體實(shí)施方式】
[0039]實(shí)施例1
[0040]如圖1所示的氣升式光生物反應(yīng)器，包括帶有排液口 6和進(jìn)氣口 7的底座1、帶有進(jìn)液口 8和排氣口 9的上蓋2、外筒3、導(dǎo)流筒4和氣體分布器5，其特征在于:外筒3和導(dǎo)流筒4采用軟體薄膜材料制成，氣體分布器5設(shè)置在外筒3和導(dǎo)流筒4之間的環(huán)隙處，外筒3和導(dǎo)流筒4之間的環(huán)隙部分為上升段、導(dǎo)流筒4內(nèi)部為下降段。
[0041]光生物反應(yīng)器外筒3和導(dǎo)流筒4采用聚乙烯透光薄膜材料，有效容積為70升；夕卜筒3直徑為22cm、高度180cm，導(dǎo)流筒4直徑16cm、高度150cm，與上蓋2和底座I距離均為15cm,導(dǎo)流筒上端支撐15直徑和導(dǎo)流筒下端支撐內(nèi)環(huán)172直徑與導(dǎo)流筒直徑相同；氣體分布器為環(huán)形塑膠膜管氣體分布器(管徑13_，環(huán)內(nèi)徑140_)，布置在導(dǎo)流筒和外筒之間，固定在導(dǎo)流筒下端支撐17上。
[0042]參見圖2，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的外筒3的上端和下端分別利用Z型固定套10與上蓋2和底座I固定，并用O型圈11密封，用螺釘12緊固。
[0043]參見圖3，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒4的上端端口套裝在上端支撐15上，以保持上端端口的形狀為圓形，并利用連接件16與上蓋2相連，所述上端支撐15為圓形環(huán)。所述的連接件16通過(guò)在上蓋上打孔利用螺栓螺母固定在上蓋上。
[0044]參見圖4和圖6，所述氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒4的下端利用下端支撐17固定并保持形狀，所述的導(dǎo)流筒下端支撐17為一同心圓環(huán)，包括下端支撐外環(huán)171、下端支撐內(nèi)環(huán)172，內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間用下端支撐橫梁173固定。導(dǎo)流筒下端端口套裝在下端支撐內(nèi)環(huán)172上，以保持下端端口形狀為圓形，利用下端支撐外環(huán)171對(duì)導(dǎo)流筒進(jìn)行橫向定位，使外筒3和導(dǎo)流筒4保持同軸。
[0045]參見圖5，所述的氣體分布器安裝于導(dǎo)流筒4下端支撐內(nèi)環(huán)172和下端支撐外環(huán)171之間，固定在下端支撐橫梁173上，并通過(guò)進(jìn)氣口 7與外界氣源相連。
[0046]光生物反應(yīng)器具體工作方式為:按照附圖1所示組裝光生物反應(yīng)器，將其懸掛于一外部橫梁上，底座距離地面約15mm，關(guān)閉排液口 7閥門，通過(guò)進(jìn)液口加入藻液，通過(guò)氣體分布器通入空氣二氧化碳混合氣，以補(bǔ)充培養(yǎng)過(guò)程中所需的CO2，并利用氣體的提升力帶動(dòng)導(dǎo)流筒內(nèi)藻液提升，使藻液在導(dǎo)流筒內(nèi)外不斷循環(huán)。
[0047]在自然光條件下培養(yǎng)柵藻。培養(yǎng)為BG-1l培養(yǎng)基，以CO2為碳源，溫度為25°C，通入含5% (v/v)C02的空氣二氧化碳混合氣，氣量為2L/min，接種密度為0.lg/L干重。培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞終密度達(dá)到1.38g/L，體積產(chǎn)率為0.42g/L.d。
[0048]對(duì)比例I
[0049]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的光生物反應(yīng)器，所不同的是光生物反應(yīng)器內(nèi)部沒有導(dǎo)流筒，氣體分布器設(shè)置在底座中心，從光生物反應(yīng)器底部中心補(bǔ)氣。在該光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)柵藻，接種密度為0.lg/L干重。培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞終密度達(dá)到1.10g/L，體積產(chǎn)率為0.33g/L.d。
[0050]顯然，實(shí)施例1中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例I中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0051]實(shí)施例2
[0052]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器，所不同的是導(dǎo)流筒4直徑14cm。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.30g/L，體積產(chǎn)率為0.40g/L.d。
[0053]實(shí)施例2中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例I中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0054]實(shí)施例3
[0055]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器，所不同的是導(dǎo)流筒4高度為130cm，導(dǎo)流筒4上端距上蓋40cm，導(dǎo)流筒下端距底座10cm。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.25g/L，體積產(chǎn)率為 0.38g/L.do
[0056]實(shí)施例3中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例I中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0057]實(shí)施例4
