一種微藻收穫方法、系統及微藻收穫機的製作方法
2023-09-16 11:28:35
專利名稱：一種微藻收穫方法、系統及微藻收穫機的製作方法
技術領域：
本發明涉及生物技術領域，尤指一種用於對微藻培養裝置中培養的微藻進 行收穫的低成本、自動化的微藻收穫方法、系統及微藻收穫機。
背景技術：
針對近年來赤潮的頻繁發生和湖泊微藻的大量泛濫，以及大規才臭微藻培養 的出現，使微藻的處理、收穫、加工成為目前研究的熱點問題。目前常用的收
獲方法有
(1) 過濾法
澳大利亞申請號為486999專利申請公開了一種從^t藻懸浮液中回收藻體 的過濾方法。具體為在過濾前將助慮劑加入藻懸浮液中，然後高壓過濾回收 助慮劑和藻體；將藻體與助慮劑分離，藻體ii^下一步提取程序，助慮劑循環 使用。
申請號為WO9828403A1專利申請中公開的微藻收穫方法，具體為藻細 胞破碎後，卣液不加絮凝劑由泵送入微孔過濾膜，藻體濃縮物被截留，透過膜 的卣水不含胡蘿蔔素，因此，可採用多級過濾調整截留物中的鹽和類胡蘿蔔素濃度。
過濾法為常用的、成熟化工方法，但因為微藻懸浮液的密度過低，需消耗 大量能量才可將藻液泵入過濾裝置，實現過濾分離的目的，成本過高。
(2) 離心分離法
離心分離是生物分離中常用的一種強制式的機械分離方法。目前在微藻分 離中應用較多的是自動卸渣的碟式離心分離機，易於操作，並能連續工作。 但這種分離方法同樣也需要將大量的藻液泵入離心機，而且離心機的能耗幾乎是所有分離設備中最高的。這種分離方法造成微藻收穫的能耗幾乎佔據微
藻培養成本的1/3-1/2。 (3 )化學絮凝法
美國的微生物資源公司採用絮凝沉澱法富集鹽藻，每個精養周期均使用新 配製的鹽溶液，鹽藻採收時，將精養藻引入專用採收沉澱池內，在適宜的攪拌 下加入一定比例的絮凝劑，絮凝沉降鹽藻；用吸收管直接伸到沉澱池的錐形底 部真空吸取沉澱藻泥。
另一種絮凝法的改進應用是在將藻液泵入氣浮池，加入絮凝劑是微藻絮 凝，然後在氣浮池底部通入氣體，是絮凝後的微藻在氣體攜帶作用下懸浮與藻 液表面，便於收集。這也就是常說的氣浮法。
無論是絮凝法還是氣浮法都是常見的化工分離方法，在化工行業有廣泛的 應用範圍，但在微藻收集中的應用仍然需要再進一步研究。而且絮凝法普遍需 要將藻液引入專用的沉澱池或氣浮池，然後採收微藻。這一過程中仍然存在用 泵搬運藻液的能量消耗，而且絮凝劑的選擇非常關鍵，普通的絮凝劑很可能對 微藻產生破壞作用。
(4) 電場絮凝
電場絮凝是對普通絮凝法的改進。鹽藻細胞在水溶液介質中其表面一般都 具有微弱的負電性，這些帶電粒子當其被周圍包覆的液膜平衡後，相鄰的兩個 顆粒之間可能形成電容。在外加電場作用下，這種平衡易於被打破，於是藻細 胞在載體表面聚並形成大的絮塊，從而實現對微藻的收集。
但是電場絮凝法的使用存在局限性，並不是所有的微藻都存在一定的電 性，所以這種方法不具有普遍性。
(5) 微濾、超濾等新技術
微濾、超濾等新技術，近期正在嘗試應用於微藻收穫過程中，但大都還在 實驗階段，暫時不具有大規^莫使用的可能。
上述微藻收穫普遍採用的方法，採用泵出藻液的方式，通過過濾進行微藻收集，目前，管式、箱式等生物光合反應器(微藻培養裝置)也普遍採用上述 泵出藻液，過濾收集的方法。由於培養的微藻微藻藻液密度都比較低，在循環 藻液和濾網收集微藻時，大量藻液的循環被泵抽出，導致工作量很大，使收穫 過程中的能耗很大，造成了微藻收穫的固定成本過高，從而影響微藻生產成本 的降低。目前，在微藻養殖及生產過程中存在的產量低、成本高等問題，其居 高不下的生產成本，大部分是由微藻收穫成本過高所造成的。
且上述採用絮凝法的適用面又比較狹窄等問題，不能達到理想的收穫效果 等問題。
發明內容
本發明實施例提供一種微藻收穫方法、系統及微藻收穫機，解決了現有技 術中微藻生產、收穫成本過高、耗能大等問題。
一種微藻收穫機，包括機架、驅動裝置、收穫裝置和至少一組車輪； 所述驅動裝置安裝在所述機架上，用於給與自身相連的一組車輪提供動
力；
所述收穫裝置固定安裝在所述機架的下方，用於過濾收集藻液中的孩i藻， 將微藻富集到微藻培養裝置中的選定區域內；
所述車輪，固定安裝在所述機架的下方；其中，至少有一組車輪與所述驅 動裝置相連，在所述驅動裝置提供的動力帶動下轉動；通過所述車輪的轉動帶 動所述收穫裝置沿所述微藻培養裝置上設置的軌道移動，實現將藻液中的微藻 富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內。
本發明的上述微藻收穫機，所述收穫裝置，包括收穫工具和過濾網；
所述收穫工具，固定安裝在所述機架的下方；
