用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及微藻培养技术领域，是一种用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，此反应器包括罐体和盖板，以及安装在罐体里面的供气搅拌装置，供气搅拌装置由气管、旋转接头和螺旋桨组成，螺旋桨位于罐体底部中心位置，其叶片体内布置有主气孔和支气孔，并通过旋转接头与气管贯通，螺旋桨喷出的培养气体可以推动螺旋桨在水平面内做自由转动，从而对罐体内的培养液起到搅拌作用，同时能提高微藻培养过程中对光照和培养气体的利用率。

【技术实现步骤摘要】
用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器
本技术涉及微藻培养
，是一种用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器。
技术介绍
微藻在地球生态进化过程中起到了关键作用，微藻能通过光合作用，生成大量的蛋白质、油脂和各类脂肪酸等其他生命体所需的有机物质。因此对微藻的利用，越来越受到食品加工、农业生产、能源行业和医药行业的重视。目前密闭式的人工培养生物反应器，主要包括采用列管式、平板式和罐体式。其中的管道式光生物反应器，在培养过程中，由于反应器较为复杂，藻类在生长的过程中容易出现贴壁，且不易清理，同时存在培养气体利用率低的问题；平板式光生物反应器，通常采用玻璃或有机玻璃等材料制作反应器，成本较高，且在培养过程中容易出现培养液搅拌不均匀的问题；罐体式光生物反应器，由于罐体较大，容易出现搅拌不均匀的问题，从而导致光照和培养气体利用率较低。
技术实现思路
鉴于此，本技术实施例提供了一种用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，以解决现有罐体式生物反应器培养液搅拌不均匀的问题，进而在培养过程中提高光照和培养气体的利用率。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，包括圆柱形的罐体和盖板，所述罐体内安装有供气搅拌装置，所述供气搅拌装置包括气管、旋转接头和螺旋桨，所述螺旋桨位于罐体底部中心位置且其内布置有主气孔和支气孔，并通过旋转接头与气管相连接，所述螺旋桨的旋转面距离罐体底面的距离为50～100mm且螺旋桨的边沿距离罐体侧壁的距离为50～100mm；所述螺旋桨一体成型，包括桨毂和叶片，所述桨毂设置有内螺纹一并与旋转接头相固定，所述叶片沿着桨毂周身均匀布置且数量不少于两片，所述叶片的随边高于导边且其内部沿随边轴向布置有一条直径为3～5mm的、与桨毂内腔贯通的主气孔，所述随边侧面布置有若干直径为1～3mm的、与主气孔贯通的支气孔，所述支气孔的间距为10～20mm。进一步的，所述旋转接头包括母头壳体、子头壳体，以及安装在母头壳体和子头壳体内的子头、密封组件和弹簧，所述母头壳体呈圆筒状且其顶部中心位置设有圆筒状的连接头一，所述连接头一内部设有内螺纹二，并与气管相互配合；所述母头壳体底部设置有半圆形连接座一，所述连接座一的数量不少于三个；所述子头壳体呈圆筒状且其内径和外径均与母头壳体的内径和外径相同，所述子头壳体的底部中心位置设有圆形通孔且顶部设有半圆形连接座二，所述连接座二的数量和位置与连接座一相同并通过螺栓固定。进一步的，所述子头呈圆筒状且其中部布置有圆形凸台一，所述子头插在子头壳体底部的圆形通孔内，所述圆形凸台一插在子头壳体的内腔中且其直径与子头壳体的内径相适应，所述子头的底部设有与桨毂的内螺纹一相互配合的螺纹段一。进一步的，所述弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧，其直径比子头壳体的内径小3～5mm，所述弹簧的一端与子头圆形凸台一的顶面相贴合，另一端与密封组件相贴合。进一步的，所述密封组件包括两个静态密封圈、两个静态摩擦环、两个动态密封圈和两个动态摩擦环，两个所述静态密封圈的材质和尺寸相同，所述静态密封圈的底座一呈圆环状，所述底座一内径比子头外径大1～2mm且其外径与子头壳体内径相适应，所述底座一的一侧沿其外径一体成型布置有与其平面垂直的密封挡圈一；两个所述静态密封圈的底座一分别与母头壳体内腔的顶面和子头壳体内腔的底面相配合；两个所述静态摩擦环的材质和尺寸相同，所述静态摩擦环的内径与静态密封圈底座一的内径相同，所述静态摩擦环的外径与静态密封圈的密封挡圈一的内径相适应，所述静态摩擦环的厚度比静态密封圈的密封挡圈一的高度大1～2mm，所述静态摩擦环与静态密封圈的内腔相配合。