本实用新型专利技术涉及微藻培养光生物反应器领域。本实用新型专利技术的软体板式光生物反应器，包括流道，还包括反应器培养液入口(1)、反应器培养液出口(2)、主体薄膜(5)、筋板(6)和拉带(7)，流道之间由筋板(6)分隔；反应器培养液入口(1)与流道培养液入口(8)形成反应器培养液入口腔(10)，反应器培养液出口(2)与流道培养液出口(9)形成反应器培养液出口腔(11)；所述反应器培养液入口腔(10)和/或反应器培养液出口腔(11)内设有一拉带(7)。本实用新型专利技术优化了光生物反应器的整体结构；提高了软体板式光生物反应器的使用寿命；降低了光生物反应器因老化、应力等原因导致破裂的危险。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及微藻培养光生物反应器领域。本技术的软体板式光生物反应器，包括流道，还包括反应器培养液入口(1)、反应器培养液出口(2)、主体薄膜(5)、筋板(6)和拉带(7)，流道之间由筋板(6)分隔；反应器培养液入口(1)与流道培养液入口(8)形成反应器培养液入口腔(10)，反应器培养液出口(2)与流道培养液出口(9)形成反应器培养液出口腔(11)；所述反应器培养液入口腔(10)和/或反应器培养液出口腔(11)内设有一拉带(7)。本技术优化了光生物反应器的整体结构；提高了软体板式光生物反应器的使用寿命；降低了光生物反应器因老化、应力等原因导致破裂的危险。【专利说明】一种软体板式光生物反应器
本技术涉及微藻培养光生物反应器领域，具体地，本技术涉及一种内部增强、多流道并联的软体板式光生物反应器。
技术介绍
随着化石能源的日益枯竭和环境污染的日益严重，人们开始寻找新的替代能源。作为一种能有效地利用光能将h20、CO2和无机盐转化为有机资源的光能自养型单细胞生物，微藻具有油脂含量高、生长周期短、产量高的优点，在世界范围内受到了越来越多的关注，被认为是一种最有前途的生物能源原料。此外，微藻还含有人类所必需的蛋白质、碳水化合物、多不饱和脂肪酸以及其它生物活性物质。 微藻产业发展的前提条件是进行规模化培养，从而获得充足的生物质原料。微藻大规模培养可以分为开放式和封闭式。开放式微藻培养是指各种开放池，经过多年发展，已应用于商业化微藻大规模培养中(Borowitzka L.T., B1resourceTechnology, 1991，38:251-252)，它具有技术简单、投资低廉等特点，在螺旋藻、小球藻和盐藻的大规模培养中取得了良好的效果。但它同时存在培养条件不稳定、单位体积产率低、光能利用率低、不易保持纯种培养等缺点。 封闭式培养是指采用多种形式(如柱式、管式和板式)的封闭式光生物反应器。与开放式培养相比，封闭式培养不容易受污染、节约水资源、培养密度高、收获成本低，缺点是投资成本高(Pulz 0., Applied Microb1logy and B1technology, 2001, 57:287-293 ；Lee Y-K., Journal of Applied Phycology,2001, 13:307-315 ；Tsygankov A.A., AppliedB1chemistry and Microb1logy, 2001，37 (4): 333-341)。为了克服封闭式培养成本高的缺陷，一方面需要通过优化光生物反应器设计，提高光能利用率，从而大幅度提高产率；另一方面则需要降低光生物反应器的投资成本以及培养所需的材料、能耗成本。 传统的光生物反应器多采用玻璃或者不锈钢等材质制造，它们稳定性以及耐久性高,但成本过高,难于大规模应用。因此,低成本光生物反应器引起了人们越来越多的重视，并且越来越多的应用于微藻的大规模培养(Tredici M.R.et al, B1technolB1eng, 2009, 102, 100-112.；Bergmann P.et al, Chem Ing Tech, 2013, 85, 202-205 ；ffillson, B.,2009,do1:10.1088/1755-1307/6/9/192015 ；Yoo J.J.et al, B1process B1systEng, 2013，36，729-736)。这类光生物反应器多采用软体透光薄膜材料制成，易于批量制造，建设施工简单，与传统光生物反应器相比，成本大为降低。 光生物反应器的优化则主要是通过强化培养液的混合，使藻细胞在光区与暗区之间高频率来回穿梭，实现闪光效应，从而提高光生物反应器的光能利用率和藻细胞的产量。闪光效应是光自养生物普遍存在的一种现象，即，当藻细胞在光生物反应器的光区与暗区之间来回穿梭，就可使得接受过光照的藻细胞及时进入暗区进行暗反应，同时使得完成了暗反应的藻细胞回到光区再次接受光照，这样就使得进入光生物反应器的光量子被充分利用。