專利名稱:光生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光合微生物培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域：
，尤指一種使用組裝式光生物反應(yīng)器培養(yǎng)光合微生物的光合微生物培養(yǎng)方法和系統(tǒng)、光生物反應(yīng)器及容器。
背景技術(shù)：
光合微生物，尤其是微藻和藍(lán)細(xì)菌(簡(jiǎn)稱藻類)的生長(zhǎng)繁殖主要依靠簡(jiǎn)單的礦物質(zhì)。藻類通過(guò)光合作用，利用光能(如太陽(yáng)光和人工照明)將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化成色素、蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖類及次生代謝物等高價(jià)值有機(jī)化合物。藻類因具有極高的光及營(yíng)養(yǎng)利用效率表現(xiàn)出比高等植物更強(qiáng)的生長(zhǎng)潛力。
通過(guò)利用分子生物學(xué)、代謝工程、功能基因組研究等方面的最新突破，可以將藻類這一極好的基因表達(dá)載體應(yīng)用于生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)保健方面的重組蛋白和其它生物活性物質(zhì)。由于藻類具有快速?gòu)闹車h(huán)境中吸收CO2、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)化合物(如儲(chǔ)存在細(xì)胞中的蛋白)的能力，它還可以用于去除或回收廢水及和火電站富含CO2的煙氣中的營(yíng)養(yǎng)廢棄物。藻類作為生物凈化過(guò)程的副產(chǎn)物還可作為生產(chǎn)生物燃料(如生物柴油，酒精和甲烷)、動(dòng)物飼料添加劑和有機(jī)肥料的原料。雖然藻類在氣、液態(tài)可再生生物能源、高附加值產(chǎn)品和環(huán)境生物凈化方面的應(yīng)用是科學(xué)的、符合環(huán)境要求的，但藻類應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)可行性是由供藻類生長(zhǎng)、繁殖的工業(yè)規(guī)模的光反應(yīng)器的培養(yǎng)效率和成本效益決定的。
當(dāng)前工業(yè)規(guī)模的光反應(yīng)器一般為開(kāi)放式跑道池，多建成1000 5000m2環(huán)形的淺池(水深15 30cm)，用漿輪使培養(yǎng)液循環(huán)流動(dòng)。這種生產(chǎn)模式的優(yōu)點(diǎn)在于其結(jié)構(gòu)和維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，但它在藻類戶外生長(zhǎng)生產(chǎn)力因素的控制方面有許多不足。因?yàn)槿狈囟瓤刂?、光程長(zhǎng)及混合不均勻，使得開(kāi)放式跑道池的總體生產(chǎn)率低，由于培養(yǎng)藻類的開(kāi)放式跑道池直接與空氣接觸而易于染菌，常導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。
開(kāi)放式跑道池的缺陷推動(dòng)了封閉式培養(yǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，用透明的管或容器制成并用泵或氣泡實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)液混合的管式光生物反應(yīng)器出現(xiàn)了。但管式反應(yīng)器的氣體交換罐是一個(gè)很大的“暗區(qū)或暗體積”(通常占總培養(yǎng)體積的10 15% )；且管式反應(yīng)器中易于積累光合作用過(guò)程中生成的氧，從而抑制光合作用及生物量生產(chǎn)潛力；此外，管式光生物反應(yīng)器一般用泵來(lái)實(shí)現(xiàn)微藻藻液的混合及循環(huán)，泵的使用會(huì)造成微藻細(xì)胞的嚴(yán)重?fù)p傷。同時(shí)，管式反應(yīng)器的應(yīng)用也受到其高成本及維護(hù)費(fèi)用的限制，僅用于生產(chǎn)小批量、高附加值特種產(chǎn)品。
因此，板式反應(yīng)器越來(lái)越多的受到關(guān)注，板式反應(yīng)器克服了管式反應(yīng)器的暗區(qū)、通氣等問(wèn)題，并能減小對(duì)微藻細(xì)胞的破壞。
申請(qǐng)?zhí)枮镃N200920160301. 5，名稱為《一種光生物反應(yīng)器》的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N光生物反應(yīng)器，包括曝氣系統(tǒng)，用于控制所述箱體中培養(yǎng)液的溫度的控溫系統(tǒng)，反應(yīng)器控制系統(tǒng)和至少一個(gè)反應(yīng)器單元；其反應(yīng)器單元包括箱體及其支撐框架，箱體為適于容納液體的盒體，其頂部是開(kāi)放式開(kāi)口，內(nèi)腔整體貫通；該箱體縱向相對(duì)的兩長(zhǎng)側(cè)面是整體結(jié)構(gòu)，至少一個(gè)長(zhǎng)側(cè)面是透明的；在橫向相對(duì)的短側(cè)面上設(shè)有進(jìn)料口、取樣口、排液口 ；該箱體的兩長(zhǎng)側(cè)面外側(cè)以支撐框架支撐，支撐框架沿箱體縱向均勻布設(shè)，支撐框架的高不小于箱體的
5高；支撐框架呈梯形，垂直地面，以箱體的橫向中垂面兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置，每側(cè)呈直角三角形，直角三角形的垂直邊為支撐框架立柱，兩支撐框架立柱間固夾箱體，定位，兩直角三角形底邊為一根支撐桿件相連接，底邊位于支撐面上。該反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于整體收獲，運(yùn)行費(fèi)用低，是一種可連續(xù)培養(yǎng)微藻的反應(yīng)器。
但上述板式反應(yīng)器也存在著以下不足之處
板式生物光反應(yīng)器大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，易采用較大的容積，但容積增大會(huì)增加反應(yīng)器的制作難度和成本；板式反應(yīng)器大都采用粘合方式連接，因此，反應(yīng)器制作效率低，特別是隨著反應(yīng)器的容積增大，反應(yīng)器成本非線性倍增。且由于粘連后的板式反應(yīng)器，不便運(yùn)輸， 只能在使用地點(diǎn)組裝粘合，一旦粘合好后，不易移動(dòng)，否則容易造成反應(yīng)器粘合部分開(kāi)裂。