所述過濾網，安裝在所述收穫工具上，用於在隨所述收穫工具移動時，過 濾藻液中的微藻，將微藻富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內。
本發明的上述微藻收穫機，所述驅動裝置，包括動力裝置和傳動裝置；所述傳動裝置固定安裝在所述機架的中間空腔內，與固定安裝在所述機架
的上方的所述動力裝置相連；並將所述動力裝置提供的動力傳送給與自身相連 的一組車輪。
本發明的上述微藻收穫機，所述傳動裝置，包括皮帶和兩個帶輪；
所述兩個帶輪均安裝在所述機架的中間空腔內，其中， 一個帶輪與所述動 力裝置連接，另一個帶輪與一組車輪同軸連接；
所述皮帶與所述兩個帶輪組成皮帶傳動機構，帶動所述車輪做旋轉運動。
本發明的上述微藻收穫機，所述傳動裝置，還包括蝸輪和蝸杆；
所述蝸輪和蝸杆，安裝在機架的中間空腔內；所述蝸杆與所述動力裝置連 接，所述蝸輪再與所述一個帶輪相連接，實現動力的傳送。
本發明的上述微藻收穫機，所述收穫工具的形狀和大小，由所述微藻培養 裝置橫截面形狀和微藻的懸浮狀態確定；具體包括
若微藻懸浮分布於藻液中，則所述收穫工具的大小等於或略小於微藻培養 裝置橫截面的大小，形狀與所述橫截面相同；
若微藻浮於藻a面或沉於藻液的底部，則所述收穫工具的大小和形狀由 微藻分布區域高度及所述微藻培養裝置該高度範圍內的橫截面形狀確定。
本發明的上述微藻收穫機，所述收穫工具兩側面及底部有柔性物質，用於 在隨收穫工具移動時，清潔微藻培養裝置的側壁和底面。
本發明的上述微藻收穫機，所述過濾網的網孔孔徑大小的取值範圍為lju m~ 1000jum，具體根據微藻的品種和/或微藻的大小選取具有不同網孔孔徑的 過濾網。
本發明的上述微藻收穫機，還包括
導向部件，安裝在所述機架前邊或後邊的外壁上，用於保證所述微藻收穫 機沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動。
一種微藻收穫系統，包括微藻培養裝置、微藻收穫機和微 收穫車； 所述微藻培養裝置，用於盛放含有微藻的藻液，其上設置有軌道；所述微藻收穫機，用於沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動，通過其下 方設置的收穫裝置，過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到所述微藻培養裝置
中的選定區域內；
所述微藻收穫車，用於收集所述微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液。
本發明的上述微藻收穫系統，所述微藻收穫機，包括才幾架驅動裝置、收 獲裝置和至少一組車輪；
所述驅動裝置安裝在所述機架上，用於給與自身相連的一組車輪提供動
力；
所述收穫裝置固定安裝在所述機架的下方，用於過濾收集藻液中的孩t藻， 將微藻富集到微藻培養裝置中的選定區域內；
所述車輪，固定安裝在所述機架的下方；其中，至少有一組車輪與所述驅 動裝置相連，在所述驅動裝置提供的動力帶動下轉動；通過所述車輪的轉動帶 動所述收穫裝置沿所述微藻培養裝置上設置的軌道移動，實現將藻液中的微藻 富集到所述^f敖藻培養裝置中的選定區域內。
本發明的上述微藻收穫系統，所述微藻收穫機中包含的所述收穫裝置，包 括收穫工具和過濾網；
所述收穫工具，固定安裝在所述機架的下方；
所述過濾網，安裝在所述收穫工具上，用於在隨所述收穫工具移動時，過 濾藻液中的微藻，將^t藻富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內。
本發明的上述微藻收穫系統，所述微藻收穫機中包含的所述驅動裝置，包 括動力裝置和傳動裝置；
所述傳動裝置固定安裝在所述機架的中間空腔內，與固定安裝在所述^L架 的上方的所述動力裝置相連；並將所述動力裝置提供的動力傳送給與自身相連 的一組車輪。
l本發明的上述微藻收穫系統，所述微藻收穫才;i^包括導向部件，安裝在所述機架前邊或後邊的外壁上，用於保證所述微藻收穫 機沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動。
本發明的上述^L藻收穫系統中，所述收穫工具的形狀和大小，由所述#:藻 培養裝置橫截面形狀和微藻的懸浮狀態確定；具體包括
若微藻懸浮分布於藻液中，則所述收穫工具的大小等於或略小於微藻培養 裝置橫截面的大小，形狀與所述橫截面相同；
若微藻浮於藻液表面或沉於藻液的底部，則所述收穫工具的大小和形狀由 微藻分布區域高度及所述微藻培養裝置該高度範圍內的橫截面形狀確定。
本發明的上述微藻收穫系統中，所述微藻收穫機上安裝的收穫工具兩側面 及底部有柔性物質，用於在隨收穫工具移動時，清潔微藻培養裝置的側壁和底 面。
