螺旋藻光合反應器的製作方法
2023-10-05 11:09:54
專利名稱：螺旋藻光合反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及微藻培育生產之裝置，特別涉及適用於螺旋藻光合反應與藻生物質的培養生產的裝置。
藍藻螺旋藻(Blue-green Alga，Spirulina Spp.)是一種新穎微生物蛋白質資源。該藻由於含有很高的蛋白質、胺基酸、維生素、不飽和脂肪酸、多糖和礦物質等多種人體需要的營養素，被聯合國糧農組織(FAO)、工業發展組織(UNIDO)等推薦為「人類最理想的食品」。1985年，以本發明人為首的江西省農科院螺旋藻課題研究組，率先建立了我國第一座工廠化大池培養生產系統。此後，類似的裝置在全國推廣。大池培養存在佔地面積大、投資成本高、能耗大以及常年生產受氣侯影響等問題。近年，CN1098246A推出一種螺旋藻生產方法及裝置，它採用溝渠加攪拌方法；另有一種CN2084288U螺旋藻閉式流水線繁育裝置，它採用透明塑膜管，在管內通空氣的方法。這些方法與常規大池生產制式相比，前者仍然存在佔地面積大，生產受氣侯條件影響等問題；後者仍未解決在螺旋藻培養時，由於藻細胞光合產氧發生的蓄積氧中毒問題，以及管道在夏季高溫時散熱困難及冬季保溫困難等技術問題。以上制式還由於管道呈平面鋪設，只有上層單面可受光，因此仍存在受光面積小，光能利用率不高等問題。
本實用新型的目的，在於克服已有螺旋藻生產技術制式中存在的上述問題，設計出一種佔地面積很小，能控制溫度和光照，可全天侯生產，能進行高效率光合作用，能及時供給並充分利用二氧化碳，能及時排出光合反應過程中產生的氧氣的光合反應器。以該反應器多單元組合，可進行大生物量連續生產，尤其適用於生產高品位食品、醫藥級螺旋藻的工業化裝置。
本實用新型的目的採用如下設計實施本實用新型的光合反應器由光合反應塔與立體雙排平螺旋式管道構成。該反應器的塔身與管道由高度透光材料構成。在塔身頂部設有排氣孔用以排除氧氣，出液管上端由塔上部引入反應管道，出液管下端置於塔的中下部，進液管從塔的上部引入塔中，塔中部設鼓泡板，在塔下部設熱交換器，在塔底部設有CO2注氣管，本設計採取立體雙排平螺旋式封閉循環管道，配有抽吸泵，出液閥及排液口。
本實用新型的效果顯著，它克服了常規大池生產制式佔地面積大，能耗大，產率低，且不能金天候生產的弊端。它能全方位利用自然光提供光合反應所需的光能、充分滿足藻細胞對CO2的需要，並能及時排出有害的培養液中的溶解氧，還由於設有冷/熱交換器控制溫度，故生產效率高，該反應器由於是全封閉式循環連續生產培養，可以杜絕一切外界異生物和各種化學汙染因子的侵染。故衛生條件好，特別適用於生產高品位食品、醫藥級產品。
圖面說明
圖1.本實用新型光合反應器示意圖。
以下結合附圖與實施例進一步說明本實用新型。
實施例1.
1、排氣孔 2、出液管3、進液管 4、塔5、鼓泡板 6、進氣口7、冷/熱水出口8、熱交換器9、冷/熱水進口10、CO2注氣管
11、抽液閥12、抽吸泵13、排液口14、出液閥15、平螺旋式管道由圖可見，該反應器由反應塔與雙排平螺旋式反應管道構成(圖中省略管道的中間部份)。反應器塔身及管道由高透光率材料構成。在塔4的頂部設有排氣孔，用以排除光合反應中所產生的氧，出液管2上端從塔上部引入反應管道，下端置於塔中下部，進液管3在塔4的上部引入塔中，塔4中間部設有鼓泡板5，在塔4下部設有熱交換器8，在塔底部設有CO2注氣管10，立體雙排平螺旋式封閉管道15上下端與反應塔相連，在螺旋管道15的最底部管道上設有排液口13、抽液閥11及抽吸泵12。
本實用新型光合反應器的運行過程如下在立式雙排平螺旋式管道15中積極進行光合反應的培養藻與藻液，流經底部抽液閥11，進入抽吸泵12，通過進液管3，抽至反應塔4的上部，淋注而下。螺旋藻藻液在塔4中部，受到由進氣孔6進入的氣體(通過鼓泡板5向上噴氣攪動)，迅速排除培養液中的氧氣。反應塔4同時還繼續提供藻生長繁殖所需的光能及由CO2注氣管10進入的大量CO2氣，使光合反應活躍進行。夏季，在光合反應器中蓄積的大量熱量，通過熱交換器8的吸熱(由下部進水管9送進冷水)後，從上部出水口流出。光合反應器中的培養液經過出液管2，排液閥14進入到平螺旋式管道15中。在管道15內，螺旋藻活躍進行生長繁殖，細胞大量增殖和產生大量氧氣，培養液從雙排平螺旋式管道15的上口流向底層管，然後經抽吸泵再次流入反應塔，周而復始循環。當培養藻達到一定光密度時，可從底層管排液口13排出採收。
權利要求1.一種螺旋藻光合反應器，由反應塔(4)管道(15)和抽吸泵(12)構成，其特徵是在塔(4)的頂部設有排氣孔，出液管(2)上端從塔上部引入反應管道，下端置於塔中下部，進液管(3)在塔(4)的上部引入塔中，塔(4)的中間部設有鼓泡板(5)，在塔(4)下部設有冷/熱交換器(8)，在塔底部設有CO2注氣管(10)，塔身與立式管道(15)相連，管道(15)的最底部管道上設有排液口(13)、抽液閥(11)和抽吸泵(12)。
2.根據權利要求1所述的光合反應器，其特徵在於管道(15)採用立體雙排平螺旋式封閉結構。
3.根據權利要求1、2所述的光合反應器，其特徵在於塔身(4)及雙排平螺旋式管道(15)由透光材料構成。
專利摘要本實用新型涉及微藻培育生產之裝置，特別涉及適用於螺旋藻光合反應與藻生物質的培養生產的裝置。它由透光反應塔和立式雙排平螺旋式管道構成。在反應塔頂部設有排氣孔，中部設有鼓泡板，下部設熱交換器，底部設CO
文檔編號C12M1/42GK2234443SQ9521950
公開日1996年9月4日 申請日期1995年7月31日 優先權日1995年7月31日
發明者繆堅人 申請人:繆堅人