現(xiàn)有常用的板式反應(yīng)器為玻璃材質(zhì)，較大的反應(yīng)器不僅為運(yùn)輸帶來(lái)了困難，而且隨著反應(yīng)器的增大，高度增加，水壓逐漸增大，使側(cè)壁所承受的壓力也越來(lái)越大，對(duì)側(cè)壁材料的承壓能力也提出了較高的要求，要求反應(yīng)器材料具有足夠的剛性，這很大程度上限制了反應(yīng)器的高度。
板式光生物反應(yīng)器一般都存在棱角，棱角處存在處于靜止?fàn)顟B(tài)的死角，導(dǎo)致清洗、 消毒不完全，反應(yīng)器局部培養(yǎng)液攪動(dòng)不充分，營(yíng)養(yǎng)分布不均勻，細(xì)胞在死角區(qū)貼壁、沉降嚴(yán)重甚至死亡，從而降低了培養(yǎng)效率，且隨著高度的增加清洗會(huì)越來(lái)越困難。由于光合微生物，尤其是微藻培養(yǎng)過(guò)程中，減小反應(yīng)器內(nèi)徑即降低培養(yǎng)過(guò)程的光程可以增加培養(yǎng)物的產(chǎn)量，但是隨著板式生物光反應(yīng)器內(nèi)徑的減少，特別是當(dāng)高度在0.5米以上時(shí)，清洗越來(lái)越困難。
板式生物光反應(yīng)器通氣攪拌能耗較大。
可見(jiàn)板式反應(yīng)器還存在有清洗死角、側(cè)壁壓力、反應(yīng)器高度受限、組裝移動(dòng)不方便等若干問(wèn)題，從而導(dǎo)致光合微生物培養(yǎng)的成本高、效率低，這些都限制了板式反應(yīng)器的大規(guī)模應(yīng)用。
另外，專利文件(公開(kāi)號(hào)WO 2008/151376A1)公開(kāi)了一種薄膜袋反應(yīng)器，但是，該薄膜袋反應(yīng)器存在如下缺點(diǎn)
a、反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)單元尺寸確定后無(wú)法調(diào)整；
b、制作工藝較為復(fù)雜，每個(gè)薄膜袋單元側(cè)面呈波浪狀，需要燙接或其他輔助工藝；
C、由于反應(yīng)器寬度較小，同時(shí)波浪狀側(cè)壁導(dǎo)致內(nèi)部貫通性較差，有死角，清洗很不方便；
d、由于該反應(yīng)器側(cè)面是主要受光面，反應(yīng)器擺放形式(方向)受到限制；
e、反應(yīng)器較深，側(cè)板上的應(yīng)力分布不均，材料上部力學(xué)性能利用率低。同時(shí)，水壓對(duì)薄膜壁的材料性能要求較高。材料成本隨之升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種光生物反應(yīng)器，包括沿豎直方向上下層疊地設(shè)置的多個(gè)容器，并且任意兩個(gè)上下相鄰的容器相互連通，從而使得光生物培養(yǎng)液能夠從最上層的容器一層一層地流到最下層的容器。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種光合微生物培養(yǎng)方法、系統(tǒng)及光生物反應(yīng)器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在板式光生物反應(yīng)器存在清洗的死角、且反應(yīng)器高度受到材料限制、組裝移動(dòng)不方便等問(wèn)題。
一種光生物反應(yīng)器，其特征在于，包括沿豎直方向上下層疊地設(shè)置的多個(gè)容器，并且任意兩個(gè)上下相鄰的容器相互連通，從而使得光生物培養(yǎng)液能夠從最上層的容器一層一層地流到最下層的容器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述容器由薄板制成，并且每個(gè)所述容器的一端為開(kāi)口端，另一端為封閉端，在上下相鄰的兩層容器中，光生物培養(yǎng)液從上層容器的封閉端流向開(kāi)口端，并從開(kāi)口端流入下層容器的封閉端。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述容器的封閉端具有封閉擋板和位于封閉擋板內(nèi)側(cè)、容器的側(cè)壁上方的兩個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的側(cè)擋板。
本發(fā)明的上述容器，所述容器的內(nèi)底面與水平面成預(yù)定傾斜角度，使容器內(nèi)底面在封閉端的高度高于在開(kāi)口端高度；其中所述傾斜角度大于等于0°小于90° ；
優(yōu)選的，所述容器的傾斜角度為0° 10°。
本發(fā)明的上述容器，所述側(cè)擋板高度等于或小于與所述容器的高度；所述封閉擋板的高度等于或小于所述容器高度的兩倍；
優(yōu)選的，所述封閉擋板的高度等于側(cè)擋板的高度與容器的高度之和，且側(cè)擋板高度與容器高度相同。
本發(fā)明的上述容器，所述容器的導(dǎo)流槽截面為長(zhǎng)方形、正方形、梯形、半圓形、半橢圓形或上述形狀的組合。
一種光生物反應(yīng)器，包括若干上述的容器；
所述若干容器層疊交錯(cuò)組合，上一層的容器的開(kāi)口端對(duì)應(yīng)下一層的容器的封閉端放置；其中，上一層容器開(kāi)口端的外側(cè)面與下一層容器的側(cè)擋板的側(cè)面接合；形成具有流體連通性的光生物反應(yīng)器。
本發(fā)明的上述光生物反應(yīng)器，還包括至少一個(gè)立柱；
所述立柱，設(shè)置于組裝后的所述若干容器容器的側(cè)壁外側(cè)和/或封閉擋板外側(cè)， 用于維持組裝后的光生物反應(yīng)器的穩(wěn)定。
本發(fā)明的上述光生物反應(yīng)器，還包括與每個(gè)所述立柱連接的至少一個(gè)支撐板； 不同立柱上的處于相同高度處的支撐板組成一個(gè)支撐板組，通過(guò)所述支撐板組將所述若干容器分為若干容器組；
每個(gè)所述支撐板組，用于支撐位于自身上方的一組組裝后的容器組。
一種光合微生物培養(yǎng)方法，采用上述的光生物反應(yīng)器，包括
通過(guò)液體提升裝置將光生物培養(yǎng)液從光生物培養(yǎng)液池中提升至最頂端的容器的封閉端；
光生物培養(yǎng)液從該容器的封閉端沿容器上的容器向開(kāi)口端流動(dòng)，從所述開(kāi)口端流入下一層的容器封閉端；依次向再下一層的容器流動(dòng)，從最下層的容器的開(kāi)口端流入光生物培養(yǎng)液池中，實(shí)現(xiàn)光生物培養(yǎng)液的攪動(dòng)。
本發(fā)明的上述方法，還包括
通過(guò)選用具有不同傾斜角度的容器，調(diào)節(jié)光生物培養(yǎng)液的流動(dòng)速度。
本發(fā)明的上述方法，還包括[0042]在所述光生物培養(yǎng)液池中補(bǔ)充光合微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及清除有害物質(zhì)。