[0058]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的氣升式光生物反應(yīng)器，所不同的是通入氣體的流量是4L/min。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.42g/L，體積產(chǎn)率為0.44g/Ld。
[0059]實(shí)施例4中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例I中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0060]實(shí)施例5
[0061]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器，所不同的是氣體分布器為不銹鋼材質(zhì)環(huán)形氣體分布器。接種密度為
0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.33g/L，體積產(chǎn)率為0.41g/L.d。
[0062]實(shí)施例5中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例I中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0063]實(shí)施例6
[0064]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器，所不同的是導(dǎo)流筒上端支撐15直徑和導(dǎo)流筒下端支撐17內(nèi)環(huán)直徑與導(dǎo)流筒直徑之比為0.8:1。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.27g/L，體積產(chǎn)率為0.39g/L.d。
[0065]實(shí)施例6中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例I中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0066]實(shí)施例7
[0067]在自然光條件下進(jìn)行微藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器，所不同的是培養(yǎng)的微藻為小球藻。接種密度為0.05g/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到0.92g/L，體積產(chǎn)率為0.29g/L.d。
[0068]對(duì)比例2
[0069]在自然光條件下進(jìn)行微藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例7的有效容積為70升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器，所不同的是光生物反應(yīng)器內(nèi)部沒有導(dǎo)流筒，氣體分布器設(shè)置在底座中心，從光生物反應(yīng)器底部中心補(bǔ)氣。接種密度為0.05g/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到0.74g/L，體積產(chǎn)率為0.23g/L.d。
[0070]實(shí)施例7中的光生物反應(yīng)器的小球藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例2中的光生物反應(yīng)器的小球藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。實(shí)施例8
[0071]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的有效容積為70升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器。所不同的是采用的軟體氣升式光生物反應(yīng)器有效容積約為32升；夕卜筒3直徑為20cm、高度100cm，導(dǎo)流筒4直徑15cm、高度70cm，與上蓋和底座距離均為15cm。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.40g/L，體積產(chǎn)率為0.43g/L.d。
[0072]對(duì)比例3
[0073]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例8的有效容積為32升的軟體氣升式光生物反應(yīng)器。所不同的是光生物反應(yīng)器內(nèi)部沒有導(dǎo)流筒，氣體分布器設(shè)置在底座中心，從光生物反應(yīng)器底部中心補(bǔ)氣。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.15g/L，體積產(chǎn)率為0.35g/L.d0
[0074]實(shí)施例8中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例3中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0075]實(shí)施例9
[0076]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的軟體氣升式光生物反應(yīng)器。所不同的是由20個(gè)實(shí)施例1中的軟體氣升式光生物反應(yīng)器串連，并配有流體輸送裝置，儲(chǔ)液裝置及其他附屬設(shè)施組成大型培養(yǎng)系統(tǒng)，有效容積為1700L。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.28g/L，體積產(chǎn)率為0.39g/Ld。
[0077]對(duì)比例4
