一种用于藻类生产的多功能设备制造技术

本申请公开了一种用于藻类生产的多功能设备，用于包括一个或多个光生物反应管的管道式光生物反应器的藻类培养，各反应管具有分支进液管道和分支出液管道，各分支出液管道经由总出液管道通向外部排放装置，各分支进液管道上均设置有可断开及可重新接通该分支进液管道的接头并且经由总进液管道与流体供应源流体连通，本设备包括在所述光生物反应管内移动时保持其前面的和后面的不同流体彼此隔离的收获和清洗构件，该收获和清洗构件能够在接头处被放置到分支进液管道内，并且在动力装置驱动的流体推力下进入相应光生物反应管并且向前移动，经由各分支出液管道和总出液管道被排出本设备。本设备可用于藻液收获、培养设备清洗以及藻液注入功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于藻类生产的多功能设备
本申请涉及一种用于藻类生产的多功能设备，特别是一种集藻液或细胞接种、藻类收获、器械消毒和清洗于一体的设备，主要用于利用管道式光生物反应器进行藻类培养的情形。
技术介绍
管道式光生物反应器是目前常见的一种培养诸如微藻等光生物的装置。这种管道式光生物反应器的光生物反应管通常水平安装，没有坡度，使得在微藻培养完成后依靠藻液自身的重力作用自流收获需要的时间较长，而且藻液收获不彻底，部分液体会积存于管道之中。另外，由于藻液的自流收获方式没有压力驱动，无冲刷作用，所以藻液停留时间长，导致相当一部分藻液停留在管道内壁，这使得光生物反应装置的后期清洗比较困难、需要的化学试剂较多，而且耗水量大。例如，在藻液重力自流完成后，将微藻培养装置充满清水，水中加入大量的化学试剂以杀死残存的微藻，然后将带化学试剂的水排出。再加入清水将残存的带化学试剂的液体稀释，最后将稀释的化学试剂溶液排出，过程非常复杂。总而言之，对于目前的管道式光生物反应器来说，藻液的收获过程和藻类培养装置的清洗过程都需要投入大量的人力和物力，对微藻的大规模培养非常不利。
技术实现思路
本申请的目的是解决前述问题中的至少一个，力求实现缩短微藻的收获周期、提高藻液的收获率、更彻底地清洗光生物反应器、以及节约用水等技术目的中的一个或多个。为此，本申请提供了一种用于藻类生产的多功能设备，集接种、收获、消毒、清洗于一体，其用于管道式光生物反应器的藻类培养，其中，所述管道式光生物反应器包括一个或多个光生物反应管，各光生物反应管具有位于其进液端的分支进液管道和位于其出液端的分支出液管道，各分支出液管道经由上面设置着出液控制总阀的总出液管道通向外部排放装置，各分支进液管道上均设置有可断开及可重新接通该分支进液管道的接头，各分支进液管道经由总进液管道与流体供应源流体连通，其中，所述用于藻类生产的多功能设备包括收获和清洗构件，所述收获和清洗构件在所述光生物反应管内移动时保持其前面的和后面的不同流体彼此隔离，其中，所述用于藻类生产的多功能设备还包括与总进液管道和各分支出液管道都流体连通的动力装置，所述收获和清洗构件能够在各分支进液管道的接头处被放置到相应分支进液管道内，并且在所述动力装置驱动的流体推力下进入相应光生物反应管并且向前移动，经由各分支出液管道和总出液管道被排出所述用于藻类生产的多功能设备。根据一个可行实施方式，所述收获和清洗构件具有略大于光生物反应管的内径的外部尺寸。根据一个可行实施方式，所述收获和清洗构件包括与光生物反应管的内壁接触的软质材料。根据一个可行实施方式，所述收获和清洗构件还包括包含在所述软质材料内的硬质芯体。根据一个可行实施方式，所述收获和清洗构件是不透水的，优选是可重复利用的。根据一个可行实施方式，所述收获和清洗构件具有球形、圆柱形、椭球形或椭圆柱形的外形。根据一个可行实施方式，所述流体供应源位于所述动力装置的上游侧管路上。根据一个可行实施方式，所述流体供应源是曝气罐。根据一个可行实施方式，还包括用于排放除所述管道式光生物反应器之外的至少一个管道内的流体和/或曝气罐内的流体和/或动力装置内的流体的流体自排口。根据一个可行实施方式，所述流体自排口至少包括位于所述流体供应源和所述动力装置之间的一个流体自排口。