用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，包括：反应釜，所述反应釜上部沿反应釜圆周内壁设有密封环；增压单元，所述增压单元设置在所述反应釜上部；供气单元，其包括奇数个供气单元，其放置在反应釜底部，多个供气单元通过

Carbon dioxide gas fixing device for microalgae culture

【技术实现步骤摘要】
用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置
本专利技术涉及一种生物培养装置领域。更具体地说，本专利技术涉及一种用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置。
技术介绍
微藻(microalgae)是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小的藻类群体，是有叶绿素a并能进行光合作用的微生物的总称。而微藻培养可分为光自养及非光自养(异养/兼养)，其中非光自养具有设备要求高，环境要求高，发酵原料贵等缺点，而导致异养/兼养成本居高不下且极易污染。而光自养在大规模开放系统中以遇见的瓶颈之一是CO2浪费严重，在跑道池中直接通入CO2，而CO2在水中溶解度极低，造成大量CO2逃逸，损失严重，若单纯采用加压模式，则又引起更多成本投入，而CO2的化学吸收法作为目前工业上主要应用方法，其吸收容量大，吸收速度较快，成本相对低廉，非常适合对现有的燃煤电厂进行脱碳改进，若结合现有的脱碳工艺，对其进行改进，既可以达到脱碳的目的，又能为微藻培养提供有效的无机碳源。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其既能够高效固定二氧化碳，又能为微藻培养系统提供高效的无机碳源。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，包括：反应釜，所述反应釜上部沿反应釜圆周内壁设有密封环，所述密封环下方设有沿径向方向延伸的限位凸起，所述密封环下方设有观察窗、进气口以及进液口，所述观察窗设置高度不高于所述反应釜高度的1/5；所述反应釜底部设有气液出口；所述气液出口与微藻培养装置连接，为微藻培养提供无机碳源；增压单元，所述增压单元设置在所述反应釜上部；其包括一个与反应釜内部紧密贴合的活塞以及驱动活塞上下运动的驱动轴组件，通过所述活塞上下运动来调节反应釜内的压力大小；供气单元，其包括奇数个供气单元，其放置在反应釜底部，多个供气单元通过型连接管实现所述供气单元的立体结构；所述供气单元包括呈螺旋状的纳米管，最上层的供气单元外侧端口与所述进气口连接；最底层的供气单元内侧端口封闭，相邻两层的供气单元内侧端口与内侧端口连接或者外侧端口与外侧端口连接；所述纳米管上设有数个供气气孔；内置传感单元，其包括设置在密封环与所述观察窗之间的压力传感器以及设置在所述反应釜底部的pH传感器；所述压力传感器和所述pH传感器的数值通过显示面板显示。优选的是，所述驱动轴组件包括中轴螺杆、与所述中轴螺杆连接的操纵杆、固定在反应釜盖体内侧向反应釜底部延伸的螺母以及与反应釜盖体连接的伸缩臂；所述中轴螺杆上设有外螺纹，所述螺母上设有与所述中轴螺杆内螺纹配合的外螺纹；所述中轴螺杆的底部通过轴承结构与所述活塞的圆心处连接，所述伸缩臂的底部与所述活塞的边缘处连接，以所述中轴螺杆的传动力带动活塞的上下调节，达到压力调节的目的；所述活塞的边缘与所述密封环紧密贴合，且其向下运动的极限位置不越过所述限位凸起。优选的是，所述观察窗玻璃为防爆抗压玻璃。优选的是，所述活塞边缘外侧设有密封条。优选的是，所述内置传感单元还包括设置在所述反应釜底部的温度传感器以及与所述观察窗底部平齐设置的水位传感器，所述温度传感器和所述水位传感器与所述控制板连接，实施检测传感器的数值。优选的是，所述内置传感单元还包括警报装置和控制板，所述警报装置与所述控制板连接，所述警报装置包括第一警报铃、第二警报铃第三警报铃以及第四警报铃；所述第一警报铃与所述水位传感器连接，当所述反应釜内液体高度达到水位传感器的测试高度时，则第一警报铃响；所述第二警报铃与所述压力传感器连接，以反应釜初始压力值为基础值，当所述反应釜内压力值达到基础值加0.1MPa时，则第二警报铃响；所述第三警报铃与所述压力传感器连接，当所述反应釜内压力值达到基础值加0.15MPa时，则第三警报铃响；所述第四警报铃与所述pH传感器连接，当所述反应釜内pH值小于等于8.2时，则第四警报铃响。