本發(fā)明的上述方法，通過(guò)在培養(yǎng)池中設(shè)置的通氣裝置為光生物培養(yǎng)液提供光合作用所需的二氧化碳?xì)怏w；和/或通過(guò)在培養(yǎng)池中設(shè)置的過(guò)濾裝置清除光生物培養(yǎng)液中的有害物質(zhì)。
一種光合微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，包括光生物培養(yǎng)液池、液體提升裝置和至少一個(gè)上述的光生物反應(yīng)器；
所述光生物培養(yǎng)液池，用于存放收集的光生物培養(yǎng)液；
所述液體提升裝置，用于將光生物培養(yǎng)液從光生物培養(yǎng)液池中提升至所述光生物反應(yīng)器最頂端的容器的封閉端；
所述光生物反應(yīng)器，用于為所述液體提升裝置提升上來(lái)的光生物培養(yǎng)液提供流動(dòng)通道，允許光生物培養(yǎng)液從最上層的容器的封閉端沿容器上的容器向開(kāi)口端流動(dòng)，從所述開(kāi)口端流入下一層的容器封閉端；依次向再下一層的容器流動(dòng)，從最下層的容器的開(kāi)口端流入光生物培養(yǎng)液池中。
本發(fā)明的上述系統(tǒng)，所述光生物培養(yǎng)液池中還包括
補(bǔ)充光合微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的裝置；和/或
清除有害物質(zhì)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)容器包括柔性薄膜；和支撐組件，所述支撐組件支撐所述柔性薄膜，并將所述柔性薄膜約束成容器狀，用于在其中盛放光生物培養(yǎng)液。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在任意兩個(gè)上下相鄰的柔性薄膜中，上面一個(gè)柔性薄膜傾斜成一個(gè)縱向端比另一個(gè)縱向端高，下面一個(gè)柔性薄膜傾斜成一個(gè)縱向端比另一個(gè)縱向端低，從而使得液體能夠從多個(gè)柔性薄膜一層一層地往下流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述支撐組件包括至少兩根弧形管，所述至少兩根弧形管支撐所述柔性薄膜，并將所述柔性薄膜約束成弧形槽容器狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述支撐組件還包括支撐網(wǎng)，所述支撐網(wǎng)放置在所述弧形管上，用于限制所述柔性薄膜發(fā)生塑性變形。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述支撐組件還包括第一支撐板和第二支撐板，所述第一、第二支撐板分別位于所述整體支架的兩個(gè)縱向端處，所述弧形管的兩端固定在所述第一、第二支撐板上，并且所述第一、第二支撐板中的至少一個(gè)的高度能夠調(diào)節(jié)，從而能夠調(diào)節(jié)所述柔性薄膜的一個(gè)縱向端相對(duì)于另一個(gè)縱向端的傾斜度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述光生物反應(yīng)器還包括升降裝置，用于調(diào)節(jié)所述第一支撐板和/或第二支撐板的高度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述光生物反應(yīng)器還包括泵，所述泵將光生物培養(yǎng)液池中的光生物培養(yǎng)液泵送到所述光生物反應(yīng)器的最上面一個(gè)柔性薄膜中，光生物培養(yǎng)液沿著傾斜的多個(gè)柔性薄膜一層一層地往下流動(dòng)到最下面的一個(gè)柔性薄膜中，并從最下面的一個(gè)柔性薄膜流回到所述光生物培養(yǎng)液池中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)培養(yǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)所述容器的弧形管的弧度能夠調(diào)節(jié)，從而改變其上的柔性薄膜的形狀。[0059]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)所述容器的弧形管(31a、31b)的弧度能夠在0至180度的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，任意兩個(gè)所述容器的弧形管之間的高度方向上的間距能夠調(diào)節(jié)，從而能夠改變相鄰兩個(gè)柔性薄膜之間的遮光程度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，任意兩個(gè)相鄰的支撐組件在橫向上能夠錯(cuò)開(kāi)， 從而能夠改變相鄰兩個(gè)柔性薄膜之間的遮光程度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述光生物反應(yīng)器還包括進(jìn)氣管，用于向所述柔性薄膜的光生物培養(yǎng)液中噴射氣體，所述氣體包含光生物生長(zhǎng)所需的反應(yīng)氣體。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述柔性薄膜選用下列材料的薄膜聚乙烯PE 薄膜、聚氯乙烯PVC薄膜或聚氨酯PU薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種光生物反應(yīng)系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)如上所述的光生物反應(yīng)器。
本發(fā)明有益效果如下
本發(fā)明實(shí)施例提供的光合微生物培養(yǎng)方法、系統(tǒng)及光生物反應(yīng)器，該光生物反應(yīng)器由若干容器組成，所述容器包括容器，容器的一端為開(kāi)口端，另一端為封閉端，封閉端具有封閉擋板和位于封閉擋板內(nèi)側(cè)、容器的側(cè)壁上方的兩個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的側(cè)擋板；所述若干容器層疊交錯(cuò)組合，上一層的容器的開(kāi)口端對(duì)應(yīng)下一層的容器的封閉端放置；其中，上一層容器開(kāi)口端的外側(cè)面與下一層容器的側(cè)擋板的側(cè)面接合；形成具有流體連通性的光生物反應(yīng)器；所述容器，用于使光生物培養(yǎng)液從其封閉端流向開(kāi)口端，并從開(kāi)口端流入下一層容器的封閉端，實(shí)現(xiàn)光生物培養(yǎng)液的攪動(dòng)。這種組裝式反應(yīng)器同時(shí)體現(xiàn)了現(xiàn)有管式和板式的優(yōu)點(diǎn)， 便于組裝、拆分、移動(dòng)；且通過(guò)液體流動(dòng)避免了清洗死角和側(cè)壁承壓過(guò)大，降低了制作成本； 利用液體自重實(shí)現(xiàn)液體自流攪拌，節(jié)約了培養(yǎng)液攪拌能耗。