如果藻细胞以特定频率(通常高于IHz的频率)在光生物反应器的光区与暗区频繁置换时，会产生“闪光效应”，光能的利用率会得到很大提高(Janssen M, Slenders P, TramperJ, et al., Enzyme Microbial Technology, 2001, 29:298 ?305 ;Matthijs H.C.P, BalkeH, Mur L.R, et al., B1technology and B1engineering, 1996，50:98-107 ;Xue S.Z, SuZ.F, Cong W, Journal of B1technology, 2011，151 (3)，271-277)。 通过一定内部结构的设计可以强化培养液的混合，其中在光生物反应器内加入静态混合器或者挡板，不仅可以强化培养液的混合，也可以实现微藻细胞的闪光效应。中国专利CN 201010193837.4提供了一种具有特定内部结构的板式光生物反应器，其通过在生物反应器内壁的光照面和无光面沿着培养液流动方向设置挡板使藻液呈螺旋形流动，以实现藻细胞在光生物反应器的光区与暗区之间的来回穿梭，发挥藻细胞的“闪光效应”，从而提高微藻规模培养的光能利用率和提高微藻细胞的产量。但用软体材料制作多个流道的此种光生物反应器时，存在着受力集中部位，使得反应器容易破裂，降低了光生物反应器的使用寿命，而且各个流道培养液入口距离反应器培养液入口的距离不同(如CN201010193837.4说明书附图3所示)，导致各个流道内培养液流速和流动状况有差异，使得光生物反应器内部分流道光能利用率较低，从而影响了微藻培养时光生物反应器整体的光能利用率和微藻细胞的产量。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述问题，提供一种内部增强的、多流道并联的、各流道流速一致的软体板式光生物反应器，以解决专利CN201010193837.4所述的软体板式光生物反应器存在的容易破裂、不同流道内培养液流速有差异等问题。 本技术的软体板式光生物反应器整体结构如图1所示，除了具备CN201010193837.4所述的板式光生物反应器特征外，即一个流道或者至少二个相互并联的流道，所述每一流道包括: -至少2块上挡板3，设置于光照面的内壁面上； -至少2块下挡板4，设置于无光面的内壁面上； 其中，上挡板和下挡板的长度方向与培养液流动方向的夹角大小为20?70度，且夹角方向相反； 还包括:反应器培养液入口 1、反应器培养液出口 2、主体薄膜5、筋板6、拉带7， 所述流道之间由筋板6分隔，所述筋板6为软体板式光生物反应器整体成型中光照面和无光面的主体薄膜5被直接粘结或焊接形成的粘结缝或焊接缝，起分隔板作用。 所述的反应器培养液入口 I和反应器培养液出口 2分别成对角设置于软体板式光生物反应器上流道培养液入口 8 —端和流道培养液出口 9 一端，反应器培养液入口 I与流道培养液入口 8形成反应器培养液入口腔10，反应器培养液出口 2与流道培养液出口 9本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种软体板式光生物反应器，包括一个流道或者至少二个相互并联的流道，所述每一流道包括：‑至少2块上挡板(3)，设置于光照面的内壁面上；‑至少2块下挡板(4)，设置于无光面的内壁面上；其中，上挡板(3)和下挡板(4)的长度方向与培养液流动方向的夹角大小为20～70度，且夹角方向相反；所述软体板式光生物反应器还包括反应器培养液入口(1)、反应器培养液出口(2)、主体薄膜(5)、筋板(6)和拉带(7)，其特征在于，所述流道之间由筋板(6)分隔，所述筋板(6)为软体板式光生物反应器整体成型中光照面和无光面的主体薄膜(5)被直接粘结或焊接形成的粘结缝或焊接缝；所述的反应器培养液入口(1)和反应器培养液出口(2)分别成对角设置于软体板式光生物反应器上流道培养液入口(8)一端和流道培养液出口(9)一端，反应器培养液入口(1)与流道培养液入口(8)形成反应器培养液入口腔(10)，反应器培养液出口(2)与流道培养液出口(9)形成反应器培养液出口腔(11)；所述反应器培养液入口腔(10)和/或反应器培养液出口腔(11)内设有一拉带(7)，所述拉带(7)为一软体薄膜，其上下边缘被直接粘结或焊接在光生物反应器内壁上。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丛威，颜成虎，张庆华，花凯，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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