一種內置光微藻培育反應器的製造方法
2023-05-07 10:17:41 1
一種內置光微藻培育反應器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種內置光微藻培育反應器，設有光反應器罐體，光反應器罐體的外形為直立式圓柱形筒體，圓柱形筒體直徑與高度之比為1：2.5，在圓柱形筒體上設有進料口、出料口、中央人孔、觀察孔、出氣口、傳感器接口和取樣孔，所述進料口和出氣口分別設置在圓柱形筒體的上部側面，觀察孔在圓柱形筒體上呈豎向排列，傳感器接口設置在圓柱形筒體的中部位置，圓柱形筒體的內部設有傳感器。本實用新型全封閉，能自由控制光照、溫度、PH、溶氧、營養鹽等參數，設有內置光源，可以集中利用光源，攪拌機構先進，結構簡單，造價較低。
【專利說明】一種內置光微藻培育反應器
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於水產養殖【技術領域】，具體涉及一種內置光微藻培育反應器。
【背景技術】
[0002] 生物反應器是生物工程技術的重要工具，往往一種反應器的發明可推動一個產業 的發展。微藻產業是目前快速發展的新興產業，各種不同的微藻可以提供新型優質蛋白產 品、保健產品、醫藥產品和能源產品等，但目前微藻規模化培養主要是在敞開式的跑道池進 行，其缺點很多：跑道池難以避免細菌、真菌，其他速成雜藻和原生動物的汙染和捕食，嚴重 影響質量；由於季節氣候和晝夜等自然條件的變化對產量的影響；跑道池要佔用大量的土 地，且易受周圍環境的影響。大規模的跑道水池培育，由於光照、溫度等不恆定，管理十分困 難。上述四項，成為微藻進一步擴大產能和產業生產的制約因素，因此一種應用於產業化大 容量封閉式的光生物反應器成為規模化生產的必備條件之一。目前國內外全封閉光生物反 應器主要有立柱式、平板式和管式等類型，均為中小型，外置控制光源難以光照控制、溫度 難以達到產業化的要求。
【發明內容】
[0003]
[0004] 本實用新型克服了現有技術的不足，提出了一種內置光微藻培育反應器，所述反 應器全封閉，避免上述種種因素的影響，光照、溫度、PH、溶氧、營養鹽等可以自由控制，可完 全避免細菌、雜菌、原生物的汙染。內置光源，可以集中的利用光源，使光源全部利用，避免 光源擴散或光汙染的缺陷。氣霧式柔性攪拌，而不用機械螺旋漿攪拌器，可以充氣與攪拌合 二為一，同時光源可自由設定，不受攪拌器的影響。與通用型生物反應器比較，結構簡單，造 價較低。通用性強，在必要時也可作為通用型生物反應器使用。
[0005] 本實用新型的技術方案為：一種內置光微藻培育反應器，設有光反應器罐體，光 反應器罐體的外形為直立式圓柱形筒體，圓柱形筒體直徑與高度之比為1 :2. 5,在圓柱形 筒體上設有進料口、出料口、中央人孔、觀察孔、出氣口、傳感器接口和取樣孔，所述進料口 和出氣口分別設置在圓柱形筒體的上部側面，觀察孔在圓柱形筒體上呈堅向排列，傳感器 接口設置在圓柱形筒體的中部位置，圓柱形筒體的內部設有傳感器，傳感器接口與傳感器 相連接，傳感器包括壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器通過信號線 與氣霧攪拌結構相連接，出料口設置在圓柱形筒體的底部位置，在圓柱形筒體內部設有光 柱支架和氣霧攪拌結構，所述光柱支架水平設置在圓柱形筒體的中部位置，氣霧攪拌結構 水平設置在圓柱形筒體的底部，在圓柱形筒體的上方設有上封頭，在上封頭的上方設有上 蓋；所述光柱支架包括十字支架和環形支架，環形支架呈圓形，在環形支架的圓周上設有等 間距排列的光柱穿入孔，所述十字支架和環形支架焊接在一個平面上，在所述上封頭上設 有環形蓋板和所述十字支架，在環形蓋板的外圓周上設有所述的光柱穿入孔，環形蓋板的 中心為所述中央人孔，環形蓋板和所述十字支架焊接在一個平面上，在所述光柱穿入孔內 穿有光柱，所述光柱的頂端通過燈柱導線與一個電源導線相連接，所述電源導線與一個光 伏控制器相連接，所述光伏控制器設置在所述中央人孔內，氣霧攪拌結構包括微孔噴霧器、 固定架和接管，所述微孔噴霧器環繞在所述固定架上，所述接管與微孔噴霧器的初始端相 連接，在圓柱形筒體的圓周上纏繞有蛇形加熱盤管，所述蛇形加熱盤管與氣霧攪拌結構相 連通。