本發明的上述微藻收穫系統中，所述微藻收穫機上安裝的過濾網的網孔孔 徑大小的取值範圍為ljiim 1000inm,具體根據微藻的品種和/或微藻的大小 選取具有不同網孔孔徑的過濾網。
本發明的上述微藻收穫系統，所述微藻收穫車，包括收穫泵、車載小型 沉降池和普通車體；
所述收穫泵，用於將所述微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液抽
出；
所述車載小型沉降池，用於存放所述收穫泵抽出來的^L藻富集藻液； 所述普通車體，用作所述收穫泵和車載小型沉降池的載體，使所述收穫泵
和車載小型沉降池在多個所述微藻培養裝置之間移動。 本發明的上述微藻收穫系統，還包括
過濾脫水系統，用於對所述微藻收穫車運送過來的微藻富集藻液進行過濾 和脫水處理，得到脫水後的藻餅。 一種微藻收穫方法，包括
微藻收穫機沿盛放有微藻藻液的微藻培養裝置上設置的軌道運動，通過其下方安裝的收穫裝置，過濾收集藻液中的孩i藻，將^:藻富集到所述^t藻培養裝 置中的選定區域內；以及
微藻收穫車收集所述微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液。
根據本發明的上述微藻收穫方法，所述收穫工具的形狀和大小，由所述微 藻培養裝置橫截面形狀和^:藻的懸浮狀態確定；具體包括
若微藻懸浮分布於藻液中，則所述收穫工具的大小等於或略小於微藻培養 裝置橫截面的大小，形狀與所述橫截面相同；
若微藻浮於藻:^面或沉於藻液的底部，則所述收穫工具的大小和形狀由 微藻分布區域高度及所述孩t藻培養裝置該高度範圍內的橫截面形狀確定。
本發明的上述微藻收穫方法，還包括
所述微藻收穫機上設置保證其沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動的 導向部件。
根據本發明的上述微藻收穫方法，所述收穫工具兩側面及底部固定安裝有 柔性物質，在隨收穫工具移動時，清潔微藻培養裝置的側壁和底面。
本發明的上述樣史藻收穫方法，根據樣史藻的品種和/或微藻的大小選取具有不 同網孔孔徑的過濾網；
所述過濾網的網孔孔徑大小的取值範圍為1 y m ~ 1000 ja m。
根據本發明的上述微藻收穫方法，所述微藻收穫車收集所述微藻培養裝置 中選定區域內的微藻富集藻液，具體包括
所述微藻收穫車上安裝的收穫泵將所述微藻培養裝置中選定區域內的微 藻富集藻液抽出，存放至所述微藻收穫車上安裝的車載小型沉降池中。
根據本發明的上述微藻收穫方法，當所述微藻培養裝置有多個時，所述微 藻收穫車在多個所述微藻培養裝置之間移動，收集各個微藻培養裝置中選定區 域內的微藻富集藻液。
本發明的上述微藻收穫方法，還包括
過濾脫水系統對所述微藻收穫車運送過來的微藻富集藻液進行過濾和脫水處理，得到脫水後的藻餅。
本發明實施例提供的微藻收穫方法、系統及微藻收穫機。微藻收穫機沿盛 放有微藻藻液的微藻培養裝置上設置的軌道運動，通過其下方安裝的收穫裝
置，過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到微藻培養裝置中的選定區域內；以 及微藻收穫車收集微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液。上述微藻收穫 方法能夠使微藻富集在一個小的區域內進行收集，提高該小範圍區域內藻液中 微藻的濃度，從而減小了收集藻液時需要泵出的藻液的量；該方法在收穫微藻 時，只需收集富集在^f鼓藻收穫裝置中選定區域內的4敫藻富集藻液，無需循環藻 液，降低了工作強度，減少了能量消耗，提高了工作效率。通過使用過濾網既 可以實現將微藻富集到一個小的區域內，又能留下藻種， 一邊繼續培養繁殖。 微藻收穫車的設計，實現了一組設備對多處微藻富集藻液的收集，通過微藻收 獲車的可移動性，提高設備的利用率，減少固定成本的一次性投入。
圖1為本發明實施例中微藻收穫系統的結構示意圖2為本發明實施例中微藻收穫機與微藻培養裝置的結構示意圖
圖3為本發明實施例中微藻收穫機的一種具體結構示意圖4為本發明實施例中為風2旋轉後的局部放大圖5為本發明實施例中安裝蝸輪蝸杆的結構示意圖6為本發明實施例中微藻收穫方法的流程圖。
具體實施例方式
在微藻的生長過程中如果能適時採收， 一方面可以在一定程度上消除微藻 繁殖過程中的密度抑制，維持高密度培養，另一方面可以減輕光的衰減現象， 而適時的連續採收也有利於工業化對連續性的要求。
本發明實施例提供的微藻收穫方法、系統及微藻收穫機，針對現有技術中存在泵出藻液，大量藻液的循環抽出及過濾導致耗能大的問題，結合微藻培養 裝置的特點，設計出與之配套使用的微藻收穫機，通過使用微藻收穫機，將微 藻集中在一個小的區域內，再集中進行過濾收集。減少淨皮抽出和循環過濾的藻 液，從而減少能耗，降低成本。
