一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器的製作方法

2023-09-16 11:28:30 2

專利名稱：一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器的製作方法
技術領域：
本發明屬於可再生生物能源領域，涉及產油固碳微藻的培養技術，更加具體地說，涉及一種有內置曝氣相切套管的可增強反應器中氣液傳質和光能利用率的封閉式半連續培養裝置，可用於培養微藻、生產相關產品或提供水產養殖餌料等。
背景技術：
能源危機、溫室效應與環境汙染使得化石能源的替代成為必然。眾多研究表明，藻類生物在高效固碳製取生物燃料方面具有很大潛力。文獻報導(Kong ffeibao, HuaShaofeng, Song Hao, Xia Chungu. Progress on biodiesel production usingmicroalgae [J]. Chinese Oils and Fats 2010; 35:51-56),微藻在合成油脂的同時還可以高效固碳，地球上生物每年通過光合作用可固定8 X 101(lt碳，生產14. 6 X 101(lt生物質，其中一半以上應歸功於藻類光合作用。因此，光合作用效率高、含油量高、生長周期短、油脂面積 產率高的固碳微藻能源化利用技術受到普遍關注。能源微藻的高效培養是微藻能源規模化製備的關鍵環節之一。常用的微藻培養系統可分成四類跑道池、板式光生物反應器、柱式光生物反應器、管式光生物反應器。表I為四種常用微藻培養系統的特點比較。表I :四種常用微藻培養系統的特點
權利要求
1.一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，包括透明外管和內置曝氣管，其特徵在於， 所述內置曝氣管管徑為外管管徑的三分之一到一半，且與透明外管相切於外管底部，所述內置曝氣管的管壁底部去除圓弧，與部分外管管壁形成內管管腔；所述內置曝氣管管壁的背光處對稱設置有曝氣孔； 所述透明外管的上方設置有排氣管；所述透明外管和內置曝氣管通過兩端設置的法蘭進行密封； 所述透明外管的一端法蘭設置有進液管，在另一端法蘭設置有出液管，用於向透明外管中進出培養液； 所述內置曝氣管的一端法蘭設置有進氣管，另一端法蘭設置有高壓排氣閥。
2.根據權利要求I所述的一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，其特徵在於，所述內置曝氣管的管壁底部去除的圓弧對應圓心角為40— 60°，採用玻璃擋板進行內外連接。
3.根據權利要求I所述的一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，其特徵在於，所述內置曝氣管的管壁底部去除的圓弧對應圓心角為60°。
4.根據權利要求I所述的一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，其特徵在於，排氣管的直徑可選擇3(Tl00mm，以直徑30mm的排氣管為例，在通氣量為IOL/min下，每隔I米設置一個，以免氣體堆積破環速度場。
5.根據權利要求I所述的一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，其特徵在於，曝氣管上曝氣孔的大小為直徑O. 54mm,開孔方向為背光處,曝氣管與光照方向夾角為30°飛0°，可優選60度，即曝氣孔的位置位於內管管徑的水平直徑之下，與內管圓心的連線與垂直直徑的夾角為30度-60度，密度可選擇在每米5-20個。
6.根據權利要求I所述的一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，其特徵在於，曝氣管與光照方向夾角為60度。
7.根據權利要求I所述的一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，其特徵在於，透明外管的管徑為5(T300mm，材料可以為透光性好的玻璃、有機玻璃、樹脂或者塑料。
8.根據權利要求I所述的一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，其特徵在於，所述內置曝氣管的管徑為2(Tl50mm，其材料可以為透光性好的玻璃、有機玻璃、樹脂或者塑料，也可以為了打孔方便採用一些不透光材料，剖光鋁管等，管壁厚度為·5 15mm。
全文摘要
本發明公開了一種適於微藻高效培養的相切套管內置曝氣光生物反應器，包括透明相切套管、進出液結構和進出氣結構，所述透明相切套管包括透明外管和內置的透明開孔曝氣管，透明相切套管的兩端設有法蘭，通過法蘭將透明外管和內置的透明開孔曝氣管進行密封；在透明外管的一端設置有進液口，在另一端設置有出液口，用於向透明外管中進出培養液；在內置曝氣管一端連接進氣管，另一端設置有高壓排氣閥，所述內置曝氣管的側壁上面設置有曝氣孔，所述透明外管的上方設置有排氣管。本發明吸取柱式光生物反應器的優點，採用曝氣擾流，即強化傳熱傳質，又促成了光暗循環；並通過通氣中CO2的含量來動態調節培養液pH，改善了微藻的培養環境。
文檔編號C12M1/00GK102911856SQ20121042285
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者楊俊紅, 張雯雯, 趙軍, 馮遠徵 申請人:天津大學