同時(shí)，在本發(fā)明中，當(dāng)用柔性薄膜形成容器時(shí)，每層柔性薄膜被支撐組件約束成一個(gè)單獨(dú)的培養(yǎng)容器，因此，與現(xiàn)有技術(shù)中的袋式容器相比，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，僅僅是一張柔性薄膜，這樣，清洗起來(lái)也甚為方便。而且，在本發(fā)明中，支撐組件的形狀和位置可以調(diào)節(jié)，從而能夠方便地改變?nèi)嵝员∧に纬傻呐囵B(yǎng)容器的形狀和受光程度，同時(shí)，還便于光生物培養(yǎng)液的收獲。

圖11顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光生物反應(yīng)器整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)容器的分解示意圖；
圖13顯示弧形管固定在支撐板上的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14顯示調(diào)節(jié)弧形管的弧度和上下相鄰的弧形管之間的間距的示意圖；和
圖15顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的循環(huán)型光生物反應(yīng)器。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。在說(shuō)明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)指示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說(shuō)明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中板式反應(yīng)器存在的清洗死角導(dǎo)致清洗困難，高度增加時(shí)導(dǎo)致側(cè)壁壓力大，移動(dòng)不方便，攪動(dòng)能耗大等問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種組裝式的光生物反應(yīng)器，方便組裝和運(yùn)輸、通過(guò)光生物培養(yǎng)液的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)攪拌，而且可以消除清洗死角，避免側(cè)壁壓力過(guò)大。
實(shí)施例一
本發(fā)明實(shí)施例一提供的光生物反應(yīng)器如圖1所示，包括若干容器110。
其中，容器110的結(jié)構(gòu)如圖2所示，容器110的形狀像一個(gè)一端封閉的水槽，一端為開(kāi)口端，另一端為封閉端，封閉端具有封閉擋板112和位于封閉擋板112內(nèi)側(cè)、容器110 的側(cè)壁上方的兩個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的側(cè)擋板113。
上述若干容器110層疊交錯(cuò)組合，上一層的容器110的開(kāi)口端對(duì)應(yīng)下一層的容器 110的封閉端放置；具體為上一層容器110開(kāi)口端的外側(cè)面與下一層容器110的側(cè)擋板113 的側(cè)面接合，形成具有流體連通性的光生物反應(yīng)器。
也就是說(shuō)，在組裝光生物反應(yīng)器時(shí)，先取一個(gè)容器110放在最下層，然后將再取一個(gè)容器110放置在最下層的容器110上，作為第二層；第二層的容器110的開(kāi)口端對(duì)應(yīng)第一層的容器110的封閉端放置從而將容器110依次向上交錯(cuò)組合放置，使光生物反應(yīng)器可以達(dá)到任意高度。
上述容器110，用于使光生物培養(yǎng)液從其封閉端流向開(kāi)口端，并從開(kāi)口端流入下一層容器110的封閉端，實(shí)現(xiàn)光生物培養(yǎng)液的攪動(dòng)。
圖2所示的容器110的內(nèi)底面是水平的，較佳的，容器110的的內(nèi)底面還可以設(shè)計(jì)成具有一定傾斜角度的。如圖3所示即為具有一定傾斜角度的容器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中的內(nèi)底面與水平面具有1度的傾斜角度，如圖中所示內(nèi)底面與豎直面成91度角。
一般將的內(nèi)底面與水平面成預(yù)定傾斜角度，是為了使內(nèi)底面在封閉端的高度高于在開(kāi)口端高度，從而有利于培養(yǎng)液的流動(dòng)。其中傾斜角度一般大于等于0°小于90° ；較佳的，傾斜角度選擇0° 10°。
較佳的，上述容器110的側(cè)擋板113高度等于或小于與的高度。封閉擋板112的高度等于或小于高度的兩倍。也就是說(shuō)容器110的封閉擋板112的高度等于或小于側(cè)擋板 113的高度與的高度之和。
優(yōu)選的，容器110的封閉擋板112的高度等于側(cè)擋板113的高度與的高度之和，且側(cè)擋板113高度與高度相同，從而保證上下相鄰的容器組裝的較好的吻合。[0095]上述容器110的的導(dǎo)流槽截面可以為長(zhǎng)方形、正方形、梯形、半圓形、半橢圓形、弧形、U型或上述形狀的組合。
如圖4所示即為的導(dǎo)流槽截面弧形截面的容器110的俯視圖，圖5為圖4的右視圖?；⌒谓孛娴目梢愿玫谋苊馇逑此澜牵欣谂囵B(yǎng)液流動(dòng)。
上述光生物反應(yīng)器中包含的容器110的數(shù)量以要組裝的反應(yīng)器的總體高度來(lái)確定，一般以方便使用為原則，基本上以不超過(guò)2米為宜。
實(shí)施例二
本發(fā)明實(shí)施例二提供的光生物反應(yīng)器如圖6所示，與實(shí)施例一中的光生物反應(yīng)器不同的是該光生物反應(yīng)器除了包括若干容器110之外，還包括至少一個(gè)立柱120。
立柱120，設(shè)置于組裝后的若干容器110的側(cè)壁外側(cè)和/或封閉擋板外側(cè)，用于維持組裝后的光生物反應(yīng)器的穩(wěn)定。立柱120可以不與反應(yīng)器連接固定，只起到支撐、穩(wěn)定和導(dǎo)向的作用即可，擴(kuò)大了立柱120材料的選擇范圍，降低了成本。
在容器110的層數(shù)增加之后，反應(yīng)器的穩(wěn)定性相對(duì)層數(shù)較少時(shí)有所減弱，為了保證光生物反應(yīng)器整體的穩(wěn)定性，可以在光生物反應(yīng)器的外圍設(shè)置立柱120，來(lái)保證反應(yīng)器不會(huì)傾倒。
例如圖6所示的光生物反應(yīng)器設(shè)置了五根立柱120，實(shí)際使用中可以根據(jù)需求選擇立柱的數(shù)量。
實(shí)施例三
本發(fā)明實(shí)施例三提供的光生物反應(yīng)器如圖7所示，與實(shí)施例二中的光生物反應(yīng)器不同的是該光生物反應(yīng)器除了包括若干容器110和若干立柱120，還包括與每個(gè)立柱120 連接的至少一個(gè)支撐板130。