本發明實施例提供的微藻收穫系統，如圖1所示，包括微藻培養裝置10、 微藻收穫機20和微藻收穫車30。微藻培養裝置10和微藻收穫機20結構如圖 2所示，其中，微藻收穫機20在微藻培養裝置10中使用。
微藻培養裝置10，用於盛放含有微藻的藻液，其上表面、底部或其他位置 設置有軌道，特別的，可以是平行軌道。微藻收穫機20可以沿設置的軌道運 動。微藻培養裝置10可以作為微藻的培養容器，用於微藻的培養。微藻培養 裝置IO可以包括光反應器、養殖池等各種用於微藻培養的裝置。
微藻收穫機20，用於沿微藻培養裝置IO上表面的平行軌道運動，通過其 下方設置的收穫裝置，過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到微藻培養裝置10 中的選定區域內。其中，選定區域可以是微藻培養裝置10的一端，也可以是 微藻培養裝置10中間的任意一小段區域。
特別的，可以根據微藻培養裝置的寬度設計不同大小、寬度的微藻收穫機 20，以及根據微藻培養裝置橫截面的大小，形狀選用不同的收穫工具和過濾網。
微藻收穫機20，可以沿微藻培養裝置IO上設置的軌道在微藻培養裝置10 中移動(當選定區域為一端時，則是從微藻培養裝置IO—端緩慢移動到距離 另一端設定距離處)，從而實現將藻液富集到微藻培養裝置IO的中的選定區域 內。特別的也可以富集到微藻培養裝置10中間的某一小段區域內。即獲得高 濃度的微藻藻液後再進行收集。
微藻收穫車30,用於收集微藻培養裝置10中選定區域內的微藻富集藻液。
上述微藻收穫系統，還包括過濾脫水系統40，用於對微藻收穫車30運 送過來的微藻富集藻液進行過濾和脫水處理，得到脫水後的藻餅。
過濾脫水系統40主要包括帶式真空過濾機，藻餅回收裝置等若干設備。帶式真空過濾^/u為市場採購，可實現;敞藻和液體的連續化固液分離。藻餅回收 裝置，主要用於收集藻餅，得到其它微藻物質。適用於微藻收穫的帶式真空過 濾機，是在普通帶式真空過濾機的基礎上加裝適用於微藻過濾的微米級濾布後 得到的；並在原有基礎上進行了改良，增加震動、沖洗功能，有效防止微藻堵 塞濾布。
過濾脫水系統40是生產微藻生物質的場所。微藻收穫車中收集的微藻富 集藻液運送至微藻過濾脫水系統，將微藻富集藻液均勻的分布在帶式真空過濾 機的過濾系統表面，通過電機轉動履帶，微藻富集藻液隨履帶移動進行過濾濃 縮，濃縮後的藻餅由刮板刮落至藻餅回收裝置，再進行孩i藻產品的開發。
上述微藻收穫機20，可以包括機架、驅動裝置、收穫裝置和至少一組車 輪。其中
驅動裝置安裝在機架上，用於給與自身相連的一組車輪提供動力。
較佳的，驅動裝置進一步可以包括動力裝置和傳動裝置；傳動裝置固定 安裝在機架的中間空腔內，與固定安裝在機架的上方的動力裝置相連；並將動 力裝置提供的動力傳送給與自身相連的一組車輪。
特別的，驅動裝置也可以只包含動力裝置，有動力裝置直接與一組車輪進 行連接，直接驅動車輪轉動。
收穫裝置固定安裝在機架的下方，用於過濾收集藻液中的微藻，將微藻富 集到微藻培養裝置中的選定區域內。
較佳的，收穫裝置進一步可以包括收穫工具和過濾網。
收穫工具，固定安裝在機架的下方。其中，收穫工具的形狀和大小，由微 藻培養裝置IO橫截面形狀和微藻的懸浮狀態確定；具體包括
若微藻懸浮分布於藻液中，則收穫工具的大小等於或略小於微藻培養裝置 10橫截面的大小，形狀與所述橫截面相同；收穫工具在微藻培養裝置中移動時， 與微藻培養裝置10的側壁和底面配合。
若微藻浮於藻M面或沉於藻液的底部，則收穫工具的大小和形狀由微藻分布區域高度及所述微藻培養裝置該高度範圍內的橫截面形狀確定。收穫工具
在微藻培養裝置中移動時，與微藻培養裝置10的側壁配合，或與側壁和底面配合。
過濾網，安裝在收穫工具上，用於在隨收穫工具移動時，過濾藻液中的孩t 藻，將微藻富集到微藻培養裝置中的選定區域內。
車輪，固定安裝在機架的下方；其中，至少有一組車輪與驅動裝置相連， 在驅動裝置提供的動力帶動下轉動；通過車輪的轉動帶動收穫裝置沿微藻培養 裝置上設置的軌道移動，實現將藻液中的微藻富集到微藻培養裝置中的選定區 域內。
如圖3所示為微藻收穫機的一種具體結構，包括機架21、動力裝置22、 傳動裝置23、收穫工具24、過濾網25和兩組車輪(26、 27)。其中，圖4為 圖3上半部分的局部旋轉放大圖。其中動力裝置22和傳動裝置23共同組成驅 動裝置；收穫工具24和過濾網25共同組成收穫裝置。
動力裝置22,固定安裝在機架21的上方，與傳動裝置23相連。為微藻收 獲機的移動提供動力來源。例如動力裝置可以使減速電機等。