根据一个可行实施方式，所述流体自排口通向所述外部排放装置或与所述外部排放装置相同的另一外部排放装置。根据一个可行实施方式，在所述流体供应源被注入水的情况下，所述收获和清洗构件被水推动而排出培养完成的藻液；在所述流体供应源被注入藻类培养液的情况下，所述收获和清洗构件被藻类培养液推动而排出水。根据一个可行实施方式，水中含消毒液。根据一个可行实施方式，所述外部排放装置是藻液收集器或废液收集器。根据一个可行实施方式，所述动力装置是泵。根据一个可行实施方式，所述流体供应源通过连接管路与总出液管道连通，流体供应源上游侧的所述连接管路上设置有进口阀门。根据本申请的用于藻类生产的多功能设备的用途包括：管道式光生物反应器内培养的藻液的收获，清洗或消毒所述管道式光生物反应器，用于向所述管道式光生物反应器注入藻类培养液。根据本申请的用于藻类生产的多功能设备的使用方法包括下述步骤：关闭动力装置，关闭各光生物反应管的进液阀和出液阀；排出除所述管道式光生物反应器之外的至少从流体供应源经动力装置至各分支进液管道的路径内的初始流体；对各分支进液管道进行如下操作：断开分支进液管道上的接头，将收获和清洗构件塞入相应分支进液管道，并重新连接接头；在流体供应源内加入不同于上述初始流体的另一流体；打开总出液管道上的出液控制总阀，使总出液管道连通到外部排放装置；关闭流体供应源的上游侧进口阀门，打开各光生物反应管的进液阀和出液阀，开启动力装置，由此，所述另一流体在动力装置的作用下推动收获和清洗构件将各光生物反应管内的初始流体经由相应出液阀、相应分支出液管道、总出液管道以及出液控制总阀排放到外部排放装置；和在所有的收获和清洗构件被经由出液控制总阀排出时，结束程序。根据一个可行实施方式，所述初始流体是培养完成的藻液，所述第二流体是水，所述方法还包括：在第一个收获和清洗构件被推动至出液控制总阀时，关闭出液控制总阀，将作为所述外部排放装置的藻液收集器更换为废液收集器，然后重新打开出液控制总阀。此过程即为藻液收获同时清洗藻液培养装置的过程。根据一个可行实施方式，所述初始流体是水，所述另一流体是藻类培养液，所述外部排放装置是废液收集器。此过程即为新藻类培养液注入过程。根据本申请的思想，在利用根据本申请的用于藻类生产的多功能设备收获藻液时，比靠藻液重力自流进行收获所需的时间节省了70％；藻液和包含消毒液的水被隔离开，不接触，避免了藻液稀释的问题；收获和清洗构件在压力的作用下推动藻液前行，最大可能地减少了藻液沉积，使藻液收获效率最大化；在收获藻液的同时进行光生物反应管道内壁的清洗，缩短了微藻的培养周期，同时节约了成本。本申请的用于藻类生产的多功能设备，通过优化光生物反应器管道系统，增加收获和清洗构件，实现了管道系统的快速收获和清洗并且收获和清洗同步进行，不但耗时短，而且节约用水并且节约化学试剂。附图说明本专利技术的上述优势和其它特征在下面结合附图给出的特殊实施例的描述中变得显而易见。但是，本领域内的技术人员应了解附图中给出的实施例仅仅是示例性和说明性的，不意于限制本专利技术的保护范围。附图中：图1是根据本申请优选实施方式的用于管道式光生物反应器的用于藻类生产的多功能设备的示意图；和图2示出了可在图1所示的用于藻类生产的多功能设备中使用的收获和清洗构件的一个实施例，其中，所述收获和清洗构件被示出位于光生物反应管内。具体实施方式在本申请中，术语“藻类”不仅限于狭义意义上的“藻”类，而是泛指具有相同或类似培养方法或特性的任何光生物。术语“藻类生产”是指培养藻类产业中的藻液接种、培养和收获等主要程序以及清洗、消毒等可选的辅助程序。本申请的设备适用于上述主要程序和辅助程序中的至少一些。本申请总体上涉及一种用于藻类生产的多功能设备。根据本申请的用于藻类生产的多功能设备主要用来向藻类培养装置加注藻类培养液、收获培养完成的藻液、清洗和消毒藻类培养装置等。