該生物反應(yīng)器的截面圖如圖8所示。其中，不同立柱120上的處于相同高度處的支撐板130組成一個(gè)支撐板組，通過(guò)支撐板組將若干容器110分為若干容器組；每個(gè)支撐板組，用于支撐位于自身上方的一組組裝后的容器組。
在容器的層數(shù)增加之后，位于反應(yīng)器的底層的容器110所承受的重量也將增大， 為了減輕底層反應(yīng)器的負(fù)荷，可以在光生物反應(yīng)器的外圍立柱120上連接其支撐作用的支撐板130，將容器110分為幾組，分別放置在不同層面的支撐板130上，以降低底層容器110 的承重。
例如圖7所示的光生物反應(yīng)器的五根立柱120上各設(shè)置兩個(gè)支撐板130，上邊的兩組容器放置在支撐板130上，最下層的一組容器不用支撐。
根據(jù)上述實(shí)施例一、二、三所提供的光生物反應(yīng)器，可以構(gòu)建一種光生物培養(yǎng)系統(tǒng)，如圖9所示，包括光生物培養(yǎng)液池7、液體提升裝置8 (例如泵)和至少兩個(gè)上述的光生物反應(yīng)器。
光生物反應(yīng)器，用于為液體提升裝置8提升上來(lái)的光生物培養(yǎng)液提供流動(dòng)通道， 允許光生物培養(yǎng)液從最上層的容器的封閉端沿容器上的容器向開(kāi)口端流動(dòng)，從開(kāi)口端流入下一層的容器封閉端；依次向再下一層的容器流動(dòng)，從最下層的容器的開(kāi)口端流入光生物培養(yǎng)液池中。
光生物培養(yǎng)液池7，用于存放收集的光生物培養(yǎng)液。
根據(jù)需要一組反應(yīng)器或幾組反應(yīng)器使用一個(gè)光生物培養(yǎng)液池。[0112]液體提升裝置8，用于將光生物培養(yǎng)液從光生物培養(yǎng)液池7中提升至光生物反應(yīng)器最頂端的容器的封閉端。
光生物培養(yǎng)液池7中還設(shè)置有用于補(bǔ)充光合微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的裝置，以及清除有害物質(zhì)的裝置。例如光生物培養(yǎng)液池7中還設(shè)置有通氣裝置，用于為光生物培養(yǎng)液提供光合作用所需的二氧化碳?xì)怏w。
當(dāng)光合微生物培養(yǎng)成熟后不需要再循環(huán)時(shí)，對(duì)光生物培養(yǎng)液池7中的培養(yǎng)液進(jìn)行下游處理，下游處理包括在下游處理車間進(jìn)行培養(yǎng)液濃縮、過(guò)濾、收集、干燥、提取等工藝流程。
上述光生物培養(yǎng)系統(tǒng)，在需要對(duì)光生物反應(yīng)器進(jìn)行清洗時(shí)，可以很方便的將各個(gè)容器拆解下來(lái)，在拆解后進(jìn)行清洗，從而不會(huì)產(chǎn)生清洗的死角，清洗比較容易。較佳的，可以僅將光生物反應(yīng)器上需要清洗的部分拆解下來(lái)，清洗后在安裝回去，而不必針對(duì)整個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行清洗。
使用上述實(shí)施例一、二、三所提供的光生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)光合微生物培養(yǎng)的方法流程如圖10所示，執(zhí)行步驟如下
步驟SlOl 通過(guò)液體提升裝置將光生物培養(yǎng)液從光生物培養(yǎng)液池中提升至最頂端的容器的封閉端。
光合微生物的培養(yǎng)液可由如泵、風(fēng)力裝置等各種液體提升裝置提升到最上層容器的封閉端。培養(yǎng)液在光生物反應(yīng)器中的流動(dòng)速度也可以通過(guò)調(diào)節(jié)流量控制，具體可以通過(guò)液體提升裝置控制提升量來(lái)控制。
較佳的，在光生物培養(yǎng)液池中補(bǔ)充光合微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及清除有害物質(zhì)。例如通過(guò)在培養(yǎng)池中設(shè)置的通氣裝置為光生物培養(yǎng)液提供光合作用所需的二氧化碳?xì)怏w，其中，通氣裝置可以是曝氣裝置或其他通氣設(shè)備。即在光生物培養(yǎng)液池中引入 CO2氣體為光生物培養(yǎng)液提供碳源。其中，(X)2氣體可來(lái)自電廠、水泥廠、鋼廠、化工廠等排放的廢氣或者鋼瓶氣。又例如可以設(shè)置過(guò)濾裝置，實(shí)現(xiàn)清除光生物培養(yǎng)液中的有害物質(zhì)。
光生物培養(yǎng)液的PH值等參數(shù)調(diào)控也在光生物培養(yǎng)液池中完成。
步驟S102 光生物培養(yǎng)液從該容器的封閉端沿容器向開(kāi)口端流動(dòng)。
通過(guò)選用具有不同傾斜角度的容器，調(diào)節(jié)光生物培養(yǎng)液的流動(dòng)速度。
當(dāng)培養(yǎng)物對(duì)攪拌程度較高時(shí)，除了靠采用調(diào)節(jié)泵流量的方式，也可通過(guò)改變?nèi)萜鞯姆绞?。即改變?nèi)萜鲀?nèi)底面相對(duì)于水平面的傾斜角度，傾斜角度可以選擇為0-90度的任意角度，其中以0° 10°效果最佳。一般當(dāng)培養(yǎng)的光合微生物的培養(yǎng)過(guò)程需要的攪拌程度高，選擇的傾斜角度也比較大，使得培養(yǎng)液流速增加，從而達(dá)到增大攪拌的目的。
步驟S103 從該容器的開(kāi)口端流入下一層的容器封閉端。
步驟S104 是否是最底層的容器。
如果是，執(zhí)行步驟S105，否則返回繼續(xù)執(zhí)行步驟S102，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)液依次向下
一層的容器流動(dòng)。
步驟S105 從最底層的容器的開(kāi)口端流入光生物培養(yǎng)液池中。
也就是說(shuō)，容器形狀類似于一個(gè)一端封閉的水槽，光生物培養(yǎng)液從頂層的容器封閉端流入；流經(jīng)到容器的開(kāi)口端，利用重力，流入下一層容器封閉端；重復(fù)此過(guò)程。當(dāng)培養(yǎng)液流至最底層的容器的開(kāi)口端之后，流入光生物培養(yǎng)液池。通過(guò)重力作用實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)光生物培養(yǎng)液的攪動(dòng)，節(jié)約了能耗。
上述光合微生物培養(yǎng)方法還包括當(dāng)光合微生物培養(yǎng)完成不需要再循環(huán)時(shí)進(jìn)行下游處理。