傳動裝置23，固定安裝在機架21的中間空腔內，與動力裝置22和一組車 輪26分別相連；用於將動力裝置22提供的動力傳送給上述與自身相連的一組 車輪26。機傳動裝置23可實現能量轉換，將動力裝置的能量輸出轉化為收穫 工具的動能。
較佳的，傳動裝置23,包括兩個帶輪(231、 232)和皮帶233。 兩個帶輪(231、 232)均安裝在機架21的中間空腔內，其中， 一個帶輪 231與動力裝置22連接，另一個帶輪232與一組車輪26同軸連接。
皮帶233與兩個帶輪(231、 232)組成皮帶傳動機構，帶動車輪做旋轉運動。
較佳的，如圖5所示，傳動裝置23進一步還可以包括蝸輪234和蝸杆
235。
17蝸輪234和蝸杆235，安裝在機架21的中間空腔內；蝸杆235與動力裝置 22連接，蝸輪234再與帶輪231相連接，實現動力的傳送。通過蝸輪蝸杆傳送 動力，可以增加力矩，進一步減少能耗。
需要說明的是傳動裝置23可以採用各種常用的機械傳動機構，例如， 皮帶傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸杆傳動及其組合等。圖3和圖4為本發明最佳實 施例，其中採用蝸4侖蝸杆和皮帶傳動兩級組合。因此，可以理解只採用皮帶傳 動也是可以的。
收穫工具24，固定安裝在機架21的下方，位於兩組車輪(26、 27)的中 間；在微藻培養裝置10中移動時，根據選取的收穫工具24的具體形狀、大小， 與側壁和底面之間有小的間隙或者接觸並在移動時有摩擦，或僅與側壁之間有 小的間隙或者接觸並在移動時有摩擦。收穫工具24上安裝有過濾網25，過濾 網25為網狀結構物質，才艮據收集的藻種不同，網孔大小不等。
收穫工具24可以根據微藻培養裝置10的形狀不同，設計或選用不同的結 構，圖2和3中只是以矩形框為例進行說明的。收穫工具24兩側面及底部有 柔性物質，與收穫工具24固定連接，用於在隨收穫工具24移動時，清潔微藻 培養裝置10的側壁和底面。
根據微藻的品種和/或微藻的大小選取具有不同網孔孔徑的過濾網。例如 過濾網25的網孔孔徑大小的可選範圍包括ljim 1000/am。較佳的，過濾網 25可以採用自衝洗框型過濾網；同時，選用過濾網時，可以考慮不必將藻液中 的微藻完全收集，可以允許l/3左右的殘留，作為微藻再培養的藻種，以利於 微藻培養的延續。
兩組車輪(26、 27)，分別固定安裝在機架21的下方的前後兩端。其中， 一組車輪26與傳動裝置23相連，在傳動裝置23傳送的動力帶動下轉動。另 一組車輪為從動車輪，隨主動車輪的轉動而轉動。通過兩組車輪(26、 27)的 轉動帶動收穫工具24及其上的過濾網25移動，將藻液中的微藻富集到微藻培 養裝置IO的中的選定區域內。特別的，上述微藻收穫機，還包括導向部件28，安裝在前邊或後邊的(如 圖中一組車輪26或27 )外側的機架21外壁上，用於保證微藻收穫機20沿微 藻培養裝置10的上設置的軌道直線運動。其中，導向部件的有效寬度等於微 藻培養裝置10兩內側壁之間的距離。
微藻收穫車30，主要承擔微藻富集藻液的運輸、沉降工作，經普通車體改 造而成，包括收穫泵、車載小型沉降池和普通車體。
收穫泵，用於將微藻培養裝置10中的選定區域內的微藻富集藻液抽出。 該收穫泵可從市場購買，固定在車體上，可隨車體移動，將富集藻液泵至車載 沉降池
車載小型沉降池，用於存放收穫泵抽出來的微藻富集藻液；車載小型沉降 池為普通沉降池改裝而成，固定在車體上，對富集微藻液進行臨時儲藏和沉降， 運至後續加工車間前可實現初步固液分離，進一步節省能耗。
普通車體，用作收穫泵和車載小型沉降池的栽體。將收集到的微藻富集藻 液運送到脫水系統出進行過濾和脫水處理；
特別的，微藻培養裝置10和微藻收穫機20可以布置多套，微藻收穫車30 在多個微藻培養裝置IO之間行駛，通過微藻收穫車30使收穫泵和車載小型沉 降池可以在多個微藻培養裝置IO之間移動，來實現多個微藻培養裝置10中的 微藻富集藻液的收集。
通過本發明實施例提供的上述微藻收穫系統，進行微藻收穫的方法流程如 圖6所示，執行步驟如下
S101:微藻收穫機將將藻液中的微藻富集到微藻培養裝置的中的選定區域 內。具體為
微藻收穫機沿盛放有微藻藻液的微藻培養裝置上設置的軌道運動，通過微 藻收穫機下方安裝的收穫裝置，過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到微藻培 養裝置的中的選定區域內。
例如，微藻收穫機從微藻培養裝置的一端向另一端移動(在移動過程中可以允許往復運動，往復運動可以更好地防止過濾網的網孔堵塞)，然後可以停
留在距離另一端lm左右或其他設定距離的地方，以實現;微藻富集，富集後的 藻液濃度顯著提高，使下一步收取微藻液時減少90%左右或設定比例的工作 量，從而大大降低泵出藻液能耗。特別的，可以使用擋板將濃度不同的兩部分 藻液分隔開，擋板的形狀根據微藻培養裝置的截面形狀不同而選用不同的形 狀。例如圖2中的矩形截面的微藻培養裝置則選用矩形擋板。