优选的是，所述警报装置还包括第五警报铃，所述第五警报铃与所述温度传感器连接，当所述反应釜内温度达到预设值时，则第五警报铃响。优选的是，所述进液口、进气口以及气液出口处分别设有第一电气阀、第二电气阀和第三电气阀，所述第一电气阀、第二电气阀和第三电气阀连接在所述控制板板上；所述第一电气阀通过导线与所述水位传感器连接，当所述反应釜内液体高度未达到水位传感器的测试高度时，所述第一电气阀开，当所述反应釜内液体高度达到水位传感器的测试高度时，所述第一电气阀门；所述第二电气阀通过导线与所述压力传感器连接，且所述第二电气阀通过导线与所述pH传感器连接，以反应釜初始压力值为基础值，当所述反应釜内压力值为基础值时，或者反应釜内压力达到一个平衡值时，所述第二电气阀开，其中平衡值是接近于基础值的稳定数值；当所述反应釜内压力值达到基础值加0.1MPa时，或者所述反应釜内pH值小于等于8.2时，所述第二电气阀关；所述第三电气阀通过导线与所述pH传感器连接，当所述反应釜内pH值小于等于8.2时，所述第三电气阀开，否则第三电气阀关。本专利技术进一步要求保护用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置的使用方法，包括：步骤一、检查反应釜内气密性良好：关闭反应釜的进液口、进气口以及气液出口，控制增压单元的中轴螺杆，使得反应釜内达到某一压力值，3～15min内反应釜压力值无变化，则反应釜内气密性良好；步骤二、配制一定浓度的氢氧化钠溶液，通过所述进液口注入反应釜内，待观察窗内观测到液面与观察窗底部齐平时，停止氢氧化钠溶液的注入，关闭进液口；步骤三、打开进气口，通过一个或多个供气单元将二氧化碳均匀通入反应釜内，当反应釜内压力值达到基础值加0.1MPa时，关闭进气口，控制增压单元操纵杆，使得活塞向下运动，蒸加反应釜内压力，当反应釜内压力值大于等于基础值加0.15MPa时，停止操作增压单元中操纵杆，待反应釜内压力值减小至基础值加0.1MPa时，控制增压单元中轴螺杆，使得活塞向上运动至最高处，待反应釜内压力值达到平衡值时，打开进气口，通过一个或多个供气单元将二氧化碳均匀通入反应釜内，重复上述操作；步骤四、当反应釜内pH值小于等于8.2时，终止反应，打开气液出口，将反应液通入到微藻培养装置中。本专利技术至少包括以下有益效果：其一，本专利技术提供的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置既能够高效固定二氧化碳，又能为微藻培养系统提供高效的无机碳源，通过压力和pH的实时检测，合理控制反应进行状态，使得反应液中的主要成分为碳酸氢钠溶液，省去了反复检测反应液内成分的繁琐复杂过程，所得反应液可直接作为无机碳源供微藻培养使用；其二，本专利技术提供的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置中采用纳米供气单元，保证二氧化碳气体在反应液中曝气均匀，且可以通过多个供气单元来实现其全方位立体曝气；其三，本专利技术提供的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置相对于传统的二氧化碳固定装置，采用的是顶部增压单元，可以根据反应釜内的实时测定，控制反应的正向运行，避免二氧化碳气体的逃逸，提高用于微藻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其特征在于，包括：/n反应釜，所述反应釜上部沿反应釜圆周内壁设有密封环，所述密封环下方设有沿径向方向延伸的限位凸起，所述密封环下方设有观察窗、进气口以及进液口，所述观察窗设置高度不高于所述反应釜高度的1/5；所述反应釜底部设有气液出口；所述气液出口与微藻培养装置连接，直接为微藻培养提供无机碳源；/n增压单元，所述增压单元设置在所述反应釜上部；其包括一个与反应釜内部紧密贴合的活塞以及驱动活塞上下运动的驱动轴组件，通过所述活塞上下运动来调节反应釜内的压力大小；/n供气单元，其包括奇数个供气单元，其放置在反应釜底部，多个供气单元通过

