一种隔板装置及气升式平板生物反应器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隔板装置及气升式平板生物反应器，该隔板装置包括隔板和与所述隔板连接的旋转部，所述旋转部可使所述隔板和所述旋转部整体沿所述隔板的长度方向轴向自由旋转。该气升式平板生物反应器包括设于其中的若各倾斜的隔板装置。本发明专利技术可提升微藻产量。

【技术实现步骤摘要】
一种隔板装置及气升式平板生物反应器
本专利技术涉及光生物反应器，特别是涉及一种隔板装置及气升式平板生物反应器。
技术介绍
微藻及其相关的高价值产品已广泛应用于人类食品、水产养殖和制药行业。极高的生物油脂含量和极强的光合效率将微藻的应用扩展到生物燃料的生产、碳固定以及废水中氮和磷的去除。微藻在提供食物和能源以及解决环境问题方面的巨大价值为获取大量生物质提出了潜在的挑战。自从进入新世纪以来，光生物反应器(PBRs)被认为是微藻高密度培养的最有潜力的设备。平板光生物反应器(FPPBRs)是一种具有易于放大、单位体积光照剂量大、结构简单和易于维护等特征的生物反应器，已被广泛应用于藻类的产业化培养。对于那些提升FPPBRs中微藻生物量的研究，最常用的方法是添加内部静态混合器或挡板，然后进行特定的结构优化。高密度藻类培养证明了以下事实：添加静态挡板是在不降低FPPBRs固有优势的情况下提高生物量的一种经济有效的措施。计算流体动力学(CFD)可提供流场可视化，同时具有低工作量，低成本运行，短设计周期等优势，其已广泛应用在PBRs设计和结构优化研究。CFD建模还引导我们研究PBRs内部的流动和混合性能，并帮助解决反应器内出现的弱流动死区的流体力学问题。目前，安装内置静态挡板和使用CFD模拟进行优化仍然是提高PBRs性能和藻类生物质产量的经济高效措施。从理论上说，微藻有着极高的生长潜力，但现阶段微藻的产量却远远不能达到市场需求，其中很大一部分原因是没有高性能的光生物反应器来充分利用光能，极大影响了培养效果。r>
技术实现思路
为了弥补上述现有技术的不足，本专利技术提出一种隔板装置及气升式平板生物反应器。本专利技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种用于气升式平板生物反应器的隔板装置，包括隔板和与所述隔板连接的旋转部，所述旋转部可使所述隔板和所述旋转部整体沿所述隔板的长度方向轴向自由旋转。优选地，所述旋转部包括交叉连接的第一长条结构和第二长条结构，其中，所述第一长条结构对应所述隔板的长度方向，且长度大于所述隔板的长度，所述第一长条结构的一端用于与气升式平板生物反应器的后侧板的内壁连接，另一端用于与所述气升式平板生物反应器的前侧板连接并穿出所述前侧板；所述第二长条结构对应所述隔板的宽度方向，且长度小于或等于隔板的宽度；所述第一长条结构和/或所述第二长条结构上设有第一连接部，所述隔板上设有与所述第一连接部配合的第二连接部。优选地，所述第二长条结构的中心处与所述第一长条结构交叉连接形成“十”字型，所述第一长条结构和所述第二长条结构之间的夹角为90°。优选地，所述第一连接部设置在所述第二长条结构上，是分别在靠近所述第二长条结构的端部设置的两个纵向凸起，相应地，所述第二连接部为在所述隔板的中部区域的宽度方向上分别设有的与所述纵向凸起配合的卡口；所述纵向凸起插入所述卡口配合后，还通过橡胶圈加固。一种气升式平板生物反应器，包括平板式壳体，所述平板式壳体包括作为受光板的左侧板、作为背光板的右侧板、以及分别与所述左侧板和所述右侧板连接的前侧板、后侧板以及底板，其特征在于：还包括与所述平板式壳体可拆卸连接的若干所述的隔板装置，若干所述隔板装置在所述平板式壳体内沿所述平板式壳体的高度方向间隔布置，各隔板均沿水平方向向上倾斜且角度可调节，所述隔板装置的旋转部的一端与所述后侧板的内壁连接，另一端穿出所述前侧板并在与所述前侧板的连接处设有防漏水部；若干所述隔板装置交错排列，也即相邻的两块隔板装置中的一块隔板的一长边靠近所述左侧板的内壁，另一块隔板的一长边靠近所述右侧板的内壁；所述左侧板内壁和所述右侧板内壁之间的距离D，与所述隔板的宽度l之间满足0.5D≤l≤0.8D。优选地，各隔板的倾斜角度α相同，且0°＜α≤20°。优选地，各相邻隔板之间的间隔距离相等；所述隔板的一长边与该长边靠近的相应左侧板或右侧板之间的间隙在1mm～2mm之间。优选地，在微藻培养初期及中期，各隔板的倾斜角设置为小于微藻培养平台期的各隔板的倾斜角。优选地，当所述气升式平板生物反应器用于小球藻培养时，各隔板的倾斜角度α为0°＜α≤10°；当所述气升式平板生物反应器用于雨生红球藻培养时，各隔板的倾斜角度α为5°＜α≤15°。优选地，所述防漏水部为橡胶密封圈；所述后侧板的内壁上设有U型槽，所述隔板装置的旋转部的一端位于所述U型槽内。本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：1、本专利技术通过在气升式平板生物反应器内设置交错布置的倾斜隔板装置，可提升反应器内光暗循环频率和传质混合效果，使得光暗循环利用更加充分，提升光能利用率和曝气动能利用率，从而提升了微藻产量；2、由于隔板倾斜后，隔板与沿光径方向的侧板(即左侧板和右侧板)形成有一定距离的开口，可从根源上解决隔板与反应器壁面间存在一定死区的问题；3、隔板装置的角度是可调节的，可以根据不同藻类和不同培养周期调整隔板的倾斜角度，更加灵活的适应藻类生长需求；4、由于隔板可拆卸、易安装，解决了气升式平板生物反应器制作困难、难以清洗的问题。附图说明图1为本专利技术一优选实施例中的隔板装置的结构示意图；图2是本专利技术一优选实施例中的隔板装置中的旋转部的结构示意图图3是本专利技术一优选实施例中的气升式平板生物反应器的结构示意图；图4是图3中去掉前侧板2后的主视示意图；图5是图3中后侧板10的示意图；图6a和图6b分别是实施例1中隔板具有不同倾斜角度的气升式平板生物反应器的流场矢量图和湍动能变化云图；图7为实施例2中，不同通气比下空气和含1％(体积)CO2的空气曝气的反应器内传质系数变化图；图8a是实施例2中无隔板、内置横隔板和内置倾斜隔板反应器的气含率结果图；图8b是实施例2中无隔板、内置横隔板和内置倾斜隔板反应器的湍动涡耗散结果图；图9是实施例3中不同曝气介质下的内置倾斜隔板、无内置隔板反应器以内置水平隔板反应器的藻培养结果图。具体实施方式下面对照附图并结合优选的实施方式对本专利技术作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念，或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。本专利技术提供一种用于气升式平板生物反应器的隔板装置，其包括隔板和与所述隔板连接的旋转部，所述旋转部可使所述隔板和所述旋转部整体沿所述隔板的长度方向轴向自由旋转。在一些优选的实施方式中，所述旋转部包括交叉连接的第一长条结构和第二长条结构，其中，所述第一长条结构对应所述隔板的长度方向，且长度大于所述隔板的长度，当隔板装置安装在气升式平板生物反应器内时，所述第一长条结构的一端用于与气升式平板生物反应器的后侧板的内壁连接，另一端用于与所述气升式平板生物反应器的前侧板连接并穿出所述前侧板，穿出的部分作为手柄，可用于使隔板装置整体转动以调节隔板装置的倾斜角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气升式平板生物反应器的隔板装置，其特征在于：包括隔板和与所述隔板连接的旋转部，所述旋转部可使所述隔板和所述旋转部整体沿所述隔板的长度方向轴向自由旋转。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于气升式平板生物反应器的隔板装置，其特征在于：包括隔板和与所述隔板连接的旋转部，所述旋转部可使所述隔板和所述旋转部整体沿所述隔板的长度方向轴向自由旋转。