收穫工具在孩吏藻培養裝置中移動時，才艮據選取的收穫工具的具體形狀、大 小，與微藻培養裝置側壁和底面小間隙配合或緊密配合且在移動時有摩擦，或 僅與側壁之間有小的間隙或者接觸並在移動時有摩擦。特別的，在收穫工具兩 側面及底部固定安裝有柔性物質，使其與微藻培養裝置側壁和底面能夠緊密配 合，在隨收穫工具移動時，清潔微藻培養裝置的側壁和底面。
可以根據微藻的品種和/或微藻的大小選取具有不同網孔孔徑的過濾網；例 如可以選取的過濾網的網孔孔徑大小由ljum到1000jum不等。
微藻收穫機上設置導向部件，以保證微藻收穫機能夠沿微藻培養裝置上設
置的軌道運動o
S102:微藻收穫車收集微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液。具體 包括
微藻收穫車上安裝的收穫泵將微藻培養裝置中的選定區域內的微藻富集 藻液抽出，存放至微藻收穫車上安裝的車載小型沉降池中。
特別的，當微藻培養裝置有多個時，微藻收穫車在多個所述微藻培養裝置 之間移動，收集各個微藻培養裝置中的選定區域內的微藻富集藻液。
上述微藻收穫方法還包括
S103:微藻收穫車將收集到的微藻富集藻液運送給過濾脫水系統。 S104:過濾脫水系統對運送過來的微藻富集藻液進行過濾和脫水處理，得 到脫水後的藻餅。
本發明實施例提供的上述微藻收穫方法、系統及微藻收穫機，能夠實現自動化、低成本的微藻收集。微藻收穫機沿盛放有微藻藻液的微藻培養裝置上設
置的軌道運動，通過其下方安裝的收穫裝置，過濾收集藻液中的^:藻，將孩史藻 富集到微藻培養裝置中的選定區域內，通過微藻收穫車進行收集。上述微藻收 獲方法能夠使《敖藻富集在一個小的區域內進行收集，大大提高該小範圍區域內 藻液中微藻的濃度，從而減小了收集藻液時需要泵出的藻液的量，避免了大量 藻液的循環泵出及過濾收集，降低了工作強度，減少了能量消耗，提高了收穫 玉作效率和速度。有效解決了大面積微藻培養時，受限於泵的性能，需要大量 大功率泵，才能滿足工業化;敞藻生產的難題。
上述微藻收穫方法和系統，能夠實現完全自動化的微藻收穫操作，微藻收 獲機在動力裝置的驅動下可沿微藻培養裝置的器壁自動進行移動，無需人工施
加動力，進一步提高了微藻收穫的效率和速度，且其微藻收穫機移動速度慢， 耗能也很小。
微藻收穫機上設置有收穫工具，通過選用與微藻培養裝置橫截面的大小相 近、形狀相同的收穫工具以及使用過濾網，既可以實現將《效藻富集到一個小的 區域內，又能留下藻種，以利於微藻的繼續培養繁殖。且通過選用自沖洗框型 過濾網，通過往復運動實現過濾網的自沖洗，有效避免了網孔堵塞。且對於不 同的藻種可以選用不同大小的過濾網網孔，即使在同 一微藻培養裝置中有多種 微藻時，也可以實現分批次、選擇性的收穫微藻。
微藻收穫車的設計，實現了一組設備對多處微藻富集藻液的收集，通過微 藻收穫車的可移動性，提高設備的利用率，減少固定成本的一次性投入。
相比技術背景中介紹的過濾、離心分離的方法可節能85%左右，大大降低 了生產成本；相比絮凝、氣浮等收穫方法，此方法無需引入額外的化學物質， 不會威脅藻類的生長；相比電場絮凝法，此方法具有普遍適用和可操作性，針 對不同的微藻，只需更改過濾網的型號，調整過濾網孔徑大小即可實現對各種 種類的微藻的收集。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易 想到的變化、替換或應用到其他類似的裝置，都應涵蓋在本發明的保護範圍之 內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1、一種微藻收穫機，其特徵在於，包括機架、驅動裝置、收穫裝置和至少一組車輪；所述驅動裝置安裝在所述機架上，用於給與自身相連的一組車輪提供動力；所述收穫裝置固定安裝在所述機架的下方，用於過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到微藻培養裝置中的選定區域內；所述車輪，固定安裝在所述機架的下方；其中，至少有一組車輪與所述驅動裝置相連，在所述驅動裝置提供的動力帶動下轉動；通過所述車輪的轉動帶動所述收穫裝置沿所述微藻培養裝置上設置的軌道移動，實現將藻液中的微藻富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內。