【技术特征摘要】
1.用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其特征在于，包括：
反应釜，所述反应釜上部沿反应釜圆周内壁设有密封环，所述密封环下方设有沿径向方向延伸的限位凸起，所述密封环下方设有观察窗、进气口以及进液口，所述观察窗设置高度不高于所述反应釜高度的1/5；所述反应釜底部设有气液出口；所述气液出口与微藻培养装置连接，直接为微藻培养提供无机碳源；
增压单元，所述增压单元设置在所述反应釜上部；其包括一个与反应釜内部紧密贴合的活塞以及驱动活塞上下运动的驱动轴组件，通过所述活塞上下运动来调节反应釜内的压力大小；
供气单元，其包括奇数个供气单元，其放置在反应釜底部，多个供气单元通过型连接管实现所述供气单元的立体结构；所述供气单元包括呈螺旋状的纳米管，最上层的供气单元外侧端口与所述进气口连接；最底层的供气单元内侧端口封闭，相邻两层的供气单元内侧端口与内侧端口连接或者外侧端口与外侧端口连接；所述纳米管上设有数个供气气孔；
内置传感单元，其包括设置在密封环与所述观察窗之间的压力传感器以及设置在所述反应釜底部的pH传感器；所述压力传感器和所述pH传感器的数值通过显示面板显示。


2.如权利要求1所述的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其特征在于，所述驱动轴组件包括中轴螺杆、与所述中轴螺杆连接的操纵杆、固定在反应釜盖体内侧向反应釜底部延伸的螺母以及与反应釜盖体连接的伸缩臂；所述中轴螺杆上设有外螺纹，所述螺母上设有与所述中轴螺杆内螺纹配合的外螺纹；所述中轴螺杆的底部通过轴承结构与所述活塞的圆心处连接，所述伸缩臂的底部与所述活塞的边缘处连接，以所述中轴螺杆的传动力带动活塞的上下调节，达到压力调节的目的；所述活塞的边缘与所述密封环紧密贴合，且其向下运动的极限位置不越过所述限位凸起。


3.如权利要求2所述的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其特征在于，所述观察窗玻璃为防爆抗压玻璃。


4.如权利要求3所述的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其特征在于，所述活塞边缘外侧设有密封条。


5.如权利要求4所述的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其特征在于，所述内置传感单元还包括设置在所述反应釜底部的温度传感器以及与所述观察窗底部平齐设置的水位传感器，所述温度传感器和所述水位传感器与所述控制板连接，实施检测传感器的数值。


6.如权利要求5所述的用于微藻培养的二氧化碳气体固定装置，其特征在于，所述内置传感单元还包括警报装置和控制板，所述警报装置与所述控制板连接，所述警报装置包括第一警报铃、第二警报铃、第三警报铃以及第四警报铃；所述第一警报铃与所述水位传感器连接，当所述反应釜内液体高度达到水位传感器的测试高度时，则第一警报铃响；所述第二警报铃与所述压力传感器连接，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志鑫，代云法，谢诗懿，郑玉彬，杨义，高第丰，曾继蛟，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，山东拜昂生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51