2.如权利要求1所述的隔板装置，其特征在于：所述旋转部包括交叉连接的第一长条结构和第二长条结构，其中，所述第一长条结构对应所述隔板的长度方向，且长度大于所述隔板的长度，所述第一长条结构的一端用于与气升式平板生物反应器的后侧板的内壁连接，另一端用于与所述气升式平板生物反应器的前侧板连接并穿出所述前侧板；所述第二长条结构对应所述隔板的宽度方向，且长度小于或等于隔板的宽度；所述第一长条结构和/或所述第二长条结构上设有第一连接部，所述隔板上设有与所述第一连接部配合的第二连接部。


3.如权利要求2所述的隔板装置，其特征在于：所述第二长条结构的中心处与所述第一长条结构交叉连接形成“十”字型，所述第一长条结构和所述第二长条结构之间的夹角为90°。


4.如权利要求2或3所述的隔板装置，其特征在于：所述第一连接部设置在所述第二长条结构上，是分别在靠近所述第二长条结构的端部设置的两个纵向凸起，相应地，所述第二连接部为在所述隔板的中部区域的宽度方向上分别设有的与所述纵向凸起配合的卡口；所述纵向凸起插入所述卡口配合后，还通过橡胶圈加固。


5.一种气升式平板生物反应器，包括平板式壳体，所述平板式壳体包括作为受光板的左侧板、作为背光板的右侧板、以及分别与所述左侧板和所述右侧板连接的前侧板、后侧板以及底板，其特征在于：还包括与所述平板式壳体可拆卸连接的若干权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛献忠，王旗，王淋淋，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44