2、 如權利要求1所述的微藻收穫機，其特徵在於，所述收穫裝置，包括 收穫工具和過濾網；所述收穫工具，固定安裝在所述機架的下方；所述過濾網，安裝在所述收穫工具上，用於在隨所述收穫工具移動時，過 濾藻液中的微藻，將微藻富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內。
3、 如權利要求2所述的微藻收穫機，其特徵在於，所述驅動裝置，包括: 動力裝置和傳動裝置；所述傳動裝置固定安裝在所述機架的中間空腔內，與固定安裝在所述^L架 的上方的所述動力裝置相連；並將所述動力裝置提供的動力傳送給與自身相連 的一組車輪。
4、 如權利要求3所述的微藻收穫機，其特徵在於，所述傳動裝置，包括: 皮帶和兩個帶輪；所述兩個帶輪均安裝在所述機架的中間空腔內，其中， 一個帶輪與所述動 力裝置連接，另一個帶輪與一組車輪同軸連接；所述皮帶與所述兩個帶輪組成皮帶傳動機構，帶動所述車輪做旋轉運動。
5、 如權利要求4所述的微藻收穫機，其特徵在於，所述傳動裝置，還包 括蝸輪和蝸杆；所述蝸輪和蝸杆，安裝在機架的中間空腔內；所述蝸杆與所述動力裝置連 接，所述蝸輪再與所述一個帶輪相連接，實現動力的傳送。
6、 如權利要求2-5任一所述的微藻收穫機，其特徵在於，所述收穫工具 的形狀和大小，由所述微藻培養裝置橫截面形狀和微藻的懸浮狀態確定；具體 包括若微藻懸浮分布於藻液中，則所述收穫工具的大小等於或略小於微藻培養 裝置橫截面的大小，形狀與所述橫截面相同；若微藻浮於藻a面或沉於藻液的底部，則所述收穫工具的大小和形狀由 微藻分布區域高度及所述微藻培養裝置該高度範圍內的橫截面形狀確定。
7、 如權利要求6所述的微藻收穫機，其特徵在於，所述收穫工具兩側面 及底部有柔性物質，用於在隨收穫工具移動時，清潔;敞藻培養裝置的側壁和底 面。
8、 如權利要求7所述的微藻收穫機，其特徵在於，所述過濾網的網孔孔 徑大小的取值範圍為1 jam 1000 jum，具體根據微藻的品種和/或微藻的大小 選取具有不同網孔孔徑的過濾網。
9、 如權利要求1-5任一所述的微藻收穫機，其特徵在於，還包括 導向部件，安裝在所述機架前邊或後邊的外壁上，用於保證所述微藻收穫機沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動。
10、 一種微藻收穫系統，其特徵在於，包括微藻培養裝置、微藻收穫機 和微藻收穫車；所述微藻培養裝置，用於盛放含有微藻的藻液，其上設置有軌道； 所述微藻收穫機，用於沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動，通過其下 方設置的收穫裝置，過濾收集藻液中的微藻，將^L藻富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內；所述微藻收穫車，用於收集所述微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液。
11、 如權利要求IO所述的系統，其特徵在於，所述微藻收穫機，包括 機架驅動裝置、收穫裝置和至少一組車輪；所述驅動裝置安裝在所述機架上，用於給與自身相連的一組車輪提供動力；所述收穫裝置固定安裝在所述機架的下方，用於過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到微藻培養裝置中的選定區域內；所述車輪，固定安裝在所述機架的下方；其中，至少有一組車輪與所述驅 動裝置相連，在所述驅動裝置提供的動力帶動下轉動；通過所述車輪的轉動帶 動所述收穫裝置沿所述微藻培養裝置上設置的軌道移動，實現將藻液中的微藻 富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內。
12、 如權利要求11所述的微藻收穫系統，其特徵在於，所述微藻收穫機 中包含的所述收穫裝置，包括收穫工具和過濾網；所述收穫工具，固定安裝在所述^li架的下方；所迷過濾網，安裝在所述收穫工具上，用於在隨所述收穫工具移動時，過 濾藻液中的微藻，將微藻富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內。
13、 如權利要求12所述的微藻收穫系統，其特徵在於，所述微藻收穫機 中包含的所述驅動裝置，包括動力裝置和傳動裝置；所述傳動裝置固定安裝在所述機架的中間空腔內，與固定安裝在所述機架 的上方的所述動力裝置相連；並將所述動力裝置提供的動力傳送給與自身相連 的一組車輪。
14、 如權利要求13所述的系統，其特徵在於，所述微藻收穫機還包括 導向部件，安裝在所述機架前邊或後邊的外壁上，用於保證所述微藻收穫機沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動。