进一步的，两个所述动态密封圈的材质和尺寸相同，所述动态密封圈的底座二呈圆环状，所述底座二的一侧沿其内径和外径分别一体成型布置有与其平面垂直的密封挡圈二和密封挡圈三，所述密封挡圈二的内径与子头的外径相适应，所述密封挡圈三的外径比子头壳体内径小1～2mm且其高度与密封挡圈二相同；两个所述动态密封圈均套在子头上，其中一个动态密封圈位于子头中部且其底座二与子头圆形凸台一的底面相贴合，另一个动态密封圈位于子头顶部且其底座二与弹簧的一端相互配合；两个所述动态摩擦环的材质和尺寸相同，所述动态摩擦环的内径与密封挡圈二的外径相适应、外径与密封挡圈三的内径相适应、厚度比密封挡圈二的高度大1～2mm；所述动态摩擦环与动态密封圈的内腔相配合且其顶面与静态摩擦环的顶面相互贴合。进一步的，所述气管为直径为30～60mm的圆管并位于罐体的中轴线上，所述气管的一端设置有螺纹段二并与母头壳体的内螺纹二相固定；所述气管的另一端设置有圆形凸台二、螺纹段三和卡扣，所述螺纹段三安设在盖板的供气孔内，所述圆形凸台二的顶面贴紧供气孔的下表面，所述卡扣与螺纹段三相固定并贴紧供气孔的上表面。进一步的，所述气管、螺旋桨、母头壳体、子头壳体和子头的材质为酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、呋喃塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂和不锈钢中的一种或几种；所述静态密封圈和动态密封圈的材质为硅橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶中的一种或几种；所述静态摩擦环和动态摩擦环的材质为石墨、陶瓷、碳化钨合金、碳化硅中一种或几种。本技术的技术效果为：用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，其罐体内部安设有供气搅拌装置，可以通过喷出的培养气体来推动螺旋桨转动，包括圆柱形的罐体和盖板，罐体内安装有供气搅拌装置，供气搅拌装置包括气管、旋转接头和螺旋桨。螺旋桨位于罐体底部中心位置，并通过旋转接头与气管连接在一起。螺旋桨体内布置有主气孔和支气孔，其内喷出的培养气体可以推动螺旋桨在水平面内做自由转动，从而对培养液起到搅拌作用。螺旋桨旋转面距离罐体底面的距离为50～100mm，距离罐体侧壁的距离为50～100mm。螺旋桨为一体成型制作，包括桨毂和叶片。桨毂内腔设置有内螺纹一，并与旋转接头固定在一起。叶片沿着桨毂周身均匀布置，数量不少于两片，以保持螺旋桨的平衡性。叶片的随边高于导边，当叶片转动时，可以对培养液产生向上的推力，使得培养液循环搅拌均匀。其叶片内部沿随边轴向布置有一条主气孔，其直径为3～5mm，并与桨毂内腔贯通。随边侧面布置有若干支气孔，其直径为1～3mm，间距为10～20mm，并与主气孔贯通，当培养气体从支气孔喷出时，由于气体的反作用力推动叶片转动。旋转接头包括母头壳体和子头壳体，以及安装在母头壳体和子头壳体内的子头、密封组件和弹簧。母头壳体呈圆筒状，其顶部中心位置设有圆筒状的连接头一；连接头一内部设有内螺纹二，并与气管相互固定在一起。母头壳体底部设置有半圆形连接座一，并且连接座一的数量不少于三个。子头壳体呈圆筒状，其内径和外径均与母头壳体的内径和外径相同；其底部中心位置设有圆形通孔，其顶部设有半圆形连接座二，并且连接座二的数量和位置与连接座一相同，并通过螺栓固定在一起，共同形成旋转接头的壳体。子头呈圆筒状，并插在子头壳体底部的圆形通孔内。子头中部布置有圆形凸台一，并且圆形凸台一插在子头壳体的内腔中，其直径与子头壳体的内径相适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，包括圆柱形的罐体和盖板，其特征在于：所述罐体内安装有供气搅拌装置，所述供气搅拌装置包括气管、旋转接头和螺旋桨，所述螺旋桨位于罐体底部中心位置且其内布置有主气孔和支气孔，并通过旋转接头与气管相连接，所述螺旋桨的旋转面距离罐体底面的距离为50～100mm且螺旋桨的边沿距离罐体侧壁的距离为50～100mm；所述螺旋桨一体成型，包括桨毂和叶片，所述桨毂设置有内螺纹一并与旋转接头相固定，所述叶片沿着桨毂周身均匀布置且数量不少于两片，所述叶片的随边高于导边且其内部沿随边轴向布置有一条直径为3～5mm的、与桨毂内腔贯通的主气孔，所述随边侧面布置有若干直径为1～3mm的、与主气孔贯通的支气孔，所述支气孔的间距为10～20mm。/n