[0078]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例9的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)。所不同的是所不同的是采用的光生物反應(yīng)器內(nèi)部沒有導(dǎo)流筒，氣體分布器設(shè)置在底座中心，從光生物反應(yīng)器底部中心補(bǔ)氣。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到
1.06g/L，體積產(chǎn)率為 0.32g/Ld。
[0079]實(shí)施例9中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例4中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
[0080]實(shí)施例10
[0081]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例1的軟體氣升式光生物反應(yīng)器。所不同的是由20個(gè)實(shí)施例1中的軟體氣升式光生物反應(yīng)器并聯(lián)，并配有流體輸送裝置，儲(chǔ)液裝置及其他附屬設(shè)施組成大型培養(yǎng)系統(tǒng)，有效容積為1700L。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.36g/L，體積產(chǎn)率為0.42g/Ld。
[0082]對(duì)比例5
[0083]在自然光條件下進(jìn)行柵藻的培養(yǎng)，其他條件同實(shí)施例10的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)。所不同的是采用的光生物反應(yīng)器內(nèi)部沒有導(dǎo)流筒，氣體分布器設(shè)置在底座中心，從光生物反應(yīng)器底部中心補(bǔ)氣。接種密度為0.lg/L干重，培養(yǎng)三天后，藻細(xì)胞密度達(dá)到1.12g/L，體積產(chǎn)率為0.34g/Ld。
[0084]實(shí)施例10中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率明顯高于對(duì)比例5中的光生物反應(yīng)器的微藻產(chǎn)率，即本實(shí)用新型的軟體氣升式光生物反應(yīng)器可以明顯的提高微藻產(chǎn)率。
【權(quán)利要求】
1.一種氣升式光生物反應(yīng)器，包括帶有排液口和進(jìn)氣口的底座、帶有進(jìn)液口和排氣口的上蓋、外筒、導(dǎo)流筒和氣體分布器，其特征在于:所述外筒和所述導(dǎo)流筒采用軟體薄膜材料制成，所述氣體分布器設(shè)置在外筒和導(dǎo)流筒之間的環(huán)隙處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述的氣體分布器為環(huán)形，設(shè)置在外筒和導(dǎo)流筒之間的環(huán)隙處的下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述的軟體薄膜材料為軟體透光薄膜材料，所述的軟體透光薄膜材料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物，或至少包括上述兩種組分的復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的外部設(shè)置緊箍裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述外筒外側(cè)下半部分設(shè)置網(wǎng)格式緊箍罩，所述緊箍罩上方的外筒外面設(shè)置若干個(gè)防膨脹箍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述導(dǎo)流筒的上端端口套裝在上端支撐上，并通過(guò)連接件與上蓋相連，所述上端支撐為圓形環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述上端支撐的直徑與導(dǎo)流筒直徑之比為 0.8-1.5:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述導(dǎo)流筒的下端通過(guò)下端支撐固定并保持形狀，所述下端支撐為一同心圓環(huán)，包括下端支撐外環(huán)和下端支撐內(nèi)環(huán)，所述下端支撐內(nèi)環(huán)和下端支撐外環(huán)之間用下端支撐橫梁固定；所述導(dǎo)流筒下端端口套裝在下端支撐內(nèi)環(huán)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述下端支撐內(nèi)環(huán)的直徑與導(dǎo)流筒直徑之比為0.8-1.5:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述的氣體分布器安裝于下端支撐內(nèi)環(huán)和下端支撐外環(huán)之間，固定在下端支撐橫梁上，并通過(guò)進(jìn)氣口與外界氣源相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的外筒的高徑比為(1-10):1。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒與外筒的直徑比為(0.1-0.9):1，導(dǎo)流筒的高度與外筒的高度比為(0.4-0.8):1。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述的氣升式光生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒上端與頂蓋的距離與外筒的直徑比為(0.5-2.5):1，導(dǎo)流筒下端與底座的距離與外筒的直徑比為(0.2-1):1。
【文檔編號(hào)】C12M1/04GK203923169SQ201420323932
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】叢威, 顏成虎, 張慶華, 薛升長(zhǎng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所