本發(fā)明實(shí)施例提供的上述光合微生物培養(yǎng)方法、系統(tǒng)及光生物反應(yīng)器，將反應(yīng)器分解為若干容器，使反應(yīng)器可自由拆分，方便清洗；使用多個(gè)容器組裝的方式，分解了水壓， 隨著高度的增加反應(yīng)器水壓基本不變，降低了對(duì)材料物理性質(zhì)等方面的影響，因此可以使用多種相對(duì)廉價(jià)的透明材料制作反應(yīng)器，如塑料透明板材等，降低了反應(yīng)器制作成本。由于容器拆裝方便，便于移動(dòng)和運(yùn)輸，同時(shí)節(jié)約組裝和運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間。且能夠利用重力，使得培養(yǎng)液自流，采用開(kāi)放式的方式，使得培養(yǎng)液流動(dòng)阻力降到最小，并能通過(guò)調(diào)節(jié)容器內(nèi)底面的傾斜角度調(diào)整攪拌力度，使用方便、實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單且無(wú)需攪拌動(dòng)力，節(jié)約攪拌能耗。
該反應(yīng)器能夠借鑒板式反應(yīng)器的培養(yǎng)原理，最大限度的利用光，也將板式反應(yīng)器分解為小型反應(yīng)器，極大的降低反應(yīng)器制作成本，并且可以使用模具一次成型，提高了反應(yīng)器的制作效率，同時(shí)容器上的每個(gè)直角都可以做圓角處理，消除了死角。
通過(guò)立柱可以使組裝的反應(yīng)器進(jìn)一步加固，起到支撐、穩(wěn)定和導(dǎo)向的作用，通過(guò)支撐板還可以進(jìn)一步優(yōu)化組裝式反應(yīng)器的承重，從而達(dá)到適應(yīng)大規(guī)模培養(yǎng)、降低培養(yǎng)成本、提高光合微生物產(chǎn)量的目的。
實(shí)施例四
圖11顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的光生物反應(yīng)器整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 11所示，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光生物反應(yīng)器包括沿豎直方向(高度方向)上下層疊地安裝在整體支架1上的多個(gè)容器。為了減輕重量，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，整體支架1采用框架結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖11，每個(gè)容器包括一個(gè)柔性薄膜2和一個(gè)支撐組件3。柔性薄膜2 放置在支撐組件3上，由支撐組件3支撐。如圖11所示，支撐組件3具有預(yù)定的形狀，從而將柔性薄膜2約束成與預(yù)定的容器狀，用于在其中盛放光生物培養(yǎng)液。
圖12顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)容器的分解示意圖。如圖12所示， 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，支撐組件3包括兩根弧形管31a、31b和一個(gè)支撐網(wǎng)32。
如圖12所示，支撐網(wǎng)32放置在兩根弧形管31a、31b上，柔性薄膜2放置在支撐網(wǎng) 32上。但是，需要說(shuō)明的是，支撐網(wǎng)32不是必須的，當(dāng)柔性薄膜2上盛放的液體較少時(shí)，完全可以不采用支撐網(wǎng)32。
支撐網(wǎng)32是用于限制柔性薄膜2過(guò)度變形，因?yàn)椋?dāng)柔性薄膜2上盛放的液體較多時(shí)，柔性薄膜2的強(qiáng)度有限，如果沒(méi)有支撐網(wǎng)32，柔性薄膜2可能會(huì)變形過(guò)度，甚至損壞。
如圖12所示，柔性薄膜2和支撐網(wǎng)32由于受弧形管31a、31b的弧形形狀約束，從而形成了弧形槽狀，這樣，液體就可以容放在柔性薄膜2所形成的弧形槽狀容器中。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，支撐網(wǎng)32可選用普通剛性鋼絲護(hù)欄網(wǎng)或柔性絲網(wǎng)。
盡管在圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，僅采用了兩跟弧形管31a、31b，但是，本發(fā)明不局限于此，弧形管的數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，例如，當(dāng)柔性薄膜的縱向過(guò)長(zhǎng)時(shí)，則需要增加支撐用的弧形管的數(shù)量，以防止柔性薄膜因跨度過(guò)大而過(guò)度變形。
請(qǐng)返回到圖11，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，支撐組件3還包括第一支撐板1 Ia和第二支撐板lib。第一支撐板Ila安裝在整體支架1的一個(gè)縱向端(圖11所示的左端) 處，第二支撐板lib安裝在整體支架1的另一個(gè)縱向端(圖11所示的右端)處。
如圖11和圖13所示，左端的弧形管31a的兩端固定在第一支撐板Ila的安裝孔中，右端的弧形管31b的兩端固定在第二支撐板lib的安裝孔中。
如圖11和圖13所示，第一支撐板Ila和第二支撐板lib上可以設(shè)置多個(gè)不同高度的安裝孔，這樣能夠通過(guò)把弧形管31a、31b安裝在不同的安裝孔中，來(lái)調(diào)節(jié)弧形管31a、 31b的高度，或者調(diào)節(jié)上下相鄰的弧形管31a、31b之間在高度方向上的間距。
盡管未圖示，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一、第二支撐板IlaUlb中的至少一個(gè)能夠沿高度方向上下移動(dòng)，以便將其上的柔性薄膜2調(diào)節(jié)成一端高、一端低的傾斜狀態(tài)。
為了使第一、第二支撐板IlaUlb中的至少一個(gè)能夠沿高度方向上下移動(dòng)，本發(fā)明還包括升降裝置6，用于上升或下降第一支撐板Ila和/或第二支撐板lib。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，升降裝置6可以選用凸輪裝置、滑輪裝置及齒輪裝置等現(xiàn)有技術(shù)中任一種合適的裝置。
本發(fā)明中，由于柔性薄膜2能夠調(diào)節(jié)到一端高一端低的傾斜位置，因此，在收獲光生物培養(yǎng)液時(shí)，可以通過(guò)升降裝置6將各個(gè)柔性薄膜加、2b、2c的兩個(gè)縱向端調(diào)節(jié)成不在同一高度(參見(jiàn)圖15)，從而使得光生物培養(yǎng)液能夠從多個(gè)柔性薄膜h、2b、2c —層一層地往下流動(dòng)，并最終從最下面一個(gè)柔性薄膜2c的一端流出，從而完成收獲。