根据本申请的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于藻类生产的多功能设备，其用于管道式光生物反应器，其中，所述管道式光生物反应器包括一个或多个光生物反应管，各光生物反应管具有位于其进液端的分支进液管道和位于其出液端的分支出液管道，各分支出液管道经由上面设置着出液控制总阀的总出液管道通向外部排放装置，各分支进液管道上均设置有可断开及可重新接通该分支进液管道的接头，各分支进液管道经由总进液管道与流体供应源流体连通，其中，所述用于藻类生产的多功能设备包括收获和清洗构件，所述收获和清洗构件在所述光生物反应管内移动时保持其前面的和后面的不同流体彼此隔离，其中，所述用于藻类生产的多功能设备还包括与总进液管道和各分支出液管道都流体连通的动力装置，所述收获和清洗构件能够在各分支进液管道的接头处被放置到相应分支进液管道内，并且在所述动力装置驱动的流体推力下进入相应光生物反应管并且向前移动，经由各分支出液管道和总出液管道被排出所述用于藻类生产的多功能设备。

【技术特征摘要】
1.一种用于藻类生产的多功能设备，其用于管道式光生物反应器，其中，所述管道式光生物反应器包括一个或多个光生物反应管，各光生物反应管具有位于其进液端的分支进液管道和位于其出液端的分支出液管道，各分支出液管道经由上面设置着出液控制总阀的总出液管道通向外部排放装置，各分支进液管道上均设置有可断开及可重新接通该分支进液管道的接头，各分支进液管道经由总进液管道与流体供应源流体连通，其中，所述用于藻类生产的多功能设备包括收获和清洗构件，所述收获和清洗构件在所述光生物反应管内移动时保持其前面的和后面的不同流体彼此隔离，其中，所述用于藻类生产的多功能设备还包括与总进液管道和各分支出液管道都流体连通的动力装置，所述收获和清洗构件能够在各分支进液管道的接头处被放置到相应分支进液管道内，并且在所述动力装置驱动的流体推力下进入相应光生物反应管并且向前移动，经由各分支出液管道和总出液管道被排出所述用于藻类生产的多功能设备。2.根据权利要求1所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述收获和清洗构件具有略大于光生物反应管的内径的外部尺寸。3.根据权利要求2所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述收获和清洗构件包括与光生物反应管的内壁接触的软质材料。4.根据权利要求3所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述收获和清洗构件还包括包含在所述软质材料内的硬质芯体。5.根据权利要求4所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述收获和清洗构件是不透水的。6.根据权利要求5所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述收获和清洗构件具有球形、圆柱形、椭球形或椭圆柱形的外形。7.根据权利要求1-6中任一所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述流体供应源位于所述动力装置的上游侧管路上。8.根据权利要求7所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述流体供应源是曝气罐。9.根据权利要求8所述的用于藻类生产的多功能设备，还包括用于排放除所述管道式光生物反应器之外的至少一个管道内的流体和/或曝气罐内的流体和/或动力装置内的流体的流体自排口。10.根据权利要求9所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述流体自排口至少包括位于所述流体供应源和所述动力装置之间的一个流体自排口。11.根据权利要求10所述的用于藻类生产的多功能设备，其中，所述流体自排口通向所述外部排放装置或与所述外部排放装置相同的另一外部排放装置。12.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡强，王利存，喻正保，
申请(专利权)人：国家开发投资公司，中国电子工程设计院，
类型：发明
国别省市：北京,11