15、 如權利要求12所述的系統，其特徵在於，所述收穫工具的形狀和大 小，由所述微藻培養裝置橫截面形狀和微藻的懸浮狀態確定；具體包括若微藻懸浮分布於藻液中，則所述收穫工具的大小等於或略小於微藻培養 裝置橫截面的大小，形狀與所述^f黃截面相同；若微藻浮於藻M面或沉於藻液的底部，則所述收穫工具的大小和形狀由 微藻分布區域高度及所述微藻培養裝置該高度範圍內的^f黃截面形狀確定。
16、 如權利要求15所述的系統，其特徵在於，所述微藻收穫機上安裝的 收穫工具兩側面及底部有柔性物質，用於在隨收穫工具移動時，清潔微藻培養 裝置的側壁和底面。
17、 如權利要求12所述的微藻收穫系統，其特徵在於，所述微藻收穫機 上安裝的過濾網的網孔孔徑大小的取值範圍為lum ~ 1000|im,具體根據微 藻的品種和/或微藻的大小選取具有不同網孔孔徑的過濾網。
18、 如權利要求10-17任一所述的微藻收穫系統，其特徵在於，所述微藻 收穫車，包括收穫泵、車載小型沉降池和普通車體；所述收穫泵，用於將所述微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液抽出；所述車載小型沉降池，用於存放所述收穫泵抽出來的微藻富集藻液； 所述普通車體，用作所述收穫泵和車載小型沉降池的載體，使所述收穫泵 和車載小型沉降池在多個所述微藻培養裝置之間移動。
19、 如權利要求18所述的微藻收穫系統，其特徵在於，還包括 過濾脫水系統，用於對所述微藻收穫車運送過來的微藻富集藻液進行過濾和脫水處理，得到脫水後的藻餅。
20、 一種微藻收穫方法，其特徵在於，包括微藻收穫機沿盛放有微藻藻液的微藻培養裝置上設置的軌道運動，通過其 下方安裝的收穫裝置，過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到所述微藻培養裝 置中的選定區域內；以及微藻收穫車收集所述樣吏藻培養裝置中選定區域內的孩t藻富集藻液。
21、 如權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述收穫工具的形狀和大 小，由所述微藻培養裝置橫截面形狀和微藻的懸浮狀態確定；具體包括若微藻懸浮分布於藻液中，則所述收穫工具的大小等於或略小於微藻培養 裝置橫截面的大小，形狀與所述橫截面相同；若微藻浮於藻^面或沉於藻液的底部，則所述收穫工具的大小和形狀由 微藻分布區域高度及所述微藻培養裝置該高度範圍內的橫截面形狀確定。
22、 如權利要求20所述的方法，其特徵在於，還包括 所述微藻收穫機上設置保證其沿所述微藻培養裝置上設置的軌道運動的導向部件。
23、 如權利要求22所述的方法，其特徵在於，所述收穫工具兩側面及底 部固定安裝有柔性物質，在隨收穫工具移動時，清潔微藻培養裝置的側壁和底 面。
24、 如權利要求23所述的方法，其特徵在於，根據微藻的品種和/或微藻 的大小選取具有不同網孔孔徑的過濾網；所述過濾網的網孔孔徑大小的取值範圍為1 |u m 1000 ju m。
25、 如權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述微藻收穫車收集所述 微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液，具體包括所述微藻收穫車上安裝的收穫泵將所述微藻培養裝置中選定區域內的微 藻富集藻液抽出，存放至所述微藻收穫車上安裝的車載小型沉降池中。
26、 如權利要求25所述的方法，其特徵在於，當所述微藻培養裝置有多 個時，所述微藻收穫車在多個所述微藻培養裝置之間移動，收集各個微藻培養 裝置中選定區域內的微藻富集藻液。
27、 如權利要求20-26任一所述的方法，其特徵在於，還包括 過濾脫水系統對所述微藻收穫車運送過來的微藻富集藻液進行過濾和脫水處理，得到脫7K後的藻餅。
全文摘要
本發明公開了一種微藻收穫方法、系統及微藻收穫機，用於微藻培養裝置中的微藻收穫，該方法包括微藻收穫機沿盛放有微藻藻液的微藻培養裝置上設置的軌道運動，通過其下方安裝的收穫裝置，過濾收集藻液中的微藻，將微藻富集到所述微藻培養裝置中的選定區域內；以及微藻收穫車收集所述微藻培養裝置中選定區域內的微藻富集藻液。上述微藻收穫方法能夠使微藻富集在一個小的區域內進行收集，只需收集微藻收穫裝置中的選定區域內的微藻富集藻液。因為收穫系統緩慢移動，無需循環液體，降低了工作強度，減少了能量消耗，提高了工作效率。
文檔編號C12N1/12GK101597564SQ20091013752
公開日2009年12月9日 申請日期2009年4月28日 優先權日2009年4月28日
發明者涵 張, 朱振旗, 垚 王, 琳 王, 陳洪濤 申請人:新奧科技發展有限公司