[0006] 所述固定架的中心設有一個固定環，在固定環的圓周上等間距焊接若干散射支 架，所述散射支架以固定環的圓心為中心向外散射，所述散射支架與固定環在一個平面上。
[0007] 所述光柱包括玻璃管、燈帶導線和燈帶，所述燈帶設置在玻璃管內部，所述燈帶導 線與燈帶相連接，所述燈帶由LED堅直串聯排列在一起組成。
[0008] 本實用新型具有如下有益效果：
[0009] 本實用新型全封閉，多數參數如，光照、溫度、PH、溶氧、營養鹽等可以自由控制，可 完全避免細菌、雜菌、原生物的汙染。內置光源，可以集中的利用光源，避免光源擴散或光汙 染的缺陷。氣霧式柔性攪拌，而不用機械螺旋漿攪拌器，可以充氣與攪拌合二為一，同時光 源可自由設定，不受攪拌器的影響。與通用型生物反應器比較，結構簡單，造價較低。
【專利附圖】
【附圖說明】 [0010] ：
[0011] 圖1是本實用新型的外部結構示意圖；
[0012] 圖2是本實用新型的光柱結構示意圖；
[0013] 圖3是本實用新型的氣霧攪拌結構示意圖；
[0014] 圖4是本實用新型的內部結構示意圖；
[0015] 圖5是本實用新型的上封頭結構示意圖；
[0016] 圖6是本實用新型的光柱支架結構示意圖。
[0017] 圖中，1、光反應器罐體；2、觀察孔；3、上封頭；4、上蓋；5、進料口；6、傳感器接口； 7、出氣口；8、出料口；9、燈帶導線；10、玻璃管封口；11、玻璃管；12、LED ;13、燈帶；14、微孔 噴霧器；15、固定架；16、接管；17、電源導線；18、光伏控制器；19、燈柱導線；20、光柱支架； 21、蛇形加熱盤管；22、氣霧攪拌結構；23、環形蓋板；24、中央人孔；25、光柱穿入孔；26、十 字支架；27、環形支架；28、光柱。
【具體實施方式】 [0018] ：
[0019] 參見圖1至圖6所示，本實用新型設有光反應器罐體1，光反應器罐體1的外形為 直立式圓柱形筒體，圓柱形筒體直徑與高度之比為1 :2. 5,在圓柱形筒體上設有進料口 5、 出料口 8、中央人孔、觀察孔2、出氣口 7、傳感器接口和取樣孔，所述進料口 5和出氣口 7分 別設置在圓柱形筒體的上部側面，多個觀察孔2在圓柱形筒體上呈堅向排列，傳感器接口 6 設置在圓柱形筒體的中部位置，圓柱形筒體的內部設有傳感器，傳感器接口 6與傳感器相 連接，傳感器包括若干壓力傳感器和若干溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器通過 信號線與氣霧攪拌結構22相連接，出料口 8設置在圓柱形筒體的底部位置，在圓柱形筒體 內部還設有光柱支架20和氣霧攪拌結構22,所述光柱支架20水平設置在圓柱形筒體的中 部位置，氣霧攪拌結構22水平設置在圓柱形筒體的底部，在圓柱形筒體的上方設有上封頭 3,在上封頭3的上方設有上蓋4 ;所述光柱支架20包括十字支架26和環形支架27,環形支 架27呈圓形，在環形支架27的圓周上設有等間距排列的光柱穿入孔25,所述十字支架26 和環形支架27焊接在一個平面上，在所述上封頭3上設有環形蓋板23和所述十字支架26， 在環形蓋板23的外圓周上設有所述的光柱穿入孔25,環形蓋板23的中心為所述中央人孔 24,環形蓋板23和所述十字支架26焊接在一個平面上，在所述光柱穿入孔25內穿有光柱 28,所述光柱28的頂端通過燈柱導線19與一個電源導線17相連接，所述電源導線17與一 個光伏控制器18相連接，所述光伏控制器18設置在所述中央人孔24內，氣霧攪拌結構22 包括微孔噴霧器14、固定架15和接管16,所述微孔噴霧器14環繞在所述固定架15上，所 述接管16與微孔噴霧器14的初始端相連接，在圓柱形筒體的圓周上纏繞有蛇形加熱盤管 21，所述蛇形加熱盤管21與氣霧攪拌結構22相連通，氣霧攪拌結構22可控制蛇形加熱盤 管21的加熱，也可使得自身進行攪拌。
[0020] 所述固定架15的中心設有一個固定環，在固定環的圓周上等間距焊接若干散射支 架，所述散射支架以固定環的圓心為中心向外散射，所述散射支架與固定環在一個平面上。
[0021] 所述光柱28包括玻璃管11、燈帶導線9和燈帶13,所述燈帶13設置在玻璃管11 內部，所述燈帶導線9與燈帶13相連接，所述燈帶13由LED12堅直串聯排列在一起組成， 玻璃管封口 10設置在玻璃管11的頂部。本實用新型可工作在消毒接種和微藻培育階段兩 個模式，工作原理為：