【技术特征摘要】
1.用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，包括圆柱形的罐体和盖板，其特征在于：所述罐体内安装有供气搅拌装置，所述供气搅拌装置包括气管、旋转接头和螺旋桨，所述螺旋桨位于罐体底部中心位置且其内布置有主气孔和支气孔，并通过旋转接头与气管相连接，所述螺旋桨的旋转面距离罐体底面的距离为50～100mm且螺旋桨的边沿距离罐体侧壁的距离为50～100mm；所述螺旋桨一体成型，包括桨毂和叶片，所述桨毂设置有内螺纹一并与旋转接头相固定，所述叶片沿着桨毂周身均匀布置且数量不少于两片，所述叶片的随边高于导边且其内部沿随边轴向布置有一条直径为3～5mm的、与桨毂内腔贯通的主气孔，所述随边侧面布置有若干直径为1～3mm的、与主气孔贯通的支气孔，所述支气孔的间距为10～20mm。


2.根据权利要求1所述的用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，其特征在于：所述旋转接头包括母头壳体、子头壳体，以及安装在母头壳体和子头壳体内的子头、密封组件和弹簧，所述母头壳体呈圆筒状且其顶部中心位置设有圆筒状的连接头一，所述连接头一内部设有内螺纹二，并与气管相互配合；所述母头壳体底部设置有半圆形连接座一，所述连接座一的数量不少于三个；所述子头壳体呈圆筒状且其内径和外径均与母头壳体的内径和外径相同，所述子头壳体的底部中心位置设有圆形通孔且顶部设有半圆形连接座二，所述连接座二的数量和位置与连接座一相同并通过螺栓固定。


3.根据权利要求2所述的用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，其特征在于：所述子头呈圆筒状且其中部布置有圆形凸台一，所述子头插在子头壳体底部的圆形通孔内，所述圆形凸台一插在子头壳体的内腔中且其直径与子头壳体的内径相适应，所述子头的底部设有与桨毂的内螺纹一相互配合的螺纹段一。


4.根据权利要求3所述的用于培养微藻的气动搅拌式生物反应器，其特征在于：所述弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧，其直径比子头壳体的内径小3～5mm，所述弹簧的一端与子头圆形凸台一的顶面相贴合，另一端与密封组件相贴合。


5.根据权利要求4所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢向远，陈丹，邢向上，乔盼，
申请(专利权)人：阿尔格河北生命科学有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13