圖14顯示調(diào)節(jié)弧形管的弧度和上下相鄰的弧形管之間的間距的示意圖。如圖14 所示，下面一個(gè)容器的弧形管2b的弧度被調(diào)節(jié)成大于上面一個(gè)容器的弧形管加的弧度。因此，能夠在下面一個(gè)容器中盛放更多的培養(yǎng)液。
如圖14所示，上面一個(gè)容器的弧形管加與下面一個(gè)容器的弧形管2b之間的高度方向上的間距D也能夠通過(guò)升降裝置6或安裝在不同高度的安裝孔中來(lái)調(diào)節(jié)，當(dāng)間距D增大時(shí)，上下相鄰兩個(gè)柔性薄膜之間相互遮擋就會(huì)減少，當(dāng)間距D減小時(shí)，上下相鄰兩個(gè)柔性薄膜之間相互遮擋就會(huì)加大，甚至出現(xiàn)上面的柔性薄膜完全覆蓋在下面的柔性薄膜上的極端情況。
盡管未圖示，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，任意兩個(gè)相鄰的支撐組件在橫向上能夠錯(cuò)開(kāi)布置，從而能夠改變相鄰兩個(gè)柔性薄膜之間的遮光程度。
如圖11所示，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光生物反應(yīng)器還包括注入管4，用于向柔性薄膜2中注入光生物培養(yǎng)液。注入管4安裝和固定在整體支架1上。
在本發(fā)明中，為了加快光生物的生長(zhǎng)速度，本發(fā)明的光生物反應(yīng)器還包括進(jìn)氣管 5，用于向柔性薄膜2的光生物培養(yǎng)液中噴射氣體，該氣體中包含光生物生長(zhǎng)所需的反應(yīng)氣體。這樣，不僅可以向光生物培養(yǎng)液中補(bǔ)充反應(yīng)氣體，而且還可以利用噴射的氣體充分?jǐn)噭?dòng)光生物培養(yǎng)液，從而提高光生物培養(yǎng)液的受光效率。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，為了降低制造成本，柔性薄膜選用下列材料的薄膜聚乙烯PE薄膜、聚氯乙烯PVC薄膜或聚氨酯PU薄膜。
圖15顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的循環(huán)型光生物反應(yīng)器。如圖15所示， 不妨假設(shè)整個(gè)反應(yīng)器包括上下層疊的三層柔性薄膜h、2b、2c。但是，本發(fā)明不局限于此，柔性薄膜層數(shù)可以任意選擇，例如2層，4層，5層或更多層。
14[0156]如圖15所示，最上面一個(gè)柔性薄膜加的右端傾斜成比左端低，中間的一個(gè)柔性薄膜2b傾斜成右端比左端高，最下面一個(gè)柔性薄膜2c傾斜成右端比左端低。
如圖15所示，反應(yīng)器還包括光生物培養(yǎng)液池7和泵8。泵8將光生物培養(yǎng)液池7 中的光生物培養(yǎng)液泵送到光生物反應(yīng)器的最上面一個(gè)柔性薄膜加中，如圖15中的箭頭所示，光生物培養(yǎng)液沿著傾斜的多個(gè)柔性薄膜h、2b、2c —層一層地往下流動(dòng)到最下面的一個(gè)柔性薄膜2c中，并從最下面的一個(gè)柔性薄膜2c流回到光生物培養(yǎng)液池7中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)培養(yǎng)。
雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是附圖中公開(kāi)的實(shí)施例旨在對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行示例性說(shuō)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
雖然本總體發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對(duì)這些實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求
和它們的等同物限定。
15
權(quán)利要求
1.一種光生物反應(yīng)器，其特征在于，包括沿豎直方向上下層疊地設(shè)置的多個(gè)容器，并且任意兩個(gè)上下相鄰的容器相互連通，從而使得光生物培養(yǎng)液能夠從最上層的容器一層一層地流到最下層的容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述容器由薄板制成，并且每個(gè)所述容器的一端為開(kāi)口端，另一端為封閉端，在上下相鄰的兩層容器中，光生物培養(yǎng)液從上層容器的封閉端流向開(kāi)口端，并從開(kāi)口端流入下層容器的封閉端。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述容器的封閉端具有封閉擋板和位于封閉擋板內(nèi)側(cè)、容器的側(cè)壁上方的兩個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的側(cè)擋板。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述容器的內(nèi)底面與水平面成預(yù)定傾斜角度，使得容器內(nèi)底面在封閉端的高度高于在開(kāi)口端高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述預(yù)定傾斜角度大于0°且小于 90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述預(yù)定傾斜角度為0° 10°。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述側(cè)擋板高度等于或小于與所述容器的高度；所述封閉擋板的高度等于或小于所述容器高度的兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述封閉擋板的高度等于側(cè)擋板的高度與容器的高度之和，且側(cè)擋板高度與容器高度相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述容器的橫截面為長(zhǎng)方形、正方形、梯形、半圓形、半橢圓形或上述形狀的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，還包括至少一個(gè)立柱；所述立柱，設(shè)置于組裝后的多個(gè)容器的側(cè)壁外側(cè)和/或封閉擋板外側(cè)，用于維持組裝后的光生物反應(yīng)器的穩(wěn)定。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，還包括與每個(gè)所述立柱連接的至少一個(gè)支撐板；不同立柱上的處于相同高度處的支撐板組成一個(gè)支撐板組，通過(guò)所述支撐板組將所述若干容器分為若干容器組；每個(gè)所述支撐板組，用于支撐位于自身上方的一組組裝后的容器組。