[0022] 1、本實用新型用於消毒接種
[0023] 1)光反應器罐體1消毒後，從進料口 5泵入培養微藻用常規的過濾水，至定容後， 從進料口5加入化學消毒劑；
[0024] 2)開啟氣霧攪拌結構22攪拌5分鐘，使化學消毒劑充分攪拌均勻後，關機並關閉 全部與光反應器罐體1的外部相連接的罐口，靜止12小時；
[0025] 3)從進料口 5加入餘毒清除劑，開啟出氣口 7和氣霧攪拌結構22,強烈曝氣10 分鐘，使餘毒物質徹底清除或中和失效後，從進料口 5加入經過高溫消毒的培養劑，攪拌均 勻，同時開啟氣霧攪拌結構22內的控溫系統，使培養劑溫度調節至預設的溫度。
[0026] 4)從進料口 5接入藻種後，關閉進料口 5 ;
[0027] 5)開啟氣霧攪拌結構22和出氣口 7,調節至微霧進氣量與出氣達到平衡，壓力傳 感器使罐內氣壓稍高於外界氣壓；
[0028] 6)開啟光伏控制器18的光源，使光照強度調節至預設的強度，進入微藻培育階 段。
[0029] 2、本實用新型用於微藻培育階段，微藻培育周期較長，培育階段對各項參數進入 調節。
[0030] 1)溫度調節：由於晝夜溫差，天氣變化，可用溫度調節系統調節；
[0031] 2)由於微藻的生長繁殖，藻體增加，基於藻體的遮光作用，可以微調增加光照強 度；
[0032] 3)培養過程中由於光合作用導致二氧化碳的消耗，可從氣霧攪拌結構中增加二氧 化碳；
[0033] 4) PH的變化可以用酸鹼罐調節；
[0034] 5)營養物的消耗可以由光反應器罐體1加營養劑；
[0035] 6)總之可以調節至微藻培育的最適培養條件，當雨生紅球藻培育時，在營養細胞 對數生長期早期，加強光照，增加溫度和補料時調節培養劑配方，為雨生紅球藻增加蝦青素 的積累；
[0036] 7)當藻體生長至預設生物量或活性物質達到預設的量時，打開出料口 5出料，培 育過程結束。
【權利要求】
1. 一種內置光微藻培育反應器，其特徵是：設有光反應器罐體，光反應器罐體的外形 為直立式圓柱形筒體，圓柱形筒體直徑與高度之比為1 :2. 5,在圓柱形筒體上設有進料口、 出料口、中央人孔、觀察孔、出氣口、傳感器接口和取樣孔，所述進料口和出氣口分別設置在 圓柱形筒體的上部側面，觀察孔在圓柱形筒體上呈堅向排列，傳感器接口設置在圓柱形筒 體的中部位置，圓柱形筒體的內部設有傳感器，傳感器接口與傳感器相連接，傳感器包括壓 力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器通過信號線與氣霧攪拌結構相連 接，出料口設置在圓柱形筒體的底部位置，在圓柱形筒體內部設有光柱支架和氣霧攪拌結 構，所述光柱支架水平設置在圓柱形筒體的中部位置，氣霧攪拌結構水平設置在圓柱形筒 體的底部，在圓柱形筒體的上方設有上封頭，在上封頭的上方設有上蓋；所述光柱支架包括 十字支架和環形支架，環形支架呈圓形，在環形支架的圓周上設有等間距排列的光柱穿入 孔，所述十字支架和環形支架焊接在一個平面上，在所述上封頭上設有環形蓋板和所述十 字支架，在環形蓋板的外圓周上設有所述的光柱穿入孔，環形蓋板的中心為所述中央人孔， 環形蓋板和所述十字支架焊接在一個平面上，在所述光柱穿入孔內穿有光柱，所述光柱的 頂端通過燈柱導線與一個電源導線相連接，所述電源導線與一個光伏控制器相連接，所述 光伏控制器設置在所述中央人孔內，氣霧攪拌結構包括微孔噴霧器、固定架和接管，所述微 孔噴霧器環繞在所述固定架上，所述接管與微孔噴霧器的初始端相連接，在圓柱形筒體的 圓周上纏繞有蛇形加熱盤管，所述蛇形加熱盤管與氣霧攪拌結構相連通。
2. 根據權利要求1所述的內置光微藻培育反應器，其特徵是：所述固定架的中心設有 一個固定環，在固定環的圓周上等間距焊接若干散射支架，所述散射支架以固定環的圓心 為中心向外散射，所述散射支架與固定環在一個平面上。
3. 根據權利要求1所述的內置光微藻培育反應器，其特徵是：所述光柱包括玻璃管、燈 帶導線和燈帶，所述燈帶設置在玻璃管內部，所述燈帶導線與燈帶相連接，所述燈帶由LED 堅直串聯排列在一起組成。
【文檔編號】C12M1/34GK203999589SQ201420469592
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】花勃 申請人:青島中科海水處理有限公司