12.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，還包括液體提升裝置，所述泵將光生物培養(yǎng)液池中的光生物培養(yǎng)液輸送到所述光生物反應(yīng)器的最上層的容器中，然后光生物培養(yǎng)液從最上層的容器一層一層地流到最下層的容器，并從最下層的容器流回到所述光生物培養(yǎng)液池中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)培養(yǎng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，還包括進(jìn)氣管，用于向所述容器的光生物培養(yǎng)液中噴射氣體，所述氣體包含光生物生長(zhǎng)所需的反應(yīng)氣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述光生物培養(yǎng)液池中還包括補(bǔ)充光合微生物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的裝置；和/或清除有害物質(zhì)的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，每個(gè)容器包括 柔性薄膜(2)；和支撐組件(3)，所述支撐組件C3)支撐所述柔性薄膜O)，并將所述柔性薄膜( 約束成容器狀，用于在其中盛放光生物培養(yǎng)液。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，在任意兩個(gè)上下相鄰的柔性薄膜(h、2b)中，上面一個(gè)柔性薄膜Oa)傾斜成一個(gè)縱向端比另一個(gè)縱向端高，下面一個(gè)柔性薄膜Ob)傾斜成一個(gè)縱向端比另一個(gè)縱向端低，從而使得液體能夠從多個(gè)柔性薄膜Oa、2b、2c) —層一層地往下流動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述支撐組件C3)包括至少兩根弧形管(31a、31b)，所述至少兩根弧形管(31a、31b)支撐所述柔性薄膜O)， 并將所述柔性薄膜(2)約束成弧形槽容器狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述支撐組件(3)還包括 支撐網(wǎng)(32)，所述支撐網(wǎng)(3 放置在所述弧形管(31a、31b)上，用于限制所述柔性薄膜( 發(fā)生塑性變形。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述支撐組件(3)還包括 第一支撐板(Ila)和第二支撐板(11b)，所述第一、第二支撐板(IlaUlb)分別位于所述整體支架(1)的兩個(gè)縱向端處，所述弧形管(31a、31b)的兩端固定在所述第一、第二支撐板(IlaUlb)上，并且所述第一、第二支撐板(IlaUlb)中的至少一個(gè)的高度能夠調(diào)節(jié)，從而能夠調(diào)節(jié)所述柔性薄膜(2) 的一個(gè)縱向端相對(duì)于另一個(gè)縱向端的傾斜度。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述光生物反應(yīng)器還包括升降裝置(6)，用于調(diào)節(jié)所述第一支撐板(Ila)和/或第二支撐板(lib)的高度。
21.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，還包括液體提升裝置(8)，所述液體提升裝置(8)將光生物培養(yǎng)液池(7)中的光生物培養(yǎng)液輸送送到所述光生物反應(yīng)器的最上面一個(gè)柔性薄膜Oa)中，光生物培養(yǎng)液沿著傾斜的多個(gè)柔性薄膜Oa、2b、2c) —層一層地往下流動(dòng)到最下面的一個(gè)柔性薄膜Oc)中，并從最下面的一個(gè)柔性薄膜Oc)流回到所述光生物培養(yǎng)液池(7)中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)培養(yǎng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，每個(gè)所述容器的弧形管(31a、 31b)的弧度能夠調(diào)節(jié)，從而改變其上的柔性薄膜的形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求
22所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，每個(gè)所述容器的弧形管(31a、 31b)的弧度能夠在O至180度的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
24.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，任意兩個(gè)所述容器的弧形管 (31a、31b)之間的高度方向上的間距能夠調(diào)節(jié)，從而能夠改變相鄰兩個(gè)柔性薄膜之間的遮光程度。
25.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰的支撐組件在橫向上能夠錯(cuò)開(kāi)，從而能夠改變相鄰兩個(gè)柔性薄膜之間的遮光程度。
26.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，還包括進(jìn)氣管(5)，用于向所述柔性薄膜O)的光生物培養(yǎng)液中噴射氣體，所述氣體包含光生物生長(zhǎng)所需的反應(yīng)氣體。
27.根據(jù)權(quán)利要求
15-26中任一項(xiàng)所述的光生物反應(yīng)器，其特征在于，所述柔性薄膜選用下列材料的薄膜聚乙烯PE薄膜、聚氯乙烯PVC薄膜或聚氨酯PU薄膜。
28. 一種光生物反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩個(gè)如權(quán)利要求
1-27中任一項(xiàng)所述的光生物反應(yīng)器。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光生物反應(yīng)器，包括沿豎直方向上下層疊地設(shè)置的多個(gè)容器，并且任意兩個(gè)上下相鄰的容器相互連通，從而使得光生物培養(yǎng)液能夠從最上層的容器一層一層地流到最下層的容器。這種組裝式反應(yīng)器便于移動(dòng)，通過(guò)液體流動(dòng)避免了清洗死角和側(cè)壁承壓過(guò)大，降低了制作成本，節(jié)約了培養(yǎng)液攪拌能耗。
文檔編號(hào)C12M1/00GKCN102296022SQ201010295929
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年9月21日
發(fā)明者劉敏勝, 朱振旗, ?？? 王垚, 王琳 申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan